JP5790045B2 - 熱風発生装置 - Google Patents
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Description
従来の高炉及び熱風発生装置は、例えば特許文献1、2に開示されている。
なお、熱風炉は通常、バッチ式であり、2基以上の燃焼室及び蓄熱室を備え、蓄熱室の蓄熱と放熱(空気の予熱)を交互に繰り返すようになっている。
以下、2基以上の燃焼室及び蓄熱室を備えた熱風炉を、「熱風発生装置」と称する。
しかし、その過程で高炉発生ガス(高圧Bガス)は大量の水分を含み、炉頂発電装置の出口において、圧力10〜20kPa、温度30〜40℃、発熱量700〜800kcal/Nm3の低発熱量かつ高水分のガス(以下、「低圧Bガス」と呼ぶ)となっている。
(1)水分とガス中のS分等が結合して硫酸となるため、低圧Bガスの流路(ガスダクト)や熱風炉内の煉瓦を侵食する。
(2)ガスダクトの侵食を低減するため、ガスダクトの各所に水滴を除去するドレン抜きが必要となる。
(3)低圧Bガス中の水分を含んだダストが燃料ガス予熱装置の伝熱管に付着し堆積しやすいため、燃料ガス予熱装置の伝熱性能が短期間で低下し、頻繁なメンテンスが必要となる。
(4)低圧Bガスの発熱量が低いため、燃焼性能を高めるため、コークス炉ガス(以下「Cガス」)など補助燃料ガスが必要となる。
前記燃焼用の燃料ガスに含まれる水分を前記燃焼前に除去する水分除去装置を備え、
前記水分除去装置は、前記高炉発生ガスの圧力で発電して前記高炉発生ガスを減圧する炉頂発電装置の下流側と前記熱風炉の燃焼室とを結ぶガス循環ラインに設けられる、ことを特徴とする熱風発生装置が提供される。
前記水分除去装置は、高炉から排出され前記炉頂発電装置で減圧された低圧の高炉発生ガスを熱風炉の燃焼室に供給するガス循環ラインに設けられる。
また、水分が少ないためガス中のダストが燃料ガス予熱装置の伝熱管に付着し難くなり、燃料ガス予熱装置の性能低下を抑制し、メンテンスの必要性を低減することができる。
この図において、10は本発明による熱風発生装置、20は高炉、22は除塵器(ダスト除去装置)、24は集塵機(ベンチュリスクラバ)、26は炉頂発電装置、26aはバイパス弁、27は減圧弁である。なおこの図において、装置を繋ぐ線が分岐又は合流する部分には、丸印を付している。
炉頂発電装置26の上流側(高圧燃料ガスライン25)の圧力は、例えば0.3〜0.4MPaの高圧であり、炉頂発電装置26の下流側の圧力は、例えば10〜20kPaの低圧である。
また、蓄熱室13bには、図示しない蓄熱媒体(例えば、耐熱レンガ)が充填され、蓄熱室13bを通過する燃焼ガスとの間で直接熱交換し、蓄熱するようになっている。
供給位置Aより上流側の第1の水分除去装置18は、低圧の高炉発生ガス2に含まれる水分を除去し、間接的に燃焼用の燃料ガス3に含まれる水分を除去する。
また、供給位置Aと燃料ガス予熱装置16との間の第2の水分除去装置18は、燃焼用の燃料ガス3に含まれる水分を直接除去する。
なお、ガス循環ライン14上の水分除去装置18は、いずれか一方を省略してもよい。
なお、補助燃料ガス8の水分が少ない場合には、これを省略することができる。
この図において、水分除去装置18は、冷却装置18aとサイクロン18bからなる。
冷却器19aは、例えば水を蒸発させて冷却する蒸発塔、又はフロン等の冷媒を冷却する冷凍機である。水分を含むガスは、燃料ガス3、低圧の高炉発生ガス2、又は補助燃料ガス8である。
また、水分が少ないためガス中のダストが燃料ガス予熱装置16の伝熱管に付着し難くなり、燃料ガス予熱装置16の性能低下を抑制し、メンテンスの必要性を低減することができる。
3 燃料ガス、4 酸化ガス、5 燃焼排ガス、
6 高炉送風用空気、8 補助燃料ガス、9 加熱空気、
10 熱風発生装置、12 熱風炉、
13a 燃焼室、13b 蓄熱室、
14 ガス循環ライン、14a 補助燃料供給弁、
15a〜15e 開閉弁、
16 燃料ガス予熱装置、17 スタック、
18 水分除去装置、18a 冷却装置、18b サイクロン、
19a 冷却器、19b 冷却伝熱管、
20 高炉、20a 熱風環状管、21 炉頂部、
22 除塵器(ダスト除去装置)、24 集塵機(ベンチュリスクラバ)、
25 高圧燃料ガスライン、26 炉頂発電装置、
26a バイパス弁、27 減圧弁
Claims (6)
- 高炉から排出された高炉発生ガスを熱風炉で燃焼させて燃焼ガスを発生させ、該燃焼ガスにより高炉送風用空気を加熱する熱風発生装置であって、
前記燃焼用の燃料ガスに含まれる水分を前記燃焼前に除去する水分除去装置を備え、
前記水分除去装置は、前記高炉発生ガスの圧力で発電して前記高炉発生ガスを減圧する炉頂発電装置の下流側と前記熱風炉の燃焼室とを結ぶガス循環ラインに設けられる、ことを特徴とする熱風発生装置。 - 前記水分除去装置は、水分を含むガスを間接冷却する冷却装置と、該間接冷却後のガス中に存在する水滴を遠心分離するサイクロンとからなる、ことを特徴とする請求項1に記載の熱風発生装置。
- 前記冷却装置は、冷媒を冷却する冷却器と、該冷媒が内部を流れる冷却伝熱管とを有する、ことを特徴とする請求項2に記載の熱風発生装置。
- 燃焼室と蓄熱室をそれぞれ有する複数の熱風炉を備え、高炉送風用空気を前記熱風炉の1つで加熱して加熱空気を高炉に供給し、高炉から排出された高炉発生ガスを別の熱風炉の燃焼室で燃焼させて燃焼ガスを発生させ、該燃焼ガスにより当該熱風炉の蓄熱室を加熱するようになっており、
前記水分除去装置は、高炉から排出され前記炉頂発電装置で減圧された低圧の高炉発生ガスを熱風炉の燃焼室に供給するガス循環ラインに設けられる、ことを特徴とする請求項1に記載の熱風発生装置。 - 前記水分除去装置は、
前記ガス循環ラインの補助燃料ガスの供給位置より上流側に設けた第1の水分除去装置と、
前記補助燃料ガスの前記供給位置と燃料ガス予熱装置との間に設けた第2の水分除去装置を有する、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の熱風発生装置。 - 前記補助燃料ガスの供給ラインに、前記補助燃料ガスに含まれる水分を除去する第3の水分除去装置を設けた、ことを特徴とする請求項5に記載の熱風発生装置。
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JP2011057360A JP5790045B2 (ja) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | 熱風発生装置 |
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