JP6073978B2 - 高炉ガス脱塩素剤の使用方法 - Google Patents
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Description
本発明は複合成分および高温ガス浄化技術分野に関し、特に、高炉ガス脱塩素剤の使用方法に関する。
高炉ガス乾燥除塵技術における高炉ガスは、まず重力除塵により一次除塵を行い、その後にバグ式集塵機により二次除塵を行い、除塵したクリーンガスがＴＲＩユニットのタービンに入って減圧して働き、発電機を駆動して発電する。高炉ガス乾燥除塵浄化技術は従来の洗浄塔、ベンチューリおよびダブルベンチューリ湿式除塵に対して大きな利点を有し、浄化効率が高く、水消費量が大幅に減少し、最も重要なのはＴＲＩの発電量を大幅に向上させ、エネルギーの回収および利用を増加させ、毎トン鉄のエネルギー消費を低下させることである。
我が国の鋼鉄工業の発展、特に生産コストの増加と共に、多くの低価格の鉄鉱石が注目され、徐々に使用され始めている。低価格の鉄鉱石は微量元素、特に有害元素の含有量が高く、特に高炉内に取り入れられる塩素の含有量が増加し、高炉ガスのうちのＨＣｌ含有量も増加しており、管路および設備の腐食が悪化している。近年、それぞれの鋼鉄企業の高炉ガス管路、ＴＲＩ羽根などの金属部材がかなりの程度ＨＣｌに浸食されている。このため、乾燥除塵条件にて高炉ガスのうちのＨＣｌ脱離はすでに冶金分野の差し迫った問題の１つになっている。
ガス化複合サイクル発電（ＩＧＣＣ）、ガス化燃料電池（ＭＣＦＣ）、石油化学および廃棄物焼却などの分野においてＨＣｌ脱離の多くの研究を行い、例えば、固定床技術を利用し、使用した脱塩素剤は塩基性脱塩素剤であることが多く、主な成分が石灰基（石灰岩、消石灰および生石灰）とナトリウム基（ソーダ灰、ベーキング・ソーダ）である。しかし、高炉ガスは流速が速く、流量が大きく、圧力が高く、ＣＯ２、水蒸気およびダスト含有量が高いという特有の特徴を有し、これらのプロセスおよび技術はいずれも高炉ガスに適用しない。
本発明は、前記検討に鑑み、高炉ガスの特徴、製鉄過程のプロセス条件および設備レイアウトについて、低価格、脱塩素効果がよい高炉ガス脱塩素剤の使用方法を開発する。
本発明の目的はよい脱塩素効果を実現することが可能な脱塩素剤の使用方法を提供することにある。
本発明の目的は下記の技術方法により実現される。
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造し、ただし、石灰石の粒度が５ｍｍ以下であり、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍ以下であることが必要である。
２）、まず、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬し、ただし、水酸化カリウム溶液の濃度が１０％〜１５％であり、次いで浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて１〜２ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを、普通のボールミルプロセスまたはその他の製粉プロセスにより２０ μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝３０〜７０:７０〜３０（重量パーセント）で装入し、次いで予備混合を行い、混合時間が１０〜１５ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度がいずれも８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより混合した粉末を続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を用いて、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３〜１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、自然乾燥し、或いは１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤の完成品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造し、ただし、石灰石の粒度が５ｍｍ以下であり、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍ以下であることが必要である。
２）、まず、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬し、ただし、水酸化カリウム溶液の濃度が１０％〜１５％であり、次いで浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて１〜２ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを、普通のボールミルプロセスまたはその他の製粉プロセスにより２０ μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝３０〜７０:７０〜３０（重量パーセント）で装入し、次いで予備混合を行い、混合時間が１０〜１５ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度がいずれも８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより混合した粉末を続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を用いて、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３〜１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、自然乾燥し、或いは１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤の完成品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
前記ステップ１）乃至ステップ４）で製造した製品に対して浸透時間および一回浸透の塩化物含有量を測定し、好適的な製品は長い浸透時間および高い一回浸透の塩化物含有量を有し、性能が良い。
本発明は、低価格の原材料を採用し、簡単な製造過程によって、最後に新型の脱塩素剤の高炉ガスのうちのＨＣｌガス脱離に用いられる使用方法を提出する。
以下、具体的な実施例により本発明を詳しく説明する。
＜実施例１＞
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造する。なお、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１０％であり、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて１ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝３０:７０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１０ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより混合した粉末を続いて研削する。
４）、製造した混合粉末を用いて、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３〜１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に放置し、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造する。なお、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１０％であり、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて１ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝３０:７０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１０ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより混合した粉末を続いて研削する。
４）、製造した混合粉末を用いて、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３〜１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に放置し、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
＜実施例２＞
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造する。なお、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１５％であり、その後、浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて１ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝３０:７０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１０ｍｉｎであり、すべての粒度がいずれも８０μｍ以下になるように混合した粉末を製粉プロセスから続けて研削する。
４）、調製した混合粉末を用いて、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３ー１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造する。なお、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１５％であり、その後、浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて１ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝３０:７０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１０ｍｉｎであり、すべての粒度がいずれも８０μｍ以下になるように混合した粉末を製粉プロセスから続けて研削する。
４）、調製した混合粉末を用いて、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３ー１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
＜実施例３＞
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を調製する。なお、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１５％であり、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて２ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０ μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝３０:７０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１０ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、混合した粉末を製粉プロセスにより続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を用いて、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３ー１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガスの濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を調製する。なお、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１５％であり、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて２ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０ μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝３０:７０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１０ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、混合した粉末を製粉プロセスにより続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を用いて、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３ー１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガスの濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
＜実施例４＞
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造し、ただし、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１５％であり、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて２ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝５０:５０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１５ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより混合した粉末を続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を利用し、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３〜１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍに大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造し、ただし、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１５％であり、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて２ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝５０:５０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１５ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより混合した粉末を続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を利用し、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３〜１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍに大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
＜実施例５＞
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造し、ただし、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬し、ただし、水酸化カリウム溶液の濃度が１５％より小さく、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて２ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０ μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝６０:４０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１０ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより、混合した粉末を続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を利用し、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３ー１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造し、ただし、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬し、ただし、水酸化カリウム溶液の濃度が１５％より小さく、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて２ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０ μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝６０:４０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１０ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより、混合した粉末を続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を利用し、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３ー１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
＜実施例６＞
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造する。なお、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１５％であり、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて１．５ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝７０:３０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１３ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより混合した粉末を続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を利用し、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３〜１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造する。なお、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１５％であり、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて１．５ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝７０:３０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１３ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより混合した粉末を続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を利用し、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３〜１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
＜実施例７＞
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造する。なお、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１５％であり、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて１．５ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝４０:６０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１５ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより混合した粉末を続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を利用し、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３ー１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造する。なお、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１５％であり、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて１．５ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝４０:６０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１５ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより混合した粉末を続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を利用し、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３ー１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
＜実施例８＞
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造する。なお、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１０％であり、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて２ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝５０:５０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１２ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより混合した粉末を続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を利用し、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３〜１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
１）、工業用石灰石、商業用炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムを原料として脱塩素剤を製造する。なお、石灰石の粒度が５ｍｍより小さく、炭酸ナトリウムおよび水酸化カリウムの粒度が３ｍｍより小さい。
２）、工業用石灰石の元試料を水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬する。なお、水酸化カリウム溶液の濃度が１０％であり、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて２ｈ焼成する。
３）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０μｍ以下にすりつぶし、さらに軽焼石灰石:炭酸ナトリウム＝５０:５０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１２ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、製粉プロセスにより混合した粉末を続いて研削する。
４）、調製した混合粉末を利用し、３％のベントナイトを添加し、乾式混合する。ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３〜１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤製品が得られる。
５）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、ＨＣｌガスを含有する高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに新しい脱塩素剤を交換する。
ステップ１）乃至ステップ４）で製造し、かつ乾燥した完成品小球を乾燥環境に置いて保管する。
脱塩素剤の性能評価指標
脱塩素実験過程：ＨＣｌ脱離実験装置において一定量の脱塩素剤製品を入れ、材料層の厚さと高炉頂部ガスのうちのＨＣｌ濃度を固定する。実験装置に実験ガスを注入し、実験ガスの流量を相対安定に保持し、脱塩素剤製品を実験装置内において実験ガスと充分に反応させる。
浸透時間：脱塩素剤装置において、高炉頂部ガスは脱塩素剤で浄化した後に排気のうちのＨＣｌ含有量が １ｐｐｍを超える時に、脱塩素剤が浸透されると考えられ、ＨＣｌを注入してから脱塩素剤が浸透されるまでの時間が脱塩素剤の浸透時間である。
浸透時間の測定方法：高炉ガス流量を５Ｌ／ｍｉｎに制御し、ＨＣｌ濃度を２００ｐｐｍに制御し、固定床反応器の出口箇所のＨＣｌ濃度を測定し、出口箇所のＨＣｌ濃度が１ｐｐｍに達する時間を記録する。
一回浸透の塩化物含有量：浸透塩化物含有量とは、０〜３００℃温度範囲において、０．１〜０．３ＭPaの圧力条件にて、反応器の出口のＨＣｌ濃度が入り口のＨＣｌ濃度に等しく、かつ１０ｍｉｎ保持し、固体脱塩素剤が塩素を吸収する質量パーセントである。入り口のＨＣｌ体積パーセントが０．９９％である。
一回浸透の塩化物含有量の測定方法：高炉ガス注入量が５Ｌ／ｍｉｎで、ＨＣｌ濃度が１０００ｐｐｍで、試験時間が３０ｍｉｎで、２０個の小球をランダムに取り出し、レーザ式ガス分析計を採用して一回浸透の塩化物含有量を測定する。
脱塩素剤による浸透時間が異なり、浸透時間が長いほど、該脱塩素剤と高炉ガスのうちのＨＣｌとの実際反応性がよく、材料層の厚さが同じ場合で、高炉ガスのうちのＨＣｌ脱離にとっては有利であることを意味し、脱塩素剤による一回浸透の塩化物の含有量が異なり、脱塩素剤の一回浸透の塩化物含有量が高いほど、脱塩素剤が高炉頂部ガスのうちのＨＣｌを脱離する能力が強いことを意味する。
脱塩素実験過程：ＨＣｌ脱離実験装置において一定量の脱塩素剤製品を入れ、材料層の厚さと高炉頂部ガスのうちのＨＣｌ濃度を固定する。実験装置に実験ガスを注入し、実験ガスの流量を相対安定に保持し、脱塩素剤製品を実験装置内において実験ガスと充分に反応させる。
浸透時間：脱塩素剤装置において、高炉頂部ガスは脱塩素剤で浄化した後に排気のうちのＨＣｌ含有量が １ｐｐｍを超える時に、脱塩素剤が浸透されると考えられ、ＨＣｌを注入してから脱塩素剤が浸透されるまでの時間が脱塩素剤の浸透時間である。
浸透時間の測定方法：高炉ガス流量を５Ｌ／ｍｉｎに制御し、ＨＣｌ濃度を２００ｐｐｍに制御し、固定床反応器の出口箇所のＨＣｌ濃度を測定し、出口箇所のＨＣｌ濃度が１ｐｐｍに達する時間を記録する。
一回浸透の塩化物含有量：浸透塩化物含有量とは、０〜３００℃温度範囲において、０．１〜０．３ＭPaの圧力条件にて、反応器の出口のＨＣｌ濃度が入り口のＨＣｌ濃度に等しく、かつ１０ｍｉｎ保持し、固体脱塩素剤が塩素を吸収する質量パーセントである。入り口のＨＣｌ体積パーセントが０．９９％である。
一回浸透の塩化物含有量の測定方法：高炉ガス注入量が５Ｌ／ｍｉｎで、ＨＣｌ濃度が１０００ｐｐｍで、試験時間が３０ｍｉｎで、２０個の小球をランダムに取り出し、レーザ式ガス分析計を採用して一回浸透の塩化物含有量を測定する。
脱塩素剤による浸透時間が異なり、浸透時間が長いほど、該脱塩素剤と高炉ガスのうちのＨＣｌとの実際反応性がよく、材料層の厚さが同じ場合で、高炉ガスのうちのＨＣｌ脱離にとっては有利であることを意味し、脱塩素剤による一回浸透の塩化物の含有量が異なり、脱塩素剤の一回浸透の塩化物含有量が高いほど、脱塩素剤が高炉頂部ガスのうちのＨＣｌを脱離する能力が強いことを意味する。
表１は８つの実施例の浸透時間と一回浸透の塩化物含有量の実際の測定結果の対比である。
表１ 浸透時間および一回浸透の塩化物含有量の測定結果
表１ 浸透時間および一回浸透の塩化物含有量の測定結果
表１に示す結果からは、脱塩素剤のうちの軽焼石灰石と炭酸ナトリウムとの比は浸透時間と一回浸透の塩化物含有量に対して明らかな影響を有し、それと同時に軽焼石灰石の高温焼成時間も脱塩素の効果を影響する。
軽焼石灰石と比べて、Ｎａ２ＣＯ３とＨＣｌとが反応した時に一定量のＨ２Ｏを生成するので、比較的高い一回浸透の塩化物含有量を有し、そのため、脱塩素剤における両者の割合が脱塩素効果に影響する。
石灰石もよい脱塩素効果を有するが、研究によれば、石灰石が軽焼した後に、一部が分解し、空隙率が明らかに増加し、ＨＣｌと反応した動力学条件を改善し、脱塩素効果も改善し、そのため、本発明では軽焼石灰石を選択する。石灰石の表面には一定数の微小孔が有り、微小孔の直径が２０〜１００μｍ間であり、単位平方ミリメートル当たりの微小孔の数量が０〜１０×１０３の範囲にあり、軽焼石灰石が多くの微小孔を有し、微小孔の直径が０．１〜２０μｍ範囲にあり、単位平方ミリメートル内の微小孔数量が０〜１０×１０５の範囲にある。ガス分子吸着は選択性（極性吸着とも略称する）を有し、脱塩素剤表面の微小孔がガス分子において直径が自分の微小孔の直径と近い分子を容易に吸着する。ＨＣｌの分子直径が１０μｍ程度であり、軽焼石灰石表面の微小孔直径の範囲と近く、極性吸着原理によれば、軽焼石灰石が石灰石より高炉ガスのうちのＨＣｌ分子を容易に吸着し、従って石灰石脱塩素剤の浸透塩化物含有量を向上させることができる。高温焼成時間が必ず焼成効果を影響し、従って石灰石の脱塩素能力を影響する。
ＫＯＨは一定の脱塩素効果を有し、強塩基性および腐食性を有し、周囲の水分を吸収しやすく、潮解を発生し、塩基性が強いアルカリ溶液を形成し、高炉ガス管路およびそのほかの付属設備に対してひどく腐食する。このため、本発明はＫＯＨを添加せず、それが石灰石を浸漬し、その後に軽焼を行うように設計し、適量なＫＯＨを加えて、脱塩素効果を改善する。
前記実験および結果分析によれば、本発明の合理な原料選択および製造方法に基づいて、高炉製錬プロセスおよび設備特徴に適用する脱塩素剤の使用方法を提出し、冶金工学分野によく応用でき、設備の作動条件を効果的に改善し、設備の使用寿命を延長することができる。
Claims (3)
- 高炉ガス脱塩素剤の使用方法において、下記ステップ１）〜４）
１）、粒度が５ｍｍ以下の工業用石灰石の原料を濃度が１０％-１５％である水酸化カリウム溶液で１ｈ浸漬し、その後に浸漬した石灰石を７００℃の高温条件にて１-２ｈ焼成するステップと、
２）、焼成した石灰石（以下、軽焼石灰石とも称する）および粒度が３ｍｍ以下の炭酸ナトリウムを普通のボールミルプロセスまたはそのほかの製粉プロセスにより２０ μｍ以下にすりつぶし、さらに前記軽焼石灰石:前記炭酸ナトリウム＝３０-７０:７０-３０（重量パーセント）で装入し、その後に予備混合を行い、混合時間が１０-１５ｍｉｎであり、すべての粉末の粒度が８０μｍ以下になるように、前記予備混合による混合物を続いて研削するステップと、
３）、調製した混合粉末を利用し、３％のベントナイトを添加し、乾式混合し、ディスクペレタイザーを利用し、噴霧加水してペレット化を行い、３-１０ｍｍの完成品小球をスクリーニングし、自然乾燥し、あるいは１００℃条件にて低温乾燥して脱塩素剤の完成品が得られるステップと、
４）、該脱塩素剤製品を固定容器に置き、高炉ガスを固定容器を通過させ、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより大きい時にさらに前記脱塩素剤製品に交換するステップと、
を主に含む高炉ガス脱塩素剤の使用方法。 - 該プロセスにより製造した一定の粒度を有する球形の脱塩素剤製品を固定容器に置き、高炉ガスを固定容器を通過させ、反応の動力学条件と脱塩素効果を改善することを特徴とする請求項１に記載の高炉ガス脱塩素剤の使用方法。
- 反応した高炉ガスのうちのＨＣｌガスの濃度を脱塩素剤無効評価指標として、固定容器後の高炉ガスのうちのＨＣｌガス濃度が１ｐｐｍより高い時にさらに前記脱塩素剤製品に交換することを特徴とする請求項１に記載の高炉ガス脱塩素剤の使用方法。
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