JPH02200740A

JPH02200740A - 焼結機排ガスの顕熱、潜熱回収方法

Info

Publication number: JPH02200740A
Application number: JP1753189A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Tanaka; 田中　邦宏
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1990-08-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、鉄鉱石等の焼結に用いられる焼結機から排出
される焼結機排ガスの顕熱および潜熱の利用方法に関す
るものである。

〈従来の技術〉 −ａに鉄鉱石の焼結に当たっては、設備的にも大量生産
に適した焼結機として第２図に示すような連続式の直線
型ドワイトロイド（ＤＬ）式焼結機が採用され稼動して
いる。焼結原料は原料供給装置ｌよりパレット３上に装
入され、点火装置２によって点火され、パレット３上の
焼結原料は、パレット３の移動に伴い成る一定の焼結時
間後焼結反応を完了し、焼結機の他端より矢印Ｂに示す
如く排出され、破砕冷却後製品焼結鉱として高炉に装入
される。一方、パレット３からの焼結ａｔＪ［ガスは、
主排風ａ７によりダクト４、主ダクト５を経由して！Ｊ
塵詰装置６て除塵後脱硫装置８でＳＯ，分を除去された
後熱交換８！９へ送られる。焼結機υｔガスは、熱交換
機９で煙突２４行き排ガスと熱交換昇熱された後脱硝ブ
ロワ１０で昇圧され、脱硝加熱炉１１からの熱風で脱硝
反応およびＣＯの酸化反応に必要な温度まで加温昇熱後
、脱硝反応器１２でＮＯ，１分が還元される。その後排
ガス中に含まれるＣＯ分を酸化装置１３内の酸化触媒下
で酸化燃焼さ−ｔｑて、熱交換４１１９で放熱後煙突２
４より排出される。

焼結機排ガスは、圧力制御装置１５によってυｔガスダ
ンパー１４を開閉することにより制御される構成になっ
ている。

なお第３図は、第２図のＡ−Ａ’断面を示すものである
。

これら鉄鉱石の焼結過程における排ガス温度と排ガス量
との変化の一例を第４図に、また排ガス成分の変化の一
例を第５図に示した。

即ち焼結機ｔＪＦガスは、排ガス量は多いが、過剰な空
気ならびに含有水分の影響のためにその温度は低く、そ
の排熱の利用回収は行われていないのが現状である。−
力、焼結原料中の燃料（例えばコークス）の燃焼は、過
剰空気の存在下で行われてはいるが、完全にＣＯ□まで
燃焼せずかなりの濃度のＣＯが存在している。

近時焼結機排ガスの高温部の顕熱を利用回収する技術が
特開昭５７−１４１０１号、特開昭５７−１９５０１号
、特開昭５７−９８６３５号、特開昭５７−１５３９９
７号、特（１１１昭５７−１７４６８７号等の公報に開
示されている。

一方、原料供給装置と点火装置との間に装入焼結原料を
乾燥させるための乾ガス供給装置を設けて焼結原料の表
層に焼結鉱からのｔＪＥ熱を利用した常温から２５０’
Ｃの乾ガスを供給するとともに、下方から吸気して装入
焼結原料の表層のみを乾燥して焼結原料表層に乾＠（Ｉ
Ｆを形成し１．シかる後上記乾燥（ｉＦに点火すること
を特徴とした焼結鉱の製造方法が特開昭５２−６３Ｏ４
号公報に開示されている。

また、焼結機排ガス中に含まれるＣＯの潜熱を回収する
技術が特開昭５２−４９９７６号、特開昭５５１２４５
３１号、特開昭５６−１６９７３４号、特開昭５８−５
８１３４号、特開昭５９−４４２２号、特開昭６Ｏ−３
９１３０号等の公報に開示されている。

〈発明が解決しようとする課題〉最近のようにエネルギー問題が社会的に大きな問題とし
てクローズアップされている状況下にあって、焼結作業
全体の省エネルギーに照準を合わせた見直しが盛んに行
われている。

焼結プロセスでは焼結工程に必要な熱源は、原料中に数
パーセント配合する固形燃料たとえば粉コークスや点火
用熱源などの燃料によるものが大部分を占めている。昨
今ではこれら燃料の使用量が低減され焼結鉱の晶πを維
持するために最低限の燃料使用量で操業がなされており
、その結果として焼結機排ガスの温度やｃｏｄ度の低下
を招いている。一方、焼結機排ガス中にはＳＯｘや水分
等の腐食ガスも多く含まれ°ζおり、排ガス基設６１を
腐食させるという大きな問題を発生させている。

従って前記焼結ａｙｓガスの高温部のみの顕熱を利用、
回収する方策として開示された前記の特開昭５７４４１
０１号、特開昭５７−１９５０１号、特開昭５７−９８
６３５号、特開昭５７−１５３９９７号、特開昭５７１
７４６８７号等の公報による焼結機排ガスの高温部のみ
からの排熱回収を行うとなお一層全排ガス温度の低下を
まねき、更に排ガス系設備の腐食を促進、助長させると
いう問題があった。

また、焼結機排ガス中のＣＯ濃度が低下すると、前記の
特開昭５２−４９９７６号、特開昭５５−１２４５３１
号、特開昭５６−１６９７３４号、特開昭５８−５８１
３４号、特開昭５９−４４２２号等の公報に示された技
術の場合、第６図に示すようにＣＯ濃度が低下すると酸
化率即ち潜熱回収効率が低下するという問題があった。

このために焼結機排ガスの脱硝設備では脱硝加熱炉で燃
料を燃焼させて、焼結機排ガスを昇温昇熱させる必要が
あった。

この問題を回避する方法とし７て、前記の特開昭６０−
３９１３０号公報では焼結機パレットを区割し、ＣＯ濃
度が０．５容量％以上の焼結機排ガスのみを酸化触媒に
よる酸化装置に導入し酸化燃焼熱を利用し、或いはＣＯ
濃度の低いガスを排出する焼結機パレット排ガスをｃｏ
ｄ度の高いガスを排出する焼結機パレット上に戻して、
焼結機用空気として利用しＣＯ濃度を高めた後、酸化触
媒を用いる酸化装置に導入して排ガス潜熱を回収する方
法が開示されている。

この潜熱回収方法の場合、焼結機の操業条件の変化や操
業方法の変化等によっ、て、ＣＯ濃度が０．５容量％で
あるパレット上の境界位置が大幅に変化・移動する。ま
た焼結機全体の排ガス中のＣＯ発生量が減少することが
あり所期の目的を達成させることが出来づらいという問
題があった。

く作　用〉本発明は、焼結機排ガス中のＣＯ含有成分を有効に燃焼
させて利用するにあたって前述のような従来技術の諸問
題を解決するためになされたものであり、焼結機？Ｊ＋
ガス中のＣＯ濃度が排ガス脱硝装置のｖｌ硝加熱炉を停
止できる範囲の下限濃度未満の場合には、一部分の焼結
機ｕトガスを焼結機上部に導いてＩ環使用することによ
ってＣＯ濃度を上昇させる。一方、ＣＯ濃度が上限濃度
超の場合には、部分の焼結機排ガスは酸化装置をバイパ
スさせ゛ζ必要量のみを酸化燃焼させる。従って、脱硫
装置、熱交換機、脱硝反応器、酸化装置という排出ルー
トを通る焼結機〃［ガス中のＣＯ濃度を、排ガス脱硝装
置の脱硝加熱炉を停止でき、かつ徘ガスの脱硝反応最ｉ
！Ｉ温度を保てる範囲、すなわち１．４５〜１．５５容
旦％にしであるので、脱硝加熱炉を停止でき、かつ脱硝
触媒を熱劣化させて寿命を縮めることはない、焼結機υ
トガスの一部を焼結機上部へ導いて循環使用する場合、
その顕熱を利用する手段として原料供給装置と点火装置
との間にフードを設けて焼結機排ガス顕熱による焼結原
料の予熱を行わせるか、点火装置の燃焼空気として使用
するので焼結機排ガスの顕熱は有効に利用される。残る
大部分の循環排ガスは焼結機上部フードへ導い′ζ焼結
燃焼空気として使用することによってそのｉｉｊ熱を有
効に活用釘ると共心ごＣＯ濃度の上昇を図って酸化装置
へ供給して安定した潜熱利用を行わせることができる。

〈課題を解決するための手段〉本発明は、焼結機排ガス中のＣＯ酸成分酸化触媒下で酸
化燃焼させ、その熱を有効利用するために焼結機排ガス
の一部をｗｉ環使用し、その顕熱、潜熱を利用する焼結
機排ガスの顕熱、潜熱回収方法において、　焼結機排ガ
スの一部を点火前の原料予熱と点火装置の燃焼用空気と
して循環使用すると共に、予め設定された排ガス中ＣＯ
下１１［度よりもＣ０ｆｉ度が低い場合は、焼結機排ガ
スの他部を点火後のバレット上焼結原料の吸引用空気と
して循環使用し、一方、設定された排ガス中ＣＯ、に限
濃度よりもＣＯ濃度が高い場合は、焼結機ｉＪトガスの
うち必要量のみをＣＯ酸化装置に供給し、残部はＣＯ酸
化装置をバイパスさせることを特徴とする焼結橋掛ガス
の顕熱、潜熱回収方法である。

〈実施例〉本発明の実施例を本発明を説明する模式図である第１図
にもとづいて説明する。

焼結機バレント３からの焼結機排ガスはダクト４を経由
して主ダクト５に集められる。集合した焼結機排ガスの
一部は、循環ダク目８−１を経由して原料予熱装置１９
、点火装′１１２に導かれる。また循環ダク）　１．８
−２を経由して分配ダクト２０を通過後上端フード２１
へ５導かれる。循環し、た排ガスは、再びパレット３を
経由しＣＯ濃度が高められてダクト４を経由して主ダク
ト５へ集合される。

ｃｏｄ度が高められた焼結機排ガスは、、　［硫装置８
でＳＯ，分を除去された後熱交換器９で脱硝およびＣＯ
酸酸化後煙突２４行きの焼結機ｆｕ１ガスと熱交換さＵ
゛、脱硝ブロワ１０で昇圧され操業立上がり当初のみ脱
硝加熱炉１１からの熱風で脱硝反応に必要な温度まで加
温され脱硝反応器１２で８０１分が還元される。またＣ
Ｏ酸化も高温排ガスの方が反応が早く、また酸化触媒の
劣化速度も極度に低下するために、排ガス温度を高めた
方が実用的で有利である。その後排ガス中に含まれる０
０分を酸化装置１３で酸化燃焼させて熱交換機９で脱硫
後の焼結機排ガスへ熱放出を行ったのち煙突２４からｉ
ＪＩ出される。

焼結機排ガスの流れをより詳しく述べると、主ダクト５
へ集合した排ガスの一部は、常に循環ダクト１Ｂ−１を
経由して原料予熱装ＷＬ１９および点火装置２へ導かれ
焼結機排ガスの顕熱を有効利用すると共に、ＣＯ濃度を
高めて再び主ダクト５へ集められる。

主ダクト５中のＣＯ濃度を計測してｃｏｆＡ度が１．４
５容景％未溝の場合には、循環ダンパー１６を開けて循
環ダクトｌ１ｌ−２および分配ダクト２０を経由して上
部フード２１からパレット３上へ循環使用される。

循環使用によってＣＯ濃度は高められて再び主ダクト５
へ集められる。一方、主ダクト５中のＣＯ濃度の計測値
が１．５５容量％超になった場合には、循環ダンパー１
６を閉じてｉ１１使用量を減少させる。このように排ガ
ス中のＣＯ濃度が１．４５〜１．５５容量％の範囲に入
るようｃｏｄ度制扉制御装置１７御する。

焼結機排ガス中のＣＯ濃度が１．４５〜１．５５容景％
のときのみ脱硫装置８、熱交ＩＡ機９、脱硝反応器１２
、酸化装置１３、熱交換機９を経由して煙突に排出さ−
するようにし、たのはつぎの理由による。すなわち、排
ガス中のＣＯ濃度が１．４５容量％未溝の場合には、酸
化装置内でのＣＯの酸化反応による排ガス温度上昇が不
充分で、焼結機排ガスが脱硝反応及びＣＯ酸化反応の最
適温度となるために、脱硝加熱炉で燃料を燃焼させて焼
結機排ガスを昇温、昇熱さセることが必要となる。一方
、排ガス中のＣＯ濃度が１．５５容量％超の場合には、
焼結機排ガスが脱硝反応の７ｉｌｉ１１温度以−にとな
って脱硝触媒が熱劣化して寿命を縮めるので好ましくな
い。

１．４５〜１．５５容債％のＣＯを含む排ガスは、熱交
換器９で煙突２４行き排ガスからの熱を受け°ζ脱硝反
応およびＣＯの酸化反応に必要な温度まで昇温される。

脱硝反応後の排ガスは酸化装置１３内の酸化触媒で１１
ガス中のＣＯと０．とが酸化反応し、９０％以」二の酸
化率が得られる。このＣＯの酸化による酸化熱によって
１ノ［ガスは、より高温にシフ、熱されて熱交換器９へ
導かれる。熱交換器９では脱硫後の排ガス側への放熱後
、煙突２４からｉＪＩ。出される。このように１４４５
〜１，５５容積％のＣＯを含む焼結機Ｉｔガスの場合は
、ＣＯの酸化で得られる熱量を脱硫後の排ガスの昇熱に
要する熱ｍおよび煙突側へ持ち去る熱量とがうまくバラ
ンスし、脱硝加熱炉１１での燃事゛（による加温が不要
となる。しかし、焼結機の操業立上げ等の場合には゛、
焼結機排ガス中のｃｏｄ度も低く熱量バランスがとれな
いために、立上げ初期のみ説（ｉｉ’ｌ加熱炉１１によ
る加温が必要である。以降順次焼結機パレット３からの
排ガス中のｃｏｄ度が上昇し、循環使用によるｃｏｉｎ
度の１．４５〜１．５５容量％への到達後は、脱硝加熱
炉１１を停止することができる。

一方、操業変動等の原因によって排ガス中のＣＯ濃度が
１，５５容量％超になった場合には、循環ダンパー１６
を閉じてパレット３上からの循環使用を中１ｈするとと
もに、酸化装置１３に設けられた酸化装置バイパスダン
パー２３を開Ｌ」で酸化装置バイパスダイト２２より−
・部のＣＯを含む排ガスをバイパスさヒて必要熱量に匹
敵する排ガス量のみを酸化装置１３内を通し、てＣＯを
酸化させ、安定した必要熱量のみを発生させる。

具体的実施例についＣ以下に説明する。

第り図に示すような機器配列でドワイドロイド式焼結機
からの焼結機排ガスの顕熱とＣＯ潜熱を利用することに
より、焼結原料中に配合させる焼成に必要な燃料（コー
クス）の低減と点火燃料の低減が図れた。主として脱硝
させるために必要なｔノドガスの昇温にＣＯを酸化させ
その熱を利用することによって、従来８．５　Ｘ　１０
”ｋ−／　Ｉ−１（排ガス量６２００００８７／ｌ（の
場合）もの多量の燃料を脱硝加熱かで使用していたが完
全に使用を停止させることができた。

焼結機からの排ガス量の６２００００　Ｎｊ　／　Ｈの
内原料予熱に２０００ＯＮｄ／Ｈを、また点火装置の燃
焼用空気として２０００Ｍ／Ｈを循環使用した結果、焼
結原料に配合する燃料（コークス）を焼結鉱１を当たり
１．７ｋｇ削減させることができ、点火燃料についても
焼結！！Ｉｔ当たり１３００ｋｅ４ｊ削減させることが
できた。

一方、焼結機排ガス中のＣＯ濃度は、従来１．２容量％
であったが、焼結排ガス量の６２０００ＯＮシ／Ｈの内
約７０００ＯＮｄ／■１を焼結機パレット上の上部フー
ドから循環使用することによって排ガス中のｃｏｄ度が
１．５０容量％になった。　１．．５０容量％のＣＯを
含む焼結機排ガスは、熱交換機９後の排ガス温度を脱硝
反応およびＣＯＭ化反応に有利な４００℃まで昇温させ
て脱６１１反応器１２へ送り、次に脱硝後のＣＯを含む
排ガスを酸化装置１３へ送って５００℃の排ガスを得た
。この５００°Ｃになった排ガスは熱交換器内で熱放散
して１５０“Ｃで煙突より排出される。一方５０“Ｃの
脱硫１！を排ガスは熱交換装置で４００°Ｃに昇熱され
脱硝加熱炉による熱風加温を必要とせず脱硝反応器、酸
化装置へと送られる。このように排ガス中のＣＯの酸化
熱を脱硫後排ガスに有効に利用することにより、従来使
用し５ていた脱硝加熱炉での燃料使用量のＢ、５　Ｘ　
１０’ｋｃａｆ／　Ｈ（排ガス量６２０００ＯＮシ、／
　Ｉ−ｊの場合）を節約することができた。

〈発明の効果〉本発明方法によると、前に詳述したように焼結機排ガス
の顕熱を原石Ｆ熱、点火装置の燃焼用空気として利用し
、また焼結機排ガス中ＣＯ濃度を適正範囲にコントロー
ルすることによって脱硝加熱炉を停止できかつ脱硝触媒
の熱劣化を防止Ｃきた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る実施例を示す排ガス系統図、第
２図は、従来のドワイトロイド式焼結機の排ガス系統図
、第３図は、第２図のＡ−Ａ’断面図、第４図は、焼結
過程におけるｔＪ１ガス温度と排ガス量の変化を示す特
性図、第５図は、焼結過程における排ガス成分の変化を
示す特性図、第６図は、排ガス中のＣＯ濃度と酸化率の
関係を示す特性図である。２・・・点火装置、４・・・ダクト、６・・・集塵装置、８・・・脱硫装置、１０・・・脱硝ブロワ、１２・・・脱硝反応器、１４・・・（１１ニガスダンバー１６・・・循環ダンパー１８・・・循環ダクト、２０・・・分配ダクト、ｌ・・・原料供給装置、３・・・パレット、５・・・主ダクト、７・・・主排風機、９・・・熱交換機、１１・・・脱硝加熱炉、１３・・酸化装置、ｊ５・・・圧力制御装置、１７・・・ｃｏｄ度制扉制御装置９・・・原料予熱装置、２１・・・上部フード、２２・・・酸化装置バイパスダクト、２３・・・Ｍ　化装置バイパスダンパー２４・・・煙　
突。

Claims

【特許請求の範囲】

　焼結機排ガス中のＣＯ成分を酸化触媒下で酸化燃焼さ
せ、その熱を有効利用するために焼結機排ガスの一部を
循環使用し、その顕熱、潜熱を利用する焼結機排ガスの
顕熱、潜熱回収方法において、焼結機排ガスの一部を点
火前の原料予熱と点火装置の燃焼用空気として循環使用
すると共に、予め設定された排ガス中ＣＯ下限濃度より
もＣＯ濃度が低い場合は、焼結機排ガスの他部を点火後
のパレット上焼結原料の吸引用空気として循環使用し、
一方、設定された排ガス中ＣＯ上限濃度よりもＣＯ濃度
が高い場合は、焼結機排ガスのうち必要量のみをＣＯ酸
化装置に供給し、残部はＣＯ酸化装置をバイパスさせる
ことを特徴とする焼結機排ガスの顕熱、潜熱回収方法。