JPH0619095B2 - 高炉ガス清浄設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高炉の吹抜け現象等以上が発生した場合などに
おいて乾式集塵装置を保護する装置を設けた高炉ガスの
清浄装置に関する。

〔従来の技術〕

近年高炉から発生するガスの持つ圧力及び熱エネルギー
を積極的に回収し、省エネルギーを図ろうとする動きが
活発におこなわれている。

具体的には、前者の圧力を回収する設備としては炉頂圧
力回収発電設備であり、後者の熱エネルギーの利用とし
ては従来の湿式集塵設備にガスを通すことによつて生ず
る温度低下を防止するために乾式集塵装置を設置し、そ
の排ガスの有する熱エネルギーを炉頂圧力回収設備にて
回収をおこなうものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

乾式集塵装置に関する一般的な評価としては、従来の湿
式集塵に比較して炉頂圧力回収発電設備などにおけるエ
ネルギー回収効率が３５〜４５％程度向上し、省エネル
ギー設備としては極めて優れた技術である。

半面高炉からの発生ガス中のダストを回収する装置とし
ては、若干信頼性に問題がある。

具体的には通常乾式集塵装置として用いられるバグフイ
ルターの耐熱温度は、濾布材質の耐熱温度により決定さ
れ、その温度は２００〜３００℃程度である。また濾布
の通過ガス流速の設計条件としては、経済性を考慮して
高炉吹抜け等の異常時点でのガス流速ではなく、通常操
業条件下での最高ガス量を採用するのが一般的である。
従つて濾布の通過ガス流速にも制約条件がある。

一方高炉ガスの温度は通常上記の温度以下であるが、高
炉操業が例えば高炉ガスの吹抜けなどの異常時の場合、
その温度は５００℃以上、時には１０００℃近くに上昇
し、またその時点でのガスの体積は、単位時間あたり標
準状態量換算でも１．５〜２．０倍にも達することか
ら、何等かの対策が必要となる。

この問題点に対する従来技術としては、特開昭５７−１
６１００８〜１６１０１１に開示されているように、乾
式集塵装置の前段階でおこなう水冷却によるガス温度コ
ントロールがある。

従来高炉ガスの吹抜けなどの現象に対し水噴霧による冷
却は、ガスの温度低下に対する対策としては極めて有効
であり、且つガス温度を低下させることにより、実質の
高炉ガスの体積を低減させることが可能であることから
も、一つの対策であると考えられる。しかしこの高炉ガ
スの体積に関しては、温度低減効果とは逆に冷却水のガ
ス化による体積の増加が加わり、結局その増加量は通常
操業時に比較して１．５〜２．０倍にもなるものであ
る。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
高炉異常時の高炉ガスの吹抜け等乾式集塵装置にとつて
問題となる温度、ガス体積の急上昇などを、既設の湿式
集塵装置を有効に活用することによつて吸収し、乾式集
塵装置の安定稼働をおこなうことができる高炉ガス清浄
設備を提供する。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本発明の技術的手段は、湿
式集塵装置と乾式集塵装置とを併有する高炉ガス清浄設
備において、乾式集塵装置の上流側の高炉ガス管路に圧
力，温度または流速の検知器を設け、該検知器からの信
号に基づいて作動する乾式集塵装置および湿式集入塵装
置相互の切替え手段と、湿式集塵装置に非常用冷却水の
供給手段とを設けたことを特徴とするものである。

〔作 用〕

以上の如く構成されており、通常の高炉操業において
は、高炉ガスは乾式集塵装置を通過して集塵され、高炉
ガスはその圧力，温度を保持したまま下流側に送られ、
そのエネルギーは炉頂圧力発電設備などによつて有効に
回収される。

またこの操業において、異常時例えば高炉ガスの吹抜け
などにより異常ガスが発生した場合は、上流側の高炉ガ
ス管路に設けた検知器により、圧力，温度または流速に
よつてその異常を検知し、異常ガスが乾式集塵装置に達
する前に、検知器からの信号により切替え手段を作動さ
せて高炉ガス径路を乾式集塵装置から湿式集塵装置に切
替える。また同時に検知器からの信号により供給手段を
作動させて湿式集塵装置に非常用冷却水を供給散水し、
湿式集塵装置に送られた異常ガスを散水冷却することに
よつてその異常エネルギーを吸収し、乾式集塵装置を保
護する。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図に示す清浄設備のフロー
図に基づいて説明する。

高炉ガスの清浄系統は、高炉１の炉頂からガスの上昇管
１ａおよび下降管１ｂを経て、先ず第１段の集塵装置で
あるダストキヤツチヤー２に接続される。ついでこのダ
ストキヤツチヤー２から乾式集塵系統３と湿式集塵系統
４の２系統にわかれ乾式集塵系統３には例えばバグフイ
ルターなどの乾式集塵装置３ａが接続されており、また
湿式集塵系統４には例えば散水式の湿式集塵装置４ａが
接続されている。この２系統３，４は後流側において再
び合流され、さらにその後流側には炉頂圧力回収発電設
備５が設置されている。乾式集塵装置３ａの出入口には
それぞれ入口弁２０ａと出口弁２０ｂが、また湿式集塵
装置４ａの出口側には出口弁２１が設けられており、こ
れらの出入口弁２０ａ，２０ｂ，２１を適宜開閉するこ
とにより、ガスの流れを乾式３または湿式集塵系統４の
何れかに選択使用できるようになつている。

２２は湿式集塵装置４ａに供給する散水用冷却水の循環
系統であり、貯留タンク１３，給水ポンプ１４，給水弁
１５が直列に接続されて形成されており、湿式集塵装置
４ａから饋環された冷却水は一旦貯留タンク１３に貯留
され、再び給水ポンプ１４により給水弁１５を経て湿式
集塵装置４ａに供給し散水するようになつている。

２３湿式集塵装置４ａに供給する非常用冷却水の供給系
統であり、高架水槽１７に接続されており、非常給水弁
１６を経て湿式集塵装置４ａに供給する。

６はデータ処理用の演算装置であり、これには高炉炉頂
のガス温度計７，高炉炉体上部の圧力計８，高炉炉頂の
圧力計９，高炉発生ガス流量計１０ならびに高炉入側圧
力計１１と炉頂の圧力計９との差を指示する差圧計１２
などの検出端からデータが入力され、高炉１から排出さ
れた高炉ガスが清浄であるかどうかを判断する。この演
算結果に基づき、出入口弁２０ａ，２０ｂ，２１の開
閉，給水弁１５非常給水弁１６の開閉，給水ポンプ１４
の発停を制御する。

以上の如く構成されており、以下高炉吹抜け時を想定し
てこれらの装置の具体的な働きについて説明する。

高炉１でのガスの吹抜け現象は、多量の高温ガスが一挙
に高炉炉頂部からダストキヤツチヤー２へ向けて流れる
現象であり、高炉１から発生する高温の吹抜けガスが高
炉炉頂部から乾式集塵装置３ａまで達するに要する時間
は、２０秒から３０秒程度である。従つて異常な状態で
あるか否かの判断をいかに早く検知するか、即ちその現
象を捕えるために、検出端において高炉ガスの温度，圧
力，流量の変化をいかに素早く且つ正確に把握するかが
ポイントとなる。

その具体的な検知方法として、 (ア) 炉頂部のガス温度計７によりガス温度を計測し、
その変化度合により異常の有無を確認する。

(イ) 炉体上部および炉頂部に設置されている圧力計
８，９によりガス圧力を計測し、その変化度合により異
常の有無を確認する。

(ウ) 高炉１から発生するガスの通路管内を設けた流量
計１０によりガス流速を計測し、その変化度合により異
常の有無を確認する。

(エ) 高炉炉頂の圧力計９の圧力と高炉入側に設置され
た圧力計１１との圧力の差を差圧計１２によつて計測
し、その変化度合により異常の有無を確認する。

以上のデータを演算装置６に入力し、異常信号値として
予めセツトされ且つ設定値の変更が可能な基準値と比較
して、この基準値をオーバーしたものが何れか一つでも
出現した時点で乾式集塵装置３ａから湿式集塵装置４ａ
への切り換え信号が演算装置６から発せられる。この信
号をうけてそれぞれの装置においては次の動作が行なわ
れる。

(ア) 先ず湿式集塵装置４ａの冷却水の循環系統２２の
給水弁１５が開弁され、給水ポンプ１４が起動する。

湿式集塵装置４ａで使用される循環水の量は、大型高炉
の場合約１５００ ton/hrと極めて多く、その従つてそ
のランニングコストも高い為に、乾式集塵装置３ａを運
転している場合などの通常の操業時においては装置を休
止している。そのために湿式集塵装置４ａに切り換える
場合は、給水ポンプ１４を早急に立上げる必要があるた
めに、先ず給水ポンプ１４，給水弁１５の開動作指令を
発する必要がある。但しこのような緊急の場合でもその
立上げに要する時間は６０秒程度必要である。従つてこ
の立上りの間の湿式集塵装置４ａの運転を円滑におこな
うために、つぎの非常用冷却水の供給系統２３を作動さ
せる。

(イ) 高温ガスから湿式集塵装置４ａおよびその下流側
の設備を守るために、高炉設備の常時高圧の循環水が通
過しているラインから湿式集塵装置４ａの冷却水循環系
統２２へ非常用供給系統２３の給水配管が接続されてお
り、この系統中に設けられた非常給水弁１６へ開指令を
出す。例えばこの給水は高炉設備の中で設備保護上水冷
が絶対必要な羽口冷却系統２４からのものであり、その
信頼性は高く、かつ本実施例の場合は高架水槽１７を経
由するということもあり、その信頼性は極めて高い。し
かしその給水は高炉羽口冷却系統に限定する必要はな
く、基本的には高炉吹抜け時にも確実に給水可能な系統
であればいずれの場合も採用可能である。

(ウ) 高炉から発生した多量の高温ガスが乾式集塵装置
３ａの集塵バツグを通過する前に当該ガスの通路を乾式
集塵系統３から湿式集塵系統４へ切り換えるための指令
を出す。まず異常信号を検知すると同時に出口弁２１は
開動作に、また入口弁２０ａ及び出口弁２０ｂは出口弁
２１の開度が設定値以上まで開いたことを確認し閉動作
に移る。以上の一連の動作中入口弁２０ａと出口弁２１
の動作が終了した時点で、高温ガスの通過経路が乾式集
塵系統３から湿式集塵系統４へ切り替わる。

以上が緊急切替信号によるそれぞれの装置の具体的な動
作である。ここで上記非常給水弁１６による冷却はあく
までも非常用である。従つて循環系統２２の給水ポンプ
１４，給水弁１５が正常に立上がつたことを給水配管中
の圧力計１８で当該部の圧力を把握し、その信号で非常
給水弁１６を閉とする。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく本発明は、高炉ガス管路の上流側に
設けた検知器により異常を検知し、異常ガスが乾式集塵
装置に達する前に湿式集塵装置に切替えるとともに湿式
集塵装置の運転立上りを円滑におこなうための非常用冷
却水の供給手段を設けているので、高炉ガス吹抜けなど
の異常事態が発生しても早急かつ円滑に集塵装置を切替
えることができ、乾式集塵装置の安全性が保たれ、安定
して稼働させ得ると同時に高炉ガスのエネルギー回収も
円滑におこなうことができる。

またこの清浄設備は、既存の設備に容易に附加して実施
できるものであり、経済的にもその効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であり、清浄装置のフロー図
である。 １……高炉、１ａ……上昇管、１ｂ……下降管、２……
ダストキヤツチヤー、３……乾式集塵系統、３ａ……乾
式集塵装置、４……湿式集塵系統、４ａ……湿式集塵装
置、５……炉頂圧力回収発電設備、６……データー処理
用の演算装置、７……高炉炉頂のガス温度計、８……高
炉炉体上部の圧力計、９……高炉炉頂圧力計、１０……
高炉発生ガス流量計、１１……高炉入側圧力計、１２…
…差圧計、１３……冷却水の貯留タンク、１４……湿式
集塵装置の給水ポンプ、１５……湿式集塵装置の給水
弁、１６……湿式集塵装置の非常給水弁、１７……高架
水槽、１８……圧力計、２０ａ……乾式集塵装置の入口
弁、２０ｂ……乾式集塵装置の出口弁、２１……湿式集
塵装置の出口弁、２２……湿式集塵冷却水の循環系統、
２３……湿式集塵非常冷却水の供給系統、２４……高炉
羽口給水系統

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湿式集塵装置と乾式集塵装置とを併有する
   高炉ガス清浄設備において、乾式集塵装置の上流側の高
   炉ガス管路に圧力，温度または流速の検知器を設け、該
   検知器からの信号に基づいて作動する乾式集塵装置およ
   び湿式集塵装置相互の切替え手段と、湿式集塵装置に非
   常用冷却水の供給手段とを設けたことを特徴とする高炉
   ガス清浄設備。