JPH09125126A - 転炉排熱利用方法および転炉排熱回収装置 - Google Patents

転炉排熱利用方法および転炉排熱回収装置

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JPH09125126A
JPH09125126A JP28180695A JP28180695A JPH09125126A JP H09125126 A JPH09125126 A JP H09125126A JP 28180695 A JP28180695 A JP 28180695A JP 28180695 A JP28180695 A JP 28180695A JP H09125126 A JPH09125126 A JP H09125126A
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JP
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heat
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water
exhaust heat
hot water
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JP28180695A
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Toshimitsu Mori
俊光 森
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Abstract

(57)【要約】 【課題】転炉操業時に発生する排熱利用技術に関し、炉
体冷却装置側の設備変更が不要であるとともに、設備投
資が少なくて済むなどの利点を有する低温排熱の利用方
法を提案する。 【解決手段】転炉操業時に発生する低温排熱を熱交換器
13により温水として回収し、この温水を吸収式冷凍機
8の再生器9または逆浸透膜式脱塩設備3の給水加熱器
5の熱源として利用する。また、熱交換器13と吸収式
冷凍機8の再生器9または逆浸透膜式脱塩設備3の給水
加熱器5とを接続する管路の途中に温水タンクを設け、
熱量の変動を吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、転炉操業時に発生
する低温排熱の利用方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、転炉操業に関する排熱回収利用に
関しては、300℃以上の比較的回収しやすい高温排熱
の回収が中心であり、300℃以下のいわゆる中低温の
排熱回収利用は実績も少ない。特に、100℃以下の低
温領域の排熱回収に至ってはほとんど回収利用が行われ
ていない。
【0003】近年、前記中低温の排熱回収利用が重要な
課題として採り上げられ、その利用方法に関する提案が
行われているが、その主なものとしては下記に示す蒸気
または電力として回収利用する方法がある。
【0004】(1)特開昭60−211201号公報に
おいては、図5に示されるように、転炉排ガスダクト3
4に設けられたボイラ35から発生する飽和蒸気の一部
を蒸気アキュムレータ36に貯蔵するとともに、前記蒸
気の残部を転炉排ガスダクト内に設けた加熱器37を通
して過熱蒸気とし、この蒸気の熱量を溶融塩に蓄熱した
後に、前記アキュムレータ36に貯蔵し、これら貯蔵蒸
気を連続的に放出する際に前記溶融塩に蓄熱された熱に
より過熱し過熱蒸気として利用する転炉排熱回収利用方
法が開示されている。
【0005】(2)特開昭55−152117号公報に
おいては、図6に示されるように、排ガス冷却器10’
から出た高温・高圧水をタンク38に導き、次いで熱交
換器13’で高温・高圧水を冷却したのち、再び排ガス
冷却器10’に導くようにした排ガス処理装置の冷却水
循環回路11’において、前記タンク38から熱交換器
13’に到る管路39の途中に、低沸点媒体蒸発器40
を備えたバイパス管路を設け、この低沸点媒体蒸発器4
0の低沸点媒体蒸気側に蒸気管路41を設けて該蒸気管
路41を低沸点媒体蒸気利用側に接続すると共に該蒸気
管路41の途中に低沸点媒体アキュムレータ42を設け
て、転炉排ガスを冷却して得る間欠的な冷却水の保有熱
を前記低沸点媒体蒸発器40で間欠発生の低沸点媒体蒸
気に変換し、これを前記低沸点媒体アキュムレータ42
に蓄熱して、低沸点媒体蒸気を連続して取り出し、低沸
点媒体蒸気タービン43により電力として回収、利用す
るようにした転炉排熱回収装置が開示されている。
【0006】いずれも、転炉の間欠的な操業により生じ
る熱量変動の影響を回避し、一定の熱量を連続的に得る
ために蓄熱器を設けるなど複雑な装置構成となってい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような蒸気または電力としての低温排熱の回収、利用
方法は、蓄熱機の他にもタービン、ボイラー等が必要で
あり多額の設備投資を必要とするため、経済的に採算が
採れない場合も多く、現実的には広く普及するに至って
いない。
【0008】そこで、本発明の主たる課題は、転炉操業
時に発生する排熱利用技術に関し、炉体冷却装置側の設
備変更が不要であるとともに、設備投資が少なくて済む
などの利点を有する低温排熱の利用方法を提案すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題は、転炉操業時
に発生する低温排熱を、炉体冷却装置を介して熱交換器
により温水として回収し、この温水を吸収式冷凍機の再
生器において冷媒を蒸発させるための熱源として利用す
ることにより解決できる。
【0010】ここで、図3に基づき吸収式冷凍機の構造
について詳述する。吸収式冷凍機8においては、冷媒と
して水、吸収剤としてリチウムブロマイド(LiBr)
の溶液をもちいるのが一般的である。作動機構は、ま
ず、蒸発器22内で、冷媒ポンプ23により散布される
水が冷水から熱を奪って蒸発し水蒸気となり、この水蒸
気は吸収器18に入り、吸収器ポンプ20により散布さ
れるLiBrの溶液に吸収される。水蒸気を吸収した希
溶液は再生器ポンプ19により、熱交換器17をへて、
再生器9に入る。希溶液は再生器9中で温水により加熱
されて、水蒸気は追い出され凝縮器21に入る。残液は
濃溶液となり、吸収器18にもどる。追い出された水蒸
気は、低圧の凝縮器21で凝縮し水となって蒸発器22
に入るという循環機構となっている。前述したように、
吸収式冷凍機8では、再生器9での冷媒の蒸発に温水が
必要である。熱効率を考慮に入ると、該加熱に必要な温
水の温度は、単効用単段吸収式冷凍機では90℃〜85
℃、単効用単段吸収式冷凍機を2台直列にした2段吸収
冷凍機では80℃〜75℃である。
【0011】これに対して、転炉操業時に発生する低温
排熱を回収した温水は、75℃〜98℃であるので吸収
式冷凍機での利用が可能となる。
【0012】さらに、上記課題は前記温水を逆浸透膜式
脱塩設備の給水加熱器において、逆浸透膜装置6に導か
れる透過水の加熱源として利用することにより解決でき
る。
【0013】逆浸透膜式脱塩設備3の構造は図4に示す
ように、工業用水Wi 原水として用いる。前処理では、
原水加温器24、冷却器25を通した後、藻、微生物の
塩素殺菌を行い、凝集剤として電解アルミニウムを添加
して凝集沈澱層26で沈澱させ、これを二層濾過機27
で濾過し、濾過水槽28に貯留し、さらに精密フィルタ
29を通した後、硫酸を添加してpH調整を行う。次い
で脱塩処理に入り、給水加熱器5で所定の温度に加熱
し、保安フィルタ30を通し、高圧ポンプ31で所定の
圧力をかけ逆浸透膜装置6に送り脱塩処理を行い、濃縮
水Ws は排水され、最後に後処理として脱炭酸塔32、
活性炭フィルタ33を経て脱塩水Wd として送り出され
る。
【0014】一般に、逆浸透膜装置6の透過水量は水温
に依存し、(1)式の関係にある。
【0015】 f=1.00+0.025(t−25) …(1) f:25℃時に対する℃時の透過水量の比率 つまり、水温が1℃上昇すると透過水量は2.5%増加
する。透過水温を上げることにより処理量の増加を図れ
るが、温度上昇による逆浸透膜の性能劣化を考慮し、通
常、逆浸透膜装置6における透過水は、給水加熱器5に
導かれる加熱蒸気により、40℃以下に加熱される。こ
の程度の加熱に必要な熱量ならば、転炉操業時に発生す
る低温排熱を回収した温水を有効利用することが可能で
ある。
【0016】他方、前記利用方法を実現するための簡易
な排熱回収装置としては、炉体冷却装置と熱交換器との
間で冷却水を循環させる冷却水循環システムに対して、
前記熱交換器を通る用水供給系路を設けるとともに、こ
の用水供給経路における前記熱交換器の入側に転炉操業
情報に基づき制御される流量調整弁を設け、かつ前記熱
交換器の出側に熱量の変動を吸収するための温水タンク
を設けてなる排熱回収装置を用いることができる。かか
る装置であれば、炉体冷却側の装置変更が不要であり、
回収利用システム側の設備投資もわずかで済む。
【0017】前記転炉排熱回収装置の場合は、流量調整
バルブを用いて、排ガス冷却水と熱変換する工業用水の
流量を、転炉操業情報に基ずいて制御することに加え
て、得られた温水を温水タンク1に貯留することによ
り、この温水タンク1がバッファとして機能するため、
安定した排熱回収が可能となる。また、従来のフロンタ
ービンや、蒸気タービンによる排熱回収装置と比較し
て、装置構成が単純であるため、簡単かつ低コストでの
設置が可能である。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳説する。図1は、転炉操業時に発生する低温
排熱を、本発明の転炉排熱回収装置により温水として回
収し、この温水を吸収式冷凍機で利用する場合の実施例
である。転炉操業時に発生するCOの顕熱は、排ガス冷
却器10において排ガス冷却器給水ポンプ12により流
量875m3 /hで冷却水循環回路11を循環している
冷却水と熱変換される。熱変換後の冷却水の温度は95
℃(吹錬時)であり、この冷却水は、熱交換器13にお
いて工業用水給水ポンプ15により流量250m3
h、温度15℃で供給される工業用水と熱変換された
後、温度75℃となり前記排ガス冷却器10に戻され
る。
【0019】一方、工業用水は温度85℃の温水とな
り、バッファ用の温水タンク1に貯留される。冷却水の
温度は、転炉の操業状態、具体的には吹錬時と非吹錬時
との違いにより75℃〜98℃の間で変動する。実際に
は、温度変化の場合は時定数が大きいため時間に依存し
て連続的に変動するため、より高温で安定な排熱回収を
行うために、前記熱交換器13に導かれる工業用水の流
量を、転炉操業情報を基に流量調整バルブ14により連
続的に流量制御するのが好ましい。前記温水タンク1に
貯蔵した85℃の工業用水を吸収式冷凍機8の再生器9
で利用したい場合には、切換バルブ2bを切り換えて、
貯留温水を再生器9に導き冷媒を蒸発させるための熱源
として利用する。
【0020】また、逆浸透膜式脱塩設備3で利用したい
場合には、前記85℃の貯留温水を切換バルブ2aを切
り換えて、逆浸透膜式脱塩設備3の給水加熱器5に導
く。この温水は、流量224m3 /hで給水加熱器5に
導かれ、流量600m3 /hで給水加熱器5に供給され
る15℃の透過水を43℃に加熱する。加熱された透過
水は、逆浸透膜装置6で脱塩水と濃縮水に分離し、脱塩
水は後処理設備7を経て脱塩水Wd として供給され、濃
縮水Ws は排水される。一方、前記給水加熱器5で透過
水と熱変換した工業用水は、前記逆浸透膜式脱塩設備3
の原水加熱器4に導かれ、原水として利用される。
【0021】
【発明の効果】本発明の転炉排熱利用方法によれば、転
炉操業時に発生する低温排熱を吸収式冷凍機の再生器ま
たは逆浸透膜式脱塩設備の給水加熱器で有効利用できる
とともに、炉体冷却装置側の設計変更が不要であるた
め、設備投資も僅かで済むなどの利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の低温排熱回収装置および利用方法を示
す概略図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】単効用吸収式冷凍機の装置概略図である。
【図4】逆浸透膜式脱塩設備の装置概略図である。
【図5】蒸気を熱量回収媒体に用いた転炉排熱回収装置
概略図である。
【図6】低沸点媒体を用いた転炉排熱回収装置概略図で
ある。
【符号の説明】
1…温水タンク、2a・2b…切換バルブ、3…逆浸透
膜式脱塩設備、4…前処理設備、5…給水加熱器、6…
逆浸透膜装置、7…後処理設備、8…吸収式冷凍機、9
…再生器、10…排ガス体冷却装置、11…冷却水循環
回路、12…排ガス冷却器給水ポンプ、13…熱交換
器、14…流量調整バルブ、15…工業用水給水ポン
プ、16…温水給水ポンプ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】転炉操業時に発生する低温排熱を炉体冷却
    装置を介して熱交換器により温水として回収し、この温
    水を吸収式冷凍機の再生器において冷媒を蒸発させるた
    めの熱源として利用することを特徴とする転炉排熱利用
    方法。
  2. 【請求項2】転炉操業時に発生する低温排熱を炉体冷却
    装置を介して熱交換器により温水として回収し、この温
    水を逆浸透膜式脱塩設備の給水加熱器において、逆浸透
    膜装置に導かれる透過水の加熱源として利用することを
    特徴とする転炉排熱利用方法。
  3. 【請求項3】前記熱交換器と、前記吸収式冷凍機の再生
    器または前記逆浸透膜式脱塩設備とを接続する管路の途
    中に温水貯留部を設け、熱量の変動を吸収するようにす
    る請求項1または2記載の転炉排熱回収利用方法。
  4. 【請求項4】炉体冷却装置と熱交換器との間で冷却水を
    循環させる冷却水循環システムに対して、前記熱交換器
    を通る用水供給系路を設けるとともに、この用水供給経
    路における前記熱交換器の入側に転炉操業情報に基づき
    制御される流量調整弁を設け、かつ前記熱交換器の出側
    に熱量の変動を吸収するための温水タンクを設けたこと
    を特徴とする転炉排熱回収装置。
JP28180695A 1995-10-30 1995-10-30 転炉排熱利用方法および転炉排熱回収装置 Pending JPH09125126A (ja)

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