JPH11325749A - アーク炉の排ガス処理装置 - Google Patents

アーク炉の排ガス処理装置

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JPH11325749A
JPH11325749A JP10142199A JP14219998A JPH11325749A JP H11325749 A JPH11325749 A JP H11325749A JP 10142199 A JP10142199 A JP 10142199A JP 14219998 A JP14219998 A JP 14219998A JP H11325749 A JPH11325749 A JP H11325749A
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JP
Japan
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exhaust gas
temperature
cooling tower
arc furnace
water supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP10142199A
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English (en)
Inventor
Shoji Kitabayashi
庄治 北林
Yukio Niwa
幸雄 丹羽
Kazunori Onaka
一徳 大中
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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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
    • Y02P10/20Recycling
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    • Y02P10/25Process efficiency

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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アーク炉の操業によりダイオキシンが発生す
るのを抑制するとともに、バッグフィルタにその耐熱温
度を越す排ガスが流入したり、多量に水分を含んだ排ガ
スが流入することをなくし、排ガス温度の急激な変動に
拘らず常に安定した操業ができるようにする。 【解決手段】 アーク炉1から排出される排ガスの排出
経路3に冷却塔4とバッグフィルタ5とを連設し、該冷
却塔に複数の給水管6a〜6fを設けるとともに該各給
水管に遮断弁8a〜8fとスプレーノズル9a〜9fを
設け、該冷却塔の排ガス出口10に排ガス温度を検出す
るセンサ11を設け、制御装置7は排ガスが該冷却塔を
通過する間に前記遮断弁を複数回開閉させるとともに、
該排ガス出口の排ガス温度が常に200℃〜300℃の
所定の温度に保持されるように該遮断弁の開時間比率を
変動させることで各スプレーノズルからの冷却水の噴出
をコントロールする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として、製鋼工
場,廃棄物溶融施設等に設けられたアーク炉において、
ダイオキシンが発生するのを防止する排ガス処理装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】アーク炉は周知のように金属スクラッ
プ、或いは焼却灰等を溶融するのに広く使用されてい
る。ところで、アーク炉から排出される排ガス中には、
有害物質で極めて毒性の強いダイオキシン(ポリ塩化ジ
ベンゾパラジオキシン,ポリ塩化ジベンゾフラン等の異
性体の総称)が含まれているので、大気中への拡散を防
ぐために従来からその排ガス排出経路にバッグフィルタ
を設けダストと伴にある程度のダイオキシンが捕集され
るようにしている。
【0003】図6はこうした従来のアーク炉の排ガス排
出経路における排ガスの温度推移を示したものであり、
aはアーク炉、bはその排ガス排出経路、cはバッグフ
ィルタである。溶解期のアーク炉aからは一般的に12
00℃以上の排ガスが排出され、該排ガスは、スクラッ
プ予熱装置(図示省略)等を通過する間に徐々に温度が
下がりバッグフィルタcの入口付近では布製バッグの耐
熱温度である250℃以下になり該バッグフィルタcを
通って大気中に排出する。
【0004】ところが、このように排ガスの温度が排ガ
ス排出経路bにて徐々に下がると、ダイオキシンが発生
しやすい600℃〜300℃の温度範囲に長時間さらさ
れるとダイオキシンが生成されダイオキシン濃度が高く
なり、バッグフィルタcを通過した後でもダイオキシン
濃度が高いという問題があった。
【0005】そこで従来から排ガスを水スプレーによる
気化熱によって急冷し得る冷却塔を設けることにより排
ガスが上記温度範囲にある時間が可及的に短時間である
ようにしてダイオキシンの発生を抑えることもなされて
いた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら一般にア
ーク炉では、溶解,精練,材料投入等の操業期によって
排出される排ガスの温度が大きく変動するので、従来の
冷却塔でそうした温度変化に対応できず、過剰なスプレ
ーによって多量に水分を含んだ排ガスがバッグフィルタ
に流れ込んでその機能を害すること、あるいは冷却が不
十分でダイオキシンの生成温度域まで急冷できないこと
があった。即ち、従来の水スプレー式冷却塔は、図7に
示したように、冷却塔gの排ガス出口に設けられた温度
測定センサhによって該排ガスの温度を測定し制御装置
iにその信号を入力するとともに、給水源と繋がる1つ
の流量調節弁dの2次側を複数の給水管eに分岐し該各
給水管の先端にノズルfを設け、制御装置iの指令信号
によって該流量調節弁dの開度が調節され水量がコント
ロールされるものであったので、制御が遅れがちであっ
て、排ガス温度の急激な変化に追従できず、水量過多や
冷却不足を起こす欠点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
し、アーク炉の操業によるダイオキシンの発生を効果的
に抑制できる排ガス処理装置を提供しようとするもので
ある。そのために本発明の排ガス処理装置は、アーク炉
から排出される排ガスの排出経路に冷却塔とバッグフィ
ルタとを連設し、該冷却塔に複数の給水管を設けるとと
もに該各給水管に遮断弁とスプレーノズルを設け、該冷
却塔の排ガス出口に排ガス温度を検出するセンサを設
け、制御装置は排ガスが該冷却塔を通過する間に前記遮
断弁を複数回開閉させるとともに、該排ガス出口の排ガ
ス温度が常に200℃〜300℃の所定の温度に保持さ
れるように該遮断弁の開時間比率を変動させることで各
スプレーノズルからの冷却水の噴出をコントロールする
ことを特徴とする。また本発明は上記排ガス処理装置に
おいて、アーク炉から排出される排ガスの排出経路に燃
焼塔と冷却塔とバッグフィルタとをその順に連設し、該
燃焼塔に排ガスがダイオキシンの分解温度以上に2秒間
以上保持できるように該排ガスを加熱するバーナを設け
たことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】次に図1〜図5に従い本発明の実
施の形態を説明する。図1は排ガス処理装置とその排ガ
スの温度推移を示したもので、同図中、1は炉体中に電
極を垂下させたアーク炉、2は該アーク炉1の排ガスの
排出経路3に設けられた燃焼塔、4は冷却塔、5はバッ
グフィルタである。燃焼塔2にはバーナ12が備えら
れ、その燃焼火炎により排ガスを加熱することにより排
ガスがダイオキシンの分解温度である例えば900℃以
上に2秒間以上保持されるようにしている。これによっ
て排ガス中のCO等の未燃成分を燃焼分解させると同時
に、アーク炉内で生成したダイオキシンが熱分解され
る。
【0009】また冷却塔4は、図2に示すように、給水
源より複数の給水管6a〜6fに分岐され該各給水管6
a〜6fに電磁式の遮断弁8a〜8fを設け、該各遮断
弁の2次側にスプレーノズル9a〜9fを設けるととも
に、該冷却塔の排ガス出口10に熱電対等の温度測定用
のセンサ11を設け、該センサ11によって検出された
排ガス温度信号を制御装置7に入力させている。そして
制御装置7には予め200℃〜300℃の所定の温度が
目標温度として設定される。
【0010】そして制御装置7は各遮断弁8a〜8fに
指令信号を出力し、図3のタイミングチャートに示した
ように、排ガスが該冷却塔を通過するに要する時間(こ
の場合2秒程度)内に各遮断弁8a〜8fが複数回開閉
するように周期Tにて開閉を高速度で繰り返し、かつ該
遮断弁が開状態にある時間T1の比率、即ち開時間比率
(T1/T)を同図中(イ)〜(ハ)に例示したように
変動させることで各スプレーノズルからの冷却水の噴出
をコントロールし、該排ガス出口の排ガス温度が常に2
00℃〜300℃の所定の温度に保持されるようにす
る。
【0011】即ち、目標制御温度とセンサ11によって
検出された排ガス出口10の排ガス温度との偏差をもっ
て各遮断弁8a〜8fにその開時間比率を操作する指令
信号を出力し、排ガス測定温度がその目標制御温度より
も高い場合はその開時間比率を(イ)に示したように上
昇させることによって、各スプレーノズルからより多く
の冷却水を噴出させ冷却能力を高めるとともに、排ガス
温度が目標制御温度より低い場合はその開時間比率を
(ハ)に示したように下げることによって、各スプレー
ノズルから噴出させる冷却水の量を減少させ冷却能力を
下げ、排ガス出口10における排ガス温度が常に200
℃〜300℃の所定の温度に保持されるようにフィード
バック制御を行うものである。
【0012】なお、ここにおける制御装置7の作動は、
目標制御温度と実際に測定された排ガス温度との偏差に
比例して遮断弁の開時間比率を決定することのほか、偏
差の時間的変位、即ち微分項によっても開時間比率が決
定されるようにすることで排ガス温度の急激な変動に対
してより迅速な対処が可能となる。またこうした排ガス
温度の急激な変動を検知するためには冷却塔4の排ガス
入口の同様の温度測定用センサを付加してもよい。
【0013】また、排ガスが冷却塔4を通過するに要す
る時間内に各遮断弁8a〜8fが複数回開閉するように
周期Tを充分に短くし高速度で開閉が繰り返されること
で、排ガスが閉時間中に素通りして冷却不足となった
り、開時間中に通過することにより排ガスが過剰に冷却
されるようなことのないようにしている。
【0014】こうして燃焼塔2から排出された排ガス
は、この冷却塔4を通過することによって図1に示した
ように短時間で300℃以下に冷却されるので、ダイオ
キシンの発生を抑制することができる。また操業状態の
変動に伴う排ガスの急激な温度変化に対する応答性も速
くなり、該冷却塔出口における排ガス温度を200℃〜
300℃の所定の温度に容易に安定させることができ
る。
【0015】バッグフィルタ5は、縦形ハウス13内に
濾布を縫製してなる袋状のフィルタ14を複数個吊下し
てなるもので、冷却塔4を通すことで200℃〜300
℃に冷却された排ガスがさらに低温度になり、バグ耐熱
温度である250℃以下となって該フィルタの目を通過
し、ダストがそのろ過面に捕集され、清浄化された排ガ
スが該ハウス13の上部から大気中に排出される。
【0016】なお、図4はこのアーク炉操業における材
料投入から出鋼に至る各期間における冷却塔入口の排ガ
ス温度と冷却水量および冷却塔出口の排ガス温度の推移
の概略を示したものであり、このように入口温度が大き
く変動しても迅速な応答により出口温度を略一定に保つ
ことができる。
【0017】また図5に示した冷却塔4は、給水源より
2系統の給水管15a,15bを分岐状に設け、該各給
水管に夫々制御装置7からの開閉指令信号によって全開
または全閉する遮断弁8a,8b、および該制御装置7
からの開度指令信号によって開度が調節される流量調節
弁16a,16bを設け、該各流量調節弁の2次側をさ
らに複数の枝管6a〜6fに分岐しその先端にスプレー
ノズル9a〜9fを設けてなるもので、その他の符号で
図2と同一符号は同一構成部品である。この場合も制御
装置7からの開閉指令信号によって遮断弁8a,8bの
開時間比率がコントロールされることによって大きな温
度変化に対し素早く対処できる。そしてこの場合、流量
調節弁16a,16bによる開度調節は補助的に行うよ
うにすることで、排ガス出口の排ガス温度を常に200
℃〜300℃の所定の温度に保つことができる。
【0018】なお、この実施形態では示さなかったが、
排ガス中に活性炭のような吸着材を添加してダイオキシ
ンを吸着させ、それをバッグフィルタで捕集するような
装置をこの排ガス処理装置に追加的に設けることも勿論
可能である。また、この実施形態では、給水源からの分
岐は2系統の給水管に分岐した例であるが、もちろん2
系統の分岐である必要はなく、3系統以上に分岐しても
よい。
【0019】
【発明の効果】このように本発明は、冷却塔に複数の給
水管を設けるとともに該各給水管に遮断弁とスプレーノ
ズルを設け、該冷却塔の排ガス出口に排ガス温度を検出
するセンサを設け、制御装置は排ガスが該冷却塔を通過
する間に前記遮断弁を複数回開閉させるとともに、該排
ガス出口の排ガス温度が常に200℃〜300℃の所定
の温度に保持されるように該遮断弁の開時間比率を変動
させることで各スプレーノズルからの冷却水の噴出をコ
ントロールするようにしたので、排ガスの温度変化に対
する応答性が向上し、ダイオキシンの発生を抑制できる
とともに、バッグフィルタにその耐熱温度を越す排ガス
が流入したり、多量に水分を含んだ排ガスが流入するこ
とがなくなり、常に安定した操業ができるようにする有
益な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るアーク炉の排ガス処理装置の実施
の形態を示した排ガス排出経路図。
【図2】図1に示した冷却塔の縦断面図とその冷却水配
管系統図。
【図3】本発明の実施の形態を示す遮断弁開閉のタイミ
ングチャート。
【図4】本発明の実施の形態を示す排ガス等の温度推移
図。
【図5】図2の冷却塔の他の実施形態を示した縦断面図
とその冷却水配管系統図。
【図6】従来のアーク炉の排ガス処理装置の排ガス排出
経路図。
【図7】従来のアーク炉の排ガス処理装置の冷却塔の縦
断面図とその冷却水配管系統図。
【符号の説明】
1 アーク炉 2 燃焼塔 3 排出経路 4 冷却塔 5 バッグフィルタ 6a〜6f 給水管 7 制御装置 8a〜8f 遮断弁 9a〜9f スプレーノズル 10 排ガス出口 11 センサ 12 バーナ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アーク炉から排出される排ガスの排出経
    路に冷却塔とバッグフィルタとを連設し、該冷却塔に複
    数の給水管を設けるとともに該各給水管に遮断弁とスプ
    レーノズルを設け、該冷却塔の排ガス出口に排ガス温度
    を検出するセンサを設け、制御装置は排ガスが該冷却塔
    を通過する間に前記遮断弁を複数回開閉させるととも
    に、該排ガス出口の排ガス温度が常に200℃〜300
    ℃の所定の温度に保持されるように該遮断弁の開時間比
    率を変動させることで各スプレーノズルからの冷却水の
    噴出をコントロールすることを特徴としたアーク炉の排
    ガス処理装置。
  2. 【請求項2】 アーク炉から排出される排ガスの排出経
    路に燃焼塔と冷却塔とバッグフィルタとをその順に連設
    し、該燃焼塔に排ガスがダイオキシンの分解温度以上に
    2秒間以上保持できるように該排ガスを加熱するバーナ
    を設けた請求項1に記載のアーク炉の排ガス処理装置。
JP10142199A 1998-05-08 1998-05-08 アーク炉の排ガス処理装置 Pending JPH11325749A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6094675A (en) * 1996-08-02 2000-07-25 Hitachi, Ltd. Electronic discussion system for exchanging information among users
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CN105648139A (zh) * 2016-01-18 2016-06-08 邢台市富爱雾化器有限公司 一种转炉煤气降温压力雾化装置及工艺

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