JPH1151584A - Heat collector - Google Patents

Heat collector

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JPH1151584A
JPH1151584A JP20468897A JP20468897A JPH1151584A JP H1151584 A JPH1151584 A JP H1151584A JP 20468897 A JP20468897 A JP 20468897A JP 20468897 A JP20468897 A JP 20468897A JP H1151584 A JPH1151584 A JP H1151584A
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heat exchanger
gas
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heat
reaction
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Torakatsu Miyashita
虎勝 宮下
Takeshi Nagahama
武司 長浜
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the facility cost by installing an after cooler in the passage of a low temperature side gas being introduced to a heat exchanger and lowering the temperature of the low temperature side gas being introduced to the heat exchanger thereby increasing the logarithmic mean temperature difference of a gas passing through the heat exchanger and decreasing the heat transfer area of the heat exchanger. SOLUTION: A circulation passage circulates through a reaction furnace 1, a heat exchanger 2, a dehumidifier/dust separator 4, a compressor 5, the heat exchanger 2, a heating furnace 3 or a preheating furnace, and the reaction furnace 1. An after cooler is installed in the circulation passage 12 between the compressor 5 and the heat exchanger 2. When the temperature is lowered on the low temperature side by the after cooler 15 installed in the circulation passage 12 on the delivery side of the compressor 5, the logarithmic mean temperature difference of a gas passing through the heat exchanger 2 can be increased.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は熱回収装置に関し、
特に、大量の熱エネルギーを使用する製鉄プラントに関
連するプロセスにおいて発生する熱を有効に回収するこ
とができる装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat recovery device,
In particular, the present invention relates to an apparatus capable of effectively recovering heat generated in a process related to a steelmaking plant using a large amount of thermal energy.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
的に鋼の製造は、高炉により鉄鉱石を銑鉄に転化し、そ
の後、平炉または転炉などにより銑鉄を鋼に転化する工
程からなっているが、このような伝統的な製法は、必要
なエネルギー、設備規模、およびコスト等が大きなもの
になるため、小規模の製鋼には、直接製鉄により鉄鉱石
を製鋼炉原料(固体)に転化し、この製鋼炉原料を電気
炉等により溶融鋼に転化する工程からなる方法が採用さ
れている。かかる直接製鉄には、鉄鉱石を還元鉄に転化
する直接還元法がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Generally, the production of steel comprises the steps of converting iron ore to pig iron in a blast furnace and then converting pig iron to steel in a flat furnace or a converter. However, such a traditional manufacturing method requires large amounts of energy, equipment scale, and cost. Therefore, for small-scale steelmaking, iron ore is converted directly into steelmaking furnace raw material (solid) by direct ironmaking. A method of converting the raw material of the steelmaking furnace into molten steel by an electric furnace or the like is employed. Such direct iron production includes a direct reduction method for converting iron ore to reduced iron.

【0003】ところが、直接還元法で製造される還元鉄
は反応活性が強く、大気中の酸素と反応して発熱するた
め、輸送、貯蔵には不活性ガスによるシール等の手当が
必要になる。このため、反応活性が低く、容易に輸送、
貯蔵が可能で、比較的高パーセンテージの鉄を含有する
鉄カーバイドが、近年、電気炉等による製鋼原料として
使用されつつある。
[0003] However, reduced iron produced by the direct reduction method has a strong reaction activity and generates heat by reacting with oxygen in the air. Therefore, transportation and storage require a treatment such as sealing with an inert gas. For this reason, the reaction activity is low, easy transportation,
Iron carbide, which is storable and contains a relatively high percentage of iron, has recently been used as a raw material for steelmaking in electric furnaces and the like.

【0004】かかる鉄カーバイドを製造する従来のプロ
セスは、鉄鉱石を粉体にして流動層式反応器に充填し、
還元ガス(水素ガス)と炭化ガス(例えば、メタンガス
など)の混合ガスと所定温度で反応させることで、鉄鉱
石内の鉄酸化物(ヘマタイト(Fe23)、マグネタイ
ト(Fe34)、ウスタイト(FeO)など)を単一操
作(一つの反応器内に還元および炭化ガスを同時に導入
して行う操作をいう)で還元および炭化させるものであ
る。この種の先行技術としては、特表平6−50198
3号公報に記載のものがある。
[0004] A conventional process for producing such iron carbide is to powder iron ore and fill it into a fluidized bed reactor.
By reacting a mixed gas of a reducing gas (hydrogen gas) and a carbonized gas (for example, methane gas) at a predetermined temperature, iron oxide (hematite (Fe 2 O 3 ), magnetite (Fe 3 O 4 )) in iron ore , Wustite (FeO) and the like are reduced and carbonized in a single operation (referring to an operation performed by simultaneously introducing reduction and carbonization gas into one reactor). As this kind of prior art, Japanese Patent Publication No. Hei 6-50198 is disclosed.
There is one described in Japanese Patent Publication No.

【0005】そこで、従来の鉄カーバイドの製造装置の
概略構成を図4に示す。図4において、1は流動層反応
炉であり、2は多管式熱交換器、3は加熱炉、4は除湿
除塵機、5はコンプレッサである。本発明の理解を容易
にするために、従来の鉄カーバイドの製造装置による鉄
カーバイドの製造方法の概略について、簡単に説明す
る。管路6より流動層反応炉1に投入された細粒状の酸
化鉄は、加熱炉3で約680℃に昇温されて反応炉内に
導入された所定組成の反応ガスと反応する。そして、流
動層反応炉1の頂部からは約630℃のガスが経路7を
経て排出される。この排ガスは、熱交換器2において、
除湿除塵機4で除湿除塵された後コンプレッサ5で一定
圧力に昇圧された約70℃のガスと熱交換をする。その
結果、約630℃の排ガスは約160℃に降温され、経
路8を経て除湿除塵機4に導入される。除湿除塵機4に
おいては、管路9を経て機内に散布される水によりガス
中の水蒸気は凝縮除去され、この水蒸気はガス中の塵分
とともに管路10から排出される。このようにして除湿
除塵されたガスは、経路11を経てコンプレッサ5で一
定圧力に昇圧された後、約70℃となって、経路12を
経て熱交換器2に供給され、反応炉1の約630℃の排
ガスと熱交換後約580℃となる。このガスは経路13
を経て加熱炉3に供給される。そして、加熱炉3におい
て約680℃に昇温されたガスは流動層反応炉1に導入
されて上記反応に供される。流動層反応炉1に投入され
た酸化鉄は、以上のようなプロセスにより、一定の反応
時間後に所定の炭化率の鉄カーバイドとなって管路14
から排出され、電気炉等の原料として使用される。
FIG. 4 shows a schematic configuration of a conventional iron carbide manufacturing apparatus. In FIG. 4, 1 is a fluidized bed reactor, 2 is a multitubular heat exchanger, 3 is a heating furnace, 4 is a dehumidifier and a duster, and 5 is a compressor. In order to facilitate understanding of the present invention, an outline of a method for manufacturing iron carbide by a conventional iron carbide manufacturing apparatus will be briefly described. The fine-grained iron oxide charged into the fluidized bed reactor 1 through the pipe 6 is heated to about 680 ° C. in the heating furnace 3 and reacts with a reaction gas having a predetermined composition introduced into the reactor. Then, a gas at about 630 ° C. is discharged from the top of the fluidized bed reactor 1 through the passage 7. This exhaust gas is passed through the heat exchanger 2
After being dehumidified and removed by the dehumidifier 4, the compressor 5 exchanges heat with a gas of about 70 ° C., which is pressurized to a constant pressure. As a result, the exhaust gas at about 630 ° C. is cooled to about 160 ° C., and is introduced into the dehumidifier 4 via the route 8. In the dehumidifier 4, water vapor in the gas is condensed and removed by the water sprayed through the pipe 9 through the pipe 9, and the water vapor is discharged from the pipe 10 together with the dust in the gas. The gas thus dehumidified and dedusted is raised to a constant pressure of about 70 ° C. by the compressor 5 via the path 11 and then supplied to the heat exchanger 2 via the path 12 to about 70 ° C. After the heat exchange with the exhaust gas of 630 ° C, the temperature becomes about 580 ° C. This gas is
Is supplied to the heating furnace 3. The gas heated to about 680 ° C. in the heating furnace 3 is introduced into the fluidized bed reactor 1 and subjected to the above reaction. The iron oxide charged into the fluidized bed reactor 1 is converted into iron carbide having a predetermined carbonization rate after a certain reaction time by the above-described process to form a pipe 14.
And used as a raw material for electric furnaces.

【0006】ところで、熱交換器の伝熱面積は、交換熱
量が同じならば、いわゆる対数平均温度差に反比例する
関係にある。この対数平均温度差(LMTD)とは、当
該熱交換器に導入される高温側の流体の温度をT1、低
温側の流体の温度をt2とし、高温側の流体の温度がt1
に降温され、低温側の流体の温度がT2に昇温されると
した場合、次式で定義されるものである。
By the way, the heat transfer area of the heat exchanger has a relation inversely proportional to a so-called log-average temperature difference when the heat exchange amount is the same. The logarithmic mean temperature difference (LMTD) means that the temperature of the high-temperature fluid introduced into the heat exchanger is T 1 , the temperature of the low-temperature fluid is t 2 , and the temperature of the high-temperature fluid is t 1
It is lowered, if the temperature of the cold side of the fluid is to be heated to T 2, is defined by the following equation.

【0007】t1−t2=△α、T1−T2=△βとすれ
ば、 LMTD=|△α−△β|/ln(△α/△β) ・・・ LMTDが小さい場合、熱交換器の伝熱面積を大きくと
らなければ必要な熱交換量を得ることができないので、
熱交換器の経済設計を行うには、LMTDは極力大きい
方が好ましい。逆に言えば、熱交換器の伝熱面積が一定
の場合、LMTDを大きくすると、伝熱量を増加させる
ことができる。
If t 1 -t 2 = △ α and T 1 -T 2 = △ β, LMTD = | △ α- △ β | / ln (△ α / △ β)... The required heat exchange amount cannot be obtained unless the heat transfer area of the heat exchanger is large.
In order to design the heat exchanger economically, it is preferable that the LMTD be as large as possible. Conversely, if the heat transfer area of the heat exchanger is constant, increasing the LMTD can increase the amount of heat transfer.

【0008】ところで、上記した還元と炭化を単一操作
で行う従来の鉄カーバイドの製造プロセスは、システム
的に単純であるという利点はあるが、還元反応または炭
化反応のそれぞれに最適になるように反応ガス組成や反
応温度を個別にフレキシブルに設定できないという欠点
があるため、本出願人は、第一反応操作において使用す
るガスを還元反応のみに最適な組成に、また第二反応操
作において使用するガスを残りの還元反応と炭化反応に
最適な組成にすることができるように、「製鉄用含鉄原
料の還元反応の一部を行う第一反応操作の後に、残りの
還元反応と炭化反応を行う第二反応操作を進めることを
特徴とする鉄カーバイドの製造方法および製造装置」に
関する発明について特許出願をした(特開平9ー486
04号公報参照)。この発明によれば、単一操作で鉄カ
ーバイドを製造する従来の方法では不可能な、各操作ご
との各種対応がとれ、プロセスとしてフレキシブルにな
るので、反応時間の短縮を図るとともに還元および炭化
ガスの流量を大幅に低減しうる等の利点がある。
The conventional iron carbide production process in which the above-described reduction and carbonization are performed in a single operation has the advantage of being systemically simple. Due to the disadvantage that the reaction gas composition and the reaction temperature cannot be set individually and flexibly, the present applicant uses the gas used in the first reaction operation to have the optimum composition only for the reduction reaction, and uses the gas used in the second reaction operation. `` Perform the remaining reduction reaction and carbonization reaction after the first reaction operation that performs a part of the reduction reaction of the iron-containing raw material for iron making so that the gas can be made to have the optimum composition for the remaining reduction reaction and carbonization reaction. Patent Application for an invention relating to "a method and apparatus for producing iron carbide characterized by proceeding with a second reaction operation" (JP-A-9-486)
No. 04). According to the present invention, various operations can be taken for each operation, which is impossible with the conventional method of manufacturing iron carbide in a single operation, and the process becomes flexible. There is an advantage that the flow rate of the gas can be greatly reduced.

【0009】このように、含鉄原料から鉄カーバイドを
得るに際して反応を2段階に分けて行う方法には多くの
利点があるが、第一反応操作の反応ガスは水素による還
元反応の結果生成する水蒸気を多量に含んでおり、ガス
露点が高く(約100℃)、一方、第二反応操作の反応
ガスに含まれる水蒸気は少ないので、ガス露点は低い
(約70℃)という特徴がある。その結果、熱交換器の
低温側の管壁面に結露が発生することがある。例えば、
熱交換器2の入・出側のガス温度が上記のような数値で
あった場合、高温側ガスが通過する熱交換器2の出側部
分の管内面の温度はガス温度にほぼ等しく、約160℃
であると推定される。一方、熱交換器2の出側部分の管
外面の最低温度は約70℃であると推定される。従っ
て、熱交換器2の出側部分の管壁のメタル温度は上記両
温度の概ね平均値である約115℃であると推定され
る。熱交換器の出口ガスの温度がこのメタル温度より低
ければ、その部分の管壁に結露が発生し、ダストの付着
や腐食の原因となる。
As described above, the method of performing the reaction in two steps when obtaining iron carbide from the iron-containing raw material has many advantages, but the reaction gas in the first reaction operation is steam generated as a result of the reduction reaction with hydrogen. And the gas dew point is high (about 100 ° C.), while the amount of water vapor contained in the reaction gas in the second reaction operation is small, so that the gas dew point is low (about 70 ° C.). As a result, dew condensation may occur on the pipe wall on the low temperature side of the heat exchanger. For example,
When the gas temperatures at the inlet and outlet of the heat exchanger 2 are as described above, the temperature of the inner surface of the pipe at the outlet side of the heat exchanger 2 through which the high-temperature gas passes is approximately equal to the gas temperature. 160 ° C
Is estimated. On the other hand, it is estimated that the minimum temperature of the pipe outer surface at the outlet side of the heat exchanger 2 is about 70 ° C. Therefore, it is estimated that the metal temperature of the tube wall at the outlet side of the heat exchanger 2 is approximately 115 ° C., which is an average value of the two temperatures. If the temperature of the gas at the outlet of the heat exchanger is lower than the metal temperature, dew condensation occurs on the tube wall at that portion, causing dust to adhere and corrode.

【0010】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱交
換器の伝熱面積を小さくすることによって熱交換器の設
備コストを低減し、しかも、熱交換器の低温側で結露が
発生しないようにすることが可能な熱回収装置を提供す
ることにある。あるいは、本発明の目的は、熱交換器の
伝熱面積は同じでも、LMTDを大きくすることにより
伝熱量を増加させることが可能な熱回収装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to reduce the equipment cost of a heat exchanger by reducing the heat transfer area of the heat exchanger. Another object of the present invention is to provide a heat recovery device capable of preventing dew condensation from occurring on the low temperature side of the heat exchanger. Alternatively, an object of the present invention is to provide a heat recovery device capable of increasing the amount of heat transfer by increasing the LMTD, even if the heat transfer area of the heat exchanger is the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の要旨は、熱交換器へ導入される低温側ガスの
経路にアフタークーラーを設置し、熱交換器へ導入され
る低温側ガスの温度を低下させることにより熱交換器を
通過するガスの対数平均温度差(LMTD)を大きく
し、熱交換器の伝熱面積を小さくすることにより、熱交
換器の設備コストを低減することが可能となる。あるい
は、LMTDを大きくすることで、同一伝熱面積の熱交
換器であっても、熱交換量を増加せしめ、熱交換器の出
口ガス温度を高くすることにより、加熱炉の負荷を下げ
ることができる、すなわち、加熱炉の設備費を抑えると
ともに燃料ガス消費量を低減することが可能となる。ま
た、熱交換器を通過する高温側ガスの露点に対応してア
フタークーラーによる低温側ガスの冷却温度を調整する
ことにより、熱交換器出側における結露の発生を防止す
ることが可能となる。
In order to achieve the above object, the gist of the present invention is to provide an aftercooler in a path of a low-temperature side gas introduced into a heat exchanger, and to provide a low-temperature side gas introduced into the heat exchanger. To reduce the equipment cost of the heat exchanger by increasing the logarithmic mean temperature difference (LMTD) of the gas passing through the heat exchanger by decreasing the temperature of the gas and decreasing the heat transfer area of the heat exchanger. Becomes possible. Alternatively, by increasing the LMTD, it is possible to increase the amount of heat exchange and increase the gas temperature at the outlet of the heat exchanger to reduce the load on the heating furnace, even for heat exchangers having the same heat transfer area. That is, it is possible to reduce the equipment cost of the heating furnace and reduce the fuel gas consumption. Further, by adjusting the cooling temperature of the low-temperature side gas by the aftercooler in accordance with the dew point of the high-temperature side gas passing through the heat exchanger, it is possible to prevent the occurrence of dew condensation on the heat exchanger outlet side.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】すなわち、本発明の要旨は、反応
炉から熱交換器と除湿除塵機とコンプレッサを経由し
て、再度上記熱交換器を通過して加熱炉または予熱炉を
経た後に上記反応炉に達する循環経路を有する熱回収装
置において、コンプレッサと熱交換器との間の循環経路
にアフタークーラーを設置したことを特徴とする熱回収
装置にある。
That is, the gist of the present invention is that after passing from a reactor through a heat exchanger, a dehumidifying and dedusting machine and a compressor, passing through the heat exchanger again and passing through a heating furnace or a preheating furnace, In a heat recovery apparatus having a circulation path reaching a reaction furnace, an aftercooler is installed in a circulation path between a compressor and a heat exchanger.

【0013】上記のように構成される本発明において、
コンプレッサの出側の循環経路に設置したアフタークー
ラーにより低温側ガスの温度を低下させると、熱交換器
を通過するガスの対数平均温度差を大きくすることがで
きる。例えば、コンプレッサの出側のガスの温度が上記
したとおり70℃であり、反応炉から排出されるガスの
温度が630℃であり、高温側の630℃のガスは熱交
換器を通過することによって160℃に降温され、低温
側の70℃のガスは熱交換器を通過することによって5
80℃に昇温される場合、△α=160−70=90
℃、β=630−580=50℃であるから、対数平均
温度差(LMTD)は、以下のようになる。
In the present invention configured as described above,
When the temperature of the low-temperature gas is reduced by an aftercooler installed in the circulation path on the outlet side of the compressor, the logarithmic average temperature difference of the gas passing through the heat exchanger can be increased. For example, the temperature of the gas on the outlet side of the compressor is 70 ° C. as described above, the temperature of the gas discharged from the reactor is 630 ° C., and the gas of 630 ° C. on the high temperature side passes through a heat exchanger. The temperature is lowered to 160 ° C., and the low-temperature gas at 70 ° C.
When the temperature is raised to 80 ° C., Δα = 160−70 = 90
° C and β = 630-580 = 50 ° C, the logarithmic mean temperature difference (LMTD) is as follows.

【0014】LMTD=(90−50)℃/ln(90
/50)=68.0℃ この場合、アフタークーラーにより低温側ガスを50℃
まで冷却すれば、その対数平均温度差(LMTD)は、
以下のようになる。
LMTD = (90-50) ° C./ln(90
/50)=68.0° C. In this case, the low temperature side gas is cooled to 50 ° C. by the aftercooler.
When cooled down, the logarithmic mean temperature difference (LMTD)
It looks like this:

【0015】すなわち、△α=160−50=110
℃、β=630−560=70℃であるから、LMTD
=(110−70)℃/ln(110/70)=88.
5℃となる。このように、熱交換器の前面にアフターク
ーラーを設置して低温側ガスを冷却することにより対数
平均温度差を大きくすることができる。
That is, Δα = 160−50 = 110
° C, β = 630-560 = 70 ° C, LMTD
= (110-70) ° C / ln (110/70) = 88.
It will be 5 ° C. Thus, the logarithmic average temperature difference can be increased by installing the aftercooler in front of the heat exchanger and cooling the low-temperature side gas.

【0016】しかし、熱交換器を通過する高温側ガスの
露点によっては熱交換器出口の低温側で結露が発生する
ことがあるので、アフタークーラーによる低温側ガスの
冷却はこの結露が発生しないような温度とするのが好ま
しい。
However, depending on the dew point of the high-temperature side gas passing through the heat exchanger, dew condensation may occur on the low-temperature side of the heat exchanger outlet. Therefore, cooling of the low-temperature side gas by the aftercooler prevents this dew condensation from occurring. It is preferable to set the temperature at a low level.

【0017】[0017]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図1は本
発明の熱回収装置の概略構成を示す配置図である。図4
と同じ構成部分には同一参照番号を付して重複説明を省
略する。図1において、コンプレッサ5と熱交換器2と
の間の経路12にはアフタークーラー15が設置されて
おり、このアフタークーラー15の冷媒流量調整弁16
の開度は温度指示調節計17で検知した経路8を通過す
るガスの温度によってコントロールされる。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a layout diagram showing a schematic configuration of the heat recovery apparatus of the present invention. FIG.
The same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In FIG. 1, an aftercooler 15 is provided in a path 12 between the compressor 5 and the heat exchanger 2, and a refrigerant flow control valve 16 of the aftercooler 15 is provided.
Is controlled by the temperature of the gas passing through the path 8 detected by the temperature indicating controller 17.

【0018】次に、図1の各設計ポイントにおけるガス
温度と熱交換器の出側管壁温度と熱交換器のLMTDの
一例を以下の表1、表2に示す。
Next, Tables 1 and 2 show examples of the gas temperature, the outlet tube wall temperature of the heat exchanger, and the LMTD of the heat exchanger at each design point in FIG.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】表1は、アフタークーラーのない場合(ケ
ース1)と、アフタークーラーを増設して冷却温度を変
えた場合(ケース2〜5)の各温度の実施例を示す。熱
交換器は既存設備で、LMTD増加による小型化を行わ
ない場合の例である。また、2000トン/日の鉄カー
バイド製造装置において、アフタークーラーを増設した
場合のケース1に対するケース2〜5のコストメリット
を図2に示す。なお、回収熱量を金額に換算する際、1
00万B.T.U.当たり4ドルとした。すなわち、図
2は、「アフタークーラー設備費の増加額+熱交換器設
備費の低減額+加熱炉設備費の増加額」から加熱炉での
燃料費を差し引いた額を示している。棒グラフが下方に
向かっていれば、アフタークーラーの設備投資の増加分
があっても、熱交換器による回収熱量が大きいので、回
収熱量分の燃料が節減される効果が大きいことを示して
いる。しかし、ケース5では、アフタークーラー出口ガ
ス温度が冷却水の温度に近づき、アフタークーラー設備
が過大となって、投資額の方が多くなる。また、ケース
4のとき(アフタークーラー出側温度が38℃のと
き)、最も経済的であると言える。当然ながら、この最
経済点は、回収熱量(すなわち、加熱炉燃料)の単価に
より異なってくる。
Table 1 shows an example of each temperature when there is no aftercooler (case 1) and when the aftercooler is added to change the cooling temperature (cases 2 to 5). The heat exchanger is an example of a case where existing equipment is not downsized by increasing LMTD. FIG. 2 shows the cost merits of Cases 2 to 5 with respect to Case 1 when an aftercooler is added to the 2,000 ton / day iron carbide manufacturing apparatus. When converting the amount of heat recovered into money, 1
Billion B. T. U. $ 4 per unit. That is, FIG. 2 shows the amount obtained by subtracting the fuel cost in the heating furnace from “the increase in the aftercooler equipment cost + the reduction in the heat exchanger equipment cost + the increase in the heating furnace equipment cost”. If the bar graph is directed downward, it indicates that even if there is an increase in after-cooler capital investment, the amount of heat recovered by the heat exchanger is large, so that the effect of saving fuel for the recovered heat is great. However, in case 5, the aftercooler outlet gas temperature approaches the temperature of the cooling water, the aftercooler equipment becomes excessively large, and the investment amount increases. In case 4 (when the aftercooler outlet side temperature is 38 ° C.), it can be said that it is the most economical. Naturally, the most economical point depends on the unit price of the recovered heat (that is, the heating furnace fuel).

【0021】なお、熱交換器への結露を防止するために
は、熱交換器の出側温度は高温側ガスの露点を考慮して
決めることが絶対条件である。例えば、2段階に分けて
鉄カーバイドの製造を行う場合の第一反応操作後の反応
ガスのように、露点が比較的高いガスを対象とする場
合、熱交換器の出側温度も相対的に高くするように、ア
フタークーラーの出側ガス温度を調整することにより、
限界までの熱回収が可能となる。一方、第二反応操作の
反応ガスは、露点が十分低く、結露限界までの熱回収シ
ステムの中で最も経済的なシステムを選択できる。
In order to prevent dew condensation on the heat exchanger, it is an absolute condition that the outlet temperature of the heat exchanger is determined in consideration of the dew point of the high-temperature side gas. For example, when a gas having a relatively high dew point is targeted, such as a reaction gas after the first reaction operation in the case where iron carbide is produced in two stages, the outlet temperature of the heat exchanger is also relatively high. By adjusting the outlet gas temperature of the aftercooler to make it higher,
Heat recovery up to the limit becomes possible. On the other hand, the reaction gas of the second reaction operation has a sufficiently low dew point, and the most economical heat recovery system up to the dew point can be selected.

【0022】また、単一操作で鉄カーバイドを製造する
場合、反応ガスの露点は上記2段階法の第一反応操作の
反応ガスと第二反応操作の反応ガスの露点のほぼ中間の
値にあり、結露の制約から最経済点でシステムを構成す
ることができない場合もある。2段階法は、この点にお
いて、単一操作法に比較して優れた方法であると言え
る。
In the case where iron carbide is produced in a single operation, the dew point of the reaction gas is substantially intermediate between the dew points of the reaction gas of the first reaction operation and the reaction gas of the second reaction operation in the two-stage method. In some cases, the system cannot be configured at the most economical point due to the restrictions of condensation. In this regard, the two-stage method is superior to the single operation method.

【0023】次に、表1と同様に、アフタークーラーの
ない場合(ケース1)と、アフタークーラーを増設して
冷却温度を変えた場合(ケース2〜5)の各温度の別の
実施例を表2に示す。
Next, similarly to Table 1, another embodiment of each temperature in the case where there is no after-cooler (case 1) and in the case where the after-cooler is added and the cooling temperature is changed (cases 2 to 5) are shown. It is shown in Table 2.

【0024】[0024]

【表2】 [Table 2]

【0025】本例は、LMTDに応じて熱交換器の容量
を増減可能な場合の実施例である。また、図2と同様
に、2000トン/日の鉄カーバイド製造装置におい
て、アフタークーラーを増設した場合のケース1に対す
るケース2〜5のコストメリットを図3に示す。なお、
燃料は副製ガスが利用でき、回収熱量を金額に換算する
際、100万B.T.U.当たり0.5ドルとした。こ
の実施例では、アフタークーラーの増設によるLMTD
の増大で熱交換器の小型化が可能になり、コストメリッ
トが生まれる。すなわち、ケース3のとき(アフターク
ーラー出側温度が48℃のとき)、最も経済的であると
言える。この場合も、熱交換器への結露を防止するた
め、熱交換器の出側温度は高温側ガスの露点以上にする
ことが絶対条件である。
This embodiment is an embodiment in which the capacity of the heat exchanger can be increased or decreased according to the LMTD. Also, as in FIG. 2, FIG. 3 shows the cost merits of Cases 2 to 5 with respect to Case 1 when an aftercooler is added in the iron carbide manufacturing device of 2000 tons / day. In addition,
As a fuel, by-product gas can be used. T. U. It was $ 0.5 per. In this embodiment, the LMTD
The heat exchanger can be downsized by the increase of the cost, and a cost advantage is generated. That is, in case 3 (when the aftercooler outlet side temperature is 48 ° C.), it can be said that it is the most economical. Also in this case, in order to prevent dew condensation on the heat exchanger, it is an absolute condition that the outlet temperature of the heat exchanger is set to be higher than the dew point of the high-temperature side gas.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、アフタークーラーを増
設することによって、熱交換器を小型化し、設備コスト
を低減しうる熱回収装置を提供することができる。ま
た、熱回収量を増大せしめて燃料を節約でき、しかも、
熱交換器低温側で結露を抑制することが可能な熱回収装
置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a heat recovery apparatus capable of reducing the size of a heat exchanger and reducing equipment costs by adding an aftercooler. It also saves fuel by increasing heat recovery, and
A heat recovery device capable of suppressing dew condensation on the low temperature side of the heat exchanger can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の熱回収装置の概略構成を示す配置図で
ある。
FIG. 1 is a layout diagram showing a schematic configuration of a heat recovery device of the present invention.

【図2】鉄カーバイドの製造装置において、アフターク
ーラーを増設した場合のコストメリットを示す図であ
る。
FIG. 2 is a view showing a cost merit when an aftercooler is added to an iron carbide manufacturing apparatus.

【図3】鉄カーバイドの製造装置において、アフターク
ーラーを増設した場合のコストメリットを示す別の図で
ある。
FIG. 3 is another diagram showing a cost merit when an aftercooler is added to the iron carbide manufacturing apparatus.

【図4】従来の熱回収装置の概略構成を示す配置図であ
る。
FIG. 4 is a layout diagram showing a schematic configuration of a conventional heat recovery device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…流動層反応炉 2…熱交換器 3…加熱炉 4…除湿除塵機 5…コンプレッサ 15…アフタークーラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fluidized-bed reactor 2 ... Heat exchanger 3 ... Heating furnace 4 ... Dehumidification / dust remover 5 ... Compressor 15 ... Aftercooler

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反応炉から熱交換器と除湿除塵機とコン
プレッサを経由して、再度上記熱交換器を通過して加熱
炉または予熱炉を経た後に上記反応炉に達する循環経路
を有する熱回収装置において、コンプレッサと熱交換器
との間の循環経路にアフタークーラーを設置したことを
特徴とする熱回収装置。
1. A heat recovery system having a circulation path from a reactor through a heat exchanger, a dehumidifier and a dust collector, and a compressor, passes through the heat exchanger again, passes through a heating furnace or a preheating furnace, and then reaches the reactor. A heat recovery apparatus, wherein an aftercooler is installed in a circulation path between the compressor and the heat exchanger.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101690741B1 (en) * 2015-10-07 2017-01-09 한국과학기술원 Recycle apparatus for unreacted gas and method thereof

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