JPS586912A - 高炉の排ガスエネルギ−の回収方法および回収装置 - Google Patents

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】 本発明は、高炉の排ガスエネルギーの回収方法および回
収装置に関するものである。

高炉すなわち立型の溶鉱炉からは多量の排ガスが発生す
るが、この排ガスは高温・高圧であるためひじように大
きな熱・運動エネルギーを有しているので、そのまま大
気中に放出してしまわずに、熱源や動力源として利用し
排ガスのエネルギーを回収することが通常おこなわれて
いる。

その回収装置としては、従来、第１図に示すような湿式
の除塵器を用いたものが一般的てあつた。

すなわち、第１図において、高炉１から排出されたガス
ｇに含まれるダストをダスト・キャッチャ−２で粗除し
たのち、直列に２基配置された湿式の除塵器であるベン
チュリ・スクラバー（あるいはリング・スリット・ウオ
ッシャ−等）３．３’でさらにダストを精除する。

ダストを精除された排ガスｇ′を、Ａ位置からバイパス
させて緊急しゃ新井４および調速弁５を経たのち、軸流
タービン乙に送ってそのローターを回転させ、その軸に
接続された発電機７を駆動する。軸流タービン６を出だ
排ガスｇ“はＢ位置からメインダクト８にもどり、貯気
槽９にいったん溜められてから大気中に放出される。

また、メインダクト８のＡ位置とＢ位置との間にはセプ
タム弁１０が設けられているが、通常時は閉められてお
り、異常時のみ、緊急しゃ新井４を閉じてバイパス系（
軸流タービン６のある系）を閉止し、セプタム弁１０を
開けてメインダクト８を生かすようにする。

しかしながら、このような従来の回収装置では、ダスト
・キャッチャ−２の後のＡ′位置とバイパス系入口Ａと
の間に、必ずベンチュリ・スクラバー３，３′のような
湿式の除塵器を用いていたため、次のような問題点を有
していた。

０）高炉１から排出される高温（通常１５０″Ｃぐらい
）の排ガスｇが、直列に２基配列されたベンチュリ・ス
クラバー３，３′に通される間に、ベンチュリ・スクラ
バー６．６′内の洗浄水によって冷却されてしまうため
、軸流タービン６に供給されるときの排ガスｇ′の温度
は５０〜６０″Ｃにも低下してしまう。

しだがって、軸流タービン６のローターを回転させるエ
ネルギーが減少し、回収動力が小さい。

■　ベンチュリ・スクラバー３．３’ハベンチユリ管を
用いているだめ、その構造上絞り部での圧損が大きく、
１基あたり約１，５００ｍｍＡｑにも　　　　）゛なる
。したがって、２基の直列では３，０００ｍｍＡｑもの
圧損が生じるだめ、上記０項の内容と相乗してエネルギ
ーを減少させ、回収動力を低下させる。

■　また、高炉系全体の合理化という面でもベンチュリ
・スクラバー６．６′ではその構造上多量の洗浄水を使
用するため、ランニングコストが高く、シかもポンプ等
にっがう電力を余分に要する。

本発明の目的は、このような従来の湿式除塵器を用いた
排ガスエネルギーの回収システムの問題点を克服し、高
炉から排出されるガスを冷却されることなく、かつ圧力
も実質的に減小させることなく除塵して軸流タービンに
供給し、しかもそれをコストを押さえながら安定して供
給することを可能にする回収方法および回収装置を提供
することにある。

この目的を達成するため、本発明は、 （１）高炉から排出された高温のガスのエネルギーを軸
流タービンを用いて回収する方法において、前記排ガス
を並列に配置された複数の乾式除塵器に実質的に一定風
量で通過させて除塵したのち、この除塵された排ガスを
前記軸流タービンに送って発電機を駆動するようにした
ことを特徴とし、寸た、 （２）高炉から排出された高温のガスに含まれるダスト
を粗除するだめの第１次除塵器と、ダストを粗除された
前記排ガス中になお残っているダストを精除するだめの
第２次除塵器と、ダストを精除された前記排ガスによっ
て駆動される軸流タービンと、該軸流タービンによって
駆動される発電機とを有する、高炉から排出された高温
のガスのエネルギーの回収装置であって、前記第２次除
塵器が並列に配置された複数の乾式除塵器よりなり、各
乾式除塵器の入口および出口にそれぞれ仕切弁を有し、
がっ、これら各仕切弁の開閉を前記高炉から排出された
直後のガスの風量に応じて制御する装置を有することを
特徴とするものである。

以下、′図によって本発明を具体的に説明する。

〜、Ｂ位置間の構成の一実施例を示す構成図、および第
４図は第２図のＡ′位置〜Ｂ位置間の構成の他の実施例
を示す構成図である。

第２図において、高炉１から排出されたガスｇに含まれ
るダストを粗除するだめの第１次除塵器であるダスト・
キャッチャ−２の後のＡ′位置と、緊急しゃ新井４の前
のＡ位置との間に、排ガスｇ１中になお残っているダス
トを精除するだめの第２次除塵器である乾式の複数のサ
イクロン１１　、１１’、・・・・・・、１１ｎが並列
に配置されている。

各サイクロン１１　、１１’、・・・・・・、１１ｎは
、それぞれ単一のサイクロンの場合もあれば、それぞれ
複数のサイクロン群より構成されている場合もある。

各サイクロン１１　、１１’、・・・・・・、１１ｎの
入口側および出口側には、それぞれ仕切弁１２　、１２
’、・・・・・・、１２ｎ−および１３　、１３’、・
・・・・・、１３ｎが設けられている。

そして、高炉１とダスト・キャッチャ−２との間には、
高炉１から排出された直後のガスｇの風量を検出するだ
めのセンサー１４が設けられている。センサー１４で検
出された排ガスｇの風量を表わす信号ｉは、コントロー
ラ１５に入力される。

入力信号ｉの値が、予め設定してあったある値ｉ。以下
になると、出力信号ＯおよびＯ′が発生する。この出力
信号０およびＯ′によって、それぞれ入口仕切弁１２　
、１２’、・・・・・・、１２ｎおよび出口仕切弁１３
　、１３’、・・・・・・、１６ｎが開閉される。たた
し、各仕切弁はすべていっせいに開閉されるのではなく
、予め設定しておいだ順にしだがって一部ずつ開閉され
る。すなわち、Ａ′位置とＡ位置との間におけるサイク
ロン群１１〜１１ｎ全体として、実質的に一定風量の排
ガスｇ＋の除塵処理ができるように、一部のサイクロン
を休止させるようにする。

このようにしてダストを精除された排ガスｇ２は、緊急
しゃ新井４および調速弁５を経て軸流タービン６に送ら
れ、そのロータ、−を回転させる。このとき、排ガスｇ
２は十分にダストを精除されているため（ダスト濃度は
５０〜１５０　ｍ？／Ｎｍｌ程度）、軸流タービン６の
動翼にダストが堆積したすすることはない。ローターの
回転によって１、軸流タービン６の軸に接続された発電
機７が駆動され、排ガスｇのエネルギーがここに有効に
回収されることになる。

軸流タービン６をでた排ガスｇ３は、メインダクト８を
とおって第３次除塵器である電気集塵器１６によって、
最終的にダストを再精除される（ダスト濃度は３〜１０
１０ｍ９７Ｎ程度）。再精除後の排ガスｇ４は、いった
ん貯気槽９に溜められたあと大気中に放出される。

このように第３次除塵器（電気集塵器１６）までつかり
理由は、公害防止のだめの排ガス規制にある。要は、大
気中に放出されるときの排ガスのダスト濃度が１０７１
１＆／Ｎ、”以下であればよく、軸流タービン６をでた
排ガスｇ３のダスト濃度が１０　ｍ９／Ｎ　ｍ３以下に
なっている場合には、第３次除塵器はつかう必要がない
。

一方、軸流タービン６あるいは発電機７の系統に異常が
生じたときのバックアップ・システムとして、第３図の
ように、メインダクト８のＡ位置〜Ｂ位置間にバイパス
路１７を設け、その途１中にセプタム弁１０を挿設する
。すなわち、軸流タービン６あるいは発電機７の系統の
異常時には、緊急しゃ新井４を閉じると同時にセプタム
弁１０を開け、セプタム弁１０によって炉頂圧の制御を
おこなう。

まだ、サイクロン１１〜１１ｎの故障時のバックアップ
をも考慮して、第４図のように、Ａ′位置〜Ｂ位置間に
バイパス路１７′を設け、その途中にベンチュリ・スク
ラバー１８およびセプタム弁１０を設けることもできる
。

ただし、すべてのサイクロン１１〜１１ｎがいっせいに
故障することは非常に１れなケースであり、通常は第３
図に示したようなバイパス系を設けるだけでよい。

次に、高温の排ガスが高炉から一時的に多址に発生する
、いわゆる“吹抜け”等の高炉１側の異常時には、一時
的に排ガスｇの温度が３００〜４００°Ｃに達すること
があるが、第２図〜第４図に示したような本発明の回収
装置は、サイクロ７１１〜１１ｎの構造上このような異
常高温に対して、耐性のある構成になっており、３５０
°Ｃ以下の温度の排ガスｇに対しては通常とおり除塵処
理できる。３５０°Ｃ以上の高温の排ガスｇに対しては
、たとえば、ダスト・キャッチャ−２出口のメインダク
ト８内に水噴霧ノズル等を設けておき、３５０°Ｃ以下
に温度を下げるようにすればよい。

以上説明したように、本発明は、 （１）高温の排ガスを、並列に配置された複数の乾式除
塵器に実質的に一定風量でとおして除塵したのち、この
除塵された排ガスを前記軸流タービンに送って発電機を
駆動するようにし、また、 （２）第２次除塵器が並列に配置された複数の乾式除塵
器よりなり、各乾式除塵器の入口および出口にそれぞれ
仕切弁を有し、かつ、これら各仕切弁の開閉を前記高炉
から排出された直後のガスの風量に応じて制御する装置
を有してなるため、次のような効果を奏することができ
る。

Ａ、第２次除塵器を、並列に配置した複数の乾式除塵器
（好ましくはサイクロン）て構成し、かつ、各出入口に
設けた仕切弁の開閉を高炉から排出された直後のガスの
風量に応じて制御する装置（センサーおよびコントロー
ラ）を設けてなるため、下記に説明する”ダンプ”等に
よる排ガスの風量の減少に応じて、適宜一部のサイクロ
ンを休止させることができる。すなわち、サイクロン群
全体として、実質的に一定風量の排ガスを扱うことがで
きる。

しだがって、稼動しているサイクロンについてはそれぞ
れ所定風量で運転することができるので、各サイクロン
とも最高の性能を発揮することができる。

（従来は、高炉に鉱石やコークス等を放りこむだめに、
通常数分〜士数分毎に挿入口を開閉するたびに生ずる”
ダンプ”によつ、て、各サイクロンへの流入風量が減少
し、そのたびに除塵性　　　　、１，１能が低下してい
た。） Ｂ、上記゛ダンプ゛は正常運転時において必ず生ずるも
のであるが、一方、市況によっても高炉の操業度自体が
左右される。

そのような場合でも、本発明によれば、変化した排ガス
の風量に応じた数だけのサイクロンを稼動させることに
より、常に最高の除塵性能を発揮することがで２．きる
。

Ｃ１複数のサイクロンを並列に配置し、かつ各サイクロ
ンの入口・出口にはそれぞれ仕切弁を設けてなるため、
必要な場合には、高炉操業中でも他の機器に実質的に影
響を与えることなく、１基ずつのサイクロンについて点
検・補修をすることができる。

Ｄ、第２次除塵器として乾式の除塵器を用いるため、従
来のように排ガスが洗浄水によって冷却されてしまうこ
とがなく、捷たベンチュリ管による圧損もないため、実
質的に高炉をでた直後の高温・高圧を保ったまま、除塵
された排ガスを軸流タービンに供給することができる。

しだがって、高温・高圧の排ガスのもっている非常に大
きな熱・運動エネルギーを、そのまま有効に利用するこ
とができ、回収動力を大きくすることができる。

なお、第２図および第３図に示しだような本発明の一実
施例よりなる回収装置を用いたとき、各位置での排ガス
の圧力・温度・ダスト濃度は、はぼ次のようであった。

Ｅ、従来の湿式除塵器のようには多量の洗浄水をつかう
必要がないだめ、ランニングコストが低減され、しかも
ポンプ等の付属設備に要しスいた電力を節約できる。

Ｆ、複数の乾式除塵器によって高温の排ガスを処理し、
その中に含まれるダストを分離しているので、軸流ター
ビンの第１段ノズル等にダストが付着することがほとん
どなく、しだがってタービン自体に故障がないので、高
効率で軸流タービンを運転することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の湿式除塵器を用いた回収装置の概略構成
図、第２図は本発明の一実施例よりなる回収装置の基本
構成を示す概略構成図、第３図は第２図のＡ位置〜Ｂ位
置間の構成の一実施例を示す構成図、および第４図は第
２図のＡ′位置〜Ｂ位置間の構成の他の実施例を示す構
成図である。 １・・・高炉、２・・・ダスト・キャッチャ−１４・・
・緊急しゃ新井、６・・・軸流タービ′ノ、し・発電機
、８・・・メインダクト、９・・・貯気槽、１０・・・
セプタム弁、１１．１１’、・・・・・・、１１ｎ・・
・サイクロン、１２　、１２’。 ・・・・・・、　１２ｎ　、　　１３　、１３’、・・
・・・・、１６ｎ・・・仕切弁、１４・・・センサー、
１５・・・コントローラ、１７，１７′・・・バイハス
路。 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　賢　照 弁理士　斎　下　和　彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高炉から排出された高温のガスのエネルギーを軸流
   タービンを用いて回収する方法において、前記排ガスを
   並列に配置された複数の乾式除塵器に実質的に一定風量
   で通過させて除塵したのち、この除塵された排ガスを前
   記軸流タービンに供給して発電機を駆動するようにした
   ことを特徴とする高炉の排ガスエネルギーの回収方法。 ２　高炉から排出された高温のガスに含まれるダストを
   粗除するだめの第１次除塵器と、ダストを粗除された前
   記排ガス中になお残っているダストを精除するだめの第
   ２次除塵器と、ダストを精除された前記排ガスによって
   駆動される軸流タービンと、該軸流タービンによって駆
   動される発電機とを有する、高炉から排出されだ高温の
   ガスのエネルギーの回収装置であって、前記第２次除塵
   器が並列に配置された複数の乾式除塵器よりなり、各乾
   式除塵器の入口および出口にそれぞれ仕切弁を有し、か
   つ、これら各　　□仕切弁の開閉を前記高炉から排出さ
   れた直後のガスの風量に応じて制御する装置を有するこ
   とを特徴とする高炉の排ガスエネルギーの回収装置。