JPS589126B2 - 焼結機排ガス中の窒素酸化物低減方法 - Google Patents
焼結機排ガス中の窒素酸化物低減方法Info
- Publication number
- JPS589126B2 JPS589126B2 JP2900481A JP2900481A JPS589126B2 JP S589126 B2 JPS589126 B2 JP S589126B2 JP 2900481 A JP2900481 A JP 2900481A JP 2900481 A JP2900481 A JP 2900481A JP S589126 B2 JPS589126 B2 JP S589126B2
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- Japan
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- sintering
- nox
- exhaust gas
- ore
- oxygen
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、粉鉱石の焼結において焼結機排ガス中に含
まれる窒素酸化物（以下ＮＯｘという）を低減させる方
法に関するものである。
まれる窒素酸化物（以下ＮＯｘという）を低減させる方
法に関するものである。
粉鉱石の下向通気焼結においては、その排ガス中にＮＯ
ｘが含有され大気汚染の原因の１つとなっている。
ｘが含有され大気汚染の原因の１つとなっている。
このような焼結排ガス中のＮＯｘ低減方法としては、（
１）焼結原料中の粉コークス配合量を増加させる方法。
１）焼結原料中の粉コークス配合量を増加させる方法。
（２）焼結原料中に生石灰を配合して焼結する方法。
（３）焼結排ガスを循環使用する方法。などが主な低減
方法である。
方法である。
しかしながら（１）の方法では、焼結原料中に粉コーク
スを増加配合させるため、焼結層の通気性が阻害され、
生産性が低下するため増量の限界がある。
スを増加配合させるため、焼結層の通気性が阻害され、
生産性が低下するため増量の限界がある。
（２）の方法では、使用する生石灰が高価でありコスト
高となる。
高となる。
又生石灰は吸湿により発熱着火の危険性があり管理が難
かしい。
かしい。
又（３）の方法では、循環ガスは酸素分圧が低いため燃
料である粉コークスの燃焼速度が遅くなり生産性が低下
する。
料である粉コークスの燃焼速度が遅くなり生産性が低下
する。
などの欠点がある。
この発明はこのような欠点を除き、焼結機の生産性を阻
害することなく、排ガス中のＮＯｘを有効に低減させる
ものでその要旨は、粉鉱石を予め焙焼して粉鉱石に含ま
れる金属酸化物をその結合酸素を遊離させ低級酸化物と
なした後焼結を行うことを特徴とするものである。
害することなく、排ガス中のＮＯｘを有効に低減させる
ものでその要旨は、粉鉱石を予め焙焼して粉鉱石に含ま
れる金属酸化物をその結合酸素を遊離させ低級酸化物と
なした後焼結を行うことを特徴とするものである。
本発明者等は、焼結機排ガス中のＮＯｘ低減について試
験鍋を用いて実験研究した。
験鍋を用いて実験研究した。
焼結機排ガス中のＮＯｘは、焼結燃料（粉コークス）中
に含まれる窒素が酸化して生成するＦｕｅｌＮＯｘと、
燃焼用ガス（空気）に含有される窒素が酸化して生成す
るＴｈｅｒｍａｌＮＯｘがある。
に含まれる窒素が酸化して生成するＦｕｅｌＮＯｘと、
燃焼用ガス（空気）に含有される窒素が酸化して生成す
るＴｈｅｒｍａｌＮＯｘがある。
焼結機での粉鉱石焼結時に発生するＮＯｘはその殆どが
ＦｕｅｌＮＯｘである。
ＦｕｅｌＮＯｘである。
第１図は焼結の燃焼用ガスに、窒素＋酸素とアルゴン＋
酸素を使用した場合のＮＯｘ発生量と排ガス中のＮＯｘ
濃度を示す図である。
酸素を使用した場合のＮＯｘ発生量と排ガス中のＮＯｘ
濃度を示す図である。
横軸は使用した燃焼用ガス組成であり、縦軸はＮＯｘ生
成量と排ガス中のＮＯｘ濃度である。
成量と排ガス中のＮＯｘ濃度である。
図中・印はＮＯｘ生成量であり、○印はＮＯｘ濃度であ
る。
る。
図から明らかなようにＮＯｘ生成量は燃焼用ガス中に窒
素があるものとアルゴンの場合でも大きな差はなく焼結
排ガス中のＮＯｘは前述のＴｈｅｒｍａｌＮＯｘではな
くＦｕｅｌＮＯｘにより発生するものがその大部分であ
ることを示している。
素があるものとアルゴンの場合でも大きな差はなく焼結
排ガス中のＮＯｘは前述のＴｈｅｒｍａｌＮＯｘではな
くＦｕｅｌＮＯｘにより発生するものがその大部分であ
ることを示している。
このようなＦｕｅｌＮＯｘの生成は燃料である粉コーク
ス中の窒素分がピリジン、キノリン等の化合物として含
有されるもので、これらの分子中の窒素原子の結合がき
わめて弱いため燃焼用ガス中のＯ２と結合して下記反応
式によりＮＯｘが発生するものである。
ス中の窒素分がピリジン、キノリン等の化合物として含
有されるもので、これらの分子中の窒素原子の結合がき
わめて弱いため燃焼用ガス中のＯ２と結合して下記反応
式によりＮＯｘが発生するものである。
又、発明者等の実験によるとこのＦｕｅｌＮＯｘの生成
量は、焼結ゾーンの酸素の分圧が上昇する程増加する。
量は、焼結ゾーンの酸素の分圧が上昇する程増加する。
第２図は客粉コークス添加量における酸素の分圧とＮＯ
ｘの生成量の関係を示す図である。
ｘの生成量の関係を示す図である。
横軸は酸素分圧であり、縦軸は、ＮＯｘ生成量である。
図で明らかなように各添加コークス％とも酸素分圧が高
い程ＮＯｘ生成量は増加する。
い程ＮＯｘ生成量は増加する。
このことから発明者等は焼結ゾーンの酸素分圧の低下に
ついて更に検討した。
ついて更に検討した。
粉鉱石焼結の燃料には粉コークスが使用されており、粉
コークス中の炭素と燃焼用ガス中の酸素との反応はブル
トワ反応といわれる下記式で示される。
コークス中の炭素と燃焼用ガス中の酸素との反応はブル
トワ反応といわれる下記式で示される。
Ｏ２＋Ｃ＝ＣＯ２・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（２）ＣＯ２＋Ｃ＝２ＣＯ・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）焼
結ゾーンにおける焼結反応の場合は炭素量が限定された
状態でこのブルドワ反応が進行するため生成するＣＯ２
およびＣＯの分圧は、導入される酸素の分圧によって決
まり、ＣＯに関しては酸素分圧が高い場合はＣＯ分圧が
低くなる。
・・・・・・・・・・（２）ＣＯ２＋Ｃ＝２ＣＯ・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）焼
結ゾーンにおける焼結反応の場合は炭素量が限定された
状態でこのブルドワ反応が進行するため生成するＣＯ２
およびＣＯの分圧は、導入される酸素の分圧によって決
まり、ＣＯに関しては酸素分圧が高い場合はＣＯ分圧が
低くなる。
ＣＯは下記（４）式によりＮＯｘを還元してＮ２および
ＣＯ２に分解する効果を有しており、焼結ゾーンでのＣ
Ｏ分圧の上昇はＮＯｘの生成を低減させる効果がある。
ＣＯ２に分解する効果を有しており、焼結ゾーンでのＣ
Ｏ分圧の上昇はＮＯｘの生成を低減させる効果がある。
このようなＣＯ分圧の上昇には前述のプルドワ反応から
も酸素分圧を下げる必要がある。
も酸素分圧を下げる必要がある。
以上のことから焼結ゾーンでのＮＯｘの生成を低下する
には酸素分圧を下げることが最も効果的な方法である。
には酸素分圧を下げることが最も効果的な方法である。
一方焼結原料である粉鉱石は通常金属酸化物の形態で存
在するが、温度に対する結合酸素の結合力が異なり下記
（５）式と（６）式の種類に大別される。
在するが、温度に対する結合酸素の結合力が異なり下記
（５）式と（６）式の種類に大別される。
ＭＯｙ→ＭＯ（ｙ−ｚ）＋ｚ／２Ｏ２・・・・・・・・
・（５）ＭＯｙ→ＭＯｙ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（６）但し：Ｍは金
属 上記（５）式に属する鉱石は温度上昇によって結合酸素
を遊離して、より低級酸化物に変化する性質をもつので
、マンガン鉱石等はこの種類に属し、高級酸化物である
ＭｎＯ２がＭｎ２Ｏ３更にＭｎ３Ｏ４の低級酸化物にな
り酸素を遊離して焼結ゾーンの酸素の分圧を上昇させ、
ＮＯｘの発生を増加させるものである。
・（５）ＭＯｙ→ＭＯｙ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（６）但し：Ｍは金
属 上記（５）式に属する鉱石は温度上昇によって結合酸素
を遊離して、より低級酸化物に変化する性質をもつので
、マンガン鉱石等はこの種類に属し、高級酸化物である
ＭｎＯ２がＭｎ２Ｏ３更にＭｎ３Ｏ４の低級酸化物にな
り酸素を遊離して焼結ゾーンの酸素の分圧を上昇させ、
ＮＯｘの発生を増加させるものである。
一方（６）式に属する鉱石は酸素との結合力が強く温度
を上昇しても酸素を遊離するようなことはない。
を上昇しても酸素を遊離するようなことはない。
しかし逆に低級酸化物は酸素と結合して（５）式の逆反
応である下記（７）式の反応をおこす性質をもっている
。
応である下記（７）式の反応をおこす性質をもっている
。
この反応は焼結反応では酸素の分圧を低下させるもので
ある。
ある。
以上のことから焼結ゾーンでの酸素の分圧を下げるため
には鉱石の金属酸化物を予め低級酸化物となした後焼結
を行なえば効果的であるということを見出したものであ
る。
には鉱石の金属酸化物を予め低級酸化物となした後焼結
を行なえば効果的であるということを見出したものであ
る。
具体的にのべる。
第３図はこの発明の一実施態様を示す図である。
１は焼結機であって、焙焼鉱石ホッパー２−１から焙焼
鉱石を、副原料ホッパー２−２から粉コークス、ドロマ
イト等の副原料を切出し、ミキサー３によシ混合し適当
な水分を添加してサージホッパ−４に送り、サージホツ
パー４から焼結機１へ給鉱され焼結される。
鉱石を、副原料ホッパー２−２から粉コークス、ドロマ
イト等の副原料を切出し、ミキサー３によシ混合し適当
な水分を添加してサージホッパ−４に送り、サージホツ
パー４から焼結機１へ給鉱され焼結される。
このような焼結方法の前に予め粉鉱石の焙焼を行なう。
５は回転炉で、６は生粉鉱石ホツパーである。
該ホッパー６からの生粉鉱石は、回転炉５に装入し粉鉱
石である金属酸化物を低級酸化物にするものであり、そ
の焙焼温度ならびにガス雰囲気は粉鉱石の種類によって
変ってくる。
石である金属酸化物を低級酸化物にするものであり、そ
の焙焼温度ならびにガス雰囲気は粉鉱石の種類によって
変ってくる。
例えばマンガン鉱石であれば大気中雰囲気で、４５０℃
以上の温度で焙焼する。
以上の温度で焙焼する。
焙焼温度を４５０℃以上とするのはＭｎＯ２がＭｎ２Ｏ
３に変わるに十分な温度であり、高温なほど反応は完全
となり焙焼時間も短縮される。
３に変わるに十分な温度であり、高温なほど反応は完全
となり焙焼時間も短縮される。
反応式は下記による。４ＭｎＯ２→２Ｍｎ２Ｏ３＋Ｏ２
・・・・・・・・・・・・（８）６Ｍｎ２Ｏ３→４Ｍｎ
３Ｏ４＋Ｏ２・・・・・・・・・（９）又粉鉱石が鉄鉱
石の場合は焙焼温度８００℃以上で、雰囲気ガスは還元
性雰囲気で行なう。
・・・・・・・・・・・・（８）６Ｍｎ２Ｏ３→４Ｍｎ
３Ｏ４＋Ｏ２・・・・・・・・・（９）又粉鉱石が鉄鉱
石の場合は焙焼温度８００℃以上で、雰囲気ガスは還元
性雰囲気で行なう。
この還元性雰囲気は、ＣＯ／ＣＯ２＝１０５以上であっ
て、Ｆｅと酸素との強い結合力より、酸素を遊離させる
のに、前記焙焼温度と合せて十分な雰囲気である。
て、Ｆｅと酸素との強い結合力より、酸素を遊離させる
のに、前記焙焼温度と合せて十分な雰囲気である。
反応式は下記による。３Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＯ→２Ｆｅ３Ｏ
４＋ＣＯ２・・・・・・（１０）Ｆｅ３Ｏ４＋ＣＯ→３
ＦｅＯ＋ＣＯ２・・・・・・・・・（１１）この場合も
焙焼温度は高い程、雰囲気ガス還元性が強い程、反応は
早く焙焼時間は短縮されるものである。
４＋ＣＯ２・・・・・・（１０）Ｆｅ３Ｏ４＋ＣＯ→３
ＦｅＯ＋ＣＯ２・・・・・・・・・（１１）この場合も
焙焼温度は高い程、雰囲気ガス還元性が強い程、反応は
早く焙焼時間は短縮されるものである。
実施例１
第１表に示す成分及び粒度分布のマンガン鉱石粉を第２
表に示す仕様の試験回転炉で焙焼した。
表に示す仕様の試験回転炉で焙焼した。
但し、焙焼温度：１０００℃、時間：１Ｈｒ、雰囲気ガ
ス：大気、また焙焼後の成分及び粒度分布を第３表に示
す。
ス：大気、また焙焼後の成分及び粒度分布を第３表に示
す。
このような焙焼したマンガン鉱石を原料とする本発明方
法と焙焼しないマンガン鉱石を原料とする従来方法につ
いて１００φｍｍ×２９５Ｈｍｍの焼結試験鍋に床敷鉱
１５ｍｍ敷いて焼結を行なった。
法と焙焼しないマンガン鉱石を原料とする従来方法につ
いて１００φｍｍ×２９５Ｈｍｍの焼結試験鍋に床敷鉱
１５ｍｍ敷いて焼結を行なった。
その配合割合を第４表に示す。
得られたマンガン焼結鉱の品質と生産性、ならびに排ガ
ス中のＮＯｘ濃度を第５表に示す。
ス中のＮＯｘ濃度を第５表に示す。
第５表から明らかなように品質、生産性ともに向上し排
ガス中のＮＯｘは５０％低下することができた。
ガス中のＮＯｘは５０％低下することができた。
実施例２
第６表に示す成分及び粒度分布の鉄鉱粉（ハマスレー）
を焙焼した。
を焙焼した。
また、使用した試験回転炉の仕様を第７表に示す。
但し、焙焼温度＝８００℃、時間：１Ｈｒ、雰囲気ガス
：ＣＯ５０％、Ｎ２５０％、また、焙焼後の成分及び粒
度分布を第８表に示す。
：ＣＯ５０％、Ｎ２５０％、また、焙焼後の成分及び粒
度分布を第８表に示す。
第３表に示す焙焼後の鉄鉱石を原料とする本発明方法と
、焙焼しない鉄鉱石を原料とする従来方法について１０
０φｍｍ×２９５Ｈｍｍの焼結試験鍋に床敷鉱を１５ｍ
ｍ敷いて焼結を行なった。
、焙焼しない鉄鉱石を原料とする従来方法について１０
０φｍｍ×２９５Ｈｍｍの焼結試験鍋に床敷鉱を１５ｍ
ｍ敷いて焼結を行なった。
その配合を第９表に示す。
得られた鉄鉱石焼結鉱の品質と生産性ならびに排ガス中
のＮＯｘを第１０表に示す。
のＮＯｘを第１０表に示す。
第１０表に示すように実施例１同様に焼結鉱の品質、生
産性ともにすぐれＮＯｘ濃度４０％低下できた。
産性ともにすぐれＮＯｘ濃度４０％低下できた。
以上のように本発明方法は焼結ゾーンでの酸素分圧を下
げて排ガス中のＮＯｘ濃度を低下させるもので従来方法
のような生産性を害することはなく又、高価で危険性の
ある生石灰等を使用しないで有効に排ガス中のＮＯｘを
低下させることができるものでその効果大なるものがあ
る。
げて排ガス中のＮＯｘ濃度を低下させるもので従来方法
のような生産性を害することはなく又、高価で危険性の
ある生石灰等を使用しないで有効に排ガス中のＮＯｘを
低下させることができるものでその効果大なるものがあ
る。
第１図は焼結の燃焼用ガスに、窒素＋酸素とアルゴン＋
酸素を使用した場合のＮＯｘ発生量と排ガス中のＮＯｘ
濃度を示す図、第２図は各粉コークス添加量における酸
素の分圧とＮＯｘの生成量の関係を示す図、第３図はこ
の発明の一実施態様を示す図である。 図中、１・・・焼結機、２−１・・・焙焼鉱石ホッパー
、２−２・・・副原料ホツパー、３・・・ミキサー、４
・・・サージホツパー、５・・・回転炉、６・・・生粉
鉱石ホッパー。
酸素を使用した場合のＮＯｘ発生量と排ガス中のＮＯｘ
濃度を示す図、第２図は各粉コークス添加量における酸
素の分圧とＮＯｘの生成量の関係を示す図、第３図はこ
の発明の一実施態様を示す図である。 図中、１・・・焼結機、２−１・・・焙焼鉱石ホッパー
、２−２・・・副原料ホツパー、３・・・ミキサー、４
・・・サージホツパー、５・・・回転炉、６・・・生粉
鉱石ホッパー。
Claims (1)
- １ 粉鉱石の焼結において、該粉鉱石を予め焙焼して、
粉鉱石に含まれる金属酸化物を低級酸化物となした後焼
結を行うことを特徴とする焼結機排ガス中の窒素酸化物
低減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2900481A JPS589126B2 (ja) | 1981-02-28 | 1981-02-28 | 焼結機排ガス中の窒素酸化物低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2900481A JPS589126B2 (ja) | 1981-02-28 | 1981-02-28 | 焼結機排ガス中の窒素酸化物低減方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57143447A JPS57143447A (en) | 1982-09-04 |
| JPS589126B2 true JPS589126B2 (ja) | 1983-02-19 |
Family
ID=12264248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2900481A Expired JPS589126B2 (ja) | 1981-02-28 | 1981-02-28 | 焼結機排ガス中の窒素酸化物低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589126B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4384698B2 (ja) * | 2008-04-10 | 2009-12-16 | 新日本製鐵株式会社 | 焼結鉱の製造方法 |
| JP5447192B2 (ja) * | 2010-06-04 | 2014-03-19 | 新日鐵住金株式会社 | 鉄鋼業の焼結工程におけるＮＯｘ生成量の評価方法、装置及びプログラム |
-
1981
- 1981-02-28 JP JP2900481A patent/JPS589126B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57143447A (en) | 1982-09-04 |
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