JPS604723B2 - 炉頂ガス浄化設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少くとも１つのベンチュリ洗浄装置を備えた
高圧高炉用の炉頂ガス浄化設備であって、上記ベンチュ
リ洗浄装置が生ガス入口端部と、精製ガス出口端部と、
スロート、縦径部、拡径部を具えたベンチュリ断面部と
を有し、ベンチュリ断面部の拡径部には軸線方向に調整
可能で円錐台形の内装体であって洗浄剤ノズルが直列援
続している内装体が配置されており、該内装体が高圧高
炉の炉頂での圧力制御用の制御回路内に調整部材として
組込まれている炉頂ガス浄化設備に係る。

本発明で環状間隙通路とは環状間隙洗浄器の完全な多く
の場合全体として通路状のケーシングを指すものでなく
、内装体との間に環状間隙を形成するケーシング壁部分
を指すに過ぎない。一般に環状間隙洗浄器の入口は炉頂
ガス導管の直径と合致する直径を有し、環状間隙洗浄器
の出口も同じである。上記形式の周知の炉頂ガス浄化設
備では環状間隙洗浄器は洗浄脱じん器の理論に従って構
成されている。

洗浄脱じんの個々の段階は周知のように、ダスト含有ガ
ス中のダスト粒子の液瓶又はネットワークの形を有する
液の表面への移動、液内へ移行することによるダスト粒
子の分離、脱じん領域からのダスト粒子を有する液の排
出である。

洗浄脱じんについてのこれらの原則は先ず第１段階では
他の脱じん器のそれと異なっていない。

しかし液内への移行によるダスト粒子の分離は特殊の形
式でおこなわれる。即ち十分な脱じんは高し・流速の場
合にしか達成できない。その際環状間隙洗浄器はベンチ
ュリ原理で働き、ベンチュリノズル内で圧力が速度に変
化されて、従って高い流速が達成可能であるということ
を利用する。この高流速は旧来の環状間隙洗浄器のスロ
ート範囲内で生じ、該範囲で液が分散させられる。２０
〜１２０の／ｓｅｃ及びそれ以上のガス速度が生じる。

これによって９９％以上の総合脱じん効率が達成できる
。従って周知の環状間隙洗浄器は炉頂ガス流の流動方向
で徐々に収縮させられており且つ内装体は相応して収縮
させられていて、環状間隙通路との間に相応して直径の
減小する環状通路を形成している。一般に、高温のガス
の場合環状間隙洗浄器内でダスト粒子はなお凝縮核とし
て働く。このことはすべて好適であり、更に環状間隙洗
浄器は炉頂ガス浄化設備内で無造作に付加的の機能、即
ち高圧高炉の炉頂における炉頂ガス圧力の圧力制御用の
制御回路内の調整部材としての最初に述べた付加的の機
能を果すことができる。しかし、炉頂ガス圧力を３気圧
から例えば１．２又は１．１気圧へ減らさねばならず且
つ大量のガスを処理せねばならない高圧高炉用の炉頂ガ
ス浄化設備では環状間隙洗浄器内で極めて高い速度が生
じる。

このことはコロージョン及びェロージョンの原因となり
且ついよいよ特殊材料の使用を必要にする。更にこれら
の運転条件下では調整部材として制御回路内へ編入され
た環状間隙洗浄器の制御範囲幅が十分でなく、従って圧
力低下を１段階でなく、多段階でおこなわねばならない
。これに関連して例えば高圧高炉用の炉頂ガス浄化設備
は炉頂ガス流の流動方向で見て高圧高炉の炉頂に接続さ
れた生ガス導管、必要に応じて設けられる粗分離器、少
くとも１つの準備洗浄器、調整可能の差圧洗浄装置、液
滴分離装置及び清浄ガス排出導管より成っており、その
際差圧洗浄装置は高圧高炉の炉頂における炉頂ガス圧力
をコンスタントに保つための制御回路内へ専用調整部材
として編入されており且つ２つの環状間隙洗浄器より成
り、その際１方の環状間隙洗浄器は制御回路の調整部材
として使用されており且つ他方の環状間隙洗浄器の後方
に発電機を有する膨張タービンが接続されている。この
場合両方の環状間隙洗浄器は互いに直列に接続されてい
て且つ１つのバイパス導管を備えており、このバイパス
導管は流動方向で環状間隙洗浄器の後方で分枝していて
且つ清浄ガス排出導管に接続されていると共にバイパス
導管内に制御弁及び膨張タービンがある。本発明の目的
とするところは前記形式の炉項ガス浄化設備を大きな制
御範囲幅を有していて、従って一般に高圧高炉用の炉頂
ガス浄化の際に炉頂ガス圧力を１段階で例えば３気圧又
はそれ以上から１．２又は１．１気圧へ減らすことを可
能にするように構成することにある。

上記目的を解決するために、本発明の要旨とする処は、
前記形式の炉頂ガス浄化設備において、ベンチュリ断面
部は段部として形成されたスロートを有し且つ内装体は
流動方向に対向してスロートから突き出ている制御用延
長部を有しており、該延長部は軸方向調整の際に種々異
なる程度に拡径部内に入り込み且つこれによって炉項ガ
スの流動方向での環状間隙の有効長さを変化せしめ、拡
径部と内装体との拡蓬率は環状間隙内での炉頂ガス流が
環状間隙長さにほぼ正比例して増大する圧力損失を生じ
るように選択され、この場合炉頂ガス流が入口速度と実
質上合致する出口速度で環状間隙から流出するように圧
力差が調整されているようにしたことにある。

本発明の有利な１実施形によれば制御用延長部を有する
内装体がスロートを越えて縮径部内に突出し、且つ流動
方向で内装体の手前に且つ同軸的に浸債管が配置され、
該浸導管内に制御用延長部が入り込み且つ上言己浸簿管
の手前に少くとも１つの洗浄剤ノズルが配置されている
。

本発明の概念乃至思想に関して要約して述べれば次の通
りである。

本発明は最初に述べた形式の炉頂ガス浄化設備における
環状間隙洗浄器を構成するについての旧来の設計理論を
やめる。ベンチュリ原理従ってそれによる炉頂ガス流加
速は旧来の理論に属している。本発明のために重要な環
状間隙通路拡大はベンチュリ原理に反し且つ本発明によ
れば炉頂ガス流の減速を生じるようにすることもできる
。本発明によればベンチュリ洗浄器をやめていわばデフ
ューザ洗浄器を使用する。これによっておこる圧力損失
は、ベンチュＩＪ洗浄器として構成された旧来の環状間
隙洗浄器の場合に達成し得るのと全く異なる値になる。
このことは所期の制御範囲幅をもたらし且つ高圧高炉の
後方で本発明による炉頂ガス浄化設備によって炉頂ガス
を１段階で３気圧又はそれ以上から１．２又は１．１気
圧へ膨張させることを可能にする。環状間隙洗浄器の機
能についての旧来の理論に属するベンチュリ原理を放棄
するにもかかわらず、周知実施形に比べて不良でない極
めて高い分離効率を有する全く意外な浄化効果が達成さ
れる。次に図面について本発明を詳説する。

図示の環状間隙洗浄器は差圧洗浄装置を有する高圧高炉
用の炉頂ガス浄化設備に属している。

要するに差圧洗浄装置は少くとも図示の環状間隙洗浄器
を有し、これは炉頂ガス浄化設備の炉頂ガス導管１内に
設けてある。環状間隙洗浄器は環状間隙通路２及びその
中で軸方向に調整移動可能の内装体３を有している。炉
項ガスＧの流動方向で内装体３の手前に洗浄剤ノズル４
がある。一般には洗浄水を使用する。環状間隙洗浄器は
高圧高炉の炉頂の炉頂ガス圧力の圧力制御用の制御回路
内に編入されている。これは周知技術に属している。図
から容易に判るように、環状間隙洗浄器の環状間隙通路
２は炉頂ガス流の流動方向で徐々に拡大されており且つ
内装体３は相応して拡大されていて、環状間隙通路との
間に相応して直径の増大する環状間隙５を形成する。内
装体３は環状間隙通路２に対して制御用延長部６を有し
、この制御用延長部は内装体３の軸方向移動の際に種々
異なる程度に環状間隙通路２内へ入り込み且つこれによ
って炉頂ガス流Ｇの流動方向での環状間隙５の有効長さ
を変化する。環状間隙５の長さは特に第３図から知るこ
とができる。実施例は、環状間隙通路２及び内装体３が
円形横断面を有している形式の環状間隙洗浄器を示して
いる。図から直ちに判るように、ここでは環状間隙通路
２の拡大は円錐形に構成されており且つ内装体３は同じ
円錐角の教頭円錐として構成されている。しかしこれは
不可欠のことでない。環状間隙の原則的に円錐形の拡大
を維持しながら環状間隙厚みｄを炉頂ガス流Ｇの流動方
向で減らすこともできる。あらゆる場合に上記の構成部
材を相互に次のようにするのが有利である、即ち炉頂ガ
ス流が環状間隙内で環状間隙長さＬにほゞ正比例して増
大する圧力損失を生じるように環状間隙の拡大を選んで
おくのであって、これは炉頂ガス流が環状間隙５を流入
速度と程度の差こそあれ合致する流出速度で出るように
圧力差が調整されているようにしておくのが有利である
。実施例では且つ本発明の有利な実施形では環状間隙通
路２並びに内装体３はその最小直径の少くともは）１２
倍の大きさの長さを有している。

環状間隙洗浄器を内部に設けられている炉頂ガス導管１
は環状間隙通路２の最大直径とほゞ合致する直径を有す
ると共に、環状間隙通路２の入口の手前もしくは環状間
隙通路２の最もせまし、個所の手前に１つの集合室７が
構成されていて、その直径は炉頂ガス導管１の直径と合
致している。この集合室７内へ内装体３の後退位置で制
御用延長部６が突入する。図示されていないが、内装体
３及び（又は）環状間隙通路２を粗面化しておくことが
できる。実施例で内装体３の支承榛又は調整榛１０のた
めの軸受９を保持している構成部材８は同時に案内装置
を形成することができ、この案内装置はほ）、半径方向
の案内板又は案内羽根を有し且つ炉頂ガス流に例えば旋
回分力を与える。内装体３は、例えば炉頂ガス流用の適
当な案内部材を内装体３に配属することによりガス流自
体によって回転駆動可能にしておくこともできる。これ
は引きずり流動効果を介して圧力損失を更に増大させる
。第４及び５図に示した実施形は例えば圧力損失と炉頂
ガス１の当りの水量で表現した浄化仕事の極めて有利な
効果を有する。

この実施形では、炉頂ガス導管１はベンチュリ通路部分
１１により環状間隙通路２に後続されており、ベンチュ
リ通路部分は炉頂ガス導管１の直径を環状間隙通路２の
最小直径に減らし且つ流動方向で内装体３の手前に且つ
同軸的に浸債管１２が配置されており、この中で少くと
も１つの洗浄剤ノズル４が働く。ベンチュリ通路部分１
１並びに環状間隙通路２は軸方向断面図で連続した曲線
で互いに翼らなっている。浸涜管１２は環状間隙５の最
もせまし、個所１３での直径にほぼ等しい直径を有して
いる。浸糟管１２の端部は環状間隙５の最もせまし、個
所１３から浸糟管直径にはゞ等しい距離のところにある
。しかし、浸猿管１２の外部に更に別の洗豚剤ノズル４
又は類似のものを設けることもできる。第４図及び５図
に示した実施形について重要なことは、ベンチュリ遍路
部分１１が環状間隙５の構成形状と何ら関係がないこと
である。ベンチュリ通路部分１１はむしろ環状間隙５の
手前に配置されている。それにもかかわらずベンチュリ
通路部分１ １は流動状態及び分離条件に極めて著しく
影響を及ぼして効率を改善する、それというのは上記部
分内での流動のための有利な初期条件が達成されるから
である。このことは特に浄化すべき炉頂ガスＧと洗浄水
の相互作用についてあてはまる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による実施形を示すもので、第１図は高圧
高炉用の本発明による炉項ガス浄化設備の環状間隙洗浄
器の軸方向断面図、第２図は第１図中のＡ−Ａ線による
断面図、第３図は第１図中の１部分Ｂの拡大図及び所属
の環状間隙内の圧力損失を示す線図、第４図は本発明に
よる環状間隙洗浄器のもう１つの実施形の軸方向断面図
、第５図は第４図中のＢ一Ｂ線による断面図である。 なお図示された主要部と符号の対応関係は次の通りであ
る：１・・・…炉頂ガス導管、２・・・・・・環状間隙
通路、３・・・・・・内装体、４・・・・・・洗浄剤ノ
ズル、５・・・・・・環状間隙、６・・・・・・制御用
延長部。 Ｆｉ９．１ Ｆｉｇ．２ Ｆｉ９．３ Ｆｉｇ．５ Ｆｉ９−ム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも１つのベンチユリ洗浄装置を備えた高圧高
   炉用の炉頂ガス浄化設備であって、上記ベンチユリ洗浄
   装置が生ガス入口端部と、精製ガス出口端部と、スロー
   ト、縮径部、拡径部を具えたベンチユリ断面部とを有し
   、ベンチユリ断面部の拡径部には軸線方向に調整可能で
   円錐台形の内装体であって洗浄剤ノズルが直列接続して
   いる内装体が配置されており、該内装体が高圧高炉の炉
   頂での圧力制御用の制御回路内に調整部材として組込ま
   れている炉頂ガス浄化設備において、ベンチユリ断面部
   ７，２は段部として形成されたスロートを有し且つ内装
   体３は流動方向に対向してスロートから突き出ている制
   御用延長部６を有しており、該延長部は軸方向調整の際
   に種々異なる程度に拡径部内に入り込み且つこれによっ
   て炉頂ガスＧの流動方向での環状間隙５の有効長さを変
   化せしめ、拡径部２と内装体３との拡径率は環状間隙５
   内での炉頂ガス流が環状間隙長さＬにほぼ正比例して増
   大する圧力損失を生じるように選択され、この場合炉頂
   ガス流が入口速度と実質上合致する出口速度で環状間隙
   ５から流出するように圧力差が調整されていることを特
   徴とする、炉頂ガス浄化設備。 ２ 制御用延長部６を有する内装体３がスロートを越え
   て縮径部７内に突出し、且つ流動方向で内装体３の手前
   に且つ同軸的に浸漬管１２が配置され、該浸漬管内に制
   御用延長部が入り込み且つ上記浸漬管の手前に少くとも
   １つの洗浄剤ノズル４が配置されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載の炉頂ガス浄化設備。