JPS62185810A - 高炉ガス熱エネルギ−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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高炉ガスが保有する熱エネルギーを回収し、
これを有効に利用する友めの高炉ガス熱エネルギー回収
装置に関する。

〔従来の技術〕

基幹産業でもあシ、エネルギー多消費産業でもある製鉄
業において、省エネルギー化は最重要課題の１つである
。この業界で主要な製鉄設備の１つである高炉からは、
圧力１．０〜２．５　ｋｇ／ｃｆｎ”、温度約１７０℃
の可燃性ガスを伴った高炉ガスが毎時数ｌＯ万Ｎｍ”で
放出されている。この高炉ガスが占めるエネルギーは莫
大であって、このうち、化学エネルギーは燃料として、
圧力エネルギーはいわゆる炉頂発電設備によって電力に
変換され、それぞれ利用の途が開かれている。

また、熱エネルギーを有効に利用する手段も特開昭５９
−１９３２０６号公報や特開昭５９−８５８１０号公報
に提案されている。いずれの手段も炉頂発電設備の効率
を考えて提案されたものであるが、そのうち前者の熱回
収装置は、従来高炉ガスの集塵に用いていた湿式集塵機
ではそれによる熱損失が大きいため、これに替えて乾式
集塵機を用い、更に高炉ガスの温度を平均化するために
、加熱器と乾式蓄熱器を用いて熱回収を図る構成となっ
ている。この装置の特長は、集塵で消失する熱損失が少
なく、シかもガスタービンに一定温度の高炉ガスを供給
することができるため、熱利用効率が高いという点にあ
る・後者の提案装置は、従来通シ湿式集塵機を用いたま
ま、熱回収を図ったもので、湿式集塵機の入側と出側に
熱交換器をそれぞれ設置し、湿式集塵機で消失する熱エ
ネルギーを予め入側の熱交換器で回収し、回収した熱エ
ネルギ二を出側の熱交換器で戻す構成をとっている。こ
の装置の特長は、湿式集塵機を用いながら、それによる
熱損失が少ないという点にある。

［発明が解決しようとする問題点〕 前者の装置は、高炉ガスの集塵に乾式集塵機を用いてい
るため、ある温度範囲で操業する必要が生じ、そのため
に加熱器や蓄熱器等の高価な設備を必要とする。それら
が正常に動作しているときはよいが、いずれか一方が故
障したような場合、乾式集塵機の性能が低下し機能が破
壊されるという問題がある。

後者の装置にあっては、上述のような問題は生じないが
、高炉ガスが常に一定温度とは限らないので１ガスター
ビンによる発電効率が低下する。

そこで、本発明は、高価な設備を使用することなく、ま
た高炉ガスの温度変化にも対応できる高炉ガス熱エネル
ギー回収装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は高炉炉頂からの高炉
ガスの湿式集塵装置の入側に第１熱交換器を設けるとと
もに熱風炉燃料ガス管路中にも第２熱交換器を設け、こ
れらの熱交換器を熱媒体の循環回路で接続し、前記第１
熱交換器で受熱した熱を熱風炉燃料ガスの予熱用に用い
るようにしたことを特徴とする。

（作用〕 高炉ガスは高炉ガス下降管路によシガスタービンに導か
れて熱回収された後、ガスホルダーニ集積されるが、こ
のような炉頂圧発電では、ガスターヒン入口までの温度
降下によシ、タービン出力が炉頂ガス保有エネルギーよ
りかなシ低い。これは、最初１５０℃以上ありた高炉ガ
ス温度が湿式集塵方式で１００℃降下し、乾式集塵方式
でも５０℃降下するからである。本発明では集塵装置で
奪取される熱エネルギーを高炉ガス下降管路中にある第
１熱交換器によシ予め回収し、受熱した熱を循環回路を
介して熱風炉燃料ガス管路中に設けた第２熱交換器に与
えるため、炉頂圧発電で出力域を生じるものの、集塵装
置の熱損を少なくし熱風炉で多量の熱を回収できる。

また〜湿式集塵後の高炉ガス温度が比較的安定している
ため、余剰熱を排棄することなく、その温度範囲を目標
として効率の良い発電操業が行なえる。

高炉ガスの温度は、ときとして１０００℃を超えること
もあるが、そのような場合には、熱媒体として水を使用
することにすれば、高い気化熱を利用でき、十分な熱回
収が行なえる。また、高熱回収のときでも熱風炉Ｍガス
の貧ガス混合割合を大きくすることによって対処でき、
貧ガスの利用価値を高める。

〔実施例〕

以下、第１図を参照して本発明の詳細な説明する。

高炉ｌから発生する高炉ガスは、炉頂よシ高炉ガス下降
管路２でまずダストキャツチャ−３に導かれ、ここで粗
粒ダストが除去され、次いでベンチュリースクラバー等
の湿式集塵装置４により細粒ダストまで除塵される。そ
の後、清浄ガスは、いわゆる炉頂圧タービン５に導かれ
、高炉ガスが備える圧力と温度にょフタ−ビン５を駆動
して発電機６を回した後、ガスホルダー７へ一旦集積す
れる。ガスホル／−７からは、熱風炉燃料ガスとしてＭ
ガスが熱風炉燃料ガス管路８を通って熱風炉９に供給さ
れる。この熱風炉９で燃焼し、高温となったガスは高炉
ｌに供給され、製銑に供される。

これに対して、本発明では、上記集塵装置４の入側に第
１熱交換器１ｏが設けられ、集塵装置４で奪取される熱
エネルギーが予め吸収される。この熱エネルギーが有効
に利用されるようにするため、熱風炉燃料ガス管路８中
にも第２熱交換器１１が設けられ、両熱交換器ｌｏ、１
１との間は循環回路１２によって接続される。循環回路
１２には、熱媒体を循環させるポンプ１３が設けられ、
必要に応じて熱媒体を貯溜するタンク１４が付設される
。熱媒体には、大きな熱変動にも対応できるように、比
熱及び気化熱が大きい水が用いられる。

このような高炉ガス熱エネルギー回収装置を備えた高炉
設備では、第２図に示すような温度勾配をとって熱エネ
ルギーが有効利用される。すなわち、炉頂時１７０℃あ
った高炉ガス温度は、湿式集塵装置４の入側にある第１
熱交換器１０により熱が奪われ、その出口側で１１０℃
に低下し、更に湿式集塵装置４で熱が奪われて５０℃ま
で低下する。そして、その高炉ガスは、炉頂圧タービン
５に入シ、残された熱エネルギー及び圧力を費やし、発
電機を回す。一方、第１熱交換器ｌＯによっテ高炉ｊｆ
スよシ得られた熱エネルギーは、熱媒体によシ一旦熱水
又は蒸気に変えられ、循環回路１２のポンプ１３によシ
熱風炉燃料ガス管路８中に設けられた第２熱交換器１１
に与えられ、そこにおいてＭガスの昇温に供される。

効果の実証のために、本発明と上記熱エネルギー回収装
置を備えない従来の設備とを比較とすると次の通シであ
る。

本発明と従来とにおいて、各装置における圧力と温度は
第１表の如くである。

第　　１　　表 ＊１ガス清浄は湿式除塵方式 このときの高炉ガス流量をＱ　＝　３４０，０００　Ｎ
ｍ３／Ｈとして第１表の圧力及び温度を用い、次式に従
ってタービン出力を計算すると、従来の設備では７、８
００　ｋＷであるのに対し本発明では７，３２０ｋＷし
がなく、差し引き４８０　ｋＷの低下であった。

タービン（ｋＷ） 発電能力のみをみると、本発明は、従来設備よシも劣る
が、しかし、総合的な熱利用をみると、第１熱交換器１
０によシ高炉ガスから吸収した熱エネルギーを熱風炉燃
料ガスの昇温に供している。

その分を計算すると次の通りである。

熱風炉９に供給される燃料ガスが第２表の如く成分、流
量、及び比熱をもつものとするならば、第３図に示す如
く、熱風炉燃料ガス管路８中に設けられた第２熱交換器
１゛１によシ当初３５℃であった燃料ガス温度が７０℃
まで高められる。これよシ、回収熱量を計算すると、 回収熱量＝（燃料ガス流量）×（比熱）Ｘ（温度差）で
表わされるから、回収熱量は１０７４　ｋＷになる。

従って、この回収熱量を加えて、従来設備と比較すると
、約６００　ｋＷ相当の省エネ化が果される。

第２表 燃料ガス 〔発明の効果〕 以上説明した通り、本発明によれば、高価な設備を使用
しなくても省エネ化を図ることができ、その運転も簡便
であって、製鉄設備で発生する貧ガスの利用度を増す効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した系統図、第２図は各
装置での温度勾配を示したグラフ、第３図は熱風炉燃料
ガス管路中を流れる燃料ガスの温度勾配を示したグラフ
である。 ｌ・・・高炉、２・・・高炉ガス下降管路、４・・・温
式集塵装置、５・・・炉頂圧タービン、８・・・熱風炉
燃料ガス管路、９・・・熱風炉、１０．１１・・・熱交
換器、１２・・・循環回路、１３・・・ポンプ、１４・
・・タンク。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高炉炉頂からの高炉ガスの湿式集塵装置の入側に
   第１熱交換器を設けるとともに熱風炉燃料ガス管路中に
   も第２熱交換器を設け、これらの熱交換器を熱媒体の循
   環回路で接続し、前記第１熱交換器で受熱した熱を熱風
   炉燃料ガスの予熱用に用いるようにしたことを特徴とす
   る高炉ガス熱エネルギー回収装置。