JPS62268987A - 溶鉱炉におけるガス処理中の粉塵付着を減少させるための方法および装置 - 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】 技術分野 本発明は、溶鉱炉におけるガス処理中の粉塵付着を減少
させるための方法および製錠、特に二酸化硫黄を含むガ
スの処理に関する。

背景技術 懸濁溶鉱炉などの溶鉱炉から排出される二酸化硫黄を含
むガスは、まず直系ガス流を使用する廃熱ボイラに導か
れる。廃熱ボイラは、２つの部分、すなわち放熱室と対
流室に分割されている。

放熱室の目的は、その排出ガスを冷却することである。

その理由は、ガスに含まれる溶解した微粒子を凝固させ
、温度をガスが廃熱ボイラの放熱室に導入される以前に
微粒子の焼結温度以下に下げるためである。対流室にお
けるガスの余熱は、冷却管機構によって冷却される。

しかし、排出ガス中の多量の粉塵が原因となり、粉塵付
着が懸濁製錬に連結された廃熱ボイラにおいてしばしば
発生し、これらの粉塵付着は廃熱ボイラの運転だけでな
く、懸濁製錬工程の全体を妨害する。生産者は、これら
の難題が引き起こす生産の妨害による驚くべき経済的損
失を蒙っていると言ってもさしつかえない。粉塵付着が
起こることによって発生する難題は、主に以下通りであ
る。廃熱ボイラの対流室内の対流冷却管機構が妨害され
、廃熱ボイラと電気集塵装置をつなぐ管がつまり、ある
いは付着物が電気集塵装置の放電極に堆積する。

先行技術において、例えば、振動装置の利用によってボ
イラの清掃を強化し、また、廃熱ボイラの放熱室にガス
の流れに対して平行に特別な冷却盤を投首するなど、粉
塵付着を減少させるためのいくつかの試みがなされてい
る。さらに、粉塵付着を減少させるための試みは、廃熱
ボイラの設計の修正によって行われている。例えば、フ
ィンランド特許第８５８３２号の出願においては、垂直
な放熱室とそれに対応する垂直な仕切り室が水平な対流
室に接続されている。フィンランド特許第８６４８８号
の実施例では、廃熱ボイラの放熱室の屋根が理想的な低
い位ごに定めた対流室の屋根に最終的に結合するように
徐々に低くなるように構成されている。

さらに、粉塵付着を減少させるための試みは、排出カス
中に含まれる粉塵の成分を変えることによって行われて
いる。例えば、フィンランド特許第８１５７２号で導入
されている処置によれば、粉塵が砕けやすいと対流導管
機構の表面への付着が少なくなり、蓄積しやすいという
認識を基礎として、粉塵をより砕けやすくさせるために
酸化カルシウムなどの破壊を促進させる作用物を粉塵に
加える。現在のところでは、示したような粉塵付着を減
少させるための方法および装置が行われているが、これ
らの方法および装置は、主に症状を除去することに全力
が注がれていた。しかし、問題の原因を除去するための
提案はされていなかった。

目　　　的 本発明の目的は、懸濁製錬におけるガス処理の粉塵付着
生成を減少させる方法および装置を確立し、付着の生成
に至る理由についても確Ｗすることである９本発明の本
質である新規な＃徴は、添付されている特許請求の範囲
から明らかである。

全、−４明の開示 まず最初に、銅の懸濁製錬から発生する浮遊粉塵と、付
着がその粉塵によって生ずることについての所見を述べ
ることにしよう、これらの付着における一股の成分は、
硫酸銅（Ｃｕ　Ｓ　０４）である。したがって、粉塵の
硫酸塩化が付着の生成に関連していることは明らかであ
る。硫酸銅の形成に至る反応は、以下のとおりである。

ＣｕＯ＋ＳＡＯ÷ＳＯ→ＧｕＳＯ４（１）また、温度変
化による反応式（１）の平衡状態が、第２図に示されて
いる。硫酸銅と酸化銅の安定した平衡状態は、二酸化硫
黄の部分的な圧力変数つ、廃熱ボイラの各部における温
度作用によって説明される０図から明らかなように硫酸
銅の存在は、温度が８００°Ｃ以下のとき、既に非常に
少量の酸素を含んでいることが示されている。さらに、
第２図は、どのようにして硫酸塩化する反応領域Ａが酸
素圧の増加によって放熱室の方へ移動するかを示してい
る。その理由は反応（１）には、発熱があるためである
。反応における熱放出は、生成物の温度を上昇させ、低
い融点、すなわち、硫酸銅の７７０°Ｃという融点が原
因となり、付着は容易に形成される。付着の形成は、ま
た新たな粉塵付着の基床として、ある程度の役割を果た
す。

第２図から明らかなように、硫酸塩化や付着の形成に好
適な状態は、対流室の入口または放熱室の出口の付近が
有力である。したがって、ガス処理工程での妨害が始ま
ると、懸濁溶鉱炉からのガス処理を可能とするために、
これによって、廃熱ボイラの対流室だけでなく廃熱ボイ
ラの後に設置されている電気集塵装置においても高い圧
力状態が生ずる。これはまた、廃熱ボイラ内への空気漏
れ量の増大による酸素圧の上昇を招き、さらに粉塵付着
による妨害を促進させ、粉塵付着が対流室にまで広がる
ばかりでなく、その後のガスの導管や電気集塵装置へと
拡大する。

懸濁製錬の方法における一般的慣例では、沈ドおけの燃
焼器に少量の過剰空気を使用している。

この場合においては、硫酸反応のための酸素が炉から既
に供給されている。しかしながら、この方法はいくつか
の障害をもたらす。それは、ガスの碧加である。それは
、余剰の空気が使用され、過剰の油で熱せられるからで
ある。その結果、必然的に放熱室は不適当な状態となり
、もし排出ガスと粉塵の温度が放熱室後においてさえ８
００℃以上を維持している場合には、硫酸化、すなわち
粉塵付着の生成は、もっばら対流室内に発生する。さら
に、ガス再循環が付着の生成の抑制に有効にに用いられ
ており、この場合、排出ガスは廃熱ボイラに再′＠環さ
れる。これは、しかしながら多量の高温ガス流をもたら
すと同時に、上述した再循環ガスのために廃熱ボイラの
放熱室に十分な酸素が送り込まれない。

本発明の方法によれば、硫酸塩化、すなわち粉塵付着の
生成は、温度と酸素を利用することによって制御される
。本発明によれば、廃熱ボイラの放熱室内に、２０〜９
０ＩＩｌ／Ｓ、望ましくは４０〜７０ｍ／ｓの高速で、
排出ガス量の１０〜４０体清％、望ましくは１５〜２５
体積２のある酸素含有ガスがノズルを介して吹き込まれ
る。これによって排出ガス中の酸素は増加し、硫酸塩化
、すなわち付着の生成は、さらに放熱室側に入り込む。

廃熱ボイラの放熱室内に吹き込まれた空気、酸素′ｃ縮
室空気たは酸素などの酸素含有ガスによって放熱室内の
ガスの温度が効果的に下がるので、反応領域は放熱室に
移る。その結果、生成したどんな粉塵付着も、廃熱ボイ
ラの四転に影響する有害な圧力変化を生ずることなく、
容易に除去することができる。

本発明による装置は、酸素含有ガスを吹き込むだめの少
なくとも１つのノズルで構成している点で有利である。

前述したノズルは、ノズル管がガスの流れの方向に対し
である傾斜をもった位置になるように廃熱ボイラの屋根
の丘に都合のよい状態で設置されている。

実施例 添付した図を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図によれば、廃熱ボイラの放熱室の屋根１０の上に
、その屋根の遠端に本発明によるノズルが有利に取り付
けられており、このノズルは、ノズル１１に装備された
送風管１４を介して開口部１２によって放熱室１３に接
合されている。送風管１４は、溶鉱炉１８から放熱室１
３に流れ込むガス流１５に対して必要な傾斜を有する位
ｌにすえ付けられている。送風管１４は、ガス流１５の
法線に対して５〜３０度、好ましくは１０〜２０度の角
度になっている。

第１図にはまた、廃熱ボイラの対流室１７と対流室１７
内にあるパイプ機構が描かれている。

ノズル１１は、本発明の方法を実現するためにノズル１
１を通して廃熱ボイラの放熱室１３に空気、酸素ｅ縮空
気または酸素などのある酸素含有ガスを吹き込むことが
できる。もし、放熱室の各部に必要な量のガスを吹き込
むことが望ましいときには、放熱室の屋根１０の上に数
個のノズル１１を装備させることもできる。しかしなが
ら、ノズルを有効に配列するには、放熱室の屋根の長さ
方向において屋根の実質的に同一の位置にそれらのノズ
ルを配することである。

次に、従来技術の実例と本発明の方法および装置を工業
規模のシステムに適用した例とを示す。

扛ユ 溶鉱炉かもの排出ガス流を３０　、０ＯＯＮｉ”／ｈで
廃熱ボイラの放熱室に導入する。排出ガス中の二酸化Ｖ
ｉ、黄の含有量は２８．７体積２であり、酸素の含有量
は１．０体積２である。この従来技術においては、放熱
室後の排出ガス温度は、７５０〜８００℃である。第３
図は、硫酸銅と酸化銅の平衡法でのこの例による状態を
表している。反応領域Ａである硫酸塩化の位置をｒＲ訓
すると、付着の生成は対流室の第１番目の冷却管機構と
第２番目の冷却管機構の一部分の範囲においてもっとも
活発である。その結果として、徐々に障害が引き起こり
、その障害はガスの導管の末端での吸引力の増加をもた
らし、さらには加速的な障害をもたらす。

九ヱ 本発明によれば、例１と同様の排出ガス流に、廃熱ボイ
ラの放熱室の屋根の北に取り付けられたノズルを通して
放熱室の末端に６．０００Ｍｍ３ハ、すなわち総ガス流
量の２０体積置を吹き込む、したがって、放熱室からの
総ガス排出量は、３Ｂ　、　０００８ｍ３／ｈとなる。

このガス中の二酸化Ｆ＆黄の含有量は２２．２体積２で
あり、酸素の含有量は４．３体積２であり、また排出ガ
ス温度は、６８０〜７００℃である。

第４図には、この例における状態が示されている。第４
図から明らかなように、反応領域Ａは、放熱室側にはっ
きりと移動しており、この場合。

放熱室内にわずかの実質的な量の硫酸塩化、すなわち付
着の生成もなく、この方式では、対流室内に実質的にど
んな付着の形成もない。

要約すると、本発明は、溶鉱炉における二酸化硫黄を含
む排出ガス処理中の粉塵付着を減少させるだめの方法お
よび装置に関する。本発明によれば、溶鉱炉１８に接続
された廃熱ボイラの放熱室の屋根ＩＯの上にノズル１１
が配設され、そのノズル１１を通しである量の酸素含有
ガスが放熱室１３に導かれる。そのガスは、排出ガスの
成分の変化をもたらし、同時に粉塵付着の堆積を減少さ
せる６

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の好ましい実施例を示す部分側
面断面図、 第２図は、従来技術による二酸化硫黄と酸素のさまざま
な分圧における温度の関数として硫酸銅と酸化銅の平衡
状態を表したグラフ、 第３図は、第１の例の状態における第２図の平衡状態を
表したグラフ、 第４図は、本発明による方法および装置を第２の例によ
って適用した場合の第２図の平衡状態を表したグラフで
ある。 主要部分の符号の説明 １０、、、屋根 １１．、、ノズル １％、、、開口部 １３、、、放熱室 １４、、、送風管 １５、、、ガス流 １Ｂ、、、溶鉱炉 １７、、、対流室 １８、、、冷却管 特許出願人　オウトクンブ　オイ 代　理　人　香取　孝雄 丸山　隆夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、排出ガス中の成分を変化させることによって溶鉱炉
   内の二酸化硫黄を含む排出ガスの処理における粉塵付着
   を減少させるための方法において、該方法は、酸素含有
   ガスを廃熱ボイラの放熱室内の排出ガスに吹き込むこと
   を特徴とする溶鉱炉におけるガス処理中の粉塵付着を減
   少させるための方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記酸
   素含有ガスの送風量は、総排出ガス量の１０〜４０体積
   ％、望ましくは１５〜２５体積％であることを特徴とす
   る溶鉱炉におけるガス処理中の粉塵付着を減少させるた
   めの方法。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法にお
   いて、 前記ガスの吹き込み速度は、２０〜９０ｍ／ｓの間、望
   ましくは４０〜７０ｍ／ｓの間で行うことを特徴とする
   溶鉱炉におけるガス処理中の粉塵付着を減少させるため
   の方法。 ４、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の方法において、 前記酸素含有ガスは、空気であることを特徴とする溶鉱
   炉におけるガス処理中の粉塵付着を減少させるための方
   法。 ５、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の方法において、 前記酸素含有ガスは、酸素濃縮空気であることを特徴と
   する溶鉱炉におけるガス処理中の粉塵付着を減少させる
   ための方法。 ６、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の方法において、 前記酸素含有ガスは、酸素であることを特徴とする溶鉱
   炉におけるガス処理中の粉塵付着を減少させるための方
   法。 ７、排出ガス中の成分を変化させることによって溶鉱炉
   内の二酸化硫黄を含む排出ガスの処理における粉塵付着
   を減少させるための装置において、該装置は、廃熱ボイ
   ラの屋根に少なくとも１つのノズルが配設され、 該ノズルは、該廃熱ボイラの放熱室に酸素含有ガスを導
   入するために、ガス流方向の法線に対しある傾斜をもっ
   た位置をとることを特徴とする溶鉱炉におけるガス処理
   中の粉塵付着を減少させるための装置。 ８、特許請求の範囲第７項記載の装置において、前記ガ
   ス流方向の法線と前記ノズルの間の角度は、５〜３０度
   、望ましくは１０〜２０度であることを特徴とする溶鉱
   炉におけるガス処理中の粉塵付着を減少させるための装
   置。 ９、特許請求の範囲第８項記載の装置において、前記ノ
   ズルは、前記ガス流の方向に対し、前記放熱室の遠端に
   配置されることを特徴とする溶鉱炉におけるガス処理中
   の粉塵付着を減少させるための装置。