JPS63117094A - 煙道ガス流の加熱方法 - 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、細粒状で熱的に不活性な物質を煙道ガス流で
加熱してブリケット用材料を製造する方法に関するもの
である。

従来の技術 ドイツ連邦共和国特許第１．５７１．７１１号に燃料用
ブリケットの製造方法が記載されている。この方法にお
いては、コークス用粉炭、可燃成分の少ない細粒炭、鉱
石、石灰石、砂、未精製リン酸塩等の熱的に不活性な物
質が使用され、こ、れら物質は、バインダとして機能す
る高温軟化粘結炭により処理される。

技術文献によると、この高温ブリケット化法はアンシラ
）　（Ａｎｃｉｔ）法という名称で知られている。

ドイツ連邦共和国の研究・科学技術省（３ｕｎｄｅｓ−
ｍｉｎｉｓｔｅｒｉｕｍｓ　ｆｕｒ　Ｆｏｒｓｃｈｕｎ
ｇ　ｕｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ）のリサーチレポ
ートＴ８２−１４４には現在の技術動向が報告されてい
る。

現在の技術によれば、上記の混合およびブリケット化の
温度は約５００℃である。装入物成分は、８００℃未満
では軟化しない熱的に不活性な細粒状の物質、例えばオ
イルコークス、コークス用粉炭（グリッド）、ピッチコ
ークスおよび／または揮発性成分の含有量が１４％未満
の細粒炭、砂、鉱石、金属酸化物、金属、産業塵、また
はこれら物質の混合物７２±ｌθ％と、粘結炭１８±１
０％とで構成されている。この装入物成分は煙道ガス流
中で加熱される。キャリアガスは、煙道ガス反応装置の
上流に設置された燃焼室内でガス燃料および／または液
体燃料をできるだけストイキオメトリツクに燃焼させて
発生させる。アンジット法においては、上記の２種の成
分は連続的にキャリアガス中に導入され、加熱され、サ
イクロンを用いて再びキャリアガスから分離される。

温度が５５０〜６５０℃と高温になった上記の不活性な
物質（割合は７２±１０％）は２００〜４００℃に加熱
された粘結炭（割合は１８±１０％）と混合され、ある
程度脱ガス化され、特に温度５００±５０℃でブリケッ
ト化される。

発明が解決しようとする問題点 この方法を実施するのに要求される熱量は大きく、シか
も、この熱量はプロセスの熱によってカバーすることが
できない。これは主として以下の２つの理由による。す
なわち、第１の煙道ガス反応装置内でスラグがケーキ化
し、さらに、第２のサイクロン内の温度が軟化温度を越
えてしまうからである。しかも、後者の状態になると、
高温のブリケット用低灰分固体燃料の場合には、煙道ガ
ス流中での燃焼によってはプロセスヒートの１７３以上
を得ることはできなかった。

本発明の発明者は、従来のアンジット法におけるプロセ
スガスまたはプロセスオイルの消費量を少なくとも半分
以上減らすことのできる方法を開発することを目的とし
て研究を行った。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、以下の方法が提供される。

８００℃未満では軟化しない熱的に不活性な細粒状の物
質、例えばオイルコークス、コークス用粉炭、ピッチコ
ークスおよび／または揮発性成分の含有量が１４％未満
の細粒炭、砂、鉱石、金属酸化物、金属、または、これ
ら物質の混合物を少なくとも２個所でキャリアガス流中
に導入して加熱し、第１の分離用サイクロンの固体出口
での温度が５５０〜６５０℃になるようにする。この操
作の後、同じキャリアガス流が内部を流れる第２の煙道
ガス反応装置内で被加熱物質の１８〜３８重量％の量の
粘結炭を加熱して、第２の分離用サイクロンの固体出口
での温度が２００〜４００℃になるようにする。

次いで、上記の２つの固体流を混合し、そのまま温度５
００±５０℃でブリケット化することが可能なブリケッ
ト用材料に調整する。

本発明の主な特徴は以下の通りである。

ａ）　液体燃料および／または気体燃料を少なくとも過
剰係数２以上の空気中で燃焼させることにより発生させ
たキャリアガス流中に、熱的に不活性で灰分の少ない固
体燃料、例えばオイルコークス、ピッチコークスおよび
／または灰分が少なく細粒状の低揮発性石炭をブリケッ
ト化材料に対して２０〜４０重量％の割合で最初に導入
する。

ｂ）　過剰な燃焼空気中の酸素を、主として、最初に導
入した上記低灰分固体燃料ならびにその揮発性熱分解生
成物と反応させる。

Ｃ）　細粒状で熱的に不活性な物質を煙道ガス流の下流
の少なくとも１個所でさらに導入して加熱し、ａ）で例
示した物質とともに第１のサイクロン内でキャリアガス
から分離し、粘結炭を導入する前にキャリアガスを温度
７５０±７５℃に冷却する。

本発明の方法に関する上記した以外、の好ましい特徴は
、特許請求の範囲第２項以下の従属項に記載されている
。

すなわち、 −上記の不活性な物質を導入する２個所以上の位置の相
互間の距離が、最初に導入した低灰分固体燃料と反応さ
せることによりキャリアガス中の過剰な酸素を大きく減
らすのに十分であるような値の中で最小となる。

−不活性な物質をさらに添加することにより、粘結炭の
導入前にキャリアガスを７５０±７５℃に冷却する。

−燃焼室からの残留酸素ならびに吹込空気中の残留酸素
が、熱分解ならびにガス化により形成されたガス燃料と
の反応により消費されてから粘結炭中に吹込まれる。

作用 短期間の予備テストにより、必要な熱の１７３までにプ
ロセスガスを節約するにはほぼ同じ量の熱のロスを減ら
す必要があるが、本発明のように空気の過剰係数が大き
い、すなわち２以上の場合には、燃焼室内（プロセスガ
スの５０％以上の節約に対応する）での熱のロスの低下
度が小さくなることが確かめられている。さらに、キャ
リアガスとして高温の空気を煙道ガス反応装置内に吹込
み、かつ、追加のガスまたは液体プロセス燃料を完全に
節約すると、廃棄ガス中の燃料値は約ＩＭＪ／ｍ’にと
どまる。

粘結炭を導入する前に追加の不活性物質（この不活性物
質は後に温度５５０〜６５０℃で分離される）を最初に
導入した低灰分の燃料とともに酸素含有キャリアガス中
に吹込んでこのキャリアガスの温度を７５０±７５０℃
に低下させると、スラグ沈澱物はまったく形成されない
。このことは、追加する不活性物質が燃料でない場合に
もあてはまる。

このようにして砂、鉱石、金属酸化物、リン酸塩、生石
灰、産業塵（例えば製鉄産業における残滓）および／ま
たはこれら物質と似た細粒状の物質またはその混合物が
結合されて炭素含有ホットブリケットが形成される。

実施例 ブリケット化材料の製造 （１）ガス燃料を過剰係数が２以上の空気中で燃焼させ
ることによりキャリアガス流を発生させる。

過剰係数を大きくするには高温燃焼空気を用いることが
できる。

（２）　この高温キャリアガス流は第１の煙道ガス流反
応装置内を通過する。この反応装置内の第１の位置で、
熱的に不活性で灰分の少ない固体燃料、例えばオイルコ
ークス、ピッチコークスおよび／または揮発性の小さな
石炭を、製造するブリケット化材料の２０〜４０重量％
の割合で導入する。燃焼ガス流、すなわちキャリアガス
流中の過剰な空気に含まれている酸素の大部分は、上記
の燃料およびその揮発性熱分解生成物と発熱反応する。

（３）　　この第１の位置の下流の１個所以上の位置で
、細粒状で熱的に水活性な物質をキャリアガス流中に導
入して加熱すると同時に、キャリアガスを７５０±７５
℃まで冷却する。

（４〕　　得られた固体は、第１のサイクロン内で分離
されて、このサイクロンから取り出されるときには温度
が５５０〜６５０℃になる。

（５）次に、予め７５０±７５℃に冷却した上記キャリ
アガス流が通過する第２の煙道ガス流装置内に、製造す
るブリケット化材料の１８〜３８重量％の量の粘結炭を
導入する。この粘結炭は加熱され、一方、キャリアガス
流は冷却される。

（６）加熱された粘結炭は第２のサイクロンで分離され
て、温度２００〜４００℃で取り出される。この粘結炭
を第１のサイクロンからの固体と混合し、この混合物に
適切な処理を施してそのままブリケント化が可能な材料
を５００±５０℃で製造する。

（７）上記の混合ならびに処理操作の間および／または
それに続く未精製ホットブリケットの硬化の間に形成さ
れる低温乾留ガスは、本方法の操作段階（１）で燃料ガ
スとして用いられる。また、この低温乾留ガスは、蒸留
による水を凝縮させることなく、低温乾留タールを凝縮
分離した後に操作段階（１）で使用してもよい。第２の
サイクロンから出たキャリアガスの顕熱および潜熱は燃
焼空気を加熱するのに用いられる。

オイルコークス、ピッチコークス、コークス用粉炭、無
煙炭および／または可燃成分の少ない石炭等の熱的に不
活性であり細粒状の炭素を操作段階（３）で追加して導
入する場合には、その後にブリケット化を行うことによ
り、煙を出さずに燃焼する成形材料を得ることができる
。この成形材料は、場合によってはさらに公知の方法に
よりブリケット化温度で硬化させることにより、コーク
スのように固くすることや、続けてコークス化を行うこ
とにより成形コークスに変換することができる。

石英砂（場合によってはオイルコークス等の灰分の少な
い炭素キャリアをさらに含んでいる）を操作段階（３）
で導入する場合には、その後にブリケット化することに
より電気炉内で未精製シリコンを得るのに適した中間生
成物にすることができる。

場合によっては灰分の少ない炭素キャリアを含むことの
ある石英砂に加えて細粒状の金属化合物および／または
金属微粒子を操作段階（３）で導入する場合には、その
後にブリケット化することによりシリコンアロイを得る
のに適した中間生成物にすることができる。

最後に、鉄鉱石および／または製鉄産業における細粒状
残留物、例えば煙塵、転炉塵、圧延スケールのほか、場
合によってはさらに炭素キャリアを操作段階（３）で導
入する場合には、最終的に生成するホットブリケットを
焼結ベルト、溶鉱炉、または、転炉に供給することがで
きる。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブリケット用材料の製造方法であって、（ａ）流
   体燃料を少なくとも過剰係数２以上の空気中で燃焼させ
   ることによりキャリアガス流を発生させ、 （ｂ）第１の位置でこのキャリアガス流内に少なくとも
   １種の細粒状で灰分が少なく、熱的に不活性であり８０
   ０℃未満では軟化しない固体燃料を、製造するブリケッ
   ト用材料に対して２０〜４０重量％の割合で導入し、 （ｃ）上記キャリアガス流中の過剰な空気に含まれる酸
   素を主として上記固体燃料ならびにその熱分解生成物と
   反応させ、 （ｄ）上記第１の位置よりも下流の少なくとも１個所で
   上記キャリアガス流中に少なくとも１種の細粒状で熱的
   に不活性な物質をさらに追加して導入して、この追加導
   入物質をこのキャリアガス流で加熱し、 （ｅ）得られる固体を第１の分離用サイクロン内で上記
   キャリアガス流から分離して、この第１のサイクロンか
   ら温度５５０〜６５０℃で取り出し、（ｆ）７５０±７
   ５℃に冷却されている上記キャリアガス流中に、製造す
   るブリケット用材料に対して粘結炭を１８〜３８重量％
   導入し、 （ｇ）得られる加熱された固体を第２の分離用サイクロ
   ン内で上記キャリアガス流から分離して、この第２のサ
   イクロンから温度２００〜４００℃で取り出し、 （ｈ）第１のサイクロンと第２のサイクロンから取り出
   した固体を混合し、処理して、そのままブリケット化す
   ることが可能な材料を５００±５０℃で製造する ことを特徴とする方法。
2. （２）上記操作段階（ｄ）において、少なくとも１種の
   細粒状で熱的に不活性な炭素キャリアを導入することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）上記操作段階（ｄ）において、石英砂を導入する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
4. （４）上記操作段階（ｄ）において、少なくとも１種の
   熱的に不活性で灰分の少ない炭素キャリアを導入するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の方法。
5. （５）上記操作段階（ｄ）において、石英砂と、細粒状
   金属化合物ならびに金属微粒子の中から選択した少なく
   とも１種の熱的に不活性な物質とを導入することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
6. （６）上記操作段階（ｄ）において、少なくとも１種の
   熱的に不活性で灰分の少ない炭素キャリアを導入するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の方法。
7. （７）上記操作段階（ｄ）において、鉄鉱石および製鉄
   産業における残留物の中から選択した細粒状で熱的に不
   活性な物質を導入することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。
8. （８）上記操作段階（ｄ）において、熱的に不活性で細
   粒状の炭素キャリアを導入することを特徴とする特許請
   求の範囲第７項に記載の方法。
9. （９）上記操作段階（ａ）で使用する流体燃料が、上記
   操作段階（ｈ）の間またはその後に低温乾留することに
   より得られたガスを含んでいることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。
10. （１０）水を凝縮させることなく低温乾留タールを凝縮
    し分離した後に、操作段階（ａ）で上記ガスを使用する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の方法。
11. （１１）第２のサイクロンよりも後段の位置において上
    記キャリアガス流の顕熱および潜熱を利用して空気を加
    熱する操作段階をさらに含むことを特徴とする特許請求
    の範囲第１項に記載の方法。
12. （１２）高温燃焼空気を用いて空気の過剰係数を大きく
    することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
    法。