JPS6380192A - オフガス冷却法および装置 - 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】 蒸気またはその両方を冷却する方法およびそのための好
適な装置に関する。− ことに本発明は非鉄金属製造のため鉱石を焙焼し製錬す
る工場で発生する高温のガスまたは金属蒸気またはその
両方を冷却する方法およびこの目的に好適な装置に関す
る。

さらに特定すると、本発明は鉛鉱石焙焼工場に存在する
高温ガスまたは金属蒸気またはその両方する。

以下の記載において、上記の特定の場合について屡々言
及するが、本発明方法およびこれに関連する装置は鉛鉱
石処理工場から発生する蒸気お上ｔ びガスの冷却のみに限定されるもので寺ない。

鉛鉱石の処理は、既知手段により採取鉱物中に含まれる
鉛を６０％から８０％の間の濃度まで選鉱することを包
含する。

鉛選鉱物の多くは多種不純物を有するガレナから成る。

鉛のほか、この選鉱物はＡｇ、　Ｚｎ、　Ｙｅｓ　Ｃｕ
。

Ｃｄ、　ＢｉＢ１１５ｂＳ、　Ｓ、　５ｉｆｔｓ　Ａ１
２ｔＯｓ、Ｃａｂ、　ＭｇＯおよびＢａ５Ｏいさらには
痕跡量の他元素を含有する。

選鉱物は焙焼してＰｂＳを酸化物に変えて脱硫し、つい
で製錬または還元段階に入り、前述の酸化物を純粋の金
属（粗鉛）に変える。最後に精製して商業的価値のある
不純物を分離するのである。

焙焼段階においては、主として次の組成から成る蒸気お
よびガスが相当量発生する。

Ｓｏｗ　　　　　２７〜３７　　容積％Ｃｏ、　　　　
　２５〜３５　　容積％Ｎ、　　　　　　１５〜２５　
　容積％０．５〜１０　　容積％ ｐｂｏ蒸気　　３〜６　容積％ これに加えて ほこり　　　４００〜８００９／Ｎｍ３このガス、蒸気
およびほこりの質量体（以後ここではこれをオフガス（
ｏｆｆｇａｓｓ）と呼ぶ。この用語“オフガス°は鉱石
処理工場内に存在するガス、蒸気およびほこりの流れを
一般的に意味するものである。）の温度は一般に１１０
０℃から１３００℃の間である。

本発明はこのオフガスを処理して熱回収を計ることに関
する。

型のボイラにオフガスを送給することを包含している。

この従来型のボイラの欠点は主として次の３点にある。

ｉ）管内に湯あかが沈着するのでこれを除去することお
よびオフガスで侵食ないしは腐食された管を取替えるこ
とのような保守を非常に屡々必要とすること。

ｉｉ）ボイラは焙焼工場の外部にあるので、ボイス ラの底にたまったクラシトは機械的手段によって焙焼領
域ヘリサイクルさせねばならないこと。

ｉｉｉ　）送給バイブおよびボイラ中にオフガスにより
圧力降下が生じ、この圧力降下でオフガス通路に沿って
ほこりおよび蒸気が沈降すること。

本発明者は研究の結果、この従来技術の欠点がおどろく
べきことに、焙焼領域の上方に配置したオフガス熱回収
システムを用いることによってなくなることを見出した
のである。

そこで本発明の第１の目的は、非鉄金属処理工場内で発
生する１１００℃ないし１３００℃の範囲の温度のオフ
ガスを冷却する方法において、前記オフガスの流れを、
シャフト構造を形成するように側部同志を互いに密接し
て配設した１組またはそれ以上の組の垂直管から成る熱
伝達面に平行に流し、前記垂直管には加圧水を送給し、
前記シャフト構；告は肌種砿七のト力２こ凪すｈ（−１
−のシル７ド堵；告はこの処理領域の上部部分の横断面
積に等しいか実質的に等しい横断面積を有するものとし
、前記シャフト構造の管にはその表面に付着する不純物
をふるい落とすための打撃手段をそなえ、かつ前記シャ
フト構造を前記処理領域と密閉連結したことを特徴とす
るオフガス冷却法を提供することにある。

この本発明方法を実施すると、オフガスは１１００℃な
いし１３００℃の温度から５５０℃以下の温度に冷却さ
れる。

鉛の場合、オフガス中に存在する硫黄酸化物蒸気と鉛酸
化物とが７００〜９００℃の温度範囲内において反応し
、硫化鉛を形成する。この時発生する熱もまた冷却中に
除去される。

上述のように垂直配置管内で蒸発される水との間接的な
熱交換によりオフガスを冷却する本発明方法は、従来技
術に比べ可成りの利点を有する。

これらの利点を列記すれば次のとおりである。

ｉ）パイプを介してボイラへ送給することなくオフガス
からエネルギを回収できる。

ｉｉ）垂直管にはほとんど湯あかや沈殿物が付着〜せず
、そのため熱伝達が時間が経過しても一定であるという
事実により、熱伝達が容易化される。

ｉｉｉ　）オフガスの出口温度が注意深く制御でき、こ
のためオフガスに捕らえられている金属ダストが乾燥し
たものとなり、くっつかない。

ｉｖ）非鉄鉱石処理工場は、従来型のボイラの清掃修理
のための運転休止をな瓢すことなく連続的に操業するこ
とができる。

Ｖ）打撃を与えることにより操業中熱伝達面を自動的に
清掃することができる。

ｖｉ）周囲の作業環境は焙焼およびオフガス回収領域か
ら完全に隔離され、温度と湯あかの双方が信頼性をもっ
てセンサで自動、的にモニタされ得るので手動的な介入
の必要がない。

ｖｉｉ　）焙焼領域の生産要求に従う高操業フレキシビ
リティが果たし得ること。

ｖｉ）シャフトチューブ構造の外部に配設された打撃清
掃システムが使用できる。このシステムはオフガスとは
接触せず、従ってオフガスで劣化せしめられることはな
い。

ｉｘ）オフガスの流路は角度的な偏位にさらされること
なく、従って閉塞されることをさけることができる。

Ｘ）シャフト構造が大横断面積を有するので、オフガス
を非常に低速度に維持することができる。

ｘｉ）厚さが厚く小径の管を使用できるので、工場の寿
命を増大し、ガス側が汚れる可能性が減少する。

本発明の第２の目的は上述の方法を実施するに好適な装
置を提供するにある。

本発明装置は非鉄金属の鉱石の処理、ことに焙焼を行な
う室と、一般に長方形または正方形の形状であって、耐
火材料、ことにクロム−マグネシアで壁を形成され冷却
要素ことに銅性の冷却要素を散在せしめたガス出口室と
を包含するオフガス冷却装置において、前記ガス出口室
のまわりに配設した垂直の金属構造がその上端部でこの
金属構造に接続したひとつまたはそれ以上の水平棒に固
定した金属っなぎ材またはその他の類似手段により冷却
シャフトを支持し、この冷却シャフトを、側部同志互い
に密接して配置したひとつまたはそれ以上の組の垂直管
から成る壁で形成し、これらの壁で前記冷却シャフトに
より画成される導管を限界し、前記冷却シャフトの横断
面積を前記ガス出口室の縁部の横断面積に等しいか実質
的に等しいものとし、前記垂直管のそれぞれにひとつま
たはそれ以上の数のヘッダから加圧水を送給し、このよ
うにして発生した水蒸気を自由端から遠い方の端部から
排出するようにし、前記室のまわりに配設した前記金属
構造で前記冷却シャフトに隣接または付着する第２の垂
直の金属構造を支持するようにしたことを特徴とする。

本発明装置の好適な実施例においては、冷却シャフトに
隣接ないしは付着する垂直金属構造は下部においては固
定棚で終わっている。この固定棚は耐火性れんが、こと
にクロム−マグネシアれんがの適宜の数、一般に３ない
し６、好適には４の列から成る壁で支持されている。こ
のれんがの目的は、最高温にあるガスにさらされいるシ
ャフトに隣接ないしは付着、している金属構造の下部部
分を保護することにある。

第１の実施例によれば、冷却管シャフトは少なくとも前
述の壁の一部分を覆うようにして下方に延びている。

本発明装置の第２の好適な実施例においては、室の上縁
部における冷却要素は適宜数（好適には４）の列の耐火
れんがを有する壁により冷却シャフトに隣接ないしは付
着せしめた金属構造の下縁部に接続しである。この耐火
れんがは好適にはクロム−マグネシアれんがとし、セラ
ミックウールのやわらかい上層を有する。この上層はシ
ステム全体の膨張を吸収することを可能とする。上述の
壁は部分的に動かして、冷却シャフトの入口を閉める水
冷ゲート弁を挿置することを可能としている。

本発明装置の第３の好適な実施例においては、加圧水を
容管に送給するヘッダを冷却シャフトの下部部分に対し
て高い位置に配置してあり、このヘッダの下方の冷却シ
ャフトの部分はスカートを形成するべく底部においてＵ
字形に曲げた管の形としである。これらの管はそれから
通常は蒸気収集ヘッダまで上方に立上っている。

本発明装置では、冷却シャフトの熱伝達面はハンマー打
撃装置によって清掃される。このハンマー打撃装置の金
敷はオフガスに接触してない外側において管に固定され
ており、ハンマーはシャフトに隣接または付着している
金属構造に固定しである。

前述の構成部材に加えて、本発明装置はまた、冷却シャ
フトの上部部分に側熱伝達面を包含する。

この側熱伝達面は、ガス出口室のまわりに配設した金属
構造に剛に接続したひとつまたはそれ以上の支持棒に固
定してありガスまたは蒸気またはその両方の流れに平行
な扁平のスクリーンで形成されている。

このスクリーンは個別にまたは全部−度に取り出すこと
ができる。

これらの付加的な熱伝達面は前述の型式のハンマー打撃
装置によって清掃される。このハンマー打撃装置の金敷
は支持棒に固定され、ハンマーはスクリーンに付着する
金属構造に連結しである。

オフガスが本発明装置内で冷却されると、この冷却され
たオフガスは静電フィルタに送られてここでほこりを除
去される。電動ゲート弁で閉じられている緊急用煙突が
前述の静電フィルタへのオフガス送給バイブに設けられ
ている。

第２の電動ゲート弁がこのパイプを閉じることができ、
これにより静電フィルタを安全条件下で保守することが
可能勺なる。

静電フィルタへのオフガス入口温度は吹き込み大気によ
り制御される。

制御空気ノズルは密封弁で閉じることができ、ることも
できる。

以下本発明を添付図面に例示したその好適な実施例につ
いて詳述する。

第１図、第２図および第３図に例示した実施例について
以下に述べるが、この実施例は例示のためのもので、本
発明を制限するためのものでないことは云までもない。

第１図および第２図は本発明の好適な実施例装置をその
ガス出口室付近で切った断面図で、第１図を左側、第２
図を右側において見ると全断面が示される。

第１図および第２図において、正面の壁の一部分を形成
するふたつの管が示されている。またこの壁に垂直をな
す管も示されている。

第１図および第２図ではガス出口室の外部の金属構造は
示されていない。これらの図において、符号ｌは正面の
壁の組をなす管のうちの一方の管を示し、符号２はこれ
ら管に加圧水を送給するヘッダを示し、符号３はこの加
圧水を管に送給するノズルを示し、符号４は冷却シャフ
トに付着または隣接する金属構造を示し、符号５は金敷
を管のオフガスに接触していない外面に固定しハンマー
をシャフトに隣接または付着せしめた金属構造に固定し
たハンマー打撃装置を示す。符号６は蒸発器の管ｌと金
属構造４．７との間の膨張継手を示す。

４列のれんがは、高温のオフガスにさらされているこの
金属構造の下縁部１１を保護する。符号８は４列のれん
が９の上方にあるセラミックウールのやわらかい層を示
す。これらの４列のれんがはガス出口室１３の最後の冷
却要素１０とシャフトに隣接するかまたは付着せしめた
金属構造の基部の下縁部１１との間の接続部を形成して
いる。

符号１２は冷却シャフトを閉じる水冷のゲート弁を示す
。

第３図は本発明にかかる装置の上部部分の断面図である
。

この図においては、ガスおよび蒸気の流れに平また、室
のまわりに配設した金属構造を、冷却シャフト５に隣接
または付着している金属構造４に接続する支持体３、冷
却シャフトに隣接する金属構造と冷却シャフト自体との
間に設けた絶縁層、副スクリーンｌのための支持棒７、
スクリーンのにノ 清掃のためハンマがたたく金敷８、シャフトを支持する
棒９がこの図に見られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の好適な実施例装置の断面
図、第３図はこの装置の上部部分の断面図である。 ｌ・・管、２・・ヘッダ、３φ−ノズル、４・・金属構
造、５・・ハンマー打撃装置、６・・膨張継手１，７・
・金属構造、８・・セラミックウールのやわらかい層、
９・・４列のれんが、１０・・（ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　非鉄金属処理工場内で発生する１１００℃ないし１
   ３００℃の範囲の温度のオフガスを冷却する方法におい
   て、前記オフガスの流れを、シャフト構造を形成するよ
   うに側部同志を互いに密接して配設した１組またはそれ
   以上の組の垂直管から成る熱伝達面に平行に流し、前記
   垂直管には加圧水を送給し、前記シャフト構造は処理領
   域の上方に吊すが、このシャフト構造はこの処理領域の
   上部部分の横断面積に等しいか実質的に等しい横断面積
   を有するものとし、前記シャフト構造の管にはその表面
   に付着する不純物をふるい落とすための打撃手段をそな
   え、かつ前記シャフト構造を前記処理領域と密閉連結し
   たことを特徴とするオフガス冷却法。 ２　特許請求の範囲第１項記載の方法において、オフガ
   スを５５０℃以下の温度まで冷却することを特徴とする
   オフガス冷却法。 ３　特許請求の範囲第１項記載の方法において、加圧水
   を前記管内で蒸発せしめることを特徴とするオフガス冷
   却法。 ４　非鉄金属の鉱石の処理、ことに焙焼を行なう室と、
   一般に長方形または正方形の形状であって、耐火材料、
   ことにクロム−マグネシアで壁を形成され冷却要素こと
   に銅性の冷却要素を散在せしめたガス出口室とを包含す
   るオフガス冷却装置において、前記ガス出口室のまわり
   に配設した垂直の金属構造がその上端部でこの金属構造
   に接続したひとつまたはそれ以上の水平棒に固定した金
   属つなぎ材またはその他の類似手段により冷却シャフト
   を支持し、この冷却シャフトを、側部同志互いに密接し
   て配置したひとつまたはそれ以上の組の垂直管から成る
   壁で形成し、これらの壁で前記冷却シャフトにより画成
   される導管を限界し、前記冷却シャフトの横断面積を前
   記ガス出口室の縁部の横断面積に等しいか実質的に等し
   いものとし、前記垂直管のそれぞれにひとつまたはそれ
   以上の数のヘッダから加圧水を送給し、このようにして
   発生した水蒸気を自由端から遠い方の端部から排出する
   ようにし、前記室のまわりに配設した前記金属構造で前
   記冷却シャフトに隣接または付着する第２の垂直の金属
   構造を支持するようにしたことを特徴とするオフガス冷
   却装置。 ５　特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記冷
   却シャフトに隣接ないしは付着する前記垂直の金属構造
   が下部では固定の棚で終り、この固定の棚が適宜列の耐
   火れんがで構成された壁を支持し、これにより前記冷却
   シャフトに隣接ないしは付着する前記金属構造の下部部
   分を保護するようにしたことを特徴とするオフガス冷却
   装置。 ６　特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記耐
   火れんがの列数を３ないし６、好適には４としたことを
   特徴とするオフガス冷却装置。 ７　特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記耐
   火れんがをクロム−マグネシアれんがとしたことを特徴
   とするオフガス冷却装置。 ８　特許請求の範囲第５項ないし第７項のいずれかに記
   載の装置において、前記冷却シャフトが下方へ、この冷
   却シャフトに隣接ないしは付着する前記金属構造の下部
   部分のための前記保護壁を少なくとも部分的に覆うまで
   延びていることを特徴とするオフガス冷却装置。 ９　特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記ガ
   ス出口室の上縁部に冷却要素を包含し、この冷却要素が
   前記冷却シャフトに隣接または付着する前記金属構造の
   下縁部に適宜数の耐火れんが列の壁によって接続され、
   かつ耐火ウールのやわらかい上層を有することを特徴と
   するオフガス冷却装置。 １０　特許請求の範囲第９項記載の装置において、れん
   が列の数を４としたことを特徴とするオフガス冷却装置
   。 １１　特許請求の範囲第９項記載の装置において、前記
   れんがをクロム−マグネシアれんがとしたことを特徴と
   するオフガス冷却装置。 １２　特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記
   冷却シャフトの各個の管に加圧水を送給するヘッダを、
   前記冷却シャフトの下部部分に対して高い位置に位置せ
   しめたこと、および前記ヘッダの下方の前記冷却シャフ
   トの部分をスカートを形成するようにその底部でＵ字形
   に曲げた管の形とし、これらの管を蒸気収集ヘッダまで
   上方に立ち上らせたことを特徴とするオフガス冷却装置
   。 １３　特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記
   冷却シャフトの熱伝達面を、金敷をオフガスに接触しな
   い外側において前記組の管に固定しハンマーを前記シャ
   フトに隣接ないしは付着する前記金属構造に固定して成
   るハンマー打撃装置によって清掃するようにしたことを
   特徴とするオフガス冷却装置。 １４　特許請求の範囲第４項ないし第１３項記載の装置
   において、前記冷却シャフトの上部部分が、オフガスの
   流れに平行に配設され、前記ガス出口室のまわりに設け
   た金属構造に剛に接続されたひとつまたはそれ以上の支
   持棒に固定された扁平なスクリーンで形成された副熱伝
   達面を含むことを特徴とするオフガス冷却装置。 １５　特許請求の範囲第１４項記載の装置において、前
   記扁平なスクリーンを、金敷が前記支持棒に固定されハ
   ンマーが前記冷却シャフトに隣接ないしは付着する前記
   金属構造に固定されたハンマー打撃装置で清掃するよう
   にしたことを特徴とするオフガス冷却装置。