(57)【要約】【課題】折り返し構造を備える煙道の内部を流れる排ガスの速度を変更する気体過給部を用いて、折り返し構造の近傍にダストが堆積することを防止する製錬プロセスの排気装置又は排気方法を提供すること。【解決手段】流入された前記排ガスを略上方に搬送する前半煙道部と、前記前半煙道部の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部と、前記前半煙道部の内部を流れる排ガスの速度を変更する気体過給部と、前記気体過給部の動作を制御する制御部とを有し、前記制御部は、少なくとも前記前半煙道部の内径及び前記屈曲煙道部の屈曲角度に基づいて、前記気体過給部から過給する排ガスの流量を制御する、ことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気装置であって、
流入された排ガスを略上方に搬送する前半煙道部と、
前記前半煙道部の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部と、
前記前半煙道部の内部を流れる排ガスの速度を変更する気体過給部と、
前記気体過給部の動作を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、少なくとも前記前半煙道部の内径及び前記屈曲煙道部の屈曲角度に基づいて、前記気体過給部から過給する排ガスの流量を制御する、
ことを特徴とする製錬プロセスの排気装置。
【請求項２】
折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気方法であって、
前記煙道の前半煙道部に流入した排ガスを略上方に搬送する前半煙道排気ステップと、
前記前半煙道部の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部で排ガスの流れ方向を変更する屈曲煙道排気ステップと、
前記前半煙道部の内部に気体を過給する気体過給部を用いて、前記前半煙道部の内部を流れる排ガスの速度を制御する制御ステップと
を含み、
前記制御ステップは、少なくとも前記前半煙道部の内径及び前記屈曲煙道部の屈曲角度に基づいて、前記気体過給部で過給する排ガスの流量を制御する、
ことを特徴とする製錬プロセスの排気方法。
【請求項３】
請求項２に記載の製錬プロセスの排気方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製錬プロセスの排気装置又は排気方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼ダストから酸化亜鉛を製造する製錬プロセスでは、特許文献１に記載されているように水分を含んだ粗酸化亜鉛を乾燥加熱して酸化亜鉛鉱を得る乾燥加熱工程がある。前記乾燥加熱工程で発生する排ガスは、煙道を流通して、洗浄工程（例えば洗浄塔）に搬送される。この排ガスはダストを含んでいるため、製錬プロセスでは、煙道内にダストが堆積することを防止するために、例えば煙道内を洗浄水で洗浄するものがある。
【０００３】
また、ダストを除去する別の方法としては、特許文献１の脱硝装置において、触媒上に堆積したダストを加圧ガスで吹き飛ばして除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０８４５０９号公報
【特許文献２】特開２００７−２３２７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、製錬プロセスでは敷地面積等の制限によりプラントの設計に多くの制約を受ける場合がある。このため、煙道の構造による制約で、特許文献２に開示された技術を煙道に堆積したダストを除去する方法に適用できない場合がある。例えば折り返し構造の煙道を用いる場合で、折り返し構造の近傍に堆積したダストを除去するときに、洗浄水又は気体を供給する装置を折り返し構造の近傍に設置できない場合がある。特に洗浄水で除去する場合には、多量の洗浄水を必要とし、且つ、洗浄水を供給する装置を定期的にメンテナンスする必要がある。また、ダストが堆積している場所に洗浄水等を吹き付ける必要があるため、製錬プロセスの処理内容に応じてダストが堆積する場所が異なるときに、吹き付ける方向を変更する装置が必要になる。更に、製錬プロセスに関する装置の更なる小型化、低コスト化が求められている。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑み、折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気装置であって、煙道の内部を流れる排ガスの速度を変更する気体過給部を用いて、折り返し構造の近傍にダストが堆積することを防止する製錬プロセスの排気装置又は排気方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気装置であって、流入された前記排ガスを略上方に搬送する前半煙道部と、前記前半煙道部の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部と、前記前半煙道部の内部を流れる排ガスの速度を変更する気体過給部と、前記気体過給部の動作を制御する制御部とを有し、前記制御部は、少なくとも前記前半煙道部の内径及び前記屈曲煙道部の屈曲角度に基づいて、前記気体過給部から過給する排ガスの流量を制御する、ことを特徴とする製錬プロセスの排気装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気方法であって、前記煙道の前半煙道部に流入した排ガスを略上方に搬送する前半煙道排気ステップと、前記前半煙道部の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部で排ガスの流れ方向を変更する屈曲煙道排気ステップと、前記前半煙道部の内部に気体を過給する気体過給部を用いて、前記前半煙道部の内部を流れる排ガスの速度を制御する制御ステップとを含み、前記制御ステップは、少なくとも前記前半煙道部の内径及び前記屈曲煙道部の屈曲角度に基づいて、前記気体過給部で過給する排ガスの流量を制御する、ことを特徴とする製錬プロセスの排気方法が提供される。本発明は、上記の製錬プロセスの排気方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る製錬プロセスの排気装置又は排気方法によれば、煙道の内部を流れる排ガスの速度を変更することによって、煙道内にダストが堆積することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置の一例を説明する概略外観図である。
【図２】本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置の煙道の一例を説明する概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置の動作の一例を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置の煙道内部の流れを説明する説明図である。
【図５】比較例の煙道内部の流れを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付の図面を参照しながら、限定的でない例示の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置又は排気方法を用いて、本発明を説明する。本発明は、以後に説明する製錬プロセスの排気装置又は排気方法以外でも、折り返し構造を備える煙道を用いたもの（装置、機械、機器、ユニット、システムなど）であれば、いずれのものにも用いることができる。
【００１２】
以後の説明において、添付の全図面の記載の同一又は対応する装置、部品又は部材には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、特に説明しない限り、装置、部品若しくは部材間の限定的な関係を示すことを目的としない。したがって、具体的な相関関係は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。
【００１３】
下記に示す順序で、実施形態に係る製錬プロセスの排気装置又は排気方法を用いて、本発明を説明する。
【００１４】
１．製錬プロセスの排気装置
２．製錬プロセスの排気方法
３．製錬プロセスの排気方法のプログラム
［１．製錬プロセスの排気装置］
図１、図２及び図３を用いて、本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置１００の構成を説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る製錬プロセスの排気装置１００の一例を説明する概略外観図である。図２は、排気装置１００の煙道の一例を説明する概略断面図である。図３は、排気装置の動作の一例を説明する説明図である。なお、図１乃至図３に示す例は一例であり、本発明を用いることができる排気装置は図１等に示すものに限定されるものではない。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る製錬プロセスの排気装置１００は、排ガスを略上方に搬送する前半煙道部１２と、前半煙道部１２の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部１３と、屈曲煙道部１３の排気方向の下流側に配置された後半煙道部１４と、を有する。すなわち、排気装置１００は、前半煙道部１２、屈曲煙道部１３及び後半煙道部１４を用いて、折り返し構造を有する煙道を構成する。
【００１６】
また、排気装置１００は、前半煙道部１２の内部を流れる排ガスの速度を変更する気体過給部１０と、気体過給部１０の動作を制御する制御部（不図示）とを更に有する。更に、排気装置１００は、本実施形態では、乾燥工程を実施する乾燥手段１１と、洗浄工程を実施する洗浄手段２０と、を備える。
【００１７】
前半煙道部１２は、前工程の乾燥手段１１から流出した排ガスを略上方に搬送するものである。前半煙道部１２は、本実施形態では、排気ガスを流入される入口部材１２ａを備える。
【００１８】
屈曲煙道部１３は、排ガスの流れ方向（搬送方向）を変更するものである。図２に示すように、屈曲煙道部１３は、屈曲角度αの折り返し構造を備える。すなわち、屈曲煙道部１３は、前半煙道部１２の下流側の端部から流出した排気ガスが流入され、流入された排ガスの流れ方向を屈曲角度αで変更する。
【００１９】
後半煙道部１４は、排ガスを後工程の洗浄手段２０に搬送するものである。後半煙道部１４は、屈曲煙道部１３の下流側の端部から流出した排気ガスを後工程の洗浄手段２０に搬送する。
【００２０】
気体過給部１０は、煙道（前半煙道部１２、屈曲煙道部１３及び後半煙道部１４）を流れる排ガスの速度を変更するために、煙道に気体を追加的に供給するものである。気体過給部１０は、本実施形態では、乾燥手段１１の上流側から気体を供給する。なお、気体過給部１０は、乾燥手段１１と前半煙道部１２との間の流路に気体を供給する構成、又は、前半煙道部１２の流路の途中に気体を供給する構成であってもよい。また、気体過給部１０が供給する気体の種類は、特に限定されない。
【００２１】
制御部は、気体過給部１０の動作を制御するものである。制御部は、例えば予め記憶されているプログラム（制御プログラム、アプリケーション、制御マップ等）を用いて、気体過給部１０の動作を制御してもよい。また、制御部は、排気装置１００の外部から入力される情報等に基づいて、気体過給部１０の動作を実時間若しくは即時に制御してもよい。なお、制御部は、公知の技術のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）及びメモリ等を含む演算処理装置で構成してもよい。また、制御部は、製錬プロセスに用いる装置に予め搭載されているコントローラなどを利用する構成であってもよい。
【００２２】
図３に、煙道（前半煙道部１２、屈曲煙道部１３及び後半煙道部１４）の内部の低速領域の割合Ｒｄ（縦軸）と前半煙道部１２の内部を流れる排ガスの速度Ｖ（横軸）との関係を示す。ここで、低速領域の割合Ｒｄとは、煙道の内部において速度が所定の速度以下となる領域（例えば吹き溜まり領域など）と煙道の内部の全領域との割合である。なお、所定の速度は、排気ガス、煙道及びその他排気装置１００の仕様に応じて定められる速度である。所定の速度は、例えば排気ガス中のダストが煙道の内部に堆積する速度であってもよい。また、所定の速度は、実験又は計算等に基づいて、予め定められる速度であってもよい。
【００２３】
制御部は、例えば前半煙道部１２が略１４００ｍｍの内径（図２のＤ）で、屈曲煙道部１３が略４５度の屈曲角度（図２のα）である場合に、気体過給部１０（図１）の動作を制御することによって、前半煙道部１２の内部を流れる排ガスの速度を略８ｍ／ｓ以上とする。これにより、制御部（製錬プロセスの排気装置１００）は、図３に示すように、低速領域の割合Ｒｄを略１％以下とすることができる。
【００２４】
図４に、本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置１００の煙道内部の流れを説明する計算結果の図を示す。図５に、比較例の煙道内部の流れを説明する計算結果の図を示す。図４は前半煙道部１２の内部を流れる排ガスの速度が１１ｍ／ｓの場合であり、図５は前半煙道部１２の内部を流れる排ガスの速度が３ｍ／ｓの場合である。
【００２５】
図４に示すように、本実施形態に係る排気装置１００では、気体過給部１０を用いて前半煙道部１２の内部を流れる排ガスの速度を増加することによって、図５の比較例と比較して、低速領域（例えば速度が２．５ｍ／ｓ以下の領域）が減少する。すなわち、製錬プロセスの排気装置１００は、煙道の内部を流れる排ガスの速度を変更することによって、低速領域を減少することができるので、煙道内にダストが堆積することを防止することができる。
【００２６】
乾燥手段１１（図１）は、乾燥工程を実施する手段である。乾燥手段１１は、例えば鉄鋼ダストから酸化亜鉛を製造する製錬プロセスに排気装置１００を用いる場合に、水分を含んだ粗酸化亜鉛を加熱して、乾燥する。このとき、乾燥手段１１は、ダストを含む排ガスを生成する。すなわち、前半煙道部１２等（図１）は生成された排ガスを後工程に搬送する。
【００２７】
洗浄手段２０（図１）は、洗浄工程を実施する手段である。洗浄手段２０は、例えば鉄鋼ダストから酸化亜鉛を製造する製錬プロセスに排気装置１００を用いる場合に、生成したダストを含む排ガスを洗浄する。すなわち、洗浄手段２０は、後半煙道部１４（図１）から流入する排ガスを洗浄する。
【００２８】
なお、乾燥手段１１及び洗浄手段２０は、公知の技術を用いることができる。
【００２９】
以上のとおり、本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置１００によれば、煙道の内部を流れる排ガスの速度を変更することによって、煙道内にダストが堆積することを防止することができる。また、排気装置１００によれば、敷地面積の制約で折り返し構造の煙道を用いる場合に、折り返し構造の近傍に排気ガス中のダストなどが堆積することを防止することができる。これにより、排気装置１００によれば、折り返し構造を有する煙道を用いた場合でも、煙道の内部にダストなどが堆積することを防止することができるので、製錬プロセスの設備の稼動効率を向上することができ、生産効率を向上することができる。
【００３０】
更に、本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置１００によれば、折り返し構造に堆積したダストを除去するために折り返し構造の近傍に洗浄水又は気体を供給する装置を配置する場合と比較して、装置を小型化及び低コスト化することができる。また、排気装置１００によれば、折り返し構造に堆積したダストを除去するために折り返し構造の近傍に洗浄水又は気体を供給する装置を配置する場合と比較して、ダストが堆積している場所に洗浄水等を吹き付ける必要がないため、装置を小型化及び構造を簡易化することができる。更に、排気装置１００によれば、折り返し構造に堆積したダストを除去するために折り返し構造の近傍に洗浄水を供給する装置を配置する場合と比較して、多量の洗浄水を必要とせず、且つ、洗浄水を供給する装置を定期的にメンテナンスする必要がない。
【００３１】
［２．製錬プロセスの排気方法］
本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気方法は、折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気方法であって、煙道の前半煙道部１２（図１）に流入した排ガスを略上方に搬送する前半煙道排気ステップと、前半煙道部１２の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部１３（図１）で排ガスの流れ方向を変更する屈曲煙道排気ステップと、前半煙道部１２の内部に気体を過給する気体過給部１０（図１）を用いて前半煙道部１２の内部を流れる排ガスの速度を制御する制御ステップとを含む。
【００３２】
制御ステップは、前述の制御部を用いて、少なくとも前半煙道部１２の内径Ｄ（図２）及び屈曲煙道部１３の屈曲角度α（図２）に基づいて、気体過給部１０から過給する排ガスの流量を制御する。
【００３３】
これにより、本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気方法は、前述の［１．製錬プロセスの排気装置］の排気装置１００と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
［３．製錬プロセスの排気方法のプログラム］
本発明は、折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気方法であって、前記煙道の前半煙道部に流入した排ガスを略上方に搬送する前半煙道排気ステップと、前記前半煙道部の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部で排ガスの流れ方向を変更する屈曲煙道排気ステップと、前記前半煙道部の内部に気体を過給する気体過給部を用いて、前記前半煙道部の内部を流れる排ガスの速度を制御する制御ステップとを含み、前記制御ステップは、少なくとも前記前半煙道部の内径及び前記屈曲煙道部の屈曲角度に基づいて、前記気体過給部で過給する排ガスの流量を制御する、ことを特徴とする製錬プロセスの排気方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであってもよい。また、本発明は、そのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体としてもよい。
【００３５】
記録媒体には、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ−ＲＯＭ）、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）及びその他コンピュータ読み取り可能な媒体、並びに、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体メモリ、メモリカード、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）及びその他コンピュータ読み取り可能なものを用いることができる。また、上記プログラムは、差分ファイルを既存の製錬プロセスの排気装置にインストールされる構成であってもよい。
【００３６】
これによれば、本発明に係るプログラム及びそのプログラムを記録した記録媒体は、前述の製錬プロセスの排気装置又は排気方法と同等の効果が得られる。
【００３７】
以上、本発明に係る実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変更又は変形することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１００  ：  製錬プロセスの排気装置
１０  ：  気体過給部
１１  ：  乾燥手段
１２  ：  前半煙道部
１２ａ：  前半煙道部の入口部材
１３  ：  屈曲煙道部
１４  ：  後半煙道部
２０  ：  洗浄手段
α  ：  屈曲角度
Ｄ  ：  前半煙道部の内径
Ｒｄ：  低速領域の割合（吹き溜まり領域の割合など）
Ｖ  ：  前半煙道部内部の排ガスの速度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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