(57)【要約】      （修正有）【課題】自溶炉などの冶金融解炉から得られるガスを処理する廃熱ボイラの容量を増大させるとともにダスト付着物を低減する方法を提供する。【解決手段】融解炉の廃熱ボイラ１に、少なくとも１つのノズル２を設け、該ノズル２は、前記ボイラ１の放射チャンバ５の最初の端部に液体を注入し、前記融解炉から前記放射チャンバ５に入ってくるガス流に対して本質的に斜めの位置に配置される。さらに前記融解炉の煙路シャフト４の壁に、液体を加えるための少なくとも１つのノズル２を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自溶炉などの冶金融解炉から得られるガスを処理する廃熱ボイラの処理能力を増大させるとともにダスト付着物を低減する装置において、前記廃熱ボイラに、少なくとも１つのノズルを設け、該ノズルは、
−前記廃熱ボイラの放射チャンバの最初の端部に液体を注入し、
−前記融解炉から前記放射チャンバに入って来るガス流に対して本質的に斜めの位置に配置されることを特徴とする装置。
【請求項２】
自溶炉などの冶金融解炉から得られるガスを処理する廃熱ボイラの処理能力を増大させるとともにダスト付着物を低減する請求項１に記載の装置において、前記融解炉の煙路シャフトの壁に、液体を加えるための少なくとも１つのノズルを設けることを特徴とする装置。
【請求項３】
自溶炉などの冶金融解炉から得られるガスを処理する廃熱ボイラの処理能力を増大させるとともにダスト付着物を低減する請求項１または２に記載の装置において、前記ノズルは液体を増大させ、該液体の一部は空気によって置き換えられることを特徴とする装置。
【請求項４】
自溶炉などの冶金融解炉から得られるガスを処理する廃熱ボイラの処理能力を増大させるとともにダスト付着物を低減する請求項１から３までのいずれかに記載の装置において、前記ノズルは液体を加え、該液体は水であることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、自溶炉などの冶金融解炉から得られるガスを処理する廃熱ボイラの処理能力を増大させるとともにダスト付着物を低減する、独立項の前段に記載する方法および装置に関するものである。
【０００２】
冶金融解炉の後続として採用される廃熱ボイラは一般に、直接ガス流で動作するいわゆるトンネル型ボイラであり、このボイラは２つの部分、すなわち放射チャンバと対流チャンバに分けられる。放射チャンバの目的は、ガスを冷却して、ガスに含まれる溶融粒子を固体化するとともに、ガスが廃熱ボイラの対流チャンバに導かれる前に温度を粒子の焼結温度より下まで下がるようにすることである。対流チャンバでは、ダスト含有ガスが含む最終熱を冷却パイプ工作物によって回収する。
【０００３】
自溶製錬工程などの冶金製錬工程を計画するとき、投資費用を最小にすることを望むのは当然である。排ガスのダスト含量のため、冶金製錬に連結した廃熱ボイラにはダスト付着物がある場合がある。ダスト付着物は、廃熱ボイラの操作および製錬工程自体の両方に影響する。これらの問題のため、工程の休止が起こることがあり、そのため製造が止まり、かなり費用がかかる。ダスト付着物が引き起こす問題は以下のように起こる。対流冷却パッケージが廃熱ボイラの対流チャンバで塞がれる、もしくは廃熱ボイラとそれに連結する電気フィルタとの間のパイプが塞がれる、もしくは電気フィルタの放出電極に付着物が生じる。付着物には、硫酸銅CuSO4が見られる。これは、ダストの硫酸化が付着物の生成と結びついていることを意味する。ダストに含まれる酸化銅が酸素および亜硫酸ガスと反応すると、硫酸銅が生成される。
【０００４】
融解炉の処理能力を制限するものが、ガス温度を充分に低減する工程に連結した廃熱ボイラの処理能力、すなわち廃熱ボイラのチャンバの処理能力であることがよくある。従来の廃熱ボイラの処理能力を、放射チャンバを伸ばすことにより増大させることは、比較的投資が大きくなり、実施するためには製錬の長い休止が必要である。対流チャンバの前での温度を充分に低くする必要がある。なぜならば、工程が正確に廃熱ボイラの放射チャンバで起こるために重要な硫酸化反応を起こさせるためである。反応が対流チャンバでも起こる可能性があると、その結果、ダストはさらに容易に伝熱面に付着し、最悪の場合、ガス管全体が締められ、最後には付着物によって塞がれる。
【０００５】
従来技術によると、既述の問題は、ボイラおよび／または煙路シャフトでの送風、いわゆる硫酸化空気および／または循環ガスによって制御され、所望の反応が起こる。フィンランド特許第74,738号によると、付着物の生成は、放射チャンバへの酸素ガスの送風によって調整される。空気などの酸素ガスを放射チャンバに加えることにより、放射チャンバにおいて硫酸化反応をより早く起こさせる。そのとき、吹き込まれるガスは、放射チャンバ内のガス温度を低下させ、反応領域が放射チャンバに移り、そこでは、主として気相であるダスト粒子で反応が起こり、ダスト付着物は生成されない。しかし、この方法を用いると、ボイラ処理能力を増大させることは不可能である。なぜならば、循環ガスおよび空気に結びついた熱量は対流チャンバで回収しなければならないからである。さらに、空気の吹込みが多すぎると、酸素の分圧が増大したときに、亜硫酸ガスが三酸化イオウに変換される反応に入る危険性があり、これにより、腐食の問題を起こし、およびガス管の洗浄部での不必要な弱酸の生成を増加させる。
【０００６】
本発明の目的は、自溶炉などの冶金融解炉の廃熱ボイラの処理能力を増大させる新規な方法および装置を導入することである。とくに、本発明の目的は、廃熱ボイラの処理能力を増大させることであり、そのために廃熱ボイラの放射チャンバに、有利には、その最初の端部に、水などの液体を注入し、それによって、放射チャンバの温度、そして同時に放射チャンバで起こる反応を制御する。さらに、必要ならば、液体を融解炉にも加える。たとえば、自溶炉の煙路シャフトに加える。
【０００７】
本発明は、独立請求項の特徴部に記載される事項により特徴付けられる。本発明の他の好ましい実施の形態は、他の請求項に記載される事項により特徴付けられる。
【０００８】
本発明による方法によって、顕著な効果が達成される。本発明によると、自溶炉、Isasmelt反応炉、Ausmelt反応炉もしくはNorsmelt反応炉などの冶金融解炉から得られるガスを処理する廃熱ボイラの処理能力を増大させるとともに、ダスト付着物を低減するために、廃熱ボイラに水などの液体を加える。注入される水の役割は、炉から排出されるガスの温度を効率的に所望の範囲にまで下げる。このため、散水に束縛された熱量は、対流チャンバでガスから完全に除去する必要がない。液体の一部を空気で置き換えることができ、この場合、空気に含まれる酸素の役割は、硫酸化反応をとくに対流チャンバで確実に起こさせることである。冶金融解炉の廃熱ボイラの処理能力は、ガス/液体/注入装置についての少しの投資によって増大し、これに加えて、対流チャンバを少し拡張する必要があるかもしれない。ボイラの全処理能力は、水を蒸発させボイラを排出温度まで加熱するときに消費する熱量に比例して大きくなる。ボイラでの硫酸化反応は、放射チャンバで起こさせることが好ましく、ガス管が塞がれることが防止される。さらに、液体/ガス混合物を炉の煙路シャフトへ注入することができ、そこからガスは廃熱ボイラへ進む。必要な数のノズルを廃熱ボイラの放射チャンバの屋根または壁に配置することにより、場合によっては煙路シャフトの壁にも配置することにより、また、ガスが廃熱ボイラに入る製錬反応炉のその部分に配置することにより液体を加える。ノズルの大きさ、方位角、位置は調整可能である。液体はノズルを通して、連続流として、または場合によってはノズルのうちの１つを使用しないようにして、いずれかにより注入される。液体の量は、入って来るガスの量に従って制御する。
【０００９】
本発明を、添付の図を参照して以下にさらに詳細に述べる。
【００１０】
図１によると廃熱ボイラ１の屋根と、自溶炉の煙路シャフト４にノズル２が配置される。廃熱ボイラ１の屋根には穴があり、穴を通り、ノズルに連結した送風パイプ３を経由して液体／空気混合物が放射チャンバ５または廃熱ボイラ１に注入される。ノズル２は、融解炉から放射チャンバ５に入るガス流に対して本質的に斜めの位置に置かれる。図は、廃熱ボイラの対流チャンバ６も示し、対流チャンバ６ではガスは放射チャンバ５から流れてくる。同じノズルを、煙路シャフト４に液体を加えるときにも使用できる。必要なときは、いくつかのノズルを配置することができ、それらの一部のみを同時に動作させることができる。
【００１１】
本発明による方法および装置の好ましい実施の形態の実施例。
【００１２】
実施例１
実施例によると、自溶炉から得られるガスの量は30000Nm3/hであり、以下の含有量を有する:
含有量    量(Nm3/h)    温度(℃)
SO2 (g)   48       14,342       1,350
H2O (g)   3        850          1,350 
CO2 (g)   3        1,012        1,350 
O2 (g)    2        673          1,350 
N2 (g)    44       13,123       1,350 
【００１３】
廃熱ボイラに7,000Nm3/hの硫酸化空気を加える。これは、温度が25℃、組成は、1,470Nm3/hのO2(g)と5,530Nm3/hのN2(g)である。ガスがダストを含まないと仮定する。さらに、ボイラの放射チャンバの温度は、完全な動作を保障するために、750℃の温度まで下がり、他方、対流チャンバ後のボイラの最終的な温度は、次の電気フィルタの材料のために、420℃の温度を超えてはいけないと仮定する。実施例によると、ボイラの処理能力を増大させたとき、ボイラおよび煙路シャフトに注入すべき水の量は、図２に示される。その場合、ガスの量を増やすと、ボイラの放射チャンバの最終温度はまだ750℃である。そして、増大した熱量は、水を蒸発させ、生成した蒸気を加熱することに費やされる。
【００１４】
いわゆる当業者にとって、本発明のさまざまな好ましい実施の形態は、上記で説明した実施例にのみ限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内で変えられることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい実施の形態による装置である。
【図２】加えるべき水の量のグラフであり、ガスの量に比例する。
【図１】
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【図２】
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