(57)【要約】【課題】高温排ガス中の溶融成分やダストを冷却塔の内壁に付着生成させること無く、前記高温排ガスの温度を最終集塵装置で処理出来る温度まで冷却可能な高温排ガスの処理方法を提供する。【解決手段】ダストを含む高温排ガス５を煙道を介して冷却塔２に導入し、この冷却塔２内で前記高温排ガス５に冷却水を散水して冷却する高温排ガス５の処理方法において、前記冷却塔２を平面視した際、前記高温排ガス５を２系統の煙道３ａ，３ｂを介して、夫々の流速及び流量が等しくなる様に前記冷却塔２に導入すると共に、これら２系統の煙道３ａ，３ｂの軸心線３ａｃ，３ｂｃを、前記冷却塔２の上下方向に延びる軸心線２ｃに対し対向かつ略直角方向になる様に導入する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダストを含む高温排ガスを煙道を介して冷却塔に導入し、この冷却塔内で前記高温排ガスに冷却水を散水して冷却する高温排ガスの処理方法において、前記冷却塔を平面視した際、前記高温排ガスを２系統の煙道を介して、夫々の流速及び流量が等しくなる様に前記冷却塔に導入すると共に、これら２系統の煙道の軸心線を、前記冷却塔の上下方向に延びる軸心線に対し対向かつ略直角方向になる様に導入することを特徴とする高温排ガスの処理方法。
【請求項２】
前記高温排ガスを前記冷却塔の下部から導入し、この冷却塔内で処理した後、前記冷却塔の上部から排出することを特徴とする請求項１に記載の高温排ガスの処理方法。
【請求項３】
前記高温排ガスを、２系統の煙道を介して前記冷却塔に導入する際、前記冷却塔の平面視において、前記各系統の煙道を複数の同一数に分割して導入することを特徴とする請求項１または２に記載の高温排ガスの処理方法。
【請求項４】
前記冷却塔における冷却水の散水を、前記冷却塔の平面視において、この冷却塔の軸心線を中心として前記煙道の軸心線から周方向に４５〜１３５度の範囲で行うことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の高温排ガスの処理方法。
【請求項５】
前記高温排ガスが、還元鉄を製造する還元炉から排出されたものであることを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の高温排ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダストを含む高温排ガスの処理方法に関し、より詳しくは、還元鉄を製造する回転炉床炉等の還元炉から排出される高温排ガスを、冷却塔に導入して冷却する高温排ガスの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼却炉、溶融炉あるいは還元炉等の高温ガス発生源から排出される高温排ガスを、後工程のボイラー用熱源として利用するため適切な温度に調整したり、あるいは集塵装置でダストを回収して大気放出するためその耐熱温度以下に降温したりする目的で、排出後の前記高温排ガスを冷却塔に導入し、冷却水を散水したりスクラバーによる湿式処理法による冷却処理が行われている。
【０００３】
しかしながら、焼却炉、溶融炉あるいは還元炉等から排出される高温排ガスには、亜鉛、鉛等の揮発成分やアルカリ金属、酸化物、塩化物等の溶融成分を含むアッシュや固形ダスト等が混入しており、この様なアッシュや固形ダスト等を含む高温排ガスを、前記冷却塔内において冷却水の散水（または噴霧）だけで冷却すると、冷却塔内壁に揮発成分の液化物や溶融成分が固化した固形ダストが付着するという問題があった。
【０００４】
例えば、還元鉄の製造に用いられる還元炉の一例として、回転炉床炉を例にとって以下更に詳述する。回転炉床炉による還元鉄製造プロセスの一例を、前記回転炉床炉の設備構成の概略を示す図８を参照しながら説明する。
【０００５】
（１）粉末の鉄酸化物（鉄鉱石、電炉ダスト等）および粉末の炭素質還元剤（石炭、コークス等）が混合され、造粒される。これにより生ペレットが製造される。
（２）この生ペレットが、当該ペレット内から発生する可燃性揮発分が発火しない程度の温度域で加熱される。この加熱は前記生ペレットに付着している水分を除去して図８に示す乾燥ペレット１４を生成する。 
【０００６】
（３）適当な装入装置１９によって、前記乾燥ペレット１４を回転炉床炉１６中に供給し、回転炉床１３上にペレット１〜２個程度の厚さを有するペレット層を形成する。
（４）炉内上方に設置されたバーナー１７での燃焼が前記ペレット層を輻射加熱して還元する。これにより、当該ペレット層の金属化が進む。 
【０００７】
（５）冷却器１８が、金属化したペレットを冷却する。この冷却としては、ペレットにガスを直接吹き付けることによる冷却や、水冷ジャケットによる間接冷却等が例示される。この冷却は排出時および排出後のハンドリングに耐える機械的強度を前記ペレットに発現させる。冷却後のペレット、即ち還元鉄１５を排出装置２０が炉外に排出する。
（６）前記還元鉄ペレット１５の排出後直ちに前記装入装置１９が次の乾燥ペレットを装入する。以上のプロセスの繰返しにより還元鉄が製造される（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
このような還元鉄の製造に用いられる回転炉床炉において、炉内で発生した高温排ガスは、回転炉床炉の円周上に設けられた排ガス排出領域から、この排ガス排出領域の天井部に接続された煙道に誘引され、前記煙道の後流に設けられた排ガス処理設備に導入して処理される。
【０００９】
そして、この様な高温排ガスはアッシュ等のダストを含むため、最終的には集塵装置で処理された後大気放出される。しかしながら、前記高温排ガスの温度は、通常集塵装置の耐熱温度以上であるため、煙道を介して冷却塔に導入した後、この高温排ガスを後段の集塵装置で処理可能な温度まで冷却処理する必要がある。
【００１０】
この様な高温排ガスの従来例に係る（冷却）処理方法及び装置について、以下図９，１０を参照しながら説明する。図９は、従来例に係るガス冷却装置をガス冷却室に適用した一例を示すもので、（イ）は一部切断側面図、（ロ）は（イ）のＺ−Ｚ矢視図である。また、図１０は、従来例に係る高温排ガスの処理方法の実施の形態における調温システムの調温塔の断面図である。
【００１１】
先ず、従来例に係るガス冷却方法は、高温の排ガスＨＧを円筒状のガス冷却設備２４の下部に導入して旋回させながら上昇させた後、上部より排出させるようにし、上記上昇する排ガスＨＧの旋回流に冷却水を噴霧し、水滴を上昇する排ガスＨＧとともに上昇させながらガスの冷却を行う様にするものである。また、この従来例に係るガス冷却装置２４は、高温の排ガスＨＧを流す煙道２６を、円筒状のガス冷却設備２４の下部位置に設けた入口部２５に、接線方向より接続して連通させると共に、ガス冷却設備２４の頂部にガス出口部２７を設け、かつ途中位置に上昇する排ガスＨＧの旋回流に対し冷却水を噴霧する冷却水噴霧ノズル２８を取り付けてなるものである（特許文献２参照）。
【００１２】
また、従来例に係る高温排ガスの処理方法は、高温ガス発生源から排出される高温排ガスを、高温排ガスの下流側になるほど径が拡大する拡大段部３１，３２を備えた調温塔３０内に吹込み、吹込まれる高温排ガスのガス流に向かって冷却水を噴霧し、吹込まれた高温排ガスを調温し、調温により高温排ガスから分離した固形ダストを前記調温塔３０外に排出して回収し、この調温塔３０から排出される調温後の排ガスに含まれている揮発・溶解成分ダストをバグフィルタにより回収するものである（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−１８１７２０号公報
【特許文献２】特開平９−１７８３６７号公報
【特許文献３】特開２００２−１３６８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、前記従来例に係る高温排ガスの処理方法によれば、ガス冷却設備のコンパクト化や調温塔におけるダスト回収機能の強化を優先して、前記設備内に導入した高温排ガスにサイクロン状の旋回流を生じさせる様に構成したため、前記ガス冷却設備や調温塔内に供給された噴霧冷却水と高温排ガス中の溶融成分やダストとの混合物が、前記設備の内壁に固化物として付着生成し、操業に困難を来たすという問題は依然として解消し得ない。
【００１４】
従って、本発明の目的は、高温排ガス中の溶融成分やダストを冷却塔の内壁に付着生成させること無く、前記高温排ガスの温度を最終集塵装置で処理出来る温度まで冷却可能な高温排ガスの処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る高温排ガスの処理方法が採用した手段は、ダストを含む高温排ガスを煙道を介して冷却塔に導入し、この冷却塔内で前記高温排ガスに冷却水を散水して冷却する高温排ガスの処理方法において、前記冷却塔を平面視した際、前記高温排ガスを、２系統の煙道を介して夫々の流速及び流量が等しくなる様に前記冷却塔に導入すると共に、これら２系統の煙道の軸心線を、前記冷却塔の上下方向に延びる軸心線に対し対向かつ略直角方向になる様に導入することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項２に係る高温排ガスの処理方が採用した手段は、請求項１に記載の高温排ガスの処理方法において、前記高温排ガスを前記冷却塔の下部から導入し、この冷却塔内で処理した後、前記冷却塔の上部から排出することを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項３に係る高温排ガスの処理方が採用した手段は、請求項１または２に記載の高温排ガスの処理方法において、前記高温排ガスを、２系統の煙道を介して前記冷却塔に導入する際、前記冷却塔の平面視において、前記各系統の煙道を複数の同一数に分割して導入することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項４に係る高温排ガスの処理方法が採用した手段は、請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の高温排ガスの処理方法において、前記冷却塔における冷却水の散水を、前記冷却塔の平面視において、この冷却塔の軸心線を中心として前記煙道の軸心線から周方向に４５〜１３５度の範囲で行うことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項５に係る高温排ガスの処理方法が採用した手段は、請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の高温排ガスの処理方法において、前記高温排ガスが、還元鉄を製造する還元炉から排出されたものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１に係る高温排ガスの処理方法によれば、ダストを含む高温排ガスを煙道を介して冷却塔に導入し、この冷却塔内で前記高温排ガスに冷却水を散水して冷却する高温排ガスの処理方法において、前記冷却塔を平面視した際、前記高温排ガスを、２系統の煙道を介して夫々の流速及び流量が等しくなる様に前記冷却塔に導入すると共に、これら２系統の煙道の軸心線を、前記冷却塔の上下方向に延びる軸心線に対し対向かつ略直角方向になる様に導入するものである。
【００２１】
そして、２系統の煙道から夫々冷却塔内に導入された前記高温排ガスが、前記冷却塔内で対向して衝突しガス流の水平方向の運動エネルギーを消費する結果、旋回流や渦流を伴わない均一な上昇流となって、冷却水の散水による均質な冷却が可能となり、前記高温排ガスに含まれる揮発・溶融成分の冷却塔内壁への付着を解消し得る。また、前記運動エネルギーの消費により流速が大幅に低減される結果、高温排ガスに同伴される固形ダストの沈降を促進し、冷却塔下部への捕集効率が向上する。
【００２２】
また、本発明の請求項２に係る高温排ガスの処理方法によれば、前記高温排ガスを前記冷却塔の下部から導入し、この冷却塔内で処理した後、前記冷却塔の上部から排出するので、冷却塔内の上昇気流に沿ったスムーズな流れ場を形成して、冷却水の散水による均質な冷却が可能となる。
【００２３】
更に、本発明の請求項３に係る高温排ガスの処理方法によれば、前記高温排ガスを、２系統の煙道を介して前記冷却塔に導入する際、前記冷却塔の平面視において、前記各系統の煙道を複数の同一数に分割して導入するので、旋回流や渦流を伴わない均一な上昇流を更に広範囲に形成できる上、対向して衝突する運動エネルギーの分散を図って、流速の低減範囲を更に拡大できる。
【００２４】
また更に、本発明の請求項４に係る高温排ガスの処理方法によれば、前記冷却塔における冷却水の散水を、前記冷却塔の平面視において、この冷却塔の軸心線を中心として前記煙道の軸心線から周方向に４５〜１３５度の範囲で行うので、冷却塔内における上昇流の流速が最も均質な領域で冷却水を散水して、効果的で均一な冷却効果を得ることが出来る。
【００２５】
本発明の請求項５に係る高温排ガスの処理方法が採用した手段は、前記高温排ガスが、還元鉄を製造する還元炉から排出されたものであるので、揮発・溶融成分や固形ダストを多量に含む還元炉の高温排ガスにおいても、前記冷却塔内壁にこれらの固化物や液化物を付着生成させること無く操業可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の高温排ガスの処理方法を実現する実施の形態１に係る高温排ガス処理システムを、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る高温排ガス処理システムを説明するための模式的系統図、図２は図１に示した冷却塔を説明するための模式的立断面図、図３は図２の矢視Ａ−Ａを示す模式的断面図、図４は図２の矢視Ｂ−Ｂを示す模式的断面図である。
【００２７】
図１において、本発明の実施の形態１に係る高温排ガス処理システム１は、［背景技術］において説明した回転炉床炉方式等の還元炉１１を高温ガス発生源とし、この還元炉１１から排出される高温排ガスを煙道３を介して導入し、冷却水を散水して冷却することによって、この高温排ガスに含まれる主原料粉である固形ダストを沈降させて分離・回収すると共に、亜鉛、鉛、アルカリ金属等の揮発・溶融成分を固化させる冷却塔２と、この冷却塔２で冷却された排ガスを煙道４から排出し、この排ガスに同伴して排出された揮発・溶融成分が固化した揮発・溶融成分ダストを分離・回収する集塵装置１２とから構成されている。
【００２８】
ところで、前記固形ダストは、主に原料である石炭、鉄、鉱石等の粉状のものがそのまま、または還元された状態で排出されたものであり、酸化鉄粉や鉄粉を多く含むものである。また、前記揮発・溶融成分ダストは、主として亜鉛、鉛、ＮａやＫ等のアルカリ金属等であり、一部、これらの酸化物、硫化物、塩化物等を含むものである。尚、冷却塔２の前後工程に、ボイラー、空気予熱器等の熱交換器を配設して、熱回収する構成にすることも可能である。
【００２９】
この様な高温排ガス処理システム１を構成する冷却塔２は、図２に示す如く、その軸心線２ｃが上下方向（略垂直方向）になる様に配設されると共に、前記高温排ガス５を、後述する様な２系統の煙道３ａ，３ｂを介して前記冷却塔２の下部に配設された導入口６ａ，６ｂから導入し、この冷却塔２内で散水ノズル７から散水された冷却水によって冷却することにより、前記高温排ガス５に含まれる固形ダストを沈降させてダスト排出口８から排出すると共に、揮発・溶融成分が固化した揮発・溶融成分ダストを含む冷却された排ガス５ａを、冷却塔２の上部に配設された排気口９から排出し、後段の集塵装置へ送出する。
【００３０】
即ち、本発明の実施の形態１に係る高温排ガスの処理方法は、前記冷却塔２を平面視した図３に示す様に、前記導入側の煙道３を２系統の煙道３ａ，３ｂに分岐し、上述した様なダストを含む高温排ガス５を、夫々分岐された煙道３ａ，３ｂから導入口６ａ，６ｂを介して、夫々の流速及び流量が等しくなる様に前記冷却塔２に導入する。同時に、これら２系統の煙道３ａ，３ｂの夫々の軸心線３ａｃ，３ｂｃを、前記冷却塔２の上下方向に延びる軸心線２ｃに対し、対向かつ略直角方向になる様に導入するものである
【００３１】
この様に、２系統に分岐された煙道３ａ，３ｂから夫々冷却塔２内に導入した前記高温排ガス５が、前記冷却塔２内で対向して衝突しガス流の水平方向の運動エネルギーを消費するため、旋回流や渦流を伴わない均一な上昇流となり、冷却水の散水によって均質で急速な冷却が可能となる。
【００３２】
その結果、前記高温排ガス５に含まれる前述の揮発・溶融成分が気化点及び融点以下まで速やかに冷却され、液化や固化して排気ガス５ａと共に排気口９から排出することによって、前記冷却塔２の内壁等への付着を防止する。そして、前記ガス流の衝突による運動エネルギーの消費によって流速が大幅に低減される結果、高温排ガス５に同伴される固形ダストの沈降を促進し、ダスト排出口８への捕集効率が向上する。
【００３３】
尚、上記において、分岐された煙道３ａ，３ｂから導入口６ａ，６ｂを介して、夫々の流速及び流量が等しくなる様に前記冷却塔２に導入するには、例えば、前記煙道３ａ，３ｂ夫々の流路断面積及び導入口６ａ，６ｂ夫々の開口断面積を同一に形成すると共に、前記煙道３ａ，３ｂの夫々上流側に図示しないダンパーを設けて、夫々の煙道３ａ，３ｂを通過する高温排ガス５の流速が同一になる様に、ダンパー開度を設定するような方法があるが、本方法に限らなくても良い。
【００３４】
そして、この様に高温排ガス５の夫々の流速及び流量が等しくなる様に前記冷却塔２に導入することが、前記冷却塔２内で対向して衝突しガス流の水平方向の運動エネルギーを消費させて、旋回流や渦流を伴わない均一な上昇流とし、冷却水の散水による均質な冷却を可能とする上で肝要である。高温排ガス５の夫々の流速及び流量が等しくなければ、前記冷却塔２内で対向して衝突するガス流にアンバランスを生じて、水平方向の運動エネルギーを効果的に消費させ得ず、旋回流や渦流を発生させてしまい、冷却水の散水による均質な冷却が不可能となる。
【００３５】
また、前記冷却塔２における散水ノズル７による散水は、冷却塔２へ高温排ガス５が導入される導入口６ａ，６ｂより上部から散水するのが好ましい。前記冷却塔２内の高温排ガス５の上昇流にこの散水された冷却水が同伴されて、高温排ガス５を冷却するための滞留時間を長く出来るからである。
【００３６】
更に、この様な散水ノズル７による散水が、前記冷却塔２を平面視した図４に示す如く、前記冷却塔２の軸心線２ｃを中心として、前記煙道３ａの軸心線３ａｃから周方向に時計回り及び反時計回りにαからβの角度の範囲に設けられた散水ノズル７により散水されるとすれば、α＝４５度、β＝１３５度とする周方向の範囲に設置された複数の散水ノズル７によるのが好ましい。
【００３７】
この様な関係は、前記煙道３ｂの軸心線３ｂｃから周方向に時計回り及び反時計回りとしても全く同一の角度範囲とするのが好ましく、本実施の形態１においては、点Ｐ及びＱを中心とする周方向の好ましい角度（β−α）＝９０度の範囲に、夫々８本、合計１６本の散水ノズル７が設けられている。
【００３８】
即ち、冷却塔２の軸心線２ｃを中心として、周方向に時計回り及び反時計回りにα＝β＝９０度となる冷却塔２の内壁における点Ｐ，Ｑに対して、±４５度の角度範囲に散水するのが好ましいのである。その理由は、前記点Ｐ及びＱの位置が、冷却塔２の内壁の周方向に導入口３ａ，３ｂから最も遠いため、これらの導入口３ａ，３ｂから冷却塔２に導入される高温排ガス５の影響を受け難く、この様な点Ｐ，Ｑから±４５度の周方向の範囲がその影響を受け難い許容範囲となるためである。
【００３９】
本発明に係るこの様な高温排ガスの処理方法は、還元鉄を製造する還元炉から排出された高温排ガスの処理に好適である。前記還元炉から排出される高温排ガスは、前述した通り、主原料粉である固形ダストや亜鉛、鉛、アルカリ金属等の揮発・溶融成分を比較的多く含む。そして、前記固形ダストは、主に原料である石炭、鉄、鉱石等の粉状のものがそのまま、または還元された状態で排出されたものであって、酸化鉄粉や鉄粉を多く含むものであり、一方、前記揮発・溶融成分ダストは、主として亜鉛、鉛、ＮａやＫ等のアルカリ金属等であり、一部、これらの酸化物、硫化物、塩化物等を含むものであるから、冷却塔内において冷却されてその内壁に付着し易いためである。
【００４０】
以上の通り、本発明に係る高温排ガスの処理方法は、前記冷却塔２を平面視した際、前記高温排ガス５を２系統の煙道３ａ，３ｂを介して、夫々の流速及び流量が等しくなる様に前記冷却塔２に導入すると共に、これら２系統の煙道３ａ，３ｂの軸心線３ａｃ，３ｂｃを、前記冷却塔２の上下方向に延びる軸心線２ｃに対し対向、かつ略直角方向になる様に導入するものである。
【００４１】
そして、これら２系統の煙道３ａ，３ｂから冷却塔２内に導入された高温排ガス５が、前記冷却塔２内で対向して衝突しガス流の水平方向の運動エネルギーを消費する結果、旋回流や渦流を伴わない均一な上昇流となり、冷却水の散水による均質な冷却が可能となるので、前記高温排ガス５に含まれる揮発・溶融成分が速やかに冷却され、液化や固化して排気ガス５ａと共に排気口９から排出されるので、前記冷却塔２の内壁等への付着を防止する。また、前記運動エネルギーの消費により流速が大幅に低減されて、排ガス５ａに同伴される固形ダストの沈降が促進され、ダスト排出口８への捕集効率が向上する。
【００４２】
＜実施例＞
次に、本発明の実施の形態１により、還元鉄を製造する還元炉１１（回転炉床炉）から排出される高温排ガスを冷却塔２により冷却処理する数値実験による実施例を、以下図５及び６を参照しながら説明する。図５は本発明の実施例に係り、高温排ガス処理システムの冷却塔の速度分布図であり、図（ａ）は図２の矢視Ｃ−Ｃを示す立断面における要部の速度ベクトルを示す速度分布図、図（ｂ）は図２に示す立断面における要部の速度ベクトルを示す速度分布図である。また、図６は本発明の実施例に係り、高温排ガス処理システムの冷却塔の図２の矢視Ｃ−Ｃを示す立断面における温度分布図である。
【００４３】
回転炉床炉１１から排出される高温排ガスには、ダストが１１．４ｇ／Ｎｍ３含まれている。この様な高温排ガスを、風量８７，９０３Ｎｍ３／ｈ、温度２７７℃で、図２〜４に示した冷却塔２の導入口６ａ，６ｂから導入し、散水ノズルから温度２５℃の水を流量４，１４０ｋｇ／ｈで、温度２５℃の圧縮空気を流量１，２７９Ｎｍ３／ｈで噴霧させると共に、温度１８０℃で排気口９から排出する境界条件において数値実験を行った。
【００４４】
前記冷却塔２内の速度分布の結果を示す図５において、夫々の矢印の方向はそのポイントにおける速度ベクトルを示す。即ち、矢印の向きがそのポイントにおける流線方向を、矢印の長さはそのポイントにおける速度の相対的な大きさを示すものである。そして、この様な冷却塔２内の速度分布において、図２の矢視Ｃ−Ｃを示す立断面である図５（ａ）、即ち図４における点Ｐ及びＱを含む立断面においては、導入口６ａ近傍を除いて、何れのポイントにおいても上部に向かうほぼ均一な流速を有する均質な流れ場を形成している。
【００４５】
一方、図２に示す立断面である図５（ｂ）、即ち図４における煙道３ａの軸心線３ａｃ、及び煙道３ｂの軸心線３ｂｃを含む立断面においては、特に流線方向が不均一な流れ場となっている。この様な数値実験の結果から、前記点Ｐ及びＱの位置が、導入口３ａ，３ｂから冷却塔２に導入される高温排ガス５の影響を受け難く、冷却水の散水はこの様な点Ｐ，Ｑから特定される周方向の上述の範囲が好ましいことが裏付けられる。
【００４６】
その結果、冷却塔内の温度分布は、図６に示す如く、塔内中央部に１５０〜１７０℃の低温域が閉じ込められる一方、塔内壁近傍は１９０℃以上の高温域を形成している。前記温度分布は、図２に示す立断面においてもほぼ同様な分布を示す。従って、導入した高温排ガスに含まれる揮発・溶融成分を、塔内の前記低温域で有効に冷却固化して排気すると共に、塔内壁近傍では高温域を形成して前記揮発・溶融成分が固化して壁面に固着するのを防止するのである。
【００４７】
次に、本発明の実施の形態２に係る高温排ガスの処理方法について、図７を参照しながら説明する。図７は本発明の実施の形態２に係り、図２の矢視Ａ−Ａを示す模式的断面図である。但し、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、冷却塔への高温排ガスの導入形態に相違があり、これ以外は上記実施の形態１と全く同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、その相違する点について説明する。
【００４８】
即ち、上記実施の形態１に係る高温排ガスの処理方法においては、前記高温排ガスを、
煙道３ａ，３ｂの夫々一つの導入口６ａ，６ｂを経て冷却塔２へ導入するのに対し、本実施の形態２に係る高温排ガスの処理方法においては、前記煙道３ａの導入口６ａが２つの導入口６ａ１，６ａ２に、また前記煙道３ｂの導入口６ｂが２つの導入口６ｂ１，６ｂ２に分割され、前記高温排ガス５を、各煙道３ａ，３ｂを介して分割された前記導入口６ａ１，６ａ２及び６ｂ１，６ｂ２より冷却塔２に導入するものである。
【００４９】
この様な導入口６ａ，６ｂの分割において、前記導入口６ａ，６ｂの分割数は、前記冷却塔２の平面視において２つを越える複数としても良いが、同一の複数とするのが好ましく、夫々分割された導入口における流速及び流量が等しくなる様にするのが更に好ましい。
【００５０】
前記高温排ガス５を、煙道３ａ，３ｂを介して前記冷却塔２に導入する際、前記導入口６ａ，６ｂを同一数に分割することによって、前記高温排ガス５の衝突バランスが取れるからである。更に、前記高温排ガス５を、夫々の流速及び流量が等しくなる様に分割して導入すれば、旋回流や渦流を伴わない均一な上昇流を更に広範囲に形成できる上、対向して衝突する運動エネルギーの分散を図って、流速の低減範囲を更に拡大できるからである。
【００５１】
以上述べた様に、本発明に係る高温排ガスの処理方法によれば、冷却塔を平面視した際、前記高温排ガスを２系統の煙道を介して、夫々の流速及び流量が等しくなる様に前記冷却塔に導入すると共に、これら２系統の煙道の軸心線を、前記冷却塔の上下方向に延びる軸心線に対し対向かつ略直角方向になる様に導入するので、前記煙道から夫々冷却塔内に導入された前記高温排ガスが、前記冷却塔内で対向して衝突しガス流の水平方向の運動エネルギーが消費される。
【００５２】
その結果、旋回流や渦流を伴わない均一な上昇流となって冷却水の散水による均質な冷却が可能となり、前記高温排ガスに含まれる揮発・溶融成分の冷却塔内壁への付着を解消し得る。また、前記運動エネルギーの消費により流速が大幅に低減される結果、高温排ガスに同伴される固形ダストの沈降を促進し、冷却塔下部への捕集効率が向上する。
【００５３】
また、本発明に係る高温排ガスの処理方法によれば、前記高温排ガスを前記冷却塔の下部から導入し、この冷却塔内で処理した後、前記冷却塔の上部から排出するので、冷却塔内の上昇気流に沿ったスムーズな流れ場を形成して、冷却水の散水による均質な冷却が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る高温排ガス処理システムを説明するための模式的系統図である。
【図２】図１に示した冷却塔を説明するための模式的立断面図である。
【図３】図２の矢視Ａ−Ａを示す模式的断面図である。
【図４】図２の矢視Ｂ−Ｂを示す模式的断面図である。
【図５】本発明の実施例に係り、高温排ガス処理システムの冷却塔の速度分布図であり、図（ａ）は図２の矢視Ｃ−Ｃを示す立断面における要部の速ベクトルを示す速度分布図、図（ｂ）は図２に示す立断面における要部の速度ベクトルを示す速度分布図である。
【図６】本発明の実施例に係り、高温排ガス処理システムの冷却塔の図２の矢視Ｃ−Ｃを示す立断面における温度分布図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係り、図２の矢視Ａ−Ａを示す模式的断面図である。
【図８】従来例に係る回転炉床炉の設備構成の概略を示す平面図である。
【図９】従来例に係るガス冷却装置をガス冷却室に適用した一例を示すもので、（イ）は一部切断側面図、（ロ）は（イ）のＺ−Ｚ矢視図である。
【図１０】従来例に係る高温排ガスの処理方法の実施の形態における調温システムの調温塔の断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｐ，Ｑ：α＝β＝９０度となる冷却塔内壁の点
１：高温排ガス処理システム
２：冷却塔，                    ２ｃ：冷却塔の軸心線
３：（導入側の）煙道，           ３ａ，３ｂ：分岐された煙道，
３ａｃ：煙道３ａの軸心線，      ３ｂｃ：煙道３ｂの軸心線
４：（排出側の）煙道
５：高温排ガス，                ５ａ：排出ガス
６ａ：（煙道３ａ側の）導入口，   ６ａ１，６ａ２：分割された導入口
６ｂ：（煙道３ｂ側の）導入口，   ６ｂ１，６ｂ２：分割された導入口
７：散水ノズル，    ８：ダスト排出口，    ９：排気口
１１：還元炉（回転炉床炉），       １２：集塵装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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