(57)【要約】【課題】本発明においては、排ガス処理用の除塵設備、ＳＯ２ガスの吸収設備が不要とし、設備投資金額の削減を図る。さらに、希釈空気の一部を相殺し、硫酸工場の処理ガス量は増加させない。またダストが輻射部及び滞留部管壁に付着するのを防止し、ボイラ操業を安定化する。等を提供することを課題とするものである。【解決手段】酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉の排ガスを非鉄製錬炉ボイラの輻射部入口部から吹込む排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガスの処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０％以上の酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉の排ガスを非鉄製錬炉ボイラの輻射部入口部から吹込むことを特徴とする排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガスの処理方法。
【請求項２】
非鉄製錬炉ボイラが、硫化鉱を製錬する製錬溶鉱炉のボイラであることを特徴とする請求項１記載の排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガスの処理方法。
【請求項３】
吹込む排ガスを空気により希釈し且つ温度調整を行いガス温度を３５０℃以下に調整することを特徴とする請求項１〜２記載の排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガスの処理方法。
【請求項４】
酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉の排ガスを非鉄製錬炉ボイラの輻射部入口天井部から吹込む際に、空気で希釈し、且つ温度調整を行う方法において、ダストの硫酸塩化状態を把握し空気の希釈量を調整することを特徴とする請求項１〜３記載の排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガスの処理方法。
【請求項５】
排ガスの吹込み流速を１０ｍ／ｓｅｃ以上とし、流量と流速を希釈空気量の増減により調整し、ボイラ輻射部へ流入する非鉄製錬炉ガス主流の偏流による管壁との接触を防止し、かつガス相互の混合を促進することを特徴とする請求項１〜４記載の排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガスの処理方法。
【請求項６】
非鉄製錬炉排ガスが、錬カン炉排ガスであることを特徴とする請求項１〜５記載の排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、排ガス中に１０％以上の酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉の排ガス処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガスは、冷却・希釈等の温度調整工程を経て、バグフィルターまたは電気集塵機等で除塵されるか、あるいは直接ＳＯ２ガスの吸収設備に導入処理された後大気放出される。
温度調整工程で排熱回収を目的とする設備に導入され、熱回収を図る場合もある。
一方、自溶炉に代表される硫化鉱を処理する非鉄製錬炉ボイラでは、付着性の高いダストを多く含む高温排ガスを処理するため、缶壁へのダスト融着防止が課題であり、多くの操業方法が提案されている。
【０００３】
特公平６−４１８３６「溶鉱炉のガス処理における粉塵成長を減少させるため
の方法及び装置」（特許文献１）は、ボイラ放熱室遠端付近への酸素含有ガ
ス吹込みを行なう方法である。
特開平６−３４７００１「自溶炉ボイラの煙灰付着防止方法」（特許文献２）は、
ボイラ火炉への窒素ガス吹込みを行う方法である。
また、特開平１１−６３４０１「自溶炉廃熱ボイラ操業方法」（特許文献３）は、
ボイラ火炉への窒素と空気混合ガス吹込みを行う方法である。
さらに、他の方法としては、ボイラ出口ガスの輻射部入口天井及び側壁への再循環を行い、輻射部入口ガス温度を低下させるとともにダストの酸化に必要な酸素の供給を行う方法もある。
【０００４】
上記、従来の排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガス処理方法では、冷却や除塵および脱硫処理のために別途設備が必要であり、設備投資と運転費用を要する。
また、本願にかかる排ガス中には酸素と少量のＳＯ２ガスを含むため冷却過程でＳＯ３が生成し、配管および設備の酸露点腐食が進行しやすいため、操業及び設備管理に労力と費用を要する。
一方、非鉄製錬炉ボイラの操業方法のうち、ボイラ出口排ガス再循環の
方法では、再循環ガス配管の腐食、ダスト堆積が顕著で維持保全に多大な労力と費用を費やしていた。
また、特公平６−４１８３６の発明では、ボイラ放熱室の遠端付近への
ガス吹込みを行うため、対流室のダスト付着防止には、有効であるが、輻
射部（放熱室）管壁へのダスト付着を防止できないと言う問題を有してい
た。
【０００５】
【特許文献１】
特公平６−４１８３６
【０００６】
【特許文献２】
特開平６−３４７００１
【０００７】
【特許文献３】
特開平１１−６３４０１
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、１０％以上の酸素を含む排ガス処理用の除塵設備、Ｓ
Ｏ２ガスの吸収設備を不要とし、設備投資金額および処理設備の運転コストの
削減を図ることを目的の一つとする。
またダストが輻射部及び滞留部管壁に付着することを防止し、ボイラ操業
を安定化することを可能とする非鉄製錬炉ボイラの操業方法を提供するも
のである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、以下の発明を提案する。
（１）１０％以上の酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉の排ガスを非鉄製錬炉ボイラ
の輻射部入口部から吹込む排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガス
の処理方法。
（２）非鉄製錬炉ボイラが、硫化鉱を製錬する製錬溶鉱炉のボイラである上記
（１）記載の排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガスの処理方法。
（３）吹込む排ガスを空気により希釈し且つ温度調整を行いガス温度を３５０
℃以下に調整する上記（１）〜（２）記載の排ガス中に酸素とＳＯ２を含む
非鉄製錬炉排ガスの処理方法。
【００１０】
（４）酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉の排ガスを非鉄製錬炉ボイラの輻射部入口天井部から吹込む際に、空気で希釈し、且つ温度調整を行う方法において、ダストの硫酸塩化状態を把握し空気の希釈量を調整する上記（１）〜（３）記載の排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガスの処理方法。
（５）排ガスの吹込み流速を１０ｍ／ｓｅｃ以上とし、流量と流速を希釈空気量の増減により調整し、ボイラ輻射部へ流入する非鉄製錬炉ガス主流の偏流による管壁との接触を防止し、かつガス相互の混合を促進する上記（１）〜（４）記載の排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガスの処理方法。
（６）非鉄製錬炉排ガスが、錬カン炉排ガスである上記（１）〜（５）記載の排ガス中に酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉排ガスの処理方法。
【００１１】
以下、本発明の構成を詳しく説明する。
酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉の排ガスとは、例えば自溶炉製錬法においては、錬カン炉の排ガスである。錬カン炉は、例えば自溶炉に隣接され、自溶炉で発生したスラグ中に含まれているマットを分離回収する炉である。
該排ガスを遠心式ファンにより吸引・加圧し、自溶炉に代表される硫化鉱を処理する非鉄製錬溶鉱炉ボイラの輻射部入口部から吹込む。
【００１２】
錬カン炉出口の排ガス温度は６００℃以上であるが、ボイラへ吹き込む排ガス温度は、遠心式ファンの一般的耐用温度を考慮して，３５０℃以下であることが望ましい。このため空気で希釈し温度調整を行う。
空気希釈に当たっては、排ガスを酸露点（１２０℃）以上に保ち、入口部ボイラ蒸発管及び配管の腐食を防止する必要がある。
【００１３】
希釈空気量は、硫化鉱を処理する非鉄製錬溶鉱炉排ガス中に含まれる硫化物ダストの硫酸塩化状態に応じて調整する。
吹込み位置は、半熔融状態のダストを含む非鉄製錬溶鉱炉排ガスがボイラ内に流入後、偏流して管壁に衝突して、ダスト付着を生成させないことを目的として、ボイラ輻射部入口天井または側壁とする。
また、ボイラ内の主流を形成する非鉄製錬溶鉱炉排ガスとボイラ輻射部入口天井または側壁から吹込まれる空気希釈後排ガスとの混合を促進し、確実なダスト硫酸塩化効果を得ること、及びガス主流の偏流による管壁との接触を防止することを目的に、希釈空気量および吹込みノズルの断面積を調整し、吹込み流速は１０ｍ／ｓｅｃ以上を保つ必要がある。
【００１４】
【実施例】
以下図１に基づき詳細に説明する。
自溶炉（１）付属の電気錬カン炉（６）排ガス（温度５００〜６００℃、ＳＯ２濃度５０〜５００ｐｐｍ、酸素濃度約２０％、流量３，０００〜６，０００Ｎｍ３／ｈ）を専用ファン（７）で吸引、加圧後自溶炉ボイラ（３）輻射部（４）入口天井部排ガス入口（２）より流速１５ｍ／ｓｅｃで吹込みを行った。
吹込みフローは、以下のとおりである。
前記専用ファンは、回転数調整機能を持ち、ファンの吸引側には、流量計付希釈空気導入配管を設けられている。希釈空気量は、ファン回転数により制御される。
【００１５】
また、錬カン炉排ガス流量は、錬カン炉炉内圧調整弁により、炉内圧を一定に保つ方法で制御される。
実施例では、希釈空気量６，０００〜９，０００Ｎｍ３／ｈとし、ダストの付着性、硫酸
化状態を監視しながら希釈空気量を変化させた。
その結果、希釈後の排ガス温度は１２０〜１５０℃程度となった。
上記流量及び温度条件下で流速１０ｍ／ｓｅｃ以上を確保するため、吹込み孔の断面積の調整を行った。その結果、自溶炉装入量１７０ｔ／ｈの操業条件下において、ボイラ輻射部（４）及び対流部（５）管壁にダストを付着させることなく操業を実施することができた。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、
（１）１０％以上の酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉の排ガスを自溶炉に代表される非鉄製錬溶鉱炉ボイラの輻射部入口に吹込みボイラ排ガスと混合処理することで、排ガス処理用の除塵設備、ＳＯ２ガスの吸収設備が不要となり、設備投資金額の削減が図れる。
【００１７】
（２）自溶炉に代表される硫化鉱を処理する非鉄製錬溶鉱炉の排ガスは、一般的に高濃度のＳＯ２ガスを含むため硫酸工場内で２次空気による希釈が必要である。本発明では、ボイラ輻射部入口部で希釈空気の一部に相当する酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉の排ガスを吹込み処理することで、希釈空気の一部を相殺させるため、硫酸工場の処理ガス量は増加しない一方、排ガス処理用の除塵設備、ＳＯ２ガスの吸収設備が不要となるため運転コストの低減が図れる。
【００１８】
（３）ボイラ輻射部入口であって、天井及び側壁から酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬溶鉱炉の排ガスを吹込むことで、排ガス中の酸素が、硫化鉱を処理する非鉄製錬炉排ガス中に含まれる付着性の高い硫化物ダストを、ボイラ輻射部空間内で酸化し、硫酸塩とすることで、ダストが輻射部及び滞留部管壁に付着するのを防止でき、ボイラ操業が安定化する。
また、輻射部入口天井・側壁から流速１０ｍ／ｓｅｃ以上で当該ガスを吹込むことにより、排ガス主流の偏流を防止し、高温半溶融状態のダストの管壁との接触を抑制できるとともに、排ガス主流と吹込みガス流の輻射部内での混合が促進し、前述の硫酸化反応がさらに安定的に進行しうる。
【００１９】
（４）酸素とＳＯ２を含む非鉄製錬炉の排ガスを空気希釈する際に、温度制御を行い酸露点以上を保つことにより、配管の腐食を防止できる。
（５）錬カン炉排ガスの処理が極めて効率的に処理可能となり、自溶炉製錬における排ガス処理が効率的に行われるようになる。
【００２０】
【図面の簡単な説明】
【図１】排ガス処理の一態様である処理フローを示す。
【符号の説明】
１　自溶炉
２　自溶炉ボイラ輻射部　天井部排ガス入口
３　自溶炉ボイラ
４　自溶炉ボイラ輻射部
５　自溶炉ボイラ対流部
６　錬カン炉
【図１】
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