(57)【要約】【課題】粗粒ダスト回収のための作業負荷軽減を図ると共に、スペース上の制約も無く十分な集塵効率を達成できる冶金炉の排ガス処理設備を提供すること。【解決手段】冶金炉の排ガスフード冷却器２の後段に、排ガスを冷却して粗粒ダストを回収するためのエバポレーションクーラー３を設けると共に、該エバポレーションクーラーに続き湿式集塵機４を設置してなる冶金炉の排ガス処理設備。エバポレーションクーラーは、少なくとも３００℃以下まで排ガスを冷却する能力を有することが好ましい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冶金炉の排ガスフード冷却器の後段に、排ガスを冷却して粗粒ダストを回収するためのエバポレーションクーラーを設けると共に、該エバポレーションクーラーに続き湿式集塵機を設置したことを特徴とする冶金炉の排ガス処理設備。
【請求項２】
エバポレーションクーラーは、少なくとも３００℃以下まで排ガスを冷却する能力を有することを特徴とする請求項１記載の冶金炉の排ガス処理設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉などの冶金炉の排ガス処理設備に関するもので、特に、効率的な集塵を行うことができる排ガス処理設備に係る。
【０００２】
【従来の技術】
転炉のごとき冶金炉の排ガス集塵システムは、通常、乾式集塵装置と湿式集塵装置に分類される。一般に、転炉の湿式集塵装置は、炉上部の排ガスフード冷却器の後段に一次集塵機、二次集塵機を設け、排ガスを散水冷却しつつ排ガス中のダストを集塵水とともに回収するシステムである。この場合、転炉から発生するダストは集塵水中で混合回収され、シックナーおよびその前段にある粗粒分離器によって、粗粒ダストと細粒ダストとの分別回収を行っている。
一方、転炉の乾式集塵装置においては、冷却装置としてエバポレーションクーラーを備えており、その後段に電気集塵機を設置するのが一般的である。この方式では、ダストは粗粒がエバポレーションクーラーで、また細粒が電気集塵機でそれぞれ回収されている。
【０００３】
上記の湿式集塵装置におけるシックナーで採取される細粒ダストは、脱水機で脱水した後、乾燥して造粒したり焼結工場にリサイクルされる。他方のシックナー前段の粗粒分離器で回収される粗粒ダストは、酸化度が低く、また水分も低いため、細粒ダストのように脱水機にかけることなく、簡易乾燥を経て冶金炉に再送入されている。すなわち、粗粒分離器で回収されるダストの低酸化特性を活かそうとすると、細粒ダストとは独立したリサイクル作業が発生するため、作業負荷が増大する。
【０００４】
このような湿式集塵装置の問題点を解決するため、従来においても転炉の排ガスフード冷却器の後段に粗粒ダストを捕集する乾式集塵器を設け、更にその後に微粒ダストを捕集する湿式又は乾式の集塵器を設けた転炉排ガス処理装置（例えば、特許文献１参照）、また、冶金炉の排ガスの冷却器の後に乾式の集塵器を設けて鉄分を多量に含む高温乾ダストを捕集し、これを不活性ガスで処理して製鋼原料として再利用する方法（例えば、特許文献２参照）、更に、湿式集塵機の前段に乾式のサイクロンを設けて一部の粗粒ダストを捕集して熱間で炉内にリサイクルする方法等が提案されている（例えば、非特許文献１及び特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−１７０４１１号公報
【特許文献２】
特公平５−８６４５７号公報
【特許文献３】
特開平４−２８９１１１号公報
【非特許文献１】
ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ  Ｖｏｌ．１４（２００１）−９１５
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の排ガス処理方式は、いずれも乾式集塵器或いは乾式サイクロン自体に冷却機能をもたないため、乾式集塵後に冷却と集塵の機能を兼ね備えた湿式集塵システムを備える必要がある。そのため設備規模が過大になったり、あるいはスペース面での制約から湿式集塵の前段で十分な集塵効果を得ることができないという問題があった。
本発明は、このような従来技術の問題点を解消することを課題とし、粗粒ダスト回収のための作業負荷軽減を図ると共に、スペース上の制約も無く十分な集塵効率を達成できる冶金炉の排ガス処理設備を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の要旨は次のとおりである。
（１）  冶金炉の排ガスフード冷却器の後段に、排ガスを冷却して粗粒ダストを回収するためのエバポレーションクーラーを設けると共に、該エバポレーションクーラーに続き湿式集塵機を設置したことを特徴とする冶金炉の排ガス処理設備。
（２）  エバポレーションクーラーは、少なくとも３００℃以下まで排ガスを冷却する能力を有することを特徴とする（１）記載の冶金炉の排ガス処理設備。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１に示すごとく、本発明に係る冶金炉（図示の例では転炉）の排ガス処理設備は、転炉１の上部に配設した排ガスフード冷却器２の後段に、排ガス中にスプレー水又は水蒸気を吹き込んで冷却するエバポレーションクーラー３を設け、更に、該エバポレーションクーラー３に続き湿式集塵器４を設けて構成してなるものである。エバポレーションクーラー３の底部には該クーラー内で冷却されて重力沈降した乾ダストの回収口５が設けられ、また、湿式集塵器４の後位には排風機（ＩＤＦ）６、更にはガス放散部やガス回収部など公知の機器類が接続されている。
【０００９】
このように本発明では、従前の湿式集塵設備における１次湿式集塵機による排ガス冷却を排し、代替として排ガスフード冷却器の出側にエバポレーションクーラー３を設置することを特徴とする。エバポレーションクーラー３においては、排ガスの温度、ガス量に応じてスプレー水または水蒸気を吹き込み、クーラー内で完全に水分を蒸発させてクーラー出側の排ガス温度を少なくとも３００℃以下まで冷却することが望ましい。
排ガス温度を少なくとも３００℃以下が望ましいとしたのは、この程度の温度まで冷却することで、湿式集塵機４での冷却を考慮すれば、下流側に設置する排風機（ＩＤＦ）６が能力を十分に発揮する温度である５０℃〜７０℃の温度を確保でき、またエバポレーションクーラー本体の冷却も不要となるからである。なお、この温度が低すぎると設備的に過大となり実用的でなくなるので、下限としては１５０℃までとすることが好ましい。エバポレーションクーラーで冷却した後、排ガスを次の湿式集塵機４に通し、集塵水散水により除塵する。このとき、エバポレーションクーラー内の圧力損失は５０ｍｍＡｑ程度であるため、２０００ｍｍＡｑ以上の能力を持つ排風機であれば、湿式集塵機４で１５００ｍｍＡｑ以上の圧力降下を確保することができるため、３０ｍｇ／Ｎｍ３以下の除塵性能を保持することができる。
【００１０】
また、エバポレーションクーラー内では冷却に伴うガス流速の低下で、排ガス中のダストのうち比較的サイズの大きい粗粒ダストは、重力沈降にてクーラー底部に堆積する。この堆積したダストを底部の回収口５から取り出し、一旦ホッパー等に蓄えてから、断気状態で例えばチェーンコンベアまたは圧力窒素雰囲気下で搬送し、冶金炉または溶鉄中に粉体の状態で吹き込み、ダスト中の鉄分を回収する。このように本発明では、粗粒ダストを集塵水に戻さず、独立で回収し、断気状態でしかるべき冶金炉まで自動搬送することにより、従前の湿式集塵設備で必須とされたシックナー前段の粗粒分離器および粗粒ダストのリサイクル作業を省略することが可能となる。
【００１１】
【実施例】
実際に転炉の排ガス処理に本発明を適用した場合を示す。図１の排ガス処理設備を用い下記の条件で処理を行った。
・転炉排ガス出側：１５００℃、ダスト  ２０ｋｇ／ｔ
・フード冷却器出側：６００℃、ダスト  ２０ｋｇ／ｔ
・エバポレーションクーラー：冷却水および水蒸気  ０．２０ｋｇ／Ｎｍ３添加
・エバポレーションクーラー出側：２００℃  ダスト８ｋｇ／ｔ（質量比で全体の４０％）が沈降し、これを回収した。その成分のうちＴ．Ｆｅ（全鉄分）は７５質量％であり、そのうちすべてがＭ．Ｆｅ（金属鉄）であった。
・湿式集塵機後に回収された残りのダスト１２ｋｇ／ｔの成分のうち、Ｔ．Ｆｅは６２質量％であり、その内訳はＭ．Ｆｅが１６質量％、ＦｅＯが３６質量％であった。
【００１２】
【発明の効果】
本発明のごとく、排ガスフード冷却器後段の湿式集塵システムの構成をエバポレーションクーラー及び湿式集塵機とすることで、無酸化粗粒ダストと細粒ダストを独立して回収できるため、粗粒分離機が不要となり、粗粒分離機で回収される粗粒ダストの処理を省略することができる。また従来、粗粒分離器で捕集される粗粒は重質量比で全ダストの２０〜３０％であるが、本発明によれば、その比率を４０％程度まで向上できるため、シックナーに沈殿する細粒ダストの処理作業負荷の軽減にも繋がる。
また、エバポレーションクーラーで回収された粗粒ダストは酸化度の極めて低いダストであるため、断気状態で冶金炉に搬送し、装入または吹込みすることにより、従来の粗粒および細粒ダストよりも低エネルギーで効率よく鉄分を回収することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る冶金炉の排ガス処理設備の概略を示す図である。
【符号の説明】
１    転炉                      ２    フード冷却器
３    エバポレーションクーラー
４    湿式集塵器                ５    乾ダスト回収口
６    排風機
【図１】
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