(57)【要約】  本明細書で開示されるのは、焼結バンド装置における集塵効率を向上させるためのシステムであって、本システムは、金属または金属鉱石を焼結するように動作する、材料ハンドリングステーションおよび補助機器を有する焼結バンドと、焼結バンド上の焼結材料の床を通過した一次ガス流から一次ダストを除去するように動作する一次静電集塵器と、材料ハンドリングステーションおよび焼結バンドにおける１つまたは複数のサクションポイントから発する二次ガス流から二次ダストを除去するように動作する二次集塵装置であって、二次ダストは、一次ダストよりも低い電気抵抗率を有する、二次集塵装置と、二次ダストを焼結バンドの下流の一次ガス流に輸送し、二次ダストを、一次静電集塵器の上流の位置に、および／または集塵器自体の中に直接に注入するように動作するダスト輸送ラインとを含む。【選択図】図２Ａ
2018534513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結バンド装置（４００）における集塵効率を向上させるためのシステムであって、
金属または金属鉱石を焼結するように動作する、材料ハンドリングステーションおよび補助機器を有する焼結バンド（４０６）と、
前記焼結バンド（４０６）上の焼結材料の床を通過した一次ガス流から一次ダストを除去するように動作する一次静電集塵器（５０６）と、
前記材料ハンドリングステーションおよび前記焼結バンド（４０６）における１つまたは複数のサクションポイントから発する二次ガス流から二次ダストを除去するように動作する二次集塵装置（６２４）であって、前記二次ダストは、前記一次ダストよりも低い電気抵抗率を有する、二次集塵装置（６２４）と、
前記二次ダストを前記焼結バンド（４０６）の下流の前記一次ガス流に輸送し、前記二次ダストを、前記一次静電集塵器（５０６）の上流の位置に、および／または前記集塵器自体の中に直接に注入するように動作するダスト輸送ライン（７０２，７０６）と
を含むシステム。
【請求項２】
前記二次ダストは、前記一次ＥＳＰに入る前記ダストの総重量に基づいて、２０重量％より高い濃度で存在する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記二次ダストは、前記一次ＥＳＰに入る前記ダストの総重量に基づいて、５０重量％より高い濃度で存在する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記二次ダストは、前記一次ＥＳＰに入る前記ダストの総重量に基づいて、８０重量％より高い濃度で存在する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記二次集塵装置（６２４）は静電集塵器である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
焼結バンド装置（４００）における集塵効率を向上させるためのシステムであって、
金属または金属鉱石を焼結するように動作する、材料ハンドリングステーションおよび補助機器を有する焼結バンド（４０６）と、
前記焼結バンド（４０６）上の焼結材料の床を通過した一次ガス流から一次ダストを除去するように動作する一次静電集塵器（５０６）と、
前記一次ダストよりも低い電気抵抗率を有する調整ダストを収容する貯蔵施設（４０２）と、
前記貯蔵施設（４０２）から調整ダストを前記焼結バンド（４０６）の下流の前記一次ガス流に輸送し、前記調整ダストを、前記一次静電集塵器（５０６）の上流の位置に、および／または前記集塵器自体の中に直接に注入するように動作するダスト輸送ライン（７０２，７０６）と
を含むシステム。
【請求項７】
前記調整ダストの少なくとも一部は、前記材料ハンドリングステーションおよび前記焼結バンド（４０６）における二次換気フードから来る、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記調整ダストの少なくとも一部は、前記焼結バンド（４０６）を収容する前記プラント内のダスト供給源から来る、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記調整ダストの少なくとも一部は、金属または炭素質である、請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記二次ダストは、前記一次ＥＳＰに入る前記ダストの総重量に基づいて、２０重量％より高い濃度で存在する、請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記二次ダストは、前記一次ＥＳＰに入る前記ダストの総重量に基づいて、５０重量％より高い濃度で存在する、請求項６に記載のシステム。
【請求項１２】
前記二次ダストは、前記一次ＥＳＰに入る前記ダストの総重量に基づいて、８０重量％より高い濃度で存在する、請求項６に記載のシステム。
【請求項１３】
焼結バンド装置（４００）における集塵効率を向上させるためのシステムであって、
金属または金属鉱石を焼結するように動作する、材料ハンドリングステーションおよび補助機器を有する焼結バンド（４０６）と、
前記焼結バンド（４０６）上の焼結材料の床を通過した一次ガス流から一次ダストを除去するように動作する一次静電集塵器（５０６）と、
前記材料ハンドリングステーションおよび前記焼結バンド（４０６）における１つまたは複数のサクションポイントから発する二次ガス流から二次ダストを除去するように動作する二次集塵装置（６２４）であって、前記二次ダストは、前記一次ダストよりも低い電気抵抗率を有する、二次集塵装置（６２４）と、
前記二次集塵装置（６２４）の上流の位置から前記焼結バンド（４０６）の下流の前記一次ガス流に前記二次ガス流の後流を輸送し、前記後流を、前記一次静電集塵器（５０６）の上流の位置に、および／または前記集塵器自体の中に直接に注入するように動作するガスダクトと
を含むシステム。
【請求項１４】
前記二次ガス流の前記後流中の前記ガス流は、正規化された体積流量に基づいて、前記一次ガス流の５％よりも大きい、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記二次ガス流の前記後流中の前記ガス流は、正規化された体積流量に基づいて、前記一次ガス流の２０％よりも大きい、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
焼結バンド（４０６）上の焼結材料の床を通過して、一次ダストを含む一次ガス流を、一次静電集塵器（５０６）に放出するステップと、
前記一次ダストよりも低い電気抵抗率を有するダストを前記一次ガス流中に注入し、前記一次静電集塵器（５０６）内の集塵電極上にダストケーキを形成する場合の高い抵抗に関連する問題を最小限にする混合された浮遊ダストを生成するステップと
を含む方法。
【請求項１７】
前記一次静電集塵器（５０６）の動作パラメータは、前記集塵電極上の前記ダストがより低い電気抵抗率を有する状況に対して収集効率を最適化するように、手動または自動で調整される、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、静電集塵器のための焼結バンドガスのダスト調整の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電集塵器（ＥＳＰ）を用いた焼結バンドの一次ガスからのダスト除去は、ダストの濃度が比較的低いにもかかわらず、一般に困難なプロセスである。これはＥＳＰ収集プレート上に形成されたダストケーキの高い電気抵抗率に起因し、これは主としてダスト中に存在する多量のアルカリ塩化物および炭化水素のためである。これを補うために、ＥＳＰのサイズは大きくなければならないが、サイズが大きくなっても実際には低い排出レベルを達成することは困難である。
【０００３】
図１は、焼結バンド１０６と、材料ハンドリングステーション１０２、１０４、１０８、１１０、１１２とを含む典型的な既存の焼結バンド装置１００の一例を示す。また、サクションボックス２０２、換気フード３０２、３０６、３１２、３１６、およびファン２０８、３２６などの補助機器のいくつかが示されているが、明瞭にするために、他の多くの装置が省略されている（例えば、点火バーナ、熱回収システム、安全装置、測定プローブなど）。処理すべき原材料（例えば、鉱石、コークスおよび石灰）は、貯蔵部１０２（サイロまたは他のタイプの貯蔵容器）に貯蔵される。貯蔵部１０２から、原材料が混合のために混合ステーション１０４に供給される。混合ステーション１０４で発生したダストは、換気フード３０２を介して収集され、ライン３０４を介して二次ガスライン３０８（二次ガス流を収容する）に供給される。二次ガスライン３０８は、ダストを含むガスを二次集塵装置３２４に輸送し、その後に、ガスは二次スタック３２８を通って大気に放出される。図１では、二次集塵装置３２４は、最も一般的に使用される装置であるＥＳＰとして示されているが、他のタイプの集塵器（布フィルタ、サイクロンなど）であってもよい。
【０００４】
次いで、原材料が混合ステーション１０４から焼結バンド１０６上に放出され、ここで原材料が点火されて焼結される。焼結バンドの端部において焼結された材料は、高温選別破砕装置１０８で粉砕され、破砕により発生したダストは、換気フード３０６内で掃き出され、上記の処理のためにライン３０８、３１０、３２２を介して二次集塵装置３２４に輸送される。
【０００５】
高温選別破砕装置１０８は冷却装置１１０と動作的に連通しており、冷却装置１１０において高温の焼結された材料の温度が低下する。冷却プロセスからのガスは、フード３１２内で終わり、ライン３１４、３２０、３２２を介して二次集塵装置３２４に輸送される。冷却された焼結された材料は、コールドスクリーン１１２によって受け取られ、コールドスクリーン１１２は、例えば、高炉に先送りするために材料を放出する。換気フード３１６がコールドスクリーンにおいてダストを収集し、ガスライン３１８、３２０、３２２がダストを含むガスを二次集塵装置３２４に運ぶ。
【０００６】
焼結バンド１０６上の材料床の焼結プロセスによって生成されたガスおよびダストは、サクションボックス２０２内に収集され、一次ガスライン２０４を介して一次静電集塵器２０６に輸送され、ＥＳＰの集塵電極（収集プレート）上に収集される。一次ガスラインを流れるダストを含むガスは、一次ガス流と呼ばれる。一次ガスは、ファン２０８を介して一次スタック２１０に送られ、大気に放出される。装置１００では、一次ガスラインと二次ガスラインとの間に流体連通がなく、一次ガスライン内のダストが二次ガスラインからのダストと接触しないことに留意されたい。
【０００７】
焼結バンド上の焼結材料から発するライン２０４内の一次ガス流中のダストは、通常、炭化水素およびアルカリ塩化物を含んでいるので、一次静電集塵器２０６の収集プレート上にダストケーキが形成されると、それは非常に高い電気抵抗率を有しており、ＥＳＰの収集効率を低下させる。ＥＳＰのサイズを大きくすることによってこの問題を解決しようとする試みがなされている。しかし、これは非常にコストがかかり、成功は限定される。ＥＳＰ効率を改善する他の解決策が試みられており、それは、例えば、マイクロ秒パルス技術および移動電極ＥＳＰである。これらは費用のかかる解決策であり、ＥＳＰ収集効率の増加は依然として不確実である。
【０００８】
したがって、一次ＥＳＰの集塵電極上に形成されたダストケーキの電気抵抗率、および粒子収集効率に関連する問題を、プロセスまたは機器に対する大規模な変更を伴うことなく、低減させる方法を開発することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−００２７２４号公報
【発明の概要】
【００１０】
本明細書で開示されるのは、焼結バンド装置における集塵効率を向上させるためのシステムであって、本システムは、金属または金属鉱石を焼結するように動作する、材料ハンドリングステーションおよび補助機器を有する焼結バンドと、焼結バンド上の焼結材料の床を通過した一次ガス流から一次ダストを除去するように動作する一次静電集塵器と、材料ハンドリングステーションおよび焼結バンドにおける１つまたは複数のサクションポイントから発する二次ガス流から二次ダストを除去するように動作する二次集塵装置であって、二次ダストは、一次ダストよりも低い電気抵抗率を有する、二次集塵装置と、二次ダストを焼結バンドの下流の一次ガス流に輸送し、二次ダストを、一次静電集塵器の上流の位置に、および／または集塵器自体の中に直接に注入するように動作するダスト輸送ラインとを含む。
【００１１】
本明細書ではまた、焼結バンド装置における集塵効率を向上させるためのシステムが開示され、本システムは、金属または金属鉱石を焼結するように動作する、材料ハンドリングステーションおよび補助機器を有する焼結バンドと、焼結バンド上の焼結材料の床を通過した一次ガス流から一次ダストを除去するように動作する一次静電集塵器と、一次ダストよりも低い電気抵抗率を有する調整ダストを収容する貯蔵施設と、貯蔵施設から調整ダストを焼結バンドの下流の一次ガス流に輸送し、調整ダストを、一次静電集塵器の上流の位置に、および／または集塵器自体の中に直接に注入するように動作するダスト輸送ラインとを含む。
【００１２】
本明細書ではまた、焼結バンド装置における集塵効率を向上させるためのシステムが開示され、本システムは、金属または金属鉱石を焼結するように動作する、材料ハンドリングステーションおよび補助機器を有する焼結バンドと、焼結バンド上の焼結材料の床を通過した一次ガス流から一次ダストを除去するように動作する一次静電集塵器と、材料ハンドリングステーションおよび焼結バンドにおける１つまたは複数のサクションポイントから発する二次ガス流から二次ダストを除去するように動作する二次集塵装置であって、二次ダストは、一次ダストよりも低い電気抵抗率を有する、二次集塵装置と、二次集塵装置の上流の位置から焼結バンドの下流の一次ガス流に二次ガス流の後流を輸送し、後流を、一次静電集塵器の上流の位置に、および／または集塵器自体の中に直接に注入するように動作するガスダクトとを含む。
【００１３】
本明細書ではまた、方法が開示され、本方法は、焼結バンド上の焼結材料の床を通過して、一次ダストを含む一次ガス流を、一次静電集塵器に放出するステップと、一次ダストよりも低い電気抵抗率を有するダストを一次ガス流中に注入し、一次静電集塵器内の集塵電極上にダストケーキを形成する場合の高い抵抗に関連する問題を最小限にする混合された浮遊ダストを生成するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】既存の焼結バンド装置を示す概略図である。
【図２Ａ】ＥＳＰにおける一次焼結ガスの集塵プロセスが改良された例示的な焼結バンド装置の概略図である。
【図２Ｂ】ＥＳＰにおける一次焼結ガスの集塵プロセスが改良された例示的な焼結バンド装置の別の概略図である。
【図２Ｃ】ＥＳＰにおける一次焼結ガスの集塵プロセスが改良された例示的な焼結バンド装置のさらに別の概略図である。
【図３】図２Ａに示す方法を実施した場合およびしない場合について、一次ＥＳＰ中のダスト濃度がどのように挙動するかの例示的な計算を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書では、焼結バンドの一次ガス流を調整して下流の静電集塵器の効率を高めるための方法を開示する。焼結バンドの材料床を通って引き込まれた一次ガスは、通常、静電集塵器内のガスを清浄にすることを困難にする電気抵抗率の高い粒子を含んでいる。この調整は、より低い電気抵抗率の粒子を一次ガス流に導入して、ＥＳＰのプレート上に集められたダスト粒子の組み合わせが著しく減少した電気抵抗率を有するダストケーキを形成することを含む。ＥＳＰ収集プレート上のダストケーキの抵抗率が低いことにより、ＥＳＰが大きな逆イオン化なしに高出力入力で動作することができ、したがってＥＳＰの高い収集効率を達成することができる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、より低い電気抵抗率を有するダスト粒子は、二次集塵装置から一次ガス流に供給される。このように、二次集塵装置にすでに集められた低い抵抗率のダストは、一次ＥＳＰの上流の一次ガス流に注入され、一次ガス流中の一次ダストおよび二次ダストの混合物は、一次ＥＳＰの収集プレート上に適度な抵抗率のダストケーキを形成する。これは図２Ａに示され、以下に詳述される。
【００１７】
他の実施形態では、低い抵抗率の粒子は、焼結バンド装置に付加された独立したサイロから一次ガス流に供給される。これは図２Ｂに示されており、以下で詳述する。例として、焼結バンドの一次ガス流にダストを供給するサイロは、焼結バンドが配置されているプラント内の様々な供給源から得られた電気抵抗率の低いダストを含むことができる。
【００１８】
さらに他の実施形態では、一次ＥＳＰに必要とされる低い抵抗率の粒子は、ダストを含む二次ガス流の後流を一次ガス流に混合することによって供給される。これは図２Ｃに示され、以下で詳述する。実施形態はまた、種々の方法で組み合わせることができ、二次ガス流からのガスは、例えば、周囲空気の代わりに図２Ａおよび図２Ｂに示す実施形態のダスト輸送用のキャリアガスとして使用することもできる。
【００１９】
図２Ａに関して、焼結バンド装置４００は、原材料（例えば、鉱石、コークスおよび石灰）が貯蔵される貯蔵部４０２（例えば、サイロまたは他のタイプの貯蔵容器）を含む。次いで、原材料は混合のために混合ステーション４０４に供給される。混合ステーション４０４は、貯蔵部４０２の下流にある。混合ステーション４０４で生成されたダストは、換気フード６０２を介して収集され、ガスライン６０４を介して二次ガス回路６００（二次ガス流を含む）の一部であるライン６０８に供給される。
【００２０】
二次ガス回路６００は、ライン６０４、６０８、６１０、６１４、６１８、６２０、６２２を含む。フード６０２、６０６、６１２、６１６によって表されるサクションポイントから出てくる二次ガスは、二次ガス回路６００を通って流れ、ダスト分離のために二次集塵装置６２４を通過する。洗浄後に、二次ガスは、ファン６２６を介して二次スタック６２８を通って大気に排出される。二次ガス回路６００に含まれるダストは、電気抵抗率が比較的低い。好ましい実施形態では、二次ガス回路６００に含まれるダストは、約１×１０１１Ωｃｍ（ｏｈｍ−ｃｍ）以下の体積抵抗率を有する。
【００２１】
次に再び図２Ａを参照すると、原材料の混合物が混合ステーション４０４から焼結バンド４０６に放出され、ここで材料が点火され焼結される。焼結された材料は、焼結バンド４０６の下流にある高温選別破砕装置４０８で破砕される。高温選別破砕装置４０８で生成されたダストは、換気フード６０６で掃き出され、ライン６０８、６１０、６２２を介して二次集塵装置６２４に輸送される。
【００２２】
破砕された材料は冷却器４１０に入り、そこで冷却ガスはフード６１２で終わり、ライン６１４、６２０、６２２を介して二次集塵装置６２４への前方への移送が行われる。冷却された材料は、さらなる処理（通常、金属への還元のための高炉内で）のために調製された材料を放出するコールドスクリーン４１２によって受け取られる。換気フード６１６は、コールドスクリーンにおいてダストを収集し、ライン６１８、６２０、６２２を介してダストを含むガスを二次集塵装置６２４に放出する。
【００２３】
焼結バンド４０６上の材料床を通って引き込まれたダストで汚染されたガスは、サクションボックス５０２に集められ、一次ガスライン５０４を介して一次静電集塵器５０６に放出され、そこで収集プレート上に収集される。一次ガスラインを流れるダストを含むガスは、一次ガス流と呼ばれる。最後に、一次ガスは、ファン５０８を介して一次スタック５１０を通して大気に排出される。先に詳述したように、一次ガス流中のダスト粒子は、一次ＥＳＰ５０６の収集プレート上に蓄積し、一次ＥＳＰ５０６の効率を低下させる高抵抗ダストのプレート表面への蓄積を引き起こす。抵抗率の問題の主な理由は、焼結バンド上の材料床を通過した一次ガス中のダストが炭化水素およびアルカリ塩化物を含んでいることである。このダストは、一般に、１×１０１２Ωｃｍより大きい電気抵抗率を有し、これは収集されたダスト層における逆イオン化の問題を引き起こし、一次ＥＳＰ５０６の収集効率を著しく低下させるのに十分高い。
【００２４】
ＥＳＰの収集プレート上に非常に高い抵抗率の蓄積を有するダストケーキの生成を防止するために、はるかに低い電気抵抗率を有するダストが一次ガス流に混合される。低い抵抗率を有する粒子の供給源は、二次ガス流から二次集塵装置に集められた二次ダストである。この解決策は図２Ａに例示されており、ダストは二次集塵装置６２４から直接取得され、輸送ライン７０２を介して一次ガスライン５０４に注入される。一次ガスライン５０４では、一次ＥＳＰ５０６のプレート上に形成されたダストケーキの電気抵抗率が十分なＥＳＰ動作のために十分に低くなるような比率で２種類のダストが混合される。一次ＥＳＰの抵抗率の問題を緩和するこの方法で一次ダストを調整する場合に、ＥＳＰの動作パラメータ（電圧／電流制限、パルス周波数、ラッピング繰り返し時間など）の手動または自動の変更によってこれを利用して、新しい条件に対してその収集効率を最適化することが適切である。図２Ａは、二次集塵装置に集められた二次ダストのすべてが調整に使用されることを示しているが、そのダストの一部のみを利用する（例えば、一次ガス流中に二次ダストの最も細かいサイズの部分のみを注入する）ことで十分である場合がしばしばあり得る。
【００２５】
一次ガスを調整するのに必要な低抵抗率のダストは、焼結バンドを収容する一体型プラントの内部または外部の他の供給源からも得ることができる。図２Ｂは、この変形例の原理を示す。ここで、一次ガス流に注入される調整ダストは、サイロ７０４内に貯蔵される。サイロ７０４からダストが供給ライン７０６を介して一次ガスライン５０４に輸送され、一次ＥＳＰ５０６の上流の一次ガス流に混合される。ダストサイロ７０４は、ダスト供給ライン７０８、７１０によって示されるように、１つまたは複数の供給源から次々に充填される。適切な低抵抗率ダストのいくつかの可能な供給源は、一般に、焼結バンドを収容する一体型プラントにおいて利用可能であり、それは例えば、二次換気ダスト、高炉煙ダスト、ペレット化ダスト、原材料（例えば、鉱石、コークスおよび石灰）および動力ボイラーからのフライアッシュなどである。１つの特別な例は、もちろん、ダストサイロ７０４には、二次集塵装置６２４からのダストのみが供給されることである。あるいは、様々なタイプの適切な低抵抗率の粒子、例えば金属粒子または炭素質粒子などが、プラントの外部から供給されてもよい。
【００２６】
低抵抗率のダストで一次ガスを調整する別の方法は、二次ガス流中の浮遊粒子を二次集塵装置に集める前に直接利用することである。図２Ｃに例示されるように、これは、二次ガス流の後流を取得し、それを一次ガス流に混合することによって行うことができる。一次ＥＳＰ５０６の上流の混合ゾーン、すなわち二次後流ライン７１２が一次ガスライン５０４と合流するところで、それらの浮遊粒子を有するガスが混合され、一次ＥＳＰに集まりやすい組み合わされたダストを生成する。図２Ｃに示す例では、二次ガスの後流は、すべての個々の二次流れが合流した二次集塵装置６２４の上流のガスライン６２２上の点で得られるが、ガスが代わりに例えばガス流６０４または６０８（またはその両方）から得られる場合には、変形が可能であることは明らかである。二次ガスの正確なダクト配置およびタッピング点は、様々なガス流におけるガスおよびダストの性質、ならびに焼結バンドのレイアウトおよび一次ＥＳＰおよび二次集塵装置の相対的位置に基づいて決定される。図２Ｃの原理と図２Ａまたは図２Ｂの原理との様々な組み合わせも魅力的であり、それは例えば、輸送ライン７０２または７０６内のダスト粒子のためのキャリアガスとして二次ガスを使用すること、あるいは二次集塵装置６２４またはダストサイロ７０４からのダストの注入によってガス流７１２中のダスト含有量を増加させることなどである。図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃに概説された原理の別の変形例は、上流のガスラインではなく、二次ダストまたは調整ダストを一次ＥＳＰ自体に直接注入することである。
【００２７】
適切な抵抗率を有するダストケーキの形成を容易にする低抵抗率粒子の量は、一次ガス流中に存在する高抵抗率粒子の特性に対する二次ガス流からの低抵抗率粒子の特性（サイズ、形状、電気抵抗率など）に依存する。一実施形態では、低抵抗率粒子の含有量は、一次ＥＳＰ５０６に入るダストの総重量の２０重量％より大きく、好ましくは５０重量％より大きく、より好ましくは８０重量％より大きい。
【００２８】
一般に、ダストタイプの混合物の結果として生じる抵抗率と個々のダストの抵抗率および量との間には強い非線形関係がある。主要な理解は、より低いダスト抵抗率で達成できるＥＳＰ性能の向上が、一次ＥＳＰへの増加したダスト濃度およびガス流量を支配することである。これは、図３の理論的な例によって、焼結バンドの設置における一次および二次ガスの清浄化の現実的なパラメータに基づいて実証されている。図３の２つの曲線は、一次ＥＳＰの長さに沿ったダスト濃度を表す。したがって、ｘ＝０における曲線の値は、ＥＳＰの入口におけるダスト濃度に対応し、ｘ＝１における値は、ＥＳＰの出口におけるダスト排出である。曲線の形状は、Ｍａｔｔｓ−Ｏｈｎｆｅｌｄｔ方程式による減衰された指数関数的減少に従っており、これは、ＥＳＰの性能を評価するために広く使用されているＤｅｕｔｓｃｈ方程式の修正された形式である。実線８０１は、図１による従来技術を使用した、一次ＥＳＰにおける典型的な状況を表す。ダストの抵抗率が高いため、ＥＳＰを通る濃度の指数関数的減少は比較的緩慢である。図２Ａによる本発明を実施する際の状況の推定は、破線の曲線８０２によって表される。図２Ａの方法によれば、二次集塵装置からの低抵抗率のダストが一次ガス流に混合され、一次ＥＳＰの入口に高濃度の混合された一次／二次ダストをもたらす。収集プレート上のダスト混合物の抵抗率がはるかに低いため、ＥＳＰはダストケーキの逆イオン化を回避しながら高出力入力で動作することができる。結果として、また、混合物中の平均粒子サイズがより大きいので、収集効率がはるかに高くなる。純粋な一次ダストと比較してダスト混合物の入口濃度が著しく高いのにもかかわらず、ＥＳＰ出口で得られる濃度は約３５％低くなる。図３の例では、純粋な一次ダストの抵抗率は、一次ＥＳＰに支配的な条件で約５×１０１３Ωｃｍであると仮定されているが、同じ条件下での一次および二次ダストの混合物は少なくとも１０倍低い抵抗率を有する。これは、抵抗率の減少の比較的控えめな推定値である。
【００２９】
一次焼結バンドガス中の提示されたダスト調整の方法は、ＥＳＰのサイズを拡大することを回避し、そのような拡張に伴うコストを回避する点で有利である。この設計はまた、既存の焼結プラントでは、一次ＥＳＰおよび二次集塵装置の両方で集められたダストの大部分が、通常、焼結バンドフィードに再循環されるので、有利である。したがって、すでにいくつかの材料処理が行われて、ダストが同じ場所で終わることになるが、唯一の違いは二次ダストが一次ＥＳＰを介して経路を取ることである。したがって、この改良は、簡素な改造として既存の機器で実施することができる。
【００３０】
本方法の知覚される効果をさらに高めることができる別の肯定的な要因は、収集プレートのラッピングに関する。収集プレート上に形成されたダストケーキは、二次ダストによって調整されて、電気抵抗率が低くなるだけでなく、密度が高くなり、付着力が低下する。これら両方の要因は、低い抵抗率と共に、ラッピング中のプレートの洗浄効率を高める。二次ダストからの多量の重い金属を多く含む粒子は、付着力がより低く、密度がより高く、ラッピング中に容易に外れる多孔性のダストケーキを生成する。従来の一次ガス用ＥＳＰでは、収集プレートの洗浄は常に重要な問題であり、例えばアルカリ塩化物の分極による沈殿ダスト層中の抵抗率の長期的な増加によってさらに顕著になる。ダストケーキに二次ダストを付加することにより、一次ＥＳＰのプレートの洗浄がより効率的になる。
【００３１】
下流のＥＳＰにおける高い抵抗率の問題を軽減するために、低抵抗率のダストを一次ダストを含むガス流に混合する方法は、焼結バンド装置だけでなく、粒子分離のためのＥＳＰを利用する他のプロセス（例えば、火力発電所、セメントプラントなど）でも有利に使用することができる。
【００３２】
本明細書では、各種の要素、部品、領域、層および／またはセクションを「第１の」、「第２の」、「第３の」などの用語を使用して記述するが、それらの要素、部品、領域、層、および／またはセクションが、これらの用語により限定されるものではないことが理解されよう。これらの用語は、１つの要素、部品、領域、層、またはセクションを別の要素、部品、領域、層、またはセクションと区別するためにのみ使用される。よって、以下で議論される「第１の要素」、「部品」、「領域」、「層」、または「セクション」が、本明細書の教示から逸脱せずに、第２の要素、部品、領域、層、またはセクションと呼ばれることもある。
【００３３】
本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、限定を意図するものではない。本明細書で使用するように、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」などの単数形は、特に明示しない限り、複数形も含むことが意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」あるいは「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」および／または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合、記載した特徴、領域、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、領域、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組の存在または追加を除外しないことがさらに理解されよう。
【００３４】
さらに、図示するように、「下部」または「底部」および「上部」または「頂部」などの相対語を、ある要素の他の要素との関係を説明するために本明細書で使用することができる。相対語は、図面に描かれている向きに加えて、装置の異なる向きを包含することが意図されていることが理解されよう。例えば、図面のうちの１つにおいて装置が上下反転された場合には、他の要素の「下」側にあると記載される要素は、他の要素の「上」側に配置される。したがって、「下」という例示的な用語は、図面の特定の向きに応じて、「下」および「上」の向きの両方を包含することができる。同様に、図面のうちの１つにおいて装置が上下反転された場合には、他の要素の「下」または「下方」にあると記載される要素は、他の要素の「上」に配置される。したがって、「下」または「下方」という例示的な用語は、上および下の向きの両方を包含することができる。
【００３５】
特に定義されない限り、本明細書で用いられるすべての用語（技術的および科学的用語を含む）は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書で定義される用語などの用語は、関係のある技術分野および本開示の文脈におけるそれらの意味と合致する意味を有するものと解釈するべきであって、本明細書で特に定義されない限り、理念化された意味、または過度に形式的な意味で解釈するものではないことがさらに理解されよう。
【００３６】
例示的な実施形態は、本明細書において、理想化された実施形態の概略図である断面図を参照して説明されている。したがって、例えば、製造技術および／または許容誤差の結果として、図示した形状からの変形が想定される。したがって、本明細書に記載した実施形態は、本明細書に例示した領域の特定の形状に限定されるとみなされるものではなく、例えば製造により生じる形状の偏差を含むものである。例えば、平坦であるように図示または説明される領域は、通常、粗いおよび／または非線形の形状を有してもよい。さらに、図示されている鋭い角度は丸くされてもよい。このように、図面に示した領域は、性質上概略的なものであり、それらの形状は、領域の正確な形状を示すことを意図しておらず、また特許請求の範囲を限定することを意図していない。
【００３７】
および／またはという用語は、本明細書では、「および」ならびに「または」の両方を意味するために使用される。例えば、「Ａおよび／またはＢ」は、Ａ、ＢあるいはＡおよびＢを意味すると解釈することができる。
【００３８】
繋ぎの用語である「〜を含む」は、「本質的に〜からなる」および「〜からなる」という繋ぎの用語を包含し、「〜を含んでいる」と相互に交換可能である。
【００３９】
本開示は例示的な実施形態を記載しているが、開示された実施形態の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、またその要素を等価物で置き換えることができることは、当業者には理解されるであろう。さらに、多くの変形を行い、特定の状況または材料を、本開示の本質的な範囲から逸脱することなく、本発明の教示に適合させることができる。したがって、本開示は、本開示を実施するために想定される最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されないことが意図される。
【符号の説明】
【００４０】
１００  焼結バンド装置
１０２  貯蔵部／材料ハンドリングステーション
１０４  混合ステーション／材料ハンドリングステーション
１０６  焼結バンド
１０８  高温選別破砕装置／材料ハンドリングステーション
１１０  冷却装置／材料ハンドリングステーション
１１２  コールドスクリーン／材料ハンドリングステーション
２０２  サクションボックス
２０４  一次ガスライン
２０６  一次静電集塵器
２０８  ファン
２１０  一次スタック
３０２  換気フード
３０４  ライン
３０６  換気フード
３０８  二次ガスライン
３１０  ライン
３１２  換気フード
３１４  ライン
３１６  換気フード
３１８  ガスライン
３２０  ガスライン
３２２  ガスライン
３２４  二次集塵装置
３２６  ファン
３２８  二次スタック
４００  焼結バンド装置
４０２  貯蔵部
４０４  混合ステーション
４０６  焼結バンド
４０８  高温選別破砕装置
４１０  冷却器
４１２  コールドスクリーン
５０２  サクションボックス
５０４  一次ガスライン
５０６  一次静電集塵器
５０８  ファン
５１０  一次スタック
６００  二次ガス回路
６０２  換気フード
６０４  ガスライン／ガス流
６０６  換気フード
６０８  ライン／ガス流
６１０  ライン
６１２  フード
６１４  ライン
６１６  換気フード
６１８  ライン
６２０  ライン
６２２  ガスライン
６２４  二次集塵装置
６２６  ファン
６２８  二次スタック
７０２  輸送ライン
７０４  ダストサイロ
７０６  供給ライン
７０８  ダスト供給ライン
７１０  ダスト供給ライン
７１２  二次後流ライン／ガス流
８０１  実線
８０２  破線の曲線
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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