焼結機排ガスの処理装置
【課題】焼結機から発生した排ガス中の焼結ダストを、触媒としてそのまま利用し、長期にわたって安定に、しかも作業性よく、排ガス中の窒素酸化物を除去可能な焼結機排ガスの処理装置を提供する。
【解決手段】焼結機１１から吸引される排ガスを電気集塵機１２を介して大気放散するための排ガス路１３に設けられた焼結機排ガスの処理装置１０であって、電気集塵機１２の上流側の排ガスにアンモニアを噴霧する噴霧手段１７を設けるので、長期にわたって安定に、しかも作業性よく、排ガス中の窒素酸化物を除去できる。
【解決手段】焼結機１１から吸引される排ガスを電気集塵機１２を介して大気放散するための排ガス路１３に設けられた焼結機排ガスの処理装置１０であって、電気集塵機１２の上流側の排ガスにアンモニアを噴霧する噴霧手段１７を設けるので、長期にわたって安定に、しかも作業性よく、排ガス中の窒素酸化物を除去できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結機の排ガス路に設ける排ガスの処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄所では、焼結機を使用して鉄鉱石を焼結している。
この鉄鉱石の焼結時に発生する排ガス中には、焼結ダストと窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれているため、排ガス路に集塵機及び脱硝装置（例えば、活性炭を使用）を設けて、大気放散する前に焼結ダスト及び窒素酸化物を除去している。
一方、排ガス中から窒素酸化物を除去する触媒として、含水酸化鉄含有鉄鉱石を原料とし、これを加熱処理することにより、原料の鉄鉱石中の含水酸化鉄をα−ヘマタイトに変態させたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５２−３０７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の触媒を、焼結機から発生する排ガスの脱硝に利用する場合には、未だ解決すべき以下のような問題があった。
触媒は、その触媒機能を高めるため、予め加熱等の前処理を行う必要があり、処理コストがかかって不経済であると共に、手間を要するため作業性が悪い。
また、触媒は、窒素酸化物の脱硝能力が失われる前に交換する必要があるため、例えば、触媒のハンドリング設備や、触媒を排ガス中に保持する専用の容器を設ける必要があり、設備費やランニングコストの増大を招くと共に、作業性も悪い。更に、触媒を利用するに際しては、成型や粒度選別を行う必要があり、手間を要するため作業性が悪い。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、焼結機から発生した排ガス中の焼結ダストを、触媒としてそのまま利用し、長期にわたって安定に、しかも作業性よく、排ガス中の窒素酸化物を除去可能な焼結機排ガスの処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するためになされた本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）焼結機から吸引される排ガスを電気集塵機を介して大気放散するための排ガス路に設けられた焼結機排ガスの処理装置であって、
前記電気集塵機の上流側の排ガスにアンモニアを噴霧する噴霧手段を設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【０００７】
（２）前記電気集塵機の上流側に、排ガスを昇温するための昇温手段を設けたことを特徴とする（１）記載の焼結機排ガスの処理装置。
（３）前記排ガス路の前記電気集塵機の上流側位置で、かつ、前記噴霧手段より下流側位置に、複数の集塵電極、該集塵電極間に設けた放電電極、及び前記各集塵電極を槌打する槌打機を備える脱硝用電気集塵機を設けたことを特徴とする（１）記載の焼結機排ガスの処理装置。
【０００８】
（４）前記排ガス路はバイパス路を有し、前記脱硝用電気集塵機を前記バイパス路に設け、前記噴霧手段を前記バイパス路の前記脱硝用電気集塵機より上流側位置に設けたことを特徴とする（３）記載の焼結機排ガスの処理装置。
（５）前記排ガス路は、前記焼結機の排鉱部側から排ガスの一部を吸引する流路を有し、前記脱硝用電気集塵機を前記流路に設け、前記噴霧手段を前記流路の前記脱硝用電気集塵機より上流側位置に設けたことを特徴とする（３）記載の焼結機排ガスの処理装置。
【０００９】
（６）前記脱硝用電気集塵機の上流側に、排ガスを昇温するための昇温手段を設けたことを特徴とする（３）〜（５）記載の焼結機排ガスの処理装置。
（７）前記脱硝用電気集塵機の前記集塵電極は開口を有する多孔板で構成されていることを特徴とする（３）〜（６）記載の焼結機排ガスの処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る焼結機排ガスの処理装置は、排ガス路に設けられた電気集塵機の上流側の排ガスに、アンモニアを噴霧する噴霧手段が設けられているので、焼結機から吸引される排ガス中の焼結ダストの集塵能力を備える電気集塵機で、集塵された焼結ダストをそのまま脱硝のための触媒として利用できる。この焼結ダストは鉄鉱石の焼結時に熱負荷（熱処理）を受け、必然的に触媒活性が付与されるので、触媒として、従来必要であった加熱前処理が不要となる。更に、電気集塵機内に発生するイオン風により、排ガスの流れが乱れ、排ガス中の窒素酸化物と焼結ダストとの接触機会（接触頻度）が向上して、脱硝効率が向上する。
従って、本発明の焼結機排ガスの処理装置を使用することで、長期にわたって安定に、しかも作業性よく、排ガス中の窒素酸化物を除去できる。
【００１１】
この電気集塵機の上流側に、排ガスを昇温するための昇温手段を設けた場合、例えば、回収される排ガスの温度が低くても、焼結ダストを含む排ガスの温度を、焼結ダストの脱硝能力の向上が図れる温度まで、容易に上昇できる。
【００１２】
また、電気集塵機とアンモニアの噴霧手段との間に脱硝用電気集塵機を設けた場合、この脱硝用電気集塵機が複数の集塵電極を有しているので、排ガス中の微粉の焼結ダストをそのまま各集塵電極に捕集できる。これにより、焼結ダストの比表面積を、成型品よりも大きくできるので、脱硝能力の向上が図れる。
この脱硝用電気集塵機は、各集塵電極を槌打する槌打機を備えているので、使用の経過に伴って触媒能力が低下した焼結ダストを、各集塵電極から容易に落下させることができる。これにより、焼結ダストを排ガス路から取出すことなく交換できるので、作業性が良好になる。
従って、排ガス路の電気集塵機の上流側位置に脱硝用電気集塵機を設けることで、焼結ダストの集塵効率及び脱硝効率が向上する。
【００１３】
また、排ガス路がバイパス路を有し、このバイパス路に噴霧手段と脱硝用電気集塵機を設けた場合、処理する排ガス量を少なくできるので、脱硝用電気集塵機を小型化できる。
そして、排ガス路が、焼結機の排鉱部側から排ガスの一部を吸引する流路を有し、この流路に噴霧手段と脱硝用電気集塵機を設けた場合、焼結機の給鉱部側から排ガスを吸引する場合と比較して、回収される排ガスの温度を向上できる。これにより、焼結ダストの脱硝能力の更なる向上が図れる。
【００１４】
また、脱硝用電気集塵機の上流側に、排ガスを昇温するための昇温手段を設けた場合、例えば、回収される排ガスの温度が低くても、焼結ダストを含む排ガスの温度を、焼結ダストの脱硝能力の向上が図れる温度まで、容易に上昇できる。
更に、脱硝用電気集塵機の集塵電極を、開口を有する多孔板で構成する場合、この脱硝用電気集塵機内を流れる排ガスの流れを更に大きく乱すことができる。これにより、各集塵電極に集塵された焼結ダストと排ガスとの接触効率が高められ、脱硝能力の更なる向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置の説明図である。
【図２】同焼結機排ガスの処理装置の脱硝用電気集塵機の説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ脱硝用電気集塵機に使用する集塵電極の説明図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ脱硝用電気集塵機に使用する放電電極の説明図である。
【図５】（Ａ）は脱硝用電気集塵機の集塵電極を排ガスの流れに沿って配置した場合の脱硝用電気集塵機内部の排ガスの流れを模式的に示した説明図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図である。
【図６】脱硝用電気集塵機の集塵電極を排ガスの流れに対して直交する方向に配置した場合の脱硝用電気集塵機内部の排ガスの流れを模式的に示した説明図である。
【図７】荷電時の脱硝用電気集塵機内の状況を模式的に示した説明図である。
【図８】焼結機の給鉱部側から排鉱部側へかけての排ガス温度分布を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置の説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置の説明図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置の説明図である。
【図１２】排ガス温度が焼結ダストの脱硝率に及ぼす影響を示す説明図である。
【図１３】電気集塵機の荷電の有無が脱硝率に及ぼす影響を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の好ましい第１の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置１０は、焼結機１１から吸引される排ガスを電気集塵機１２を介して大気放散するための排ガス路１３に設けられた装置であり、焼結機１１から発生した排ガス中の焼結ダストを、排ガス路１３から排出することなくそのまま利用して、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する装置である。以下、詳しく説明する。
【００１７】
焼結機１１には、焼結機１１から発生した排ガスを下方へ吸引した後に下流側へ流す、メインブロワー（排風機）１４を備えた排ガス路１３が接続されている。この排ガス路１３を流れる排ガスは、排ガス中の窒素酸化物と焼結ダストを除去した後、煙突１５により、大気へ放散される。また、排ガス路１３には、メインブロワー１４の上流側位置に電気集塵機１２が設けられ、この電気集塵機１２により、電気集塵機１２に供給される排ガス中の全ての焼結ダストを集塵している。
この排ガス路１３に設けられた焼結機排ガスの処理装置１０は、電気集塵機１２の上流側位置に設けられた脱硝用電気集塵機１６と、その上流側の排ガスにアンモニア（ＮＨ３）を噴霧する噴霧手段１７とを有している。
【００１８】
脱硝用電気集塵機１６は、図２に示すように、排ガス路１３に接続されたケーシング１８と、このケーシング１８内に配置され、排ガス中の焼結ダストを集塵する複数の集塵電極１９、及びこの隣り合う集塵電極１９間に位置し、外部の高電圧発生装置２０に接続された複数の放電電極２１とを有している。なお、電気集塵機１２は、従来公知の構成であるが、脱硝用電気集塵機１６と同様の構成にすることが好ましい。
ケーシング１８は、上流側端部が、下流側へ向けて拡幅する逆テーパ状となって、下流側端部が、下流側へ向けて縮幅するテーパ状となった中膨らみ形状である。
これにより、排ガス路１３からケーシング１８内に流れ込んだ排ガスの流速を低下でき、所定の滞留時間（反応時間）を確保できる。
【００１９】
また、ケーシング１８内には、複数の集塵電極１９が、排ガスの流れる方向に対して直交する方向（ここでは、上下方向）に、しかも予め設定した間隔（例えば、１０〜４０ｃｍ程度）を有して、支持部材１９ａを介して平行に取付けられ、集塵電極１９と集塵電極１９の間に集塵電極１９に対向して、複数の放電電極２１からなる放電電極群が取付けられている。なお、放電電極群は、予め設定した間隔（例えば、１０〜４０ｃｍ程度）で各放電電極２１が平行に配置され、この各放電電極２１は、絶縁碍子２２を介してケーシング１８に取付けられている。この各放電電極２１は、絶縁碍子２２内に形成された貫通孔２２ａを介して、ケーシング１８内に挿入され、貫通孔２２ａと放電電極２１との隙間が、シール材２２ｂにより封止されている。また、高電圧発生装置２０には、全ての放電電極２１が接続されているわけではなく、一部の放電電極２１は、高電圧発生装置２０に接続された放電電極２１と、ケーシング１８内で接続されている。
このように、複数の集塵電極１９は、ケーシング１８に排ガスの流れる方向に対して直交する方向に取付けることが好ましいが、排ガスの流れる方向に沿って（左右方向に）取付けても、また排ガスの流れる方向に傾斜させて取付けてもよい。
【００２０】
この集塵電極１９は、図２、図３（Ａ）に示すように、金属製の平板に多数の開口２３が形成されたパンチングプレート（多孔板の一例）で構成されている。この開口率は、平板の面積の５０〜８０％程度が好ましい。
なお、集塵電極１９は、パンチングプレートに限定されるものではなく、平坦な形状であれば、例えば、図３（Ｂ）に示す金網２４、又は図３（Ｃ）、（Ｄ）に示す金属製のパイプ２５や棒２６を一列に並べたもの（以上、開口を有する多孔板に含まれる）、更には、金属製の平板でもよい。
【００２１】
また、放電電極２１は、図２、図４（Ａ）に示すように、パイプ２７に多数の突起２８を取付けた形状のものである。
なお、放電電極は、上記した形状に限定されるものではなく、放電し易い鋭利な形状であれば、例えば、図４（Ｂ）に示すように、断面角形の棒の角部を尖らせた星形状の放電電極２９や、図４（Ｃ）、（Ｄ）に示す鋸刃状の放電電極３０、３１、図４（Ｅ）に示す極細（径が０．３〜２ｍｍ程度）のワイヤー３２でもよい。
【００２２】
ここで、脱硝用電気集塵機を作動させた場合のケーシング１８内の状況について説明する。
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、集塵電極１９を排ガスの流れに沿って配置した場合、全体的に排ガスは、図５（Ａ）の左側から右側へ向けて流れるが、詳細にみると、イオン風（放電電極２１から集塵電極１９への排ガスの流れ：図中の湾曲した矢印）で旋回や攪拌がなされながら流れる。具体的には、集塵電極１９に引き寄せられた排ガスは、そのままイオン風に押されて隣の開口２３（ガス通路）に出て行き、今度は、逆向きのイオン風に押され、再度集塵電極１９に引き寄せられ、元の開口２３に戻る。
上記した状況を繰り返しながら、排ガスは、ケーシング１８の左側から右側へと、全体として流れてゆく。
【００２３】
また、図６に示すように、集塵電極１９と排ガスの流れとを直交させた場合（図２に示す脱硝用電気集塵機１６を平断面視した状態。なお、図２に示す最上流側位置の集塵電極１９は省略されている。）、基本的には、上記と同じ考え方で、排ガスは、集塵電極１９を行ったり来たりしながら、ケーシング１８の左側から右側へと、全体として流れてゆく。
以上の状況下では、放電電極２１を荷電した場合、図７に示すように、排ガスも焼結ダストも帯電する。このとき、排ガスは集塵電極１９に引き寄せられ、これがイオン風となり、一方、焼結ダストは、上記したイオン風と電界（クーロン力）で、集塵電極１９に運ばれ捕集される。
【００２４】
上記した脱硝用電気集塵機内のガス撹拌性を利用することで、イオン化した排ガスと帯電した焼結ダストの反応が促進されると共に、イオン化した排ガスと帯電した焼結ダストが引き合うため、更に反応が促進される。詳細には、イオン化した排ガスが、焼結ダスト表層の層流層をブレイクスルーする効果があり、これにより、イオン化した排ガスが、アース面の焼結ダスト（Ｆｅ２Ｏ３）と接触し易くなる。
また、集塵電極で集塵された焼結ダストの集塵電極への付着は、焼結ダストの粒子相互がソフト的（ふんわり）に接触した状態であり、排ガスとの接触面積が非常に大きいことからも、脱硝能力が高い。なお、焼結ダストの粒径は、１００μｍ以下である。
【００２５】
図２に示すように、各集塵電極１９の下部には、その集塵電極１９を槌打する槌打機３３が、各々取付けられている。
槌打機３３は、例えば、バイブレータやハンマで構成され、これにより集塵電極１９に衝撃を付与し、その表面に付着した焼結ダストを、ケーシング１８の下部に払い落とすものであり、予め設定した時間間隔で自動的に動作する。なお、ケーシング１８の下部には、下方へ向けて縮幅するテーパ状の複数の貯留部３４が設けられ、その下端部には、落下した焼結ダストの排出口３５が取付けられている。
従って、各槌打機３３により、集塵電極１９の表面から払い落とされた焼結ダストは、ケーシング１８の貯留部３４を介して、排出口３５から外部へ排出される。
【００２６】
また、図１に示すように、焼結機１１と脱硝用電気集塵機１６との間には、噴霧手段１７が設けられている。
噴霧手段１７は、排ガス路１３内に、アンモニア（ガス又は液体）の噴出部が配置されたものである。なお、噴出部は、排ガスとアンモニアとの接触効率を高めるため、霧状に噴霧可能なノズルで構成されているが、これに限定されるものではない。
これにより、アンモニアを含有した排ガスは、脱硝用電気集塵機１６内で焼結ダストに接触し、この排ガス中の窒素酸化物が、焼結ダスト（特に、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）成分）を触媒として、窒素と水に分解する作用を起こさせ、脱硝が行われる。
【００２７】
そして、図１に示すように、焼結機１１と噴霧手段１７との間（脱硝用電気集塵機１６の上流側）には、排ガス路１３を流れる排ガスを加熱して、排ガスを昇温（追い焚き）するための昇温手段３６が設けられている。これにより、排ガス中の焼結ダストの温度を、脱硝能力が顕著となる温度まで上昇させることができる。
焼結機１１から吸引される排ガスの温度は、図８に示すように、焼結原料を焼結機１１へ供給する給鉱部側の温度が、焼き固めた焼結鉱を排出する排鉱部側の温度よりも低い。このため、図１に示すように、給鉱部側と排鉱部側から吸引された排ガスが、一緒に脱硝用電気集塵機１６へ流れた場合、焼結ダストの温度が、脱硝能力を発揮できる程度まで、十分に高くならない場合がある。そこで、この場合は、昇温手段３６により排ガスを昇温して、焼結ダストの温度を上昇させる。なお、昇温手段には、例えばバーナ等を使用できる。
【００２８】
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置１０を使用して、焼結機１１から吸引される排ガス中の窒素酸化物を除去する方法について説明する。
焼結機１１の操業に伴い、メインブロワー１４を起動して、焼結機１１で発生する排ガスを煙突１５側へ吸引する。このとき、脱硝用電気集塵機１６の高電圧発生装置２０を作動させ、脱硝用電気集塵機１６の各集塵電極１９に排ガス中の焼結ダストを集塵すると共に、噴霧手段１７を作動させ、排ガス中にアンモニアを噴霧する。
なお、大気放散される前に排ガス中の全ての焼結ダストは、電気集塵機１２で回収される。
【００２９】
また、脱硝用電気集塵機１６内に流れ込む排ガスの温度（焼結ダストの温度と同等）が、例えば、１５０〜４５０℃程度になるように、昇温手段３６により排ガスを昇温させる。
これにより、各集塵電極１９に集塵された焼結ダストに、脱硝能力が付与されるため、排ガス中の窒素酸化物を除去できる。なお、脱硝用電気集塵機１６内の排ガスの滞留時間（集塵時間）は、通常２〜５秒程度で十分である。
そして、焼結ダストの脱硝能力が低下する前に、槌打機３３を作動させて、各集塵電極１９に付着した焼結ダストを落下させ、排出口３５から排出する。なお、各槌打機３３の動作時期は、同時でもよいが、ずらすことが好ましい。これにより、新たな焼結ダストが各集塵電極１９に捕集され、常に、集塵電極１９のいずれか１又は２以上に付着した焼結ダストが、脱硝機能を発揮できる。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置４０について説明するが、前記した焼結機排ガスの処理装置１０と同一部材に同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
図９に示すように、焼結機１１とメインブロワー１４との間の排ガス路４１（排ガス路１３と同様の機能を有する）には、その上流側から下流側へかけて、昇温手段３６、噴霧手段１７、及び電気集塵機４２が、順次設けられている。この電気集塵機４２は、既設の電気集塵機の構成を、脱硝用電気集塵機１６と同様の構成とし、電気集塵機１２と同様に排ガス中の全ての焼結ダストを集塵する機能を有するのみならず、更に脱硝用電気集塵機１６と同様に脱硝を行う機能も有している。
以上のように、焼結機排ガスの処理装置４０は、脱硝機能を備えた電気集塵機４２、噴霧手段１７、及び昇温手段３６を有しているので、新たな電気集塵機の設置を行うことなく、経済的に、しかも焼結ダストを外部へ排出することなく、排ガス中の脱硝を実施できる。
【００３１】
続いて、本発明の第３の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置５０について説明するが、前記した焼結機排ガスの処理装置１０と同一部材に同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
図１０に示すように、排ガス路５１は、主排ガス路５２（排ガス路１３と同様の機能を有する）と、主排ガス路５２から排ガスの一部（例えば、１０〜５０％程度）を吸引するブロワー５３を備えたバイパス路５４を有し、このバイパス路５４の上流側から下流側へかけて、昇温手段３６、噴霧手段１７、及び脱硝用電気集塵機１６を順次設けている。なお、バイパス路５４は、電気集塵機１２の上流側位置に設けられている。
これにより、既存の排ガス路に、脱硝用電気集塵機１６、噴霧手段１７、及び昇温手段３６を直接取付ける必要がなくなるので、例えば、これらの取付けに伴う焼結機１１の操業停止期間を短縮でき、焼結鉱の生産効率の低下を抑制できる。
【００３２】
本発明の第４の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置６０について説明するが、前記した焼結機排ガスの処理装置５０と同一部材に同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
図１１に示すように、排ガス路６１は、主排ガス路６２と、主排ガス路６２から排ガスの一部（例えば、１０〜５０％程度）を吸引するブロワー６３を備えた流路６４を有し、この流路６４の上流側から下流側へかけて、噴霧手段１７と脱硝用電気集塵機１６を順次設けている。
焼結機１１の排鉱部側（例えば、排鉱部側端部から焼結機１１の全長の３０％までの範囲）に流路６４の吸引口（上流側端部）を設けることで、脱硝用電気集塵機１６へ流入する排ガスの温度を高めることができる。これは、前記したように、焼結機１１の排鉱部側の排ガスの温度が、給鉱部側の排ガスの温度よりも高いことによる（図８参照）。
【００３３】
これにより、脱硝用電気集塵機１６に集塵される焼結ダストの温度は、脱硝能力を十分に発揮できる温度を有しているので、昇温手段を設けなくてもよいが、脱硝能力を更に高めるため、昇温手段を脱硝用電気集塵機１６の上流側の流路６４に設けてもよい。
また、流路６４の排出口（下流側端部）は、再度、主排ガス路６２に接続されている（ここでは、焼結機１１の全長の５０％位置よりも下流側の位置）。これにより、流路６４を流れることで脱硝がなされた排ガスを、再度、主排ガス路６２へ戻すことができるため、全排ガス中に含まれる総窒素酸化物量の低減が図れる。
【００３４】
なお、脱硝用電気集塵機１６で回収されなかった残部の焼結ダストは、電気集塵機１２で回収される。
以上のように、焼結機排ガスの処理装置６０の脱硝用電気集塵機１６及び噴霧手段１７を、焼結機１１の排鉱部側から排ガスの一部を吸引する流路６４に設けることで、排ガスの昇温のための熱エネルギーコストの低減が図れ、経済的に排ガス中の脱硝を実施できる。
また、排ガス中には、硫黄（Ｓ）があることから、アンモニアを噴霧するとヒューム状の硫安となるが、このヒューム状の硫安を集塵して除去可能となるため、更に好ましい。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
まず、焼結機から発生した排ガス中の焼結ダストを回収し、排ガスの温度が焼結ダストの脱硝率に及ぼす影響を、図１２を参照しながら説明図する。なお、図１２は、横軸に排ガス温度（焼結ダストの温度と同等）をとり、縦軸に脱硝率をとっている。
また、焼結ダストには、３ｍｍ×３〜８ｍｍのペレット状としたものを使用し、これを、ＮＨ３／ＮＯのモル比を１．５（ＮＯ：３００ｐｐｍ、ＮＨ３：４５０ｐｐｍ）、ＳＯ２を５００ｐｐｍ（ただし、２００〜２５０℃では０ｐｐｍ）に調整した空気中に曝して、脱硝能力を調査した。なお、使用した焼結ダストの化学成分を、表１に示す（なお、表１中の合計が１００質量％にならないのは四捨五入による）。
【００３６】
【表１】
【００３７】
図１２から、排ガス温度の上昇に伴い、脱硝率が上昇することを確認できた。特に、排ガス温度を３００〜４００℃程度の範囲内にした場合には、脱硝率を８０％以上にでき、焼結機から発生した焼結ダストが、十分な脱硝能力を備えていることを確認できた。
なお、この傾向は、焼結ダストの形状（例えば、粒径等）や化学成分によって多少の変動はあるが、略同等の傾向を示す。
【００３８】
次に、電気集塵機の荷電の有無が、脱硝効率に及ぼす影響を、図１３を参照しながら説明する。なお、図１３は、横軸に排ガス温度（焼結ダストの温度と同等）をとり、縦軸に脱硝率をとっており、電気集塵機の放電電極を荷電した場合を実線で、荷電しなかった場合を点線で、それぞれ示している。
ここで、排ガス量を１００Ｎｍ３／時間、排ガス中のＮＯｘを１７０ｐｐｍ、排ガスへのＮＨ３添加量を２００ｐｐｍ、排ガス中の焼結ダストの含有量を０．５ｇ／Ｎｍ３、荷電電圧を２ｋＶ、電流を５ｍＡ、荷電時間を２秒とした。
【００３９】
図１３から、荷電を行うことで、焼結ダストと排ガスが帯電して、両者が引き合って凝集し、脱硝効率を向上できることを確認できた。特に、排ガス温度が低い場合は、荷電により脱硝効率が向上できることを確認できた。
以上のことから、焼結機から発生した排ガス中の焼結ダストを、排ガス路から排出することなくそのまま利用し、長期にわたって安定に、しかも作業性よく、排ガス中の窒素酸化物を除去できることを確認できた。
【００４０】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の焼結機排ガスの処理装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、排ガス中の脱硝を、焼結機排ガスの処理装置のみを用いて実施した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、メインブロワーと煙突との間に、従来公知の活性炭を使用した脱硝装置を設置し、これを併用してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０：焼結機排ガスの処理装置、１１：焼結機、１２：電気集塵機、１３：排ガス路、１４：メインブロワー、１５：煙突、１６：脱硝用電気集塵機、１７：噴霧手段、１８：ケーシング、１９：集塵電極、１９ａ：支持部材、２０：高電圧発生装置、２１：放電電極、２２：絶縁碍子、２２ａ：貫通孔、２２ｂ：シール材、２３：開口、２４：金網、２５：パイプ、２６：棒、２７：パイプ、２８：突起、２９〜３１：放電電極、３２：ワイヤー、３３：槌打機、３４：貯留部、３５：排出口、３６：昇温手段、４０：焼結機排ガスの処理装置、４１：排ガス路、４２：電気集塵機、５０：焼結機排ガスの処理装置、５１：排ガス路、５２：主排ガス路、５３：ブロワー、５４：バイパス路、６０：焼結機排ガスの処理装置、６１：排ガス路、６２：主排ガス路、６３：ブロワー、６４：流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結機の排ガス路に設ける排ガスの処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄所では、焼結機を使用して鉄鉱石を焼結している。
この鉄鉱石の焼結時に発生する排ガス中には、焼結ダストと窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれているため、排ガス路に集塵機及び脱硝装置（例えば、活性炭を使用）を設けて、大気放散する前に焼結ダスト及び窒素酸化物を除去している。
一方、排ガス中から窒素酸化物を除去する触媒として、含水酸化鉄含有鉄鉱石を原料とし、これを加熱処理することにより、原料の鉄鉱石中の含水酸化鉄をα−ヘマタイトに変態させたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５２−３０７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の触媒を、焼結機から発生する排ガスの脱硝に利用する場合には、未だ解決すべき以下のような問題があった。
触媒は、その触媒機能を高めるため、予め加熱等の前処理を行う必要があり、処理コストがかかって不経済であると共に、手間を要するため作業性が悪い。
また、触媒は、窒素酸化物の脱硝能力が失われる前に交換する必要があるため、例えば、触媒のハンドリング設備や、触媒を排ガス中に保持する専用の容器を設ける必要があり、設備費やランニングコストの増大を招くと共に、作業性も悪い。更に、触媒を利用するに際しては、成型や粒度選別を行う必要があり、手間を要するため作業性が悪い。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、焼結機から発生した排ガス中の焼結ダストを、触媒としてそのまま利用し、長期にわたって安定に、しかも作業性よく、排ガス中の窒素酸化物を除去可能な焼結機排ガスの処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するためになされた本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）焼結機から吸引される排ガスを電気集塵機を介して大気放散するための排ガス路に設けられた焼結機排ガスの処理装置であって、
前記電気集塵機の上流側の排ガスにアンモニアを噴霧する噴霧手段を設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【０００７】
（２）前記電気集塵機の上流側に、排ガスを昇温するための昇温手段を設けたことを特徴とする（１）記載の焼結機排ガスの処理装置。
（３）前記排ガス路の前記電気集塵機の上流側位置で、かつ、前記噴霧手段より下流側位置に、複数の集塵電極、該集塵電極間に設けた放電電極、及び前記各集塵電極を槌打する槌打機を備える脱硝用電気集塵機を設けたことを特徴とする（１）記載の焼結機排ガスの処理装置。
【０００８】
（４）前記排ガス路はバイパス路を有し、前記脱硝用電気集塵機を前記バイパス路に設け、前記噴霧手段を前記バイパス路の前記脱硝用電気集塵機より上流側位置に設けたことを特徴とする（３）記載の焼結機排ガスの処理装置。
（５）前記排ガス路は、前記焼結機の排鉱部側から排ガスの一部を吸引する流路を有し、前記脱硝用電気集塵機を前記流路に設け、前記噴霧手段を前記流路の前記脱硝用電気集塵機より上流側位置に設けたことを特徴とする（３）記載の焼結機排ガスの処理装置。
【０００９】
（６）前記脱硝用電気集塵機の上流側に、排ガスを昇温するための昇温手段を設けたことを特徴とする（３）〜（５）記載の焼結機排ガスの処理装置。
（７）前記脱硝用電気集塵機の前記集塵電極は開口を有する多孔板で構成されていることを特徴とする（３）〜（６）記載の焼結機排ガスの処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る焼結機排ガスの処理装置は、排ガス路に設けられた電気集塵機の上流側の排ガスに、アンモニアを噴霧する噴霧手段が設けられているので、焼結機から吸引される排ガス中の焼結ダストの集塵能力を備える電気集塵機で、集塵された焼結ダストをそのまま脱硝のための触媒として利用できる。この焼結ダストは鉄鉱石の焼結時に熱負荷（熱処理）を受け、必然的に触媒活性が付与されるので、触媒として、従来必要であった加熱前処理が不要となる。更に、電気集塵機内に発生するイオン風により、排ガスの流れが乱れ、排ガス中の窒素酸化物と焼結ダストとの接触機会（接触頻度）が向上して、脱硝効率が向上する。
従って、本発明の焼結機排ガスの処理装置を使用することで、長期にわたって安定に、しかも作業性よく、排ガス中の窒素酸化物を除去できる。
【００１１】
この電気集塵機の上流側に、排ガスを昇温するための昇温手段を設けた場合、例えば、回収される排ガスの温度が低くても、焼結ダストを含む排ガスの温度を、焼結ダストの脱硝能力の向上が図れる温度まで、容易に上昇できる。
【００１２】
また、電気集塵機とアンモニアの噴霧手段との間に脱硝用電気集塵機を設けた場合、この脱硝用電気集塵機が複数の集塵電極を有しているので、排ガス中の微粉の焼結ダストをそのまま各集塵電極に捕集できる。これにより、焼結ダストの比表面積を、成型品よりも大きくできるので、脱硝能力の向上が図れる。
この脱硝用電気集塵機は、各集塵電極を槌打する槌打機を備えているので、使用の経過に伴って触媒能力が低下した焼結ダストを、各集塵電極から容易に落下させることができる。これにより、焼結ダストを排ガス路から取出すことなく交換できるので、作業性が良好になる。
従って、排ガス路の電気集塵機の上流側位置に脱硝用電気集塵機を設けることで、焼結ダストの集塵効率及び脱硝効率が向上する。
【００１３】
また、排ガス路がバイパス路を有し、このバイパス路に噴霧手段と脱硝用電気集塵機を設けた場合、処理する排ガス量を少なくできるので、脱硝用電気集塵機を小型化できる。
そして、排ガス路が、焼結機の排鉱部側から排ガスの一部を吸引する流路を有し、この流路に噴霧手段と脱硝用電気集塵機を設けた場合、焼結機の給鉱部側から排ガスを吸引する場合と比較して、回収される排ガスの温度を向上できる。これにより、焼結ダストの脱硝能力の更なる向上が図れる。
【００１４】
また、脱硝用電気集塵機の上流側に、排ガスを昇温するための昇温手段を設けた場合、例えば、回収される排ガスの温度が低くても、焼結ダストを含む排ガスの温度を、焼結ダストの脱硝能力の向上が図れる温度まで、容易に上昇できる。
更に、脱硝用電気集塵機の集塵電極を、開口を有する多孔板で構成する場合、この脱硝用電気集塵機内を流れる排ガスの流れを更に大きく乱すことができる。これにより、各集塵電極に集塵された焼結ダストと排ガスとの接触効率が高められ、脱硝能力の更なる向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置の説明図である。
【図２】同焼結機排ガスの処理装置の脱硝用電気集塵機の説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ脱硝用電気集塵機に使用する集塵電極の説明図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ脱硝用電気集塵機に使用する放電電極の説明図である。
【図５】（Ａ）は脱硝用電気集塵機の集塵電極を排ガスの流れに沿って配置した場合の脱硝用電気集塵機内部の排ガスの流れを模式的に示した説明図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図である。
【図６】脱硝用電気集塵機の集塵電極を排ガスの流れに対して直交する方向に配置した場合の脱硝用電気集塵機内部の排ガスの流れを模式的に示した説明図である。
【図７】荷電時の脱硝用電気集塵機内の状況を模式的に示した説明図である。
【図８】焼結機の給鉱部側から排鉱部側へかけての排ガス温度分布を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置の説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置の説明図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置の説明図である。
【図１２】排ガス温度が焼結ダストの脱硝率に及ぼす影響を示す説明図である。
【図１３】電気集塵機の荷電の有無が脱硝率に及ぼす影響を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の好ましい第１の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置１０は、焼結機１１から吸引される排ガスを電気集塵機１２を介して大気放散するための排ガス路１３に設けられた装置であり、焼結機１１から発生した排ガス中の焼結ダストを、排ガス路１３から排出することなくそのまま利用して、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する装置である。以下、詳しく説明する。
【００１７】
焼結機１１には、焼結機１１から発生した排ガスを下方へ吸引した後に下流側へ流す、メインブロワー（排風機）１４を備えた排ガス路１３が接続されている。この排ガス路１３を流れる排ガスは、排ガス中の窒素酸化物と焼結ダストを除去した後、煙突１５により、大気へ放散される。また、排ガス路１３には、メインブロワー１４の上流側位置に電気集塵機１２が設けられ、この電気集塵機１２により、電気集塵機１２に供給される排ガス中の全ての焼結ダストを集塵している。
この排ガス路１３に設けられた焼結機排ガスの処理装置１０は、電気集塵機１２の上流側位置に設けられた脱硝用電気集塵機１６と、その上流側の排ガスにアンモニア（ＮＨ３）を噴霧する噴霧手段１７とを有している。
【００１８】
脱硝用電気集塵機１６は、図２に示すように、排ガス路１３に接続されたケーシング１８と、このケーシング１８内に配置され、排ガス中の焼結ダストを集塵する複数の集塵電極１９、及びこの隣り合う集塵電極１９間に位置し、外部の高電圧発生装置２０に接続された複数の放電電極２１とを有している。なお、電気集塵機１２は、従来公知の構成であるが、脱硝用電気集塵機１６と同様の構成にすることが好ましい。
ケーシング１８は、上流側端部が、下流側へ向けて拡幅する逆テーパ状となって、下流側端部が、下流側へ向けて縮幅するテーパ状となった中膨らみ形状である。
これにより、排ガス路１３からケーシング１８内に流れ込んだ排ガスの流速を低下でき、所定の滞留時間（反応時間）を確保できる。
【００１９】
また、ケーシング１８内には、複数の集塵電極１９が、排ガスの流れる方向に対して直交する方向（ここでは、上下方向）に、しかも予め設定した間隔（例えば、１０〜４０ｃｍ程度）を有して、支持部材１９ａを介して平行に取付けられ、集塵電極１９と集塵電極１９の間に集塵電極１９に対向して、複数の放電電極２１からなる放電電極群が取付けられている。なお、放電電極群は、予め設定した間隔（例えば、１０〜４０ｃｍ程度）で各放電電極２１が平行に配置され、この各放電電極２１は、絶縁碍子２２を介してケーシング１８に取付けられている。この各放電電極２１は、絶縁碍子２２内に形成された貫通孔２２ａを介して、ケーシング１８内に挿入され、貫通孔２２ａと放電電極２１との隙間が、シール材２２ｂにより封止されている。また、高電圧発生装置２０には、全ての放電電極２１が接続されているわけではなく、一部の放電電極２１は、高電圧発生装置２０に接続された放電電極２１と、ケーシング１８内で接続されている。
このように、複数の集塵電極１９は、ケーシング１８に排ガスの流れる方向に対して直交する方向に取付けることが好ましいが、排ガスの流れる方向に沿って（左右方向に）取付けても、また排ガスの流れる方向に傾斜させて取付けてもよい。
【００２０】
この集塵電極１９は、図２、図３（Ａ）に示すように、金属製の平板に多数の開口２３が形成されたパンチングプレート（多孔板の一例）で構成されている。この開口率は、平板の面積の５０〜８０％程度が好ましい。
なお、集塵電極１９は、パンチングプレートに限定されるものではなく、平坦な形状であれば、例えば、図３（Ｂ）に示す金網２４、又は図３（Ｃ）、（Ｄ）に示す金属製のパイプ２５や棒２６を一列に並べたもの（以上、開口を有する多孔板に含まれる）、更には、金属製の平板でもよい。
【００２１】
また、放電電極２１は、図２、図４（Ａ）に示すように、パイプ２７に多数の突起２８を取付けた形状のものである。
なお、放電電極は、上記した形状に限定されるものではなく、放電し易い鋭利な形状であれば、例えば、図４（Ｂ）に示すように、断面角形の棒の角部を尖らせた星形状の放電電極２９や、図４（Ｃ）、（Ｄ）に示す鋸刃状の放電電極３０、３１、図４（Ｅ）に示す極細（径が０．３〜２ｍｍ程度）のワイヤー３２でもよい。
【００２２】
ここで、脱硝用電気集塵機を作動させた場合のケーシング１８内の状況について説明する。
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、集塵電極１９を排ガスの流れに沿って配置した場合、全体的に排ガスは、図５（Ａ）の左側から右側へ向けて流れるが、詳細にみると、イオン風（放電電極２１から集塵電極１９への排ガスの流れ：図中の湾曲した矢印）で旋回や攪拌がなされながら流れる。具体的には、集塵電極１９に引き寄せられた排ガスは、そのままイオン風に押されて隣の開口２３（ガス通路）に出て行き、今度は、逆向きのイオン風に押され、再度集塵電極１９に引き寄せられ、元の開口２３に戻る。
上記した状況を繰り返しながら、排ガスは、ケーシング１８の左側から右側へと、全体として流れてゆく。
【００２３】
また、図６に示すように、集塵電極１９と排ガスの流れとを直交させた場合（図２に示す脱硝用電気集塵機１６を平断面視した状態。なお、図２に示す最上流側位置の集塵電極１９は省略されている。）、基本的には、上記と同じ考え方で、排ガスは、集塵電極１９を行ったり来たりしながら、ケーシング１８の左側から右側へと、全体として流れてゆく。
以上の状況下では、放電電極２１を荷電した場合、図７に示すように、排ガスも焼結ダストも帯電する。このとき、排ガスは集塵電極１９に引き寄せられ、これがイオン風となり、一方、焼結ダストは、上記したイオン風と電界（クーロン力）で、集塵電極１９に運ばれ捕集される。
【００２４】
上記した脱硝用電気集塵機内のガス撹拌性を利用することで、イオン化した排ガスと帯電した焼結ダストの反応が促進されると共に、イオン化した排ガスと帯電した焼結ダストが引き合うため、更に反応が促進される。詳細には、イオン化した排ガスが、焼結ダスト表層の層流層をブレイクスルーする効果があり、これにより、イオン化した排ガスが、アース面の焼結ダスト（Ｆｅ２Ｏ３）と接触し易くなる。
また、集塵電極で集塵された焼結ダストの集塵電極への付着は、焼結ダストの粒子相互がソフト的（ふんわり）に接触した状態であり、排ガスとの接触面積が非常に大きいことからも、脱硝能力が高い。なお、焼結ダストの粒径は、１００μｍ以下である。
【００２５】
図２に示すように、各集塵電極１９の下部には、その集塵電極１９を槌打する槌打機３３が、各々取付けられている。
槌打機３３は、例えば、バイブレータやハンマで構成され、これにより集塵電極１９に衝撃を付与し、その表面に付着した焼結ダストを、ケーシング１８の下部に払い落とすものであり、予め設定した時間間隔で自動的に動作する。なお、ケーシング１８の下部には、下方へ向けて縮幅するテーパ状の複数の貯留部３４が設けられ、その下端部には、落下した焼結ダストの排出口３５が取付けられている。
従って、各槌打機３３により、集塵電極１９の表面から払い落とされた焼結ダストは、ケーシング１８の貯留部３４を介して、排出口３５から外部へ排出される。
【００２６】
また、図１に示すように、焼結機１１と脱硝用電気集塵機１６との間には、噴霧手段１７が設けられている。
噴霧手段１７は、排ガス路１３内に、アンモニア（ガス又は液体）の噴出部が配置されたものである。なお、噴出部は、排ガスとアンモニアとの接触効率を高めるため、霧状に噴霧可能なノズルで構成されているが、これに限定されるものではない。
これにより、アンモニアを含有した排ガスは、脱硝用電気集塵機１６内で焼結ダストに接触し、この排ガス中の窒素酸化物が、焼結ダスト（特に、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）成分）を触媒として、窒素と水に分解する作用を起こさせ、脱硝が行われる。
【００２７】
そして、図１に示すように、焼結機１１と噴霧手段１７との間（脱硝用電気集塵機１６の上流側）には、排ガス路１３を流れる排ガスを加熱して、排ガスを昇温（追い焚き）するための昇温手段３６が設けられている。これにより、排ガス中の焼結ダストの温度を、脱硝能力が顕著となる温度まで上昇させることができる。
焼結機１１から吸引される排ガスの温度は、図８に示すように、焼結原料を焼結機１１へ供給する給鉱部側の温度が、焼き固めた焼結鉱を排出する排鉱部側の温度よりも低い。このため、図１に示すように、給鉱部側と排鉱部側から吸引された排ガスが、一緒に脱硝用電気集塵機１６へ流れた場合、焼結ダストの温度が、脱硝能力を発揮できる程度まで、十分に高くならない場合がある。そこで、この場合は、昇温手段３６により排ガスを昇温して、焼結ダストの温度を上昇させる。なお、昇温手段には、例えばバーナ等を使用できる。
【００２８】
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置１０を使用して、焼結機１１から吸引される排ガス中の窒素酸化物を除去する方法について説明する。
焼結機１１の操業に伴い、メインブロワー１４を起動して、焼結機１１で発生する排ガスを煙突１５側へ吸引する。このとき、脱硝用電気集塵機１６の高電圧発生装置２０を作動させ、脱硝用電気集塵機１６の各集塵電極１９に排ガス中の焼結ダストを集塵すると共に、噴霧手段１７を作動させ、排ガス中にアンモニアを噴霧する。
なお、大気放散される前に排ガス中の全ての焼結ダストは、電気集塵機１２で回収される。
【００２９】
また、脱硝用電気集塵機１６内に流れ込む排ガスの温度（焼結ダストの温度と同等）が、例えば、１５０〜４５０℃程度になるように、昇温手段３６により排ガスを昇温させる。
これにより、各集塵電極１９に集塵された焼結ダストに、脱硝能力が付与されるため、排ガス中の窒素酸化物を除去できる。なお、脱硝用電気集塵機１６内の排ガスの滞留時間（集塵時間）は、通常２〜５秒程度で十分である。
そして、焼結ダストの脱硝能力が低下する前に、槌打機３３を作動させて、各集塵電極１９に付着した焼結ダストを落下させ、排出口３５から排出する。なお、各槌打機３３の動作時期は、同時でもよいが、ずらすことが好ましい。これにより、新たな焼結ダストが各集塵電極１９に捕集され、常に、集塵電極１９のいずれか１又は２以上に付着した焼結ダストが、脱硝機能を発揮できる。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置４０について説明するが、前記した焼結機排ガスの処理装置１０と同一部材に同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
図９に示すように、焼結機１１とメインブロワー１４との間の排ガス路４１（排ガス路１３と同様の機能を有する）には、その上流側から下流側へかけて、昇温手段３６、噴霧手段１７、及び電気集塵機４２が、順次設けられている。この電気集塵機４２は、既設の電気集塵機の構成を、脱硝用電気集塵機１６と同様の構成とし、電気集塵機１２と同様に排ガス中の全ての焼結ダストを集塵する機能を有するのみならず、更に脱硝用電気集塵機１６と同様に脱硝を行う機能も有している。
以上のように、焼結機排ガスの処理装置４０は、脱硝機能を備えた電気集塵機４２、噴霧手段１７、及び昇温手段３６を有しているので、新たな電気集塵機の設置を行うことなく、経済的に、しかも焼結ダストを外部へ排出することなく、排ガス中の脱硝を実施できる。
【００３１】
続いて、本発明の第３の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置５０について説明するが、前記した焼結機排ガスの処理装置１０と同一部材に同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
図１０に示すように、排ガス路５１は、主排ガス路５２（排ガス路１３と同様の機能を有する）と、主排ガス路５２から排ガスの一部（例えば、１０〜５０％程度）を吸引するブロワー５３を備えたバイパス路５４を有し、このバイパス路５４の上流側から下流側へかけて、昇温手段３６、噴霧手段１７、及び脱硝用電気集塵機１６を順次設けている。なお、バイパス路５４は、電気集塵機１２の上流側位置に設けられている。
これにより、既存の排ガス路に、脱硝用電気集塵機１６、噴霧手段１７、及び昇温手段３６を直接取付ける必要がなくなるので、例えば、これらの取付けに伴う焼結機１１の操業停止期間を短縮でき、焼結鉱の生産効率の低下を抑制できる。
【００３２】
本発明の第４の実施の形態に係る焼結機排ガスの処理装置６０について説明するが、前記した焼結機排ガスの処理装置５０と同一部材に同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
図１１に示すように、排ガス路６１は、主排ガス路６２と、主排ガス路６２から排ガスの一部（例えば、１０〜５０％程度）を吸引するブロワー６３を備えた流路６４を有し、この流路６４の上流側から下流側へかけて、噴霧手段１７と脱硝用電気集塵機１６を順次設けている。
焼結機１１の排鉱部側（例えば、排鉱部側端部から焼結機１１の全長の３０％までの範囲）に流路６４の吸引口（上流側端部）を設けることで、脱硝用電気集塵機１６へ流入する排ガスの温度を高めることができる。これは、前記したように、焼結機１１の排鉱部側の排ガスの温度が、給鉱部側の排ガスの温度よりも高いことによる（図８参照）。
【００３３】
これにより、脱硝用電気集塵機１６に集塵される焼結ダストの温度は、脱硝能力を十分に発揮できる温度を有しているので、昇温手段を設けなくてもよいが、脱硝能力を更に高めるため、昇温手段を脱硝用電気集塵機１６の上流側の流路６４に設けてもよい。
また、流路６４の排出口（下流側端部）は、再度、主排ガス路６２に接続されている（ここでは、焼結機１１の全長の５０％位置よりも下流側の位置）。これにより、流路６４を流れることで脱硝がなされた排ガスを、再度、主排ガス路６２へ戻すことができるため、全排ガス中に含まれる総窒素酸化物量の低減が図れる。
【００３４】
なお、脱硝用電気集塵機１６で回収されなかった残部の焼結ダストは、電気集塵機１２で回収される。
以上のように、焼結機排ガスの処理装置６０の脱硝用電気集塵機１６及び噴霧手段１７を、焼結機１１の排鉱部側から排ガスの一部を吸引する流路６４に設けることで、排ガスの昇温のための熱エネルギーコストの低減が図れ、経済的に排ガス中の脱硝を実施できる。
また、排ガス中には、硫黄（Ｓ）があることから、アンモニアを噴霧するとヒューム状の硫安となるが、このヒューム状の硫安を集塵して除去可能となるため、更に好ましい。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
まず、焼結機から発生した排ガス中の焼結ダストを回収し、排ガスの温度が焼結ダストの脱硝率に及ぼす影響を、図１２を参照しながら説明図する。なお、図１２は、横軸に排ガス温度（焼結ダストの温度と同等）をとり、縦軸に脱硝率をとっている。
また、焼結ダストには、３ｍｍ×３〜８ｍｍのペレット状としたものを使用し、これを、ＮＨ３／ＮＯのモル比を１．５（ＮＯ：３００ｐｐｍ、ＮＨ３：４５０ｐｐｍ）、ＳＯ２を５００ｐｐｍ（ただし、２００〜２５０℃では０ｐｐｍ）に調整した空気中に曝して、脱硝能力を調査した。なお、使用した焼結ダストの化学成分を、表１に示す（なお、表１中の合計が１００質量％にならないのは四捨五入による）。
【００３６】
【表１】
【００３７】
図１２から、排ガス温度の上昇に伴い、脱硝率が上昇することを確認できた。特に、排ガス温度を３００〜４００℃程度の範囲内にした場合には、脱硝率を８０％以上にでき、焼結機から発生した焼結ダストが、十分な脱硝能力を備えていることを確認できた。
なお、この傾向は、焼結ダストの形状（例えば、粒径等）や化学成分によって多少の変動はあるが、略同等の傾向を示す。
【００３８】
次に、電気集塵機の荷電の有無が、脱硝効率に及ぼす影響を、図１３を参照しながら説明する。なお、図１３は、横軸に排ガス温度（焼結ダストの温度と同等）をとり、縦軸に脱硝率をとっており、電気集塵機の放電電極を荷電した場合を実線で、荷電しなかった場合を点線で、それぞれ示している。
ここで、排ガス量を１００Ｎｍ３／時間、排ガス中のＮＯｘを１７０ｐｐｍ、排ガスへのＮＨ３添加量を２００ｐｐｍ、排ガス中の焼結ダストの含有量を０．５ｇ／Ｎｍ３、荷電電圧を２ｋＶ、電流を５ｍＡ、荷電時間を２秒とした。
【００３９】
図１３から、荷電を行うことで、焼結ダストと排ガスが帯電して、両者が引き合って凝集し、脱硝効率を向上できることを確認できた。特に、排ガス温度が低い場合は、荷電により脱硝効率が向上できることを確認できた。
以上のことから、焼結機から発生した排ガス中の焼結ダストを、排ガス路から排出することなくそのまま利用し、長期にわたって安定に、しかも作業性よく、排ガス中の窒素酸化物を除去できることを確認できた。
【００４０】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の焼結機排ガスの処理装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、排ガス中の脱硝を、焼結機排ガスの処理装置のみを用いて実施した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、メインブロワーと煙突との間に、従来公知の活性炭を使用した脱硝装置を設置し、これを併用してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０：焼結機排ガスの処理装置、１１：焼結機、１２：電気集塵機、１３：排ガス路、１４：メインブロワー、１５：煙突、１６：脱硝用電気集塵機、１７：噴霧手段、１８：ケーシング、１９：集塵電極、１９ａ：支持部材、２０：高電圧発生装置、２１：放電電極、２２：絶縁碍子、２２ａ：貫通孔、２２ｂ：シール材、２３：開口、２４：金網、２５：パイプ、２６：棒、２７：パイプ、２８：突起、２９〜３１：放電電極、３２：ワイヤー、３３：槌打機、３４：貯留部、３５：排出口、３６：昇温手段、４０：焼結機排ガスの処理装置、４１：排ガス路、４２：電気集塵機、５０：焼結機排ガスの処理装置、５１：排ガス路、５２：主排ガス路、５３：ブロワー、５４：バイパス路、６０：焼結機排ガスの処理装置、６１：排ガス路、６２：主排ガス路、６３：ブロワー、６４：流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結機から吸引される排ガスを電気集塵機を介して大気放散するための排ガス路に設けられた焼結機排ガスの処理装置であって、
前記電気集塵機の上流側の排ガスにアンモニアを噴霧する噴霧手段を設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の焼結機排ガスの処理装置において、前記電気集塵機の上流側に、排ガスを昇温するための昇温手段を設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の焼結機排ガスの処理装置において、前記排ガス路の前記電気集塵機の上流側位置で、かつ、前記噴霧手段より下流側位置に、複数の集塵電極、該集塵電極間に設けた放電電極、及び前記各集塵電極を槌打する槌打機を備える脱硝用電気集塵機を設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の焼結機排ガスの処理装置において、前記排ガス路はバイパス路を有し、前記脱硝用電気集塵機を前記バイパス路に設け、前記噴霧手段を前記バイパス路の前記脱硝用電気集塵機より上流側位置に設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項５】
請求項３記載の焼結機排ガスの処理装置において、前記排ガス路は、前記焼結機の排鉱部側から排ガスの一部を吸引する流路を有し、前記脱硝用電気集塵機を前記流路に設け、前記噴霧手段を前記流路の前記脱硝用電気集塵機より上流側位置に設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の焼結機排ガスの処理装置において、前記脱硝用電気集塵機の上流側に、排ガスを昇温するための昇温手段を設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の焼結機排ガスの処理装置において、前記脱硝用電気集塵機の前記集塵電極は開口を有する多孔板で構成されていることを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項１】
焼結機から吸引される排ガスを電気集塵機を介して大気放散するための排ガス路に設けられた焼結機排ガスの処理装置であって、
前記電気集塵機の上流側の排ガスにアンモニアを噴霧する噴霧手段を設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の焼結機排ガスの処理装置において、前記電気集塵機の上流側に、排ガスを昇温するための昇温手段を設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の焼結機排ガスの処理装置において、前記排ガス路の前記電気集塵機の上流側位置で、かつ、前記噴霧手段より下流側位置に、複数の集塵電極、該集塵電極間に設けた放電電極、及び前記各集塵電極を槌打する槌打機を備える脱硝用電気集塵機を設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の焼結機排ガスの処理装置において、前記排ガス路はバイパス路を有し、前記脱硝用電気集塵機を前記バイパス路に設け、前記噴霧手段を前記バイパス路の前記脱硝用電気集塵機より上流側位置に設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項５】
請求項３記載の焼結機排ガスの処理装置において、前記排ガス路は、前記焼結機の排鉱部側から排ガスの一部を吸引する流路を有し、前記脱硝用電気集塵機を前記流路に設け、前記噴霧手段を前記流路の前記脱硝用電気集塵機より上流側位置に設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の焼結機排ガスの処理装置において、前記脱硝用電気集塵機の上流側に、排ガスを昇温するための昇温手段を設けたことを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の焼結機排ガスの処理装置において、前記脱硝用電気集塵機の前記集塵電極は開口を有する多孔板で構成されていることを特徴とする焼結機排ガスの処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１６１３２９（Ｐ２０１１−１６１３２９Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４４６３（Ｐ２０１０−２４４６３）
【出願日】平成２２年２月５日（２０１０．２．５）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月５日（２０１０．２．５）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
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