説明

電気集塵機の運転制御方法

【課題】従来一定とされていた設備条件を可変にすることでより効率的な集塵を実現する。
【解決手段】複数に分割した独立の排ガス流れ領域が、排ガスの流れ方向と直角の方向に配置された電気集塵機7の運転制御方法である。電気集塵機7の出口7c側の煤塵濃度を検出し、この検出した出口側の煤塵濃度に応じて、排ガスを通過させる前記複数に分割した排ガス流れ領域7aの数を変更する。
【効果】ダスト性状が変動しても、常に安定した集塵効率を維持して目標とする出口側煤塵濃度を維持することができ、電気集塵機の省エネルギ運転が可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ドワイトロイド式焼結機(以下、単に焼結機という。)を用いて焼結鉱を製造する時に発生する排ガス中のダストを除去する乾式電気集塵機の運転制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
溶鉱炉に装入する焼結鉱を製造する装置として、焼結機が広く用いられている。この焼結機は、図1に示すように、サージホッパー1からパレット2上に、複数種類の粉鉄鉱石、石灰石、凝結材等を混合した焼結原料(以下、単に原料という。)を装入し、点火炉3によってこの原料層の上面に点火する。上面に点火された原料層は、排風機4により下方から大気を吸引されることで、凝結材が燃焼して原料層の上層から下層に向かって焼成が進行し、粉鉱石の焼成体である焼結鉱が製造される。
【0003】
製造された焼結鉱は冷却機5に送られる一方、排風機4により吸引された大気はパレット2の下方から排ガスとして排出される。なお、凝結材には、通常は粉コークス等の炭材が使用される。また、図1中の6は床敷ホッパー、7は電気集塵機を示す。
【0004】
前記排ガスには未反応の微粉鉱石、未燃焼凝結材、凝結材の燃焼に伴う煤、灰などがダストとして含まれているので、排ガスはダストを除去した後大気に放散される。このダストの除去は、大流量、高圧力、及び排ガスの組成(NOx,SOx含有)や温度(150℃以下)等の条件から、電気集塵機を使用するのが一般的であり、この電気集塵機の集塵特性は、一般に下記数式1に示すDeutcheの式で表わされる。
【0005】
【数1】

【0006】
また、電気集塵機の出口における煤塵濃度は、下記数式2で表わされる。
【0007】
【数2】

【0008】
前記の数式1によれば、電気集塵機の集塵効率ηは、対象とするダスト(荷電粒子)の移動速度ωと比集塵面積(A/Q)により決定される。そして、従来、電気集塵機の設計に際しては、対象となるダストの移動速度ωを設定し、所要の集塵率を達成するように比集塵面積(A/Q)を決定している。
【0009】
しかしながら、排ガスや発生するダストの性状は、焼結機の操業条件や原料の変動等によって変動するので、このダスト性状の変動によりダストの移動速度ωが変動して電気集塵機の集塵効率η(集塵能力)も変動する。従って、集塵効率ηを安定的に維持することは困難である。
【0010】
一方、集塵面積Aを大きくし、排ガス流量Qを少なくすれば、比集塵面積(A/Q)が増加して集塵効率ηは高くなる。
【0011】
しかしながら、集塵面積Aなどの設備条件は、所期の目標とする除塵性能を有する電気集塵機を設計する段階で決定されるもので、稼働中に変更されることは無い。そして、その設計の際にも、ダスト性状についての評価はほとんど無く、排ガス中ダストの高電気抵抗という特性が考慮される程度である。
【0012】
また、排ガス流量Qは、焼結機の操業条件の変動等により変動するが、生成された排ガスは、その全量を集塵処理する必要があり、集塵効率の制御のために排ガス流量Qを変更することはできない。
【0013】
そこで、除塵性能を安定的に維持するため、ダスト性状を変化させる要因である焼結原料中のアルカリ金属、ハロゲン及び油脂分の含有量を制限する方法が、従来から提案されている。
【0014】
また、特許文献1、2には、水を噴霧して冷却機からの排ガス温度を低下させると共に排ガス中の水分を上昇させることで、ダスト粒子の電気抵抗値を下げ、電気集塵機の集塵効率を向上させる技術が開示されている。
【0015】
しかしながら、焼結原料中のアルカリ金属、ハロゲン及び油脂分の含有量を制限する技術や、特許文献1、2で開示された技術は、操業上及び需給上からの制約を有するという問題がある。
【0016】
また、集塵機前段の煙道中に、特許文献3では水を噴霧することで、特許文献4では水蒸気を噴霧することで、ダスト表面に水膜を形成してダスト粒子の移動速度ωを増加させる技術が開示されている。また、特許文献5には、操業条件、原料条件を制御することで、ダスト粒子の移動速度ωを増加させて集塵効率を向上させる技術が開示されている。
【0017】
しかしながら、前記のようにダストの移動速度ωは変動するので、集塵効率ηを安定的に維持することが困難であることに変わりはない。
【0018】
一方、特許文献6には、排ガスの流れ方向に沿って複数に分割した集塵室の出口又は入口の少なくとも何れかにダンパーを設け、槌打時にダンパーを閉止した場合の槌打セクション以外の荷電率を、無槌打時の荷電率よりも高く設定する技術が開示されている。
【0019】
しかしながら、特許文献6に開示された技術は、槌打によるダスト再飛散を防止するということが目的であり、積極的に稼動中の電気集塵機の集塵面積を変更するものではないので、集塵効率の大きな向上は望めない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0020】
【特許文献1】特許第3214309号公報
【特許文献2】特許第2927217号公報
【特許文献3】実開昭63−66147号公報
【特許文献4】特開2007−127387号公報
【特許文献5】特開2001−158923号公報
【特許文献6】特許第2902035号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0021】
本発明が解決しようとする問題点は、従来の技術は、何れも一定とされた設備条件の中で集塵効率の向上を図るものであるため、集塵効率の向上できる程度は十分なものではなかったという点である。
【課題を解決するための手段】
【0022】
本発明の第1の電気集塵機の運転制御方法は、
従来一定とされていた設備条件を可変にすることでより効率的な集塵を実現するために、
複数に分割した独立の排ガス流れ領域が、排ガスの流れ方向と直角の方向に配置された電気集塵機の運転制御方法であって、
前記電気集塵機の出口側の煤塵濃度を検出し、この検出した出口側の煤塵濃度に応じて、排ガスを通過させる前記複数に分割した排ガス流れ領域数を変更することを最も主要な特徴としている。
【0023】
本発明の第1の電気集塵機の運転制御方法は、具体的には、電気集塵機の出口側の煤塵濃度が設定値以下に低下した場合には、複数に分割した排ガス流れ領域数を減少させて集塵面積を減少するものであり、これにより電気集塵機の省エネルギ運転が可能になる。
【0024】
また、本発明の第2の電気集塵機の運転制御方法は、
複数に分割した独立の排ガス流れ領域が、排ガスの流れ方向と直角の方向に配置された電気集塵機の運転制御方法であって、
排ガス中ダスト(荷電粒子)の集塵空間での集塵極への移動速度、排ガス流量、及び入口側の煤塵濃度を検出し、この検出した前記移動速度、排ガス流量、及び入口側の煤塵濃度に応じて、排ガスを通過させる前記複数に分割した排ガス流れ領域数を変更することにより、常に目標とする出口側の煤塵濃度を維持することを最も主要な特徴としている。
【0025】
本発明の第2の電気集塵機の運転制御方法は、検出した排ガス中ダストの移動速度、排ガス流量、及び入口側の煤塵濃度に応じて、複数に分割した排ガス流れ領域数を変更することにより、常に目標とする出口側煤塵濃度を維持でき、効率的な運転が可能になる。
【発明の効果】
【0026】
本発明では、ダスト性状が変動しても、常に安定した集塵効率を維持して目標とする出口側煤塵濃度を維持することができ、電気集塵機の省エネルギ運転が可能となる。また、焼結機の生産変動に伴う集塵ガス量の変動、入口側煤塵濃度の変動に対応した効率的な電気集塵機の運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の電気集塵機の運転制御方法を適用する焼結機の一例を示す概略フロー図である。
【図2】本発明の運転制御方法を適用する電気集塵機の一例を示す概略縦断面図である。
【図3】集塵率に及ぼす比集塵面積とダスト粒子移動速度の影響を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
本発明では、従来一定とされていた設備条件を可変にすることでより効率的な集塵を実現するという目的を、例えば検出した出口側煤塵濃度に応じて、複数に分割した排ガス流れ領域数を変更することによって実現した。
【実施例】
【0029】
以下、本発明を実施するための形態例について、図1及び図2を用いて説明する。
本発明は、焼結機のパレット下方から排風機により吸引された排ガスに含まれるダストの性状と焼結機操業の変動に対応して比集塵面積を可変にすることで、電気集塵機の省エネルギ運転や、集塵効率を一定に維持することをその技術的思想としている。
【0030】
図2は、本発明の運転制御方法を適用する電気集塵機7の一例を示したものであり、複数に分割した独立の排ガス流れ領域7aを、排ガスの流れ方向と直角の方向に配置し、例えば入口7b及び出口7cにダンパー8a,8bを設置したものである。
【0031】
そして、このような構成の電気集塵機7を途中に配置した排ガス通路9の、電気集塵機7の出口7c側に、図1に示すように、煤塵濃度を測定するセンサー10を設置する。
【0032】
前記構成の設備では、センサー10で電気集塵機7の出口7c側の煤塵濃度を検出し、この検出した煤塵濃度が設定値以下に低下した場合は、煤塵濃度の低下割合に応じて使用する排ガス流れ領域7aの数、すなわち集塵面積を減少させる。
【0033】
これにより、電気集塵機7の省エネルギ運転が可能になる。これが本発明の第1の電気集塵機の運転制御方法である。
【0034】
また、電気集塵機7の出口7c側のセンサー10に加えて、排ガス中ダストの集塵空間での集塵極への移動速度、排ガス流量、及び入口側の煤塵濃度を検出するセンサーを設け、これらの移動速度、排ガス流量、入口側煤塵濃度を検出するようにしても良い。
【0035】
この場合、検出した前記移動速度、排ガス流量、及び入口側煤塵濃度に応じて、常に目標とする出口側煤塵濃度を維持するように、前記排ガス流れ領域7aの数、すなわち比集塵面積を変更すれば、出口側煤塵濃度を一定に維持した効率的な運転が可能になる。これが、本発明の第2の電気集塵機の運転制御方法である。
【0036】
なお、本発明において、排ガス流れ領域7aの使用、使用停止は、入口7bと出口7cに設けたダンパー8a,8bの開閉により行う。
【0037】
図3に、電気集塵機の集塵率に及ぼす比集塵面積(A/Q)とダスト粒子移動速度ωの影響を示す。なお、図3におけるダスト粒子移動速度ωの値は、cm/secの単位で記載されている。
【0038】
通常の操業時も、焼結機の操業条件や原料の変動等によりダスト性状が変動するが、図3より、ダスト粒子の移動速度ωが変化した場合にも集塵率が変化し、電気集塵機の出口での煤塵濃度が変化することが分かる。
【0039】
一方、同一ダスト粒子移動速度ωのもとでは、比集塵面積を増大することにより、集塵率が向上し、電気集塵機の出口での煤塵濃度を低下できることが分かる。
【0040】
従って、図2に示したような、比集塵面積を可変とした電気集塵機を使用し、原料条件、操業条件の変動に対応した最適な集塵面積とすることで、効率的な電気集塵機の運転が可能となる。
【0041】
つまり、図3に示すように、ダスト粒子の移動速度に合わせて 比集塵面積をA、B、Cと変化させることにより、目標とする集塵率を維持し、電気集塵機の出口での煤塵濃度を目標値に管理することができる。
【0042】
例えば、ダスト粒子の移動速度が大きい場合には、比集塵面積を小さくしても目標値に管理することができるので、省エネルギを達成することができる。
【0043】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【0044】
例えば先に説明した例では、図2に示したように電気集塵機7の入口及び出口にダンパー8a,8bを設置したものに適用しているが、入口又は出口の何れか一方のみにダンパーを設置したものに適用しても良い。
【符号の説明】
【0045】
4 排風機
7 電気集塵機
8a,8b ダンパー
10 センサー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数に分割した独立の排ガス流れ領域が、排ガスの流れ方向と直角の方向に配置された電気集塵機の運転制御方法であって、
前記電気集塵機の出口側の煤塵濃度を検出し、この検出した出口側の煤塵濃度に応じて、排ガスを通過させる前記複数に分割した排ガス流れ領域数を変更することを特徴とする電気集塵機の運転制御方法。
【請求項2】
複数に分割した独立の排ガス流れ領域が、排ガスの流れ方向と直角の方向に配置された電気集塵機の運転制御方法であって、
排ガス中ダストの集塵空間での集塵極への移動速度、排ガス流量、及び入口側の煤塵濃度を検出し、この検出した前記移動速度、排ガス流量、及び入口側の煤塵濃度に応じて、排ガスを通過させる前記複数に分割した排ガス流れ領域数を変更することにより、常に目標とする出口側の煤塵濃度を維持することを特徴とする電気集塵機の運転制御方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2011−11174(P2011−11174A)
【公開日】平成23年1月20日(2011.1.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−159233(P2009−159233)
【出願日】平成21年7月3日(2009.7.3)
【出願人】(000002118)住友金属工業株式会社 (2,544)
【Fターム(参考)】