JP2009131832A - Cleaning method of blast furnace gas, and cleaning facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高炉で発生した高炉ガスの清浄方法及び清浄設備に関するものである。 The present invention relates to a cleaning method and cleaning equipment for blast furnace gas generated in a blast furnace.
高炉から排出される排ガスからその保有する圧力及び熱エネルギーが回収されるが、高炉の排ガスは装入された原料から飛散したダストなどを含んでいるため、そのままでは使用できない。そのため、排ガスは高炉に付帯するガス清浄系統で処理して清浄にした後に、炉頂圧力回収発電装置（ＴＲＴ）や加熱炉などに利用されている。 The stored pressure and thermal energy are recovered from the exhaust gas discharged from the blast furnace, but the exhaust gas of the blast furnace cannot be used as it is because it contains dust scattered from the charged raw materials. For this reason, after the exhaust gas is processed and purified by a gas cleaning system attached to the blast furnace, it is used in a furnace top pressure recovery power generation device (TRT), a heating furnace, or the like.
高炉から発生したガスからは、まずガス清浄系統の除塵器（ダストキャッチャ）で粗粒ダストが粗集塵される。粗集塵されたガスは、乾式集塵器、湿式集塵器あるいはこれらを組み合わせた設備で微粒ダストが集塵されて清浄なガスとなる。 From the gas generated from the blast furnace, coarse dust is first roughly collected by a dust remover (dust catcher) of a gas cleaning system. The coarsely collected gas is collected as fine dust by a dry dust collector, a wet dust collector, or a combination of these to form a clean gas.
従来の湿式集塵機としては、ベンチュリースクラバー式集塵機（ＶＳ）が主である。ＶＳは除塵のために集塵水を高温ガスに噴霧するため、清浄ガス温度は約７０℃程度まで冷却される。また、湿式集塵機では大きな圧力損失が生じる。このようなことから、湿式集塵機による除塵では、排ガスエネルギーの再利用にあたって、ガス温度低下だけでなくガス圧力も低下し、エネルギーロスが大きなものとなる。 Venturi scrubber type dust collectors (VS) are mainly used as conventional wet dust collectors. Since the VS sprays the collected water on the high-temperature gas for dust removal, the clean gas temperature is cooled to about 70 ° C. In addition, a large pressure loss occurs in the wet dust collector. For this reason, dust removal by a wet dust collector not only reduces the gas temperature but also reduces the gas pressure when the exhaust gas energy is reused, resulting in a large energy loss.
従来の乾式集塵機としては、バグフィルター式集塵機が知られている。バグフィルターに使用される濾布は耐熱温度が２００℃前後と低いため、排ガスが高温の場合は濾布保護のため、ガスを乾式集塵機から湿式集塵機に切替えて導入する必要があるため、この期間はエネルギーロスが大きなものとなる。 A bag filter type dust collector is known as a conventional dry dust collector. The filter cloth used in the bag filter has a low heat resistance of around 200 ° C, so if the exhaust gas is hot, it is necessary to switch the gas from a dry dust collector to a wet dust collector to protect the filter cloth. Has a large energy loss.
これに対し、乾式電気集塵機の耐熱温度は、集塵機の缶体を構成する鉄鋼材料の耐熱温度と同じとなり、一般圧延鋼材を使用した場合は３５０℃となる。これは通常の操業で発生するガスの温度より低いので、乾式集塵機の稼働率向上が期待できる。その結果としてＴＲＴによる発電量の増加が期待できる。例えば、炉容積４５００〜５０００ｍ３の高炉からの排ガスを再利用したＴＲＴによる発電量は、ＶＳで除塵した場合は約２００００ＫＷであり、バグフィルター式集塵機では約２３０００ＫＷであり、乾式電気集塵機では約３００００ＫＷとなる。 On the other hand, the heat resistance temperature of the dry electrostatic precipitator is the same as the heat resistance temperature of the steel material constituting the can body of the dust collector, and is 350 ° C. when a general rolled steel material is used. Since this is lower than the temperature of the gas generated in normal operation, an improvement in the operating rate of the dry dust collector can be expected. As a result, an increase in power generation by TRT can be expected. For example, the amount of power generated by TRT reusing exhaust gas from a blast furnace with a furnace capacity of 4500 to 5000 m 3 is about 20000 KW when dust is removed by VS, about 23000 KW for a bag filter type dust collector, and about 30000 KW for a dry electric dust collector. It becomes.
特許文献１には、高炉ガスの清浄装置として、乾式電気集塵器を配置することが開示されている。
図９は従来の高炉の後に乾式電気集塵器を配置した例を示す系統図である。 FIG. 9 is a system diagram showing an example in which a dry electrostatic precipitator is arranged after a conventional blast furnace.
図９において、高炉１からのダストを含んだ排ガスは、除塵器２でダストが粗集塵される。粗集塵された排ガスは微粒ダストを含んでいるので、さらに乾式電気集塵装置３で微粒ダストが集塵される。微粒ダストを集塵した後の清浄なガスは、そのまま、あるいは炉頂圧力回収発電装置（ＴＲＴ）１０に送られて圧力エネルギーが回収された後にガスホルダー１１に送られる。ＴＲＴを使用しないときは減圧弁１２で前記排ガスの圧力を下げられた後にガスホルダー１１に送られる。
In FIG. 9, the exhaust gas containing dust from the
図１０は除塵器で粗集塵した後に微粒ダストを集塵する乾式電気集塵器の一例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing an example of a dry electrostatic precipitator that collects fine dust after coarsely collecting with a dust remover.
図１０において、集塵容器２０の内部には縦方向に集塵極を備えた複数段（図では３段）の集塵ステージ２１が配置されている。集塵容器２０の中央部の排ガス入口管２２から流入した高炉からのダストを含む排ガスは、集塵容器２０内の両側に交互に配置された排ガス導管２３を通って最下段の集塵ステージから最上段の集塵ステージへと順次に通過する。その間に、ダストは集塵ステージ２１の集塵極で集塵され、清浄化されたガスは集塵容器２０の上部の清浄ガス出口管２４から流出する。集塵されたダストは、各集塵ステージ２１と組になっているダスト貯留部２５からダストシュート２６を通って排出される。
一般に、乾式電気集塵器の連続集塵においては、集塵ステージの集塵極に捕集され堆積したダストは、集塵極に機械式ハンマ等により衝撃を付与して集塵極から除去して清掃している。 Generally, in continuous dust collection of a dry electrostatic precipitator, dust collected and deposited on the dust collection electrode of the dust collection stage is removed from the dust collection electrode by applying an impact to the dust collection electrode with a mechanical hammer. Are cleaning.
前記特許文献１の乾式電気集塵器の集塵極のダスト除去においては、３段中の下２段の集塵極に堆積したダストを各々順次除去する場合、集塵極から剥離したダストは、下部へ落下し系外に排出される。一方、微粒ダストは本流のガス流れに吸引されて同伴されるが、最下段の集塵極の後流側には、中央及び最上段の集塵極、中央の集塵極の後流側には、最上段の集塵極が各々あるため、微粒ダストは、各々中央、最上段の集塵極にて集塵されるので乾式電気集塵器から排出されることはない。
In the dust removal of the dust collecting electrode of the dry electrostatic precipitator of
しかしながら、最上段の集塵極のダストを除去する場合、当該集塵極の後流側には、集塵極がないため、剥離された微粒子は本流のガス流れに吸引・同伴されて再飛散して系外に排出される。よって、清浄化後のガスの圧力及び熱エネルギーを回収する場合には、乾式電気集塵装置の後流側に配置されている炉頂圧回収設備のタービンの羽根が摩耗や損傷するために低効率での運転が必要となるだけでなく、タービンの羽根の保守も複雑となるという問題があった。 However, when removing dust from the uppermost dust collection electrode, there is no dust collection electrode on the downstream side of the dust collection electrode, so the separated particles are attracted and entrained by the main gas flow and re-scattered. And discharged outside the system. Therefore, when recovering the pressure and thermal energy of the gas after cleaning, the turbine blades of the furnace top pressure recovery equipment located on the downstream side of the dry electrostatic precipitator are worn and damaged. There is a problem that not only operation with efficiency is required, but also maintenance of turbine blades becomes complicated.
そこで、本発明は、乾式電気集塵器の集塵極に捕集され堆積したダストを集塵極から除去して清掃する際に、剥離されたダストがガス流れに吸引、同伴されて再飛散するのを防止することが可能な高炉ガスの清浄方法及び清浄設備を提供するものである。 Therefore, when removing dust collected and collected from the dust collecting electrode of the dry electrostatic precipitator from the dust collecting electrode and cleaning it, the separated dust is sucked into the gas flow and entrained and re-scattered. It is an object of the present invention to provide a cleaning method and cleaning equipment for blast furnace gas capable of preventing the above.
本発明は、高炉より排出されるダストを含む高炉ガスから除塵器で粗粒ダストを粗集塵し、粗集塵された排ガスから前記除塵器の後流側にガス流れに対して並列に配置された複数の乾式電気集塵器からなる乾式電気集塵装置で微粒ダストを電気集塵し、前記乾式電気集塵器の集塵極に堆積したダストを除去して清掃する高炉ガスの清浄方法において、前記集塵極に堆積したダストの除去を、前記乾式電気集塵器を一基ごとに順次実施するとともに、残りの乾式電気集塵器で電気集塵することを特徴とする。 In the present invention, coarse dust is coarsely collected by a dust remover from blast furnace gas containing dust discharged from the blast furnace, and arranged in parallel to the gas flow from the coarsely collected exhaust gas to the downstream side of the dust remover. Blast Furnace Gas Cleaning Method of Collecting Fine Dust with a Dry Electric Dust Collector Consisting of a plurality of Dry Electric Dust Collectors, and Removing and Cleaning Dust Deposited on the Dust Collector Electrode of the Dry Electric Dust Collector In the above, the dust accumulated on the dust collecting electrode is sequentially removed for each of the dry electrostatic precipitators, and the remaining dry electrostatic precipitators are used for electrostatic dust collection.
前記集塵極に堆積したダストの除去は、微粒ダストを除去したガスの排気を遮断する工程、直流の印加を停止する工程、集塵極に堆積したダストを除去する工程、浮遊するダストを沈静させる工程、直流の印加を開始する工程、ガスの排気を開始する工程を順次行っていく。 The removal of dust accumulated on the dust collecting electrode includes a step of shutting off the exhaust of gas from which fine dust has been removed, a step of stopping the application of direct current, a step of removing dust accumulated on the dust collecting electrode, and calming floating dust. The step of starting, the step of starting application of direct current, and the step of starting exhaust of gas are sequentially performed.
また、本発明は、高炉より排出されるダストを含む高炉ガスから粗粒ダストを粗集塵する除塵器と、除塵器で粗集塵された排ガスから微粒ダストを電気集塵するために除塵器の後流側にガス流れに対して並列に配置された複数の乾式電気集塵器からなる乾式電気集塵装置とを備えた高炉ガスの清浄設備において、前記乾式電気集塵器は、集塵容器と、前記集塵容器の内部空間に設置された前記微粒ダストを電気集塵する集塵極と、前記集塵極に対して所定の直流電圧を印加する放電極と、前記集塵容器のガスの入出側管路の少なくともいずれかに設置されたガスの遮蔽装置と、前記集塵極に堆積したダストを衝撃により除去するための衝撃付与装置と、前記集塵容器の下部に形成されたダスト貯留部と、を有することを特徴とする。 The present invention also provides a dust remover for coarsely collecting coarse dust from blast furnace gas containing dust discharged from a blast furnace, and a dust remover for electrostatically collecting fine dust from exhaust gas coarsely collected by the dust remover. In a blast furnace gas cleaning facility comprising a dry electrostatic precipitator comprising a plurality of dry electrostatic precipitators arranged in parallel to the gas flow on the downstream side, the dry electrostatic precipitator comprises a dust collector A container, a dust collecting electrode that electrostatically collects the fine dust installed in the internal space of the dust collecting container, a discharge electrode that applies a predetermined DC voltage to the dust collecting electrode, and a dust collecting container A gas shielding device installed in at least one of the gas inlet / outlet pipes, an impact applying device for removing dust accumulated on the dust collecting electrode by impact, and a lower portion of the dust collecting container. And a dust storage part.
本発明において、除塵器としては、ダストキャッチャ等の重力分離式のもののほか、サイクロンセパレータ等の遠心分離式のものを利用することもできる。 In the present invention, as the dust remover, not only a gravity separation type such as a dust catcher but also a centrifugal type such as a cyclone separator can be used.
各々の乾式電気集塵器の集塵能力は、清掃のため停止した一基の乾式電気集塵器を除いた残りの乾式電気集塵器で１００％の集塵能力を持たせて目標集塵効率を達成するように設定する。 The dust collection capacity of each dry electrostatic precipitator is the target dust collection with the remaining dry electrostatic precipitator except for one dry electrostatic precipitator that has been stopped for cleaning. Set to achieve efficiency.
ガスの遮断装置は、仕切り弁又はバタフライ弁が適している。なかでも長期にわたって安定した性能を維持できることから、バタフライ弁が最適である。 As the gas shut-off device, a gate valve or a butterfly valve is suitable. In particular, a butterfly valve is optimal because it can maintain stable performance over a long period of time.
集塵極と放電極との間に印加される所定の直流電圧は、集塵容器内のガス圧のもとで安定して発生できる最大電圧を上限とし、前記上限の６０％を下限とする範囲内に設定されることが望ましい。例えば、集塵容器内のガス圧が０．１５〜０．３ＭＰａであれば、印加する直流電圧は１５０〜２５０ＫＶの範囲内に設定することが望ましい。このような電圧設定により、十分な集塵効率を確保しつつ、電圧の印加時間を最短にすることができる。 The predetermined DC voltage applied between the dust collection electrode and the discharge electrode has an upper limit of the maximum voltage that can be stably generated under the gas pressure in the dust collection container, and a lower limit of 60% of the upper limit. It is desirable to set within the range. For example, if the gas pressure in the dust container is 0.15 to 0.3 MPa, it is desirable to set the DC voltage to be applied within the range of 150 to 250 KV. With such a voltage setting, the voltage application time can be minimized while ensuring sufficient dust collection efficiency.
本発明では、集塵極に堆積したダストを除去する際、集塵容器の出側管路に設置したガス遮蔽装置を閉にして集塵容器内へのガスの流入・流出をなくす。次いで、直流の印加を停止した後、集塵極に捕集・堆積したダストを機械式ハンマ等により衝撃を与えて除去する。ダストを剥離させる除去作業の時間は、例えば２〜３分である。除去作業の時間は、その作業の前と後で電気集塵に必要な電流値（放電極から集塵極へ流れる電流の値）を比較することで除去作業の効果を評価し、この評価に基づいて適切な作業時間を設定することが望ましい。除去作業の効果は、除去作業の前後での電流値の比較に限らず、予め基準電流値を設定しておき、除去作業の後の電流値が基準電流値に達しているかを検査してもよい。 In the present invention, when removing dust accumulated on the dust collecting electrode, the gas shielding device installed in the outlet side conduit of the dust collecting container is closed to eliminate the inflow / outflow of gas into the dust collecting container. Next, after the application of the direct current is stopped, the dust collected and deposited on the dust collecting electrode is removed by applying an impact with a mechanical hammer or the like. The time for the removal work for separating the dust is, for example, 2 to 3 minutes. The time for the removal work is evaluated by comparing the current value necessary for electrostatic dust collection (the value of the current flowing from the discharge electrode to the dust collection electrode) before and after the work. It is desirable to set an appropriate working time based on this. The effect of the removal work is not limited to the comparison of the current values before and after the removal work, and a reference current value is set in advance, and it can be inspected whether the current value after the removal work reaches the reference current value. Good.
なお、捕集ダストの除去に必要な時間は運転条件によって変化する。このため、除去作業の時間はこれらを考慮して設定することが望ましい。運転条件としては、電気集塵器入り口のダスト性状として、ダスト量（ｇ／Ｎｍ３）、ダスト粒子径（μｍ）、ダスト中の成分等がある。槌打装置の仕様として、ハンマの重さ、アームの長さ、衝撃を与える周期等がある。 The time required for removing the collected dust varies depending on the operating conditions. For this reason, it is desirable to set the removal work time in consideration of these. As operating conditions, there are dust amount (g / Nm 3 ), dust particle diameter (μm), components in dust, etc. as dust properties at the entrance of the electrostatic precipitator. The specifications of the hammering device include the weight of the hammer, the length of the arm, and the period of impact.
除去作業の間、集塵容器にはガスの流入・流出がないので、集塵極近傍のガス流れは全くなく、集塵極から剥離された大半のダストは、自重により、ある沈静時間を経過した後、集塵容器の下部に形成されているダスト貯留部に降下・堆積する。ダストを降下させる沈静時間は、例えば３０〜６０秒とされる。この時間は、大半のダストが堆積する時間を実験等により計測して設定すればよい。なお、先に捕集ダストの除去時間で説明した運転条件はダストの沈静時間にも影響する。従って、沈静時間の設定にあたっても運転条件を考慮することが望ましい。 During the removal operation, there is no gas inflow or outflow in the dust collection container, so there is no gas flow near the dust collection electrode, and most of the dust separated from the collection electrode has passed a certain calming time due to its own weight. After that, it descends and accumulates in the dust reservoir formed in the lower part of the dust collection container. The calming time for lowering the dust is, for example, 30 to 60 seconds. This time may be set by measuring the time for most of the dust to accumulate by experimentation or the like. The operating conditions described above for the collected dust removal time also affect the dust settling time. Therefore, it is desirable to consider the operating conditions when setting the calming time.
前述したダストの降下において、一部の微粒子のダストは降下速度が遅く、上記沈静時間内ではダスト貯留部まで降下せず、集塵極近傍で浮遊している。この微粒子ダストの再飛散を防止するため、出側管路に設置のガス遮断装置を開にする前に印加を開始することが望ましい。これによりガス遮断装置を開にする前の状態で、印加により微粒子ダストが集塵極に再度捕集される。 In the dust descent described above, some fine particle dust has a low descent rate, and does not fall to the dust reservoir within the above-described calming time, but is floating near the dust collection electrode. In order to prevent re-scattering of the fine particle dust, it is desirable to start application before opening the gas shut-off device installed in the outlet side pipeline. Thereby, in a state before the gas shut-off device is opened, the particulate dust is again collected by the dust collecting electrode by the application.
より詳細には、残留している浮遊ダストのうち、粒子経の比較的大きなダストが集塵極に捕集されるとともに、粒子径の小さなダストは凝集され粒子径が大きくなり、集塵極に捕集されるか、あるいは自重でダスト貯留部に降下・堆積する。ダストの再捕集の時間は、例えば１０秒とすればよい。この時間は、残留する浮遊ダストの量に応じても変化するため、実験等により再捕集に適した時間を計測して設定することが望ましい。 More specifically, among the remaining floating dust, dust having a relatively large particle size is collected in the dust collecting electrode, and dust having a small particle size is aggregated to increase the particle size. It is collected, or falls and accumulates in the dust reservoir by its own weight. The dust re-collection time may be 10 seconds, for example. Since this time also changes depending on the amount of remaining floating dust, it is desirable to measure and set a time suitable for recollection through experiments or the like.
その後、ガス遮断装置を開とし、ガスを流通させて除塵を再開する。以上により一基の乾式電気集塵器の集塵極の清掃が完了する。 Thereafter, the gas shut-off device is opened, the gas is circulated, and dust removal is resumed. This completes the cleaning of the dust collecting electrode of one dry electrostatic precipitator.
本発明においては、一基の乾式電気集塵器の集塵極の清掃完了後、前記と同様の手順により次の乾式電気集塵器の集塵極の清掃を逐次開始していく。これを順次繰り返すことで、集塵極の清掃の際に再飛散が完全に防止でき、除塵効率の高い電気集塵装置の提供が可能となる。また、当該ガスの利用範囲が向上する。 In the present invention, after completion of cleaning of the dust collecting electrode of one dry electric dust collector, cleaning of the dust collecting electrode of the next dry electric dust collector is sequentially started by the same procedure as described above. By repeating this sequentially, re-scattering can be completely prevented when cleaning the dust collecting electrode, and it is possible to provide an electric dust collecting device with high dust removal efficiency. Moreover, the utilization range of the gas is improved.
なお、乾式電気集塵器の基本性能として、高炉に付帯するガス清浄系統の除塵効率は約９９．９％である。つまり、入口含塵量約５ｇ／Ｎｍ３を出口含塵量０．００５ｇ／Ｎｍ３以下まで除塵する。本発明における乾式電気集塵機も、上述した運転方法を行うことで、ダストの除去が効率よく行われ、基本性能を常時維持して既存のガス清浄と同等以上の除塵効率を確保することが可能である。 As a basic performance of the dry electrostatic precipitator, the dust removal efficiency of the gas cleaning system attached to the blast furnace is about 99.9%. In other words, the dust content at the inlet is about 5 g / Nm 3 and is removed to a dust content of 0.005 g / Nm 3 or less. The dry electrostatic precipitator according to the present invention can also efficiently remove dust by performing the above-described operation method, and can always maintain the basic performance and ensure the dust removal efficiency equal to or higher than that of the existing gas clean. is there.
図１は本発明の高炉ガス清浄系を示す系統図、図２は本発明の乾式電気集塵装置における乾式電気集塵器の配置図、図３は本発明において使用する乾式電気集塵器の断面図、図４は同平面図、図５は図３のＡ−Ａ断面図、図６は本発明によるダストの除去方法の説明図である。 1 is a system diagram showing a blast furnace gas cleaning system of the present invention, FIG. 2 is a layout diagram of a dry electrostatic precipitator in a dry electrostatic precipitator of the present invention, and FIG. 3 is a diagram of a dry electrostatic precipitator used in the present invention. 4 is a plan view, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3, and FIG. 6 is an explanatory view of the dust removing method according to the present invention.
図１において、高炉１の後流に、高炉から発生したダストを含む排ガスから粗粒ダストを除去する除塵器（ダストキャッチャ）２が配置されている。除塵器２の後流には、微粒ダストを集塵する乾式電気集塵装置３が配置されている。
In FIG. 1, a dust remover (dust catcher) 2 for removing coarse dust from exhaust gas containing dust generated from the
図２ないし図５において、乾式電気集塵装置３は、複数の乾式電気集塵器４（図２ではＮｏ．１〜Ｎｏ．６の６基）からなる。各乾式電気集塵器４には排ガス入口管５と清浄ガス出口管６が設けられている。排ガス入口管５は排ガス本管７に接続され、清浄ガス出口管６は清浄ガス本管８に接続されている。清浄ガス出口管６には、バタフライ弁あるいは仕切り弁などの、ガスの流れを遮断するガス遮断装置９が設けられている。
2 to 5, the dry
除塵器２で粗粒ダストが除去された排ガスは排ガス本管７から排ガス入口管５を通して各乾式電気集塵器４へ導入され、乾式電気集塵器４では微粒ダストが集塵され、集塵後の清浄なガスは清浄ガス出口管６から排気される。排気された清浄な排ガスは、そのまま、あるいは清浄ガス本管８を通って炉頂圧力回収発電装置（ＴＲＴ）１０に送られて圧力エネルギーを回収したのち、ガスホルダー１１に送られる。ＴＲＴを使用しないときは減圧弁１２で前記排ガスの圧力を下げられた後にガスホルダー１１に送られる。
The exhaust gas from which the coarse dust has been removed by the
乾式電気集塵器４は、図３に示すように、排ガス入口管５の下端の開口は、乾式電気集塵器４の集塵容器１３の下部の整流装置１９まで伸びている。集塵極清掃時に集塵極から除去されたダストはダスト貯留部１４に貯留された後、ダスト貯留部１４下部から系外に排出される。
As shown in FIG. 3, in the dry
集塵容器１３内には、複数の板状の集塵極１５が横断面同心円状に上下方向に設けられるとともに、放射状に設けられて区画されて排ガス流路１６が形成されている。集塵極１５の間に放電極１７が配置され、集塵極１５又は放電極１７には高圧直流電源１８から直流が印加される。
In the
集塵極と放電極との間に印加される所定の直流電圧は、集塵容器内のガス圧のもとで安定して発生できる最大電圧を上限とし、前記上限の６０％を下限とする範囲内に設定される。例えば、集塵容器内のガス圧が０．１５〜０．３ＭＰａであれば、印加する直流電圧は１５０〜２５０ＫＶの範囲内に設定する。具体的には、下記の手順で印加電圧を決定することができる。 The predetermined DC voltage applied between the dust collection electrode and the discharge electrode has an upper limit of the maximum voltage that can be stably generated under the gas pressure in the dust collection container, and a lower limit of 60% of the upper limit. Set within range. For example, if the gas pressure in the dust container is 0.15 to 0.3 MPa, the DC voltage to be applied is set in the range of 150 to 250 KV. Specifically, the applied voltage can be determined by the following procedure.
ガス圧力と火花発生電圧の関係については、実験により、ガス圧力が高い程火花発生電圧も高くなることが知られている。集塵容器内のガス圧は、導入される高炉からのガス圧となる。例えば、高圧高炉では、炉頂発生ガス圧力は０．１５〜０．３ＭＰａＧであり、この圧力が集塵容器内のガス圧となる。火花発生電圧は、大気圧下では１００〜１２０ＫＶであるが、ガス圧力０．２５ＭＰａＧでは上限が約２５０ＫＶであった。これは、電圧が２５０ＫＶを超えると、高炉の操業変動によりガス圧力が低下した時、あるいはガス温度が上昇した時に異常な火花が発生し、本来の安定した火花発生が得られなくなり、電気集塵が不能となることによる。このようなことから、ガス圧力０．２５ＭＰａＧを前提とした場合、印加電圧の上限は約２５０ＫＶとする。 Regarding the relationship between the gas pressure and the spark generation voltage, it is known from experiments that the higher the gas pressure, the higher the spark generation voltage. The gas pressure in the dust collecting container is the gas pressure from the introduced blast furnace. For example, in a high-pressure blast furnace, the gas pressure generated at the top of the furnace is 0.15 to 0.3 MPaG, and this pressure becomes the gas pressure in the dust collection container. The spark generation voltage was 100 to 120 KV under atmospheric pressure, but the upper limit was about 250 KV at a gas pressure of 0.25 MPaG. This is because when the voltage exceeds 250 KV, an abnormal spark is generated when the gas pressure is lowered due to fluctuations in the operation of the blast furnace or when the gas temperature is increased, and the original stable spark generation cannot be obtained. Because it becomes impossible. For this reason, when the gas pressure is assumed to be 0.25 MPaG, the upper limit of the applied voltage is about 250 KV.
印加電圧の上限を約２５０ＫＶとした場合、下限はその６０％の約１５０ＫＶとする。これは下記の手順により導かれる。図７には、本実施形態における印加時間と出口含塵量との関係を示すグラフが示されている。図７は、前述した印加電圧の上限の設定に基づいて、５種類の印加電圧（２５０ＫＶ，１８０ＫＶ，１５０ＫＶ，１００ＫＶ，７０ＫＶ）を設定し、集塵器での集塵実験の結果を示す。実験において、集塵器の入口における含塵量（ダストの含有量）は３０００ｍｇ（３ｇ）であり（印加時間０秒の状態）、各々の印加電圧のもとで電気集塵を行い、集塵器の出口部分での含塵量（つまり集塵されなかったダストの量）を測定し、その印加時間との関係をグラフにプロットした。
When the upper limit of the applied voltage is about 250 KV, the lower limit is about 150 KV of 60%. This is guided by the following procedure. FIG. 7 shows a graph showing the relationship between the application time and the outlet dust content in the present embodiment. FIG. 7 shows the results of a dust collection experiment using a dust collector, in which five types of applied voltages (250 KV, 180 KV, 150 KV, 100 KV, and 70 KV) are set based on the above-described setting of the upper limit of the applied voltage. In the experiment, the dust content (dust content) at the inlet of the dust collector was 3000 mg (3 g) (applied
図８には、本実施形態における印加時間と捕集効率との関係を示すグラフが示されている。図８は、図７の実験の際に、捕集効率と印加時間との関係をプロットしたものである。なお、捕集効率＝（入口含塵量−出口含塵量）／入口含塵量で計算した。 FIG. 8 shows a graph showing the relationship between the application time and the collection efficiency in the present embodiment. FIG. 8 is a plot of the relationship between collection efficiency and application time during the experiment of FIG. In addition, it calculated with collection efficiency = (inlet dust content-outlet dust content) / inlet dust content.
高炉のガス清浄設備においては、入口含塵量の大小にかかわらず、集塵器の出口含塵量が５ｍｇ（０．００５ｇ）以下であることが要求される。ここで、入口含塵量は、高炉の操業状態（炉況）により大きく変動し、例えば１００００〜３０００ｍｇである。このような入口含塵量に対して出口含塵量５ｍｇを達成しようとすると捕集効率は以下のようになる。
入口含塵量１００００ｍｍｇに対して出口含塵量５ｍｇとすると捕集効率は（１００００−５）／１００００＝０．９９９５となる。
入口含塵量６０００ｍｍｇに対して出口含塵量５ｍｇとすると捕集効率は（６０００−５）／６０００＝０．９９９となる。
入口含塵量３０００ｍｍｇに対して出口含塵量５ｍｇとすると捕集効率は（３０００−５）／３０００＝０．９９８３となる。
In gas cleaning equipment for a blast furnace, the dust content at the outlet of the dust collector is required to be 5 mg (0.005 g) or less regardless of the size of the dust content at the entrance. Here, the dust content at the inlet varies greatly depending on the operating state (furnace condition) of the blast furnace, and is, for example, 10,000 to 3000 mg. When an attempt is made to achieve an outlet dust content of 5 mg with respect to such an inlet dust content, the collection efficiency is as follows.
If the entrance dust content is 10000 mm and the exit dust content is 5 mg, the collection efficiency is (10000-5) /10000=0.9995.
If the entrance dust content is 6000 mm and the exit dust content is 5 mg, the collection efficiency is (6000-5) /6000=0.999.
If the entrance dust content is 3000 mm and the exit dust content is 5 mg, the collection efficiency is (3000-5) /3000=0.9983.
このような状況を考慮して、捕集効率０．９９９を目標として図８のグラフを検討すると、印加電圧２５０ＫＶ，１８０ＫＶ，１５０ＫＶに関しては、印加時間４秒という短時間で捕集効率０．９９９を達成しており、これ以外の印加電圧１００ＫＶ，７０ＫＶとは大きな差異を見せている。このことから、印加電圧の上限を約２５０ＫＶとした場合、下限はその６０％の約１５０ＫＶとする。 In consideration of such a situation, the graph of FIG. 8 is studied with the target of a collection efficiency of 0.999. With respect to the applied voltages of 250 KV, 180 KV, and 150 KV, the collection efficiency of 0.999 is achieved in a short time of 4 seconds. This is a significant difference from the other applied voltages of 100 KV and 70 KV. From this, when the upper limit of the applied voltage is about 250 KV, the lower limit is about 150 KV, which is 60% of the lower limit.
上述のように、本実施形態では乾式電気集塵器の最適印加電圧は１５０ＫＶ〜２５０ＫＶとする。その結果、この範囲の印加電圧であれば、何れも印加時間は約４秒で捕集効率０．９９９を達成することができ、良好な集塵効果が得られる。また、高電圧運転を行うことで印加時間（＝電気集塵器内の滞留時間）を短くすることが可能となり、集塵器を小型化することができる。 As described above, in this embodiment, the optimum applied voltage of the dry electrostatic precipitator is 150 KV to 250 KV. As a result, any applied voltage in this range can achieve a collection efficiency of 0.999 with an application time of about 4 seconds, and a good dust collection effect can be obtained. Moreover, it becomes possible to shorten application time (= residence time in an electric dust collector) by performing a high voltage operation, and a dust collector can be reduced in size.
集塵極１５の上部には、集塵極１５に捕集されて堆積したダストを隔離して除去するために、集塵極１５に衝撃を付与する機械式ハンマ（図示せず）などの衝撃付与装置が設けられている。
An impact such as a mechanical hammer (not shown) that applies an impact to the
集塵極１５の下方には排ガスの流れを整流する整流装置１９が配置されている。
A
上記構成において、除塵器２で粗粒が除去された微粒子を含む排ガスは、排ガス本管７から排ガス入口管５を通って下端の出口から流出し、整流装置１９を通って上昇し、集塵極１５で形成された排ガス流路１６を上昇する間に電気集塵される。電気集塵後の清浄ガスは清浄ガス出口管６から排出される。
In the above configuration, the exhaust gas containing fine particles from which coarse particles have been removed by the
集塵極１５にダストが捕集されて堆積すると、集塵極１５に機械式ハンマで衝撃を与えてダストを剥離し、ダスト貯留部１４へ落下させる。
When dust is collected and deposited on the
集塵極１５のダストを剥離させて清掃する際に、剥離された微粒ダストが再飛散して清浄ガス出口管６を通って系外に排出される。そこで、本発明は、以下の手順により系外に排出されるのを防止する。
When the dust on the
図６において、乾式電気集塵器Ｎｏ．１の集塵極に堆積したダストを機械式ハンマにより衝撃を与えて剥離させる場合、乾式電気集塵器Ｎｏ．１の清浄ガス出口管６のガス遮断装置９である仕切り弁のみを開（図中○印）から閉（図中×印）にする。
In FIG. When the dust accumulated on the
次いで、集塵極への高圧直流電源からの直流の印加を停止させる。 Next, the application of direct current from the high-voltage direct current power source to the dust collection electrode is stopped.
その後、機械式ハンマで衝撃を与えてダストを剥離する。集塵極に堆積したダストを衝撃で剥離させる除去作業の時間は、例えば２〜３分である。この除去作業の時間は、その作業の前と後で電気集塵に必要な電流値（放電極から集塵極へ流れる電流の値）を比較することで評価することができる。除去作業の時間が十分で、集塵極に堆積したダストが十分に除去された場合、その後の電気集塵では電流が十分に流れ、電流値が除去作業の前よりも大きく回復する。しかし、除去作業の時間が不十分で、集塵極に堆積したダストが十分に除去されていない場合、その後の電気集塵では電流が十分に流れず、電流値が除去作業の前の値から回復しない。このように、除去作業の前後で電流値を比較することで、除去作業の効果を評価することができ、この評価に基づいて適切な除去作業の時間を設定することが望ましい。 Then, an impact is given with a mechanical hammer to separate the dust. The time for removing the dust accumulated on the dust collecting electrode by impact is, for example, 2 to 3 minutes. The time for this removal work can be evaluated by comparing the current value (the value of the current flowing from the discharge electrode to the dust collection electrode) necessary for electrostatic dust collection before and after the work. When the time for the removal operation is sufficient and the dust accumulated on the dust collection electrode is sufficiently removed, the electric current flows sufficiently in the subsequent electric dust collection, and the current value is recovered to be larger than that before the removal operation. However, if the time for removal work is insufficient and the dust accumulated on the dust collection electrode has not been removed sufficiently, the electric current will not flow sufficiently in the subsequent electric dust collection, and the current value will be different from the value before the removal work. Does not recover. Thus, by comparing the current values before and after the removal work, the effect of the removal work can be evaluated, and it is desirable to set an appropriate time for the removal work based on this evaluation.
除去作業の間、集塵容器にはガスの流入・流出がないので、集塵極近傍のガス流れは全くなく、集塵板から剥離された大半のダストは、自重により、ある沈静時間を経過した後、集塵容器の下部に形成されているダスト貯留部１４へ降下し、貯留される。貯留されたダストは一定時間の経過後、系外に排出される。ダストを降下させる沈静時間は、例えば３０〜６０秒とされる。この時間は、大半のダストが堆積する時間を実験等により計測して設定される。
During the removal work, there is no gas inflow or outflow in the dust collection container, so there is no gas flow near the dust collection electrode, and most of the dust separated from the dust collection plate has passed a certain settling time due to its own weight. After that, the dust falls to the
なお、一部の微粒ダストは降下速度が遅く、上記沈静時間内ではダスト貯留部１４まで降下せず、集塵極の近傍で浮遊している。この微粒ダストの再飛散を防止するため、清浄ガス出口管６に設置の仕切り弁９を開にする前に集塵極への高圧直流電源からの直流の印加を開始する。
Note that some fine dust particles have a low descent rate, and do not fall to the
印加により、微粒子ダストは集塵極に再度捕集される。ダストの再捕集の時間は、例えば１０秒とすればよい。この時間は、残留する浮遊ダストの量に応じても変化するため、実験等により再捕集に適した時間を計測して設定される。 By the application, the fine particle dust is collected again on the dust collecting electrode. The dust re-collection time may be 10 seconds, for example. Since this time also changes depending on the amount of residual floating dust, it is set by measuring a time suitable for re-collection through experiments or the like.
その後、仕切り弁９を開にして除塵を再開する。以上により一基の乾式電気集塵器の集塵極の清掃が完了する。
Thereafter, the
なお、集塵器一基の清掃に必要な時間は、高炉炉頂発生ガスでの実験では約３〜５分であった。具体的には、必要時間＝遮断装置閉動作時間＋ダスト除去時間＋沈静時間＋再捕集時間＋遮断装置開動作時間であり、各時間とその合計は以下の通りであった。
遮断装置閉動作時間：５秒
ダスト除去時間 ：１２０〜１８０秒
沈静時間 ：３０〜６０秒
再捕集時間 ：１０秒
遮断装置開動作時間：５秒
合計 ：１７０〜２６０秒（約３〜５分）
The time required for cleaning one dust collector was about 3 to 5 minutes in the experiment with the gas generated at the top of the blast furnace. Specifically, the required time = the shut-off device closing operation time + the dust removal time + the calming time + the re-collecting time + the shut-off device opening operation time, and the respective times and their totals were as follows.
Shutter closing time: 5 seconds Dust removal time: 120 to 180 seconds Calm time: 30 to 60 seconds Recollection time: 10 seconds Shutter opening time: 5 seconds Total: 170 to 260 seconds (about 3 to 5 minutes) )
乾式電気集塵器Ｎｏ．１の集塵極の清掃完了後、次の乾式電気集塵器Ｎｏ．２の集塵極の清掃を前記の手順により開始する。この手順を乾式電気集塵器Ｎｏ．３〜６についても順次繰り返すことで、微粒子の再飛散が完全に防止でき、除塵効率の高い電気集塵機の提供が可能となる。
Dry electrostatic precipitator No. After cleaning the dust collector electrode No. 1, the following dry electrostatic precipitator No. The cleaning of the
なお、清掃する乾式電気集塵器が停止しても残りの乾式電気集塵器で目標集塵効率を達成するため、残りの乾式電気集塵器で１００％の集塵能力を持たせることができるようにする。例えば、２基の乾式電気集塵器を配置した場合には、各々の乾式電気集塵器に１００％の集塵能力を持たせることで、１基の乾式電気集塵器の集塵極清掃時でも、除塵能力は１００％あり、集塵性能の低下はない。また、３基の集塵器を配置の場合は、各々の乾式電気集塵器に５０％の除塵能力を持たせ、６基の集塵器を配置した場合には、各々の乾式電気集塵器に２０％の除塵能力を持たせることにより、集塵性能の低下を抑えることができる。 In addition, even if the dry electrostatic precipitator to be cleaned stops, the remaining dry electrostatic precipitator achieves the target dust collection efficiency. Therefore, the remaining dry electrostatic precipitator can have 100% dust collection capacity. It can be so. For example, when two dry electrostatic precipitators are arranged, each dry electrostatic precipitator has 100% dust collection capability, so that the dust collector electrode of one dry electrostatic precipitator can be cleaned. Even at that time, the dust removal capability is 100%, and the dust collection performance is not lowered. In addition, when three dust collectors are arranged, each dry electric dust collector is given 50% dust removal capability, and when six dust collectors are arranged, each dry electric dust collector By providing the container with a dust removal capability of 20%, it is possible to suppress a decrease in dust collection performance.
なお、乾式電気集塵器が並列に６基配置された集塵機の場合、設備全体の集塵機を１サイクル清掃するのに必要とする時間は１８〜３０分となる。前述の通り、一基の清掃に必要な時間は約３〜５分であり、６基では１８〜３０分となる。この間、乾式電気集塵装置の各乾式電気集塵器に対し、清掃作業のサイクルを順次繰り返すことで、清掃以外の運転中の乾式電気集塵器においては印加電圧を安定させることができ、除塵性能を長期に渡り確保することが可能となる。 In the case of a dust collector in which six dry electric dust collectors are arranged in parallel, the time required to clean the dust collector of the entire facility for one cycle is 18 to 30 minutes. As described above, the time required for cleaning one unit is about 3 to 5 minutes, and six units are 18 to 30 minutes. During this time, by sequentially repeating the cleaning work cycle for each dry electrostatic precipitator of the dry electrostatic precipitator, the applied voltage can be stabilized in the dry electrostatic precipitator during operation other than cleaning. It is possible to ensure performance over a long period of time.
１：高炉 ２：除塵器
３：乾式電気集塵装置 ４：乾式電気集塵器
５：排ガス入口管 ６：清浄ガス出口管
７：排ガス本管 ８：清浄ガス本管
９：ガス遮断装置 １０：炉頂圧力回収発電装置
１１：ガスホルダー １２：炉頂圧減圧弁
１３：集塵容器 １４：ダスト貯留部
１５：集塵極 １６：排ガス流路
１７：放電極 １８：高圧直流電源
１９：整流装置 ２０：集塵容器
２１：集塵ステージ ２２：排ガス入口管
２３：排ガス導管 ２４：清浄ガス出口管
２５：ダスト貯留部 ２６：ダストシュート
1: Blast furnace 2: Dust collector 3: Dry electrostatic precipitator 4: Dry electrostatic precipitator 5: Exhaust gas inlet pipe 6: Clean gas outlet pipe 7: Exhaust gas main pipe 8: Clean gas main pipe 9: Gas shut-off apparatus 10: Furnace top pressure recovery power generator 11: Gas holder 12: Furnace top pressure reducing valve 13: Dust collection container 14: Dust storage unit 15: Dust collection electrode 16: Exhaust gas flow path 17: Discharge electrode 18: High voltage DC power supply 19: Rectifier 20: Dust collection container 21: Dust collection stage 22: Exhaust gas inlet pipe 23: Exhaust gas pipe 24: Clean gas outlet pipe 25: Dust reservoir 26: Dust chute
Claims (7)
前記集塵極に堆積したダストの除去を、前記乾式電気集塵器を一基ごとに順次実施するとともに、残りの乾式電気集塵器で電気集塵することを特徴とする高炉ガスの清浄方法。 Coarse dust is coarsely collected by a dust remover from blast furnace gas containing dust discharged from the blast furnace, and a plurality of gas particles are arranged in parallel to the gas flow from the coarsely collected exhaust gas to the downstream side of the dust remover. In a blast furnace gas cleaning method of collecting fine dust with a dry electrostatic precipitator comprising a dry electrostatic precipitator, removing dust accumulated on the dust collecting electrode of the dry electrostatic precipitator and cleaning it,
A method for cleaning blast furnace gas, wherein the dust accumulated on the dust collecting electrode is sequentially removed for each of the dry electric dust collectors, and the remaining dry electric dust collectors are used to perform electric dust collection. .
前記乾式電気集塵器は、
集塵容器と、
前記集塵容器の内部空間に設置された前記微粒ダストを電気集塵する集塵極と、
前記集塵極に対して所定の直流電圧を印加する放電極と、
前記集塵容器のガスの入出側管路の少なくともいずれかに設置されたガスの遮蔽装置と、
前記集塵極に堆積したダストを衝撃により除去するための衝撃付与装置と、
前記集塵容器の下部に形成されたダスト貯留部と、を有することを特徴とする高炉ガスの清浄設備。 A dust remover for coarsely collecting coarse dust from blast furnace gas including dust discharged from the blast furnace, and a downstream side of the dust remover for electrostatically collecting fine dust from exhaust gas coarsely collected by the dust remover In a blast furnace gas cleaning facility comprising a dry electric dust collector composed of a plurality of dry electric dust collectors arranged in parallel to the gas flow,
The dry electrostatic precipitator is
A dust collecting container;
A dust collecting electrode for electrostatically collecting the particulate dust installed in the internal space of the dust collecting container;
A discharge electrode for applying a predetermined DC voltage to the dust collecting electrode;
A gas shielding device installed in at least one of the gas inlet and outlet pipes of the dust collecting container;
An impact applying device for removing dust accumulated on the dust collecting electrode by impact;
A blast furnace gas cleaning facility, comprising: a dust storage portion formed at a lower portion of the dust collection container.
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