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特開2015-227749製錬プロセスの排気装置、製錬プロセスの排気方法及びそのプログラム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-227749(P2015-227749A)
(43)【公開日】2015年12月17日
(54)【発明の名称】製錬プロセスの排気装置、製錬プロセスの排気方法及びそのプログラム
(51)【国際特許分類】
   F27D 17/00 20060101AFI20151120BHJP
   F27D 19/00 20060101ALI20151120BHJP
   F23J 11/12 20060101ALI20151120BHJP
【FI】
   F27D17/00 105G
   F27D19/00 Z
   F23J11/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2014-113414(P2014-113414)
(22)【出願日】2014年5月30日
(71)【出願人】
【識別番号】000183303
【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】菅沼 慎介
【テーマコード(参考)】
3K261
4K056
【Fターム(参考)】
3K261MC00
4K056AA01
4K056CA02
4K056DB22
4K056DC16
4K056FA08
(57)【要約】
【課題】折り返し構造を備える煙道の内部を流れる排ガスの速度を変更する気体過給部を用いて、折り返し構造の近傍にダストが堆積することを防止する製錬プロセスの排気装置又は排気方法を提供すること。
【解決手段】流入された前記排ガスを略上方に搬送する前半煙道部と、前記前半煙道部の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部と、前記前半煙道部の内部を流れる排ガスの速度を変更する気体過給部と、前記気体過給部の動作を制御する制御部とを有し、前記制御部は、少なくとも前記前半煙道部の内径及び前記屈曲煙道部の屈曲角度に基づいて、前記気体過給部から過給する排ガスの流量を制御する、ことを特徴とする。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気装置であって、
流入された排ガスを略上方に搬送する前半煙道部と、
前記前半煙道部の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部と、
前記前半煙道部の内部を流れる排ガスの速度を変更する気体過給部と、
前記気体過給部の動作を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、少なくとも前記前半煙道部の内径及び前記屈曲煙道部の屈曲角度に基づいて、前記気体過給部から過給する排ガスの流量を制御する、
ことを特徴とする製錬プロセスの排気装置。
【請求項2】
折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気方法であって、
前記煙道の前半煙道部に流入した排ガスを略上方に搬送する前半煙道排気ステップと、
前記前半煙道部の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部で排ガスの流れ方向を変更する屈曲煙道排気ステップと、
前記前半煙道部の内部に気体を過給する気体過給部を用いて、前記前半煙道部の内部を流れる排ガスの速度を制御する制御ステップと
を含み、
前記制御ステップは、少なくとも前記前半煙道部の内径及び前記屈曲煙道部の屈曲角度に基づいて、前記気体過給部で過給する排ガスの流量を制御する、
ことを特徴とする製錬プロセスの排気方法。
【請求項3】
請求項2に記載の製錬プロセスの排気方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、製錬プロセスの排気装置又は排気方法に関する。
【背景技術】
【0002】
鉄鋼ダストから酸化亜鉛を製造する製錬プロセスでは、特許文献1に記載されているように水分を含んだ粗酸化亜鉛を乾燥加熱して酸化亜鉛鉱を得る乾燥加熱工程がある。前記乾燥加熱工程で発生する排ガスは、煙道を流通して、洗浄工程(例えば洗浄塔)に搬送される。この排ガスはダストを含んでいるため、製錬プロセスでは、煙道内にダストが堆積することを防止するために、例えば煙道内を洗浄水で洗浄するものがある。
【0003】
また、ダストを除去する別の方法としては、特許文献1の脱硝装置において、触媒上に堆積したダストを加圧ガスで吹き飛ばして除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2014−084509号公報
【特許文献2】特開2007−232715号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、製錬プロセスでは敷地面積等の制限によりプラントの設計に多くの制約を受ける場合がある。このため、煙道の構造による制約で、特許文献2に開示された技術を煙道に堆積したダストを除去する方法に適用できない場合がある。例えば折り返し構造の煙道を用いる場合で、折り返し構造の近傍に堆積したダストを除去するときに、洗浄水又は気体を供給する装置を折り返し構造の近傍に設置できない場合がある。特に洗浄水で除去する場合には、多量の洗浄水を必要とし、且つ、洗浄水を供給する装置を定期的にメンテナンスする必要がある。また、ダストが堆積している場所に洗浄水等を吹き付ける必要があるため、製錬プロセスの処理内容に応じてダストが堆積する場所が異なるときに、吹き付ける方向を変更する装置が必要になる。更に、製錬プロセスに関する装置の更なる小型化、低コスト化が求められている。
【0006】
本発明は、上記の事情に鑑み、折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気装置であって、煙道の内部を流れる排ガスの速度を変更する気体過給部を用いて、折り返し構造の近傍にダストが堆積することを防止する製錬プロセスの排気装置又は排気方法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】
【0007】
本発明の一の態様によれば、折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気装置であって、流入された前記排ガスを略上方に搬送する前半煙道部と、前記前半煙道部の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部と、前記前半煙道部の内部を流れる排ガスの速度を変更する気体過給部と、前記気体過給部の動作を制御する制御部とを有し、前記制御部は、少なくとも前記前半煙道部の内径及び前記屈曲煙道部の屈曲角度に基づいて、前記気体過給部から過給する排ガスの流量を制御する、ことを特徴とする製錬プロセスの排気装置が提供される。
【0008】
本発明の他の態様によれば、折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気方法であって、前記煙道の前半煙道部に流入した排ガスを略上方に搬送する前半煙道排気ステップと、前記前半煙道部の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部で排ガスの流れ方向を変更する屈曲煙道排気ステップと、前記前半煙道部の内部に気体を過給する気体過給部を用いて、前記前半煙道部の内部を流れる排ガスの速度を制御する制御ステップとを含み、前記制御ステップは、少なくとも前記前半煙道部の内径及び前記屈曲煙道部の屈曲角度に基づいて、前記気体過給部で過給する排ガスの流量を制御する、ことを特徴とする製錬プロセスの排気方法が提供される。本発明は、上記の製錬プロセスの排気方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであってもよい。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る製錬プロセスの排気装置又は排気方法によれば、煙道の内部を流れる排ガスの速度を変更することによって、煙道内にダストが堆積することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置の一例を説明する概略外観図である。
図2】本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置の煙道の一例を説明する概略断面図である。
図3】本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置の動作の一例を説明する説明図である。
図4】本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置の煙道内部の流れを説明する説明図である。
図5】比較例の煙道内部の流れを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
添付の図面を参照しながら、限定的でない例示の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置又は排気方法を用いて、本発明を説明する。本発明は、以後に説明する製錬プロセスの排気装置又は排気方法以外でも、折り返し構造を備える煙道を用いたもの(装置、機械、機器、ユニット、システムなど)であれば、いずれのものにも用いることができる。
【0012】
以後の説明において、添付の全図面の記載の同一又は対応する装置、部品又は部材には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、特に説明しない限り、装置、部品若しくは部材間の限定的な関係を示すことを目的としない。したがって、具体的な相関関係は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。
【0013】
下記に示す順序で、実施形態に係る製錬プロセスの排気装置又は排気方法を用いて、本発明を説明する。
【0014】
1.製錬プロセスの排気装置
2.製錬プロセスの排気方法
3.製錬プロセスの排気方法のプログラム
[1.製錬プロセスの排気装置]
図1図2及び図3を用いて、本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置100の構成を説明する。ここで、図1は、本実施形態に係る製錬プロセスの排気装置100の一例を説明する概略外観図である。図2は、排気装置100の煙道の一例を説明する概略断面図である。図3は、排気装置の動作の一例を説明する説明図である。なお、図1乃至図3に示す例は一例であり、本発明を用いることができる排気装置は図1等に示すものに限定されるものではない。
【0015】
図1に示すように、本実施形態に係る製錬プロセスの排気装置100は、排ガスを略上方に搬送する前半煙道部12と、前半煙道部12の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部13と、屈曲煙道部13の排気方向の下流側に配置された後半煙道部14と、を有する。すなわち、排気装置100は、前半煙道部12、屈曲煙道部13及び後半煙道部14を用いて、折り返し構造を有する煙道を構成する。
【0016】
また、排気装置100は、前半煙道部12の内部を流れる排ガスの速度を変更する気体過給部10と、気体過給部10の動作を制御する制御部(不図示)とを更に有する。更に、排気装置100は、本実施形態では、乾燥工程を実施する乾燥手段11と、洗浄工程を実施する洗浄手段20と、を備える。
【0017】
前半煙道部12は、前工程の乾燥手段11から流出した排ガスを略上方に搬送するものである。前半煙道部12は、本実施形態では、排気ガスを流入される入口部材12aを備える。
【0018】
屈曲煙道部13は、排ガスの流れ方向(搬送方向)を変更するものである。図2に示すように、屈曲煙道部13は、屈曲角度αの折り返し構造を備える。すなわち、屈曲煙道部13は、前半煙道部12の下流側の端部から流出した排気ガスが流入され、流入された排ガスの流れ方向を屈曲角度αで変更する。
【0019】
後半煙道部14は、排ガスを後工程の洗浄手段20に搬送するものである。後半煙道部14は、屈曲煙道部13の下流側の端部から流出した排気ガスを後工程の洗浄手段20に搬送する。
【0020】
気体過給部10は、煙道(前半煙道部12、屈曲煙道部13及び後半煙道部14)を流れる排ガスの速度を変更するために、煙道に気体を追加的に供給するものである。気体過給部10は、本実施形態では、乾燥手段11の上流側から気体を供給する。なお、気体過給部10は、乾燥手段11と前半煙道部12との間の流路に気体を供給する構成、又は、前半煙道部12の流路の途中に気体を供給する構成であってもよい。また、気体過給部10が供給する気体の種類は、特に限定されない。
【0021】
制御部は、気体過給部10の動作を制御するものである。制御部は、例えば予め記憶されているプログラム(制御プログラム、アプリケーション、制御マップ等)を用いて、気体過給部10の動作を制御してもよい。また、制御部は、排気装置100の外部から入力される情報等に基づいて、気体過給部10の動作を実時間若しくは即時に制御してもよい。なお、制御部は、公知の技術のCPU(Central Processing Unit)及びメモリ等を含む演算処理装置で構成してもよい。また、制御部は、製錬プロセスに用いる装置に予め搭載されているコントローラなどを利用する構成であってもよい。
【0022】
図3に、煙道(前半煙道部12、屈曲煙道部13及び後半煙道部14)の内部の低速領域の割合Rd(縦軸)と前半煙道部12の内部を流れる排ガスの速度V(横軸)との関係を示す。ここで、低速領域の割合Rdとは、煙道の内部において速度が所定の速度以下となる領域(例えば吹き溜まり領域など)と煙道の内部の全領域との割合である。なお、所定の速度は、排気ガス、煙道及びその他排気装置100の仕様に応じて定められる速度である。所定の速度は、例えば排気ガス中のダストが煙道の内部に堆積する速度であってもよい。また、所定の速度は、実験又は計算等に基づいて、予め定められる速度であってもよい。
【0023】
制御部は、例えば前半煙道部12が略1400mmの内径(図2のD)で、屈曲煙道部13が略45度の屈曲角度(図2のα)である場合に、気体過給部10(図1)の動作を制御することによって、前半煙道部12の内部を流れる排ガスの速度を略8m/s以上とする。これにより、制御部(製錬プロセスの排気装置100)は、図3に示すように、低速領域の割合Rdを略1%以下とすることができる。
【0024】
図4に、本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置100の煙道内部の流れを説明する計算結果の図を示す。図5に、比較例の煙道内部の流れを説明する計算結果の図を示す。図4は前半煙道部12の内部を流れる排ガスの速度が11m/sの場合であり、図5は前半煙道部12の内部を流れる排ガスの速度が3m/sの場合である。
【0025】
図4に示すように、本実施形態に係る排気装置100では、気体過給部10を用いて前半煙道部12の内部を流れる排ガスの速度を増加することによって、図5の比較例と比較して、低速領域(例えば速度が2.5m/s以下の領域)が減少する。すなわち、製錬プロセスの排気装置100は、煙道の内部を流れる排ガスの速度を変更することによって、低速領域を減少することができるので、煙道内にダストが堆積することを防止することができる。
【0026】
乾燥手段11(図1)は、乾燥工程を実施する手段である。乾燥手段11は、例えば鉄鋼ダストから酸化亜鉛を製造する製錬プロセスに排気装置100を用いる場合に、水分を含んだ粗酸化亜鉛を加熱して、乾燥する。このとき、乾燥手段11は、ダストを含む排ガスを生成する。すなわち、前半煙道部12等(図1)は生成された排ガスを後工程に搬送する。
【0027】
洗浄手段20(図1)は、洗浄工程を実施する手段である。洗浄手段20は、例えば鉄鋼ダストから酸化亜鉛を製造する製錬プロセスに排気装置100を用いる場合に、生成したダストを含む排ガスを洗浄する。すなわち、洗浄手段20は、後半煙道部14(図1)から流入する排ガスを洗浄する。
【0028】
なお、乾燥手段11及び洗浄手段20は、公知の技術を用いることができる。
【0029】
以上のとおり、本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置100によれば、煙道の内部を流れる排ガスの速度を変更することによって、煙道内にダストが堆積することを防止することができる。また、排気装置100によれば、敷地面積の制約で折り返し構造の煙道を用いる場合に、折り返し構造の近傍に排気ガス中のダストなどが堆積することを防止することができる。これにより、排気装置100によれば、折り返し構造を有する煙道を用いた場合でも、煙道の内部にダストなどが堆積することを防止することができるので、製錬プロセスの設備の稼動効率を向上することができ、生産効率を向上することができる。
【0030】
更に、本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気装置100によれば、折り返し構造に堆積したダストを除去するために折り返し構造の近傍に洗浄水又は気体を供給する装置を配置する場合と比較して、装置を小型化及び低コスト化することができる。また、排気装置100によれば、折り返し構造に堆積したダストを除去するために折り返し構造の近傍に洗浄水又は気体を供給する装置を配置する場合と比較して、ダストが堆積している場所に洗浄水等を吹き付ける必要がないため、装置を小型化及び構造を簡易化することができる。更に、排気装置100によれば、折り返し構造に堆積したダストを除去するために折り返し構造の近傍に洗浄水を供給する装置を配置する場合と比較して、多量の洗浄水を必要とせず、且つ、洗浄水を供給する装置を定期的にメンテナンスする必要がない。
【0031】
[2.製錬プロセスの排気方法]
本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気方法は、折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気方法であって、煙道の前半煙道部12(図1)に流入した排ガスを略上方に搬送する前半煙道排気ステップと、前半煙道部12の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部13(図1)で排ガスの流れ方向を変更する屈曲煙道排気ステップと、前半煙道部12の内部に気体を過給する気体過給部10(図1)を用いて前半煙道部12の内部を流れる排ガスの速度を制御する制御ステップとを含む。
【0032】
制御ステップは、前述の制御部を用いて、少なくとも前半煙道部12の内径D(図2)及び屈曲煙道部13の屈曲角度α(図2)に基づいて、気体過給部10から過給する排ガスの流量を制御する。
【0033】
これにより、本発明の実施形態に係る製錬プロセスの排気方法は、前述の[1.製錬プロセスの排気装置]の排気装置100と同様の効果を得ることができる。
【0034】
[3.製錬プロセスの排気方法のプログラム]
本発明は、折り返し構造を備える煙道を用いた製錬プロセスの排気方法であって、前記煙道の前半煙道部に流入した排ガスを略上方に搬送する前半煙道排気ステップと、前記前半煙道部の排気方向の下流側に配置された屈曲煙道部で排ガスの流れ方向を変更する屈曲煙道排気ステップと、前記前半煙道部の内部に気体を過給する気体過給部を用いて、前記前半煙道部の内部を流れる排ガスの速度を制御する制御ステップとを含み、前記制御ステップは、少なくとも前記前半煙道部の内径及び前記屈曲煙道部の屈曲角度に基づいて、前記気体過給部で過給する排ガスの流量を制御する、ことを特徴とする製錬プロセスの排気方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであってもよい。また、本発明は、そのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体としてもよい。
【0035】
記録媒体には、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM(Compact Disk−ROM)、CD−R(CD Recordable)、DVD(Digital Versatile Disk)及びその他コンピュータ読み取り可能な媒体、並びに、フラッシュメモリ、RAM、ROM等の半導体メモリ、メモリカード、HDD(Hard Disc Drive)及びその他コンピュータ読み取り可能なものを用いることができる。また、上記プログラムは、差分ファイルを既存の製錬プロセスの排気装置にインストールされる構成であってもよい。
【0036】
これによれば、本発明に係るプログラム及びそのプログラムを記録した記録媒体は、前述の製錬プロセスの排気装置又は排気方法と同等の効果が得られる。
【0037】
以上、本発明に係る実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変更又は変形することが可能である。
【符号の説明】
【0038】
100 : 製錬プロセスの排気装置
10 : 気体過給部
11 : 乾燥手段
12 : 前半煙道部
12a: 前半煙道部の入口部材
13 : 屈曲煙道部
14 : 後半煙道部
20 : 洗浄手段
α : 屈曲角度
D : 前半煙道部の内径
Rd: 低速領域の割合(吹き溜まり領域の割合など)
V : 前半煙道部内部の排ガスの速度
図1
図2
図3
図4
図5