高炉石炭ガス

一、煙ガス除塵――高炉ガス乾式布袋除塵

高炉ガス浄化は湿式除塵と乾式除塵の2種類に分けられ、現在、我が国の500 m 3級及び以下の高炉のガス浄化は基本的にすべて乾式布袋除塵を採用し、1000 m 3級以上の高炉のガス浄化は乾式布袋除塵技術を採用するのは少ない。

高炉ガス乾式布袋除塵技術は鉄鋼業界の重要な総合省エネ・環境保護技術の一つであり、そのガス浄化品質が高く、節水、節電、投資省、運行費用が低く、環境汚染が小さいなどの利点で、伝統的な湿式洗浄除塵技術より優れ、環境保護エネルギープロジェクトに属し、国家鉄鋼業界が現在最も普及している「三乾一電」（高炉ガス乾式除塵、転炉ガス乾式除塵、乾式コークス除去、高炉ガス余圧発電）の第一位に位置している。国が大いに普及させたクリーン生産技術である。

1、プロセスフローと設備

1.1システム構成

1乾式除塵方法は布袋除塵器、取り外し、輸灰装置（大灰倉庫を含む）、荒浄ガス管路、バルブ及び点検設備、総合管路、自動化検査と制御システム及び補助部分から構成される。

2炉頂部温度が長期的に高い高炉は布袋の除塵前に降温装置を増設することが好ましく、ヒートパイプ熱交換器とパイプ式熱交換器の2種類があり、優先的にヒートパイプ式熱交換器を選択しなければならない。

1.2ろ過面積

1ガス量（含ガス湿分、以下同じ）と決定したろ過速度からろ過面積を計算する

計算式：

そのうちF——有効濾過面積m 2

Q――ガス流量m 3/h（運転状態）

V――モードろ過速度m/min

2モード流量。

一定の温度と圧力での実際のガス流量を運転状況流量と呼ぶ。標準状態流量にモード係数を掛けるとモード流量となります。

3モード係数

ケース体積（または流量）とケース体積（または流量）の比をケース係数と呼び、ηで表す。

計算式：

その中でη――モード係数

Q 0——標準状態ガス流量m 3/h

Q――運転状態ガス流量m 3/h

T 0――標準状態0℃時の絶対温度273 K

t——布袋除塵のガス温度℃

P――ガス圧力（表圧）MPa

P 0——標準状態1つの工事大気圧、0.1 MPa

t値をガス平均温度165℃で計算すると、上記の式は以下のように簡略化される：

η=1.6

このときのモード係数ηと圧力の関係を表3−2に示す。温度の取り方が異なり、数値は少し変化しています。

表3-2運転状況係数ηと圧力関係

1.3ガス放散

1集塵器箱体、前置熱交換器、荒浄ガス主管と密封式眼鏡弁はガス放散管を設置しなければならない。

2荒ガス総管の末端にはガス導入用放散管を設置しなければならない。放散管の設置はガス安全規程に適合し、管口に点火装置を設置することが望ましい。

3抽気用放散管には確実な遮断装置を設置しなければならない。

1.4事前防食

1部分の乾式除塵ガス凝縮水は腐食性が強く、コルゲート膨張器の材質は耐食性ステンレス材料を優先的に選択し、管壁は適度に厚くし、管内壁は耐食性塗料を塗布し、塗布前の溶接部は丁寧に磨かなければならない。

2アルカリ液または水噴射装置を設置することができる。

3ガス管路はすべて保温しなければならない。

二、ガス脱硫―乾式脱硫

具体的には、ある工事、脱硫案の確定については、実行可能性と経済性を考慮しなければならない。ガス使用量が小さく（例えば、1時間に5、6千立方メートル以下）、ガス中の硫黄含有量が高くないユーザーには、単級で乾式脱硫を採用することが考えられる。

かんしきだつりゅう

現在最も一般的に使用されている乾式脱硫剤は酸化鉄と活性炭である。通常、乾式脱硫の脱硫プロセスは比較的簡単であるが、環境保護と経済性を考慮すると、一般的に脱硫剤の再生に使用され、酸化鉄と活性炭の再生はプロセスからコストまで大きな差がある。

1.1酸化鉄脱硫剤

酸化鉄脱硫剤の使用条件は一般的に以下の点を限定する：

1）温度正常使用温度は20〜30℃が望ましい。温度が高すぎると酸化速度が速くなり、硫化速度が相対的に低下し、脱硫効率が低下するとともに、温度が高すぎると硫化鉄の水和物（Fe 2 S 3・H 2 O）が水分を失い、さらに脱硫剤の湿度と酸塩基度に影響し、脱硫効果に影響する。温度が低すぎると、加硫速度が大幅に低下し、脱硫効率が低下するとともに、ガス中の水分を凝縮させ、脱硫剤が過湿になる。

2）水分脱硫剤は25%〜35%の水分を保持することが好ましく、水分が10%未満では脱硫操作に影響を与える。水分は硫化水素と酸化鉄との十分な接触時間を維持し、脱硫剤の塊を減少させ、一部の塩類を溶解し、酸化鉄の表面に包まれ、脱硫反応の進行に影響を与えることを防止することができる。

3）酸素含有量ガスには一定の酸素が含まれており、酸化鉄を脱硫しながら再生することができるのは一般的に酸素含有量1.0〜1.1%が望ましい。酸素含有量が高すぎると鉄の腐食が加速し、ガスゴムが形成される。

4）ガスの不純物含有量ガス中のタールなどの不純物はきれいに除去しなければ、脱硫剤の表面がタールなどに覆われて失効しやすい。

5）酸アルカリ度酸化鉄の脱硫は一般的に弱アルカリ性（PH値8-9）の環境下で行うことが要求され、PH値が高すぎて低すぎると脱硫効率に影響を与える。

1.2活性炭脱硫

活性炭脱硫生産の主な技術条件は以下の通りである：

1）温度正常使用温度は27〜82℃であることができるが、最適使用温度は32〜52℃であるため、寒冷地で使用し、脱硫塔は保温すべきである。

2）硫化物と酸素含有量の比は1：2以上であり、酸素含有量が不足している場合は空気を補充することができる。

3）相対湿度ガスの相対湿度は70〜100%であり、湿度が不足している場合は水蒸気を補充することができるが、液体水を活性炭床に持ち込んではならない。

4）ガス中の酸アルカリ性要求活性炭の脱硫にはアルカリ性環境が要求され、例えばガス中にアルカリ性ガス成分が含まれていない場合、アルカリ浸漬活性炭を使用することができる。

5）ガスの不純物含有量ガス中のタールなどの不純物はきれいに除去しなければならず、そうしないと活性炭表面の微孔がタールなどに覆われて失効しやすい。

6）圧力操作圧力は5 Mpa未満でなければならず、現在一般的なガス生産プロセスはこの圧力を超えていない。また、脱硫塔の設計は空速、線速度などの要求を考慮しなければならない。

1.排ガス除塵――高炉ガス乾燥法

高炉ガス浄化は湿式除塵と乾式除塵の2種類に分けられ、現在、我が国の500 m 3級及び以下の高炉のガス浄化は基本的にすべて乾式布袋除塵を採用し、1000 m 3級以上の高炉のガス浄化は乾式布袋除塵技術を採用するのは少ない。

乾式布袋除塵は湿式除塵に比べて以下の利点がある：

1）節水、乾式除塵は基本的に水を使わないが、湿式除塵には大量の冷却水が必要である。

2）TRT発電量を高めることができ、乾式法による除塵後のガスの温度が高く、ガス圧力損失が少ないため、TRT発電量が増加し、一般的に30%〜50%多く発電する。

3）コークス比を下げ、乾式除塵後のガス温度が高いため、熱風炉に供給した後、風温が50℃以上上昇し、コークス比を下げることができる。

4）節電、乾式法による除塵後、冷却水がなければ、下水処理システムも必要なく、電力消費を低減することができる。

5）環境保護、汚水処理システムが不要なため、汚染を減らすことができる。

2.排ガス脱硫―乾式脱硫

乾式脱硫——製造コストが低く、このような自家製の酸化鉄脱硫剤は、一般的に脱硫効率が高く、脱硫効果が良いが、その硫黄容量が低く、再生回数が少ない。脱硫剤はしばらく使用すると再生が必要であり、このような自家製酸化鉄脱硫剤は一般的に塔外再生を採用している。脱硫剤を取り出し、焼場に置いて十分に酸化して再生する。

しかし、この自家製の酸化鉄脱硫剤はコストが低いが、製造、再生には大きな場所、多くの人工が必要であり、面倒でもあるため、現在では多くの単位が成形された酸化鉄脱硫剤を購入し、多くの単位が成形された酸化鉄脱硫剤を開発して販売している。これらの成形された酸化鉄脱硫剤は、粒子が均一で、空隙率が大きく、強度が高く、酸化鉄含有量が高く、脱硫効率が高く、硫黄容量が大きく、再生回数が多く、その再生は塔内で行うことができる。

現在、我が国の石炭開発と利用による生態破壊と環境汚染はまだ深刻である。どのように経済的条件が許す限り石炭などの資源の利用率を高め、環境への汚染を減少させるかによって私たちが解決しなければならない問題

1クリーン石炭技術の実施は中国エネルギーの戦略的選択であり、それは（1）汚染物質及び温室効果ガス排出量の制御、（2）輸入石油への依存度を下げる、（3）利用効率の向上。

2.中国クリーン石炭戦略（すなわち石炭の加工と転化）の実施は石炭利用における低効率、高汚染、代替石油の問題を最も経済的、効果的に解決することができる。石炭工業を国民経済の需要に適応させるために、国は中国のクリーン石炭の研究と開発に積極的に力を入れ、石炭加工と転化の迅速な発展を促進しなければならない。

3.石炭の利用効率をさらに高め、環境汚染を減らし、国民経済と社会の持続可能な発展を促進することは、中国の基本国策である。政府の関係部門は大型坑口熱−電連産と高効率乾式石炭選別技術プロジェクトに対して相応の政策支持を与え、我が国の石炭エネルギーのクリーン、高効率、経済、安定的な供給を達成するための工業モデルを行うことを提案した。