CN111684044A - 干熄焦设备、及干熄焦设备的锅炉内焦粉除去方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够除去附着、堆积在锅炉内的焦粉的干熄焦设备及干熄焦锅炉内的焦粉除去方法。在具备干熄槽(10)、由旋风器构成的集尘器(20)、锅炉(30)、连接干熄槽(10)与旋风器(20)的第1连通管(40)、连接旋风器(20)与锅炉(30)的第2连通管(50)、连接锅炉(30)与干熄槽(10)的第3连通管(60)的干熄焦设备(100)中，将由集尘器(20)捕集的焦粉作为用于除去锅炉(30)内堆积的焦粉的除去用介质，提供给锅炉(30)。

Description

干熄焦设备、及干熄焦设备的锅炉内焦粉除去方法

技术领域

本发明涉及一种干熄焦设备及干熄焦设备的锅炉内焦粉除去方法。

背景技术

干熄焦设备(CDQ：Coke Dry Quenching)是一种对经过炼焦炉烘烤后的炽热焦炭进行冷却，并利用回收的热能生成高温·高压蒸气的设备，在此生成的蒸气通常被利用为生产钢铁的电力及制程蒸气。CDQ主要包括干熄槽(chamber)与锅炉(boiler)2个热交换器，在干熄槽中利用由惰性气体等构成的循环冷却气体(主成分为氮，并包含CO₂、H₂O、微量CO、H₂的气体等)对炽热焦炭进行冷却，干熄槽与锅炉通过第1连通管连接于1次集尘器(1次除尘器)，再通过第2连通管连接于锅炉。锅炉通过第3连通管连接于2次集尘器(2次除尘器)，并经由鼓风机等的送风机，通过第3连通管连接于干熄槽。

CDQ内循环冷却气体的流程及作用的概述如下：由构成循环设备的送风机将200℃以下的低温循环冷却气体送到干熄槽下方，循环冷却气体在干熄槽内向上方上升的过程中，会与从上方下降的高温炽热焦炭接触，从而冷却炽热焦炭。然后，因与炽热焦炭接触过而升温的循环冷却气体，通过位于干熄槽上方外周的环形烟道，从第1连通管进入一次集尘器，再从一次集尘器进入锅炉。循环冷却气体中包含CO等未燃气体，为了在循环冷却气体到达锅炉入口之前完成这些未燃气体的燃烧反应，在位于干熄槽上方的环形烟道等处，设有用于使这些未燃气体燃烧的空气导入管，通过所述导入管导入燃烧用空气。通过这种方式，在循环冷却气体到达锅炉之前使未燃气体完全燃烧，提高循环冷却气体的温度，从而能够增加锅炉的热回收量。从干熄槽朝向环形烟道上升的循环冷却气体温度上升至800至900℃，而通过向循环冷却气体提供燃烧用空气，可使循环冷却气体继续升温至1000℃。

在此，流经第1连通管的循环冷却气体中通常包含高磨损性的大量焦粉，经过1次集尘器的粗略捕集可除去焦粉整体的20％-30％，在2次集尘器可捕集剩余的焦粉。如上所述，1次集尘器的焦粉捕集效率较低，因此在历来的干熄焦装置中，出现焦粉造成锅炉内磨损的问题。对此，作为防止这种磨损的对策，至今采取了在锅炉内使用耐磨损材料(熔融喷涂材料等)、对设备系统内的循环冷却气体进行低流速控制等的对策。然而，这种防磨损对策，更会导致锅炉的成本提高以及规模增大，因此，为了应对锅炉中的焦粉问题而采用的防磨损对策，终将对设备整体的制造成本造成较大影响。

为了解决上述问题，现有技术中已有一种干熄焦设备，通过将设在干熄槽上方的环形烟道等处的空气导入管，应用在连接1次集尘器与锅炉的第2连通管，可将温度被控制在800至900℃左右的循环冷却气体导入1次集尘器中，从而能够在1次集尘器使用旋风器(例如，参照专利文献1)。如果向旋风器提供1000℃左右的高温循环气体，作为形成旋风器的材料难以采用不锈钢等通常的耐热钢材，因此只能使用例如因康镍(Inconel，注册商标)等高价的耐热材料，依然无法解决设备成本高的问题。根据专利文献1中记载的干熄焦设备，通过向1次集尘器提供相对低温的循环冷却气体，可在1次集尘器使用旋风器，能够提高焦粉的捕集效率，不需要2次集尘器。

<现有技术文献>

<专利文献>

专利文献1：日本专利第5202751号公报

发明内容

<本发明要解决的课题>

如专利文献1中记载的干熄焦设备，通过在锅炉气流上游侧的集尘器使用旋风器，可利用旋风器来捕集几乎全部焦粉。因此，从旋风器通过第2连通管飞散到锅炉内的焦粉仅有小粒径焦粉。然而，这种小粒径焦粉容易附着堆积在锅炉内的导热管等上。小粒径焦粉这样附着堆积在导热管之后，导热管的导热面会减小，而导热面积的减小会引发锅炉的蒸气生产能力的降低。此外，在通过1次集尘器的粗略捕集可除去焦粉整体的20％-30％的干熄焦设备中，虽然存在上述的锅炉磨损问题，但几无小粒径焦粉附着堆积之现象，并未显露出导热管的导热面积减小等的问题。

因此，有必要除去锅炉内附着、堆积于导热管等的小粒径焦粉。然而，这种小粒径焦粉的除去处理存在各种困难。首先，流入锅炉内的循环冷却气体是1000℃的极高温，因此需要配置耐热性为1000℃以上的除去设备。另外，锅炉内形成导热管群的导热管彼此间通常是窄间距配置，因此需要采用掸扫等的方式除去所述导热管群内的焦粉。另外，作为导热管采用的是翼片式导热管的情况下，需要除去堆积在翼片之间的焦粉，处理极为困难。此外，锅炉还具备水冷壁、用于在锅炉的顶部悬挂导热管的悬挂管，小粒径焦粉还会附着、堆积在这些水冷壁及悬挂管上，因此有必要在锅炉内的广范围进行焦粉清除。

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种能够除去锅炉内附着、堆积的焦粉的干熄焦设备，以及干熄焦设备锅炉内的焦粉除去方法。

<解决上述课题的手段>

为达到上述目的，本发明的干熄焦设备的一个形态为一种包括干熄槽、由旋风器构成的集尘器、锅炉、连接所述干熄槽与所述旋风器的第1连通管、连接所述旋风器与所述锅炉的第2连通管、连接所述锅炉与所述干熄槽的第3连通管的干熄焦设备，循环冷却气体流经其系统内时由所述集尘器捕集循环冷却气体中的焦粉，所述干熄焦设备的特征在于，由所述集尘器捕集的焦粉被作为用于除去所述锅炉内堆积的焦粉的清除用焦粉，提供给所述锅炉。

根据本形态，通过将旋风器捕集的焦粉作为用于除去锅炉内堆积的焦粉的清除用焦粉提供给锅炉，无需在锅炉设置其它清除设备等，也能够有效地除去锅炉内堆积的焦粉。与锅炉内堆积的焦粉相比，旋风器可捕集粒径较大的焦粉，因此，该粒径较大的焦粉应用为清除用焦粉。这种大粒径的焦粉，在现有的干熄焦设备中是造成锅炉内设备磨损的要因，而在本形态中，可利用大粒径焦粉的磨损作用，除去锅炉内堆积的小粒径焦粉。根据本发明的发明者的经验，锅炉内堆积的小粒径焦粉的平均粒径在20μm至30μm的范围。而旋风器捕集的焦粉的粒径在30μm至5mm的范围。

另外，本发明的干熄焦设备的其他形态的特征在于，间歇性地向所述锅炉内提供由所述集尘器捕集的焦粉。

根据本形态，通过向锅炉内间歇性地提供由旋风器捕集的焦粉，能够抑制锅炉内设备磨损的同时除去锅炉内堆积的小粒径焦粉。在此，“间歇性地提供”是指，在较短时间内执行将旋风器捕集的焦粉提供给锅炉的操作之后停止提供，使干熄焦设备运转一定时间，然后在较短时间内执行下一轮将焦粉提供给锅炉的操作。例如可以举出如下控制形式:以10分钟左右的时间执行将焦粉提供给锅炉的操作，除去锅炉内堆积的小粒径焦粉，然后停止焦粉的提供，并使干熄焦设备运转数小时，然后再次以10分钟左右的时间执行将焦粉提供给锅炉的操作。

另外，本发明的干熄焦设备的其他形态的特征在于，在所述干熄焦设备的系统内，循环冷却气体从所述干熄槽通过所述第1连通管及所述第2连通管流入所述锅炉，并从所述锅炉通过所述第3连通管流入所述干熄槽，从所述集尘器延伸设置有第4连通管，送风机介在于所述第3连通管中，在所述第3连通管的相对于所述送风机而言位于气流下游侧的位置，分支出第5连通管，其连通于所述第2连通管或所述锅炉，自所述集尘器经由所述第4连通管提供给所述第5连通管的焦粉，随着循环冷却气体从所述第2连通管被提供给所述锅炉，或随着循环冷却气体被直接提供给所述锅炉。

根据本形态，通过利用送风机的高压循环冷却气体，能够将旋风器捕集到的焦粉通过第2连通管随气流输送到锅炉。在此，第2连通管，如专利文献1所述，优选是包括立起部及水平部的形态，该立起部是从旋风器的顶部向上方立起的部分，该水平部是从所述立起部弯曲并沿水平方向或大致水平方向延伸的部分，本形态中，第5连通管与第2连通管连通之处，既可以是立起部，也可以是水平部。此外，本形态中，第5连通管例如还可以直接连通至锅炉的上部空间。在此情况下，焦粉将通过第5连通管，随气流直接输送到锅炉。

另外，本发明的干熄焦设备的其他形态的特征在于，从所述集尘器延伸设置有第4连通管，其与加压罐直接或间接连通，从所述加压罐延伸设置的第6连通管连通于所述第2连通管，从所述集尘器经由所述第4连通管提供给所述加压罐的焦粉，随着在所述加压罐内被加压的循环冷却气体或惰性气体，通过所述第6连通管被输送到所述第2连通管，再从所述第2连通管被提供给所述锅炉。

根据本形态，通过利用在加压罐内被加压的循环冷却气体或惰性气体，能够将旋风器捕集到的焦粉通过第2连通管输送到锅炉。在此，“延伸设置有第4连通管，其与加压罐直接或间接连通”中的“间接连通”是指，例如，在第4连通管之下方设有输送带等，通过第4连通管并利用输送带输送焦粉之后，将焦粉存放在储槽中，然后从储槽向加压罐提供焦粉的形态等。所述加压罐连通于从惰性气体提供源延伸出来的管道，或者在第3连通管中的相对于送风机位于气流下游侧的位置分支出来的分支连通管等，由这些连通管提供循环冷却气体或惰性气体。气体在加压罐内被加压之后，通过开通加压罐的出口侧的开闭阀，能够利用加压后的循环冷却气体或惰性气体来输送焦粉。此外，本形态中，在第2连通管具有立起部及水平部的情况下，第6连通管与第2连通管的连通处既可以是立起部，也可以是水平部。

此外，本发明的干熄焦设备的其他形态的特征在于，所述集尘器具有分级筛，使所述集尘器捕集到的焦粉通过所述分级筛，以对规定粒径范围的焦粉进行筛选，筛选后的焦粉被提供给所述第4连通管。

根据本形态，能够从旋风器捕集到的焦粉中筛选出粒径适合用于除去锅炉内堆积的焦粉的粒径范围的焦粉,并提供给锅炉。例如，如上所述，能够在30μm至5mm的较广的粒径范围中，筛选出0.5mm至5mm的较大粒径的焦粉，提供给锅炉。

另外，本发明的干熄焦设备的锅炉内焦粉除去方法的一形态是用于除去所述锅炉内堆积的焦粉的方法，所述干熄焦设备包括干熄槽、由旋风器构成的集尘器、锅炉、连接所述干熄槽与所述旋风器的第1连通管、连接所述旋风器与所述锅炉的第2连通管、连接所述锅炉与所述干熄槽的第3连通管，循环冷却气体流经所述干熄焦设备的系统内时，由所述集尘器捕集循环冷却气体中的焦粉，所述干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法的特征在于，由所述集尘器捕集的焦粉被作为用于除去所述锅炉内堆积的焦粉的除去用焦粉，提供给所述锅炉。

根据本形态，通过将旋风器捕集到的焦粉作为用于除去锅炉内堆积的焦粉的除去用焦粉提供给锅炉，无需在锅炉设置其它的清除设备等，也能够有效除去锅炉内堆积的焦粉。

另外，本发明的干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法的其他形态的特征在于，间歇性地向所述锅炉内提供由所述集尘器捕集到的焦粉。

根据本形态，通过向锅炉内间歇性地提供由旋风器捕集到的焦粉，能够在抑制锅炉内设备磨损的同时除去锅炉内堆积的小粒径焦粉。

另外，本发明的干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法的其他形态的特征在于，在所述干熄焦设备的系统内，循环冷却气体从所述干熄槽通过所述第1连通管及所述第2连通管流入所述锅炉，并从所述锅炉通过所述第3连通管流入所述干熄槽，从所述集尘器延伸设置有第4连通管，送风机介在位于所述第3连通管中，在所述第3连通管的相对于所述送风机位于气流下游侧的位置分支出第5连通管，其连通于所述第2连通管，从所述集尘器经由所述第4连通管提供给所述第5连通管的焦粉，随着循环冷却气体被输送到所述第2连通管，再从所述第2连通管被提供给所述锅炉。

根据本形态，通过送风机的高压力循环冷却气体，能够将旋风器捕集到的焦粉通过第2连通管，输送到锅炉。

另外，本发明的干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法的其他形态的特征在于，从所述集尘器延伸设置有第4连通管，其直接或间接连通至加压罐，从所述加压罐延伸设置的第6连通管与所述第2连通管相连通，从所述集尘器经由所述第4连通管提供给所述加压罐的焦粉，随着在所述加压罐内被加压的循环冷却气体或惰性气体，通过所述第6连通管被输送到所述第2连通管，再从所述第2连通管被提供给所述锅炉。

根据本形态，通过利用在加压罐内被加压的循环冷却气体或惰性气体，能够将旋风器捕集到的焦粉通过第2连通管输送到锅炉。

此外，本发明的干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法的其他形态的特征在于，所述集尘器具有分级筛，使所述集尘器捕集到的焦粉通过所述分级筛，以对规定粒径范围的焦粉进行筛选，筛选后的焦粉被提供给所述第4连通管。

根据本形态，能够从旋风器捕集到的焦粉中筛选出粒径适合用于除去锅炉内堆积的焦粉的粒径范围的焦粉,并提供给锅炉。

<发明的效果>

由以上说明可理解，根据本发明的干熄焦设备及干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法，能够除去附着、堆积于锅炉内的焦粉。

附图说明

图1是表示第1实施方式的干熄焦设备的概略结构的模式图。

图2是表示锅炉的内部结构的模式图。

图3是表示控制器的硬件结构之一例的图。

图4是表示第2实施方式的干熄焦设备的概略结构的模式图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式的干熄焦设备，以及干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法。在本说明书及附图中，对实质上相同的结构要素采用相同符号，并会相应省略重复说明。

[第1实施方式]

＜干熄焦设备的基本结构＞

首先，参照图1至图3，说明第1实施方式的干熄焦设备及干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法。图1是表示第1实施方式的干熄焦设备的概略结构的模式图，图2是表示锅炉的内部结构的模式图。图3是表示控制器的硬件结构之一例的图。如图1所示，干熄焦设备100包括干熄槽10、由旋风器(cyclone)构成的集尘器20、锅炉30、连接干熄槽室10与旋风器20的第1连通管40、连接旋风器20与锅炉30的第2连通管50、连接锅炉30与干熄槽10的第3连通管60、用于控制各种开闭阀的开闭及开度的控制器80。并且，在图1中，作为来自控制器80的指令信号线，仅图示了旋风器20正下方的第4连通管71所具备的开闭阀71a、在第3连通管60的送风机61(循环扇等)的气流下游侧分支的第5连通管72所具有的开闭阀72a。然而，来自控制器80的指令信号线原则上通向图示的全部开闭阀，控制器80能够向各开闭阀发送指令信号。所述开闭阀是一种除了阀的开闭之外，还可以调整其开度的阀。另外，在系统内的适当位置还设置有未图示的温度传感器，温度传感器的检测信号被传送到控制器80。控制器80根据其接收到的各处的温度检测值(循环冷却气体的温度及锅炉内温度等)，例如对系统内循环的循环冷却气体的温度进行控制，以使各处的温度成为规定温度(范围)。

在干熄焦设备100的系统内，循环冷却气体的主要流通路径如下。即，循环冷却气体从干熄槽10沿X1方向流入第1连通管40，从第1连通管40沿X2方向流入旋风器20，从旋风器20沿X3方向流入第2连通管50，并沿X4方向进入锅炉30。锅炉30内流动的循环冷却气体沿X5方向流入第3连通管60，气流经由设置在第3连通管60的中途位置的送风机61时流速能量增加，然后沿X6方向在第3连通管60流动。在第3连通管60设有预热器62，循环冷却气体沿X7方向流入预热器62之后，流入干熄槽10。预热器62是省煤器(economizer)等的热交换器，利用第3连通管60内流动的循环冷却气体的显热(sensible heat)，对水进行预热，经预热的水作为用于生成蒸气的水被提供给锅炉30。

干熄槽10包括预存室12及冷却室11，预存室12临时储存由焦炭投入装置13投入的炽热焦炭，冷却室11连通预存室12，并利用吹入干熄槽10内的循环冷却气体对炽热焦炭进行冷却。此外，干熄槽10还具有设在冷却室11之上方外侧的环形烟道15，其连通于冷却室11，并与1次连通管40的一端连通。另外，干熄槽10在冷却室11的下方位置具备焦炭排出装置14，其用于将经过循环冷却气体冷却之后的焦炭排出到干熄槽10的外部。吹入冷却室11的循环冷却气体,例如是150℃以下的低温气体，循环冷却气体在向上方沿着X8方向流动的过程中，因与炽热焦炭接触而升温至800至900℃，升温后的循环冷却气体流入第1连通管40。

从旋风器20的顶部向上方延伸设置的第2连通管50包括向上方立起的立起部51，以及从立起部51弯曲并向水平方向或大致水平方向延伸设置的水平部52。并且，第2连通管50的立起部51与设有开闭阀53a的空气导入管53连通。在此，所述空气导入管53除了自然导入外部空气的空气导入系统之外，还具备通过未图示的送风机强制性地导入外部空气的空气导入系统。

在干熄焦设备100中，800至900℃的循环冷却气体流入集尘器20，由旋风器构成的集尘器20捕集循环冷却气体中包含的几乎全部焦粉，然后,该除尘后的循环冷却气体被导入第2连通管50。

通过空气导入管53，空气沿Y1方向被导入第2连通管50，以向第2连通管50内流动的循环冷却气体提供该导入的空气。在此，循环冷却气是以氮气作为主要成分，此外还包含CO₂、H₂O以及未燃的H₂及CO等气体。通过空气导入管53向循环冷却气体提供空气，以使未燃的H₂及CO等完全燃烧，使循环冷却气体的温度上升到1000℃左右。通过将上述升温后的循环冷却气体提供给锅炉30，能够提高锅炉30的热回收量。另外，通过将导入集尘器20的循环冷却气体的温度控制在900℃以下，并在集尘器20的气流下游侧使循环冷却气体升温至1000℃，从而能够在集尘器20应用集尘效率高的旋风器。

锅炉30，如图2所示，具备水冷壁31，在水冷壁31的内部设有形成省煤器的省煤器导热管33、形成蒸发器的蒸发器导热管34、形成1次过热器的1次过热器导热管35、形成2次过热器的2次过热器导热管36以及汽包37。各导热管33、34、35、36均形成蛇行流路，导热管33、34、35通过连结管39与汽包37连通。此外，1次过热器导热管35及2次过热器导热管36，通过形成流体分配机构的集管38，与连接管35A连通。此外，各导热管33、34、35及连结管39通过集管38被连接。各导热管33、34、35、36被悬挂固定在从锅炉30顶部沿垂直方向延伸的悬挂管32上。

在锅炉30中，1000℃高温的循环冷却气体从其顶部侧通过第2连通管50沿X4方向被导入，并在锅炉30内向下方流动的过程中，将循环冷却气体的显热提供给各导热管33、34、35、36，然后,循环冷却气体沿X5方向被排出到第3连通管60。

经预热器62预热后的用于生成蒸气的水，沿Z1方向被导入锅炉30内，然后由省煤器导热管33进一步进行预热，并通过连结管39沿Z2方向输送到汽包37。从汽包37通过连结管39沿Z3方向，向蒸发器导热管34输送用于生成蒸气的水，在蒸发器导热管34生成蒸气之后，通过连结管39沿Z4方向输送到汽包37。从汽包37通过连结管39沿Z5方向输送到1次过热器导热管35的蒸气，在经由连接管35A并沿着X6方向流动至2次过热器导热管36的过程中成为过热蒸气。

在锅炉30生成的过热蒸气，从2次过热器导热管36通过未图示的蒸气释放管沿Z7方向被放出。所述蒸气释放管与未图示的汽轮发电机(turbine generator)连通，在汽轮发电机中利用从锅炉30导入的过热蒸气发电。

返回图1，在锅炉30内流动的过程中被夺取热量的循环冷却气体，例如其温度会降至200℃左右。该低温循环冷却气体在第3连通管60中流动，在经过第3连通管60之中途位置处的送风机61时其速度能量得以加强，并继续在第3连通管60中流动。即，在干熄焦设备100的系统内以一定速度循环的循环冷却气体，通过由送风机61加强其速度能量来维持该循环。

从预热器62，延伸设置有与第三连通管60不同的旁路连通管63，其连通于第1连通管40及空气导入管53。例如，在第2连通管50等中设有未图示的温度传感器，将温度传感器测出的测量数据发给控制器80。在从干熄槽10流入第1连通管40的循环冷却气体的温度是规定温度以上的情况下，控制器80控制开闭阀63a使其开通，通过旁路连通管63将循环冷却气体沿X9方向提供给第1连通管40，然后将循环冷却气体沿X9’方向提供给空气导入管53，提供给第2连通管50。该循环冷却气体，相比于从干熄槽10流入第1连通管40的循环冷却气体而言其温度较低，因此，通过这样利用旁路连通管63提供循环冷却气体，例如，能够将流入锅炉30的循环冷却气体的温度控制在规定温度(范围)。如上所述，通过将流入锅炉30的循环冷却气体的温度控制在规定温度(范围)内，能够使提供给锅炉30的循环冷却气体的温度稳定化，防止构成锅炉30的导热管等发生破损或劣化。在此，图中例示了利用旁路连通管63，向第1连通管40及设有空气导入连通管53的第2连通管50之两者提供低温循环冷却气体的方式，此外也可向第1连通管40或第2连通管50之任一方提供循环冷却气体。

另外，从预热器62顶部还延伸设置有扩散管64。在干熄焦设备100的系统中，例如在预存室12配置有未图示的压力传感器，由压力传感器测出的测量信号被发送到控制器80。例如,在预存室12内的压力超过规定压力的情况下，控制器80控制开闭阀64a使其开通，通过扩散管64将循环冷却气体的一部分释放到系统外部，由此例如能够将预存室12内的压力控制在规定压力范围内。此外，除了预存室12之外，还可以在系统内的适当处设置压力传感器，并在各处设定固定的压力管理值，当压力传感器的测量信号超过各自的压力管理值的时，控制器80会对开闭阀64a进行开控制，将循环冷却气体的一部分释放到大气中。

控制器80，如图3所示，包括CPU(Central Processing Unit)81、ROM(Read OnlyMemory)82、RAM(Random Access Memory)83、NVRAM(Non-Volatile RAM)84、HDD(Hard DiscDrive)85及输入输出接口86，这些构件通过总线87相连接。

ROM82中存放各种程序及供程序利用的数据等。RAM83被作为加载程序的存储区域、加载完的程序的工作区域。CPU81通过对RAM83中加载的程序进行处理，来实现各种功能。NVRAM84中存放各种设定信息等。HDD85中存放程序及供程序利用的各种数据等。例如，向ROM82输入干熄焦设备100的系统内各部分的循环冷却气体的温度及压力的管理值。输入输出接口86用于进行与各开闭阀及温度传感器、压力传感器等之间的电信号的输入输出。

通过控制器80，能够控制干熄焦设备100的系统内有规定量的循环冷却气体进行循环，从而控制系统内具有规定压力。另外，对系统内各处的循环冷却气体的温度及压力等，分别按照各处固有的管理值进行控制。例如，关于循环冷却气体的温度，在旋风器20的气流上游侧的第1连通管40中控制在800至900℃左右，在锅炉30的气流上游侧的第2连通管50中控制在1000℃左右。另外，第3连通管60中，在预热器62的气流上游侧控制在200℃左右，在预热器62的气流下游侧控制在100至150℃的范围。

＜锅炉内的焦粉除去机构及除去方法＞

以下，关于锅炉内的焦粉除去机构及除去方法进行说明。干熄焦设备100中，通过在锅炉30的气流上游侧的集尘器20采用旋风器，可利用旋风器20捕集几乎全部焦粉。因此，从旋风器20通过2次连通管50飞散到锅炉30内的焦粉仅为小粒径焦粉。这种小粒径焦粉容易附着、堆积在锅炉30内的各种导热管33、34、35、36。小粒径焦粉附着、堆积在导热管33、34、35、36上时，会造成导热管33、34、35、36的导热面积减小，而该导热面积的减小会导致锅炉30中的蒸气生产能力降低。另外，小粒径焦粉还容易附着在水冷壁31以及用于从锅炉30的顶部悬挂导热管33、34、35、36的悬挂管32上。因此，有必要在锅炉30内进行广范围的焦粉清除。

在此，旋风器20可捕集的焦粉的粒径在30μm至5mm的范围，其若进入锅炉30内，对锅炉30内部设备具有磨损作用。在不具备旋风器20的干熄焦设备中，由于这种粒径较大的焦粉被导入锅炉内，会造成内部设备等磨损的问题。然而，因旋风器20无法捕集而飞散到锅炉30内的焦粉的平均粒径在20μm至30μm的范围，与旋风器20捕集到的焦粉相比，其粒径非常之小。

在此，本实施方式的干熄焦设备100中，将旋风器20捕集到的粒径较大的一部分焦粉，作为用于除去附着、堆积在锅炉30内的小粒径焦粉的除去用介质，将其导入锅炉30内。通过积极利用粒径较大的焦粉的磨损作用，能够除去附着、堆积在锅炉30内的各种导热管33、34、35、36及水冷壁31、悬挂管32等上的小粒径焦粉。

如图1所示，在旋风器20的下端延伸设置有第4连通管71，在第4连通管71的下方配置有分级筛21。利用该分级筛21，能够从粒径30μm至5mm的范围的焦粉中，筛选出例如0.5mm至5mm左右的较大粒径范围的焦粉。并且，未被筛选的较小粒径范围的焦粉会通过从分级筛21延伸设置的排出连通管71’，被送往分级筛21下方的料斗22，经过在此临时储存后从料斗22排出。在此，作为所述分级筛21，可以使用预先设定了筛网的网眼尺寸的筛子，还可以使用根据输入到控制器80的网眼尺寸来自动变更网眼尺寸的筛子。

在分级筛21的下方还延伸设置有第4连通管71，所述第4连通管71具备开闭阀71a。通过由控制器80对开闭阀71a进行开控制，经分级筛21筛选出的例如大粒径的焦粉，会被导入从分级筛21的下方延伸设置的第4连通管71。

第3连通管60中，在送风机61的气流下游侧的位置，分支出具有开闭阀72a的第5连通管72，所述第5连通管72与第2连通管50连通。并且，从分级筛21的下方延伸设置的第4连通管71连通于第5连通管72。在此，图中例示了第5连通管72连通至第2连通管50的水平部52的情况，此外，第5连通管72也可以连通至第2连通管50的立起部51。并且，图中虽然省略未示，第5连通管72也可以直接连通至锅炉30的上部空间。

控制器80中存放有用于在干熄焦设备100的运转途中，按规定的时间间隔间歇性地在第5连通管72中生成循环冷却气体的气流的控制程序。例如可控制为，在24小时的连续运转中，每8个小时对第4连通管71的开闭阀71a及第5连通管72的开闭阀72a均进行开控制，并保持10分钟左右的开状态。

通过上述控制，由旋风器20捕集、筛选的焦粉的一部分通过第4连通管71沿着X11被导入，相对于第5连通管72中沿着X12方向流动的循环冷却气体，从第4连通管71导入焦粉，焦粉随着该循环冷却气体被输送到第2连通管50。然后，输送到第2连通管50的焦粉随着第2连通管中流动的循环冷却气体的X3方向的气流，被输送到锅炉30，从而能够向锅炉30提供粒径较大的焦粉。

通过向锅炉30提供粒径较大的焦粉，能够有效除去附着、堆积在锅炉30内设置的各种导热管33、34、35、36及水冷壁31、悬挂管32等上的小粒径焦粉。另外，粒径较大的焦粉具有良好的磨损作用，例如，通过将导入锅炉30的时间控制在较短的10分钟左右，即能够除去附着、堆积在锅炉30内的小粒径焦粉，又能够防止锅炉30内的各种设施受磨损。

例如，使干熄焦设备100运行8小时之后，进行由旋风器20向锅炉30提供大粒径焦粉的处理10分钟左右，再使干熄焦设备100运行8小时，然后再进行由旋风器20向锅炉30提供大粒径焦粉的处理10分钟左右。通过这样以气流输送的方式间歇性地向锅炉30提供大粒径焦粉，能够解决小粒径焦粉不断地附着、堆积在导热管33、34、35、36上而导致导热管33、34、35、36的导热面积缩小、锅炉30的蒸气生产能力降低的问题。另外，通过利用循环冷却气体进行气流输送，能够向锅炉30内的广范围提供焦粉。并且，在除去小粒径焦粉时，无需在锅炉30内设置高耐热性的特殊装置，可通过气流输送的方式，将旋风器20捕集到的焦粉导入锅炉30内，因此不会造成设备费用高涨。

另外，本实施方式中，由控制器80设定开闭阀71a、72a的开闭控制时间等，构成由控制器80自动控制的焦粉除去机构，此外也可以采用由管理者执行开闭阀71a、72a的开闭控制的手动控制形式。另外，旋风器20并非定要具备分级筛21。旋风器20捕集到的焦粉粒径通常会比附着、堆积在锅炉30内的焦粉粒径大，因此，即使不对旋风器20捕集的一部分焦粉进行分级就直接使用，也能够充分除去堆积在锅炉30内焦粉。

[第2实施方式]

以下，参照图4，说明第2实施方式的干熄焦设备。图4是表示第2实施方式的干熄焦设备的概略结构的模式图。图示的干熄焦设备200与图1所示的干熄焦设备100的基本结构相同。因此，省略干熄焦设备200的基本结构的说明，说明锅炉内的焦粉除去机构及除去方法。

在干熄焦设备200中，旋风器20的下端延伸设置有具备开闭阀71a的第4连通管71，在第4连通管71的下方设置有例如用于向水平方向输送焦粉的流动输送机(flowconveyor)91，在流动输送机91的端部设置有用于沿着垂直方向继续输送焦粉的斗式输送机92。由斗式输送机92输送到顶部的焦粉被临时储放在储槽93中，储槽93的下端连通于其下方的加压罐94。

加压罐94与具有开闭阀95a的惰性气体导入管95连通，惰性气体导入管95用于导入氮气等惰性气体。另外，从加压罐94延伸设置有具备开闭阀96a的第6连通管96，惰性气体导入管95与第2连通管50连通。在此，图中例示了第6连通管96连通于第2连通管50的水平部52的情况，此外也可以连通于第2连通管50的立起部51。

由位于旋风器20下方的分级筛21对规定范围粒径的焦粉进行分级，经分级后的焦粉通过第4连通管71沿着X11方向被排出。相对而言，未被分级的小粒径范围的焦粉，通过从分级筛21延伸设置的排出连通管71’被送往位于分级筛21下方的料斗22。经由延伸设置在分级筛21下方的第4连通管71被排出的焦粉，通过流动输送机91沿着X14方向被输送，然后由斗式输送机92沿着X15方向被输送到储槽93进行储放。

惰性气体通过惰性气体导入管95沿着Y2方向被导入加压罐94内。储槽93中储放的焦粉沿X16方向被导入加压罐94，在加压罐94内混入惰性气体,进行加压。

控制器80中存储有用与在干熄焦设备100的运转途中按照规定时间间隔间歇性地对开闭阀96a进行开控制，以生成从加压罐94通过第6连通管96向第2连通管50加压的惰性气体气流的控制程序。例如，可控制为，在24小时的连续运转中，每8个小时对开闭阀96a进行开控制，并保持10分钟左右的开状态。

通过上述控制，由旋风器20捕集、筛选的焦粉的一部分，会随着在第6连通管96内沿X17方向流动的惰性气体，被气流输送到第2连通管50。然后，被输送到第2连通管50的焦粉，随着在第2连通管50内流动的循环冷却气体的X3方向气流，被输送到锅炉30，由此能够向锅炉30提供粒径较大的焦粉。

根据本实施方式的干熄焦设备200，也能够有效除去附着、堆积在锅炉30内的各种导热管33、34、35、36及水冷壁31、悬挂管32等上的小粒径焦粉。

在此，图中例示了向加压罐94导入惰性气体的形式，例如还可以在第3连通管60中的送风机61的气流下游侧分支出分支连通管，并使该分支连通管连通于加压罐94。即，与图1所示的干熄焦设备100同样，在送风机61的下游侧利用流速能量较高的循环冷却气体，气流输送粒径较大的焦粉。

[根据实际运转的效果确认实验]

本发明的发明者们，通过使图1所示的干熄焦设备100实际运转，进行了将旋风器20捕集的大粒径焦粉导入锅炉30中来除去锅炉30内附着、堆积的小粒径焦粉的实验。干熄焦设备100是可24小时连续运转的设备，每运转8个小时后，进行10分钟向锅炉30内导入焦粉的处理。即，1天进行3次间歇性地向锅炉30导入焦粉的处理。

对导入锅炉30的焦粉，筛选了0.5mm至5mm粒径范围的焦粉。并且，在锅炉80内，在与2次过热器等对应的位置预先设置温度传感器，由控制器80随时接收该温度传感器的测量数据，求出温度的时序变化。

其结果表明，在干熄焦设备100连续运转8小时的过程中，温度传感器在后半过程测出的温度有少许降低。这是小粒径焦粉附着、堆积在导热管36等，导致导热面积减小的结果。运转8小时后，在向锅炉30提供大粒径焦粉的10分钟的操作过程中，温度传感器上升，确认到恢复了运转初期的高温。

通过上述效果确认实验，证实了在干熄焦设备100中，能够有效除去锅炉30内附着的小粒径的焦粉。

此外，针对上述实施方式中举出的结构等，还可以组合其他结构要素等来形成其他实施方式，并且，本发明并不限定与在此说明的结构。就此而言，在不脱离本发明要旨的范围内，可以进行变更，可以根据其应用形式适宜决定其形式。

本国际申请根据2018年9月13日提出的日本国专利申请第2018-171388号请求优先权，并引用日本国专利申请第2018-171388号的全部内容。

符号说明

10 干熄槽

11 冷却室

12 预存室

13 焦炭投入装置

14 焦炭排出装置

20 集尘器(旋风器)

21 分级筛

30 锅炉

31 水冷壁

32 悬挂管

33 省煤器导热管(导热管)

34 蒸发器导热管(导热管)

35 1次过热器导热管(导热管)

36 2次过热器导热管(导热管)

37 汽包

38 集管

40 第1连通管

50 第2连通管

51 立起部

52 水平部

53 空气导入管

60 第3连通管

61 送风机

62 预热器

63 旁路管

64 扩散管

71 第4连通管

72 第5连通管

80 控制器

91 流动输送机

92 斗式输送机

93 储槽

94 加压罐

95 惰性气体导入管

96 第6连通管

100，200 干熄焦设备

Claims (10)

1.一种干熄焦设备，其包括干熄槽、由旋风器构成的集尘器、锅炉、连接所述干熄槽与所述旋风器的第1连通管、连接所述旋风器与所述锅炉的第2连通管、连接所述锅炉与所述干熄槽的第3连通管，循环冷却气体流入所述干熄焦设备的系统内，所述集尘器捕集所述循环冷却气体中的焦粉，所述干熄焦设备的特征在于，

将所述集尘器捕集的焦粉，作为用与除去所述锅炉内堆积的焦粉的除去用介质，提供给所述锅炉。

2.根据权利要求1所述的干熄焦设备，其特征在于，

间歇性地向所述锅炉内提供由所述集尘器捕集的焦粉。

3.根据权利要求1或2所述的干熄焦设备，其特征在于，

在所述干熄焦设备的系统内，所述循环冷却气体从所述干熄槽通过所述第1连通管及所述第2连通管流入所述锅炉，从所述锅炉通过所述第3连通管流入所述干熄槽，

从所述集尘器延伸设置第4连通管，

送风机介在于所述第3连通管中，在所述第3连通管的相对于所述送风机位于气流下游侧的位置分支出第5连通管，并连通于所述第2连通管或所述锅炉，

从所述集尘器经由所述第4连通管提供给所述第5连通管的焦粉，通过循环冷却气体从所述第2连通管被提供给所述锅炉，或通过循环冷却气体被直接提供给所述锅炉。

4.根据权利要求1或2所述的干熄焦设备，其特征在于，

从所述集尘器延伸设置第4连通管，直接或间接连通于加压罐，从所述加压罐延伸设置的第6连通管连通于所述第2连通管，

从所述集尘器经由所述第4连通管提供给所述加压罐的焦粉，随着在所述加压罐内被加压的循环冷却气体或惰性气体，通过所述第6连通管被输送到所述第2连通管，并从所述第2连通管提供给所述锅炉。

5.根据权利要求3或4所述的干熄焦设备，其特征在于，

所述集尘器具备分级筛，

使由所述集尘器捕集的焦粉通过所述分级筛，以对规定粒径范围的焦粉进行筛选，并将筛选后的焦粉提供给所述第4连通管。

6.一种干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法，用于除去堆积在所述锅炉内的焦粉，所述干熄焦设备具备干熄槽、由旋风器构成的集尘器、锅炉、连接所述干熄槽与所述旋风器的第1连通管、连接所述旋风器与所述锅炉的第2连通管、连接所述锅炉与所述干熄槽的第3连通管，循环冷却气体流入所述干熄焦设备的系统内，所述集尘器捕集所述循环冷却气体中的焦粉，所述干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法的特征在于，

将所述集尘器捕集的焦粉，作为用于除去所述锅炉内堆积的焦粉的除去用介质，提供给所述锅炉。

7.根据权利要求6所述的干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法，其特征在于，

间歇性地向所述锅炉内提供由所述集尘器捕集的焦粉。

8.根据权利要求6或7所述的干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法，其特征在于，

在所述干熄焦设备的系统内，所述循环冷却气体从所述干熄槽通过所述第1连通管及所述第2连通管流入所述锅炉，并从所述锅炉通过所述第3连通管流入所述干熄槽，

从所述集尘器延伸设置第4连通管，

送风机介在于所述第3连通管中，在所述第3连通管的相对于所述送风机位于气流下游侧的位置分支出第5连通管，连通于所述第2连通管，

将从所述集尘器经由所述第4连通管提供给所述第5连通管的焦粉，通过循环冷却气体输送到所述第2连通管，并从所述第2连通管提供给所述锅炉。

9.根据权利要求6或7所述的干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法，其特征在于，

从所述集尘器延伸设置第4连通管，直接或间接连通于加压罐，从所述加压罐延伸设置的第6连通管连通于所述第2连通管，

从所述集尘器经由所述第4连通管提供给所述加压罐的焦粉，在所述加压罐内被加压的循环冷却气体或惰性气体，通过所述第6连通管被输送到所述第2连通管，并从所述第2连通管提供给所述锅炉。

10.根据权利要求8或9所述的干熄焦设备的锅炉内的焦粉除去方法，其特征在于，

所述集尘器具备分级筛，

使由所述集尘器捕集的焦粉通过所述分级筛，对规定粒径范围的焦粉进行筛选，并将筛选的焦粉提供给所述第4连通管。

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