JP2000282047A - コークス乾式冷却設備の冷却室内圧力制御方法 - Google Patents

コークス乾式冷却設備の冷却室内圧力制御方法

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JP2000282047A
JP2000282047A JP11092433A JP9243399A JP2000282047A JP 2000282047 A JP2000282047 A JP 2000282047A JP 11092433 A JP11092433 A JP 11092433A JP 9243399 A JP9243399 A JP 9243399A JP 2000282047 A JP2000282047 A JP 2000282047A
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cooling
pressure
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cooling chamber
coke
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Masanori Ebihara
正則 海老原
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却塔内のガスの周囲環境への漏洩、冷却塔
内への空気の流入を防止することが可能なコークス乾式
冷却設備の冷却室内の圧力制御方法の提供。 【解決手段】 圧力制御対象の冷却塔の冷却室内圧力制
御用ダンパーの開度Xを、他の冷却塔に赤熱コークスを
装入する前に、予め、下記式(1) に基づいて設定、調節
するコークス乾式冷却設備の冷却室内圧力制御方法。 X=〔1+k(PMAX −Pa )〕・X0 ………(1) ここで、X0 :前回の前記した他の冷却塔に赤熱コーク
スを装入中の、前記した圧力制御対象の冷却塔の冷却室
内圧力制御用ダンパーの開度、PMAX :前回の前記した
他の冷却塔に赤熱コークスを装入中の、前記した圧力制
御対象の冷却塔の冷却室内最大圧力、Pa :前記した圧
力制御対象の冷却塔の冷却室内圧力の設定値、k:定
数、を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コークス乾式冷却
設備の冷却室内の圧力制御方法に関し、特に、冷却塔内
のガスの周囲環境への漏洩、冷却塔内への空気の流入を
防止することが可能なコークス乾式冷却設備の冷却室内
の圧力制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】コークス炉で製造されるコークスの冷却
方式として、従来は消火塔による散水方式が用いられて
いたが、赤熱コークスが有する顕熱を蒸気として回収す
るコークス乾式冷却設備(以下CDQとも記す)が、省
エネルギーおよび環境面から好ましく、近年主流となっ
ている。
【0003】図3に、コークス乾式冷却設備(CDQ)
の一例を側面図によって示す。図3において、1A,1B,1C
は冷却塔、2A,2B,2Cは冷却室、3A,3B,3Cはボイラ、4A,4
B,4Cは冷却室内圧力制御用ダンパー、5A,5B,5Cはガス循
環ファン、6A,6B,6Cは赤熱コークス装入口、7A,7B,7Cは
冷却コークス切出し(排出)口、8は集塵機、9は放散
管、10は各冷却塔1A,1B,1Cからの余剰ガスを合流し系外
へ排出するガス排出配管、11A,11B,11C は赤熱コークス
装入ホッパ、f1 はN2など不活性ガスの流れ方向、f2
は余剰ガスの系外への流れ方向を示す。
【0004】CDQは、コークスを冷却する冷却塔1A,1
B,1Cと、蒸気を発生させるボイラ3A,3B,3Cから構成さ
れ、冷却塔とボイラの間にN2を主体とする不活性ガスを
循環させている。上記したコークス乾式冷却設備におい
ては、コークスから発生するガスによって、循環系内の
ガス量が増加するため、ガスの一部(:余剰ガス)を循
環系外に排出している。
【0005】排出されるガスは、CO、H2などの未燃分を
含むため、燃料として回収したり、未燃分を燃焼後、大
気中へ放散する。また、排出されるガスは、コークスダ
ストを含むため、図3に示すように、集塵機8を介して
回収あるいは燃焼、放散する方法も採用されている。ま
た、コークス乾式冷却設備は、通常、冷却塔を3〜5塔
並設し、各塔において、赤熱コークス装入→冷却→切出
し(排出)の操作が行われると共に、各冷却室内の圧力
が一定となるように余剰ガスの排出量が制御されてい
る。
【0006】複数の冷却塔を有するCDQでは、設備を
簡易かつ安価とするために、各々の冷却塔の余剰ガスの
排出配管は、各々の冷却塔の冷却室内圧力制御用ダンパ
ー4A,4B,4Cの下流側で合流させ、集塵機、もしくは集塵
機および回収装置へ接続するのが一般的である。また、
各冷却塔には例えば図4に示すように、赤熱コークス装
入ホッパ11と冷却室2との間に水封装置12を設け、冷却
塔内の圧力変動を抑制し、冷却塔からのガスの漏洩また
は冷却塔内への大気の吸引を防止する。
【0007】しかし、水封装置12はその目的、機構から
冷却塔内の圧力が大幅に変化した場合、一時的に水封が
破れ、下記で述べるように冷却塔からのガスの漏洩、も
しくは冷却塔内への大気の流入が生じる場合がある。上
記した冷却塔の冷却室内の圧力変動の要因は幾つかある
が、その最も大きな要因は、冷却室内にコークスを装入
する際に、コークスに随伴して、大気が冷却室内に流入
することによる圧力上昇である。
【0008】このため、コークスを装入中の冷却室の圧
力制御用ダンパーを開いてガスの排出量を増加させる
が、その結果、ガス排出配管内の圧力が上昇するため、
他の冷却塔の冷却室内の圧力も上昇する。この場合、コ
ークス装入を行っていない他の冷却塔において、冷却室
の圧力制御用ダンパー開度の調節の追随性の遅れから、
冷却室内の圧力が上昇しすぎると、図4に示す赤熱コー
クス装入ホッパ11と冷却室2との接続部の水封装置12の
水封が破れ、該水封部からCOなどを含有する循環ガスが
噴出することになる。
【0009】また、この際、コークス装入を行っていな
い他の冷却塔の冷却室の圧力制御用ダンパー開度を大き
くしすぎると、逆に、該冷却塔の冷却室内が負圧とな
り、負圧の程度によっては水封が破れ冷却室内に大気が
流入する危険性があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、複数の冷却塔を有するコーク
ス乾式冷却設備において、冷却室内の圧力変動を抑制
し、冷却塔内のガスの周囲環境への漏洩、冷却塔内への
空気の流入を防止することが可能なコークス乾式冷却設
備の冷却室内の圧力制御方法を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の冷却塔
を有し、各冷却塔の冷却室からの余剰ガスを合流し系外
へ排出するガス排出配管を有するコークス乾式冷却設備
の冷却室内圧力制御方法であって、圧力制御対象の冷却
塔の冷却室内圧力制御用ダンパーの開度Xを、他の冷却
塔に赤熱コークスを装入する前に、予め、下記式(1) に
基づいて設定、調節することを特徴とするコークス乾式
冷却設備の冷却室内圧力制御方法である。
【0012】 X=〔1+k(PMAX −Pa )〕・X0 ………(1) ここで、 X0 :前回の前記した他の冷却塔に赤熱コークスを装入
中の、前記した圧力制御対象の冷却塔の冷却室内圧力制
御用ダンパーの開度 PMAX :前回の前記した他の冷却塔に赤熱コークスを装
入中の、前記した圧力制御対象の冷却塔の冷却室内最大
圧力 Pa :前記した圧力制御対象の冷却塔の冷却室内圧力の
設定値(=定数値) k:定数 を示す。
【0013】なお、前記した開度の設定、調節以外の時
は、前記した開度X(X0 )は、冷却室内の圧力の経時
的変化に追随して制御することがより好ましい。また、
前記した本発明においては、前記した複数の冷却塔の冷
却室の全てを本発明の圧力制御の対象とすることができ
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明者は、前記した課題を解決するために鋭意
検討した結果、圧力制御対象となる冷却塔の冷却室内圧
力を経時的に把握し、この冷却塔以外の冷却塔に赤熱コ
ークスを装入している際の、前記圧力制御対象の冷却塔
の冷却室内圧力の最大値を求め、この圧力最大値に基づ
いて、新たに前記圧力制御対象の冷却塔の冷却室内圧力
制御用ダンパーの開度を設定、調節することによって前
記した従来技術の問題点を解決することが可能であるこ
とを見出した。
【0015】すなわち、本発明においては、圧力制御対
象となる冷却塔の冷却室内圧力の経時的変化を制御装置
(:ダンパー開度設定・調節器)に記憶せしめ、前回の
他冷却塔への赤熱コークス装入中における前記圧力制御
対象となる冷却塔の冷却室内圧力変化の程度に応じて、
今回の他冷却塔への赤熱コークス装入に先立ち、圧力制
御対象となる冷却塔の冷却室内圧力制御用ダンパーの開
度を設定、調節する。
【0016】この結果、冷却室内の圧力変動が大幅に抑
制され、赤熱コークス装入ホッパと冷却室の接続部の水
封装置の水封が破れることを防止でき、水封部からのCO
含有循環ガスの噴出、もしくは大気の流入を防止するこ
とが可能となった。図2に、本発明に係るコークス乾式
冷却設備の一例を側面図によって示す。図2において、
20A,20B,20C は圧力計、30A,30B,30C はダンパー開度設
定、調節器を示し、その他の符号は図3と同一の内容を
示す。
【0017】図2に示すコークス乾式冷却設備において
は、各冷却塔1A,1B,1Cに付設されたダンパー開度設定、
調節器30A,30B,30C が、圧力計20A,20B,20C から出力さ
れる各冷却室2A,2B,2C内の圧力を経時的に記憶する。冷
却塔1Aに赤熱コークスを装入する場合、該装入の所定時
間前に、冷却塔1B,1C の冷却室内圧力制御用ダンパー4
B,4C の開度XB , XC を、下記式(2) 、(3)に基づいて
設定、調節する。
【0018】 XB =〔1+kB ( PB,MAX −PB,a )〕・XB,0 ………(2) XC =〔1+kC ( PC,MAX −PC,a )〕・XC,0 ………(3) ここで、 XB,0 、XC,0 :それぞれ、前回の冷却塔1Aへの赤熱コ
ークス装入中の、冷却塔1B、冷却塔1Cの冷却室内圧力制
御用ダンパー4B,4C の開度 PB,MAX 、PC,MAX :それぞれ、前回の冷却塔1Aへの赤
熱コークス装入中の、冷却塔1B、冷却塔1Cの冷却室内最
大圧力(mmH2O ) PB,a 、PC,a :それぞれ、冷却塔1B、冷却塔1Cの冷却
室内圧力の設定値(:定数値)(mmH2O ) kB 、kC :定数 を示す。
【0019】なお、冷却塔1Bもしくは冷却塔1Cに赤熱コ
ークスを装入する場合は、上記の制御方法と同様に、該
装入の所定時間前に、冷却塔1Aの冷却室内圧力制御用ダ
ンパー4Aの開度XA を、下記式(4) に基づいて設定、調
節する。 XA =〔1+kA ( PA,MAX −PA,a )〕・XA,0 ………(4) ここで、 XA,0 :前回の冷却塔1Bもしくは冷却塔1Cへの赤熱コー
クス装入中の、冷却塔1Aの冷却室内圧力制御用ダンパー
4Aの開度 PA,MAX :前回の冷却塔1Bもしくは冷却塔1Cへの赤熱コ
ークス装入中の、冷却塔1Aの冷却室内最大圧力(mmH2O
) PA,a :冷却塔1Aの冷却室内圧力の設定値(:定数値)
(mmH2O ) kA :定数 上記した本発明のコークス乾式冷却設備の冷却室内圧力
制御方法によれば、下記(1) 〜(4) の優れた効果が得ら
れる。
【0020】(1) 圧力制御用ダンパー開度の調節の追随
性の遅れによる冷却室内の圧力の過度の変動を防止する
ことが可能となった。 (2) 前回の他冷却塔への赤熱コークス装入中における圧
力制御対象の冷却塔の冷却室内最大圧力に基づいて制御
するため、現状の操業条件に即した制御が可能となり、
正確な制御が可能となった。
【0021】(3) 前記式(2) 、(3) 、(4) で例示した制
御方法によれば、( PA,MAX −PA, a )、( PB,MAX
B,a )、( PC,MAX −PC,a )の絶対値、すなわち設
定値からの偏差の絶対値に比例した制御となるため、正
確かつ安定した制御が可能となった。 (4) 冷却室内が負圧の場合も、正圧の方向へ修正、制御
することができる。
【0022】なお、前記した式(1) 〜(4) 中の定数k、
A 、kB 、kC は、赤熱コークスの装入口の大きさ、
冷却室内圧力制御用ダンパーの特性などCDQの設備特
性、およびコークス処理量、赤熱コークスの装入時間な
ど操業条件によってその最適値を決めることが可能であ
る。また、k、kA 、kB 、kC は、必ずしも固定した
値を用いる必要はなく、同一冷却塔において制御性がよ
り最適となるように修正することも可能である。
【0023】なお、前記した式(1) 〜(4) 中の設定
値(:定数値)Pa 、PA,a 、PB,a 、PC,a は任意に
定めることができ、また前記した式(1) 〜(4) 中の圧力
の単位も、任意に設定することができる。
【0024】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに具体的
に説明する。前記した図2に示す本発明に係わるコーク
ス乾式冷却設備(冷却ガス:N2ガス)を用いて冷却室内
の圧力制御を行った。冷却塔は3塔で、各冷却塔からの
余剰ガスは、ガス排出配管10を経由して集塵機8でダス
トを除去した後、放散管9から放散される。
【0025】本実施例においては、前記した式(2) 、
(3) 、(4) に基づく制御方法で、余剰ガスを放散し、冷
却室内の圧力が一定となるように制御した。図1に、冷
却塔1Aに赤熱コークス装入中の冷却塔1Aの冷却室2A内の
圧力および冷却塔1Bの冷却室2B内の圧力の経時変化を示
す。図1(a) は、本発明の制御方法によるダンパー開度
の設定、調節を行わない従来例を示し、図1(b) 、(C)
は、図1(a) の次の回およびさらに次の回に本発明の制
御方法で冷却塔1Bのダンパー開度の設定、調節を行った
結果を示す。
【0026】なお、冷却塔1Aへの赤熱コークス装入に際
しての図1(b) における冷却塔1Bのダンパー開度XB
設定、調節は、下記式(2) に基づいて行い、該設定、調
節以外の時は、冷却室2B内の圧力の経時的変化に追随し
てダンパー開度の制御を行った。 XB =〔1+kB ( PB,MAX −PB,a )〕・XB,0 ………(2) また、上記式(2) に基づいて制御を行うに際して、上記
式(2) において、kB=0.5 と設定すると共に、図1(a)
の冷却塔1Bの冷却室2B内の最大圧力30mmH2Oに基づきP
B,MAX =30mmH2O と設定し、PB,a =0mmH2O と設定し
た。
【0027】また、図1(c) は、図1(b) における制御
において、kB =0.5 に代えてkB=1.0 と設定した場
合の結果を示す。図1(a) に示す従来法の場合、冷却塔
1Aに赤熱コークス装入時に、冷却塔1Bの冷却室2B内の圧
力は30mmH2O まで上昇した。この結果、赤熱コークス装
入ホッパ11B と冷却室2Bとの接続部の水封装置(:水封
圧力=25mmH2O )の水封が破れ、循環ガスが噴出した。
【0028】これに対して、図1(b) における本発明の
制御の場合、冷却塔1Bの冷却室2B内の圧力は5mmH2O ま
で減少した。一方、図1(c) の制御の場合、ダンパー開
度が大となりすぎ、水封は破れなかったが、冷却室内の
圧力は−15mmH2O まで低下した。すなわち、冷却塔1Bの
前記式(2) 中のkB の最適値は0.5 である。
【0029】冷却塔1Bの前記式(2) 中のkB を0.5 と設
定し、上記した操業試験を継続した結果、操業条件の変
化に対応した制御が可能となり、冷却室内が正圧、負圧
いずれの場合も、正確かつ安定した冷却室内の圧力制御
が可能となり、水封の破れによる循環ガスの噴出、また
は冷却室内への大気の吸引のいずれをも防止することが
可能となった。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、他の冷却塔の冷却室内
の圧力変動の影響を受けずに、正確かつ安定して冷却室
内の圧力を制御することが可能となり、この結果、冷却
塔内のガスの周囲環境への漏洩、冷却塔内への空気の流
入を防止することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】冷却塔の冷却室内の圧力変化を示すグラフであ
る。
【図2】本発明に係るコークス乾式冷却設備の一例を示
す側面図である。
【図3】コークス乾式冷却設備の一例を示す側面図であ
る。
【図4】コークス乾式冷却設備の赤熱コークス装入部の
水封装置を示す側面図である。
【符号の説明】
1A,1B,1C 冷却塔 2,2A,2B,2C 冷却室 3A,3B,3C ボイラ 4A,4B,4C 冷却室内圧力制御用ダンパー 5A,5B,5C ガス循環ファン 6A,6B,6C 赤熱コークス装入口 7A,7B,7C 冷却コークス切出し(排出)口 8 集塵機 9 放散管 10 各冷却塔からの余剰ガスを合流し系外へ排出するガ
ス排出配管 11,11A,11B,11C 赤熱コークス装入ホッパ 12 水封装置 20A,20B,20C 圧力計 30A,30B,30C ダンパー開度設定、調節器 f1 不活性ガスの流れ方向 f2 余剰ガスの流れ方向

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の冷却塔を有し、各冷却塔の冷却室
    からの余剰ガスを合流し系外へ排出するガス排出配管を
    有するコークス乾式冷却設備の冷却室内圧力制御方法で
    あって、圧力制御対象の冷却塔の冷却室内圧力制御用ダ
    ンパーの開度Xを、他の冷却塔に赤熱コークスを装入す
    る前に、予め、下記式(1) に基づいて設定、調節するこ
    とを特徴とするコークス乾式冷却設備の冷却室内圧力制
    御方法。 記 X=〔1+k(PMAX −Pa )〕・X0 ………(1) ここで、 X0 :前回の前記した他の冷却塔に赤熱コークスを装入
    中の、前記した圧力制御対象の冷却塔の冷却室内圧力制
    御用ダンパーの開度 PMAX :前回の前記した他の冷却塔に赤熱コークスを装
    入中の、前記した圧力制御対象の冷却塔の冷却室内最大
    圧力 Pa :前記した圧力制御対象の冷却塔の冷却室内圧力の
    設定値 k:定数 を示す。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010064778A (ko) * 1999-12-18 2001-07-11 이구택 코크스 건식 소화설비의 프리챔버 압력 제어 방법
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