JP2006232891A - Method and apparatus for drying wet raw material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コークス炉に装入する石炭等の湿潤原料を流動層乾燥機によって乾燥する方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for drying a wet raw material such as coal charged in a coke oven with a fluidized bed dryer.
コークス生産に際し、コークスの品質向上及びコークス炉での生産性向上を目的として、コークス炉装入前に装入石炭を乾燥することが行われている。コークス炉用石炭の含有水分は乾燥前で通常9〜13%程度であるが、この石炭を石炭乾燥機で水分5〜6%に乾燥する。 In coke production, for the purpose of improving the quality of coke and improving the productivity in the coke oven, the charging coal is dried before charging the coke oven. The water content of the coke oven coal is usually about 9 to 13% before drying, but this coal is dried to 5 to 6% with a coal dryer.
この石炭の乾燥に流動層乾燥機を用いることは従来より知られており、特許文献1には、コークス炉の煙道排ガスを熱源兼流動化気体として流動層乾燥機に導入して石炭を乾燥する方法が開示されている。 It has been known to use a fluidized bed dryer for drying coal. Patent Document 1 introduces coke oven flue flue gas as a heat source and fluidized gas into a fluidized bed dryer to dry the coal. A method is disclosed.
また、特許文献2には、排ガスを熱源兼流動化気体として流動層乾燥機に導入して湿潤原料を乾燥するにあたって、流動層乾燥機のガス出口近傍及びその下流側で結露が発生するのを防止するために、流動層乾燥機下部に導入される排ガスの一部を流動層乾燥機のガス出口近傍に導入する方法が開示されている。
Further, in
しかし、これらの流動層乾燥機による湿潤原料の乾燥方法では、装入シュートによって湿潤原料を流動層乾燥機へ装入するようにしていることから、装入シュートの内部、とくに側端部(角部)において湿潤原料の付着・堆積が起こり、装入不具合の原因となっていた。とくに、雨天時等、湿潤原料の含水率が高い場合には、装入シュートへの付着・堆積は顕著である。さらに、寒冷地において気温が大幅に低下した場合は、装入シュートに付着・堆積した湿潤原料が凍結し、装入不具合を悪化させていた。 However, in these methods for drying wet raw materials using a fluidized bed dryer, the wet raw material is charged into the fluidized bed dryer by means of a charging chute. Part)), wet material adheres and accumulates, causing charging problems. In particular, when the moisture content of the wet raw material is high, such as in rainy weather, the adhesion / deposition to the charging chute is remarkable. Furthermore, when the temperature dropped significantly in a cold region, the wet raw material adhering to and deposited on the charging chute was frozen, and the charging failure was exacerbated.
これに対して、蒸気等の熱媒体による間接加熱により装入シュートを加熱し、湿潤原料の付着・堆積を防止する方法があるが、この方法では、高価な加熱用の装置が必要であると同時に、蒸気等の熱媒体のランニングコストが必要であった。他の方法として、装入シュートの外部から人力もしくは圧縮空気振動によってハンマリングを行うことが考えられるが、重筋作業もしくは圧縮空気のランニングコストが必要である。
本発明が解決しようとする課題は、湿潤原料を流動層乾燥機によって乾燥する方法及び装置において、湿潤原料が流動層乾燥機の装入シュートに付着・堆積することを、低コストかつ簡単な構成で防止できるようにすることにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a method and apparatus for drying a wet raw material with a fluidized bed dryer, so that the wet raw material adheres and accumulates on the charging chute of the fluidized bed dryer at a low cost and with a simple configuration. It is to be able to prevent.
本発明の湿潤原料の乾燥方法は、高温ガスを熱源兼流動化気体として流動層乾燥機に導入してコークス炉に装入する石炭等の湿潤原料を乾燥させる湿潤原料の乾燥方法において、流動層乾燥機へ湿潤原料を装入する装入シュートの内部に、前記高温ガスの一部を吹き込むことを特徴とする。 The wet raw material drying method of the present invention is a fluidized bed drying method for drying a wet raw material such as coal that is introduced into a fluidized bed dryer as a heat source and fluidizing gas and charged in a coke oven. A part of the high-temperature gas is blown into a charging chute for charging the wet raw material into the dryer.
また、本発明の湿潤原料の乾燥装置は、高温ガスを熱源兼流動化気体として流動層乾燥機に導入してコークス炉に装入する石炭等の湿潤原料を乾燥させる湿潤原料の乾燥装置において、流動層乾燥機へ湿潤原料を装入する装入シュートの内部に向けて前記高温ガスの一部を吹き込む吹込みノズルを設けたことを特徴とする。 Further, the wet raw material drying apparatus of the present invention is a wet raw material drying apparatus for drying a wet raw material such as coal introduced into a coke oven by introducing a high-temperature gas as a heat source and fluidizing gas into a fluidized bed dryer. A blowing nozzle for blowing a part of the high-temperature gas toward the inside of the charging chute for charging the wet raw material into the fluidized bed dryer is provided.
本発明の乾燥方法及び装置において、高温ガスの一部は、装入シュート内部の側端部に向けて吹き込むようにすることができる。 In the drying method and apparatus of the present invention, a part of the hot gas can be blown toward the side end portion inside the charging chute.
また、高温ガスの一部は、装入シュートの上流側から装入シュートの内部に向けて吹き込むようにすることもできる。 Also, a part of the high temperature gas can be blown from the upstream side of the charging chute toward the inside of the charging chute.
さらに、高温ガスの一部を、装入シュートの内部に吹き込むと共に流動層乾燥機のガス出口近傍にも導入し、流動層乾燥機のガス出口近傍でのガス温度が露点以上となるように、装入シュート内部への高温ガス吹込み量と流動層乾燥機のガス出口近傍への高温ガス導入量を制御することもできる。 Furthermore, a part of the high temperature gas is blown into the inside of the charging chute and also introduced near the gas outlet of the fluidized bed dryer, so that the gas temperature near the gas outlet of the fluidized bed dryer is equal to or higher than the dew point. The amount of hot gas blown into the charging chute and the amount of hot gas introduced near the gas outlet of the fluidized bed dryer can be controlled.
本発明では、流動層乾燥機の熱源兼流動化気体として使用する高温ガスの一部を装入シュートの内部に吹き込むので、従来、湿潤原料の付着・堆積防止のために設置していた蒸気等の熱媒体による間接加熱方式の加熱装置等が不要である。したがって、装置の構成が簡単となり、コストも低減できる。 In the present invention, since a part of the high temperature gas used as a heat source and fluidizing gas of the fluidized bed dryer is blown into the charging chute, steam or the like that has conventionally been installed to prevent the adhesion and accumulation of wet raw materials No indirect heating type heating device or the like is required. Therefore, the configuration of the apparatus becomes simple and the cost can be reduced.
また、本発明は、高温ガスの一部を装入シュートの内部に吹き込む直接加熱方式であるので、従来の間接加熱方式に比べ、装入シュート内部への湿潤原料の付着・堆積を確実に防止することができる。また、寒冷地における湿潤原料の凍結も防止することができる。 In addition, since the present invention is a direct heating method in which a part of the high-temperature gas is blown into the charging chute, it reliably prevents wet raw materials from adhering and accumulating inside the charging chute compared to the conventional indirect heating method. can do. Moreover, freezing of the wet raw material in a cold district can also be prevented.
加えて、従来、結露防止のため流動層乾燥機上部のガス出口近傍に高温ガスを導入していたガス配管の径を縮小、もしくは、そのガス配管を削除することが可能となる。 In addition, it is possible to reduce the diameter of a gas pipe that has conventionally introduced a high-temperature gas in the vicinity of the gas outlet at the top of the fluidized bed dryer to prevent condensation, or to delete the gas pipe.
以下、本発明をコークス炉用石炭粉(以下単に「石炭粉」という。)の乾燥に適用した実施例に基づき、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples in which the present invention is applied to drying of coal powder for coke ovens (hereinafter simply referred to as “coal powder”).
図1は、本発明の乾燥装置の第1実施例を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the drying apparatus of the present invention.
同図において、コークス炉(図示せず)で発生した温度150〜250℃程度の燃焼排ガス(以下「高温ガス」という。)は、押込ファン1によって昇圧され、ガス本管2及び流量調節弁3を介して流動層乾燥機4の下部から導入され、上部のガス出口5から排出される。
In the figure, combustion exhaust gas (hereinafter referred to as “hot gas”) having a temperature of about 150 to 250 ° C. generated in a coke oven (not shown) is boosted by a pushing fan 1, and a gas
湿潤原料である石炭粉は、装入シュート6によって流動層乾燥機4内に装入され、流動層乾燥機4下部より導入した上述の高温ガスによる上昇流によって流動層7を形成する。この流動層7において石炭粉の乾燥を行い、石炭粉は所定の温度及び含水率に調整されて排出シュート8によって排出される。
Coal powder, which is a wet raw material, is charged into the fluidized
ガス本管2からは第1バイパス管9が分岐しており、この第1バイパス管9を介して高温ガスの一部が流動層乾燥機4上部のガス出口5近傍に導入される。さらに、第1バイパス管9からは、その途中に設けた流量調節弁10の下流側より第2バイパス管11が分岐しており、この第2バイパス管11を介して高温ガスの一部が装入シュート6の内部に吹き込まれる。第1バイパス管9から導入される高温ガスのうち、第2バイパス管11に分配されるガス量の調整方法として、第2バイパス管11の途中に流量調節弁やオリフィスを設ける方法や、第1バイパス管9の第2バイパス管11との分岐部よりも下流側において流量調節弁やオリフィスを設ける方法、さらにはその両方が考えられる。
A
流動層乾燥機4上部のガス出口5から排出されたガスは、誘引ファン14で誘引されてガス排出管12を流れ、バグフィルター等の集塵機13で除塵された後、大気中に排出される。
The gas discharged from the
以上のように、本発明では高温ガスの一部を装入シュート6の内部に吹き込むことで、装入シュート6内部への石炭粉の付着・堆積を防止することができる。
As described above, in the present invention, a part of the high-temperature gas is blown into the
また、装入シュート6の内部に吹き込む高温ガスとガス出口5近傍に導入する高温ガスは、非乾燥物を含む流動層7を通過しないので高温のままであり、これらの高温ガス量を制御することで、ガス出口5近傍でのガス温度を露点以上とすることができ、ガス出口5近傍及びその下流側での結露の発生を防止することができる。本実施例では、上述のとおり、第2バイパス管11を第1バイパス管9の流量調節弁10の下流側で分岐しているので、流量調節弁10によって流動層7を通過しない高温ガス総量を調節し、ガス出口5近傍でのガス温度が露点以上になるようにする。また、第2バイパス管11を第1バイパス管9の流量調節弁10の下流側で分岐することで、装入シュート6までの第2バイパス管11の配管長を短くすることができる。
Further, the high temperature gas blown into the
なお、高温ガスの温度が不足する場合は、ガス本管2の第1バイパス管9の分岐箇所より上流側に加熱装置を設けてガスを加熱するようにしても良い。
When the temperature of the high temperature gas is insufficient, a heating device may be provided upstream of the branch location of the
図2は高温ガスを装入シュートの内部に吹き込む構成例を示し、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A矢視図である。図3(a),(b)は、それぞれ、図2の構成において高温ガスを装入シュートの内部に吹き込む吹込みノズルの配置例を示す。 FIG. 2 shows a configuration example in which high temperature gas is blown into the charging chute, where (a) is a front view and (b) is an AA arrow view of (a). 3 (a) and 3 (b) show examples of arrangement of blowing nozzles for blowing high temperature gas into the charging chute in the configuration shown in FIG.
図2に示す例は、高温ガスを、石炭粉が付着しやすい装入シュート6内部の側端部(角部)に向けて吹き込むようにしたものである。具体的には、図3に示すように装入シュート6の摺動面6a及び側面6bに複数の吹込みノズル15を設け、吹込みノズル15の吹き出し方向が装入シュート6の側端部6cに向くようにする。このとき、図3に示す角度θ1、θ2を適宜調整することで、装入シュート6の側端部6cへの石炭粉の付着を確実に防止することができる。また、吹込みノズル15の位置は、図3に示すL1、L2を可能な限り小さくすることが好ましい。さらに、装入シュート6の摺動面6aに配置する吹込みノズル15は、装入シュート6を落下する石炭粉がノズル口を塞がないように角度をつける必要があり、図3において90°−(θc+θn)が石炭粉の安息角より大きくなるように吹込みノズル15の角度を設定することが好ましい。
In the example shown in FIG. 2, high-temperature gas is blown toward the side end (corner) inside the
なお、装入シュート6への石炭粉の付着を防止するために加熱・乾燥させることを考えると、装入シュート6に吹き込む高温ガスの温度は、大気温度より高いことが好ましい。また、一般的に普通鋼板で製作される装入シュート6の耐熱性を考えると、吹き込む高温ガスの温度は350℃以下であることが好ましい。吹き込む高温ガスの湿度は、低ければ低いほど好ましい。
In consideration of heating and drying in order to prevent coal powder from adhering to the
図4は、高温ガスを装入シュートの内部に吹き込む他の構成例を示し、(a)は正面図、(b)は(a)のB−B矢視図である。図5は、図4の構成において高温ガスを装入シュートの内部に吹き込む吹込みノズルの配置例を示す。 4A and 4B show another configuration example in which high-temperature gas is blown into the charging chute, where FIG. 4A is a front view and FIG. 4B is a view taken along the line B-B in FIG. FIG. 5 shows an arrangement example of blowing nozzles for blowing hot gas into the charging chute in the configuration of FIG.
図4に示す例は、高温ガスを、装入シュート6の上流側の装入装置16から装入シュート6の内部に向けて吹き込み、装入シュート6全体を加熱・乾燥させるようにしたものである。具体的には図5に示すように、装入装置16に吹込みノズル15を配置し、装入シュート6の内部に高温ガスを吹き込む。このとき、装入装置16から装入シュート6を通って流動層内へ装入される石炭粉が円滑に落下できるように、図5において吹込みノズル15の角度θpは0°〜θcの間とすることが好ましい。また、吹込みノズル15の流動層と反対側の下端面Nの位置は、装入シュート6の摺動面6aの上端面Cの位置より、装入シュート6の内方(流動層側)に位置するようにすることが好ましい。
In the example shown in FIG. 4, high temperature gas is blown from the charging
図6は、本発明の乾燥装置の第2実施例を示す概略構成図である。なお、図1に示した第1実施例と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 6 is a schematic block diagram showing a second embodiment of the drying apparatus of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as 1st Example shown in FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
図1に示した第1実施例では、高温ガスの一部を装入シュート6へ吹き込むための第2バイパス管11を第1バイパス管9から分岐したが、本実施例では、第2バイパス管11をガス本管2から分岐し、第2バイパス管11にも流量調節弁17を設けている。
In the first embodiment shown in FIG. 1, the
本実施例では、第2バイパス管11をガス本管2につなぎ込むのみで、押込ファン1によって昇圧された高温ガスを装入シュート6の内部に吹き込むことができる。
In the present embodiment, the high-temperature gas boosted by the pushing fan 1 can be blown into the charging
また、本実施例では、第1バイパス管9の流量調節弁10と第2バイパス管11の流量調節弁17に制御装置18を接続し、第1バイパス管9及び第2バイパス管11の高温ガス流量を検出して調節できるようにしている。これによって、流動層7を通過しない高温ガス総量を調節し、ガス出口5近傍でのガス温度が露点以上なるようにする。また、このように、第2バイパス管11からも高温ガスを導入することにより、従来、1本のガス配管(第1バイパス管9)でガス出口5近傍に高温ガスを導入していた場合に比べ、そのガス配管の径を縮小、もしくは、そのガス配管を削除することが可能となる。
In this embodiment, a
図7は、本発明の乾燥装置の第3実施例を示す概略構成図である。なお、図1に示した第1実施例と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the drying apparatus of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as 1st Example shown in FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
本実施例では、高温ガスに加えて、もしくは高温ガスに代えて、計装空気等の乾燥ガスを装入シュート6に吹き込むようにした。だたし、計装空気を使用する場合、温度が低いことと計装空気のランニングコストを考慮すると、効率的とはいえない。また、酸素分を多く含むガスを吹き込むことは、流動層乾燥機4内の酸素濃度を高めることになるので、吹込みの際は、粉塵爆発防止等を考え、流動層乾燥機4内の酸素濃度が安全な範囲となるように吹込み量を調節する必要がある。
In this embodiment, dry gas such as instrument air is blown into the charging
本発明は、コークス炉に装入する石炭粉の乾燥のみならず、水砕スラグや石灰石など、他の湿潤原料の乾燥にも適用できる。また、使用する高温ガスもコークス炉の燃焼排ガスに限らず、燃焼炉やキルンなどからの排ガスを使用することもできる。 The present invention can be applied not only to drying coal powder charged into a coke oven, but also to drying other wet raw materials such as granulated slag and limestone. Moreover, the high temperature gas to be used is not limited to the combustion exhaust gas of the coke oven, but exhaust gas from a combustion furnace or kiln can also be used.
1 押込ファン
2 ガス本管
3 流量調節弁
4 流動層乾燥機
5 ガス出口
6 装入シュート
6a 装入シュートの摺動面
6b 装入シュートの側面
6c 装入シュートの側端部
7 流動層
8 排出シュート
9 第1バイパス管
10 流量調節弁10
11 第2バイパス管
12 ガス排出管
13 集塵機
14 誘引ファン
15 吹込みノズル
16 装入装置
17 流量調節弁
18 制御装置
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