JP2006241370A - コークス湿式消火方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コークス炉で乾留された赤熱コークスを湿式で消火する方法および装置を提供する。
【解決手段】赤熱コークスに散水冷却後、消火車１に搭載されている、消火後のコークスの温度分布および／または層高分布を、ワーフ４に払い出す直前に測定し、払い出した後、前記消火車に新たに搭載された赤熱コークスに、消火塔２内部において、散水する際、前記温度分布および／または層高分布を基に散水条件を調整し、必要に応じて、消火塔内部において、前記消火車に搭載した赤熱コークスの温度分布および／または層高分布を測定し、散水条件を調整する際、得られた温度分布および／または層高分布を用いる消火方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コークス炉で乾留された赤熱コークスを湿式で消火する方法および装置に関する。

コークス炉で乾留された赤熱コークスを消火する方法は、湿式消火と乾式消火に大別される。湿式消火はコークス炉より押し出された赤熱コークスを消火車に積載して消火塔に運び、散水して消火する方法で、乾式消火では窒素などの不活性ガスを用いて消火する。

乾式消火は赤熱コークスの顕熱の回収が可能で省エネルギー対策として近年、良く用いられるが複雑な設備が必要なため、湿式消火も改良されながら依然として使用されている。
湿式消火の場合、散水により消火されたコークスは一時仮置場であるワーフ上に載置され、必要に応じてベルトコンベアで高炉に運搬されるが、散水量が不足して消火車において消火が不十分であったり、散水ワーフ上において部分的に赤熱コークスが残存しベルトコンベアの焼損やコークスの品質低下が発生することがあった。

特許文献１は、赤熱コークス自動消火設備に関し、ワーフ上のコークス堆積面の温度を測定し、赤熱部分を検知した場合は台車に搭載した散水装置から散水して消火する自動化設備が記載されている。

特許文献２は、消火車に積載した赤熱コークスの散水消火に関し、散水量不足による未消火コークスの発生を防止するため、散水量の不足を散水弁の開閉、貯水タンクの水位変化および揚水量の確認から検知する散水制御方法が記載されている。

特許文献３は、消火車に積載した赤熱コークスを散水消火する方法に関し、散水処理後、ワーフ上に受骸されるコークスの火残りを防止するために、受骸コークスの温度を検知して消火用の散水量を自動制御する散水制御方法が記載されている。
特開昭６４−４０５９５号公報 特開昭６３−９５２９０号公報 特開平０５−３２０６５６号公報

特許文献１記載の技術は未消火コークスが発生した場合の未消火部分の検知と未消火部分への再散水による完全消火を主たる目的とするもので、高炉装入時に問題となるコークス含有水分の調整や、未消火コークスを事前に防止する記載はない。

また、特許文献２記載の技術は未消火コークスの発生は抑制されるもののコークス含有水分の調整は課題とされる。

特許文献３記載の技術は、ワーフ上での温度値、また、コークス温度の経時変化に基づき散水量の調整を行うので未消火コークスの抑制は改善されるが、散水量の調整のみでは含有水分を安定させるには不十分である。また、ワーフ上での温度検出に基づく散水量の調整では散水ノズルとの位置関係の精度が十分とは言えず未消火コークスの抑制に問題がある。

そこで本発明は未消火部分の発生回避と消火後のコークスにおける含有水分の低減の両者が可能なコークスの湿式消火方法を提供することを目的とする。

本発明の課題は以下の手段により達成できる。
１ 消火塔内部において、消火車の上方に、複数本の散水配管に取り付けた複数の散水ノズルから、前記消火車に搭載した赤熱コークスに散水して消火した後、前記消火車をワーフ横に移動させ、前記消火後のコークスをワーフに払い出すコークス湿式消火方法において、
前記消火車に搭載されている、消火後のコークスの温度分布および／または層高分布を、ワーフに払い出す直前に測定し、払い出した後、前記消火車に新たに搭載された赤熱コークスに、消火塔内部において、散水する際、前記温度分布および／または層高分布を基に散水条件を調整することを特徴とするコークス湿式消火方法。

２ 消火車に、新たに搭載された赤熱コークスを、消火塔内部において、消火する際、更に、消火塔内部において、前記消火車に搭載した赤熱コークスの温度分布および／または層高分布を測定し、散水条件を調整する際、前記温度分布および／または層高分布を用いることを特徴とする１記載のコークス湿式消火方法。

３ 消火塔内部において、消火車の上方に、複数本の散水配管に取り付けた複数の散水ノズルから、赤熱コークスを搭載した消火車に散水して赤熱コークスを消火するコークス湿式消火方法において、
前記消火車に搭載した赤熱コークスの温度分布および／または層高分布を測定し、
消火車に散水する消火水の水量分布を調整することを特徴とするコークス湿式消火方法。

４ 更に、前記複数本の散水配管に取り付けた複数の散水ノズルから、前記消火車に積載された赤熱コークスの上表面までのそれぞれの距離を等しくし、散水することを特徴とする１乃至３のいずれか一つに記載のコークス湿式消火方法。

５ コークス炉からの赤熱コークスを積載するための消火車と、前記消火車に消火水を散布する散水装置を内部に備えた消火塔と、消火後のコークスを仮置きするワーフと、前記ワーフに沿って敷設され、消火車が移動する軌道とを有するコークス湿式消火設備において、
消火車に搭載され、ワーフに払い出される直前のコークスの温度分布および／または層高分布を検出する検出手段と
前記温度分布および／または層高分布に基づき、消火水の散布状況を制御する制御装置
を設けていることを特徴とするコークス湿式消火装置。

６ 更に、消火塔内部において、消火車に積載された赤熱コークスの温度分布および／または層高分布を検出する手段を有し、消火水の散布状況を制御する制御装置が、前記温度分布および／または層高分布と、消火車に搭載され、ワーフに払い出される直前のコークスの温度分布および／または層高分布に基づき、消火水の散布状況を制御することを特徴とする５記載のコークス湿式消火装置。

７ コークス炉からの赤熱コークスを積載するための消火車と、前記消火車に消火水を散布する散水装置を内部に備えた消火塔と、消火後のコークスを仮置きするワーフと、前記ワーフに沿って敷設され、消火車が移動する軌道とを有するコークス湿式消火設備において、
消火車に積載された赤熱コークスの温度分布および／または層高分布を検出する検出手段と
前記温度分布および／または層高分布に基づき、消火水の散布状況を制御する制御装置
を設けていることを特徴とするコークス湿式消火装置。

８ 前記散水装置は、前記消火車の上方で、その進行方向に沿って平行に、散水ノズルを取り付けた複数本の散水配管を有し、前記散水ノズルは、その先端と、前記消火車に積載される赤熱コークスの上表面までの距離が調整可能なように散水配管に取り付けられていることを特徴とする５乃至７の何れか一つに記載のコークス湿式消火装置。

本発明によればコークス湿式消火を確実に行うことが可能で、消火後の含有水分も少なく投入熱量増加や付着微粉増加による高炉内通気性の悪化など高炉操業上の負荷を低減することが可能である。

本発明は、消火塔内部において、赤熱コークスを消火した後、消火車に搭載されている、消火後のコークスの温度分布および／または層高分布を、ワーフに払い出す直前に測定する。

そして、消火後のコークスを払い出した後、前記消火車に新たに赤熱コークスを搭載し、消火塔内部において、散水消火する際、前記温度分布および／または層高分布を基に散水条件を調整するフィードフォワード制御を特徴とする。

図１は本発明の一実施例に係るコークス湿式消火設備を説明する模式図で、図において１は消火車、２は散水設備を有し、消火車１が進入する消火塔、３は消火車１がその上を移動する軌道、４は消火したコークスをその上に散布して仮置きするワーフ、５はコークス、６は消火車に搭載されている消火後の赤熱コークス５の温度分布および／または層高分布を測定する検出器、７は検出器６の検出回路、８は検出回路７からの信号により消火塔２の消火水の散水条件を制御する制御装置を示す。
図１に示すコークス湿式消火設備では、コークス炉（図では省略）から消火車１に乾留後の赤熱コークスを積載し、消火塔２において消火車１に消火水を散布する。その後、消火車１をワーフ４に沿って配置された軌道３上を移動させ、所定の位置において消火後のコークス５をワーフ４上に払い出す。

払い出す直前において、検出器６により、消火後のコークスの温度分布として、消火車１に搭載されている状態で、その上方から消火車１の全平面を測定し、未消火の部分を検出する。および／または層高分布として、消火後のコークスの全表面における凹凸の状態を検出する。検出器６としてＩＴＶを用い、得られた画像を検出回路７で画像処理すると、温度分布と層高分布が同時に得られ好ましい。また、層高分布の測定にはレーザー距離計を用いることもでき、コークス温度測定および層高分布の測定方法は特に限定しなく一般に用いられる方法でも良い。

その後、消火車１は、新たに赤熱コークスを積載し、消火塔２内部において、前記赤熱コークスの散水消火を、既に得られている、温度分布および／または層高分布を基に未消火部分が生じないように制御装置８で求めた条件に従い、行う。制御装置８は、消火水量や散水ヘッダの高さなどの制御信号を発信し、散水量密度と散水時間を散水条件として制御する。散水量密度の調整は下記式に基づいて行なうがこれに限るものではない。

Ｗ＝Ｔ^ａ×Ｈ^ｂ＋Ｃ
但し、Ｗ：単位面積当りの散水水量密度、Ｔ：単位面積当りの平均コークス温度、
Ｈ：単位面積当りのコークス層高、ａ、ｂ、ｃ：それぞれ定数
本発明は、更に、消火塔２内部で、消火車１に搭載した赤熱コークスの温度分布および／または層高分布を測定するように検出器６を配置することが可能である。
図２は消火車１に搭載した赤熱コークスの温度分布および／または層高分布を測定するように検出器６を配置した消火塔２の内部構造を説明する模式図で、消火塔２内の軌道３上に消火車１が引き込まれた状態を示す。

図において、９は消火車１の上方に配置され、消火水を散水する散水装置、１０は散水配管（本管）、１１は散水ノズル１４が取り付けられる散水配管（支管）、１２は散水ノズル１４を上下方向に移動させる高さ調整機構、１３は流量調整用オリフィス、１４は散水ノズル、１５は消火車１内においてコークスが積載される、傾斜角θを有する床を示す。
散水装置９は、消火車１の上方で、消火車の進行方向に沿って平行に、散水配管（本管）１０から冷却水が供給される、散水ノズル１４を取り付けた複数本の散水配管（支管）１１を有し、前記散水ノズル１４はその先端と、前記消火車に積載されるコークスの上表面までの距離が調整可能なように高さ調整機構１２を介して散水配管（支管）１１に取り付けられる。

散水ノズル１４のそれぞれにおける散水量は流量調整用オリフィス１３により調整する。流量調整用オリフィス１３に替えて流量調整弁を用いても良い。

消火塔２内部に検出器６を設けた場合、制御装置８に消火後のコークスの温度分布および／または層高分布に関する情報に、更に、赤熱コークスの温度分布および／または層高分布に関する情報を加味することが可能となり、より適切に赤熱コークスの散水消火条件を決定することが可能となる。
尚、消火塔内において、蒸気等の発生により雰囲気が劣悪となることが懸念される場合は、コークスを消火車に積載し、消火塔の途中（入口直前等）に設けて、消火前の赤熱コークス及び消火後コークスを測定することが好ましい。

消火後のコークス含有水分を低減するためには散水量密度を高くし、散水時間を短くすることが有効であり、散水量密度を許容限界の上限とし、散水時間を赤熱コークス５の温度分布が均一となる最短に制御することが特に効果的である。

また、消火車１上において、コークスの層高が厚い部分は、散水量密度を許容限界の上限としても冷却が不十分となりやすいため、当該部分の直上となる散水ノズル８の散水時間を長くするように制御することが好ましい。均一な冷却を行うための具体的方法を以下に説明する。

消火車１内において赤熱コークス５は略、傾斜角θの床の傾斜に沿う形状に積載されるので、高さ調整機構１２により、各散水ノズル先端から赤熱コークス５の上表面までの距離ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４が等しくなるように調整し、各散水ノズル下方における散水量密度を等しくし、均一な冷却を行う。

散水配管（支管）１１は消火車１の進行方向に沿って平行に複数本が配置され（図１では４本）、夫々に散水ノズル１４が進行方向に複数個取り付けられるので、これらにおいても各散水ノズル先端からコークス５の上表面までの距離を等しくする。
コークス５の層高に応じて、各散水ノズルからの散水量を流量調整用オリフィス１３、又は流量調整弁により調整し、層高の高い個所の散水量密度を高くすると冷却均一性がより向上して好ましい。
尚、各散水ノズルからの散水量を調整しないで、各散水ノズル先端からコークス５までの距離ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４を高さ調整機構１２により、コークス５の層高が高い個所については短くなるように調整して冷却均一性を向上させることも可能である。

消火車１における床１５上の赤熱コークス５の上表面形状や層高は、検出器６としてＩＴＶを用い、得られた画像を検出回路７で画像処理して求めるが、コークスを積載状態のまま十分冷却して求めることも可能である。

また、層高分布の測定にはレーザー距離計を用いることもでき、コークス温度測定および層高分布は特に限定しなく一般に用いられる方法でも良い。

更に、本発明では散水配管（支管）の消火車の進行方向における、散水ノズルの配置は特に規定しないが、隣り合う散水配管で千鳥状に取り付けると、冷却均一性を向上させ好ましい。予め、消火車１に積載されたコークスの高温部分が把握できる場合は、当該個所に消火ノズルを高密度に配置しても良い。

尚、本発明は、消火後のコークスの温度分布および／または層高分布を、ワーフに払い出す直前に測定したり、消火塔２内部で、消火車１に搭載した赤熱コークスの温度分布および／または層高分布を測定することを、単独、または組合わせて実施することが可能である。

図１に示す消火設備を用いて、赤熱コークスを積載した消火車に対して、その進行方向と直交して複数の散水ヘッダを配置し、各散水ノズル先端からコークス層表面までの距離を一定として散水を行った。各散水ノズルからの散水量は、コークス層高に応じて変化させ、層高が厚いほど多くした。比較例として各散水ノズルからの散水量を一定として散水を行った。

その結果、本発明例ではワーフ上に払い出したコークスの温度変動が約５０℃の範囲内であるのに対し、比較例では約４００℃であった。また、単位体積当たりの含有水分は
本発明例が約２％、比較例が約８％であった。

本発明の一実施例に係るコークス湿式消火設備を示す図。 本発明の一実施例に係る消火塔内部の構造を模式的に示す図。

符号の説明

１ 消火車
２ 消火塔
３ 軌道
４ ワーフ
５ コークス
６ 検出器
７ 検出回路
８ 制御装置
９ 散水装置
１０ 散水配管（本管）
１１ 散水配管（支管）
１２ 高さ調整機構
１３ 流量調整用オリフィス
１４ 散水ノズル
１５ 床

Claims (8)

1. 消火塔内部において、消火車の上方に、複数本の散水配管に取り付けた複数の散水ノズルから、前記消火車に搭載した赤熱コークスに散水して消火した後、前記消火車をワーフ横に移動させ、前記消火後のコークスをワーフに払い出すコークス湿式消火方法において、
   前記消火車に搭載されている、消火後のコークスの温度分布および／または層高分布を、ワーフに払い出す直前に測定し、払い出した後、前記消火車に新たに搭載された赤熱コークスに、消火塔内部において、散水する際、前記温度分布および／または層高分布を基に散水条件を調整することを特徴とするコークス湿式消火方法。
2. 消火車に、新たに搭載された赤熱コークスを、消火塔内部において、消火する際、更に、消火塔内部において、前記消火車に搭載した赤熱コークスの温度分布および／または層高分布を測定し、散水条件を調整する際、前記温度分布および／または層高分布を用いることを特徴とする請求項１記載のコークス湿式消火方法。
3. 消火塔内部において、消火車の上方に、複数本の散水配管に取り付けた複数の散水ノズルから、赤熱コークスを搭載した消火車に散水して赤熱コークスを消火するコークス湿式消火方法において、
   前記消火車に搭載した赤熱コークスの温度分布および／または層高分布を測定し、
   消火車に散水する消火水の水量分布を調整することを特徴とするコークス湿式消火方法。
4. 更に、前記複数本の散水配管に取り付けた複数の散水ノズルから、前記消火車に積載された赤熱コークスの上表面までのそれぞれの距離を等しくし、散水することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のコークス湿式消火方法。
5. コークス炉からの赤熱コークスを積載するための消火車と、前記消火車に消火水を散布する散水装置を内部に備えた消火塔と、消火後のコークスを仮置きするワーフと、前記ワーフに沿って敷設され、消火車が移動する軌道とを有するコークス湿式消火設備において、
   消火車に搭載され、ワーフに払い出される直前のコークスの温度分布および／または層高分布を検出する検出手段と
   前記温度分布および／または層高分布に基づき、消火水の散布状況を制御する制御装置
   を設けていることを特徴とするコークス湿式消火装置。
6. 更に、消火塔内部において、消火車に積載された赤熱コークスの温度分布および／または層高分布を検出する手段を有し、消火水の散布状況を制御する制御装置が、前記温度分布および／または層高分布と、消火車に搭載され、ワーフに払い出される直前のコークスの温度分布および／または層高分布に基づき、消火水の散布状況を制御することを特徴とする請求項５記載のコークス湿式消火装置。
7. コークス炉からの赤熱コークスを積載するための消火車と、前記消火車に消火水を散布する散水装置を内部に備えた消火塔と、消火後のコークスを仮置きするワーフと、前記ワーフに沿って敷設され、消火車が移動する軌道とを有するコークス湿式消火設備において、
   消火車に積載された赤熱コークスの温度分布および／または層高分布を検出する検出手段と
   前記温度分布および／または層高分布に基づき、消火水の散布状況を制御する制御装置
   を設けていることを特徴とするコークス湿式消火装置。
8. 前記散水装置は、前記消火車の上方で、その進行方向に沿って平行に、散水ノズルを取り付けた複数本の散水配管を有し、前記散水ノズルは、その先端と、前記消火車に積載される赤熱コークスの上表面までの距離が調整可能なように散水配管に取り付けられていることを特徴とする請求項５乃至７の何れか一つに記載のコークス湿式消火装置。