JP2007262293A - コークス乾式消火設備の冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却能率を大幅に向上させることができるコークス乾式消火設備の冷却方法を提供する。
【解決手段】冷却搭３の下部から取り入れた冷却空気を上部に向けて流してから外部に放出するとともに、この冷却空気の流れとともに冷却搭３内に冷却フォグを充満させることで冷却搭３の内部を短時間で冷却する。また、煙道９に取り入れた冷却空気を煙道内を循環させて外部に放出することで煙道９の内部を短時間で冷却する。さらに、ボイラ１１の下部から取り入れた冷却空気を上部に向けて流してから外部に放出するとともに、この冷却空気の流れとともにボイラ１１内に冷却フォグを充満させることでボイラ１１の内部を短時間で冷却する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コークス乾式消火設備の冷却方法に関するものである。

室炉式コークス炉の炭化室から押出された赤熱コークスを消火する設備として、不活性の冷却ガスを使用したコークス乾式消火設備（以下、ＣＤＱ設備）が知られている。
ＣＤＱ設備は、例えば特許文献１に示すように、冷却搭に赤熱コークスを装入し、冷却搭に吹き込まれる不活性の冷却ガスによってコークスを消火・冷却する一方、コークスとの接触より加熱された冷却ガスを、冷却搭から煙道を通過させてボイラに導き、ボイラで熱回収してから再び冷却搭に吹き込み循環する構造になっている。
特開２００２−２２０５９１号公報

ところで、ＣＤＱ設備の点検又は補修を行なう場合には、冷却搭、煙道、ボイラを所定温度まで冷却する。
ＣＤＱ設備を冷却する従来の方法は、冷却搭に充填されているコークスを完全に排出した後、操業中と同様に不活性の冷却ガスを冷却搭から煙道を介してボイラに流し、ボイラから外部に排出することで、冷却搭、煙道、ボイラを冷却するようにしている。
しかし、冷却ガスのみでＣＤＱ設備を冷却する従来の方法では、冷却設備が不要となるものの冷却能率が低く、長期の冷却期間となるおそれがある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、短期間の冷却が可能で冷却能率を大幅に向上させることができるコークス乾式消火設備の冷却方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るコークス乾式消火設備の冷却方法は、冷却搭と、ボイラと、これら冷却搭及びボイラの間を連通している煙道とを備えたコークス乾式消火設備を冷却する方法であって、前記冷却搭内のコークスを全て排出し、前記冷却搭の上部及び下部に外気と連通する冷却搭開口部を設け、前記ボイラの上部及び下部に外気と連通するボイラ開口部を設け、前記煙道に、外気と連通する少なくとも２箇所の煙道開口部を設けるとともに、前記冷却搭の下部の冷却搭開口部から取り入れた外気を搭内の上部に向かって流し、上部の冷却搭開口部から外気に放出する冷却搭冷却空気の流れを発生させるとともに、前記冷却搭内の下部から上部に向けて冷却フォグを噴射し、前記煙道の一方の前記煙道開口部から取り入れた外気を他方の前記煙道開口部から外気に放出される煙道冷却空気の流れを発生させ、前記ボイラの下部の前記ボイラ開口部から取り入れた外気をボイラ内の上部に向かって流し、上部のボイラ開口部から外気に放出するボイラ冷却空気の流れを発生させるとともに、前記ボイラ内の下部から上部に向けて冷却フォグを噴射するようにした。なお、冷却フォグとは霧状の冷却水のことである。

本発明のコークス乾式消火設備の冷却方法によると、冷却搭内は下部から上部に向けて冷却空気が流れ、且つ冷却空気とともに流れる冷却フォグの気化熱で周囲温度が下がるので、塔内は短時間で冷却される。煙道は、内部に取り入れた冷却空気が外部に流れることで短時間に冷却される。また、ボイラは下部から上部に向けて冷却空気が流れ、且つ冷却空気とともに流れる冷却フォグの気化熱で周囲温度が下がるので、ボイラ内は短時間で冷却される。したがって、本発明は、コークス乾式消火設備の冷却効率を大幅に向上させることができる。

以下、本発明に係るコークス乾式消火設備の冷却方法の１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るコークス乾式消火設備（以下、ＣＤＱ設備）の概略構成図を示すものである。コークス炉（図示せず）から押出されてバケット１に積載された赤熱コークスＣは、クレーン２で搬送されて冷却塔３の装入口４に装入され、冷却塔３の下部から吹き込まれる１８０℃前後の不活性ガスによって冷却されてから、下部の切出しゲート５及びシュート６を経てベルトコンベア７によって搬出される。

一方、冷却塔３内で赤熱コークスによって加熱された冷却ガスは、円環煙道８を介して煙道９に排出され、除塵器１０を経てボイラ１１に導入されてボイラチューブ１２内のボイラ水と熱交換して、その顕熱がボイラチューブ１２内のボイラ水に回収されて蒸気を発生させた後、熱交換後の冷却ガスがボイラ１１の出力側に設けられたガスダクト１３に排出され、サイクロン１４で粉コークスが除去された後、循環ファン１５で昇圧されて再び冷却塔３に吹き込まれる循環経路を備えた構成としている。

また、冷却ガスの循環過程で煙道９の入口に設けた燃焼用空気孔１６から外気を投入することにより、冷却ガス中に含まれた水素や炭素等の可燃性ガス成分の調整が行われる。そして、投入された外気や赤熱コークスから発生する水素等により冷却ガスが増量するので、その増量分を放散管１７から放散するか、或いは燃料として回収する。

次に、点検又は補修を行なうためにＣＤＱ設備を冷却する本実施形態の方法について、図２を参照しながら説明する。
本実施形態では、冷却搭３内のコークスを全て排出しておく。そして、冷却搭３の最上部の装入口４を開口しておくとともに、冷却搭３の最下部の切り出しゲート５を外して下方に向けて開口する下部開口部１６を設ける。また、冷却搭３に接続しているガスダクト１３から循環ファン１５を取り外しておく。さらに、冷却搭３内の下部に、下方から取り入れた空気を上方に向けて送出する送気ファン１８と、冷却フォグを上方に向けて噴射する噴霧ノズル２０が配置されている。なお、冷却フォグとは霧状の冷却水であり、噴霧ノズル２０は、冷却搭３の内壁が濡れない程度に水量を設定した冷却フォグが噴射するようになっている。

煙道９には、蓋（図１で示す蓋９ａ）で閉塞されていた開口孔９ｂに、煙道９内のガスを外気に送出する送気ファン２２が接続されている。
また、ボイラ１１は、最上部のマンホールを開けて上部開口部１１ａを設けている。そして、ボイラ１１とサイクロン１４とを接続しているガスダクト１３を途中で切断し、ボイラ１１に接続しているガスダクト１３に、外気から取り入れた空気をボイラ１１内に送出する送気ファン２４が接続されている。さらに、ボイラ１１内の下部に、冷却フォグを上方に向けて噴射する噴霧ノズル２６が配置されている。この噴霧ノズル２６も、ボイラ１１の内壁が濡れない程度に水量を設定した冷却フォグが噴射するようになっている。なお、前記ガスダスト１３の送気ファン２４が接続している開口部が、本発明のボイラ１１の下部で外気と連通するボイラ開口部に相当する。
そして、送気ファン１８，２２，２４を駆動し、噴霧ノズル１０，２６による冷却フォグの噴射を開始する。

本実施形態によると、冷却搭３内で送気ファン１８が駆動し、噴霧ノズル１０が冷却フォグを噴霧することで、矢印Ａ１に示すように、下部開口部１６及びガスダクト１３から冷却搭３内に送り込まれた外気（冷却空気）が上部に向かって流れ、搬入口４から外部に放出されるとともに、矢印Ａ１の流れに乗って冷却フォグが上方に移動する。これにより、矢印Ａ１に流れる冷却空気が、冷却搭３内に保有されている熱エネルギを奪って外部に強制的に放出すると同時に、矢印Ａ１の冷却空気とともに流れる冷却フォグが、気化熱で周囲温度を下げていき、冷却搭３は短時間で冷却される。なお、矢印Ａ１の流れが、本発明の冷却塔冷却空気の流れに相当する。

また、送気ファン２２が駆動することで、矢印Ａ２に示すように、除塵器１０の開口部１０ａから煙道９内に送り込まれた外気（冷却空気）が開口孔９ｂから外部に放出される流れが発生し、冷却空気が煙道９内に保有されている熱エネルギを奪って外部に強制的に放出するので、煙道９は短時間で冷却される。なお、矢印Ａ２の流れが、本発明の煙道冷却空気の流れに相当する。

さらに、ボイラ１１に接続するガスダクト１３側で送気ファン２４が駆動し、噴霧ノズル２６が冷却フォグを噴霧することで、矢印Ａ３に示すように、ガスダクト１３からボイラ１１内に送り込まれた外気（冷却空気）が上部に向かって流れ、上部開口部１１ａから外部に放出されるとともに、矢印Ａ３の流れに乗って冷却フォグが上方に移動する。これにより、矢印Ａ３に流れる冷却空気が、ボイラ１１内に保有されている熱エネルギを奪って外部に強制的に放出すると同時に、矢印Ａ２の冷却空気とともに流れる冷却フォグが、気化熱で周囲温度を下げていき、ボイラ１１は短時間で冷却される。なお、矢印Ａ３の流れが、本発明のボイラ冷却空気の流れに相当する。

このように、本実施形態のＣＤＱ設備は、冷却搭３の下部から取り入れた冷却空気を上部に向けて流してから外部に放出するとともに、この冷却空気の流れとともに冷却搭３内に冷却フォグを充満させたことで冷却搭３の内部を短時間で冷却し、煙道９に取り入れた冷却空気を煙道内を循環させて外部に放出することで煙道９の内部を短時間で冷却し、さらに、ボイラ１１の下部から取り入れた冷却空気を上部に向けて流してから外部に放出するとともに、この冷却空気の流れとともにボイラ１１内に冷却フォグを充満させたことでボイラ１１の内部を短時間で冷却しているので、冷却効率を大幅に向上させることができる。

なお、図２では、冷却搭３内に送気ファン１８を配置することで矢印Ａ１方向の冷却空気の流れを発生させているが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、冷却搭３内に送気ファン１８を配置せず、その代りに、図１で示した循環ファン１５を冷却搭３に接続するガスダスト１３から取り外さず、この循環ファン１５を駆動することで、冷却搭３内に矢印Ａ１方向の冷却空気の流れを発生することで、同様の効果を奏することができる。

図３は、大気（冷却空気）及び冷却フォグで冷却を行なう本実施形態のＣＤＱ設備の冷却方法と、従来の冷却方法（冷却ガスのみでＣＤＱ設備の冷却を行なう方法）とについて、冷却搭内の温度変化を比較しながら示したグラフである。なお、ＣＤＱ設備は、コークス処理量：１００ｔ／ｈである。
図３によると、例えば冷却搭内を２００℃付近まで冷却するために要する期間は、従来の方法は４日間必要であったが、本実施形態のＣＤＱ設備の冷却方法を採用すると、二日程度で冷却することができ、本実施形態は、従来と比較して冷却効率が大幅に向上することがわかる。

コークス乾式消火設備の構成を示す図である。 コークス乾式消火設備を冷却する際の構成と、冷却空気及び冷却フォグの流れを示す図である。 本発明のコークス乾式消火設備の冷却方法の温度変化を従来と比較して示したグラフである。

符号の説明

３ 冷却搭
４ 搬入口（冷却搭開口部）
９ 煙道
９ｂ 開口孔（煙道の他方の開口部）
１０ 除塵器
１０ａ 開口部（煙道の一方の開口部）
１１ ボイラ
１１ａ 上部開口部（ボイラ開口部）
１３ ガスダスト
１５ 循環ファン
１６ 下部開口部（冷却搭開口部）
１８，２２，２４ 送気ファン
２０，２６ 噴霧ノズル

Claims (1)

1. 冷却搭と、ボイラと、これら冷却搭及びボイラの間を連通している煙道とを備えたコークス乾式消火設備を冷却する方法であって、
   前記冷却搭内のコークスを全て排出し、前記冷却搭の上部及び下部に外気と連通する冷却搭開口部を設け、前記ボイラの上部及び下部に外気と連通するボイラ開口部を設け、前記煙道に、外気と連通する少なくとも２箇所の煙道開口部を設け、
   前記冷却搭の下部の冷却搭開口部から取り入れた外気を搭内の上部に向かって流し、上部の冷却搭開口部から外気に放出する冷却搭冷却空気の流れを発生させるとともに、前記冷却搭内の下部から上部に向けて冷却フォグを噴射し、
   前記煙道の一方の前記煙道開口部から取り入れた外気を他方の前記煙道開口部から外気に放出される煙道冷却空気の流れを発生させ、
   前記ボイラの下部の前記ボイラ開口部から取り入れた外気をボイラ内の上部に向かって流し、上部のボイラ開口部から外気に放出するボイラ冷却空気の流れを発生させるとともに、前記ボイラ内の下部から上部に向けて冷却フォグを噴射することを特徴とするコークス乾式消火設備の冷却方法。

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