JP2008094966A - Equipment and method for recovery of dust caught by dust collector of coke dry quenching facility - Google Patents
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Description
本発明は、コークス乾式消火設備で発生する廃ガス中に含まれる高温のダストの除塵器での除塵捕集に関し、除塵器で捕集したダストの回収設備および回収方法に関する。 The present invention relates to dust collection in a dust remover of high-temperature dust contained in waste gas generated in a coke dry fire extinguishing facility, and relates to a collection facility and a collection method for dust collected by the dust remover.
コークス乾式消火設備は、循環ガスを熱媒体として、コークス炉で製造する赤熱コークスを冷却する一方で、排熱ボイラにより蒸気を得る熱交換システムである。図1にコークス乾式消火設備の一例の概略図を示す。図1において、冷却塔1内に装入された赤熱コークス6は、循環して使用している酸素の入らない低温のガスである循環ガス38と熱交換して冷却・消火される。赤熱コークス6を冷却させて高温となった循環ガス35は、冷却塔1から上部煙道(廃ガスダクト)7を通って廃熱ボイラ16に導かれ、ここで冷却水と熱交換されて低温となり、再び赤熱コークス冷却用ガスとして使用される。一方、冷却水は蒸気となって発電用等に利用される。赤熱コークス6を冷却させる際に、コークスが粉化して、循環ガス35は多量の粉コークスをダストとして含むものとなる。このダスト(粉コークス)は、廃熱ボイラ16に循環ガス36と共に持ち込まれると、著しく熱交換用のボイラチューブ17、18、19を磨耗させる。そこで、冷却塔1と廃熱ボイラ16とを結ぶ上部煙道7の中間に除塵器を設けるのが一般的である。除塵器としては、詰まり衝突型の除塵格子8(例えば、特許文献1参照。)や、除塵板と、除塵板に当たって落下するダストを捕集するためのダストホッパーとからなる除塵器(例えば、特許文献2参照。)等が知られている。
The coke dry fire extinguishing equipment is a heat exchange system that obtains steam by an exhaust heat boiler while cooling red hot coke produced in a coke oven using a circulating gas as a heat medium. FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of a coke dry fire extinguishing facility. In FIG. 1, the red
除塵器で捕集されるダスト(捕集粉)は、細粒で比較的粒度も揃っており、良質な炭材(炭素材)と成り得るので、製鉄所内でリサイクル利用したり、炭材として販売して製鉄所外で利用したりすることができる。 The dust (collected powder) collected by the dust remover is fine and relatively uniform in particle size, and can be a high-quality carbon material (carbon material). It can be sold and used outside the steelworks.
捕集粉は900℃程度の高温であり、有毒なCOガスが含まれているので、冷却管11にて冷却しながら、且つ循環ガス35を系外に放出しないようにシールしながら、除塵器粉排出管10から、例えばロータリーバルブで構成される除塵器粉排出装置12aを介して除塵器粉貯留槽13に回収される。除塵器粉排出管10は冷却管11内に挿入されて、外周部の全周から冷却される。
The collected powder has a high temperature of about 900 ° C. and contains toxic CO gas. Therefore, it is cooled by the
除塵器粉貯留槽13に回収された捕集粉(回収粉)は、乾式(水分0mass%)または、例えばパグミル等で加湿して湿式(水分約15mass%)として、タンクローリー車28等で運搬してリサイクル等に利用する。
コークス乾式消火設備で発生する廃ガス中ダストは、湿式に比較して、乾式の回収粉の方が需要が高く、高価格で販売できるが、図1のシステムを用いて乾式の粉を運搬する場合、回収粉の温度が低下せず、例えば200〜300℃を呈することがあり、回収粉を運搬・ハンドリングする機器の損傷や、ゴム製品、樹脂製品等の耐熱性の劣る工業材料が使用できないという問題がある。回収粉である粉コークスの運搬機器にゴム製品、樹脂製品等が使用できれば、より安価に粉コークスを製造することが可能となる。 As for dust in waste gas generated in coke dry fire extinguishing equipment, dry-type recovered powder is more demanding and can be sold at a higher price than wet-type, but transports dry-type powder using the system shown in FIG. In this case, the temperature of the recovered powder does not decrease, and may exhibit, for example, 200 to 300 ° C., and damage to equipment that transports and handles the recovered powder, and industrial materials with poor heat resistance such as rubber products and resin products cannot be used. There is a problem. If a rubber product, a resin product, etc. can be used for the conveyance device of the powder coke which is collect | recovered powder, it will become possible to manufacture powder coke more cheaply.
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、コークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの温度を低下させて、乾式の回収粉として低温の状態で回収することができるコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備および回収方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve such problems of the prior art, reduce the temperature of the dust collected by the dust remover of the coke dry fire extinguishing equipment, and recover it at a low temperature as dry recovered powder. An object of the present invention is to provide a recovery facility and a recovery method for dust collected by a dust remover of a coke dry fire extinguishing facility.
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
(1)、コークス乾式消火設備において、赤熱コークスを冷却する冷却塔から排出される廃ガス中のダストを捕集する除塵器の下方に設置され、該除塵器により回収されたダストを排出する除塵器粉排出管を有し、該除塵器粉排出管の外周面を冷却する冷却装置と、前記除塵器粉排出管内に前記ダストを攪拌するための攪拌ガスを供給するガス供給管とが設置されていることを特徴とするコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備。
(2)、ガス供給管の長さが除塵器粉排出管長さの40〜60%であることを特徴とする(1)に記載のコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備。
(3)、(1)または(2)に記載の設備を用いて廃ガス中のダストを回収する際に、攪拌ガスの1回の供給時間を1〜10秒、供給間隔を1〜10分として間欠的に供給することを特徴とするコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収方法。
The features of the present invention for solving such problems are as follows.
(1) In the coke dry fire extinguishing equipment, the dust removal is installed below the dust remover that collects dust in the waste gas discharged from the cooling tower that cools the red hot coke and discharges the dust collected by the dust remover. A cooling device that has a dust discharge pipe and cools the outer peripheral surface of the dust remover powder discharge pipe, and a gas supply pipe that supplies stirring gas for stirring the dust in the dust remover powder discharge pipe are installed. Dust collection equipment collected by the dust remover of the coke dry fire extinguishing equipment, characterized by
(2) The length of the gas supply pipe is 40 to 60% of the length of the dust remover powder discharge pipe, and the dust collecting equipment collected by the dust remover of the coke dry fire extinguishing equipment according to (1) .
(3) When collecting the dust in the waste gas using the equipment described in (1) or (2), the supply time of the stirring gas is 1 to 10 seconds, and the supply interval is 1 to 10 minutes. A method for collecting dust collected by a dust remover of a coke dry fire extinguishing facility, characterized by being intermittently supplied as
本発明によれば、コークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの温度を十分に低下させて、乾式の粉コークス回収粉として回収することができる。このため回収設備の損傷がなくなり、回収粉を低コストで製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the temperature of the dust collected with the dust remover of coke dry fire extinguishing equipment can fully be reduced, and it can collect | recover as dry powder coke collection | recovery powder. For this reason, the recovery facility is not damaged, and the recovered powder can be manufactured at a low cost.
図1に示すコークス乾式消火設備を用いてダストを回収する際に、回収粉の温度を低下させる方法について以下に検討する。 A method for lowering the temperature of recovered powder when dust is recovered using the coke dry fire extinguishing equipment shown in FIG. 1 will be discussed below.
回収粉の温度が低下しない主な原因は、回収粉であるコークスの熱伝導率の低さにあると考えられる。コークスの熱伝導率は温度の関数ではあるが、概ね3〜5W/m・Kであり、除塵器粉排出管10の中央部の回収粉まで冷却することは困難である。
The main reason why the temperature of the recovered powder does not decrease is considered to be the low thermal conductivity of coke, which is the recovered powder. Although the thermal conductivity of coke is a function of temperature, it is approximately 3 to 5 W / m · K, and it is difficult to cool the recovered powder to the central portion of the dust remover
例えば、除塵器粉排出管10の径を小さくすることで、除塵器粉排出管10内部までの熱伝導を容易にすることが考えられる。しかし、回収粉が十分に冷却される程度まで径を小さくすると、回収粉の排出が困難になるという別の問題が発生する。
For example, it is conceivable to facilitate heat conduction to the inside of the dust remover
また、除塵器粉排出管10の内部に冷却水管を挿入する方法も考えられるが、冷却水管の穴あき等の発生を検出することは極めて困難であり、穴あきにより水が回収粉に漏れ出すと、その水分が循環ガス35、36に入り、水蒸気爆発、或いはH2ガスの分圧が上昇し、ガス爆発の危険性が増加する。または、その水素分が石炭由来の硫黄と反応してH2Sガスを形成し、ボイラチューブ17、18、19を高温腐食させる等の問題がある。
Although a method of inserting a cooling water pipe into the dust remover
この他に、冷却効率を増すために除塵器粉排出管10を複数本に、例えば3本程度にすることも考えられるが、本発明者が行なった試験では、回収粉の冷却は十分ではなかった。
In addition, in order to increase the cooling efficiency, it is conceivable to use a plurality of dust remover
そこで本発明者は、回収粉である粉コークスを、より効率的に冷却するために、熱の伝わり難い除塵器粉排出管10の中央部の粉コークスを冷媒である冷却管11に近づける方法について検討した。そして、除塵器粉排出管10内で粉コークスを攪拌することができれば、飛躍的に粉コークスの温度を低下させることができると考えた。
Therefore, the present inventor has a method for bringing the powder coke at the center of the dust remover
しかし、機械式の攪拌を行なうことは、除塵器粉排出管10内が狭く高温であることから極めて困難である。本発明者は、気体の噴射力を用いて攪拌することが信頼性が高く、望ましい方法であると考え、ガス供給管により攪拌ガスを供給することを想起して、コークス乾式消火設備において、赤熱コークスを冷却する冷却塔から排出される廃ガス中のダストを捕集する除塵器の下方に設置され、該除塵器により回収されたダストを排出する除塵器粉排出管を有し、該除塵器粉排出管の外周面を冷却する冷却装置と、前記除塵器粉排出管内に前記ダストを攪拌するための攪拌ガスを供給するガス供給管とが設置されているコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備として本発明を完成した。
However, it is extremely difficult to perform mechanical stirring because the inside of the dust remover
コークス乾式消火設備において、赤熱コークスを冷却する冷却塔から排出される廃ガス中のダストを捕集する除塵器としては、冷却塔と廃熱ボイラ等とを結ぶ煙道の中間に設けられた除塵板や、除塵格子と、除塵板等に当たって落下するダストを捕集するためのダストホッパーとからなる除塵器等の、コークス乾式消火設備において通常使用されている除塵器を用いればよい。また、除塵器粉排出管の外周面の冷却は、水冷ジャケット等を用いればよい。 In the coke dry fire extinguishing equipment, as a dust remover that collects dust in the waste gas discharged from the cooling tower that cools red hot coke, the dust removal provided in the middle of the flue connecting the cooling tower and the waste heat boiler, etc. What is necessary is just to use the dust remover normally used in coke dry-type fire extinguishing facilities, such as a dust remover which consists of a board, a dust removal grid, and a dust hopper for collecting the dust which falls on a dust removal board. Moreover, what is necessary is just to use a water cooling jacket etc. for cooling of the outer peripheral surface of a dust remover powder discharge pipe.
コークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備としては、例えば、図2に示すような装置を用いることができる。図2は図1における除塵器ホッパー9から除塵器粉排出装置12a部分の詳細図であり、本発明のコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備の一実施形態を示している。図2において、ガス供給管44を除塵器粉排出管10に挿入し、同じ高さ位置でガス供給管44を周方向で4等分する位置にガス噴出ノズル41を設ける。ガス噴出ノズル41は閉塞防止のためにノズル穴を下向きに設ける。ガス噴出ノズル41は高さ方向に数段設けるものとする(図2においては4段。)。ガス供給管44の下部にはガス配管42が接続され、気体が供給される。気体としては、N2ガスを用いることが好ましい。N2ガスの他に、空気等も使用できる。
For example, an apparatus as shown in FIG. 2 can be used as a collection facility for the dust collected by the dust remover of the coke dry fire extinguishing facility. FIG. 2 is a detailed view of the dust remover
攪拌用のガスの噴出は、瞬時に、且つ間欠的に行なうことが好ましい。図3に、ガス開閉弁43の制御例を示す。除塵器粉排出装置12aは間欠運転であり、時間t3停止(バルブ閉)し、時間t4運転(バルブ開)する。一方でガス供給管44による気体(攪拌用ガス)の供給は、時間t3の間に時間t1ガス噴出(例えば2秒)、時間t2ガス噴出停止(例えば5分)を繰り返し、除塵器粉排出管10に粉コークスが滞留している時間にガスの噴出力により粉コークスを攪拌する。時間t1は1〜10秒程度、時間t2は1〜10分程度とすることが好ましい。ガス噴出ノズル41は下向きにガスを噴出するノズルであるが、除塵器粉排出装置12aはガスシールされており、ガスは空間の存在する除塵器9側に方向を転じ、それにより除塵器粉排出管10の上部の粉コークスも攪拌し、冷却管11側と接する粉コークスを移動させて中心部付近に存在する粉コークスと入れ替えることにより冷却効果を増加させるものである。図4に、除塵器粉排出管10内の粉コークスの挙動を示す。46はガス噴出ノズル41から噴出されるガスの流れであり、47は粉コークスの流れを示す。48は冷却水の流れである。
It is preferable that the stirring gas is ejected instantaneously and intermittently. FIG. 3 shows a control example of the gas on-off
攪拌用ガスの供給圧力の最適値について実験を重ねたところ、コークス乾式消火設備がコークス処理量が100t/時間程度の規模であり、除塵器粉排出管10の径が300mm、ガス供給管44の径が50mmの場合は、196kPa程度が最適であることが分かった。ガスの供給圧力が高すぎると、回収粉を巻き上げ、循環ガス中に再飛散させることになるので好ましくない。また、ガスの供給圧力が低すぎると、攪拌効果が十分でない。攪拌の効果は、ガスの噴出時間(t1)にも依存し、ガスの供給圧力と噴出時間を適宜設定することで、回収粉を十分に攪拌し、その再飛散を防止することができる。
As a result of repeated experiments on the optimum value of the supply pressure of the stirring gas, the coke dry fire extinguishing equipment has a coke treatment amount of about 100 t / hour, the diameter of the dust remover
回収粉の再飛散に着目すると、ガス供給管44の全長は、除塵器粉排出管10の全長の半分程度とすることが好ましい。除塵器粉排出管10の全長に渡ってガス供給管44を設けなくても、攪拌効果およびそれによる冷却効果は十分である。ガス供給管44が長すぎると、回収粉の再飛散が問題となる場合がある。したがって、ガス供給管44の長さを除塵器粉排出管10長さの40〜60%とすることが好ましい。
When paying attention to the re-scattering of the recovered powder, the total length of the
さらに、除塵器ホッパー9の除塵器ホッパー下限レベル計39が作動した際に、除塵器粉排出装置12aが停止(バルブ閉)するシーケンスを設定し、回収粉の除塵器粉排出管10の貯留量の下限を制限しておけば、貯留量が少ないために発生する、回収粉の再飛散を防止することができる。
Furthermore, when the dust collector hopper lower
図1および図2に示すコークス乾式消火設備を用いた操業試験を行ない、除塵器で捕集したダストの回収を行なった。除塵器ホッパー9でのダスト温度は900℃であった。除塵器粉排出装置12aはロータリーバルブで構成し、間欠運転として、図3において、時間t3=2時間バルブを閉じて停止し、時間t4=20分バルブを開いて運転した。ガス供給管44によるN2ガスの供給を行なわない場合、除塵器粉排出装置12aから排出されたダスト(粉コークス)の温度は300℃であった(比較例)。
An operation test using the coke dry fire extinguishing equipment shown in FIGS. 1 and 2 was performed, and the dust collected by the dust remover was collected. The dust temperature in the
次に、ガス開閉弁43を制御し、ガス供給管44からN2ガスの吹込みを行なった。ガス開閉弁43の制御は、図3において時間t3の間に時間t1=2秒ガス噴出、時間t2=5分ガス噴出停止を繰り返すものとし、除塵器粉排出管10に粉コークスが滞留している時間t3の間にガスの噴出力により粉コークスを攪拌した。この場合に除塵器粉排出装置12aから排出されたダスト(粉コークス)の温度は150℃であった(本発明例)。したがって、粉コークスの運搬を、ゴム製品や樹脂製品を用いた機器を使用して行なうことができ、運搬機器が損傷することも無かった。
Next, the gas on-off
上記の操業の際の除塵器粉排出管10内のダスト(粉コークス)の温度分布を図5に示す。図5によれば、比較例では除塵器粉排出管10の中央部が冷却されずに高温のままであるが、本発明例では除塵器粉排出管10の径方向でなだらかな温度分布となり、粉コークスが全体として冷却されていることが分かる。
FIG. 5 shows the temperature distribution of dust (powder coke) in the dust remover
1 冷却塔
2 円環煙道
3 バケット
4 巻上機
5 装入口
6 赤熱コークス
7 上部煙道(廃ガスダクト)
8 除塵格子
9 除塵器ホッパー
10 除塵器粉排出管
11 冷却管
12a、b 除塵器粉排出装置
13 除塵器粉貯留槽
14 冷却水入口管
15 冷却水出口管
16 廃熱ボイラ
17 ボイラチューブ
18 ボイラチューブ
19 ボイラチューブ
20 蒸気ドラム
21 脱気器
22 ボイラー給水ポンプ
23 ボイラー循環水ポンプ
24 下部煙道
25 サイクロン
26a、b サイクロン粉排出装置
27 除塵器粉貯留槽
28 タンクローリー車
29a、b 粉回収用吸引ホース
30 循環ファン
31 ガス吹き込み装置
32a、b 切出弁
33a、b 切出ゲート
34 冷却コークス輸送コンベアー
35 循環ガス
36 循環ガス
37 循環ガス
38 循環ガス
39 除塵器ホッパー下限レベル計
40 除塵器ホッパー非常下限レベル計
41 ガス噴出ノズル
42 ガス配管
43 ガス開閉弁
44 ガス供給管
45 ガス
46 ガスの流れ
47 粉コークスの流れ
48 冷却水
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