JP2008184588A - コークス炉窯口の集塵方法及び集塵装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 コークス炉炭化室窯口のドアとドアフレームとのシール部分の隙間から漏れるガス及びダストを、簡便な設備で且つ可動部の領域に侵入することなく効率よく回収することのできる集塵方法及び集塵装置を提供する。
【解決手段】 本発明の集塵方法及び集塵装置は、コークス炉窯口のドア13とドアフレーム14との間隙から漏れるガス及びダストを集塵するに当たり、前記ドアの上方に集塵フード22を配置するとともに、前記ドア及び前記ドアフレームの近傍にガスの上昇流を形成するためのノズル18を配置し、ノズルから噴出するガスによって上昇流を形成させ、該上昇流によって、ドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに導き入れる。
【選択図】 図2
【解決手段】 本発明の集塵方法及び集塵装置は、コークス炉窯口のドア13とドアフレーム14との間隙から漏れるガス及びダストを集塵するに当たり、前記ドアの上方に集塵フード22を配置するとともに、前記ドア及び前記ドアフレームの近傍にガスの上昇流を形成するためのノズル18を配置し、ノズルから噴出するガスによって上昇流を形成させ、該上昇流によって、ドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに導き入れる。
【選択図】 図2
Description
本発明は、コークス炉の炭化室で石炭を乾留中に、炭化室窯口のドアとドアフレームとのシール部分の僅かな隙間から漏れるガス及びダストを集塵する方法及び集塵するための装置に関するものである。
コークス炉は、石炭をコークスに乾留するための多数の炭化室と、石炭加熱用の燃料ガスを燃焼するための多数の燃焼室とを交互に配列した構造であり、炭化室に装入された石炭は、両側の燃焼室内で燃焼する燃料ガスの燃焼熱によって加熱された炉壁(隔壁)を介して伝達される熱により、約1100℃で20時間程度加熱・乾留される。燃焼排ガスは、炭化室及び燃焼室の下部に設けられた蓄熱室を通って熱交換された後に大気に排出され、一方、燃料ガス及び燃焼用空気は蓄熱室で加熱・昇温された後に燃焼室内で燃焼する構成になっている。乾留完了後は炭化室の両方のドアが開放され、生成したコークスは、押出機によって、炭化室からガイド車を介してバケット車に押し出され、更にバケット車から消火装置に装入され、消火装置によって消火・冷却されて、製品コークスが製造される。炭化室のドアが設置された両側の部位を窯口と称している。
コークス炉の操業では、原料炭乾留の進行とともに大量の石炭ガスが発生する。発生したガスは燃料として回収されるが、乾留初期はガス発生量が多く、炭化室内の圧力が上昇する。このため、窯口に設けたドアとドアフレームとのシール部分の隙間から石炭ガスが漏洩し、作業環境及び周辺の生活環境を汚染する。そのほか、ドアを開放して赤熱したコークスを押し出す際にも開口した窯口から粉塵を含んだ熱気流が上昇し、環境汚染の原因となる。
これらのガスや粉塵の拡散及び飛散を防止するために、窯口のドア部上方には、従来から窯口集塵装置の一部を構成する集塵フードが設置されている。図7は、窯口のドアと該ドアの上方に取り付けられた集塵フードとの位置関係の例を示す概略図である。図7に示すように、集塵フード22が窯口のドア13の鉛直方向上方に設置されており、隣り合う集塵フード間も接続されて覆われている。このように、ドア13の上方は集塵フードで覆われており、粉塵やガスが放散しにくい構造になっている。この集塵フード22は集塵ダクト21に接続し、集塵ダクト21は集塵機(図示せず)に接続している。尚、図7において、(A)は平面図、(B)は正面図、(C)は側面図であり、符号12はバックステー、14はドアフレーム、15はフラットホームである。
しかしながら、ドア13の下部と集塵フード22との距離は、製鉄所などで稼働する大型のコークス炉では例えば8m程度であるために、集塵フード22に接続する集塵機の吸引能力を向上させてもドア13の下部で漏れる粉塵やガスを回収するには不十分である。そこで、生産性を維持しつつ、環境問題に対応した集塵方法が検討されてきた。
例えば、特許文献1では、押出機の稼動範囲全体を覆う全体集塵フード、窯口近傍を密閉するフード、押出ラックビームを密閉するフード、及び窯口上部に固定したフードなどを複数併用して、徹底した集塵対策を提案している。また特許文献2では、窯口上部のフードだけでは下部の集塵が不十分として、下部にも移動式の集塵フードを併用する方法を提案している。
特開平11−246863号公報
特開平6−299157号公報
しかしながら、上記従来技術には以下の問題点がある。即ち、特許文献1による集塵方法は、発生源全体を覆うので、集塵効率としては非常に高い効果を期待できるが、押出機の位置決め、炉蓋の脱着、押出ラックビームの前進後退、シートクリーナーによるシート金物のクリーニング作業など、操業手順毎に密閉性を保つように精度良くフードをスライドさせる或いは回転させる必要がある。当然、このフードの動作は各操業手順と同期させる必要があり、従って、煩雑な手順に加えて、動作位置及びそのタイミングに高い精度が要求される。また、押出機が移動する領域で、フードの開閉などの可動部が多くなるために、動作不良などのトラブルの発生時には、集塵効率の低下だけでなく、コークス炉の操業自体の中断といったリスクも考えられる。
特許文献2による集塵方法は、特許文献1の方法に比べると簡便だが、この場合にも押出機が移動する領域で下部集塵フードを可動させるので、動作不良などのトラブル発生時のリスクが高く、作業性及び操業安定性の面から実現は困難といわざるを得ない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コークス炉炭化室窯口のドアとドアフレームとのシール部分の隙間から漏れるガス及びダストを、簡便な設備で且つ可動部の領域に侵入することなく効率良く回収することのできる、コークス炉窯口の集塵方法及び集塵装置を提供することである。
上記課題を解決するための第1の発明に係るコークス炉窯口の集塵方法は、コークス炉窯口のドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを集塵するに当たり、前記ドアの上方に集塵フードを配置するとともに、前記ドア及び前記ドアフレームの近傍にガスの上昇流を形成し、該上昇流によって、ドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに導き入れることを特徴とするものである。
第2の発明に係るコークス炉窯口の集塵方法は、第1の発明において、前記ドアの周囲に設けられたバックステーと前記ドアとの間隙に鉛直方向上向きのノズルを配置し、該ノズルから噴出するガスによって前記上昇流を形成することを特徴とするものである。
第3の発明に係るコークス炉窯口の集塵方法は、第1の発明において、前記ドアの下方に水平方向に伸びる送風ダクトを配置し、該送風ダクトに設けた送気口から噴出するガスによって前記上昇流を形成することを特徴とするものである。
第4の発明に係るコークス炉窯口の集塵装置は、コークス炉窯口のドアの上方に配置された集塵フードと、前記ドアの周囲に設けられるバックステーと前記ドアとの間隙に配置された鉛直方向上向きのノズルと、該ノズルにガスを供給するための送風管と、を備えたコークス炉窯口の集塵装置であって、前記ノズルから噴出するガスによって上昇流を形成させ、該上昇流によって、ドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに導き入れることを特徴とするものである。
第5の発明に係るコークス炉窯口の集塵装置は、コークス炉窯口のドアの上方に配置された集塵フードと、前記ドアの下方に配置された、鉛直方向上向きの送気口を有する送風ダクトと、を備えたコークス炉窯口の集塵装置であって、前記送気口から噴出するガスによって上昇流を形成させ、該上昇流によって、ドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに導き入れることを特徴とするものである。
本発明によれば、ガス及びダストの漏洩するドア近傍に、つまり、押出機やガイド車などの操業時に移動する設備の移動範囲外に、ガスを噴出するためのノズル或いは送気口を設け、これらのノズル或いは送気口から噴出するガスの上昇流によってドア部から漏洩するガス及びダストを集塵フードに導き入れるようにしたので、簡便な設備であるにも拘わらず、作業性や操業安定性を損なうことなく、効率良く集塵することができる。特にドアの下部から上部に向かって被集塵物質を誘導するようにしたことで、下部から漏洩するガス及びダストの集塵効率を従来に比べて飛躍的に向上させることができる。
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。先ず、第1の実施の形態例について説明する。図1は、本発明を適用したコークス炉の概略斜視図、図2は、本発明の第1の実施形態例である集塵装置の構成を示す概略図であり、(A)は正面図、(B)は側面図である。
図1及び図2に示すように、コークス炉1には、炭化室2と燃焼室3とが交互に並んでおり、その下部に畜熱室(図示せず)が設置されている。コークス炉1の炉上には、石炭塔4が設置され、また、コークス炉1の炉上に敷設された軌条を走行自在な装炭車6が配置されている。石炭塔4はベルトコンベア5と連結されており、ベルトコンベア5によって一旦石炭塔4に供給された原料炭は、石炭塔4から装炭車6に供給され、次いで、装炭車6から各炭化室2に装入される。
炭化室2の炉長方向両端部には、ドアフレーム14と、このドアフレーム14と嵌合するドア13が配置されており、ドア13の両側の鉛直方向には炭化室2の高さと同等長さを有するバックステー12が設置されている。炭化室2の炉長方向両端部を窯口と称している。
炭化室2に装入された原料炭は炉壁を介して隣接する燃焼室3からの加熱によって乾留されてコークスとなり、乾留完了後、燃焼室3の両側にあるドア13を窯口から外し、赤熱したコークスを押出機7によって炉外に排出する。赤熱したコークスはガイド車8からバケット車9に積載され、乾式消火装置10或いは湿式消火装置11によって消火され、高炉などに供給される。
コークス炉1の操業では、原料炭の乾留の進行とともに大量の石炭ガスが発生する。発生したガスは炭化室2の内部に設置された上昇管(図示せず)を通じて燃料として回収されるが、乾留初期はガス発生量が多く、炭化室2の内部の圧力が上昇する。このため、ドア13とドアフレーム14とのシール部分の僅かな隙間から石炭ガスが漏洩し、作業環境及び周辺の生活環境を汚染する原因となる。
そこで、本発明の第1の実施形態では、集塵機(図示せず)に繋がる集塵ダクト21及びこの集塵ダクト21に接続する集塵フード22を、窯口のドア13の上方に配置した上で、固定式の送風機16を、押出機7或いはガイド車8の移動範囲以外の任意の場所に設置するとともに、この送風機16に接続する送風管17を、ドア13の設置された窯口まで設置し、更に、送風管17に接続する、鉛直上向き方向に向いたノズル18を、ドア13とバックステー12との間隙に配置する。図3に、ドア13、バックステー12及びノズル18の位置関係を表す、図2に示す集塵装置の概略平面図を示す。送風管17は、鉄パイプのような剛性のある材料で構成しても、また、合成樹脂や合成繊維、或いはゴムのような伸縮自在で柔軟性のある材料で構成してもどちらでも構わない。図では、送風管17がバックステー12を貫通しているが、バックステー12を貫通させず迂回するようにしてもよい。また、送風管17及びノズル18を、押出機7或いはガイド車8の移動の妨げとならない範囲で、バックステー12の前面に配置しても構わない。
そして、送風機16から送られる空気をノズル18から鉛直方向上向きに噴出させ、ドア13及びドアフレーム14の近傍に空気の上昇流を形成し、この上昇流によって、ドア13とドアフレーム14との間隙から漏れるガス及びダストを集塵フード22に導き入れ、集塵フード22の吸引力によってドア13とドアフレーム14との間隙から漏れるガス及びダストを集塵する。
ノズル18をドア13の下部に設置することにより、ドア13の下部から漏洩するガス及びダストを効率良く集塵できるようになるので、ノズル18はドア13の下部に設置することが好ましい。また、図2では、ノズル18がドア13の高さ方向に1つのみ設置されているが、高さ方向に2つ以上設置し、上昇流をより強力なものとしてもよい。尚、図示した例では、集塵フード22は、窯口のドア13の鉛直方向延長線上よりも前面に張り出していて、ドア13の上部を覆うように、ドア13の上方の炉外壁とつながっており、また、隣り合う集塵フード間も接続されて覆われている。即ち、ドア13の前面以外の三方は全て覆われており、粉塵やガスが放散しにくい構造になっている。
このような構成の本発明に係る、コークス炉窯口の集塵装置によれば、ドア13とバックステー12との間隙に、つまり、押出機7やガイド車8などの操業時に移動する設備の移動範囲外に、送風機16、送風管17及びノズル18を設け、ノズル18から噴出する上昇流によって漏洩するガス及びダストを集塵フード22に導き入れるようにしたので、簡便な設備であるにも拘わらず、作業性や操業安定性を損なうことなく、効率良く集塵することができる。特にドア13の下部から上部に向かって被集塵物質を誘導するようにすることで、ドア13の下部から漏洩するガス及びダストの集塵効率を従来に比べて飛躍的に向上させることができる。
次に、本発明の第2の実施の形態例について説明する。図4は、本発明の第2の実施形態例である集塵装置の構成を示す概略図であり、(A)は正面図、(B)は側面図、図5は、図4に示す集塵装置の概略平面図である。適用するコークス炉は第1の実施形態と同一であるので、その説明は省略する。
第2の実施形態では、集塵機(図示せず)に繋がる集塵ダクト21及びこの集塵ダクト21に接続する集塵フード22を、窯口のドア13の上方に配置した上で、押出機7或いはガイド車8の移動範囲以外の任意の場所に設置された送風機(図示せず)に接続される送風ダクト19を、バックステー12を貫通させてドア13の下方に水平方向に配置する。送風ダクト19には、複数個の、鉛直方向上向きの送気口20が設置されている。
そして、送風ダクト19を介して送られる空気を送気口20から鉛直方向上向きに噴出させ、ドア13及びドアフレーム14の近傍に空気の上昇流を形成し、この上昇流によって、ドア13とドアフレーム14との間隙から漏れるガス及びダストを集塵フード22に導き入れ、集塵フード22の吸引力によってドア13とドアフレーム14との間隙から漏れるガス及びダストを集塵する。集塵フード22は、第1の実施形態と同様に、窯口のドア13の鉛直方向延長線上よりも前面に張り出していて、ドア13の上部を覆うように、ドア13の上方の炉外壁とつながっており、また、隣り合う集塵フード間も接続されて覆われている。即ち、ドア13の前面以外の三方は全て覆われており、粉塵やガスが放散しにくい構造になっている。尚、送風ダクト19をバックステー12に貫通させず、押出機7或いはガイド車8の移動の妨げとならない範囲で、バックステー12の前面に配置しても構わない。
このような構成の本発明に係るコークス炉窯口の集塵装置によれば、ドア13の下方であって、押出機7やガイド車8などの操業時に移動する設備の移動範囲外に送風ダクト19を設け、この送風ダクト19に設けた鉛直方向上向きの送気口20から噴出する上昇流によって漏洩するガス及びダストを集塵フード22に導き入れるようにしたので、簡便な設備であるにも拘わらず、作業性や操業安定性を損なうことなく、効率良く集塵することができる。特にドア13の下部から上部に向かって被集塵物質を誘導するようにしたことで、ドア13の下部から漏洩するガス及びダストの集塵効率を従来に比べて飛躍的に向上させることができる。
尚、ノズル18及び送風ダクト19は、コークス炉窯口の押出機側及びガイド車側の何れにも設置可能である。
以下、本発明の実施例を説明する。
図1に示すコークス炉において、連続して隣り合う5つの炭化室に、図2に示す構成の集塵装置を設け(本発明例1)、他の連続して隣り合う5つの炭化室に、図4に示す構成の集塵装置を設け(本発明例2)、本発明を試験適用した。
本発明例1では、送風管として伸縮自在な柔軟性のあるホースを使用し、このホースに接続されるノズルの上端部をドアの下端から1.5mの位置に配置し、そして、ノズル1本当たり40m3 /分の空気を噴出させた。また、本発明例2では、直径80mmの鉄パイプをドアの下方に設置し、ドアの側面とバックステーとの中間位置に相当する位置に直径30mmの送気口をドアの左右にそれぞれ1個づつ設け、送気口1つ当たり70m3/分の空気を噴出させた。
この構成の集塵装置において、数値流体解析手法を用いて、連続して隣り合う5つの炭化室のうちで中央の炭化室のドアの下端から上方2m位置でガスが漏れたとして、この漏れたガスが連続する5つの炭化室の上部に設置された集塵フードに回収されるときの回収率を計算により求めた。但し、風向はコークス炉と平行であり、風速は3m/秒とした。また、上昇流を形成しない場合(比較例)についても比較のために計算した。図6に回収率の計算結果を示す。集塵フード単体で集塵した比較例よりも、本発明例1,2のように、上昇流を形成し粉塵やガスを上方に誘導させた方が、粉塵やガスの回収率が向上することを確認できた。また、実機においても、集塵フードのみで集塵した比較例に比べて、本発明例1,2を適用した方が、集塵効率が高くなることが目視観察で確認できた。
1 コークス炉
2 炭化室
3 燃焼室
4 石炭塔
5 ベルトコンベア
6 装炭車
7 押出機
8 ガイド車
9 バケット車
10 乾式消火装置
11 湿式消火装置
12 バックステー
13 ドア
14 ドアフレーム
15 プラットホーム
16 送風機
17 送風管
18 ノズル
19 送風ダクト
20 送気口
21 集塵ダクト
22 集塵フード
2 炭化室
3 燃焼室
4 石炭塔
5 ベルトコンベア
6 装炭車
7 押出機
8 ガイド車
9 バケット車
10 乾式消火装置
11 湿式消火装置
12 バックステー
13 ドア
14 ドアフレーム
15 プラットホーム
16 送風機
17 送風管
18 ノズル
19 送風ダクト
20 送気口
21 集塵ダクト
22 集塵フード
Claims (5)
- コークス炉窯口のドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを集塵するに当たり、前記ドアの上方に集塵フードを配置するとともに、前記ドア及び前記ドアフレームの近傍にガスの上昇流を形成し、該上昇流によって、ドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに導き入れることを特徴とする、コークス炉窯口の集塵方法。
- 前記ドアの周囲に設けられたバックステーと前記ドアとの間隙に鉛直方向上向きのノズルを配置し、該ノズルから噴出するガスによって前記上昇流を形成することを特徴とする、請求項1に記載のコークス炉窯口の集塵方法。
- 前記ドアの下方に水平方向に伸びる送風ダクトを配置し、該送風ダクトに設けた送気口から噴出するガスによって前記上昇流を形成することを特徴とする、請求項1に記載のコークス炉窯口の集塵方法。
- コークス炉窯口のドアの上方に配置された集塵フードと、前記ドアの周囲に設けられるバックステーと前記ドアとの間隙に配置された鉛直方向上向きのノズルと、該ノズルにガスを供給するための送風管と、を備えたコークス炉窯口の集塵装置であって、前記ノズルから噴出するガスによって上昇流を形成させ、該上昇流によって、ドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに導き入れることを特徴とする、コークス炉窯口の集塵装置。
- コークス炉窯口のドアの上方に配置された集塵フードと、前記ドアの下方に配置された、鉛直方向上向きの送気口を有する送風ダクトと、を備えたコークス炉窯口の集塵装置であって、前記送気口から噴出するガスによって上昇流を形成させ、該上昇流によって、ドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに導き入れることを特徴とする、コークス炉窯口の集塵装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007021562A JP2008184588A (ja) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | コークス炉窯口の集塵方法及び集塵装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101485532B1 (ko) | 2012-11-19 | 2015-01-22 | 주식회사 포스코 | 집진 장치 및 이를 구비하는 코크스 건조 장치 |
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2007
- 2007-01-31 JP JP2007021562A patent/JP2008184588A/ja active Pending
Cited By (1)
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KR101485532B1 (ko) | 2012-11-19 | 2015-01-22 | 주식회사 포스코 | 집진 장치 및 이를 구비하는 코크스 건조 장치 |
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