JP3204512U - 高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単であり、設備の互換性がよく、検査・修理しやすく、運行が信頼できるコークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置を提供する。【解決手段】流動床式調湿機を含み、流動床式調湿機内に、第１の流動床式内蔵熱調湿モジュール１８と第２の流動床式内蔵熱調湿モジュール４が並置され、前記第１の流動床式内蔵熱調湿モジュール１８の外に、空気予熱器１１と第１の流動ファン８が順に直列接続されており、第１のプロセス回路を形成し、第２の流動床式内蔵熱調湿モジュール４の外に、第２の流動ファン９が直列接続されており、第２のプロセス回路を形成し、第１のプロセス回路と第２のプロセス回路とが、調節可能な越流板１９により接続される。フレーム構造を採用し、空気予熱器１１、流動床式調湿機はいずれもモジュール化組合せであり、プロセス装置の取付・検査修理の便利性を保証する。【選択図】図１

Description

本考案はコークス工業のコークス化技術分野に関し、特に高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置に関する。

石炭調湿プロセス（CMC）とは、「コークス炉装入用コークス用炭の水分を制御する」プロセスであり、乾燥石炭コークス化技術に基づいて発展しており、基本的な原理として、コークス用炭をコークス炉に装入する前に、外熱により加熱して、乾燥・脱水させて、石炭の水分調整及び制御を実現する。現在のコークス化プロセスの要求に従って、石炭における水分を約6%に制御することで、コークス化過程におけるエネルギー消費量を減少し、コークス炉の運行操作の安定性を保証し、コークス用炭の品質を高めたり、弱粘結炭の配合量を増やしたりし、コークス汚水の量を減少する目的を実現する。それと同時に、コークス炉装入用コークス用炭の含水量が降下し、石炭の嵩密度が増加し、相応的に石炭の生産量が増加する。

中国の石炭調湿技術の発展に伴って、複数種類の石炭調湿技術案があって、主に低圧蒸気を熱媒体とするマルチチューブ回転式乾燥、コークス炉排ガスを熱媒体とする流動床乾燥の方案などを含む。運行実践を経て、現在の石炭調湿プロセス装置の全てはいくつかの欠陥を有し、低圧蒸気を熱媒体として用いて、蒸気源が必要となり、ハイグレードエネルギーを使用する。コークス炉排ガスを熱媒体として用いてもよいが、高温の排ガスを長距離輸送する必要があり、大風量高温ファンエネルギー消費量及び排ガス熱損失が比較的大きく、且つ排ガス流量が限られ、熱容量が比較的小さく、調節能力が低い。そして、中国の数多い独立のコークス化企業コークス炉の熱源はコークス炉ガスを採用し、発生した排ガスの含水量が高いので、排ガスのウェット負荷能力が低く、調湿効率に影響する。上記の方案は、エネルギー消費量が高く、調節能力が低く、基本的な投資が大きく、運行コストが高く、制御・調節が複雑で、及びメンテナンス・修理量が大きいなどの問題を有するとともに、石炭原料の含水量が高すぎるときに、多くの石炭調湿乾燥装置はその影響を受け、石炭調湿プロセスの効果及び効率に厳しく影響する。

本考案は、現在中国の一部の地域において、高湿度コークス用炭の調湿・乾燥の問題を解決するために、流動床式調湿機を含み、流動床式調湿機内に、第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール18と第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール4が並置され、前記第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール18の外に、空気予熱器11と第1の流動ファン8が順に直列接続されており、第1のプロセス回路を形成し、前記第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール4の外に、第2の流動ファン9が直列接続されており、第2のプロセス回路を形成し、第1のプロセス回路と第2のプロセス回路とが、調節可能な越流板19により接続され、石炭原料フローは直列に配置され、第1のプロセス回路からの石炭原料は、調節可能な越流板19を通して、直接に第2のプロセス回路に入る高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置を提供する。

本考案の高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置では、前記第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール18と第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール4は、流動床式調湿機内の中央位置に並置され、2組の流動床式内蔵熱調湿モジュールの上方は流動乾燥エリア3であり、流動乾燥エリア3の上方は沈降エリア2であり、第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール18の下方は第1の空気布置エリア6であり、第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール4の下方は第2の空気布置エリア7である。

本考案の高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置では、2組の流動床式内蔵熱調湿モジュールと2つの空気布置エリアとの間に、さらに1つの空気布置板5が設けられている。

本考案の高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置では、前記流動床式調湿機の頂部に、供給口1と排気口17が設けられ、排気口17内に、再熱器16が設けられ、流動床式調湿機の一側に、排出口15が設けられ、排出口15のところに、流動炭層の高さを制御する制御ダンパが設けられている。

本考案の高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置では、2組の流動床式内蔵熱調湿モジュール内に、いずれも蛇行状チューブ型熱交換器が配置され、上部にプーリーフックが設けられ、プーリーフックは調湿機の外枠に接続され、蛇行状チューブ型熱交換器は主に光管バンドルからなり、バンドルは水平に互い違いに配置され、管内熱媒体は高温熱水である。

本考案の高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置では、前記空気予熱器11の外形構造寸法は、流動床式内蔵熱調湿モジュールと同じ、内部にフィンチューブ型熱交換器が配置され、熱交換媒体は高温熱水である。

上記の2組の流動床式内蔵熱調湿モジュール内に蛇行状チューブ型熱交換器が配置されており、飽和熱水を熱交換器の熱媒体とし、空気を流動床の流動媒体とする。飽和熱水の加熱源の主な熱源はコークス炉の排ガスの排熱であり、ウェット石炭の水分が高すぎるて、流動床式調湿機内の石炭原料が比較的に流動・乾燥しにくいとき、空気予熱器で流動空気の温度を約90℃までに加熱することで、第1のプロセス回路における流動風の温度を上げ、容積流動風速が上昇し、高水分の石炭原料はよく流動し熱交換して、石炭原料の流動乾燥の需要を満たす。前記空気予熱器は、流動風を加熱し、流動風の容積風速及びウェット負荷能力を高めることに用いられる。

本考案は、内蔵熱交換器流動乾燥の方法を採用し、高比熱の熱伝導媒体高温熱水をウェット石炭の乾燥・調湿及び流動床流動媒体の加熱源とし、流動媒体に必要な熱量は内蔵熱交換器のないものの20%だけであり、流動ガス量も、排ガスを流動媒体とするものより、約20%~30%少なくなり、流動速度は0.5~1.3m/sであり、採用圧力は0.4~0.6MPaであり、温度は120℃~160℃である飽和熱水を乾燥器の熱伝導媒体とし、調湿機は比較的高い負荷調節範囲と高湿度石炭の適応性を有する。

本考案の流動床式調湿機内のウェット石炭が60℃~80℃の低加熱温度及び0.5~1.3m/sの低流動速度にある流動強化熱伝導方法では、流動風の風温度は石炭の水分の量に応じて、常温~90℃の範囲内で調節可能である。内蔵熱交換器及び石炭と流動空気の流動効果及び熱交換効率を高めると共に、石炭調節プロセスフローにおける石炭脱揮爆燃のリスクを効果的に避けることができ、低流動速度により、内蔵熱交換器のバンドルとウェット石炭が摩耗されることを防止することができる。

本考案の調湿能力は、ウェット石炭の含水量が14.0%から6%まで調整される場合、熱源はコークス炉排ガスの排熱より提供され、ウェット石炭の含水量が14%より大きい場合、空気予熱器で流動風の風温度を調整することで、その流動効果及び熱伝導効率を強化する。

本考案の有益な効果は下記の通りである。

1．プロセス装置の構造が簡単であり、設備の互換性がよく、検査・修理しやすく、運行が信頼できる。

2．調湿制御調節が信頼でき、柔軟である。

熱伝導学と流体力学の基本的なメカニズムにより、調湿機の加熱媒体と流動床の流動媒体はそれぞれ2種類の媒体を採用する。第一に、調湿機に必要な熱量転換能力を高めるためであり、第二に、流動媒体の流動安定性及びそのウェット負荷能力を保証するためである。石炭の乾燥調湿に必要な熱量は全部コークス炉排ガスの排熱から提供され、熱水予熱器により、排ガスの熱を飽和熱水に転換して、加熱媒体の熱容量を高め、熱量の輸送効率を向上する。空気予熱器により風温度を調節して、ファンの風量は周波数変換装置により調節され、流動媒体の流速及び風温度の安定を保持することができる。従って、内熱式調湿機とウェット石炭は強化流動熱伝導方式を採用して、その熱伝導効果がよく、加熱バランスを調節しやすく、調節の反応が速く、柔軟である。

3．電気エネルギーを節約する。

本考案は、空気を流動媒体として用い、ただ石炭原料の流動化作用及びウェット負荷機能を果すだけで、流動空気量は排ガスを流動媒体とする場合の流量の約6分の1だけであり、且つ低温低速の運行条件にあり、送風機のエネルギー消費量を下げる。同規模の石炭調湿能力によって計算すると、内蔵熱流動床式調湿機は、同種類の流動床式乾燥機より、30%~40%節電でき、運行コストを下げる。

4．本考案の高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置は、フレーム構造を採用し、空気予熱器、流動床式調湿機はいずれもモジュール化組合せであり、プロセス装置の取付・検査修理の便利性を保証し、且つ生産の需要に応じて、複数のモジュールは大きいプロセス装置システムに自由に組み合わせられることもでき、一台のスタンバイモジュールを用意するだけで、調湿システムの正常な生産を保証でき、現在の調湿システムのスタンバイ設備の規模を減少する。

5．本考案の運行条件の調節システムは簡単であり、飽和熱水を熱媒体とし、熱交換器の熱量調節に対する反応は速い。

本考案は例を通して、添付の図面の形態を参照して説明する。

本考案の概略図である。

本明細書に開示される全ての特徴、或は開示される全ての方法又は過程におけるステップは、互いに排他的な特徴及び/又はステップ以外、任意の形態で組み合わせることができる。

本明細書に開示される任意の特徴は、特に記載がない限り、全部他の同等または類似の目的を有する代替的な特徴で置き換えることができる。即ち、特に記載がない限り、それぞれの特徴は、一連の同等または類似の特徴の中の一例だけである。

図1に示すような高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置では、流動床式調湿機を含み、流動床式調湿機内の中央位置に、第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール18と第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール4が並置され、2組の流動床式内蔵熱調湿モジュールの上方は流動乾燥エリア3であり、流動乾燥エリア3の上方に一定の排気空間が設けられ、流動風速を下げるために、ダストの沈降エリア2を形成することで、流動風の中の石炭粒子は自然に沈降する。第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール18の下方は第1の空気布置エリア6であり、第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール4の下方は第2の空気布置エリア7である。2組の流動床式内蔵熱調湿モジュールと2つの空気布置エリアとの間に、さらに1つの空気布置板5が設けられている。前記流動床式調湿機の頂部に、供給口1と排気口17が設けられ、排気口17内に、再熱器16が設けられ、流動床式調湿機の一側に、排出口15が設けられ、排出口15のところに、流動炭層の高さを制御する制御ダンパが設けられている。

前記第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール18の外に、空気予熱器11と第1の流動ファン8が順に直列接続されており、第1のプロセス回路を形成し、空気予熱器は、流動風を加熱し、流動風の容積風速及びウェット負荷能力を高めることに用いられる。前記第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール4の外に、第2の流動ファン9が直列接続されており、第2のプロセス回路を形成し、第1のプロセス回路と第2のプロセス回路とが、調節可能な越流板19により接続され、石炭原料フローは直列に配置され、第1のプロセス回路からの石炭原料は、調節可能な越流板19を通して、直接に第2のプロセス回路に入る。

2組の流動床式内蔵熱調湿モジュール内に、いずれも蛇行状チューブ型熱交換器が配置され、上部にプーリーフックが設けられ、プーリーフックは調湿機の外枠に接続され、蛇行状チューブ型熱交換器は主に光管バンドルからなり、バンドルは水平に互い違いに配置され、管内熱媒体は高温熱水である。空気予熱器11の外形構造寸法は、流動床式内蔵熱調湿モジュールと同じ、内部にフィンチューブ型熱交換器が配置され、熱交換媒体は高温熱水である。

本考案は、上記の具体的な実施の形態に限られない。本考案は、本明細書に開示される任意の新しい特徴又は任意の新しい組合せ、及び開示される任意の新しい方法又は過程のステップ又は任意の新しい組合せに拡張される。

1、供給口； 2、沈降エリア； 3、流動乾燥エリア； 4、第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール；5、空気布置板； 6、第1の空気布置室； 7、第2の空気布置室； 8、第1の流動ファン； 9、第2の流動ファン； 10、冷空気入口； 11、空気予熱器； 12、熱水入口； 13、熱水出口； 14、空気； 15、排出口； 16、再熱器； 17、排気口； 18、第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール； 19、調節可能な越流板。

Claims (6)

1. 流動床式調湿機を含み、流動床式調湿機内に、第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール（18）と第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール（4）が並置され、前記第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール（18）の外に、空気予熱器（11）と第1の流動ファン（8）が順に直列接続されており、第1のプロセス回路を形成し、前記第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール（4）の外に、第2の流動ファン（9）が直列接続されており、第2のプロセス回路を形成し、第1のプロセス回路と第2のプロセス回路とが、調節可能な越流板（19）により接続されることを特徴とする高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置。
2. 前記第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール（18）と第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール（4）は、流動床式調湿機内の中央位置に並置され、2組の流動床式内蔵熱調湿モジュールの上方は流動乾燥エリア（3）であり、流動乾燥エリア（3）の上方は沈降エリア（2）であり、第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール（18）の下方は第1の空気布置エリア（6）であり、第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール（4）の下方は第2の空気布置エリア（7）であることを特徴とする請求項1に記載の高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置。
3. 第1の流動床式内蔵熱調湿モジュール（18）と第1の空気布置エリア（6）との間に、及び第2の流動床式内蔵熱調湿モジュール（4）と第2の空気布置エリア（7）との間に、何れも空気布置板5が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置。
4. 前記流動床式調湿機の頂部に、供給口（1）と排気口（17）が設けられ、排気口（17）内に、再熱器（16）が設けられ、流動床式調湿機の一側に、排出口（15）が設けられ、排出口（15）のところに、流動炭層の高さを制御する制御ダンパが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置。
5. 2組の流動床式内蔵熱調湿モジュール内に、いずれも蛇行状チューブ型熱交換器が配置され、上部にプーリーフックが設けられ、プーリーフックは調湿機の外枠に接続され、蛇行状チューブ型熱交換器は主に光管バンドルからなり、バンドルは水平に互い違いに配置され、管内熱媒体は高温熱水であることを特徴とする請求項1に記載の高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置。
6. 前記空気予熱器（11）の外形構造寸法は、流動床式内蔵熱調湿モジュールと同じ、内部にフィンチューブ型熱交換器が配置され、熱交換媒体は高温熱水であることを特徴とする請求項5に記載の高湿度コークス炉装入用コークス用炭の調湿プロセスに用いられる装置。

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