JP4751080B2 - 乾式コークス冷却塔のコークス装入装置 - Google Patents

Description

本発明は、赤熱コークスを冷却する乾式コークス冷却塔のコークス装入装置に関する発明である。

コークス炉から取り出された赤熱コークスを冷却する乾式コークス冷却塔（いわゆるＣＤＱ）において、コークス処理量を増加させるためには、冷却塔の高さを増加させる方法及び冷却塔の径を拡大する方法がある。冷却塔の高さを増加させる方法では系内圧損が増大し、ランニングコスト増の要因となることから、冷却塔の径を拡大する方法が取られて来た。しかしながら径の拡大により、装入コークスの冷却塔内粒度分布の不均一性が顕著となってコークス冷却性能の低下が問題になった。

そこで、装入物粒度分布を改善するためのコークス装入装置として、例えば、特許文献１には、ホッパー内の下部に配置された円錐形コーンの表面に複数の粗流選別治具を設けたものが記載されている。

図５（ａ）は粗粒選別治具を備えた従来のコークス装入装置の全体を示す概略図、（ｂ）は粗粒選別治具の平面図、（ｃ）は同側面図、図６はコークス装入時のバケットゲートとホッパーの配置を示す平面図である。

図５において、冷却塔のプレチャンバー１の上部に配置されたホッパー２の上部の両側には、ホッパー２を塞ぐ防塵ゲート（図示せず）が回動可能に設けられ、バケット４の底部に設けられたコークス排出部５を塞ぐバケットゲート３はバケット４からコークスを投入する際に押し下げられて観音開きし、バケットゲート３はコークス排出部５から落下するコークスに押されて回動して開き、コークスはバケットゲート３を滑ってホッパー２に投入される。

ホッパー２内の下部には円錐形コーン６が支持部材７の吊りロッド８の下端に取り付けられており、円錐形コーン６の表面には放射状に伸びた耐摩耗性合金からなる粗粒選別治具９が円周方向に間隔をおいて複数本取り付けられている。
実開昭６３−１０２７４５号公報

前記従来のコークス装入装置では、図６に示すバケットゲートが開いた状態において、バケットゲート３を開くことによりホッパー内に赤熱コークスが投入されるが、この時ホッパー長手方向は、これと直交するバケットゲート開方向と比較して開口面積が大きく、バケットからホッパー２に投入される赤熱コークスは主にホッパー長手方向に流れようとする。さらに赤熱コークスはホッパー２の傾斜面に沿ってホッパー内へ下降することにより鉛直力のみでなく接線方向力を持つことになる。これらの結果によりホッパー内を下降する赤熱コークス量はホッパー長手方向が多くなって接線方向運動量がゲート開方向の落下コークスと比較して大きくなり、チャンバー内には、図７のコークスの堆積状態に示すように、ゲート開方向に高さが大なる二つの山形にコークスが堆積し、円周方向の粒度分布が不均一となる。そのため、コークス冷却性能の低下するという問題があった。

さらに、特許文献１の粗粒選別治具及び円錐形コーンはプレチャンバー内の赤熱コークスからの放射により常に高温に曝され且つコークス装入中には赤熱コークスにより摩擦され損傷が激しく、さらに粗粒選別治具は直接コーンに取り付けてあり、且つ放射状に多数の粗粒選別治具を設けているため、メンテナンス箇所が多く、メンテナンス時間およびメンテナンス費の増大という問題があった。

そこで、本発明は、乾式コークス冷却塔のコークス装入装置において、プレチャンバー内の円周方向のコークス粒度分布を改善することができるとともに、コークス装入装置のメンテナンス性を向上させ、メンテナンス費を低減できる乾式コークス冷却塔のコークス装入装置を提供するものである。

本発明は、乾式コークス冷却塔のプレチャンバーの上部にホッパーが形成され、下部にバケットゲートを有するバケットにて搬送されてきた赤熱コークスを、前記バケットゲート及びホッパーを介して、前記プレチャンバー内に装入する、乾式コークス冷却塔のコークス装入装置において、前記ホッパー内の下部に吊りロッドにより円錐形ベルが配置され、該円錐形ベルはベル本体と、整流板を備えた小ベルを前記ベル本体の上部に、着脱自在に載置・構成し、該整流板は、放射状に形成されるとともにバケットゲートが開く方向に開き角が２０°〜４０°に形成され、前記整流板の下面と前記ベル本体の底面との距離が３００ｍｍ〜４００ｍｍであることを特徴とする。

本発明は、整流板の開き角θが、バケットゲートが開く方向に２０゜〜４０゜になるように取り付けるシンプルな構造で、整流板をホッパー形状の影響を打ち消す最適角度で配置することによって、円周方向コークス粒度分布を改善することが可能である。

また、ベル本体と整流板が独立しており、どちらかが損傷しても両者共交換する必要がないのでメンテナンス個所が少なく、メンテナンス時間及びコスト削減に寄与する。

本発明は図１に示す様にベル本体の底面から整流板の下面までの距離が３００ｍｍ〜４００ｍｍになるように整流板を取り付けることで外輪山上の円周方向で均一なコークス堆積形状を実現することが可能である。

整流板及びベル本体の装入コークスの直撃を受ける部位に、主に高Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏからなる合金による表面硬化肉盛を行うことにより、摩耗による減肉が起こった時、減肉部についてのみ再肉盛を実施することで、本体材質の交換の必要性が無くコスト削減に寄与する。

本発明では、整流板と小ベル及びベル本体の吊りロッドとの締結を溶接構造とせず、ボルトとナットによる締結とすることで、損傷箇所のみの交換が可能であり、メンテナンス性及びコスト削減に寄与する。

整流板の材質はＳＣＭｎ２Ａとし装入コークスの直撃を受ける図１（ｄ）の斜線部については、主に高Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏからなる合金による表面硬化肉盛を行っている。また、ベル本体の材質は整流板と同様にＳＣＭｎ２Ａとし装入コークスの直撃を受ける図１（ｄ）の斜線部については、主に高Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏからなる合金による表面硬化肉盛を行っている。

図１（ａ）は本発明のコークス装入装置の全体を示す概略図、（ｂ）は整流板の平面図、（ｃ）は整流板を備えた小ベル及びベル本体１０ａの吊りロッドへの取り付け状態を示す図、図２は本発明のコークス装入装置のコークス装入時のバッケトゲートとホッパーの配置を示す平面図である。

図１（ａ）において、バケットゲート３はバケット４からコークス投入の際に押し下げられて観音開きし、コークスはバケットゲートを滑ってホッパー２に投入される。

ホッパー２内の下部には円錐形ベル１０が支持部材７の吊りロッド８の下端に取り付けられている。図１（ｃ）において、円錐形ベル１０はベル本体１０ａに整流板１１を備えた小ベル１０ｂを重ねて上下２分割されている。整流板１１を備えた小ベル１０ｂはハードロックナット１２により吊りロット８に着脱可能に取り付けられている。ベル本体１０ａと整流板１１を分割することにより、メンテナンス時ハードロックナット１２を緩めることにより摩耗及び熱損傷した整流板１１のみを容易に交換することができ、メンテナンスにかかる時間及びコストを削減することが可能となる。

図１（ｂ）及び図２において、整流板１１は、放射状に形成され、その開き角度θがバケットゲート３の開く方向に２０゜〜４０゜になるように形成する。

図３は本発明のコークス装入装置による装入後のコークスの堆積状態を示す堆積図、図４（ａ）は整流板の開き角度と図３における断面１の山頂部山高さ（Ｈ１）と断面２の山頂部山高さ（Ｈ２）の比（Ｈ１／Ｈ２）の関係を示すグラフ、（ｂ）は整流板底面とベル本体下面との距離Ｌと図３の断面１と断面２の山頂部山高さ比の関係を示すグラフである。 本発明は、整流板１１により、ホッパー２の長手方向から流れ出るコークスの接線方向運動量を打ち消し、プレチャンバー１内の円周方向で同様のコークス落下軌跡を描かせることで図３に示すように、円周方向コークス粒度分布を改善させることができる。

開き角度θをバケットゲート３が開く方向に２０゜〜４０゜にするのは、図４（ａ）に示すように、開き角度θが２０°未満ではコークスが分散されずに高さ比が整流板１１を設けない状態になり、また、４０°を超えるとゲート開方向に山高さ比が大きな赤熱コークスの山ができた、いずれもプレチャンバー円周方向のコークス粒度分布を改善させることができない。したがって、放射状の整流板１１の開き角θをバケットゲート３が開く方向に２０゜〜４０゜になるように形成することにより、プレチャンバー１に装入されたコークスの山高さ比が小さくなり、均された状態で堆積させることができ、従来に比べて粒度分布が改善される。

図１に示すようにベル本体１０ａ下面から整流板底面までの距離が３００ｍｍから４０
０ｍｍになるように整流板を取り付けるのは、図４（ｂ）に示すようにベル本体底面から
整流板の距離が３００ｍｍでは、装入コークスが整流板によって４分割され、小ベル上で再混合することなくプレチャンバー内に堆積するため、高さ比が大きな値となる。一方ベル本体底面から整流板底面までの距離が４００ｍｍ以上となると高さ比が大きくなるため、いずれもプレチャンバー円周方向のコークス粒度分布を改善させることはできない。したがって、ベル本体底面から整流板底面までの距離Ｌが３００ｍｍ〜４００ｍｍになるように整流板を取り付けることで、プレチャンバーに装入されたコークスの山高さが小さくなり、より均された状態で堆積させることができ、従来に比べて粒度分布が改善される。

（ａ）は本発明のコークス装入装置の全体を示す概略図、（ｂ）は整流板の正面図、（ｃ）は整流板を備えた小ベル及びベル本体１０ａの吊りロッドへの取付状態を示す図。 図２は本発明のコークス装入装置のコークス装入時のバケットゲートとホッパーの配置を示す平面図である。 本発明のコークス装入装置による装入後のコークスの堆積状態を示す堆積図で、 （ａ）は断面１、（ｂ）は断面２の堆積状態を示す。 （ａ）は整流板の開き角度と高さ比の関係を示すグラフ、（ｂ）は整流板底面と本体ベル下面との距離Ｌと断面１と断面２の山頂部山高さ比の関係を示すグラフである。 （ａ）は粗粒選別治具を備えた従来のコークス装入装置の全体を示す概略図（ｂ）は、粗粒選別治具の平面図である。 図５に示す従来のコークス装入装置による装入時のバケットゲートとホッパーの配置を示す平面図である。 図５に示す従来のコークス装入装置による装入後のコークスの堆積状態を示す堆積図である。

符号の説明

１：プレチャンバー
２：ホッパー
３：バケットゲート
４：バケット
５：コークス排出部
６：円錐形コーン
７：支持部材
８：吊りロッド
９：粗粒選別治具
１０：ベル
１０ａ：ベル本体
１０ｂ：小ベル
１１：整流板
１２：ハードロックナット
１３：プレチャンバー装入口

Claims (2)

1. 乾式コークス冷却塔のプレチャンバーの上部にホッパーが形成され、下部にバケットゲートを有するバケットにて搬送されてきた赤熱コークスを、前記バケットゲート及びホッパーを介して、前記プレチャンバー内に装入する、乾式コークス冷却塔のコークス装入装置において、
   前記ホッパー内の下部に吊りロッドにより円錐形ベルが配置され、該円錐形ベルはベル本体と、整流板を備えた小ベルを前記ベル本体の上部に、着脱自在に載置・構成し、該整流板は、放射状に形成されるとともにバケットゲートが開く方向に開き角が２０°〜４０°に形成され、前記整流板の下面と前記ベル本体の底面との距離が３００ｍｍ〜４００ｍｍであることを特徴とする乾式コークス冷却塔のコークス装入装置。
2. 上記整流板の表面に表面硬化肉盛りを行うことを特徴とする請求項１に記載の乾式コークス冷却塔のコークス装入装置。

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