JP4841622B2 - コークス乾式消火設備のコークス降下制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、コークス乾式消火設備のチャンバー内におけるコークスの降下状況を改善するコークス降下制御装置に関する。

コークス炉から取り出された赤熱コークスはコークス乾式消火設備に投入されて冷却される。図６はコークス乾式消火設備の概略縦断面図である。図６において、コークス乾式消火設備のチャンバーは、赤熱コークス２が投入されるプレチャンバー１と、降下する赤熱コークス２を冷却する冷却室３とから構成される。プレチャンバー１と冷却室３との間には熱交換された高温排ガスを抜き出す環状のスローピングフリュー４が煙道５に接続されている。

冷却室３の下部には鉄皮にライナーを内張した逆円錐形部６が形成され、逆円錐形部６の中心に冷却用ガスを吹き出す冷却用ガス吹出装置７が冷却用ガスを吹出装置７まで導くガス道を兼ねた支持部材８に支持され、逆円錐形部６の下部はコークス排出口９が設けられ、逆円錐形部６の周囲は冷却用ガス吹出装置７に冷却ガスを供給する冷却用ガス室１０が設けられている。

コークス炉から搬送されてきた赤熱コークス２はプレチャンバー１に投入され、冷却室３を降下する間に、冷却用ガス吹出装置７から吹き出す冷却用ガスにより冷却されてコークス排出口９から排出される。

コークスを効率よく冷却するには、コークスを均一速度で降下させることが必要である。冷却室内のコークスの降下は周辺の壁部がコークスの摩擦抵抗、冷却室下方に設けられた冷却用ガス吹出装置の取り付け位置、大きさ、表面ライナーの粗度状態、及びコークス排出口に向かって徐々に小さくなっていく周辺の逆円錐状のライナー段差や表面粗度状態に大きく支配されるため、コークスの降下は、周辺の壁部で摩擦抵抗により遅くなり、中央部が早くなる。これを防止するためにコークス降下速度を均一化させる手段として、逆円錐形部付近の中心部に冷却用ガス吹出装置を配置している。

冷却室のライナーの段差や表面粗度は、運転中コークスの磨耗を受けて時間経過とともに、滑りやすくなってくる。つまりライナーの滑りやすさによってチャンバー内のコークス降下状況が変化して行くこととなる。

さらに、逆円錐形部では、そこに配置されている冷却用ガス吹出装置、その支持部材によりコークスが降下中に抵抗を受けて降下が阻害され、降下速度が乱れてコークスの降下速度分布が不均一となって冷却性能に影響を与える。特に、ライナーに段差があり、粗度が悪い建設当初やライナー交換時に大きな問題となっている。

その改善策として、特許文献１には、コークスを均一に降下させるために、逆円錐形部に降下制御板を昇降可能かつ旋回可能に配置し、チャンバー上方に設けた温度計で降下のアンバランスを推定し、降下制御板を移動させてコークス降下速度を制御するコークス降下速度制御装置が記載されている。
特願昭５８−１３９６２号公報

しかしながら、前記特許文献１の装置は、高温、粉塵雰囲気でかつ磨耗性の高いコークスの中に複雑な機構をもったものを設置しなければならないことから、その設置は実質上困難である。

そこで、本発明は、コークス乾式消火設備において、高温、粉塵雰囲気かつ磨耗の影響を受けることなく設置してコークスの降下状況を改善することができるコークス降下制御装置を提供するものである。

本発明は、赤熱コークスが投入されるプレチャンバーの下部に降下する赤熱コークスを冷却する冷却室が配置され、冷却室の下部に形成された逆円錐形部の中心に冷却用ガスを吹き出す冷却用ガス吹出装置がガス道を兼ねた支持部材により支持され、逆円錐形部の外側に延出した支持部材が冷却用ガス供給系統に接続され、逆円錐形部の下部にコークス排出口が設けられたコークス乾式消火設備のコークス降下制御装置において、コークスの降下を阻害している逆円錐形部の冷却用ガス吹込装置の支持部材及び／又は逆円錐形部の鉄皮周辺のコークス接触面に打撃を与えるノッカーを設置し、ノッカーの打撃により降下が阻害されている箇所のコークスに衝撃を与えて、コークス降下を促進させる。前記ノッカーは、圧縮気体で駆動されるノッカーを用いることができる。また、前記ノッカーは、前記逆円錐形部の外側に形成された冷却用ガス室の内部に配置することができる。

また、逆円錐形部の上方に円周方向に間隔をおいて複数の温度計を設け、各温度計で計測した温度が設定温度及び他の計測温度より低ければその方向のコークス降下が遅いと判断して、温度が低い箇所のノッカーを駆動させる制御装置を備えることができる。前記温度計は、円周方向に間隔をおいて配置されたノッカーと位相をずらして配置することができる。

本発明は、コークスの降下を阻害している支持部材及び／又はコークス排出口に向かって徐々に小さくなって行く逆円錐状部の鉄皮周辺コークス接触面にハンマリング衝撃を与えることによりコークスに衝撃を与えてコークスの降下を促進させて冷却性能を向上させることができる。

また、ノッカーは円周方向に複数個設置されるので、チャンバー鉄皮の円周方向に設けられた温度計の実測温度結果に基づき、各温度計で計測した温度が設定温度及び他の計測温度より低ければその方向のコークス降下が遅いと判断して、温度の低い箇所を集中的にハンマリングすることにより、その箇所のコークス降下を促進させることができる。

建設当初やライナー交換直後のライナー段差や粗度が悪い場合にはコークスの降下が不均一となり、冷却性能が落ちるので、本発明により、ノッカーによるハンマリングを集中的に行なうことによりコークスの降下が均一化され、その結果、冷却性能を改善することができる。

本発明では、ノッカーをチャンバー下部の冷却ガス吹込み室に設置するので、コークスの摩耗を受けることがない上、雰囲気温度が低くかつ安定していることから、ノッカーに与える負荷が少なく安定した運転を行なうことが出来る。

本発明のコークス降下制御装置の一実施例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は冷却用ガス供給系統が環状ダクトの例を示す縦断面図である。 本発明で使用するノッカーの制御系統図である。 （ａ）は、図１に示すコークス降下制御装置の温度計で測定される温度の変化を模式的に示す経過図、（ｂ）は、コークスの降下速度が遅くなった部位を示す図である。 本発明のコークス降下制御装置の一実施例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は冷却用ガス供給系統が環状ダクトの例を示す縦断面図である。 本発明のコークス降下制御装置の一実施例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は冷却用ガス供給系統が環状ダクトの例を示す縦断面図である。 コークス消火設備の概略縦断面図である。

符号の説明

１：プレチャンバー
２：赤熱コークス
３：冷却室
４：スローピングフリュー
５：煙道
６：逆円錐形部
７：冷却用ガス吹出装置
８：支持部材
９：コークス排出口
１０：冷却用ガス供給系統（冷却用ガス室、環状ダクト）
１１：ノッカー

本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら詳しく説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明のコークス降下制御装置の一実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は冷却用ガス供給系統が環状ダクトの例を示す縦断面図である。

冷却室下部の逆円錐形部６の中心には、冷却室３に冷却用ガスを吹き込む冷却用ガス吹出装置７が十字形に配置した支持部材８により支持されている。支持部材８の端部は逆円錐形部６の壁から外側に突出して延びている。支持部材８は、冷却用ガスを冷却用ガス吹出装置７まで導くガス道を兼ねている。なお、支持部材８に接続される冷却用ガスの供給系統１０は、図１（ｂ）に示す冷却用ガス室１０の代わりに図１（ｃ）に示すように環状ダクト１０であってもよい。

支持部材８には、逆円錐形部６の外側に突出した部分に、支持部材８に連続的もしくは断続的に打撃を与えるノッカー１１を設置する。すなわち、支持部材８の十字方向に延びる各端部にノッカー１１がそれぞれ設けられている。ノッカー１１は、市販されている窒素または空気等の圧縮気体式もしくは電気式のものを使用することができる。圧縮気体式のノッカーとしては、例えば、エクセン株式会社製のリレーノッカー、株式会社セイシン企業社製のエアーノッカー、ユーラステクノ株式会社製のシングルインパクタを使用することができる。また、電気式のノッカーとしては、例えば、日本マグネティクス株式会社製の電磁式マグハンマ、ユーラステクノ株式会社製のマグネチックインパクタを使用することができる。ノッカーの駆動は電気式、もしくは圧縮窒素または圧縮空気等の圧縮気体で駆動させる圧縮気体式で行われることから、構造が非常に簡素である。圧縮気体による駆動の場合、供給圧力を変えることでハンマリング回数や能力を変えられるので、チャンバー本体に衝撃による悪影響を与えない適度な強さとすることができる。なお、安全面から圧縮空気より圧縮窒素で駆動するものが好ましい。

前記図１（ｂ）、後述する図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示す如く、ノッカーを配置する場所が符号１０の冷却用ガス室の内部に位置している支持部材８、逆円錐形部６、の場合、当該場所は、一酸化炭素（ＣＯ）、水素（Ｈ_２）を含む、１２０〜１３０℃のガスが通過するため、当該ノッカーは、耐熱性、電気駆動式の場合には、防爆性の物を使用する。

なお、前記図１（ｃ）、後述する図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示す如く、ノッカーを配置する場所が符号１０の冷却用ガス室の外部に位置している支持部材８、逆円錐形部６、の場合、当該場所は、外気のため上記耐熱性、防爆性は考慮することはない。

本実施形態において、建設当初やライナー交換直後に、排出されたコークス温度が計画より高い場合には、コークスの降下が不均一と判断されるので、集中的にノッカーで支持部材をハンマリングすると、ノッカーの打撃が支持部材廻りのコークスに伝わり、コークスの降下が促進される。衝撃を与える個所数は、支持部材８に設けたノッカー１１の４箇所であるが、当該ノッカー１１に衝撃を与えることにより、その衝撃は、外周部のみでなくコークス塊の内部にまで伝わる。よって、少ない個数のノッカー１１で降下制御を効率的に行うことが可能となる。

（第２実施形態）
本実施形態は、図１に示す構成において、コークスの降下が不均一な箇所を検出してノッカーを作動させる例である。

図１において、逆円錐形部６の上部の鉄皮に円周方向に間隔をおいて温度計１２を設置する。温度計１２は、円周方向に間隔をおいて配置されたノッカー１１とは位相をずらして配置する。すなわち、図１の例では、円周方向に９０度間隔で配置された４個のノッカー１１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に対して４５度位相をずらして４個の温度計１２（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）が９０度間隔で配置されている。別の視点で見ると、これら温度計１２の配置された位置は、十字形の支持部材８によって区画形成される４つのコークス通過領域のそれぞれに対応する位置である。

図２は、本発明で使用するノッカーの制御系統図である。各ノッカー１１の駆動は制御装置１３により制御される。制御装置１３には温度計１２で計測した計測信号が入力される。制御装置１３では、温度を比較し、温度が設定温度及び他の計測温度より低ければ、その方向のコークス降下が遅いと判断し、温度が低い箇所のノッカー１１を駆動して、支持部材に打撃を与えて支持部材廻りのコークスの降下を促進させる。一例として、制御装置１３は、３００〜５００℃の範囲内で設定した設定温度及び他の温度計との温度差が３０〜５０℃の範囲内で設定した温度よりも低くなったときに、コークスの降下が不均一であると判断してノッカーを駆動させるようにする。ハンマリングの強さ、回数は温度変化により制御装置で制御する。

温度計１２の温度変化に基づくノッカーの動作制御について、図３を参照しながら、より具体的に説明する。図３（ａ）は、温度計１２（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の測定温度の経過図であり、図３（ｂ）に示す部位Ｑのコークス降下が遅くなったときの温度変化を模式的に示してある。図３（ａ）に示すように、コークス降下がチャンバー内で均一な場合には、４個の温度計１２（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は略同じ温度を示して推移するが、部位Ｑの箇所に降下の不均一が生じると、該当箇所のコークスの滞留時間が長くなり、温度計１２（ａ）の温度が他の温度計１２（ｂ，ｃ，ｄ）の温度よりも低下する。制御装置１３は、温度計１２（ａ）の温度が設定温度よりも低くなると該当箇所（すなわち部位Ｑ）の降下速度が遅いと判断し、ノッカー１１（Ａ，Ｂ）を駆動させてコークスの降下を促進させる。

本実施形態によれば、温度計１２の温度変化を通じてコークスの降下速度が遅くなった箇所を素早く検知することができ、温度が低い箇所のノッカーを集中的に駆動させることによって該当箇所のコークス降下を促進させることができる。しかも、温度が低い箇所のノッカーのみを駆動させるので、必要最小限の駆動のみで効率的に降下の不均一を解消することが可能となる。

（第３実施形態）
図４は、本発明のコークス降下制御装置の一実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は冷却用ガス供給系統が環状ダクトの例を示す縦断面図である。

本実施形態は、逆円錐形部６の鉄皮に、円周方向に間隔をおいて複数個のノッカー１１を設置する。すなわち、図４の例では、十字形の支持部材８によって区画形成される４つのコークス通過領域のそれぞれに対応する位置に２個一組のノッカーがそれぞれ設けられている。コークスの降下が不均一になると、ノッカー１１で逆円錐形部６に外面から打撃を与えると、その打撃がコークスに伝わり、コークスの降下が促進される。本実施形態のように、逆円錐形部６の外面に、数多くのノッカーを配置することにより、円周方向の降下制御を効率的に行うことが可能となる。

（第４実施形態）
本実施形態は、図４に示す構成において、コークスの降下が不均一な箇所を検出してノッカーを作動させる例である。詳しくは、上述の第２実施形態と同様に、逆円錐形部上部の鉄皮に円周方向に間隔をおいて温度計を設置して温度が低い箇所のノッカー１１を駆動して、コークス接触面に打撃を与えてコークスの降下を促進させる。係る構成によっても、第２実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

（第５実施形態）
図５は、本発明のコークス降下制御装置の一実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は冷却用ガス供給系統が環状ダクトの例を示す縦断面図である。本実施形態は、逆円錐形部６の外側に延出した支持部材８の端部、及び、逆円錐形部６の外面にノッカーを円周方向に間隔をおいてそれぞれ配置した構成である。すなわち、図１に示す第１実施形態と、図４に示す第３実施形態の構成を組み合わせた構成である。本実施形態によれば、支持部材８及び逆円錐形部６に設けたノッカーで打撃することによって、コークス塊の内部及び円周方向の降下制御を効率的に行うことが可能となる。

（第６実施形態）
本実施形態は、図５に示す構成において、コークスの降下が不均一な箇所を検出してノッカーを作動させる例である。詳しくは、上述の第２実施形態及び第４実施形態と同様に、逆円錐形部上部の鉄皮に円周方向に間隔をおいて温度計１２を設置し、温度が低い箇所のノッカー１１を駆動して、コークス塊の内部及び円周方向に打撃を与えてコークスの降下を促進させる。係る構成によっても、第２実施形態及び第４実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

また、本実施形態においては、他の温度計との温度差の大きさに従い、支持部材８及び逆円錐形部６に設けたノッカーの駆動を以下のように制御することができる。すなわち、温度が低くなった温度計と他の温度計との温度差が３０℃未満の場合には、コークスの降下が均一であると判断してノッカーの作動は行わず、他の温度計との温度差が３０℃以上５０℃未満の場合に、コークスの降下が不均一と判断し、支持部材８、又は逆円錐形部６に設けたどちらかのノッカーを作動させるようにする。さらに、他の温度計との温度差が５０℃以上となった場合、コークスの降下がより不均一と判断し、支持部材８と逆円錐形部６に設けた両方のノッカーを作動させるようにする。

Claims (7)

1. 赤熱コークスが投入されるプレチャンバーの下部に降下する赤熱コークスを冷却する冷却室が配置され、冷却室の下部に形成された逆円錐形部の中心に冷却用ガスを吹き出す冷却用ガス吹出装置がガス道を兼ねた支持部材により支持され、逆円錐形部の外側に延出した支持部材が冷却用ガス供給系統に接続され、逆円錐形部の下部にコークス排出口が設けられたコークス乾式消火設備のコークス降下制御装置において、
   支持部材の逆円錐形部の外側に延出した箇所に打撃力を与えるノッカーを配置したことを特徴とするコークス乾式消火設備のコークス降下制御装置。
2. 赤熱コークスが投入されるプレチャンバーの下部に降下する赤熱コークスを冷却する冷却室が配置され、冷却室の下部に形成された逆円錐形部の中心に冷却用ガスを吹き出す冷却用ガス吹出装置がガス道を兼ねた支持部材により支持され、逆円錐形部の外側に延出した支持部材が冷却用ガス供給系統に接続され、逆円錐形部の下部にコークス排出口が設けられたコークス乾式消火設備のコークス降下制御装置において、
   逆円錐形部の外面に打撃力を与えるノッカーを円周方向に間隔をおいて配置したことを特徴とするコークス乾式消火設備のコークス降下制御装置。
3. 赤熱コークスが投入されるプレチャンバーの下部に降下する赤熱コークスを冷却する冷却室が配置され、冷却室の下部に形成された逆円錐形部の中心に冷却用ガスを吹き出す冷却用ガス吹出装置がガス道を兼ねた支持部材により支持され、逆円錐形部の外側に延出した支持部材が冷却用ガス供給系統に接続され、逆円錐形部の下部にコークス排出口が設けられたコークス乾式消火設備のコークス降下制御装置において、
   前記支持部材の逆円錐形部の外側に延出した箇所に打撃力を与えるノッカーを配置すると共に、前記逆円錐形部の外面に打撃力を与えるノッカーを円周方向に間隔をおいて配置したことを特徴とするコークス乾式消火設備のコークス降下制御装置。
4. 逆円錐形部の上方に円周方向に間隔をおいて複数の温度計を設け、各温度計で計測した温度が設定温度及び他の計測温度より低ければその方向のコークス降下が遅いと判断して、温度が低い箇所のノッカーを駆動させる制御装置を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備のコークス降下制御装置。
5. 前記温度計は、円周方向に間隔をおいて配置されたノッカーと位相をずらして配置されていることを特徴とする請求項４に記載のコークス乾式消火設備のコークス降下制御装置。
6. ノッカーが圧縮気体で駆動されるノッカーであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備のコークス降下制御装置。
7. 前記逆円錐形部の外側に形成された冷却用ガス室の内部にノッカーを設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備のコークス降下制御装置。

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