JP5505239B2 - 上昇管トップカバーの水封装置 - Google Patents

Description

本発明は、コークス炉における上昇管トップカバーの水封装置に関する。

交互に配置された多数の炭化室と燃焼室とを備えるコークス炉では、炭化室に装入された石炭を高温で乾留することによりコークスが製造される。石炭乾留中に発生するコークス炉ガスは、各炭化室の天井部に設けられた上昇管から回収される。上昇管の頂部には、石炭装入時と乾留時に閉じられ、コークスの押出し時と上昇管の内壁に付着したカーボンを除去する時に開かれる開閉式のトップカバーが取り付けられている。

また、石炭乾留時に上昇管からコークス炉ガスが大気中に漏れ出ないようにするため、閉止されたトップカバーの周縁部を水封する水封装置が上昇管の頂部に設置されている。この水封装置は、水封水を貯留する水封樋と、水封樋に水封水を供給する給水管と、余剰な水封水を排水する排水升及び該排水升に接続された排水管とを備えている。

水封装置は上面が大気に開放されており、トップカバーを開いた際に上昇管から吹き上げられたスポンジ状塊コークスや塵埃が水封装置に降下して水封樋の底にスラジとして堆積する。水封樋の底にスラジが大量に堆積すると、水封機能が維持できなくなったり、トップカバーの閉止が不十分となってガス漏れが起きる。そのため、水封樋の底に堆積したスラジを人力で定期的に除去する必要がある。
上記作業は高熱重筋作業であるため、特許文献１には、水封溝（水封樋）の溝底に偏平状の開口を有するノズルを設置し、清掃用給水自動弁を制御して給水管からノズルに大量の水を供給して噴射させ、溝底に堆積したスラジをスラジ排出口のほうに押し流して除去することにより清掃作業を自動化したコークス炉における上昇管のトップカバー水封装置の考案が開示されている。

実開平６−２２３５２号公報

しかしながら、特許文献１記載の水封装置の場合、ノズルから水を噴射してスラジをスラジ排出口に押し流すため、大量の水を必要とするだけでなく、スラジがスラジ排出口を閉塞し、スラジ排出口に接続されたスラリー管が詰まるおそれがある。また、噴射によって飛散した水が炉内外に浸入し、炉体が損傷するおそれもある。

ところで、従来の水封装置では、清掃作業の自動化もさることながら、水封水中を浮遊する浮遊コークスによって排水升が閉塞されることが大きな問題となっている。排水升が閉塞されると、水封水が水封樋からオーバーフローし、オーバーフローした水封水によって炉体の天井部が損傷する。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、排水升の閉塞を防止して水封水が水封樋からオーバーフローすることのない上昇管トップカバーの水封装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、上昇管の頂部に設置され、閉止されたトップカバーの周縁部をシールする水封水を貯留する水封樋と、前記水封樋に水封水を供給する給水設備と、前記水封樋に隣接して設けられ、余剰な水封水を排水する排水升とを有する上昇管トップカバーの水封装置において、
前記排水升を覆うように設置され、該排水升と前記水封樋とを仕切る垂れ壁部に排水孔が形成された遮蔽カバーと、前記遮蔽カバーと前記排水升によって画成された水上空間に圧縮空気を間欠的に供給するエア配管とを備えることを特徴としている。

本発明では、遮蔽カバーと排水升によって画成された水上空間に圧縮空気を供給して該水上空間の内圧を高めることにより、排水升から水封樋及び排水管へ向かう空気流を形成する。この空気流によって浮遊コークスが排水升から吹き払われるため、浮遊コークスが排水升を閉塞することがない。
その際、水上空間に圧縮空気を連続的に供給するよりも間欠的に供給したほうが、浮遊コークスの排除効果が大きいことを、本発明者等は発見した。即ち、小さなエネルギーの空気を連続的に供給するよりも、大きなエネルギーの空気を間欠的に供給したほうが、浮遊コークスの排除効果が大きいという知見を得た。そこで、本発明では、水上空間に圧縮空気を間欠的に供給して、浮遊コークスを排水升から効率的に排除するものである。

また、本発明に係る上昇管トップカバーの水封装置では、前記圧縮空気が前記排水孔に向けて噴射されることを好適とする。
当該構成では、排水孔に向けて圧縮空気を噴射するので、排水孔近傍の浮遊コークスを高圧空気で完全に排除することができる。

また、本発明に係る上昇管トップカバーの水封装置では、前記圧縮空気の圧力が０．２〜０．５ＭＰａであることを好適とする。
圧縮空気の圧力が０．２ＭＰａ未満であると、浮遊コークスを充分に排除できないことがあり、圧縮空気の圧力が０．５ＭＰａを超えると、水封樋及び排水升内の水封水が噴射によって飛散するおそれがある。

本発明に係る上昇管トップカバーの水封装置では、排水升から水封樋及び排水管へ向かう空気流を形成して、この空気流によって浮遊コークスを排水升から吹き払うようにしているので、排水升の閉塞が防止され、水封水が水封樋からオーバーフローすることがない。

本発明の一実施の形態に係る上昇管トップカバーの水封装置の平面図である。 同上昇管トップカバーの水封装置の立断面図である。 図１のＡ部の詳細図である。 図２のＢ部の詳細図である。 遮蔽カバーの斜視図である。 圧縮空気噴射システムの模式図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。

図１〜図４に、本発明の一実施の形態に係る上昇管トップカバーの水封装置１０（以下、単に「水封装置」と呼ぶ。）を示す。上昇管１１の頂部に取り付けられた開閉式のトップカバー１２は平面視して円形状とされ、周縁部１２ａは円筒状とされている。上昇管１１の頂部に設置される水封装置１０は、従来の水封装置と同様、閉止されたトップカバー１２の周縁部１２ａをシールする水封水Ｗを貯留する水封樋１３を有している（図２参照）。

水封樋１３は平面視してリング状とされ、水封樋１３の半径方向外側には、平面視して矩形状の給水升１４が水封樋１３に隣接して設けられている（図１参照）。また、給水升１４の上方には、給水設備の一例である給水管１５が設置されており、給水管１５から給水升１４を経由して水封樋１３に水封水Ｗが供給される。

一方、水封樋１３の中心を挟んで給水升１４の反対側には、平面視して矩形状の排水升１６が水封樋１３に隣接して設けられている（図１、図３参照）。図４に示すように、水封樋１３と排水升１６とを仕切る仕切り壁２０は、水封樋１３及び排水升１６の周壁１８、１９に比べて高さが５０ｍｍ程度低くなっている。また、仕切り壁２０に対峙する排水升１６の周壁１９には、排水管１７が接続されている。

排水升１６の上には、排水升１６を覆う金属板製の遮蔽カバー２１が設置されている。遮蔽カバー２１は、図５に示すように、排水升１６の上面を覆う矩形状の天板部２２と、天板部２２の１辺部に形成され、排水升１６と水封樋１３とを仕切る矩形状の垂れ壁部２３と、天板部２２の他の３辺部に形成され、排水升１６の周壁１９と係合する矩形状の係合部２４とから構成されている。

垂れ壁部２３の幅ｈは仕切り壁２０の幅とほぼ同じ、且つ垂れ壁部２３の高さは５０ｍｍ程度とされ、複数の排水孔２５（内径７ｍｍ程度）が板面に形成されている（図５参照）。つまり、仕切り壁２０の上に形成される開口が垂れ壁部２３によって塞がれ、余剰な水封水Ｗは、水封樋１３から遮蔽カバー２１の排水孔２５を経由して排水升１６に流れるようになっている。排水升１６に流れ込んだ水封水Ｗは、排水管１７を介して排水される。
遮蔽カバー２１を排水升１６の上に設置する際は、垂れ壁部２３が仕切り壁２０の上に位置するように、排水升１６の周壁１９の上に天板部２２を載置する（図４参照）。

なお、遮蔽カバー２１と排水升１６によって画成された水上空間２８には、エア配管２６を介して圧縮空気Ｐが供給される。エア配管２６は遮蔽カバー２１の天板部２２を貫通し、吹出口２６ａは垂れ壁部２３の排水孔２５に向けられている（図４参照）。
エア配管２６を介して水上空間２８に圧縮空気Ｐを供給することにより、水上空間２８の内圧が高められ、排水升１６から水封樋１３及び排水管１７へ向かう空気流が形成される。この空気流によって浮遊コークスＣが排水升１６から吹き払われ、排水升１６（特に排水孔２５）に浮遊コークスＣが目詰りして閉塞することがない。

図６に示すように、平面視して並設されたトップカバー１２に設置された各水封装置１０に圧縮空気Ｐを供給するエア配管２６は、エア配管２６より内径の大きなエア配管２７から分岐している。エア配管２７の経路上には、圧縮空気Ｐを間欠的に供給するための電磁弁２９が設けられている。電磁弁２９は電磁弁制御盤３０に接続され、電磁弁制御盤３０によって圧縮空気Ｐの噴射時間と噴射間隔が制御される。また、エア配管２７の終端には、圧縮空気Ｐの空気圧を計測するための圧力計３１が設置されている。

垂れ壁部２３の排水孔２５に向けて圧縮空気Ｐを噴射する際は間欠的に行うことが好ましく、例えば、圧縮空気Ｐの空気圧を０．２〜０．５ＭＰａ、噴射時間を０．１〜０．３秒、噴射間隔を４〜６分間隔とすることにより、浮遊コークスＣを排水升１６（特に排水孔２５）から効率的に排除することができる。

以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、遮蔽カバーの形状を平面視して矩形状としているが、これに限定されるものではなく、排水升の形状に応じて定まるものであることは言うまでもない。同様に、垂れ壁部の形状も矩形状に限定されるものではなく、排水升（仕切り壁）の形状に応じて定まるものである。

１０：水封装置（上昇管トップカバーの水封装置）、１１：上昇管、１２：トップカバー、１２ａ：周縁部、１３：水封樋、１４：給水升、１５：給水管（給水設備）、１６：排水升、１７：排水管、１８、１９：周壁、２０：仕切り壁、２１：遮蔽カバー、２２：天板部、２３：垂れ壁部、２４：係合部、２５：排水孔、２６、２７：エア配管、２６ａ：吹出口、２８：水上空間、２９：電磁弁、３０：電磁弁制御盤、３１：圧力計、Ｐ：圧縮空気、Ｃ：浮遊コークス、Ｗ：水封水

Claims (3)

1. 上昇管の頂部に設置され、閉止されたトップカバーの周縁部をシールする水封水を貯留する水封樋と、前記水封樋に水封水を供給する給水設備と、前記水封樋に隣接して設けられ、余剰な水封水を排水する排水升とを有する上昇管トップカバーの水封装置において、
   前記排水升を覆うように設置され、該排水升と前記水封樋とを仕切る垂れ壁部に排水孔が形成された遮蔽カバーと、前記遮蔽カバーと前記排水升によって画成された水上空間に圧縮空気を間欠的に供給するエア配管とを備えることを特徴とする上昇管トップカバーの水封装置。
2. 請求項１記載の上昇管トップカバーの水封装置において、前記圧縮空気が前記排水孔に向けて噴射されることを特徴とする上昇管トップカバーの水封装置。
3. 請求項１又は２記載の上昇管トップカバーの水封装置において、前記圧縮空気の圧力が０．２〜０．５ＭＰａであることを特徴とする上昇管トップカバーの水封装置。

Images