JP5696574B2

JP5696574B2 - コークス乾式消火設備における発塵防止方法

Info

Publication number: JP5696574B2
Application number: JP2011095049A
Authority: JP
Inventors: 好司岩田
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2031-04-21
Also published as: JP2012224785A

Description

本発明は、コークス乾式消火設備における発塵防止方法に関し、特にコークス乾式消火設備へ赤熱コークスを装入する際に発生する発塵を防止しようとするものである。

コークス乾式消火設備（ＣＤＱ：Coke Dry Quenching）は、閉鎖系内で循環するガスによって赤熱コークスを冷却するシステムであるため、コークス粉塵の飛散が少なく、また従来大気中に放散されていた赤熱コークスの熱エネルギーをボイラによって回収し、利用できることから、化石燃料の使用量を低減できるだけでなく、CO₂排出量を削減して地球温暖化の防止にも貢献する。

ＣＤＱでは、通常、コークス炉から押し出された赤熱コークス（火落ちコークス）が装入バケットに搭載され、クレーン等によりＣＤＱの冷却塔の塔頂まで運ばれる。そして、バケットカバーでその上面を密閉された装入バケットの底部と装入ホッパーの上部が開放されることにより、赤熱コークスが冷却塔のチャンバー内に投入される。そして、赤熱コークス投入終了後、バケットカバーが取り外され、装入バケットの底部とＣＤＱチャンバー上部の装入ホッパー上部とが開放されるが、その際、チャンバー内からの熱気流に伴う上昇流による粉塵の発生が避けられず、外部に放出されるという問題があった。

この問題を解決するものとして、特許文献１には、粉塵発生部を局所的にフードで覆ったり、バケットの移動範囲を建屋全体を覆うなどして、集塵を行うことが開示されている。
また、特許文献２には、バケットカバーを設け、このバケットカバーに集塵装置を接続することによって集塵を行う方法が提案されている。

特許第３２９１０９２号公報特開２００９−１９７０９５号公報

しかしながら、上記した従来技術はいずれも、以下に述べるような問題を残していた。
すなわち、特許文献１では、粉塵発生部や建屋全体を覆うとすると設置範囲が広範囲になることから、設備コストが膨大になるところに問題を残していた。
また、特許文献２では、バケットカバーに集塵装置を接続したり、取り外す作業に時間を要すると共に、特にかかる作業を自動化した場合には製造コストの上昇が避けられなかった。

本発明は、上記の現状に鑑み開発されたもので、作業時間や製造コストの上昇をほとんど招くことなしに、赤熱コークスのチャンバー内投入時に懸念された上昇流による粉塵の発生を効果的に解消することができる、コークス乾式消火設備における発塵防止方法を提案することを目的とする。

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．装入バケットのバケットカバーの外側に、高圧水の供給管および高圧空気の供給管を設ける一方、バケットカバーの内側には、これら高圧水供給管および高圧空気供給管と接続させたミストノズルを設け、該装入バケット内の赤熱コークスを冷却塔のチャンバー内に投入したのち、該ミストノズルから該装入バケットの内部にミストを噴霧することにより、装入バケットの内壁に付着した粉塵をチャンバー内に落下させ、しかる後、バケットカバーを取り外し、ついで装入バケットの底部と装入ホッパー上部との開放を行うことを特徴とするコークス乾式消火設備における発塵防止方法。

２．前記高圧水の供給圧力を0.1〜1.0 MPa、前記高圧空気の供給圧力を0.1〜1.0 MPaとすることを特徴とする前記１に記載の発塵防止方法。

本発明によれば、バケットカバーを取り外す際、および装入バケットの底部と装入ホッパーの上部を開放する際に発生していたチャンバー内の上昇流に起因した粉塵の発生を効果的に防止することができる。
また、本発明によれば、バケットカバーと集塵のためのミスト噴射装置が一体化されているので、装入バケットに対するバケットカバーの着脱時間を大幅に短縮することができ、しかもコスト上昇もほとんどない。

代表的なコークス乾式消火設備（ＣＤＱ）の模式図である。図１の要部拡大図である。

以下、図面に従い、本発明を具体的に説明する。
図１に、本発明で対象とする代表的なコークス乾式消火設備（ＣＤＱ）を模式で示す。
図中、符号１は装入バケット、２はバケットカバー、３は冷却塔、４は装入ホッパー、４ａは装入蓋であり、５でチャンバーを示す。また、６は燃焼用の希釈ファン、７はボイラ、８はガス循環ファン、９はコークスの排出口である。さらに、10は昇圧ファン、11は集塵機、12はガス回収器である。
さて、コークス炉から押し出された赤熱コークス（火落ちコークス）は、装入バケットに移されたのち、巻き上げられて、冷却塔３の塔頂に運ばれて、冷却塔３の内部へ投入される。冷却塔３内に投入された赤熱コークスは、塔内を降下しながら塔底から吹き込まれる循環ガスと熱交換され、約200℃程度まで冷却されたのち、排出口９から塔外に排出される。一方、高温に昇温された循環ガスは、ボイラ７で熱交換後、再度、赤熱コークス冷却用の循環ガスとして塔底に送給される。また、かかる循環ガスの一部は、昇圧ファン10、集塵機11を経て、ガス回収器12にて回収される。

本発明において、装入バケットから赤熱コークス投入終了後、バケットカバーを取り外す際、および装入バケットの底部とＣＤＱチャンバー上部の装入ホッパーの上部とを開放する際に発生する粉塵が、装入バケットの内壁に付着していたコークス粉であることが見出された。従って、かようなコークス粉を除去することが可能となれば、赤熱コークス投入終了後に懸念された粉塵の発生を防止することができるわけである。

図２に、本発明の実施に用いて好適なコークス粉の除去機能を有するバケットカバー２付き装入バケット１を、冷却塔３の装入ホッパー４と共に拡大して示す。図中、符号13が高圧水の供給管、14が高圧空気の供給管であり、15が高圧水供給管13および高圧空気供給管14と接続させたミストスプレーノズルである。

図示したとおり、本発明では、バケットカバー２に対し、その外側から、高圧水供給管13および高圧空気供給管14を設置する一方、バケットカバー２の内側には、これら高圧水供給管13および高圧空気供給管14と接続させたミストスプレーノズル15を設置しておく。
すなわち、本発明では、高圧水供給管13と高圧空気供給管14およびミストスプレーノズル15は、バケットカバー２と一体化されている。

さて、バケットカバー２でその上面を密閉された装入バケット１を、冷却塔３の塔頂に導いたのち、装入バケット１の底部を開放することにより、装入バケット１内の赤熱コークスを装入ホッパー４を介して冷却塔３のチャンバー５内に投入する。この際、チャンバー５内から、投入に伴う熱気流の上昇に随伴して主にコークス粉からなる粉塵が上昇してきて装入バケット１の内壁に付着する。また、赤熱コークス投入終了後の装入バケット１の内壁にはコークス粉が残留している。
これらの付着および／または残留コークス粉が、コークス投入後にバケットカバー２を取り外す際、および装入バケット１の底部と装入ホッパー４の上部を開放する際に、チャンバー５内からの熱気流の上昇に随伴して、外部に粉塵として発散していたのである。

そこで、本発明では、装入バケット１からチャンバー５内への赤熱コークスの投入が終了したのち、ミストスプレーノズル15から装入バケット１の内部に向けてミストを噴霧することにより、装入バケット１の内壁に付着した粉塵（コークス粉）をチャンバー５内に落下させるのである。そして、その後に、バケットカバー２を取り外し、装入バケット１の底部と装入ホッパー４の上部とを開放するのである。
従って、ミストを噴霧した後の段階では、装入バケット１の内壁にはコークス粉が付着していないため、その後に装入バケット１からバケットカバー２を取り外す際に、熱気流の上昇に随伴されるコークス粉はなく、従って粉塵が発生することはない。また、高圧水供給管13と高圧空気供給管14およびミストスプレーノズル15はバケットカバー２と一体化されているので、装入バケット１からのバケットカバー２の取り外しも簡単に行うことができる。

本発明において、高圧水の供給圧力（ケージ圧力）および高圧空気の供給圧力（ケージ圧力）はいずれも0.1〜1.0 MPaとすることが好ましい。供給圧力が0.1 MPaに満たないとミストの形成が不十分であり、一方1.0 MPaを超えると昇圧等のために付帯設備のランニングコストがかかり、経済性の面で好ましくない。

図２に示したバケットカバー付き装入バケットを用いて、赤熱コークスを冷却塔のチャンバー内に投入した時の集塵性能および作業性（バケットカバーの着脱時間）について調べた結果を表１に示す。
なお、表１には、比較のため、現状の装入バケットを用いた場合（従来例）、本発明に従うバケットカバー付き装入バケットを用いるものの、コークス粉除去のためにスプレーノズルからは高圧空気のみを噴射した場合（比較例１）および高圧水のみを噴射した場合（比較例２）についても同様の実験を行った。
なお、現状の装入バケットを用いた場合とは、バケットカバーとして、蓋機能のみを有するものを用いた場合を指す。また、現状方法においては、赤熱コークス投入後、熱気流の上昇を軽減させるために、チャンバー内の圧力を安定化する放置時間を採った場合を例とした。

同表から明らかなように、本発明に従うバケットカバー付き装入バケットを用いて、赤熱コークス投入後、装入バケットの内部にミストを噴霧した場合は、粉塵の発生を効果的に抑制できるだけでなく、装入バケットからのバケットカバーの取り外しも短時間のうちに実施できることが確認された。

１装入バケット
２バケットカバー
３冷却塔
４装入ホッパー
４ａ装入蓋
５チャンバー
６燃焼用の希釈ファン
７ボイラ
８ガス循環ファン
９コークスの排出口
10 昇圧ファン
11 集塵機
12 ガス回収器（BFG）
13 高圧水の供給管
14 高圧空気の供給管
15 ミストスプレーノズル

Claims

装入バケットのバケットカバーの外側に、高圧水の供給管および高圧空気の供給管を設ける一方、バケットカバーの内側には、これら高圧水供給管および高圧空気供給管と接続させたミストノズルを設け、該装入バケット内の赤熱コークスを冷却塔のチャンバー内に投入したのち、該ミストノズルから該装入バケットの内部にミストを噴霧することにより、装入バケットの内壁に付着した粉塵をチャンバー内に落下させ、しかる後、バケットカバーを取り外し、ついで装入バケットの底部と装入ホッパー上部との開放を行うことを特徴とするコークス乾式消火設備における発塵防止方法。
前記高圧水の供給圧力を0.1〜1.0 MPa、前記高圧空気の供給圧力を0.1〜1.0 MPaとすることを特徴とする請求項１に記載の発塵防止方法。