JP5802993B2 - Exhaust duct structure - Google Patents

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Description

本発明は、排ガス発生源と集塵装置との間に配設された排気ダクト内に複数の噴霧ノズルにより水を噴霧して、排気ダクト内を通流する排ガスの温度を低下させる減温装置を備えた排気ダクト構造に関する。   The present invention relates to a temperature reducing device for reducing the temperature of exhaust gas flowing through an exhaust duct by spraying water into the exhaust duct disposed between the exhaust gas generation source and the dust collector by a plurality of spray nozzles. It is related with the exhaust duct structure provided with.

かかる減温装置は、製鋼プラント、ゴミ焼却炉等の排ガス発生源から集塵装置へと通流する高温の排ガスを、集塵装置において集塵処理するのに適した温度にまで適切に冷却する装置である。
例えば、かかる減温装置として、製鋼プラントの転炉（排ガス発生源の一例）から電気集塵装置（集塵装置の一例）に通流する高温の排ガスに、複数のスプレーノズル（複数の噴霧ノズルの一例）により水を噴霧し、蒸発潜熱により排ガスを冷却する冷却塔が開示されている（例えば、特許文献１参照）。 Such a temperature reduction device appropriately cools high-temperature exhaust gas flowing from an exhaust gas generation source such as a steel plant or a garbage incinerator to a temperature suitable for dust collection in the dust collector. Device.
For example, as such a temperature reducing device, a plurality of spray nozzles (a plurality of spray nozzles) are used for hot exhaust gas flowing from a converter (an example of an exhaust gas generation source) of a steelmaking plant to an electric dust collector (an example of a dust collector). A cooling tower in which water is sprayed and the exhaust gas is cooled by latent heat of vaporization is disclosed (for example, see Patent Document 1).

このような水を噴霧して冷却する冷却塔では、噴霧された水は冷却塔内で完全に蒸発すること、及び、冷却塔内の温度が酸露点以下とならないことが必要とされる。
仮に、蒸発が完了しておらず排ガス内に水滴が存在すると、冷却塔から電気集塵装置へ至る排気ダクトの内壁面や電気集塵装置の内部機構を濡らしてしまい、当該濡れた箇所にダスト等が付着・堆積して集塵性能が低下する虞がある。また、酸露点以下となると、排ガス中に含まれる硫黄分が燃焼・酸化して生成された酸化物（ＳＯ3）が、蒸発が完了せずに排ガス中に存在する水滴と反応し硫酸蒸気（Ｈ2ＳＯ4）となり、当該硫酸蒸気が付着した箇所が酸化腐食する虞がある。 In such a cooling tower that is sprayed and cooled, it is necessary that the sprayed water is completely evaporated in the cooling tower and that the temperature in the cooling tower does not fall below the acid dew point.
If evaporation is not completed and water droplets are present in the exhaust gas, the inner wall of the exhaust duct leading from the cooling tower to the electrostatic precipitator and the internal mechanism of the electrostatic precipitator will be wetted, and dust will be deposited on the wet location. There is a risk that the dust collection performance will be deteriorated due to adhesion and accumulation. When the acid dew point or lower is reached, the oxide (SO 3 ) generated by combustion and oxidation of sulfur contained in the exhaust gas reacts with water droplets present in the exhaust gas without completing evaporation, and sulfuric acid vapor ( H 2 SO 4 ), and the portion where the sulfuric acid vapor is attached may oxidize and corrode.

そのため、特許文献１に開示の冷却塔では、冷却塔内部の上側部位において、排ガス排出管と、この排ガス排出管の外周側に位置する内環旋回羽根と、この内環旋回羽根よりも傾き角が大きく且つ内環旋回羽根の外周側に位置する外環旋回羽根と、内環旋回羽根及び外環旋回羽根の上部に形成された排ガス導入空間と、を備え、噴霧ノズルからの水を、内環旋回羽根の下流側に噴霧する構成とされている。
これにより、冷却塔内の排ガス導入空間に導入された排ガスは外環旋回羽根及び内環旋回羽根により二分されて、外環旋回羽根による外側旋回流と内環旋回羽根による内側旋回流との下降流を形成するとともに、それぞれの下降流が合流して中心側に上昇流を形成し、排ガス排出管を介して下流側に排出されるように構成されている。すなわち、噴霧された水を含まず且つ高温の外側旋回流を冷却塔の内壁面近傍に通流させ、噴霧された水を含み且つ冷却されて低温の内側旋回流を冷却塔の内壁面近傍に通流させないようにして、内壁面への水滴の付着を防止するとともに、内壁面近傍の温度が酸露点以下に低下することを防止して、集塵性能の低下及び酸化腐食の防止を図ることができるとされている。 Therefore, in the cooling tower disclosed in Patent Document 1, in the upper part inside the cooling tower, the exhaust gas discharge pipe, the inner ring swirl blade located on the outer peripheral side of the exhaust gas discharge pipe, and the inclination angle than the inner ring swirl blade An outer ring swirl blade that is large and located on the outer peripheral side of the inner ring swirl blade, and an exhaust gas introduction space formed in the upper part of the inner ring swirl blade and the outer ring swirl blade. It is set as the structure sprayed to the downstream of a ring turning blade | wing.
As a result, the exhaust gas introduced into the exhaust gas introduction space in the cooling tower is divided into two by the outer ring swirl vane and the inner ring swirl vane, and the lowering of the outer swirl flow by the outer ring swirl vane and the inner swirl flow by the inner ring swirl vane In addition to forming a flow, the respective downflows merge to form an upflow on the center side and are discharged downstream via an exhaust gas discharge pipe. That is, the sprayed water-free and hot outer swirl flow is passed near the inner wall surface of the cooling tower, and the sprayed water is cooled and the cold inner swirl flow is brought near the inner wall surface of the cooling tower. Preventing water droplets from adhering to the inner wall and preventing the temperature near the inner wall from dropping below the acid dew point to prevent dust collection performance and oxidative corrosion. It is supposed to be possible.

特開昭６２−２３７２６５号公報JP-A-62-237265

ここで、転炉等の製鋼プラントの炉から発生する排ガスは、時間の変化に伴って、その流量や温度が大きく変化するとともに、時間的にほぼ同時に排気ダクトを通流し冷却塔内に導入された場合であっても、転炉等から冷却塔に至る排気ダクトの配管構造に応じて、排気ダクト内及び冷却塔内における排ガスの流量分布や温度分布は大きく変化するものとなる場合がある。
このような流量や温度の変化（偏流）が発生すると、噴霧ノズルから噴霧された水により、排ガスが十分に冷却されない未冷却箇所や冷却され過ぎる過冷却箇所が部分的に発生する可能性がある。このような未冷却箇所が部分的に発生すると、電気集塵装置の集塵処理に支障をきたす虞があり、また、過冷却箇所が部分的に発生すると、当該過冷却箇所を通流する排ガス中に含まれる硫酸蒸気が酸露点以下となって硫酸の液滴が発生し、冷却塔や排気ダクトの内壁面が部分的に酸化腐食する虞がある。 Here, the exhaust gas generated from the furnace of a steelmaking plant such as a converter changes greatly with the change in time, and at the same time, flows through the exhaust duct and is introduced into the cooling tower. Even in this case, depending on the piping structure of the exhaust duct from the converter or the like to the cooling tower, the flow rate distribution and the temperature distribution of the exhaust gas in the exhaust duct and the cooling tower may greatly change.
When such a flow rate or temperature change (uneven flow) occurs, the water sprayed from the spray nozzle may partially generate an uncooled spot where the exhaust gas is not sufficiently cooled or a supercooled spot where it is overcooled. . If such an uncooled spot is partially generated, there is a risk of hindering the dust collection processing of the electrostatic precipitator, and if a supercooled spot is partially generated, the exhaust gas flowing through the supercooled spot The sulfuric acid vapor contained therein becomes below the acid dew point and droplets of sulfuric acid are generated, and the inner wall surfaces of the cooling tower and exhaust duct may be partially oxidized and corroded.

この点、特許文献１に開示の冷却塔では、噴霧ノズルによる水の噴霧は、内環旋回羽根の下流側のみであるため、冷却塔の内周側はある程度冷却できるものの、外周側は高温のままとなる可能性があり、電気集塵装置に到達する排ガスの温度を所望の温度にまで冷却することができない虞がある。一方で、外周側まで所望の温度にまで確実に冷却するために、噴霧ノズルからの水の噴霧量を増加させると、冷却塔内で蒸発が完了せず水滴を含む排ガスが下流側に通流したり、排ガスが部分的に過冷却され酸露点以下となる虞がある。   In this regard, in the cooling tower disclosed in Patent Document 1, since the spray of water by the spray nozzle is only downstream of the inner ring swirl blade, the inner peripheral side of the cooling tower can be cooled to some extent, but the outer peripheral side is hot. There is a possibility that the temperature of the exhaust gas reaching the electrostatic precipitator cannot be cooled to a desired temperature. On the other hand, if the amount of water spray from the spray nozzle is increased in order to reliably cool the outer peripheral side to the desired temperature, the evaporation in the cooling tower is not completed and the exhaust gas containing water droplets flows downstream. Or the exhaust gas may be partially subcooled to be below the acid dew point.

また、冷却塔を設置する場合には、転炉等と電気集塵装置との間の排気ダクトに、比較的大きな設置空間が必要であり、しかも、冷却塔内で噴霧された水の確実な蒸発を行うために、冷却塔内において排ガスの通流経路を長く確保しようとすると、より大きな設置空間が必要となる。   In addition, when installing a cooling tower, a relatively large installation space is required in the exhaust duct between the converter or the like and the electrostatic precipitator, and the water sprayed in the cooling tower is surely secured. In order to perform evaporation, if it is intended to ensure a long exhaust gas passage in the cooling tower, a larger installation space is required.

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、合理的な構成で省スペース化を図りながら、噴霧された水を確実且つ効率よく蒸発させて腐食を良好に防止できる排気ダクト構造を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust capable of preventing corrosion by reliably evaporating the sprayed water while saving space with a rational configuration. It is to provide a duct structure.

上記目的を達成するための本発明に係る排気ダクト構造は、排ガス発生源と集塵装置との間に配設された排気ダクト内に複数の噴霧ノズルにより水を噴霧して、前記排気ダクト内を通流する排ガスの温度を低下させる減温装置を備えた排気ダクト構造であって、その特徴構成は、
前記複数の噴霧ノズルが、前記排気ダクト内において、前記排気ダクトの周方向に沿って配設され、前記排気ダクト内の温度を検出する複数のノズル用温度センサが、前記排気ダクト内において、前記排気ダクトの周方向に沿って配設され、前記複数のノズル用温度センサの夫々が、前記排ガスの通流方向における前記複数の噴霧ノズルの夫々の直下流側に配設され、前記複数のノズル用温度センサにより検出された各温度から前記排気ダクトの周方向における前記複数の噴霧ノズルの各設置箇所の温度分布を導出し、当該温度分布に基づいて、前記複数の噴霧ノズルの各噴霧量を調整する制御部を備えた点にある。 In order to achieve the above object, an exhaust duct structure according to the present invention is characterized in that water is sprayed by a plurality of spray nozzles into an exhaust duct disposed between an exhaust gas generation source and a dust collector. An exhaust duct structure provided with a temperature reducing device that lowers the temperature of exhaust gas flowing through,
The plurality of spray nozzles are disposed along the circumferential direction of the exhaust duct in the exhaust duct, and a plurality of nozzle temperature sensors for detecting the temperature in the exhaust duct are disposed in the exhaust duct. The plurality of nozzle temperature sensors are disposed along the circumferential direction of the exhaust duct, and each of the plurality of nozzle temperature sensors is disposed immediately downstream of each of the plurality of spray nozzles in the flow direction of the exhaust gas. The temperature distribution of each installation location of the plurality of spray nozzles in the circumferential direction of the exhaust duct is derived from each temperature detected by the temperature sensor, and the spray amount of the plurality of spray nozzles is calculated based on the temperature distribution. It is in the point provided with the control part to adjust.

上記特徴構成によれば、制御部が、周方向に複数配設されたノズル用温度センサにより検出された複数の噴霧ノズルの各設置箇所の周方向における温度分布を導出し、当該温度分布に基づいて、各噴霧ノズルの噴霧量を調整するので、各噴霧ノズルの噴霧量を、各噴霧ノズルの設置箇所付近の排ガスの温度に正確に対応した噴霧量に適切に調整したうえで、周方向に複数配設された噴霧ノズルから排気ダクト内の排ガスに水を噴霧することができる。すなわち、配管構造等の影響により排気ダクト内で周方向における流量分布や温度分布が生じている場合でも、それら流量や温度の分布を周方向における排ガスの温度分布として導出し、各噴霧ノズルから適時必要十分な量の水を噴霧することができる。また、排気ダクト内を通流する排ガスの流量や温度が時間的に変化した場合でも、それら流量や温度の変化を周方向における排ガスの温度分布の時間的変化として導出し、各噴霧ノズルから適時必要十分な量の水を噴霧することができる。
従って、排ガスが、排気ダクト内を流量や温度の種々異なる状態で通流して噴霧ノズル近傍に到達する場合であっても、当該排ガスは、各噴霧ノズルからそれぞれ噴霧された水により、排気ダクトの通流方向及び周方向において、均一且つ適切な温度にまで確実に冷却され且つ過冷却も確実に防止されることとなる。 According to the above characteristic configuration, the control unit derives the temperature distribution in the circumferential direction of each installation location of the plurality of spray nozzles detected by the plurality of nozzle temperature sensors arranged in the circumferential direction, and based on the temperature distribution Since the spray amount of each spray nozzle is adjusted, the spray amount of each spray nozzle is adjusted appropriately to the spray amount that accurately corresponds to the temperature of the exhaust gas in the vicinity of the location where each spray nozzle is installed. Water can be sprayed onto the exhaust gas in the exhaust duct from a plurality of spray nozzles. In other words, even if the flow distribution and temperature distribution in the circumferential direction are generated in the exhaust duct due to the influence of the piping structure etc., the distribution of the flow rate and temperature is derived as the temperature distribution of the exhaust gas in the circumferential direction and timely from each spray nozzle. Necessary and sufficient amount of water can be sprayed. Even if the flow rate and temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust duct change over time, the changes in the flow rate and temperature are derived as temporal changes in the temperature distribution of the exhaust gas in the circumferential direction, and timely from each spray nozzle. Necessary and sufficient amount of water can be sprayed.
Therefore, even when the exhaust gas flows through the exhaust duct at various flow rates and temperatures and reaches the vicinity of the spray nozzle, the exhaust gas is caused by the water sprayed from each spray nozzle. In the flow direction and the circumferential direction, it is reliably cooled to a uniform and appropriate temperature, and overcooling is also reliably prevented.

加えて、冷却塔等の大型の設備を必要とせず、従来の排気ダクトに、複数の噴霧ノズルと複数のノズル用温度センサと制御部とを配設するのみの簡便な減温装置を備えた排気ダクト構造を設けるだけの合理的な構成であり、省スペース化を図ることができる。   In addition, there is no need for large equipment such as a cooling tower, and the conventional exhaust duct is equipped with a simple temperature reducing device that simply arranges a plurality of spray nozzles, a plurality of nozzle temperature sensors, and a control unit. This is a rational configuration that simply provides an exhaust duct structure, and can save space.

よって、合理的な構成で省スペース化を図りながら、噴霧された水を確実且つ効率よく蒸発させて腐食を良好に防止できる排気ダクト構造を提供することができた。   Therefore, it was possible to provide an exhaust duct structure capable of preventing the corrosion well by reliably and efficiently evaporating the sprayed water while saving space with a rational configuration.

加えて、複数のノズル用温度センサの夫々が排ガスの通流方向における複数の噴霧ノズルの夫々の直下流側に配設されているので、各噴霧ノズルから噴霧された水により冷却された排ガスの各温度を各ノズル用温度センサにより直接的に検出して、当該検出された各温度から温度分布を正確に導出して、当該温度分布に基づいて各噴霧ノズルの噴霧量を適切に調整することができる。噴霧された水により冷却された排ガスの温度は、対応する噴霧ノズルから噴霧された水の噴霧量が適切であるか否か、すなわち、噴霧量が少な過ぎて排ガスを十分に冷却できていないことや噴霧量が多過ぎて排ガスが過冷却となっていることを如実に示す指標として用いることができ、この指標を用いることで、各噴霧ノズルの噴霧量を、より適切な噴霧量に調整することができる。In addition, since each of the plurality of nozzle temperature sensors is disposed immediately downstream of each of the plurality of spray nozzles in the flow direction of the exhaust gas, the exhaust gas cooled by the water sprayed from each spray nozzle Each temperature is directly detected by each nozzle temperature sensor, the temperature distribution is accurately derived from each detected temperature, and the spray amount of each spray nozzle is appropriately adjusted based on the temperature distribution. Can do. The temperature of the exhaust gas cooled by the sprayed water is determined whether or not the spray amount of the water sprayed from the corresponding spray nozzle is appropriate, that is, the spray amount is too small to sufficiently cool the exhaust gas. It can be used as an indicator that clearly shows that the amount of spray is excessive and the exhaust gas is supercooled, and by using this indicator, the spray amount of each spray nozzle is adjusted to a more appropriate spray amount. be able to.
なお、各噴霧ノズルの直下流側とは、排ガスの通流方向に沿って各噴霧ノズルの配設箇所の下流側位置から排気ダクトの内径（直径）程度離間した位置までの範囲をいい、各噴霧ノズルから噴霧された水により冷却された排ガスの温度を適切に検出できる領域である。  In addition, the immediately downstream side of each spray nozzle refers to a range from the downstream position of the location of each spray nozzle along the exhaust gas flow direction to a position spaced about the inner diameter (diameter) of the exhaust duct. This is an area where the temperature of the exhaust gas cooled by the water sprayed from the spray nozzle can be detected appropriately.

本発明に係る排気ダクト構造の更なる特徴構成は、前記制御部が、前記複数の噴霧ノズルのうち前記温度分布において相対的に低い温度が検出された各設置箇所に対応する噴霧ノズルの噴霧量を相対的に減少させる形態で、前記複数の噴霧ノズルの各噴霧量を調整する点にある。  A further characteristic configuration of the exhaust duct structure according to the present invention is that a spray amount of a spray nozzle corresponding to each installation location where the control unit detects a relatively low temperature in the temperature distribution among the plurality of spray nozzles. It is in the point which adjusts each spraying amount of the said several spraying nozzle in the form which reduces these relatively.

上記特徴構成によれば、制御部が、複数のノズル用温度センサにより検出された各温度の周方向における温度分布において、相対的に低い温度が検出された設置箇所に対応する噴霧ノズルの噴霧量を相対的に減少させる形態で各噴霧量を調整する制御を行うので、噴霧量が多過ぎることが原因で温度が相対的に低下した可能性のある排ガスに対して、噴霧量を相対的に減少させることができる。これにより、排気ダクト内の周方向において排ガスの温度が部分的に低下し過冷却することを良好に防止でき、排ガスが部分的に酸露点以下となることを良好に防止することができる。なお、噴霧ノズルの噴霧量を相対的に減少させる際には、相対的に低い温度が検出される前の当該噴霧ノズルの噴霧量と比較して相対的に噴霧量を減少させたり、検出された温度に対応して予め設定された噴霧量となるように噴霧ノズルの噴霧量を相対的に減少させる構成としてもよい。  According to the above characteristic configuration, in the temperature distribution in the circumferential direction of each temperature detected by the plurality of nozzle temperature sensors, the control unit controls the spray amount of the spray nozzle corresponding to the installation location where the relatively low temperature is detected. Since the control is performed to adjust each spray amount in a form that relatively reduces the amount of spray, the spray amount is set relatively to the exhaust gas whose temperature may have been relatively decreased due to the excessive spray amount. Can be reduced. Thereby, it is possible to satisfactorily prevent the temperature of the exhaust gas from being partially lowered and supercooled in the circumferential direction in the exhaust duct, and to prevent the exhaust gas from being partially below the acid dew point. Note that when the spray amount of the spray nozzle is relatively decreased, the spray amount is relatively decreased or detected as compared with the spray amount of the spray nozzle before the relatively low temperature is detected. Alternatively, the spray amount of the spray nozzle may be relatively decreased so that the spray amount is set in advance corresponding to the temperature.

また、噴霧量が多過ぎることが原因で温度が相対的に低下した可能性のある排ガスに対して噴霧量を相対的に減少させるに当たり、噴霧量が少な過ぎることが原因で温度が相対的に上昇した可能性のある排ガスに対して噴霧量を相対的に増加させることができる。これにより、排気ダクト内の周方向において排ガスの温度が部分的に上昇し冷却が十分に行われないことを良好に防止でき、排ガスの温度を集塵装置での集塵処理に適した所定の温度以下で且つ酸露点を越える温度の範囲内に確実に維持することができる。なお、噴霧ノズルの噴霧量を相対的に増加させる際には、相対的に高い温度が検出される前の当該噴霧  In addition, when the spray amount is relatively decreased with respect to the exhaust gas whose temperature may have been relatively decreased due to the excessive spray amount, the temperature is relatively low because the spray amount is too small. It is possible to increase the spray amount relative to the exhaust gas that may have increased. As a result, it is possible to satisfactorily prevent the exhaust gas temperature from partially rising in the circumferential direction in the exhaust duct and not sufficiently cooling, and the exhaust gas temperature to be a predetermined value suitable for dust collection processing in the dust collector. It can be reliably maintained within a temperature range below the temperature and above the acid dew point. In addition, when relatively increasing the spray amount of the spray nozzle, the spray before the relatively high temperature is detected.
ノズルの噴霧量と比較して相対的に噴霧量を増加させたり、検出された温度に対応して予め設定された噴霧量となるように噴霧ノズルの噴霧量を相対的に増加させる構成としてもよい。It is also possible to increase the spray amount relative to the spray amount of the nozzle or to increase the spray amount of the spray nozzle relatively so as to become a preset spray amount corresponding to the detected temperature. Good.

本発明に係る排気ダクト構造の更なる特徴構成は、前記排気ダクト内において、前記排ガスの通流方向における前記複数の噴霧ノズルの上流側に、前記排ガスを前記排気ダクトの周方向に旋回させる第１旋回部を備えた点にある。  A further characteristic configuration of the exhaust duct structure according to the present invention is that the exhaust gas is swirled in the circumferential direction of the exhaust duct upstream of the plurality of spray nozzles in the exhaust gas flow direction in the exhaust duct. It is in the point provided with one turning part.

上記特徴構成によれば、排気ダクト内において複数の噴霧ノズルの上流側に設けられた第１旋回部により、排ガスが排気ダクトの周方向に旋回させられた状態で、噴霧ノズルを介して上流側から下流側に通流することとなる。これにより、排ガスの流量や温度が時間的に変化したり、配管構造等の影響により排気ダクト内で周方向における流量分布や温度分布が生じている場合でも、噴霧ノズルの上流側において第１旋回部の旋回により当該排ガスの変化や分布を低減させてから、噴霧ノズル近傍を通過させることができる。また、噴霧ノズルの下流側では、噴霧ノズルから噴霧された水が含まれる排ガスが、第１旋回部により旋回させられた状態で通流することとなり、当該水を蒸発させるための蒸発距離を増加させることができ、結果として、排気ダクト長を短くすることができる。  According to the above characteristic configuration, the exhaust gas is swirled in the circumferential direction of the exhaust duct by the first swirl unit provided on the upstream side of the plurality of spray nozzles in the exhaust duct. Will flow to the downstream side. As a result, the first swirl upstream of the spray nozzle even when the flow rate or temperature of the exhaust gas changes with time or the flow rate distribution or temperature distribution in the circumferential direction occurs in the exhaust duct due to the influence of the piping structure or the like. It is possible to pass the vicinity of the spray nozzle after reducing the change and distribution of the exhaust gas by turning the part. Further, on the downstream side of the spray nozzle, the exhaust gas containing the water sprayed from the spray nozzle flows while being swung by the first swivel unit, and the evaporation distance for evaporating the water is increased. As a result, the exhaust duct length can be shortened.
よって、複数の噴霧ノズルから噴霧する噴霧量の調整幅を小さくすることができ、より噴霧量の調整が確実且つ容易となり、また、噴霧した水を確実に蒸発させることができながら、省スペース化を図ることができる。  Therefore, the adjustment range of the spray amount sprayed from a plurality of spray nozzles can be reduced, the spray amount can be adjusted more reliably and easily, and the sprayed water can be surely evaporated while saving space. Can be achieved.

本発明に係る排気ダクト構造の更なる特徴構成は、前記排気ダクト内において、前記排ガスの通流方向における前記複数の噴霧ノズル及び前記複数のノズル用温度センサの下流側に、前記排ガスを攪拌する攪拌部を備えるとともに、前記攪拌部の下流側に、前記攪拌部の下流側の温度を検出する攪拌部用温度センサを備え、前記制御部が、前記攪拌部用温度センサにより検出された温度に基づいて、前記複数の噴霧ノズルから噴霧される各噴霧量を合算した総噴霧量を調整する点にある。  The exhaust duct structure according to the present invention is further characterized in that the exhaust gas is agitated in the exhaust duct downstream of the plurality of spray nozzles and the plurality of nozzle temperature sensors in the exhaust gas flow direction. And a stirring unit temperature sensor that detects a temperature downstream of the stirring unit on a downstream side of the stirring unit, and the control unit detects a temperature detected by the temperature sensor for the stirring unit. Based on this, the total spray amount is adjusted by adding the spray amounts sprayed from the plurality of spray nozzles.

上記特徴構成によれば、排気ダクト内において、排ガスの通流方向における複数の噴霧ノズル及び複数のノズル用温度センサの下流側に、排ガスを攪拌する攪拌部を備えるので、噴霧ノズルから噴霧された水により周方向において部分的に冷却された排ガスは、周方向で均一な温度分布となるように攪拌部にて攪拌される。これにより、噴霧ノズル及びノズル用温度センサの下流側の排ガスを、周方向で比較的温度分布の少ない状態とすることができる。  According to the above characteristic configuration, the exhaust duct is provided with the stirring unit for stirring the exhaust gas on the downstream side of the plurality of spray nozzles and the plurality of nozzle temperature sensors in the exhaust gas flow direction. The exhaust gas partially cooled in the circumferential direction by water is stirred in the stirring section so as to have a uniform temperature distribution in the circumferential direction. Thereby, the exhaust gas on the downstream side of the spray nozzle and the nozzle temperature sensor can be brought into a state in which the temperature distribution is relatively small in the circumferential direction.
一方で、制御部が、攪拌部の下流側の温度を検出する攪拌部用温度センサにより検出された温度に基づいて、複数の噴霧ノズルから噴霧される各噴霧量を合算した総噴霧量を調整するので、攪拌部により攪拌されて周方向での温度分布が少ない状態となった排ガスの温度を用いて総噴霧量を調整でき、より正確且つ必要十分な総噴霧量とすることができる。  On the other hand, based on the temperature detected by the temperature sensor for the agitation unit that detects the temperature on the downstream side of the agitation unit, the control unit adjusts the total amount of spray that is added to the amount of each atomized spray from the plurality of atomization nozzles. Therefore, the total spray amount can be adjusted by using the temperature of the exhaust gas that has been stirred by the stirring unit and has a small temperature distribution in the circumferential direction, and the total spray amount can be more accurately and necessary and sufficient.
よって、複数の噴霧ノズルの総噴霧量は、攪拌部の下流側の攪拌部用温度センサからの検出温度に基づいて調整し、各噴霧ノズルの噴霧量は、各噴霧ノズルの設置箇所の温度を検出するノズル用温度センサからの各温度から導出した温度分布に基づいて調整することができ、噴霧ノズルの下流側の排ガスの温度及び攪拌部の下流側の排ガスの温度を、集塵装置での集塵処理に適した所定の温度以下で且つ酸露点を越える温度の範囲内に確実に維持することができる。  Therefore, the total spray amount of the plurality of spray nozzles is adjusted based on the temperature detected from the temperature sensor for the agitation unit downstream of the agitation unit, and the spray amount of each spray nozzle is the temperature at the location where each spray nozzle is installed. It can be adjusted based on the temperature distribution derived from each temperature from the temperature sensor for the nozzle to be detected, and the temperature of the exhaust gas downstream of the spray nozzle and the temperature of the exhaust gas downstream of the stirring unit It can be reliably maintained within a temperature range below a predetermined temperature suitable for dust collection treatment and exceeding the acid dew point.

本発明に係る排気ダクト構造の更なる特徴構成は、前記排気ダクト内において、前記排ガスの通流方向における前記複数の噴霧ノズルの上流側に、前記排ガスを前記排気ダクトの周方向に旋回させる第１旋回部を備え、前記攪拌部が、前記第１旋回部により旋回させられた前記排ガスを、当該排ガスの旋回方向とは逆の旋回方向に回転させる第２旋回部を  A further characteristic configuration of the exhaust duct structure according to the present invention is that the exhaust gas is swirled in the circumferential direction of the exhaust duct upstream of the plurality of spray nozzles in the exhaust gas flow direction in the exhaust duct. A second swirling unit provided with one swirling unit, wherein the stirring unit rotates the exhaust gas swirled by the first swirling unit in a swirling direction opposite to a swirling direction of the exhaust gas.
備えた点にある。It is in the point prepared.

また上記目的を達成するための本発明に係る排気ダクト構造は、排ガス発生源と集塵装置との間に配設された排気ダクト内に複数の噴霧ノズルにより水を噴霧して、前記排気ダクト内を通流する排ガスの温度を低下させる減温装置を備えた排気ダクト構造であって、その特徴構成は、
前記複数の噴霧ノズルが、前記排気ダクト内において、前記排気ダクトの周方向に沿って配設され、前記排気ダクト内の温度を検出する複数のノズル用温度センサが、前記排気ダクト内において、前記排気ダクトの周方向に沿って配設され、前記複数のノズル用温度センサにより検出された各温度から前記排気ダクトの周方向における前記複数の噴霧ノズルの各設置箇所の温度分布を導出し、当該温度分布に基づいて、前記複数の噴霧ノズルの各噴霧量を調整する制御部を備え、
前記排気ダクト内において、前記排ガスの通流方向における前記複数の噴霧ノズル及び前記複数のノズル用温度センサの下流側に、前記排ガスを攪拌する攪拌部を備えるとともに、前記攪拌部の下流側に、前記攪拌部の下流側の温度を検出する攪拌部用温度センサを備え、前記制御部が、前記攪拌部用温度センサにより検出された温度に基づいて、前記複数の噴霧ノズルから噴霧される各噴霧量を合算した総噴霧量を調整し、
前記排気ダクト内において、前記排ガスの通流方向における前記複数の噴霧ノズルの上流側に、前記排ガスを前記排気ダクトの周方向に旋回させる第１旋回部を備え、前記攪拌部が、前記第１旋回部により旋回させられた前記排ガスを、当該排ガスの旋回方向とは逆の旋回方向に回転させる第２旋回部を備えた点にある。 An exhaust duct structure according to the present invention for achieving the above object is characterized in that water is sprayed by a plurality of spray nozzles into an exhaust duct disposed between an exhaust gas generation source and a dust collector, and the exhaust duct An exhaust duct structure provided with a temperature reducing device for reducing the temperature of exhaust gas flowing through the interior,
The plurality of spray nozzles are disposed along the circumferential direction of the exhaust duct in the exhaust duct, and a plurality of nozzle temperature sensors for detecting the temperature in the exhaust duct are disposed in the exhaust duct. A temperature distribution of each installation location of the plurality of spray nozzles in the circumferential direction of the exhaust duct is derived from each temperature arranged along the circumferential direction of the exhaust duct and detected by the plurality of nozzle temperature sensors, and A control unit that adjusts each spray amount of the plurality of spray nozzles based on a temperature distribution,
In the exhaust duct, provided with a stirring unit for stirring the exhaust gas on the downstream side of the plurality of spray nozzles and the plurality of nozzle temperature sensors in the flow direction of the exhaust gas, and on the downstream side of the stirring unit, Each of the sprays sprayed from the plurality of spray nozzles based on the temperature detected by the temperature sensor for the agitation unit is provided with a temperature sensor for the agitation unit that detects a temperature downstream of the agitation unit. Adjust the total spray amount by adding the amount,
In the exhaust duct, a first swirling unit that swirls the exhaust gas in the circumferential direction of the exhaust duct is provided upstream of the plurality of spray nozzles in the exhaust gas flow direction, and the stirring unit includes the first The exhaust gas swirled by the swirl unit is provided with a second swirl unit that rotates the exhaust gas in a swirl direction opposite to the swirl direction of the exhaust gas.

上記特徴構成によれば、排気ダクト内において複数の噴霧ノズルの上流側に設けられた第１旋回部により、排ガスが排気ダクトの周方向に旋回させられた状態で、噴霧ノズルを介して上流側から下流側に通流することとなる。これにより、排ガスの流量や温度が時間的に変化したり、配管構造等の影響により排気ダクト内で周方向における流量分布や温度分布が生じている場合でも、噴霧ノズルの上流側において第１旋回羽根による旋回により当該排ガスの変化や分布を低減させてから、噴霧ノズル近傍を通過させることができる。また、噴霧ノズルの下流側では、噴霧ノズルから噴霧された水が含まれる排ガスが、第１旋回羽根により旋回させられた状態で通流することとなり、当該水を蒸発させるための蒸発距離を増加させることができる。
また、攪拌部が、第１旋回部により旋回させられた排ガスを、当該排ガスの旋回方向とは逆の旋回方向に回転させる第２旋回部を備えるので、仮に、第２旋回部に流入する前の排ガスに周方向の温度分布が形成されている場合でも、第２旋回部により第１旋回部の旋回方向とは逆の旋回方向に旋回させて拡散させ、温度分布を良好に混合して、第２旋回部の下流側を周方向に温度分布のより少ない状態とすることができる。これにより、より排ガスの温度を正確に反映した第２旋回部の下流側の温度を攪拌部用温度センサで検出することができ、当該温度に基づいてより正確且つ必要十分な総噴霧量の調整を行うことができる。 According to the above characteristic configuration, the exhaust gas is swirled in the circumferential direction of the exhaust duct by the first swirl unit provided on the upstream side of the plurality of spray nozzles in the exhaust duct. Will flow to the downstream side. As a result, the first swirl upstream of the spray nozzle even when the flow rate or temperature of the exhaust gas changes with time or the flow rate distribution or temperature distribution in the circumferential direction occurs in the exhaust duct due to the influence of the piping structure or the like. It is possible to pass the vicinity of the spray nozzle after reducing the change and distribution of the exhaust gas by swirling with the blades. Further, on the downstream side of the spray nozzle, the exhaust gas containing the water sprayed from the spray nozzle flows in a state of being swirled by the first swirl blade, and the evaporation distance for evaporating the water is increased. Can be made.
In addition, since the agitation unit includes the second swirl unit that rotates the exhaust gas swirled by the first swirl unit in a swirl direction opposite to the swirl direction of the exhaust gas, temporarily before flowing into the second swirl unit Even when the temperature distribution in the circumferential direction is formed in the exhaust gas, the second swirl unit is swirled in the swirl direction opposite to the swirl direction of the first swirl unit and diffused, and the temperature distribution is mixed well, The downstream side of the second swivel portion can be set to a state where the temperature distribution is less in the circumferential direction. As a result, the temperature on the downstream side of the second swivel part that more accurately reflects the temperature of the exhaust gas can be detected by the temperature sensor for the stirring part, and the total spray amount can be adjusted more accurately and necessary based on the temperature. It can be performed.

本発明に係る排気ダクト構造の更なる特徴構成は、前記排気ダクトが、主として水平方向に沿う横向き排気ダクトで構成される点にある。   A further characteristic configuration of the exhaust duct structure according to the present invention is that the exhaust duct is mainly composed of a laterally oriented exhaust duct along a horizontal direction.

上記特徴構成によれば、排気ダクトが、主として水平方向に沿う横向き排気ダクトで構成されるので、主として鉛直方向に沿う縦向き排気ダクトで構成される排気ダクト構造と比較して、土台となる基礎部分を簡素化することができるとともに、減温装置を備えた排気ダクト構造を設けた場合でも当該減温装置の上流側のレイアウトを変更する必要がないため、構成の簡素化及び設置コストの低減を図ることができる。   According to the above-described characteristic configuration, the exhaust duct is mainly composed of a horizontal exhaust duct along the horizontal direction, so that it becomes a foundation as a foundation compared with an exhaust duct structure composed mainly of a vertical exhaust duct along the vertical direction. The part can be simplified, and even when an exhaust duct structure equipped with a temperature reducing device is provided, there is no need to change the layout on the upstream side of the temperature reducing device, so the structure is simplified and the installation cost is reduced. Can be achieved.

本発明に係る減温装置を備えた排気ダクト構造を示す概略全体断面図Schematic whole sectional view showing an exhaust duct structure provided with a temperature reducing device according to the present invention 図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図II-II direction arrow view of FIG. （ａ）実施例に係る排気ダクト構造の温度分布を示すシミュレーション図、（ｂ）比較例に係る排気ダクト構造の温度分布を示すシミュレーション図(A) Simulation diagram showing temperature distribution of exhaust duct structure according to example, (b) Simulation diagram showing temperature distribution of exhaust duct structure according to comparative example （ａ）実施例に係る排気ダクトの出口の温度分布を示すシミュレーション図、（ｂ）比較例に係る排気ダクトの出口の温度分布を示すシミュレーション図(A) Simulation diagram showing temperature distribution at outlet of exhaust duct according to example, (b) Simulation diagram showing temperature distribution at outlet of exhaust duct according to comparative example

本発明に係る減温装置を備えた排気ダクト構造について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、製鋼プラントのコークス炉１（排ガス発生源の一例）とバグフィルタ式集塵装置２（集塵装置の一例）との間には、コークス炉１から発生した高温の排ガスＧが通流する排気ダクト３が接続されている。この排気ダクト３には、排気ダクト３内に複数の噴霧ノズル４により水Ｗを噴霧して、排気ダクト３内を通流する排ガスＧの温度を低下させる減温装置５を備えた排気ダクトユニットＸ（排気ダクト構造の一例）が設けられている。 An exhaust duct structure provided with a temperature reducing device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, high-temperature exhaust gas generated from the coke oven 1 is disposed between a coke oven 1 (an example of an exhaust gas generation source) and a bag filter dust collector 2 (an example of a dust collector) of a steelmaking plant. An exhaust duct 3 through which G flows is connected. The exhaust duct 3 includes an exhaust duct unit including a temperature reducing device 5 that sprays water W into the exhaust duct 3 by a plurality of spray nozzles 4 to reduce the temperature of the exhaust gas G flowing through the exhaust duct 3. X (an example of an exhaust duct structure) is provided.

コークス炉１は、高温（例えば、２５０〜７００℃程度）で、少なくとも硫黄分（ＳＯXやＳＯ3）及び塵埃を含んだ排ガスＧを排出し、当該排ガスＧは、排気ダクト３を介してバグフィルタ式集塵装置２に供給される。また、このコークス炉１から排気ダクト３に供給される排ガスＧは、通常、その流量や温度が時間的に変化したり、配管構造等の影響により排気ダクト３内で排気ダクト３の周方向における流量分布や温度分布が大きくなる傾向にある。 The coke oven 1 discharges exhaust gas G containing at least sulfur (SO X or SO 3 ) and dust at a high temperature (for example, about 250 to 700 ° C.), and the exhaust gas G is bugged via the exhaust duct 3. It is supplied to the filter type dust collector 2. Further, the exhaust gas G supplied from the coke oven 1 to the exhaust duct 3 usually has a flow rate or temperature that changes with time, or in the exhaust duct 3 in the circumferential direction of the exhaust duct 3 due to the influence of the piping structure or the like. The flow distribution and temperature distribution tend to increase.

バグフィルタ式集塵装置２は、排気ダクト３において適宜処理された排ガスＧを導入し、その排ガスＧ中の塵埃を、ケーシング（図示せず）内に設けられた不織布等からなる袋状のバグフィルタ（図示せず）により集塵して、塵埃を取り除いた状態の排ガスＧを排出するように構成されている。なお、バグフィルタ式集塵装置２から排出された排ガスＧは、その後、煙突（図示せず）から外部空間に排出される。   The bag filter type dust collector 2 introduces the exhaust gas G appropriately treated in the exhaust duct 3, and removes dust in the exhaust gas G from a bag-like bug made of a nonwoven fabric or the like provided in a casing (not shown). Dust is collected by a filter (not shown), and exhaust gas G in a state where dust is removed is discharged. The exhaust gas G discharged from the bag filter type dust collector 2 is then discharged from a chimney (not shown) to the external space.

排気ダクト３は、中空円筒状の金属管で構成され、コークス炉１の排気側及びバグフィルタ式集塵装置２の吸気側に接続されている。
本実施形態では、排気ダクト３は、主として水平方向（地面）に沿う横向き排気ダクトで構成されている。従って、主として鉛直方向に沿う縦向き排気ダクトで構成される排気ダクト構造と比較して、土台となる基礎部分を簡素化することができるとともに、減温装置５を備えた排気ダクトユニットＸを設けた場合でも当該減温装置５の上流側のレイアウトを変更する必要がないため、構成の簡素化及び設置コストの低減を図ることが可能となっている。なお、図示しないが、排気ダクト３は、コークス炉１からバグフィルタ式集塵装置２に至るまでに、適宜箇所で必要に応じて屈曲した状態で配置されている。 The exhaust duct 3 is composed of a hollow cylindrical metal pipe, and is connected to the exhaust side of the coke oven 1 and the intake side of the bag filter type dust collector 2.
In the present embodiment, the exhaust duct 3 is configured by a lateral exhaust duct mainly along the horizontal direction (ground). Therefore, as compared with an exhaust duct structure mainly composed of a longitudinal exhaust duct along the vertical direction, the foundation portion serving as a base can be simplified, and an exhaust duct unit X including a temperature reducing device 5 is provided. In this case, since it is not necessary to change the layout on the upstream side of the temperature reducing device 5, it is possible to simplify the configuration and reduce the installation cost. In addition, although not shown in figure, the exhaust duct 3 is arrange | positioned in the bent state as needed from the coke oven 1 to the bag filter type dust collector 2 as needed.

コークス炉１とバグフィルタ式集塵装置２との間の排気ダクト３には、排気ダクト３内を通流する排ガスＧを、バグフィルタ式集塵装置２において集塵処理するのに適した温度（例えば、２００℃以下程度）にまで適切に冷却する減温装置５を備えた排気ダクトユニットＸが、複数のボルト６・ナット７等の締結手段により脱着自在にフランジ接合されている。   The exhaust duct 3 between the coke oven 1 and the bag filter type dust collector 2 has a temperature suitable for collecting the exhaust gas G flowing through the exhaust duct 3 in the bag filter type dust collector 2. An exhaust duct unit X including a temperature reducing device 5 that appropriately cools (for example, about 200 ° C. or less) is detachably flange-joined by fastening means such as a plurality of bolts 6 and nuts 7.

排気ダクトユニットＸは、中空円筒状の金属管で構成され、内径及び外径が排気ダクト３と略同様となるように形成されており、排気ダクトユニットＸの両端には、排気ダクト３に形成された一対の連結フランジ（図示せず）に対してボルト６・ナット７によりフランジ接合される連結フランジ（図示せず）がそれぞれ形成されている。なお、排気ダクトユニットＸを構成する金属管は、上記排気ダクト３の金属管と同様の構成であるので、以下では、これらを区別せずに排気ダクト３の一部を構成するものとして説明する。   The exhaust duct unit X is formed of a hollow cylindrical metal tube, and is formed so that the inner diameter and the outer diameter are substantially the same as those of the exhaust duct 3. The exhaust duct unit X is formed at both ends of the exhaust duct 3. Connection flanges (not shown) are formed by flanges 6 and nuts 7 to the paired connection flanges (not shown). In addition, since the metal pipe which comprises the exhaust duct unit X is the structure similar to the metal pipe of the said exhaust duct 3, below, it demonstrates as what comprises a part of exhaust duct 3 without distinguishing these. .

排気ダクトユニットＸは、減温装置５を備え、この減温装置５は、各機器の作動を制御する制御部８を備えるとともに、排ガスＧの通流方向において上流側から下流側に向かう順に、第１旋回羽根９（第１旋回部の一例）と、複数の噴霧ノズル４と、複数のノズル用温度センサ１０と、第２旋回羽根１１（攪拌部及び第２旋回部の一例）と、第３旋回羽根１２（第３旋回部の一例）と、攪拌部用温度センサ１３とを備えている。   The exhaust duct unit X includes a temperature reducing device 5, and the temperature reducing device 5 includes a control unit 8 that controls the operation of each device, and in order from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the exhaust gas G, A first swirl vane 9 (an example of a first swirl unit), a plurality of spray nozzles 4, a plurality of nozzle temperature sensors 10, a second swirl vane 11 (an example of a stirring unit and a second swirl unit), a first Three swirl vanes 12 (an example of a third swirl unit) and a stirring unit temperature sensor 13 are provided.

第１旋回羽根９は、排気ダクト３内において、排ガスＧの通流方向において最も上流側（コークス炉１側）に配設されている。第１旋回羽根９は、長方形状からなる一対の板部材からなり、排ガスＧの通流方向に対して相互に逆方向に４５度ずつ傾斜した傾斜状態で、排気ダクト３の内壁面側の両短辺部分が溶接等により当該内壁面に夫々固着されるとともに、相互に対向して当接する両端辺部分同士が溶接等により固着された固定羽根として構成されている。これにより、排ガスＧが第１旋回羽根９の配設された部位を通流することにより、排ガスＧの通流方向視（図２方向視）で時計回りに旋回するように構成されている。
従って、排ガスＧの流量や温度が時間的に変化したり、配管構造等の影響により排気ダクト３内で周方向における流量分布や温度分布が生じている場合でも、噴霧ノズル４の上流側において第１旋回羽根９による旋回により当該排ガスＧの変化や分布を低減させてから、噴霧ノズル４近傍を通過させることができる。また、噴霧ノズル４の下流側では、噴霧ノズル４から噴霧された水Ｗが含まれる排ガスＧが、第１旋回羽根９により旋回させられた状態で通流することとなり、当該水Ｗを蒸発させるための蒸発距離を増加させることができる。 The first swirl blade 9 is disposed in the exhaust duct 3 on the most upstream side (coke oven 1 side) in the flow direction of the exhaust gas G. The first swirl vanes 9 are composed of a pair of rectangular plate members, and are inclined at 45 degrees in opposite directions with respect to the flow direction of the exhaust gas G. The short side portion is fixed to the inner wall surface by welding or the like, and the both end side portions that face each other and come into contact with each other are fixed blades fixed by welding or the like. As a result, the exhaust gas G flows through the portion where the first swirl vanes 9 are disposed, and thus the exhaust gas G is configured to rotate clockwise as viewed in the flow direction of the exhaust gas G (as viewed in FIG. 2).
Therefore, even when the flow rate or temperature of the exhaust gas G changes with time or the flow rate distribution or temperature distribution in the circumferential direction is generated in the exhaust duct 3 due to the influence of the piping structure or the like, It is possible to pass the vicinity of the spray nozzle 4 after reducing the change and distribution of the exhaust gas G by the turning by the one turning blade 9. Further, on the downstream side of the spray nozzle 4, the exhaust gas G containing the water W sprayed from the spray nozzle 4 flows while being swirled by the first swirl blade 9, and the water W is evaporated. The evaporation distance can be increased.

噴霧ノズル４は、排気ダクト３内において、排ガスＧの通流方向において第１旋回羽根９の下流側に配設されている。噴霧ノズル４は、排気ダクト３の周方向において等間隔（４５度間隔）に複数本（本実施形態では、８本）配設されている。噴霧ノズル４の先端部は、排気ダクト３の内壁面から中心に向かって当該排気ダクト３の内径の４分の１程度入り込んだ位置で固定され、先端部には、下流側に開口し当該下流側に水Ｗを噴霧可能な噴霧口４ａが形成されている。   The spray nozzle 4 is disposed in the exhaust duct 3 on the downstream side of the first swirl blade 9 in the flow direction of the exhaust gas G. A plurality of spray nozzles 4 (eight in the present embodiment) are arranged at equal intervals (45 ° intervals) in the circumferential direction of the exhaust duct 3. The tip of the spray nozzle 4 is fixed at a position where it enters about a quarter of the inner diameter of the exhaust duct 3 from the inner wall surface of the exhaust duct 3 toward the center. A spray port 4a capable of spraying water W is formed on the side.

また、噴霧ノズル４には、水供給管４Ａ（本実施形態では、８本）が夫々接続され、水供給管４Ａに配設された流量調整弁４Ｂ（本実施形態では、８個）により各噴霧ノズル４に供給する水Ｗの流量を各別に調整可能に構成されている。また、水供給管４Ａは、流量調整弁４Ｂよりも上流側で１本に集約されて水ポンプ等の水供給源４Ｃに接続され、水供給管４Ａの当該集約された部分に配設された全体流量調整弁４Ｄにより水供給源４Ｃから供給される水の全体流量を調整可能に構成されている。なお、各流量調整弁４Ｂ及び全体流量調整弁４Ｄには、夫々に対応する内蔵型或いは別体の流量計（図示せず）が配設され、各流量調整弁４Ｂ及び全体流量調整弁４Ｄを通流する水の流量を監視可能に構成されている。
なお、制御部８により、各流量調整弁４Ｂ及び全体流量調整弁４Ｄの開閉及び開度調整等の作動が制御される。 The spray nozzle 4 is connected with water supply pipes 4A (eight in the present embodiment), and each is controlled by a flow rate adjusting valve 4B (eight in the present embodiment) disposed in the water supply pipe 4A. The flow rate of water W supplied to the spray nozzle 4 is configured to be adjustable separately. Further, the water supply pipe 4A is integrated into one on the upstream side of the flow rate adjustment valve 4B and connected to a water supply source 4C such as a water pump, and is disposed in the aggregated portion of the water supply pipe 4A. The total flow rate adjustment valve 4D is configured to be able to adjust the total flow rate of water supplied from the water supply source 4C. Each flow rate adjustment valve 4B and the overall flow rate adjustment valve 4D are provided with built-in type or separate flow meters (not shown) corresponding to the respective flow rate adjustment valves 4B and the overall flow rate adjustment valve 4D. It is configured to be able to monitor the flow rate of flowing water.
The controller 8 controls operations such as opening / closing and opening adjustment of each flow rate adjustment valve 4B and the overall flow rate adjustment valve 4D.

ノズル用温度センサ１０は、公知の温度センサにより構成され、排気ダクト３内において、排ガスＧの通流方向において噴霧ノズル４の直下流側（本実施形態では、噴霧ノズル４の配設箇所の下流側位置から排気ダクト３の内径（直径）の２分の１程度離間した位置）に配設されている。なお、各噴霧ノズル４の直下流側とは、排ガスＧの通流方向に沿って各噴霧ノズル４の配設箇所の下流側位置から排気ダクト３の内径（直径）程度離間した位置までの範囲をいい、各噴霧ノズル４から噴霧された水Ｗにより冷却された排ガスＧの温度を適切に検出できる範囲である。
従って、各噴霧ノズル４から噴霧された水Ｗにより冷却された排ガスＧの各温度を各ノズル用温度センサ１０により直接的に検出して、当該検出された各温度から温度分布を正確に導出して、当該温度分布に基づいて各噴霧ノズル４の噴霧量を適切に調整することができる。噴霧された水Ｗにより冷却された排ガスＧの温度は、対応する噴霧ノズル４から噴霧された水Ｗの噴霧量が適切であるか否か、すなわち、噴霧量が少な過ぎて排ガスＧを十分に冷却できていないことや噴霧量が多過ぎて排ガスＧが過冷却となっていることを如実に示す指標として用いることができ、この指標を用いることで、各噴霧ノズル４の噴霧量を、より適切な噴霧量に調整することができる。 The nozzle temperature sensor 10 is configured by a known temperature sensor, and in the exhaust duct 3, immediately downstream of the spray nozzle 4 in the flow direction of the exhaust gas G (in this embodiment, downstream of the location where the spray nozzle 4 is disposed). (A position spaced from the side position by about one half of the inner diameter (diameter) of the exhaust duct 3). It should be noted that the immediately downstream side of each spray nozzle 4 is a range from the downstream position of the location where each spray nozzle 4 is disposed along the flow direction of the exhaust gas G to a position spaced about the inner diameter (diameter) of the exhaust duct 3. This is a range in which the temperature of the exhaust gas G cooled by the water W sprayed from each spray nozzle 4 can be detected appropriately.
Therefore, each temperature of the exhaust gas G cooled by the water W sprayed from each spray nozzle 4 is directly detected by each nozzle temperature sensor 10, and the temperature distribution is accurately derived from each detected temperature. Thus, the spray amount of each spray nozzle 4 can be appropriately adjusted based on the temperature distribution. The temperature of the exhaust gas G cooled by the sprayed water W is determined whether or not the spray amount of the water W sprayed from the corresponding spray nozzle 4 is appropriate, that is, the spray amount is too small and the exhaust gas G is sufficiently discharged. It can be used as an indicator that clearly shows that the exhaust gas G is supercooled because the amount of spray is not too much or the amount of spray is excessively cooled. By using this indicator, the spray amount of each spray nozzle 4 can be further increased. It can be adjusted to an appropriate spray amount.

また、ノズル用温度センサ１０は、周方向において隣接する噴霧ノズル４と位相ずれ（本実施形態では、４５度位相ずれ）するように、排気ダクト３の周方向において等間隔（本実施形態では、９０度間隔）に複数本（本実施形態では、４本）配設されている。ノズル用温度センサ１０の先端部は、排気ダクト３の内壁面から中心に向かって当該排気ダクト３の内径の８分の１程度入り込んだ位置で固定され、先端部には、測温部（図示せず）が配設されている。   The nozzle temperature sensor 10 is equally spaced in the circumferential direction of the exhaust duct 3 (in this embodiment, so as to be out of phase with the spray nozzle 4 adjacent in the circumferential direction (in this embodiment, 45 degrees out of phase). A plurality (four in this embodiment) are arranged at intervals of 90 degrees. The tip of the nozzle temperature sensor 10 is fixed at a position where it enters about 1/8 of the inner diameter of the exhaust duct 3 from the inner wall surface of the exhaust duct 3 toward the center. (Not shown) is provided.

ノズル用温度センサ１０は、排気ダクト３内において、隣接する噴霧ノズル４の直下流側を通流する排ガスＧの温度を所定時間ごとに検出可能に構成され、検出した各温度を各噴霧ノズル４と対応付けて、所定時間ごとに制御部８に送信するように構成されている。   The nozzle temperature sensor 10 is configured to be able to detect the temperature of the exhaust gas G flowing immediately downstream of the adjacent spray nozzle 4 in the exhaust duct 3 at predetermined time intervals, and detect each detected temperature at each spray nozzle 4. In association with each other, and is transmitted to the control unit 8 every predetermined time.

第２旋回羽根１１は、排気ダクト３内において、排ガスＧの通流方向において噴霧ノズル４及びノズル用温度センサ１０の下流側に配設されている。第２旋回羽根１１は、上記第１旋回羽根９と同様の構成であるが、排ガスＧの通流方向に対して相互に逆方向に４５度ずつ傾斜した傾斜状態が、第１旋回羽根９とは逆となっている点で相違し、排ガスＧが第２旋回羽根１１を通流することにより、排ガスＧの通流方向視（図２方向視）で反時計回りに旋回するように構成されている。
従って、仮に、第２旋回羽根１１に流入する前の排ガスＧに周方向の温度分布が形成されている場合でも、第２旋回羽根１１により第１旋回羽根９の旋回方向とは逆の旋回方向に旋回させて拡散させ、温度分布を良好に混合して、第２旋回羽根１１の下流側を周方向に温度分布のより少ない状態とすることができる。 The second swirl vane 11 is disposed in the exhaust duct 3 on the downstream side of the spray nozzle 4 and the nozzle temperature sensor 10 in the flow direction of the exhaust gas G. The second swirl vane 11 has the same configuration as the first swirl vane 9, but the inclined state in which the second swirl vane is inclined 45 degrees in the opposite direction with respect to the flow direction of the exhaust gas G is different from the first swirl vane 9. Is different in that the exhaust gas G flows through the second swirl vane 11 so that the exhaust gas G swirls counterclockwise as viewed in the flow direction of the exhaust gas G (as viewed in FIG. 2). ing.
Therefore, even if a temperature distribution in the circumferential direction is formed in the exhaust gas G before flowing into the second swirl vane 11, the swirl direction opposite to the swirl direction of the first swirl vane 9 is caused by the second swirl vane 11. Swirling and diffusing, the temperature distribution can be mixed well, and the downstream side of the second swirl vane 11 can be brought into a state of less temperature distribution in the circumferential direction.

第３旋回羽根１２は、排気ダクト３内において、排ガスＧの通流方向において第２旋回羽根１１の下流側に配設されている。第３旋回羽根１２は、上記第１旋回羽根９と同様の構成である。
従って、仮に、第３旋回羽根１２に流入する前の排ガスＧに周方向の温度分布が形成されている場合でも、第３旋回羽根１２により第２旋回羽根１１の旋回方向とは逆の旋回方向に旋回させて拡散させ、温度分布を良好に混合して、第３旋回羽根１２の下流側を周方向に温度分布のより少ない状態とすることができる。これにより、より排ガスＧの温度を正確に反映した第３旋回羽根１２の下流側の温度を攪拌部用温度センサ１３で検出することができ、当該温度に基づいてより正確且つ必要十分な総噴霧量の調整を行うことができる。 The third swirl vane 12 is disposed downstream of the second swirl vane 11 in the exhaust duct 3 in the flow direction of the exhaust gas G. The third swirl vane 12 has the same configuration as the first swirl vane 9.
Therefore, even if a temperature distribution in the circumferential direction is formed in the exhaust gas G before flowing into the third swirl vane 12, the swirl direction opposite to the swirl direction of the second swirl vane 11 by the third swirl vane 12. And the temperature distribution is mixed well, and the downstream side of the third swirl vane 12 can be brought into a state where the temperature distribution is less in the circumferential direction. As a result, the temperature on the downstream side of the third swirl vane 12 that accurately reflects the temperature of the exhaust gas G can be detected by the temperature sensor 13 for the stirring unit, and the total spray more accurately and necessary and sufficient based on the temperature. The amount can be adjusted.

攪拌部用温度センサ１３は、公知の温度センサにより構成され、排気ダクト３内において、排ガスＧの通流方向において第３旋回羽根１２の下流側に配設されている（本実施形態では、１本）。攪拌部用温度センサ１３の先端部は、排気ダクト３の内壁面から中心に向かって当該排気ダクト３の内径の８分の１程度入り込んだ位置で固定され、先端部には、測温部（図示せず）が配設されている。   The stirring unit temperature sensor 13 is configured by a known temperature sensor, and is disposed in the exhaust duct 3 on the downstream side of the third swirl vane 12 in the flow direction of the exhaust gas G (in this embodiment, 1 Book). The tip of the temperature sensor 13 for the agitation unit is fixed at a position where about one-eighth of the inner diameter of the exhaust duct 3 enters from the inner wall surface of the exhaust duct 3 toward the center. (Not shown) is provided.

攪拌部用温度センサ１３は、第３旋回羽根１２により攪拌された排ガスＧの温度を所定時間ごとに検出可能に構成され、検出した温度を所定時間ごとに制御部８に送信するように構成されている。   The stirring unit temperature sensor 13 is configured to be able to detect the temperature of the exhaust gas G stirred by the third swirl vane 12 every predetermined time, and is configured to transmit the detected temperature to the control unit 8 every predetermined time. ing.

制御部８は、中央演算処理部や記憶部等（図示せず）を備えた公知の情報処理手段により構成され、詳細は後述するが、減温装置５の各機器である全体流量調整弁４Ｄや流量調整弁４Ｂ等の作動を制御することができる。   The control unit 8 is configured by known information processing means including a central processing unit, a storage unit, and the like (not shown). Although details will be described later, an overall flow rate adjustment valve 4D that is each device of the temperature reducing device 5 is used. And the operation of the flow rate adjusting valve 4B and the like can be controlled.

上記のように構成された減温装置５を備えた排気ダクトユニットＸを、コークス炉１とバグフィルタ式集塵装置２との間の排気ダクト３に配設して、排気ダクト３内を通流する排ガスＧの温度を低下させる際の制御部８の動作について説明する。   The exhaust duct unit X including the temperature reducing device 5 configured as described above is disposed in the exhaust duct 3 between the coke oven 1 and the bag filter type dust collector 2, and passes through the exhaust duct 3. Operation | movement of the control part 8 at the time of reducing the temperature of the waste gas G to flow is demonstrated.

排気ダクト３と排気ダクトユニットＸとがボルト６・ナット７にてフランジ接合された状態で、コークス炉１から排気ダクト３（排気ダクトユニットＸ）を介してバグフィルタ式集塵装置２へ、高温の排ガスＧの通流を開始させる。
この際、制御部８は、全体流量調整弁４Ｄに所定の開度とする開度情報を送信するとともに、複数の流量調整弁４Ｂの夫々に所定の開度とする開度情報を送信して、複数の噴霧ノズル４の夫々から同一噴霧量の水を噴霧させ、排ガスＧを冷却する。 With the exhaust duct 3 and the exhaust duct unit X being flange-joined with bolts 6 and nuts 7, the coke oven 1 is heated to the bag filter type dust collector 2 through the exhaust duct 3 (exhaust duct unit X). The exhaust gas G is started to flow.
At this time, the control unit 8 transmits opening information for a predetermined opening to the overall flow rate adjustment valve 4D, and transmits opening information for a predetermined opening to each of the plurality of flow rate adjustment valves 4B. The same amount of water is sprayed from each of the plurality of spray nozzles 4 to cool the exhaust gas G.

続いて、制御部８は、攪拌部用温度センサ１３により検出された温度の情報を所定の時間間隔で受信して、当該受信した温度に基づいて複数の噴霧ノズル４から噴霧される各噴霧量を合算した総噴霧量を調整するための開度情報を導出し、当該開度情報を全体流量調整弁４Ｄに送信して全体流量調整弁４Ｄの開度を調整する制御を行う。なお、攪拌部用温度センサ１３により検出される排ガスＧの温度は、第２旋回羽根１１及び第３旋回羽根１２により攪拌されて周方向での温度分布が少ない状態となった温度であるので、より正確且つ必要十分な総噴霧量とすることができるように構成されている。   Subsequently, the control unit 8 receives information on the temperature detected by the stirring unit temperature sensor 13 at predetermined time intervals, and each spray amount sprayed from the plurality of spray nozzles 4 based on the received temperature. Degree of opening information for adjusting the total spray amount obtained by summing up the above is derived, and the opening degree information is transmitted to the overall flow rate adjustment valve 4D to control the degree of opening of the overall flow rate adjustment valve 4D. The temperature of the exhaust gas G detected by the stirring unit temperature sensor 13 is a temperature at which the temperature distribution in the circumferential direction is reduced by being stirred by the second swirl blade 11 and the third swirl blade 12. The total spray amount is more accurate and necessary and sufficient.

この開度情報は、例えば、攪拌部用温度センサ１３により検出された温度が、所定の目標温度（例えば、１９０℃±１０℃程度）となっている場合には全体流量調整弁４Ｄの開度を維持する情報となり、一方で、所定の目標温度よりも低い場合は全体流量調整弁４Ｄを通過する水Ｗの流量が所定量だけ少なくなるように開度を所定量だけ減少させる情報となり、他方で、所定の目標温度よりも高い場合は全体流量調整弁４Ｄを通過する水Ｗの流量が所定量だけ多くなるように所定量だけ開度を増加させる情報となる。   For example, when the temperature detected by the stirring unit temperature sensor 13 is a predetermined target temperature (for example, about 190 ° C. ± 10 ° C.), the opening degree information is the opening degree of the entire flow rate adjustment valve 4D. On the other hand, when the temperature is lower than the predetermined target temperature, the opening degree is decreased by a predetermined amount so that the flow rate of the water W passing through the overall flow rate adjustment valve 4D is decreased by a predetermined amount. Thus, when the temperature is higher than the predetermined target temperature, the opening degree is increased by a predetermined amount so that the flow rate of the water W passing through the entire flow rate adjusting valve 4D is increased by a predetermined amount.

これと同時に、制御部８は、各ノズル用温度センサ１０により検出された各温度の情報を所定の時間間隔で受信して、当該受信した各温度から排気ダクト３の周方向における複数の噴霧ノズル４の各設置箇所の温度分布を導出する。さらに、制御部８は、当該温度分布に基づいて複数の噴霧ノズル４の各噴霧量を調整するための開度情報を導出し、当該開度情報を各流量調整弁４Ｂに個別に送信して各流量調整弁４Ｂの開度を調整する制御を行う。この場合、配管構造等の影響により排気ダクト３内で周方向における流量分布や温度分布が生じている場合でも、それら流量や温度の分布を周方向における排ガスＧの温度分布として導出し、各噴霧ノズル４から必要十分な量の水を噴霧することができる。また、排気ダクト３内を通流する排ガスＧの流量や温度が時間的に変化する場合でも、それら流量や温度の変化を周方向における排ガスＧの温度分布の時間的変化として導出し、各噴霧ノズル４から適時必要十分な量の水Ｗを噴霧することができる。   At the same time, the control unit 8 receives information on each temperature detected by each nozzle temperature sensor 10 at predetermined time intervals, and a plurality of spray nozzles in the circumferential direction of the exhaust duct 3 from each received temperature. The temperature distribution of each installation location of 4 is derived. Further, the control unit 8 derives opening degree information for adjusting each spray amount of the plurality of spray nozzles 4 based on the temperature distribution, and individually transmits the opening degree information to each flow rate adjusting valve 4B. Control which adjusts the opening degree of each flow regulating valve 4B is performed. In this case, even if a flow rate distribution or a temperature distribution in the circumferential direction is generated in the exhaust duct 3 due to the influence of the piping structure or the like, the distribution of the flow rate or temperature is derived as a temperature distribution of the exhaust gas G in the circumferential direction. A necessary and sufficient amount of water can be sprayed from the nozzle 4. Further, even when the flow rate and temperature of the exhaust gas G flowing through the exhaust duct 3 change with time, changes in the flow rate and temperature are derived as temporal changes in the temperature distribution of the exhaust gas G in the circumferential direction. A necessary and sufficient amount of water W can be sprayed from the nozzle 4 in a timely manner.

この開度情報は、例えば、ノズル用温度センサ１０により検出された温度が、所定の目標温度（例えば、１５０〜２００℃程度）となっている場合には流量調整弁４ｂの開度を維持する情報となり、一方で、所定の目標温度（例えば、１５０℃程度よりも低い温度、特に酸露点の温度）よりも低い場合は流量調整弁４Ｂを通過する水Ｗの流量が所定量だけ少なくなるように開度を所定量だけ減少させる情報となり、他方で、所定の目標温度（例えば、２００℃程度）よりも高い場合は流量調整弁４Ｂを通過する水Ｗの流量が所定量だけ多くなるように所定量だけ開度を増加させる情報となる。なお、この開度情報は、各噴霧ノズル４に対応する各流量調整弁４Ｂに対して各別に導出され送信されるが、上述の通り、実際には、水供給管４Ａを通流して複数の噴霧ノズル４から噴霧される各噴霧量を合算した総噴霧量は全体流量制御弁４Ｄにより制御されるため、当該開度情報は、当該総噴霧量を各噴霧ノズル４に振り分ける割合を定義する情報となる。   For example, when the temperature detected by the nozzle temperature sensor 10 is a predetermined target temperature (for example, about 150 to 200 ° C.), the opening degree information maintains the opening degree of the flow rate adjustment valve 4b. On the other hand, when the temperature is lower than a predetermined target temperature (for example, a temperature lower than about 150 ° C., particularly an acid dew point), the flow rate of the water W passing through the flow rate adjustment valve 4B is decreased by a predetermined amount. When the temperature is higher than a predetermined target temperature (for example, about 200 ° C.), the flow rate of the water W passing through the flow rate adjustment valve 4B is increased by a predetermined amount. This is information for increasing the opening by a predetermined amount. In addition, although this opening degree information is derived | led-out separately and transmitted with respect to each flow regulating valve 4B corresponding to each spray nozzle 4, as above-mentioned, it actually flows through 4 A of water supply pipe | tubes, and it is several. Since the total spray amount obtained by adding the spray amounts sprayed from the spray nozzle 4 is controlled by the overall flow rate control valve 4D, the opening degree information is information that defines the ratio of distributing the total spray amount to the spray nozzles 4 It becomes.

このような制御部８による制御が、コークス炉１の運転が終了し、排気ダクト３内を排ガスＧが通流しなくなるまで継続的に行われる。
よって、排ガスＧが、排気ダクト３内を流量や温度の種々異なる状態で通流して噴霧ノズル４近傍に到達する場合であっても、当該排ガスＧは、各噴霧ノズル４からそれぞれ噴霧された水Ｗにより、排気ダクト３の通流方向及び周方向において、均一且つ適切な温度にまで確実に冷却され且つ過冷却も確実に防止されることとなる。 Such control by the control unit 8 is continuously performed until the operation of the coke oven 1 is finished and the exhaust gas G does not flow through the exhaust duct 3.
Therefore, even when the exhaust gas G flows through the exhaust duct 3 in various states with different flow rates and temperatures and reaches the vicinity of the spray nozzle 4, the exhaust gas G is water sprayed from each spray nozzle 4. By W, in the flow direction and circumferential direction of the exhaust duct 3, it is reliably cooled to a uniform and appropriate temperature, and overcooling is also reliably prevented.

次に、図３及び図４に示すように、上記排気ダクトユニットＸに高温の排ガスＧを通流させ、当該排気ダクトユニットＸを構成する排気ダクト３内の温度分布をシミュレーションした結果について説明する。
図３（ａ）及び（ｂ）は、排気ダクトユニットＸの排気ダクト３において、入口から出口に向かって（左下側から右上側に向かって）等間隔に７箇所の横断面を抜き出し、これら各横断面の温度分布を示すシミュレーション図であり、図４（ａ）及び（ｂ）は、排気ダクト３の出口（図３の右上側）の横断面の温度分布を拡大したシミュレーション図である。
このシミュレーションでは、排気ダクトユニットＸの排気ダクト３の各横断面を、便宜的に、左上領域、右上領域、左下領域、右下領域の４つの領域に等分し、左上領域及び右上領域には、比較的低温（２５０℃）の排ガスＧを通流させ、左下領域及び右下領域には、比較的高温であるが基準となる温度（２７０℃）の排ガスＧを通流させている。 Next, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the result of simulating the temperature distribution in the exhaust duct 3 constituting the exhaust duct unit X by causing the exhaust duct unit X to flow through the high-temperature exhaust gas G will be described. .
3 (a) and 3 (b) show seven cross sections extracted at equal intervals from the inlet to the outlet (from the lower left side to the upper right side) in the exhaust duct 3 of the exhaust duct unit X. FIG. 4A and FIG. 4B are simulation diagrams in which the temperature distribution of the cross section at the outlet of the exhaust duct 3 (upper right side in FIG. 3) is enlarged.
In this simulation, for convenience, each cross section of the exhaust duct 3 of the exhaust duct unit X is equally divided into four areas, an upper left area, an upper right area, a lower left area, and a lower right area. The exhaust gas G having a relatively low temperature (250 ° C.) is allowed to flow, and the exhaust gas G having a relatively high temperature but a reference temperature (270 ° C.) is allowed to pass through the lower left region and the lower right region.

〔実施例〕
図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、本願発明に係る実施例としては、複数の噴霧ノズル４の各噴霧量を当該排ガスＧの温度に応じて調整して、排ガスＧの温度が相対的に高い領域である左下領域及び右下領域の各噴霧ノズル４の各噴霧量を所定の噴霧量（例えば、夫々０．２６０ｋｇ／ｓ）のまま維持しながら、排ガスＧの温度が相対的に低い領域である左上領域及び右上領域の各噴霧ノズル４の各噴霧量を元の所定の噴霧量（例えば、夫々０．２６０ｋｇ／ｓ）から相対的に所定量（例えば、夫々０．０６５ｋｇ／ｓ）だけ減少させた噴霧量（例えば、夫々０．１９５ｋｇ／ｓ）に変更して噴霧する構成とした。 〔Example〕
As shown in FIG. 3A and FIG. 4A, as an embodiment according to the present invention, the amount of spray of each of the plurality of spray nozzles 4 is adjusted according to the temperature of the exhaust gas G, While maintaining the spray amount of each spray nozzle 4 in the lower left region and lower right region, which is a relatively high temperature region, at a predetermined spray amount (for example, 0.260 kg / s, respectively), the temperature of the exhaust gas G is The spray amounts of the spray nozzles 4 in the upper left region and the upper right region, which are relatively low regions, are changed from the original predetermined spray amount (for example, 0.260 kg / s, respectively) to a predetermined amount (for example, 0. 065 kg / s), the spray amount was changed to a spray amount (for example, 0.195 kg / s, respectively) and sprayed.

なお、図３（ａ）に示すように、この実施例では、入口から２つめの横断面で示す箇所の直下流側において、左上領域、右上領域、左下領域、右下領域の夫々（図中、仮想線の丸印で示す箇所の夫々）に噴霧ノズル（合計４本）により３０℃の水を噴霧している。また、入口における排ガスＧの組成を、Ｎ2（７０％）、ＣＯ2（５％）、Ｏ2（１０％）、Ｈ2Ｏ（１５％）とし、出口における排ガスＧの流速を１１．９３ｍ／ｓとし、各噴霧ノズル４の各噴霧量の総噴霧量を０．９１０ｋｇ／ｓとして設定した。 As shown in FIG. 3 (a), in this embodiment, each of the upper left region, the upper right region, the lower left region, and the lower right region on the downstream side of the portion shown by the second cross section from the entrance (in the drawing). In addition, water at 30 ° C. is sprayed by spray nozzles (four in total) on the portions indicated by the phantom lines. The composition of the exhaust gas G at the inlet is N 2 (70%), CO 2 (5%), O 2 (10%), H 2 O (15%), and the flow rate of the exhaust gas G at the outlet is 11.93 m. / S, and the total spray amount of each spray amount of each spray nozzle 4 was set as 0.910 kg / s.

結果、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、本願の実施例において、上述のように各噴霧ノズル４から噴霧される各噴霧量を、排気ダクト３の周方向における排ガスＧの温度分布に応じて調整する構成とした場合には、噴霧ノズル４よりも下流側の排気ダクト３内の排ガスＧの温度は、良好に低下しており、過冷却され酸露点以下となる可能性がある部分（比較的白く示される１５０℃よりも低温の領域）が比較的少なくなっている。さらに、図４（ａ）に示すように、排気ダクト３の出口の横断面において周方向での温度分布（温度の変動幅）が小さくなっており、特に、過冷却され酸露点以下となる可能性がある部分（白く示される１５０℃よりも低温の領域）が非常に少なくなっている。また、排気ダクトの３の出口の横断面において、排ガスＧの温度は概ね１５０〜２００℃程度にまで良好に冷却されている。なお、図示されていないが、各噴霧ノズル４により噴霧された水Ｗは、入口から４番目の横断面付近で完全に蒸発している。   As a result, as shown in FIGS. 3A and 4A, in the embodiment of the present application, the amount of spray sprayed from each spray nozzle 4 as described above is changed to the exhaust gas G in the circumferential direction of the exhaust duct 3. When the temperature is adjusted according to the temperature distribution, the temperature of the exhaust gas G in the exhaust duct 3 on the downstream side of the spray nozzle 4 is well lowered and can be overcooled to be below the acid dew point. There is a relatively small number of parts (regions having a temperature lower than 150 ° C., which is relatively white). Furthermore, as shown in FIG. 4 (a), the temperature distribution (temperature fluctuation range) in the circumferential direction is small in the cross section of the outlet of the exhaust duct 3, and in particular, it is supercooled and can be below the acid dew point. There are very few parts (regions with a temperature lower than 150 ° C. shown in white). Moreover, in the cross section of the exit of 3 of the exhaust duct, the temperature of the exhaust gas G is cooled satisfactorily to about 150 to 200 ° C. Although not shown, the water W sprayed by each spray nozzle 4 is completely evaporated in the vicinity of the fourth cross section from the inlet.

〔比較例〕
一方、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、比較例では、複数の噴霧ノズル４の各噴霧量を当該排ガスＧの温度分布に応じて調整せず各噴霧量を所定量（例えば、０．２６０ｋｇ／ｓ）のまま維持する構成とし、各噴霧ノズル４の各噴霧量の総噴霧量を、１．０４０ｋｇ／ｓとして設定した以外は、実施例と同様に設定してシミュレーションを行った。 [Comparative Example]
On the other hand, as shown in FIG. 3B and FIG. 4B, in the comparative example, each spray amount of the plurality of spray nozzles 4 is not adjusted according to the temperature distribution of the exhaust gas G, and each spray amount is set to a predetermined amount. (For example, 0.260 kg / s) is maintained and the total spray amount of each spray nozzle 4 is set as 1.040 kg / s, and the simulation is performed in the same manner as in the example. Went.

結果、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、この比較例では、噴霧ノズル４よりも下流側の排気ダクト３内の排ガスＧの温度は低下しているものの、過冷却され酸露点以下となる可能性がある部分（比較的白く示される１５０℃よりも低温の領域）が比較的多く存在している。さらに、図４（ｂ）に示すように、排気ダクト３の出口の横断面において周方向での温度分布（温度の変動幅）が比較的大きくなっており、特に、過冷却され酸露点以下となる可能性がある部分（白く示される１５０℃よりも低温の領域）が比較的多く存在している。   As a result, as shown in FIGS. 3B and 4B, in this comparative example, although the temperature of the exhaust gas G in the exhaust duct 3 on the downstream side of the spray nozzle 4 is lowered, it is supercooled. There are a relatively large number of portions that may be below the acid dew point (regions at temperatures lower than 150 ° C. that are relatively white). Further, as shown in FIG. 4 (b), the temperature distribution (temperature fluctuation range) in the circumferential direction is relatively large in the cross section of the outlet of the exhaust duct 3, and is particularly subcooled and below the acid dew point. There is a relatively large portion (a region lower than 150 ° C. shown in white) that is likely to become.

従って、実施例では、比較例と比較して、少なくとも各噴霧ノズル４の上流側の排ガスＧに、排気ダクト３の周方向に温度分布が生じている場合に、当該温度分布のうち相対的に温度が低下している箇所に対応する噴霧ノズル４の噴霧量を相対的に減少させることにより、排ガスＧの温度を周方向において、できるだけ均一な状態でバグフィルタ式集塵装置２の集塵処理に適した温度に良好に低下させながら、過冷却され酸露点以下に低下する部分が生じることを良好に防止できることが判明した。   Therefore, in the embodiment, when a temperature distribution is generated in the circumferential direction of the exhaust duct 3 at least in the exhaust gas G on the upstream side of each spray nozzle 4 as compared with the comparative example, By relatively reducing the spray amount of the spray nozzle 4 corresponding to the location where the temperature is lowered, the dust collection process of the bag filter type dust collector 2 with the temperature of the exhaust gas G as uniform as possible in the circumferential direction. It has been found that it is possible to satisfactorily prevent the occurrence of a portion that is supercooled and falls below the acid dew point, while being satisfactorily lowered to a temperature suitable for.

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、複数の噴霧ノズル４を排気ダクト３の周方向に配設する際に、等間隔に８本の噴霧ノズル４を配設したが、排気ダクト３内に水Ｗを噴霧して排ガスＧを良好に冷却できる構成であれば、配設間隔や配設本数を適宜変更しても良い。 [Another embodiment]
(1) In the above embodiment, when the plurality of spray nozzles 4 are disposed in the circumferential direction of the exhaust duct 3, the eight spray nozzles 4 are disposed at equal intervals. If it is the structure which can spray and exhaust gas G can be cooled favorably, you may change an arrangement | positioning space | interval and the number of arrangement | positioning suitably.

（２）上記実施形態では、排気ダクト３を、主として水平方向に沿う横向き排気ダクトで構成したが、設置するための基礎となる土台が大掛かりになることを許容できるのであれば、主として鉛直方向に沿う縦向き排気ダクトで構成することもできる。 (2) In the above embodiment, the exhaust duct 3 is mainly composed of a lateral exhaust duct along the horizontal direction. However, if it is possible to allow a large foundation to be installed, it is mainly in the vertical direction. It can also consist of a longitudinal exhaust duct along.

（３）上記実施形態では、第１旋回羽根９（第１旋回部）、第２旋回羽根１１（第２旋回部、攪拌部）及び第３旋回羽根１２（第３旋回部）を設ける構成としたが、排ガスＧを排気ダクト３の周方向に温度分布を生じさせにくい（特に、過冷却となり酸露点以下となる部分を生じさせにくい）状態とすることができる場合には、各旋回羽根を、一つ、二つ或いは全部省略する構成とすることもできる。 (3) In the above embodiment, the first swirl vane 9 (first swirl unit), the second swirl vane 11 (second swirl unit, stirring unit), and the third swirl vane 12 (third swirl unit) are provided. However, when the exhaust gas G can be in a state where it is difficult to cause a temperature distribution in the circumferential direction of the exhaust duct 3 (particularly, it is difficult to produce a portion that is supercooled and has an acid dew point or less), One, two, or all may be omitted.

（４）上記実施形態では、複数のノズル用温度センサ１０を、複数の噴霧ノズル４の直下流側に設ける構成としたが、排気ダクト３内において噴霧ノズル４の近傍の排ガスＧの温度を良好に検出することができる構成であれば、噴霧ノズル４の直上流側の箇所や、周方向で噴霧ノズル４に隣接する箇所に配設して、当該各配設箇所の排ガスＧの温度を検出する構成としてもよい。 (4) In the above embodiment, the plurality of nozzle temperature sensors 10 are provided on the immediately downstream side of the plurality of spray nozzles 4, but the temperature of the exhaust gas G in the vicinity of the spray nozzles 4 in the exhaust duct 3 is good. If it is the structure which can be detected by this, it arrange | positions in the location immediately upstream of the spray nozzle 4, and the location adjacent to the spray nozzle 4 in the circumferential direction, and detects the temperature of the exhaust gas G of the said each arrangement location It is good also as composition to do.

（５）上記実施形態では、制御部８が、各ノズル用温度センサ１０により検出された各温度が、所定の温度範囲（例えば、１５０℃〜２００℃程度）にある場合には噴霧量を所定の噴霧量に維持し、所定の温度範囲よりも低い場合には噴霧量を相対的に減少させ、所定の温度よりも高い場合には噴霧量を相対的に増加させる形態で、各噴霧ノズル４の噴霧量を調整する構成とした。
しかしながら、排ガスＧにおいて排気ダクト３の周方向に温度分布を生じさせにくい（特に、過冷却となり酸露点以下となる部分を生じさせにくい）状態とすることができる場合には、制御部８が、各ノズル用温度センサ１０により検出された各温度が、所定の温度範囲（例えば、１５０℃〜２００℃程度）にある場合には噴霧量を所定の噴霧量に維持し、所定の温度範囲よりも低い場合には噴霧量を相対的に減少させる形態で各噴霧ノズル４の噴霧量を調整して、排ガスＧの過冷却を防止して当該排ガスＧの温度が酸露点以下となることを確実に防止する構成とすることもできる。 (5) In the above embodiment, the control unit 8 determines the spray amount when each temperature detected by each nozzle temperature sensor 10 is in a predetermined temperature range (for example, about 150 ° C. to 200 ° C.). Each spray nozzle 4 in such a form that the spray amount is relatively decreased when the temperature is lower than the predetermined temperature range, and the spray amount is relatively increased when the temperature is higher than the predetermined temperature. The amount of spraying was adjusted.
However, in the exhaust gas G, when the temperature distribution is difficult to be generated in the circumferential direction of the exhaust duct 3 (particularly, it is difficult to generate a portion that is supercooled and has an acid dew point or less), the control unit 8 When each temperature detected by each nozzle temperature sensor 10 is in a predetermined temperature range (for example, about 150 ° C. to 200 ° C.), the spray amount is maintained at a predetermined spray amount, and is higher than the predetermined temperature range. If it is low, the spray amount of each spray nozzle 4 is adjusted in such a manner that the spray amount is relatively reduced to prevent overcooling of the exhaust gas G and to ensure that the temperature of the exhaust gas G is below the acid dew point. It can also be set as the structure which prevents.

以上説明したように、合理的な構成で省スペース化を図りながら、噴霧された水を確実且つ効率よく蒸発させて腐食を良好に防止できる排気ダクト構造を提供することができる。   As described above, it is possible to provide an exhaust duct structure that can reliably prevent corrosion by evaporating sprayed water reliably and efficiently while saving space with a rational configuration.

１ コークス炉（排ガス発生源）
２ バグフィルタ式集塵装置（集塵装置）
３ 排気ダクト
４ 噴霧ノズル
４Ｄ 全体流量調整弁
５ 減温装置
８ 制御部
９ 第１旋回羽根（第１旋回部）
１０ ノズル用温度センサ
１１ 第２旋回羽根（攪拌部及び第２旋回部）
１３ 攪拌部用温度センサ
Ｘ 排気ダクトユニット（排気ダクト構造）
Ｗ 水
Ｇ 排ガス 1 Coke oven (exhaust gas source)
2 Bag filter type dust collector (dust collector)
3 Exhaust duct 4 Spray nozzle 4D Overall flow rate adjustment valve 5 Temperature reducing device 8 Control unit 9 First swirl vane (first swirl unit)
10 Nozzle temperature sensor 11 Second swirl blade (stirring section and second swirl section)
13 Stirrer temperature sensor X Exhaust duct unit (exhaust duct structure)
W Water G Exhaust gas

Claims (7)

排ガス発生源と集塵装置との間に配設された排気ダクト内に複数の噴霧ノズルにより水を噴霧して、前記排気ダクト内を通流する排ガスの温度を低下させる減温装置を備えた排気ダクト構造であって、
前記複数の噴霧ノズルが、前記排気ダクト内において、前記排気ダクトの周方向に沿って配設され、
前記排気ダクト内の温度を検出する複数のノズル用温度センサが、前記排気ダクト内において、前記排気ダクトの周方向に沿って配設され、
前記複数のノズル用温度センサの夫々が、前記排ガスの通流方向における前記複数の噴霧ノズルの夫々の直下流側に配設され、
前記複数のノズル用温度センサにより検出された各温度から前記排気ダクトの周方向における前記複数の噴霧ノズルの各設置箇所の温度分布を導出し、当該温度分布に基づいて、前記複数の噴霧ノズルの各噴霧量を調整する制御部を備えた排気ダクト構造。 A temperature reducing device is provided that sprays water by a plurality of spray nozzles into an exhaust duct disposed between an exhaust gas generation source and a dust collector, thereby reducing the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust duct. An exhaust duct structure,
The plurality of spray nozzles are disposed in the exhaust duct along the circumferential direction of the exhaust duct,
A plurality of nozzle temperature sensors for detecting the temperature in the exhaust duct are disposed along the circumferential direction of the exhaust duct in the exhaust duct,
Each of the plurality of nozzle temperature sensors is disposed immediately downstream of each of the plurality of spray nozzles in the exhaust gas flow direction,
Deriving the temperature distribution of each installation location of the plurality of spray nozzles in the circumferential direction of the exhaust duct from each temperature detected by the plurality of nozzle temperature sensors, and based on the temperature distribution, the plurality of spray nozzles An exhaust duct structure provided with a control unit for adjusting each spray amount. 前記制御部が、前記複数の噴霧ノズルのうち前記温度分布において相対的に低い温度が検出された各設置箇所に対応する噴霧ノズルの噴霧量を相対的に減少させる形態で、前記複数の噴霧ノズルの各噴霧量を調整する請求項１に記載の排気ダクト構造。 The control unit is configured to relatively reduce the spray amount of the spray nozzle corresponding to each installation location where a relatively low temperature is detected in the temperature distribution among the plurality of spray nozzles. The exhaust duct structure according to claim 1 , wherein each spray amount is adjusted. 前記排気ダクト内において、前記排ガスの通流方向における前記複数の噴霧ノズルの上流側に、前記排ガスを前記排気ダクトの周方向に旋回させる第１旋回部を備えた請求項１または２に記載の排気ダクト構造。 In the exhaust duct, said plurality of spray nozzles in the flow direction of the exhaust gas on the upstream side, according to the exhaust gas to claim 1 or 2 including a first pivot portion for pivoting in a circumferential direction of said exhaust duct Exhaust duct structure. 前記排気ダクト内において、前記排ガスの通流方向における前記複数の噴霧ノズル及び前記複数のノズル用温度センサの下流側に、前記排ガスを攪拌する攪拌部を備えるとともに、前記攪拌部の下流側に、前記攪拌部の下流側の温度を検出する攪拌部用温度センサを備え、
前記制御部が、前記攪拌部用温度センサにより検出された温度に基づいて、前記複数の噴霧ノズルから噴霧される各噴霧量を合算した総噴霧量を調整する請求項１から３の何れか一項に記載の排気ダクト構造。 In the exhaust duct, provided with a stirring unit for stirring the exhaust gas on the downstream side of the plurality of spray nozzles and the plurality of nozzle temperature sensors in the flow direction of the exhaust gas, and on the downstream side of the stirring unit, A temperature sensor for the agitation unit that detects the temperature on the downstream side of the agitation unit;
Wherein the control unit is based on said detected by the temperature sensor stirring unit temperature, any one of claims 1-3 for adjusting a total spray volume of the sum of the spray amount sprayed from the plurality of spray nozzles The exhaust duct structure according to the item. 前記排気ダクト内において、前記排ガスの通流方向における前記複数の噴霧ノズルの上流側に、前記排ガスを前記排気ダクトの周方向に旋回させる第１旋回部を備え、
前記攪拌部が、前記第１旋回部により旋回させられた前記排ガスを、当該排ガスの旋回方向とは逆の旋回方向に回転させる第２旋回部を備えた請求項４に記載の排気ダクト構造。 In the exhaust duct, on the upstream side of the plurality of spray nozzles in the flow direction of the exhaust gas, a first swirl unit that swirls the exhaust gas in the circumferential direction of the exhaust duct,
5. The exhaust duct structure according to claim 4 , wherein the stirring unit includes a second swirl unit that rotates the exhaust gas swirled by the first swirl unit in a swirl direction opposite to the swirl direction of the exhaust gas. 排ガス発生源と集塵装置との間に配設された排気ダクト内に複数の噴霧ノズルにより水を噴霧して、前記排気ダクト内を通流する排ガスの温度を低下させる減温装置を備えた排気ダクト構造であって、
前記複数の噴霧ノズルが、前記排気ダクト内において、前記排気ダクトの周方向に沿って配設され、
前記排気ダクト内の温度を検出する複数のノズル用温度センサが、前記排気ダクト内において、前記排気ダクトの周方向に沿って配設され、
前記複数のノズル用温度センサにより検出された各温度から前記排気ダクトの周方向における前記複数の噴霧ノズルの各設置箇所の温度分布を導出し、当該温度分布に基づいて、前記複数の噴霧ノズルの各噴霧量を調整する制御部を備え、
前記排気ダクト内において、前記排ガスの通流方向における前記複数の噴霧ノズル及び前記複数のノズル用温度センサの下流側に、前記排ガスを攪拌する攪拌部を備えるとともに、前記攪拌部の下流側に、前記攪拌部の下流側の温度を検出する攪拌部用温度センサを備え、
前記制御部が、前記攪拌部用温度センサにより検出された温度に基づいて、前記複数の噴霧ノズルから噴霧される各噴霧量を合算した総噴霧量を調整し、
前記排気ダクト内において、前記排ガスの通流方向における前記複数の噴霧ノズルの上流側に、前記排ガスを前記排気ダクトの周方向に旋回させる第１旋回部を備え、
前記攪拌部が、前記第１旋回部により旋回させられた前記排ガスを、当該排ガスの旋回方向とは逆の旋回方向に回転させる第２旋回部を備えた排気ダクト構造。 A temperature reducing device is provided that sprays water by a plurality of spray nozzles into an exhaust duct disposed between an exhaust gas generation source and a dust collector, thereby reducing the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust duct. An exhaust duct structure,
The plurality of spray nozzles are disposed in the exhaust duct along the circumferential direction of the exhaust duct,
A plurality of nozzle temperature sensors for detecting the temperature in the exhaust duct are disposed along the circumferential direction of the exhaust duct in the exhaust duct,
Deriving the temperature distribution of each installation location of the plurality of spray nozzles in the circumferential direction of the exhaust duct from each temperature detected by the plurality of nozzle temperature sensors, and based on the temperature distribution, the plurality of spray nozzles It has a control unit that adjusts each spray amount ,
In the exhaust duct, provided with a stirring unit for stirring the exhaust gas on the downstream side of the plurality of spray nozzles and the plurality of nozzle temperature sensors in the flow direction of the exhaust gas, and on the downstream side of the stirring unit, A temperature sensor for the agitation unit that detects the temperature on the downstream side of the agitation unit;
Based on the temperature detected by the temperature sensor for stirring unit, the control unit adjusts the total spray amount summed up each spray amount sprayed from the plurality of spray nozzles,
In the exhaust duct, on the upstream side of the plurality of spray nozzles in the flow direction of the exhaust gas, a first swirl unit that swirls the exhaust gas in the circumferential direction of the exhaust duct,
An exhaust duct structure provided with a second swirl unit in which the agitation unit rotates the exhaust gas swirled by the first swirl unit in a swirl direction opposite to the swirl direction of the exhaust gas. 前記排気ダクトが、主として水平方向に沿う横向き排気ダクトで構成される請求項１から６の何れか一項に記載の排気ダクト構造。   The exhaust duct structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust duct is configured by a lateral exhaust duct mainly along a horizontal direction.
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