JP6011327B2 - 振動篩装置及びその洗浄方法 - Google Patents
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Description
上記装入炭を形成するにあたっては、例えば図5に示すように、原料ヤード22,23から貯炭槽24,25に搬送・貯蔵された原料炭となる粘結炭及び非微粘結炭を粉砕機26により粉砕して所定の割合で混合した後、流動層乾燥分級機27において所定の分級点で粒度の大きい粗粒炭と粒度の小さい微粒炭とに分級してそれぞれ回収する。そして、微粒炭については加圧することにより塊成化して所定の大きさの塊成炭を形成した上で、この塊成炭と粗粒炭とを混合することにより上記装入炭とすることが一般的である。
しかしながら、このような粒度の小さい石炭が装入炭として混入すると、コークス炉内への装入炭の装入量が低下し、適切な嵩密度が保てなくなったり、コークス炉の炉壁に粒度の小さい石炭が付着し、赤熱コークスを押し出す際に押出しラムが炉壁に引っ掛って、赤熱コークスを押出せない「押詰まり」と呼ばれる現象が生じたりしていた。あるいは、粒度の小さい石炭が搬送用のチェーンコンベア等の周辺設備に付着して故障を発生させたりして、様々な問題を生じさせるおそれがあった。
そのため、これを防ぐべく、塊成機28から出てきた所定の粒度に満たない石炭については、粗粒炭に混ぜる前に、篩網を振動させて篩網上の篩分け対象物を篩分ける振動篩装置21を用いて予め篩分けすることが行われている。そして、所定の粒度以上の塊成炭については、粗粒炭との混合に供され、所定の粒度に満たない塊成炭や粉体状の石炭については、図5中の2点鎖線で示すように、回収して再度塊成化が施されるのが通常であった。
上述のように、塊成機28による塊成化が行われた後には振動篩装置21によって篩分けが行われるが、塊成機28を通ってきた塊成炭や粉体状の石炭にはバインダーが含まれているため、塊成炭やその一部、あるいは粉体状の石炭がバインダーによって振動篩装置21の篩網に付着するという現象が発生していた。
このように篩網に石炭等が付着すると、篩網の目が詰まるために効率よく篩分けが行えなくなる上、篩網に付着した石炭等のバインダーに新たな塊成炭や粉体状の石炭がさらに付着して篩網の目詰まりが進行し、本来篩落とされるべき粒度の小さな石炭を篩分けできず、正確な篩分けが困難となっていた。
さらに、篩網が目詰まりを起こすと、目詰まりを解消するために振動篩装置21を停止させて、該篩網に付着した石炭やバインダー等を除去して洗浄する必要がある。そのため、篩網の目詰まりが発生した場合には、その洗浄の度に操業を停止しなければならず、これにより生産性を著しく低下させるという問題もあった。
しかしながら、この特許文献1に記載されている技術は、エアブラシにより圧縮空気を篩網に対して吹付けることにより該篩網に付着した粉体を除去するため、上述したバインダーが含まれた石炭を篩分ける篩網の場合には、圧縮空気によってバインダーの温度が低下して該バインダーが固化するおそれがある。そうすると、篩網へのバインダーの付着がより助長されて、該篩網が一層目詰まりを起こし易くなるため、篩分けを正確且つ効率的に行うことができないことが考えられる。
これにより、該篩網に付着したものを確実に除去することができ、篩網を効率良く洗浄することができる。
この点について説明すると、既に述べたように、コークス炉に装入される装入炭の製造に際しては、例えば図5に示すように、所定の粒度に粉砕された原料炭である粘結炭と非微粘結炭とを混合した上で流動層乾燥分級機により所定の分級点で粗粒炭と微粒炭とに分級する。そして、微粒炭については、装入炭として適切な所定の粒度にまで塊成化された塊成炭とした上で、上記粗粒炭と混合して装入炭とするのが一般的である。
このとき、塊成機により形成された塊成炭は粒径が一定でない場合があるため、装入炭としては不適な所定の粒度に満たないものが発生したり、さらには、塊成時に塊成炭から分離、あるいは塊成化されなかった微粉状の石炭が塊成機から排出されたりする場合がある。このような所定の粒度以下の塊成炭や微粉状の石炭(以下、これらの所定の粒度以下の塊成炭や微粉状の石炭を「粉体状の石炭」という。)を装入炭に混入させると、コークス炉の嵩密度の低下、あるいは炉壁への付着による押詰まりの発生や周辺設備の故障の原因等、様々な問題が生じるため、このような粉体状の石炭が装入炭として混入することを防ぐ必要がある。
そのため、この実施の形態においては、微粒炭の塊成後、粗粒炭に混ぜる前に、塊成機から排出された塊成炭と粉体状の石炭との篩分けを本発明の振動篩装置を用いて行っている。
そして、上記起振手段による篩網2,3の振動により、篩網2,3上の篩分け対象物を、上記筐体4の後述する本体部6の塊成炭装入管7側である一端側(上流側)から、該本体部6の塊成炭回収管8側である他端側(下流側)に移動させ、その移動と共に篩分けを行う構成となっている。
この実施の形態の場合は、上下2段に篩網がそれぞれ設けられた態様となっていて、上下各段の篩網2,3に対して上記起振手段が別々に振動を与えている。
上下各段の篩網2,3のうち、上段側の篩網2は、装入炭として適切な、予め定めた粒度よりも大きい目に設定されていて、下段側の篩網3による篩分けがより効率的に行われるように、比較的粒度が大きめの塊成炭を残し、回収できるようになっている。一方、下段側の篩網3は、上段側の篩網2に比べて目が細かく設定されていて、装入炭として適切な、予め定めた粒度以上の塊成炭は残して回収し、その粒度以下の粉体状の石炭については篩い落とすことができるようになっている。
例えば、装入炭として粗粒炭に混ぜる塊成炭の粒度を1mm以上と定めた場合、上段側の篩網2は3mm×4mmの目とし、下段側の篩網3は1mm×1mmの目とすることが好ましい。
上記塊成炭装入管7は、図5中の塊成機28から排出された塊成炭や粉体状の石炭を本体部6内に装入させて上段側の篩網2上に落とすもので、本体部6の一端側(上流側)寄りの位置における上部側のほぼ中央に連結されている。
上記塊成炭回収用管8は、振動により上下段の各篩網2,3上を移動して下流側の端部において各篩網2,3から落下した塊成炭を回収するものであり、本体部6の下流側端部の下部側に連結され、下方向きに延設されている。なお、この塊成炭回収管8に回収された塊成炭は、予め定めた粒度以上の粒度を有しているため、その後上記粗粒炭に混入されて、コークス炉に装入される装入炭の一部となる。
さらに、上記篩下粉回収用管9は、上記本体部6における、塊成炭回収用管7よりもやや上流側の下部側のほぼ中央に連結されていて、下段側の篩網3から篩い落とされた粉体状の石炭である篩下粉を集めて回収し、再度塊成機28に装入できるようになっている。
本発明において、このような洗浄手段を設けたのは次の理由による。
即ち、塊成機から排出された塊成炭を含め、塊成炭から分離したり塊成化されなかったりした粉体状の石炭には、事前に添加された接合性の高いバインダーが含有されているため、塊成炭や粉体状の石炭が振動篩装置に装入された場合には、このバインダーが篩網に付着する。そうすると、このバインダーによりその塊成炭や粉体状の石炭が篩網に付着するだけでなく、他の塊成炭や粉体状の石炭も篩網に付着し始め、篩網の目が次第に小さくなっていき、最終的には目詰まりを起こし、粒度に応じた正確な篩分けが行えない状態となる。
一方で、塊成炭の製造の際に使用されるタール等のバインダーは、温度が下がると固化する傾向にあるため、篩網に付着した状態で温度が低下(例えば常温程度)すると固着してなかなか除去できない状態となる。そのため、単に圧縮空気等を吹付けて吹き飛ばそうとするのみでは、バインダーの温度低下を招いて固化が進み、かえって除去が困難な状況になる。
しかも、水蒸気は、吹き飛ばしたバインダーと、上段側の篩網2から篩い落とされた塊成炭や粉体状の石炭とを吸着させやすくするため、該篩い落とされた塊成炭や粉体状の石炭塊成炭に付着して篩網3に再び付着することを抑制できる。これにより、下段側の篩網3により、適切な粒度の塊成炭として回収させることができ、塊成炭の効率的な製造、回収の促進を図ることができるという利点もある。
一方で、水蒸気は温度が下がると結露となって篩網2,3に付着する可能性が高く、このような結露にはバインダーや粉体状の石炭が付着し易くなるため、再び目詰まりが急速に進行するおそれがある。そのため、圧縮気体を噴射して篩網2,3に付着した結露を吹き飛ばすことにより洗浄効果を高め、結露による粉体状の石炭等の付着を可及的に抑制して、目詰まりの早期発生を抑えるようにしている。
上記ノズル10は、上記下段側の篩網3の下方に複数個配設されていて、水蒸気と圧縮気体とをそれぞれ上方に向け、可及的に広範囲に拡散させて噴射することが可能となっている。
図1〜図3に示すものの場合、10個程度のノズルが規則的に配列された状態で設けられていて、図3に示すように、篩網2,3上において篩分けが最も有効且つ活発に行われる範囲である、各篩網2,3における上記塊成炭装入管7の直下近傍から、上記篩下粉回収用管9の直上近傍の間のほぼ全域に水蒸気や圧縮気体を拡散、噴射可能な構成となっている。なお、図3中、破線で示した円は、各ノズル10の篩網2,3に対する水蒸気や圧縮気体の噴射範囲、即ち洗浄範囲Aを、鎖線で示した二つの円うちの一方の円は篩下粉回収用管9の位置を、他方の円は塊成炭装入管7の位置をそれぞれ示している。
そして、上記水蒸気源側支管11bと圧縮気体源側支管11cとの分岐点には、上記ノズル10と水蒸気源12との連通又はノズル10と圧縮気体源13との連通に切換える切換手段14が配設されていて、水蒸気と圧縮気体とのいずれか一方を上記各ノズル10に供給することが可能となっている。したがって、この配管11における、水蒸気源側支管11bと圧縮気体源側支管11cとの分岐点よりも下流側は、水蒸気と圧縮気体とのいずれもが流通する共通の流路となる。
ここで、上記水蒸気及び圧縮気体をノズル10に供給する際の圧力は、ノズル10から噴射した水蒸気や圧縮気体が、全段の篩網2,3に付着した粉体状の石炭や熱で溶けたバインダーを篩網から確実に分離させることができ、且つ周囲にあまり飛散しない程度の強さをもって各段の篩網2,3に当たる程度の大きさに設定されている。
この実施の形態のような篩網が上下二段に配設されている構成の場合、ノズル10と下段側の篩網3との間の距離、さらに下段側の篩網3と上段側の篩網2との間の距離によっても設定が異なるが、例えば、ノズル10と下段側の篩網3との間の距離を100mm程度、下段側の篩網3と上段側の篩網2との間の距離を650〜700mm程度としたときには、水蒸気の圧力は0.3〜0.7MPa、圧縮気体の圧力は0.5〜0.7MPa程度とするのが好ましい。なお、圧縮気体については、粉体状の石炭の混入によりノズルの噴射孔が詰まってしまうことを防止するため、洗浄時の圧縮気体の噴射時及び水蒸気の噴射時以外は、0.5kPa程度の圧力でノズルから噴射し続けることが望ましい。
なお、水蒸気についてはあまりに高温且つ高圧であるとバインダーが完全に液化し、篩下粉と共に下段側の篩網の下に落下してしまうため、温度が低下した場合には篩下粉回収用管が詰まってしまう可能性がある。
即ち、上記篩効率計測手段により計測した篩効率が、予め定めた篩効率、即ち、事前の調査や実績等に基づいて定められた、正確且つ安定的な篩分けが可能であると考えられる最低ラインの篩効率以下になった場合には、上記洗浄手段5を自動的に作動させて篩網2,3を洗浄して目詰まりを解消し、篩効率を回復させる。
これにより、一定以上の篩効率を常時確保することができるため、操業を停止することなく、正確な篩分けを長期にわたって安定的に行うことが可能となる。
このとき、篩効率は次の(1)式で表される。
篩効率(質量%)=(篩下粉の単位時間当たりの総質量)
/(塊成機に装入される微粒炭の単位時間当たりの総質量)
×100 ・・・(1)
即ち、上記(1)式に示すように、第2の計量手段17による単位時間当たりの計測量を第1の計量手段16による単位時間当たりの計測量で割った値に100を掛けた値が篩効率(質量%)となる。
そのため、上記第2の計量手段17は、上記篩下粉ホッパー19における微粒炭ホッパー18への供給口に設けられて、該篩下粉ホッパー19から微粒炭ホッパー18に供給される量を常時計測し、この計測値を、微粒炭として塊成機28に再度装入される篩下粉の量としている。
一方、上記第1の計量手段16は、上記微粒炭ホッパー18における塊成機28への装入口に設けられて、該微粒炭ホッパー18から塊成機28に装入される微粒炭(篩下粉を含む)の量を常時計測し、この計測値を塊成機28に装入される微粒炭の量としている。
なお、上記第1及び第2の計量手段16,17としては、任意の手段を用いることができるが、例えば、粉体等の計測対象物を傾斜した検出板に自由落下させて衝突させ、該検出板に発生する衝撃荷重から水平分力のみを検出して電気信号に換算して計測を行う、インパクトライン流量計を用いるのが好ましい。
洗浄するに際しては、まず上記配管11をノズル10と水蒸気源12との連通に切り換え、各ノズル10から水蒸気を上下各段の篩網2,3に向けて噴射する。
これにより、各篩網2,3に付着していたバインダーを水蒸気の熱で溶かすと共に、このバインダーや該バインダーに付着していた塊成炭や粉体状の石炭を吹き飛ばして篩網2,3から分離させる。
一方で、噴射した水蒸気は、篩網2,3から離れたバインダーや粉体状の石炭、あるいは落下してくる塊成炭や粉体状の石炭に吸着し、これらの塊成炭や粉体状の石炭の粒度を増大させる。これにより予め定めた粒度以上となったものは上段側の篩網2又は下段側の篩網3により篩分けられるため、上記塊成炭回収用管8を通じて回収することが可能となる。
なお、水蒸気の噴射時間については、事前の試験や実績等に基づいて、篩網に付着したバインダーや塊成炭、粉体状の石炭を確実且つ安定的に除去することができる時間に定められる。例えば、水蒸気の温度や篩網に付着した石炭等の量によって異なるが、5〜30秒、さらに好ましくは10〜20秒程度噴射する。
これにより、各篩網2,3に付着し且つ温度低下によって結露した水蒸気を吹き飛ばし、篩網2,3に付着した結露を除去する。この結果、この結露による塊成炭や粉体状の石炭の篩網2,3への付着を抑止することができるため、洗浄効果が向上する。
なお、圧縮気体の噴射時間は、事前の試験や実績等に基づいて、篩網に付着した結露を除去することができる時間に定められる。例えば、5〜20秒程度噴射することが好ましい。また、圧縮気体としては、塊成炭の温度が100℃以上の場合には窒素等の不活性ガスを、100℃未満の場合は空気をそれぞれ用いることができる。
これにより、接合材としてのバインダーを含む塊成炭のように、冷却によって固化しやすい物質を含む篩分け対象物を篩分ける場合であっても、高温の水蒸気により篩網2,3に付着した篩分け対象物等を剥ぎ取り、且つ不活性の圧縮気体により吹き飛ばすことができる。この結果、篩網2,3に付着したものを確実に除去することができ、篩網2,3を効率良く洗浄することができるため、篩網2,3の目詰まりを安定的に防止することができ、したがって、篩分け対象物の粒度による篩分けを長期に亘って正確且つ確実に行うことが可能となる。
ここで、篩網を多段に設ける場合、洗浄手段は、最下段の篩網の下方に配設して、少なくとも目の細かい下段の篩網に対して、さらに好ましくは全段の篩網に対して水蒸気と圧縮気体とを噴射可能とする必要がある。
なお、篩網が1段あるいは多段のいずれの場合であっても、洗浄手段には、水蒸気や圧縮気体の噴射によって篩網に付着したものを確実且つ安定的に除去、洗浄することができる能力(例えば圧力等)を付与することが肝要である。
しかしながら、この配管は必ずしも水蒸気と圧縮気体との両方を供給するものである必要はなく、水蒸気源と圧縮気体源とにそれぞれ専用の配管を設けてノズルに別々に連通させた構成であってもよい。
また、上記実施の形態においては、1つのノズル10から水蒸気と圧縮気体との両方を噴射する構成となっているが、水蒸気源からの水蒸気を噴射する水蒸気専用のノズルと、圧縮気体源からの圧縮気体を噴射する圧縮気体専用のノズルとを別々に設けるようにしてもよい。なお、この場合、水蒸気専用のノズルについては、ノズルの噴射孔が粉体状の石炭等によって閉塞するのを防ぐ手段を設けることが望ましい。
また、上記篩網3を支持するために、該篩網3の下面に接するパイプ状の支持部材を一定間隔(例えば300mm〜40mm)をもって設けた構成の振動篩装置の場合には、この支持部材の両側面に斜め上方に向けた開口を設け、この開口から水蒸気、圧縮気体を噴射する様にしても良い。
さらに、上記実施の形態においては、篩分けが最も有効且つ活発に行われる範囲である、篩網2,3における上記塊成炭装入管7の直下近傍から、上記篩下粉回収用管9の直上近傍の間のほぼ全域に水蒸気や不活性の圧縮気体を拡散、噴射可能な構成となっているが、上下格段の篩網の上流側から下流側の全域に水蒸気や不活性の圧縮気体を拡散、噴射可能な構成としてもよい。
また、上記実施の形態においては、ノズル10として、水蒸気や圧縮気体を平面視略円形状に拡散させるものを用いているが、必ずしもこのように拡散させるタイプを用いる必要はなく、例えば平面視略矩形状に拡散させるタイプを用いる等、適宜選択することができる。
ただし、篩分け対象物としては、篩分け対象物中に篩網に付着し易く且つ温度低下によって固化する傾向になる物質(上記実施の形態の場合のバインダーに相当するもの)を含むものが好ましい。
2 篩網(上段側)
3 篩網(下段側)
5 洗浄手段
10 ノズル
11 配管
12 水蒸気源
13 圧縮気体源
14 切換手段
Claims (4)
- 篩網に振動を与えることによって該篩網上の篩分け対象物を篩分ける振動篩装置において、
前記篩網の下方に、篩網に向けて水蒸気と圧縮気体とをそれぞれ噴射して該篩網を洗浄する洗浄手段が配設されており、
前記洗浄手段は、前記篩網の下方に設けられたノズルと、該ノズルに水蒸気と圧縮気体を供給する配管とを備え、
該配管が水蒸気源及び圧縮気体源の両方に接続されていて、該配管中に、前記ノズルと水蒸気源との連通又はノズルと圧縮気体との連通に切換えて、水蒸気と圧縮気体とのいずれか一方を上記ノズルに供給する切換手段を備えていることを特徴とする振動篩装置。 - 篩網に振動を与えることによって該篩網上の篩分け対象物を篩分ける振動篩装置において、
前記篩網の下方に、篩網に向けて水蒸気と圧縮気体とをそれぞれ噴射して該篩網を洗浄する洗浄手段が配設されており、
前記洗浄手段は、前記篩網の篩効率が予め定めた篩効率以下になった場合に洗浄を自動的に開始可能であることを特徴とする振動篩装置。 - 篩網に振動を与えることによって該篩網上の篩分け対象物を篩分ける振動篩装置の洗浄方法であって、
前記篩網の下方に設けられたノズルと、該ノズルに水蒸気と圧縮気体を供給する配管とを備え、該配管が水蒸気源及び圧縮気体源の両方に接続されていて、該配管中に設けた切換手段により上記ノズルと水蒸気源との連通又はノズルと圧縮気体源との連通を切換えて、水蒸気と圧縮気体とのいずれか一方を上記ノズルに供給する構成とされた洗浄手段を用い、
前記篩網の下方から該篩網に向けて水蒸気を噴射した後、篩網に圧縮気体を噴射することにより篩網に付着した粉体を除去して洗浄することを特徴とする振動篩装置の洗浄方法。 - 篩網に振動を与えることによって該篩網上の篩分け対象物を篩分ける振動篩装置の洗浄方法であって、
前記篩分け対象物の篩分け中に前記篩網による篩効率を常時計測し、計測した篩効率が予め定めた篩効率以下になった場合に洗浄を開始し、
前記洗浄にあたっては、篩網の下方から該篩網に向けて水蒸気を噴射した後、篩網に圧縮気体を噴射することにより篩網に付着した粉体を除去して洗浄することを特徴とする振動篩装置の洗浄方法。
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