JPH02167392A - コークス乾式消火設備の冷却塔ガス出口フリュー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コークス乾式消火設備の冷却塔で赤熱コーク
スとの熱交換によって高温となったガスをボイラー等の
熱交換器に送り出す際、ガスの排出流に随伴される粉粒
体を少なくしたガス出ロフリメーに関する。

〔従来の技術〕

コークス炉から押し出された赤熱コークスの顕熱を回収
しながら、赤熱コークスを冷却するものとして、冷却塔
にバッチ装入された赤熱コークスをプレチャンバに一旦
貯留し、このプレチャンバから連続的に冷却ゾーンに落
下させる方式のコークス乾式消火設備が知られている。

第４図は、この顕然回収系統を備えたコークス乾式消火
設備を示す。

コークス炉からの赤熱コークスは、冷却塔本体１の頂部
に設けた投入口２からプレチャンバ３に投入される。そ
して、下方の冷却室４に逐次落下し、ガス吹込み口５か
ら吹き込まれた不活性ガスとの熱交換によって約２００
℃程度に冷却される。

冷却されたコークスは、排出口６から切出し装置７によ
って切り出される。他方、熱交換によって約８００℃に
昇温した不活性ガスは、排気口８から環状ダクト９に集
められ、ダクト１０を経由してボイラー１１に導かれる
。ボイラー１１には、流入管１２から水が供給されてお
り、ダクト１０から送られて来た不活性ガスの保有熱を
吸収した温水又は水蒸気となって流出管１３から取り出
される。

このとき、ダク）１０内をボイラー１１に向けて流れる
不活性ガスには、コークスから分離した多量の粉粒及び
粉塵が浮遊している。この不活性ガスをそのままボイラ
ー１１に送り込んだのでは、ボイラー１１内の伝熱管が
摩耗により損耗したり、ボイラー１１の内部にこれらの
粉粒が堆積し、ボイラー１１が故障する原因となる。そ
こで、ダクト１０の途中に集塵装置１４を取り付け、こ
の集塵装置１４により不活性ガス中の粉粒及び粉塵を除
塵している。

集塵装置１４で不活性ガスから分離された粉粒及び粉塵
は、排出管１５を経て系外に搬出される。

ダクト１０内に設けられる集塵装置１４としては、不活
性ガスに浮遊している粉粒及び粉塵が衝突する衝突板１
６を流路の途中に突出させ、且つ衝突板１６近傍の流路
断面積を大きくしたものが使用されている。この形式の
集塵装置１４は、構造が簡単であり、メンテナンスに対
する負担が軽減されるという利点を有する。しかしなが
ら、排気口８から流出する不活性ガスに随伴される粉粒
の量が多くなってくると、この集塵装置１４では捕捉し
きれず、粉粒の一部がボイラー１１に流れ込む。また、
不活性ガスにコークス塊が随伴されると、集塵装置１４
が故障する原因となり、設備の運転を継続することがで
きなくなる。

そこで、冷却塔本体１の内部を上昇して排気口８から環
状ダクト９に流れる不活性ガスに多量の粉粒やコークス
塊が巻き込まれることを防止するため、排気口８部分の
炉壁構造に種々の改良が加えられている（実開昭５８−
４８７４７号公報、実開昭５９９０６７号公報、実開昭
５９−１５３３４５号公報、実公昭６０３６５７４号公
報等参照）。

しかし、従来の排気口８は、第５図に示すように、上部
炉壁１７の内側表面に連続して、排気口８の間を仕切る
柱れんが１８を、その内側表面が上部炉壁１７及び下部
炉壁１９の内側表面に連続するように設計している。し
たがって、冷却塔本体ｌを落下してくるコークス塊２０
は、上部炉壁１７の下端から排気口８内の一部に傾斜し
た状態で侵入している。この排気口８に冷却室４の下方
から上昇して来た不活性ガス流２１が流入するとき、コ
ークス塊２０の分布に応じて上部炉壁１７の下端に近く
なるほど、不活性ガス流２１の流速が増大する。そのた
め、上部炉壁１７下端近傍のコークス塊２０が不活性ガ
ス流２１に吹き飛ばされて、環状ダクト９に運ばれる割
合が大きくなる。このコークス塊２０の飛散は、設備の
大型化に伴って冷却塔本体１に送り込む不活性ガスの風
量を大きくするほど顕著になる。また、不活性ガス流２
１に随伴されるコークス塊２０以外の粉粒も、増量する
。

このコークス塊、粉粒等の飛散を抑制するものとして、
第６図に示すように、排気口８を複数又は単数の仕切り
壁２２で多段に仕切ることが、「鉄と鋼Ｊ　Ｖｏｌ　７
４（１９８８）第６号第３０〜３７　頁１．：　記載す
している。この仕切り壁２２によって、排気口８内にあ
るコークス塊２０は、仕切り壁２２より上方の表面２０
ａと下方の表面２０ｂとをもつ。このコークス塊２０の
堆積状態を第５図の場合と比較すると、不活性ガス流２
１の流れ方向にみたコークス塊２０の堆積厚みが約半分
になっている。そのため、上部炉壁１７直下と仕切り壁
２２直上との間、及び仕切り壁２２直下と下部炉壁１９
直上との間での通気抵抗の差が小さく、上部炉壁１７直
下及び仕切り壁２２直下に不活性ガス流２１が集中する
傾向も抑制される。その結果、不活性ガス流２１によっ
て吹き飛ばされるコークス塊２０や粉粒も少なくなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

この仕切り壁２２は、たとえば柱れんが１８の側面から
突出したものとして設けられる。そのため、柱れんが１
８として特別に製造された異形れんがが必要とされ、ま
た既存の設備に付設することも容易でない。すなわち、
この排気口８部分は、冷却塔本体１の中でも最も複雑な
構造を有するれんがＭ４構造であり、この部分に仕切り
壁２２を設けることは、れんが構造をさらに複雑なもの
とすることになり、特別に製造された異形れんがの増加
及び築炉作業性の低下を招く。一方、熱間におけるれん
がの挙動を考えると、仕切り壁２２は隣接する柱れんが
１８に各々固定されるため、熱膨張等の熱挙動で高い応
力が発生するし、スポーリングに対する条件も良くない
ことから、仕切り壁２２の損傷の危険度が高い。仮に仕
切り壁２２が損傷した場合、この部分が複雑なれんが構
造体であるため、補修には排気口れんが積み全段の積み
替えを必要とする。

また、既存の設備に仕切り壁２２を付設する場合も同様
に排気口８部分の全れんが積みを積み替える必要がある
。

そこで、本発明は、この仕切り壁に代え着脱自在なガス
流通路を排気口内に配置することによって、前記課題を
解決し、更には、排気口を流れる不活性ガスの流量分布
を改善し、冷却塔からダクト及びボイラーへのコークス
塊や粉粒の流出を防止することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の冷却塔ガス出口フリューは、その目的を達成す
るために、コークス乾式消火設備の冷却塔の周囲に設け
た環状ダクトに炉内を接続する排気口の下部に、着脱自
在なガス流通路を傾斜配置したことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特徴
を具体的に説明する。

第１図は、柱れんかに差し渡した支持体にガス流通管を
吊り下げ、排気口内に傾斜配置した着脱自在なガス流通
路の例を示す。なお、同図において第５図に示した部材
等に対応するものについては同一の符番で指示し、以下
の説明においては第４図及び第５図の符番を適宜使用し
ている。

本実施例の出口フリー−は、第５図の場合と同様に、上
部炉壁１７と下部炉壁１９との間に柱れんが１８を配置
し、排気口８を形成している。柱れんが１８は、第４図
に示すように冷却塔本体１の内周面に沿って複数個設け
られ、それぞれの柱れんが１８の間が排気口８となる。

そこで、隣接する柱れんが１８の間に、支持板２３を差
し渡す。支持板２３としては、排気口８を通過する不活
性ガス流２１の温度が７００〜９００℃程度であるので
、耐熱性の優れたセラミックスや耐熱鋼等を使用する。

また、適宜のセラミックスコーティングを施し、支持板
２３表面の耐酸化性、耐摩耗性を改善することができる
。

支持板２３から複数のロフト又はワイヤ２４が吊り下げ
られており、それぞれのワイヤ２４の下端にガス流通管
２５が取り付けられている。また、ロッド又はワイヤ２
４を設けずに、ガス流通管２５を支持板２３に直接取り
付けてもよい。但し、この場合は支持板２３に不活性ガ
スの分流２１ａ　が流通できるように開孔を設ける必要
がある。ガス流通管２５は、図示するように排気口８の
下面側から適宜の段数で積み上げられており、その下位
側は冷却室４の内部に臨んでいる。ガス流通管２５の形
状は円形パイプであってもよいし、角型パイプであって
もよい。

また、その材料は支持板２３と同様な材料を使用する。

第２図は、ガス流通管２５を、下部炉壁１９に基部を埋
め込んだ支持板２６により支持した別の実施例を示す。

この支持板２６は、ガス流通管２５の外径にほぼ等しい
直径の孔をガス流通管２５の本数と同数形成した板状体
である。なお、第１図の場合においても、ガス流通管２
５の下部を前記支持板２６と同様な支持板で固定するこ
とができる。

また、第７図及び第８図は、ガス流通管２５の代わりに
ガス流通枠２７を取り付けた着脱自在なガス流通路３１
の他の実施例を示す。

第１図と同様に、隣接する柱れんが１８に差し渡した支
持体２８にガス流通枠２７が吊り下げられ、排気口８内
に傾斜配置される。

このガス流通枠２７は吊りロッド２９と平板３０とから
組み立てられた枠体であり、排気口８のガス流れ方向に
独立した小室を複数個保有したものである。

ガス流通ｖｆ！３１を構成するガス流通管２５或いはガ
ス流通枠２７の小室の径は、冷却室４を上昇して来た不
活性ガスの一部を分流２１ａとして通過させるため、１
００　ｍｍ以上にすることが好ましい。この径が１００
叩未満であると、ガスの流通抵抗が大きく、不活性ガス
流２１の一部が分流してガス流通管２５或いはガス流通
枠２７の小室内を流れる割合が小さくなり、また、コー
クス粉粒による閉塞が生じる。

排気口８の高さをＤとするとき、ガス流通路３１は、下
部炉壁１９から高さＤまで積み上げることもできる。し
かし、ガス流通管２５或いはガス流通枠２７の小室の径
によっても異なるが、コークス塊や粉粒の随伴を抑制す
る効果を最大に発揮できるガス流通路３１の積み上げ高
さは、排気口８の高さＤの２／３までである。

なお、ガス流通路３１の長さは、排気口８に堆積するコ
ークス塊２０がガス流通路３１の出側に達しないような
長さにすることが必要である。

このようにガス流通路３１を排気口８の下部炉壁１９側
に配置することによって、そこにコークス塊２０が不活
性ガス流２１の流れ方向にみて厚く堆積することがなく
なる。そして、ガス流通管２５或いはガス流通枠２７内
は実質的にコークス塊２０の侵入がない空洞状態である
ので、冷却室４を上昇して来た不活性ガスが分流２１ａ
として排気口８を通過する割合が高くなる。その結果、
第５図の場合に比較して、上部炉壁１７直下を通過する
不活性ガス流２１の流量が小さく、コークス塊２０を吹
き飛ばす力も弱くなる。

第３図は、ガス流通路３１の効果を具体的に表したグラ
フである。本例においては、上部炉壁１７の下端から下
部炉壁１９の肩部までの距離を１５６０ｍｍ、下部炉壁
１９の傾斜角度を６０度、平均流路断面積を０６９５８
　ｍ’とした排気口８を使用した。この排気口８に、内
径１５０ＩＩＩＩ１１のガス流通管２５を三段に積み重
ね、排気口８の約３〜５割をガス流通管２５で占めた。

そして、上部炉壁１７の下端と下部炉壁１９の肩部との
間の５点における不活性ガス流の流速と排気口８を流れ
る不活性ガス流の平均流速の比（偏流比）を測定した。

他方、比較のために、第５図に示した従来の排気口８に
ついて、同様な位置での偏流比測定を行った。

第３図から明らかなように、本実施例においては、不活
性ガス流が上部炉壁１７直下を集中して流れることがな
い。他方、比較例にあっては、約７５％の不活性ガスが
上部炉壁１７直下を流れている。

そのため、同じ流量であるにも拘らず、比較例ではコー
クス塊の随伴が見られたのに対し、本実施例の場合には
コークス塊２０の随伴は検出されなかった。

また、ガス流通管２５或いはガス流通枠２７は、柱れん
が１８に差し渡した支持板２３から吊り下げられて排気
口８内に配置されたガス流通路３１のため、定期的な点
検のために容易に取り出すことができた。なお、ガス流
通管２５を支持板２６により支持したガス流通路３１の
場合も点検のための取り出しは容易である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、排気口内に
着脱自在なガス流通路を傾斜配置しているので、排気口
のれんが積み構造を変えることなく不活性ガスによるコ
ークス塊や粉粒の随伴を抑制できる。そのため、既存の
設備に容易に付設することが可能になり、特別に製造さ
れる異形れんがの増加、築炉作業性の低下もない。また
、ガス流通路の補修も容易に行うことができる。その結
果、大型化による設備コストの増加がなく、既存のコー
クス乾式消火設備のコークス処理能力を増加させても冷
却塔から持ち出されるコークス塊や粉粒に起因したトラ
ブルが回避され、安定した操業を行うことが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は着脱自在なガス流通管を排気口内に
傾斜配置した出ロア１７．−を示し、第３図はガス流通
路の効果を具体的に表したグラフである。他方、第４図
は従来のコークス乾式消火設備を示し、第５図は出口フ
リュー近傍における問題を説明するための図であり、第
６図は仕切り壁を設けた排気口におけるコークス塊の分
布状態であり、第７図及び第８図は着脱自在なガス流通
枠を排気口内に傾斜配置した状態を示す。 １：冷却塔本体　　　　４；冷却室 ８：排気口　　　　　　９；環状ダクト２１：不活性ガ
ス流　　　２１ａ：分流２３．２６：支持板　　　　２
４：ワイヤ２５：ガス流通管　　　　２７：ガス流通枠
特許出願人　　　　　新日本製鐵　株式会社（ばか１名
） 代　　理　　人　　　　　　　　小　　堀　　　益第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 上部炉壁からの２目階 （ｍｍ） 第 ア 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷却塔の周囲に設けた環状ダクトに炉内を接続する
   排気口の下部に、着脱自在なガス流通路を傾斜配置した
   ことを特徴とするコークス乾式消火設備の冷却塔ガス出
   口フリュー。