JPH02424Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、コークス炉ガスの顕熱を水蒸気とし
て回収し、この水蒸気を他の目的に活用すること
によりエネルギーの有効利用を図るコークス炉ガ
ス顕熱の回収装置に関する。

［従来の技術］ 従来、コークス炉の上昇管部に熱回収装置を設
けてエネルギーの活用を図る技術としては、上昇
管部の温度が600〜800℃と比較的低い場合に有機
熱媒体を使用する方法（特開昭55−40736号公報、
特開昭57−70182号公報、特開昭57−100184号公
報、特開昭58−35391号公報、特開昭58−111888
号公報等）や、高沸点油をコークス炉ガス中に直
接噴霧し、この高沸点油を後の工程の熱回収装置
で凝縮させて回収し、この際に水蒸気等を回収す
る方法（特開昭52−148504号公報）、上昇管で気
体を用いて熱回収する方法（特開昭58−101852号
公報）、上昇管の外側にジヤケツトを設けこのジ
ヤケツトに通水して温水を回収する方法（実開昭
60−122347号公報）等が提案されている。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記有機熱媒体によるコークス
炉ガスの顕熱回収には、熱媒体流量が多くしかも
上昇管の数が１炉団当り70〜110窯もあるためそ
の配管コストが嵩むこと、熱媒体循環停止時には
上昇管熱交内の熱媒体が炭化して伝熱障害を生じ
る虞があるために停電時の熱媒体循環確保、熱利
用設備停止時の別途抜熱装置、上昇管熱交外部か
らの冷却装置設置等の対策が必要となつて装置が
複雑なものになりコストが嵩む等の問題があつ
た。

そして、高沸点油をコークス炉ガス中に直接噴
霧して後の工程で水蒸気として熱回収する方法は
上昇管に直接水蒸気ボイラーを設けて熱回収する
ものではないので設備費が嵩み、また、気体を用
いて熱回収する方法では水蒸気として熱回収する
のにさらに別の熱交換器が必要になるという問題
があつた。さらに、実開昭60−122347号公報の如
く、上昇管の外側にジヤケツトにして水を通すも
のでは、温水回収には適するが、蒸気を回収する
ためには耐圧上２分割ジヤケツトの板厚を厚くし
なければならなくなり、高価な割りに効果が少な
いという問題があつた。

ところで、上昇管部の内部に水蒸気発生用ボイ
ラーを設置し、コークス炉ガス顕熱を水蒸気とし
て直接熱回収する方法も考えられるが、この方法
として一般的な水管ボイラーを使用した場合には
ドラム等の点検整備が煩雑となり、現実には実施
困難であると考えられていた。

また、コークス炉で石炭を乾留する際に発生す
るコークス炉ガスは、１炉団当り70〜110窯もあ
る各窯毎に上昇管に導かれ、ドライメーンに通ず
るベンド管で安水を噴霧して注水冷却され、ドラ
イメーンに集合されたコークス炉ガスはさらにガ
スクーラーで常温まで冷却されており、この上昇
管でのコークス炉ガスは600〜800℃の温度を有し
ているが、今では小さな上昇管が数多く分散し、
しかも、各窯の乾留が回分式で温度が経時的に変
動するために蒸気を回収する手段がなかつた。

本考案の目的は、ボイラードラム、液面計等の
定期点検等、水管ボイラーの場合の煩雑な整備の
必要のない熱回収機能を温度の最も高い上昇管内
部に設け、しかも、熱媒体の炭化等の危険のない
水を用いて安価で安全なコークス炉ガス顕熱の回
収装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案者は、前記のような問題点を解決するた
めの研究を行い、各コークス炉上昇管内部に水蒸
気発生用貫流ボイラーを設け、これら各貫流ボイ
ラーを給水本管と蒸気本管との間に並列に接続す
ることにより点検整備を簡素なものとし本考案を
完成した。

すなわち、本考案は、多数のコークス炉上昇管
内部に水蒸気発生用貫流ボイラーを設け、各貫流
ボイラーの給水側は圧力が一定に制御された給水
本管に接続し、また、各貫流ボイラーの蒸気出口
側は気液分離器を介して蒸気本管に接続し、この
蒸気本管には圧力を一定に保持する蒸気圧自動制
御弁を設けたコークス炉ガス顕熱の回収装置であ
る。

本考案において、コークス炉上昇管内部に設置
する水蒸気発生用貫流ボイラーとしては、それが
蛇管型、直管型、曲管型等そのいずれであつても
よい。発生蒸気圧については、蒸気使用先との関
係で任意に設定できるが、取扱上は簡易なゲージ
圧10Kg／cm²以下が望ましい。蒸発管材質について
は、普通鋼が使用できるが、断水時の過熱を考慮
するとステンレス鋼が望ましく、また、接ガス部
に耐火ライニングを施工することが望ましい。ま
た、ボイラー給水減少時には蒸発管がコークス炉
ガス温度近くまで過熱され、高温劣化の問題が生
じ、特に貫流ボイラーの場合には管内の水量が少
ないのでその影響が早く表われる。そこで、本考
案においては、給水量減少時に上昇管出口コーク
ス炉ガス温度が上昇することを利用し、この上昇
管出口コークス炉ガス温度が通常管理範囲内の温
度以上に昇温した場合に作動する警報装置と断水
で給水量が通常管理範囲以下に減じた場合に作動
する断水警報装置とを設け、速かに対処できるよ
うにするのが望ましい。個々の貫流ボイラーの給
水量減少や上昇管出口温度上昇は主に管のつまり
や破れあるいは管の漏水等が原因である。

通常、コークス炉は１炉団70〜110窯で構成さ
れており、各窯毎に上昇管部に貫流ボイラーを設
置するのでその数が多く、その給水量制御を小数
の本管から各貫流ボイラーに給水する方式とした
場合、各窯毎に制御装置を設けることは設備コス
ト上からも困難である。また、通常の本管流量を
制御する方式では、各窯が回分式で温度変動がそ
れぞれ異なるために、各窯毎の給水量の変動が相
互に影響して円滑な給水制御を行うことができな
い。そこで、本考案においては、上昇管と同数の
貫流ボイラーへの吸水を制御する方法として、給
水本管の圧力を一定に制御する制御方式を組合せ
ることを採用するのがよく、このように給水本管
圧を一定とすることで、各窯毎の相互の影響を排
除し安定した給水量を確保することができる。

蒸気圧力制御についても、各窯毎に蒸気圧力制
御を行うことは設備コスト上困難である。このた
め、各貫流ボイラーの圧力と蒸気本管の圧力とが
実用上等しくなるように、ボイラー出口から本管
までの配管を充分太くし、蒸気本管に一つの制御
弁を設けて各貫流ボイラーの圧力を制御する方式
を採用するのが好ましい。

また、給水本管が断水し、しかも、緊急用貯水
タンクからもポンプアツプできないような特別な
緊急事態が発生すると、給水を全く確保できなく
なり、蒸発管は昇温してその材質強度が低下す
る。そこで、本考案においては、低下した強度で
も充分構造を維持できるように、断水を検知した
場合に自動的に内圧を減じる自動放散弁を蒸気本
管に設ける方式を採用するのがよい。

［作用］ 本考案は、コークス炉上昇管部に設ける熱回収
装置として貫流ボイラーを使用するので、水管ボ
イラー等のドラムを有するボイラーと異なり、ボ
イラー本体が管のみで構成されているのでドラム
内部点検の必要がなく、実用上の障害となつてい
たこの点検整備の負担を軽減し、上昇管部でコー
クス炉ガス顕熱を回収して水蒸気を発生させるこ
とができる。

［実施例］ 以下、添附図面に示す実施例に基づいて、本考
案のコークス炉ガス顕熱の回収装置を具体的に説
明する。

第１図は１つの上昇管についての貫流ボイラー
とその付属装置を示した説明図である。コークス
炉上昇管１５の内部には蛇管型の貫流ボイラー１
が設けられている。コークス炉ガスは上昇管１５
内でこの蛇管型貫流ボイラー１によつて冷却さ
れ、顕熱をボイラー給水６に与え、水蒸気を発生
させる。発生した水蒸気は余剰に給水するため湿
分を含んでおり、気液分離器２で水蒸気７と温水
８に分離される。警報装置は給水量検知器３とコ
ークス炉ガス出口温度計４とで構成されている。
冷却コークス炉ガス５はベンド管で安水をスプレ
ーされ、ドライメーンへ入る。

第２図は多数の上昇管１５に取付けた貫流ボイ
ラー１及び給水本管と蒸気本管との制御関係を示
した説明図である。蒸気圧力は、圧力検出器９の
圧力が一定となるように、共通の制御弁１０で制
御される。給水量は、給水本管６の圧力検出器１
１の圧力が一定となるように、共通の制御弁１２
で制御され、断水時には断水検出器１３で断水を
検知し、自動放散弁１４を開き、蒸気ラインの圧
力を減じるようになつている。個々の貫流ボイラ
ー１の警報装置は前記のように給水量検知器３と
コークス炉ガス出口温度計４で構成されている。

次に、上記実施例の回収装置を使用して実際に
コークス炉ガス顕熱の回収を行つた。

１窯当たり装入量25.5tのコークス炉において、
伝熱面積4.9m²の蛇管型貫流ボイラーを上昇管内
部に設置し、コークス炉ガスを入口温度800℃か
ら出口温度500℃まで熱回収し、ゲージ圧10Kg／
cm²の水蒸気を140Kg／hr発生させた。ボイラー給
水が減じた場合の各貫流ボイラー毎の警報装置の
作動も良好であり、蒸発管温度の変化は僅かなも
のであり、強度上の問題は起こらないことを確認
した。

また給水本管圧力及び蒸気本管圧力を制御する
ことで、各貫流ボイラーを安定しした状態で運転
できることを確認した。給水本管が断水した場合
の蒸気本管に設けた自動放散弁の作動も良好であ
り、貫流ボイラー内圧がほぼ大気圧力に等しくな
ることを確認した。

［考案の効果］ 本考案のコークス炉ガス顕熱の回収装置によれ
ば、有機熱媒体使用による複雑な設備と炭化等の
問題を回避することができるほか、貫流ボイラー
を使用しているので、設備も簡易であり、水管ボ
イラーのようにドラムの点検整備に煩わされるこ
とがなく、しかも、各貫流ボイラーにはその蒸気
出口側に気液分離器を接続すると共にこれら各貫
流ボイラー及び気液分離器を給水本管と蒸気本管
との間に並列に接続し、これによつてボイラー給
水量減少に対する安全装置として簡便な給水量制
御や蒸気圧制御を採用することができ、安価で安
全な水蒸気の回収を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１つの上昇管についての貫流ボイラー
とその付属装置を示した説明図、第２図は各貫流
ボイラーと給水本管、蒸気本管との制御関係を示
した説明図である。 符号の説明、１……貫流ボイラー、２……気液
分離器、３……給水量検知器、４……コークス炉
ガス出口温度計、５……冷却コークス炉ガス、６
……ボイラー給水、７……発生水蒸気、８……温
水、９……蒸気圧力検出器、１０……圧力制御
弁、１１……給水圧力検出器、１２……給水圧力
制御弁、１３……断水検出器、１４……自動放散
弁、１５……コークス炉上昇管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 多数のコークス炉上昇管内部に水蒸気発生用
   貫流ボイラーを設け、各貫流ボイラーの給水側
   は圧力が一定に制御された給水本管に接続し、
   また、各貫流ボイラーの蒸気出口側は気液分離
   器を介して蒸気本管に接続し、この蒸気本管に
   は圧力を一定に保持する蒸気圧自動制御弁を設
   けたことを特徴とするコークス炉ガス顕熱の回
   収装置。 (2) 上昇管出口コークス炉ガス温度検出装置と各
   給水入口の給水量検出装置とを設け、前者が基
   準温度を超えた時又は後者が基準給水量を下ま
   わつた時警報を発する警報装置とを備えてなる
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のコークス
   炉ガス顕熱の回収装置。 (3) 給水本管断水時に自動的に蒸気を大気に放散
   する放散弁を蒸気本管に設けてなる実用新案登
   録請求の範囲第１項又は第２項記載のコークス
   炉ガス顕熱の回収装置。