JPH0386788A - コークス乾式消火方法 - 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、コークス炉から排出された赤熱コークスを、
循環不活性ガスと熱交換させて消火冷却し、赤熱コーク
スの顕熱を蒸気として回収するコークス乾式消火方法に
関し、さらに評言すれば、コークス乾式消火設備のコー
クス冷却能力を増加させる操作方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

一般に、コークス乾式消火方法は、赤熱コークスを不活
性ガスを使用した循環ガスにより消火、冷却し、その顕
熱をボイラにより回収するものであるが、このコークス
乾式消火方法を実施するコークス乾式消火設備の基本的
な構成は、第５図に示すように、コークス炉から排出さ
れた赤熱コークスを上端開口部から投入供給し、内部を
上下にプリチャンバＢと冷却室Ａとに区分した冷却塔１
と、熱交換を行うボイラ６と、このボイラ６と冷却塔１
との間に冷却用として不活性ガスを使用した循環ガスを
循環させるガスダクト７とを有し、このガスダクト７に
より循環ガスを冷却塔１とボイラ６との間で循環させる
ことにより、冷却塔１の冷却室Ａ内の赤熱コークスを消
火、冷却すると共に、この循環ガスを介して赤熱コーク
スの顕熱をボイラ６で回収するようにしている。

ところが、この循環ガス中には、冷却塔１に投入された
赤熱コークスによる持ち込み、あるいは冷却塔１内への
微量の侵入空気等によりＣ０１ｎｚが発生して余剰ガス
が生成されることになる。このＣ０１１１□といった余
剰ガスは、爆発性を有しかつ有毒な危険ガスであるので
、従来は、第５図に示すように、ガスダクト７の一部に
空気投入ブロワ１２を有する送気管１１を設け、この送
気管１１を通してガスダクト７内の循環ガス内にＮ２あ
るいは空気を吹き込んで、上記ＣＯ，Ｈｔ１度を爆発限
界内に納めるべく低いレベルに希釈化したり、あるいは
燃焼させることにより濃度低下の処理を施してから大気
中に放散していた。

しかしながら、このように生威した余剰ガスをわざわざ
燃焼処理して大気中に放散するのは、エネルギーの無駄
な廃棄であり、かつ大気汚染の原因ともなるので、従来
、この生威された余剰ガスを燃料ガスとして回収して有
効に利用する技術が開発されている。

この従来技術の代表的なものの一つとして特開昭５９−
７５９８１号公報がある。この特開昭５９−７５９８１
号公報に示された技術は、第５図に示すように、冷却塔
ｌのプリチャンバＢ内に導入管２１を介して水分を含ん
だガスを投入して水性ガス化反応によりＣ０１Ｈ２を多
く含む可燃性ガ、不を生威し、この可燃性ガスをプリチ
ャンバＢとガスダクト７との間に設けた導管２２を通し
てガスダクト７内の循環ガスと合流させ、回収管７Ａに
より取出し、もって燃料ガスとして効率良く回収するよ
うにしている。

また、コークス冷却能力を増加させるものとして、実公
昭５６−４８７５２号公報に示される技術があり、ボイ
ラを通過した後の循環ガス中に間接熱交換器を配設して
、循環ガス温度の低下を図り、もって赤熱コークス冷却
能の向上を達成するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、特開昭５９−７５９８１号公報に示された技術
では、循環ガス成分中ＣＱ、　Ｈ４７４度が上昇するた
め、循環ガスの比熱の低下を招くため、ボイラ６の効率
が低下すると云う欠点があり、この欠点により赤熱コー
クスの顕熱の回収効率が大幅に低下すると云う問題があ
る。

また、循環ガス中の１＋２０濃度が急上昇すると、ガス
ダクト７内に設けられた除塵格子レンガの材料である炭
化珪素（Ｓｔ　Ｃ）と循環ガス中の１１．０とが、 ＳｉＣ＋３１□Ｏ−＋ＳｉＯ□＋ＣＯ＋３Ｈ□なる反応
をして、除塵格子レンガに異常膨張を生じさせると云う
問題がある。第６図に、ＳｉＣの各種ガス雰囲気中にお
ける酸化速度の特性を示す。

この特性線図から明らかなように、ＳｉＣは（空気＋水
蒸気）雰囲気では、他のガス雰囲気に比較して著しく酸
化速度が速いことが判る。

さらに、実公昭５６−４８７５２号公報に示される技術
では、間接熱交換器の設備に多大な費用がかかると云う
問題がある。

そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点を
解消すべく創案されたもので、循環ガス中の成分を変え
ることなくかつ安価な方法で赤熱コークスの冷却能力を
高めることを目的とする。

また、他の目的は、冷却塔内への赤熱コークスの装入時
に小爆発を起こさせることなく、プリチャンバ内の赤熱
コークスへの注水を達成できるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段］ 上記目的を達成する本発明の手段は、 冷却塔内の冷却室の上方のプリチャンバに赤熱コークス
を投入すると共に、冷却室内に、途中にボイラを有する
外部のガスダクトを介して、冷却用の循環ガスを循環さ
せ、この循環ガスにより冷却室内の赤熱コークスを冷却
するコークス乾式消火方法に関するものであること、 冷却塔の天井部からプリチャンバ内の赤熱コークスに注
水すること、 この注水により生成した水性ガス化反応ガスをプリチャ
ンバ内から吸引排気すること、 にある。

プリチャンバ内から吸引排気した水性ガス化反応ガスを
、冷却、除塵した後に可燃性ガスとして回収するのが良
い。

また、プリチャンバ内の赤熱コークスへの注水は、冷却
塔内への赤熱コークスの投入供給口である上端開口部の
開閉を達成する装入蓋が、開放されている時には停止す
る。

さらに、プリチャンバ内の赤熱コークスへの注水に伴う
ボイラ熱回収量の低減の際は、冷却室に燃焼用空気を導
入すること、および／またはガスダクト内に希釈用空気
を導入し、ボイラ側の循環ガスの温度を制御して熱回収
量の維持を図る。

〔作用〕

冷却塔内への注水は、冷却塔の天井部から行われるので
、この注水は、循環ガスによる冷却、消火処理を受ける
冷却室内の赤熱コークス注水されるのではなく、この冷
却室の上方に位置するプリチャンバ内の投入されたばか
りの赤熱コークスに対して行われる。このプリチャンバ
内の赤熱コークスへの注水により、プリチャンバ内の赤
熱コークス部では水性ガス化反応が発生し、注水および
この水性ガス化反応による吸熱作用により、赤熱コーク
スの冷却室内での循環ガスによる冷却に先立って、赤熱
コークスの予備冷却を達成する。

プリチャンバ内の赤熱コークスへの注水により発生した
水性ガス化反応ガスは、そのままプリチャンバ内から吸
引排気される。このため、Ｑガスは、プリチャンバの下
方に位置する冷却室内を通過するものであるので、この
プリチャンバ内で生成された水性ガス化反応ガス、より
正確には、水性ガス化反応により発生したＨｌが、ボイ
ラの効率を上げるためにガスダクト内に導入される空気
と反応して生成されるＨ２Ｏは、除塵格子レンガを通路
中に設けたガスダクト内を循環通過する循環ガス内に殆
ど混入することがなく、これにより冷却塔内の赤熱コー
クスへの注水による循環ガス内のＨ，Ｏの増大がない状
態におくことができる。

このように、注水により生成される水性ガス化反応ガス
の循環ガス内への混入が殆どないので、循環ガス成分の
Ｈ２、ＣＯの濃度が上昇することがなく、もって冷却媒
体としての循環ガス比熱の低下が生じることがない。

プリチャンバ内の赤熱コークスへの注水により生成した
水性ガス化反応ガスは、Ｈ！およびＣＯを多く含む可燃
性のガスであるので、この水性ガス化反応ガスをプリチ
ャンバ内から吸引排気して、冷却、除塵して回収するこ
とにより、この回収ガスを燃料ガスとして利用すること
ができる。

冷却塔内に赤熱コークスを投入供給するために装入蓋を
開放した状態では、この装入蓋の開放によりプリチャン
バ内に外気、すなわち空気が侵入し、この空気が水性ガ
ス化反応ガスと反応して小爆発を起こす危険があるが、
装入蓋開放時に先立って注水を停止させることにより、
プリチャンバ内における装入蓋開放時、すなわちプリチ
ャンバ内への空気侵入時に、プリチャンバ内を水性ガス
化反応ガスのない状態とすることができ、これにより侵
入空気と水性ガス化反応ガスとの反応による小爆発の発
生を無くすことができる。

さらに、プリチャンバ内の赤熱コークスへの注水に伴い
、コークス温度が低下し、その下方の冷却室内を通過す
る循環ガスの温度低下により、ボイラ熱回収量の低下の
恐れがあるが、その場合、注水を一旦止めるか、または
注水を継続して行う場合は、熱回収量の維持として、冷
却室に燃焼用空気を導入し、一部コークスを燃焼させる
こと、および／またはガスダクト内に希釈用空気を導入
し、循環ガスを燃焼させることにより、ボイラ入側の循
環ガス温度を所定値に保つことにより、ボイラ熱回収量
の維持は容易にできる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する
。

第１図は、本発明方法を実施したコークスの乾式消火設
備の基本的な構成例を示すもので、冷却塔１の下部室で
ある冷却室Ａには、途中にボイラ６を有して冷却用の循
環ガスの循環管路を形成するガスダクト７が接続されて
いて、このガスダクト７のボイラ６の上流側には、冷却
室Ａから出てきた循環ガス中からの除塵を達成する除塵
格子レンガ８が設けられており、またボイラ６の下流側
には、サイクロン９および循環ガスブロワｌＯが設けら
れている。また、冷却室Ａの出口部分に接続されたガス
ダクト７の上流端部分には、空気投入ブロア１２を有す
る送気管１１が接続されていて、循環ガス内のＣＯおよ
びＨ２を希釈するための空気をガスダクト７内に送入す
るようにしている。

冷却塔ｌの天井部２には、ポンプ１４と流量調節弁１５
とを有する給水管１３が設けられており、この給水管１
３を通って供給された水は、プリチャンバＢ内の赤熱コ
ークス上に広い角度で撒水された状態で注水される。ま
た、天井部２には途中に除塵冷却装置１７または大気開
放弁１８を有する吸気管１６が接続されており、注水に
よりプリチャンバＢ内に生成した水性ガス化反応ガスを
強制的に排気する管路を形成している。

冷却塔１内への赤熱コークスの供給は、装入蓋３による
冷却塔１上端の開口部の密閉を開放し、パケット５で運
ばれて来た赤熱コークスを落下供給して達成し、また冷
却塔１により冷却、消火の達成さたコークスの冷却塔１
内からの排出は、冷却塔ｌ下端の開口部に設けられたコ
ークス切出し装置４を開放して達成する。

また、第３図に示した実施例においては、コークス切出
し装置４に温度計１９を設置することにより、排出時の
コークスの温度を正確に知り、もって赤熱コークスの正
確な冷却、消火処理を達成すると共に、ガイダクト７の
途中に、ガスダクト７内の循環ガス中のｔｈｏの濃度を
計測して、循環ガスの成分管理を行うようにしている。

今、例えば給水管１３を通して０．５ｔ／Ｈｒの流量で
水を、プリチャンバＢ内の約１０００℃の赤熱コークス
に注水すると、 Ｃ＋ｌ１ｚＯ＋ＣＯ＋ＩＩｇ　　１５７６Ｋｃａｌ／Ｋ
ｇ　　ＨｚＯなる水性ガス化反応が起こり、この吸熱反
応により、冷却塔！内の温度は平均で約５℃低下し、こ
の温度低下分だけ切出しコークス量を増加させることが
できる。すなわち、プリチャンバＢ内への０．５ｔ／Ｈ
ｒの注水により、コークス乾式消火設備のコークス処理
能力を１，６ｔ／Ｉｌｒ増加させることができるのであ
る。

また、プリチャンバＢ内への注水は、冷却塔１内への赤
熱コークスの供給を行うパケット５の動作タイムスケジ
ュールに対する装入蓋３の開閉動作タイムスケジュール
に合わせた注水シーケンスに従って実施される。

注水によりプリチャンバＢ内に生成した水性ガス化反応
ガスの吸気管１６を通しての排気は、大気開放弁１８を
開放した状態では、除塵冷却装置１７を設けた管路を閉
鎖してそのまま大気中に放出するが、燃料ガスとして回
収する場合には、大気放散弁１８を閉状態にして、除塵
冷却装置１７で除塵、冷却してから回収する。

本発明方法の実施は、コークス乾式消火設備の冷却能力
が最大となっている操業時に、切出しコークスの温度を
上昇させることなしに、切出しコークス量を増加させる
目的で行われるが、注水流量は、温度計１９の表示値を
見ながら、流量調節弁１５で制御する。また、実際の運
転では、注水によりプリチャンバＢ内に生成した水性ガ
ス化反応ガスを吸気管１６で吸引排気するのであるが、
わずかの水性ガス化反応ガスが循環ガス中に混入して、
時間の経過に従って循環ガス中のＨ，Ｏ濃度を上昇させ
る恐れがあるので、水分計２０で循環ガス中の１１□０
濃度を監視し、このＨ２ｏ濃度が予め設定した所定の濃
度値に達したならば、ポンプ１４を停止して注水を止め
、必要に応じてガイダクト７内の循環ガスの入れ換えを
行う。

また、注水により循環ガスの温度が低下し、ボイラ６の
入側循環ガス温度が低下して、所要のボイラ熱回収量が
維持できない場合は、燃焼用空気をダクト１ｒを通して
冷却室Ａに導入し、コークス自体を一部燃焼させ、循環
ガス温度の上昇を図るか、および／または循環ガスの希
釈用空気を、空気投入ブロア１２を作動させて送気管１
１を通してガスダクト７内に導入し、可燃分を燃焼させ
ることにより、温度を上昇させてボイラ６の入側循環ガ
ス温度を制御することにより、ボイラ熱回収量の維持が
実現できる。

第４図は、本発明方法実施前と実施後の切出しく処理）
コークス量の変化を示すもので、この第４図から明らか
なように、本発明方法実施前に比べて、０．５ｔ／Ｈｒ
の注水により７１０Ｍｃａｌ／Ｈｒの吸熱量があり、そ
の結果、２　ｔ／Ｈｒのコークス処理量のアップを図る
ことができ、５　ｔ／Ｈｒの注水により、切出しコーク
ス量を１３０ｔ／Ｈｒとする能力を持つ冷却塔１を１５
０ｔ／ｌｌｒの冷却能力を持つものへと、コークス冷却
能力を大幅に増加させることができた。

〔発明の効果〕

本発明は、上記した槽底となっているので、以下に示す
効果を奏する。

冷却塔内に投入供給された赤熱コークスに、直接注水し
て赤熱コークスを冷却するので、冷却塔による赤熱コー
クスの冷却能力を飛躍的に高めることができ、これによ
り単位時間内における赤熱コークス冷却、消火切出しコ
ークス量を大幅に増大させることができる。

冷却塔内の赤熱コークスに対する注水は、冷却用の循環
ガスが通過する冷却室の上方に位置するプリチャンバ内
の赤熱コークスに対して行われるので、この注水にまり
生成される水性ガス化反応ガスの排気回収を、循環ガス
を吸引することなしに良好に達成でき、またこの生成し
た水性ガス化反応ガスの循環ガス内への混入程度を充分
に低く抑えることができ、これによりガスダクト内の除
塵格子レンガの異常膨張の発生と云う不都合を防止する
ことができ、冷却塔の安全性の高い運転を達成維持でき
る。

注水にまり生成した水性ガス化反応ガスは、それ単体で
排気回収されるので、燃料ガスとしてそのまま利用する
ことができ、熱回収処理を高効率で達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施した冷却塔設備の概略を示
す全体構成図である。 第２図は、注水の装入蓋開閉動作に対するタイムスケジ
ュールを示す説明図である。 第３図は、本発明方法を実施した冷却塔設備のより具体
的な概略を示す全体構成図である。 第４図は、本発明方法を実施した結果の切出しコークス
量の変化の一例を示す線図である。 第５図は、従来の冷却塔設備の一例を示す概略全体＃ｌ
７ｆｆ１図である。 第６図は、炭化珪素の各種のガス雰囲気中における酸化
速度特性を示す線図である。 符号の説明 １；冷却塔、２；天井部、３；装入蓋、４；コークス切
出し装置、５；パケット、６；ボイラ、７；ガスダクト
、８；除塵格子レンガ、９；サイクロン、１０；循環ガ
スブロワ、ｌＩ；送気管、■１”　；ダクト、１２ｉ空
気投入ブロワ、１３；給水管、１４：ポンプ、１５　；
　’ｔｌ量ｖｌｉｆｆ弁、ｔ６　；　吸気管、１７；除
Ｊ！冷却装置、１８；大気放散弁、１９；温度計、２０
；水分計、２１；導入管、２２；導管、Ａ；冷却室、Ｂ
；プリチャンバ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷却塔（１）内の冷却室（Ａ）の上方のプリチャ
   ンバ（Ｂ）に赤熱コークスを投入すると共に、前記冷却
   室（Ａ）内に外部の途中にボイラ（６）を設けたガスダ
   クト（７）を介して冷却用の循環ガスを循環させ、該循
   環ガスにより前記冷却室（Ａ）内の赤熱コークスを冷却
   するコークス乾式消火方法において、前記冷却塔（１）
   の天井部（２）から前記プリチャンバ（Ｂ）内の赤熱コ
   ークスに注水し、該注水により生成した水性ガス化反応
   ガスを前記プリチャンバ（Ｂ）内から吸引排気しつつ前
   記循環ガスにより冷却するコークス乾式消火方法。
2. （２）注水によりプリチャンバ（Ｂ）内に生成して排気
   された水性ガス化反応ガスを、冷却、除塵した後に可燃
   性ガスとして回収する請求項１記載のコークス乾式消火
   方法。
3. （３）プリチャンバ（Ｂ）内の赤熱コークスへの注水を
   、装入蓋（３）の開放時には停止する請求項１記載のコ
   ークス乾式消火方法。
4. （４）プリチャンバ（Ｂ）内の赤熱コークスへの注水に
   伴うボイラ熱回収量の低減の際は、冷却室（Ａ）に燃焼
   用空気を導入すること、および／またはガスダクト（７
   ）内に希釈用空気を導入し、ボイラ（６）入側の循環ガ
   スの温度を制御する請求項１記載のコークス乾式消火方
   法。