JPH0643150Y2 - コ−クス乾式消火設備における除塵器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この考案はコークス乾式消火設備における除塵器に関す
るものである。

＜従来の技術＞ 従来、コークス乾式消火設備には第４図に示すごとく、
衝突反転型の除塵器20が設けられていた。熱媒ガスが循
環ファン24で循環され、消化塔21内でコークスを冷却し
てボイラ22に循環される。このときダクト25の途中に形
成されている除塵器20で粉コークスを捕集し、ボイラ22
の摩耗負荷を低減している。

この衝突反転型除塵器20の具体的作用は、第５図に示す
ように循環ガスを仕切板20aにより下方に迂回させ、循
環ガス中の粉コークスを慣性力により仕切板20aに衝突
させて下方に自然落下させて捕集するようになってい
る。

なお、第４図中23は、ボイラ22の出口の低温ガス域に配
置されたサイクロンであり、除塵器20による除塵が不十
分であることから、これを補うべく微集塵あるいは本集
塵を行って、循環ファン24を粉コークスによる摩耗から
保護している。

＜考案が解決しようとする問題＞ 上述した従来の除塵器20にあっては、次のような問題が
あった。

（イ）捕集率を向上させるためには迂回部での流速をお
さえなければならないため、除塵器を大きくしなければ
ならず設備費が高くなる。（ロ）仕切板は大型化する
と、下端アーチ部が構造的に弱くなる。（ハ）捕集効率
は上がるが、ガス流全体が曲げられるため、ボイラ入口
ガス流が著しく偏り、ボイラチューブの局所摩耗が生ず
るという問題があった。また、以上の問題点を解決する
方法として、衝突反転型除塵器のかわりに、第６図に示
すような、除塵格子１を用いる方法が特に大型コークス
乾式消火設備に採用されるようになった。これは実公昭
60-23294号公報、実開昭59-172750号公報、実開昭59-47
637号公報で開示されるものであり、この除塵器格子１
を採用することで、ダクト寸法を小さくすることがで
き、かつ、消化塔、ボイラ間の距離を小さくすることが
可能となるため、建設コストを大幅に低減することが可
能となる。

第７図は、第６図のＩ−Ｉ矢視による従来構造の除塵格
子断面の１例を示す。除塵格子１は循環ガス上流側の整
流格子1bと下流側の捕集格子1aから形成されており、か
つ、整流格子1bと捕集格子1aとは千鳥状に、ダクト25の
幅方向に複数個並んでいる。循環ガス中の粉コークスは
整流格子1bで流れ方向に強制力を受け、捕集格子1aの溝
４に導かれ、溝４に捕集される。溝４内では、ガスの流
速は０となっているため、粉コークスは、重力により、
溝４の中を落下し、ダクト25のダストキャッチャ５の傾
斜下面を経て、ダスト排出弁３より排出される。

しかしながら、従来の捕集格子1aでは、溝４の深さは10
0mm以下であり、捕集格子1aに衝突し、これにより重力
落下する粉コークスは落下中再びガス流に乗って捕集格
子1bと1aのすきまを通過するため、粉コークスの捕集率
が低くなってしまう。すなわち循環ガス中の粉コークス
は、大半がこの捕集格子1aでは捕集されることなく、ボ
イラ内に流れてしまい粉コークスによるボイラチューブ
の摩耗負荷を大きくするばかりでなくボイラ入口での大
きなガス偏流により、ボイラチューブの局所摩耗が生ず
るためボイラチューブの早期取替が必要になるという問
題があった。

＜問題を解決するための手段＞ 本考案は前述従来の問題を解決し、引いてはボイラチュ
ーブの長寿命化を可能にするコークス乾式消火設備の除
塵器を提供することを目的とするものである。

本考案者らは、ボイラチューブの局部摩耗及び前述従来
の除塵格子構造の除塵器が低い粉コークス捕集効率しか
得られないのは、ガス偏流に起因していることに気付
き、流体解析および粉コークスのシミュレーション解析
を駆使し、粉コークス捕集効率の改善ならびにボイラ入
口部でのガス偏流と流速の抑制を図るべく除塵格子構造
除塵器について種々に検討を行った。

その結果、ダストキャッチャ又はダストキャッチャ下流
部にガス流を阻止する衝突壁をダスト幅方向にわたって
設置すれば、衝突壁によりガス流を上向きに変えること
ができ、ボイラ入口のガス偏流および最大ガス流速が抑
制され、しかも除塵格子を有するものにあっては衝突壁
に衝突した粉コークスの落下を助長することを知見し、
これにもとづいて本考案を達成するに至ったものであ
る。

本考案は、コークス乾式消火塔の冷却ガス出口とボイラ
入口間を連結するダクト中に配設されたダストキャッチ
ャ又はダストキャッチャ下流部に、上記ダクトの幅方向
に亘り所要高さの衝突壁を設けてなることを特徴とする
コークス乾式消火設備における除塵器であり、前記衝突
壁を前記ダストキャッチャ下流部の整流格子と捕集格子
とからなる除塵格子の下部または下部の下流側に設置す
るのが望ましい。

＜実施例＞ 次に、図面に従って本考案の最適な実施例について説明
する。第１図（ａ），（ｂ）は本考案の除塵格子構造の
コークス乾式消火設備用の除塵器を示したものである
が、当該除塵器の部分以外は、第４図に示す従来のもの
と同構造である。第１図（ａ）および第２図（ａ）は除
塵格子１の下流側下部背面に衝突壁２をダクト25の幅方
向に亘って設けた１実施例を示している。第２図（ａ）
は第１図（ａ）のＡ−Ａ矢視による平面図である。すな
わち、整流格子1bと捕集格子1aとから構成される除塵格
子１において、衝突壁２は捕集格子1aの下部背面に接続
されて設けられており、下流側に下り勾配の傾斜面11を
形成してある。第１図（ｂ）および第２図（ｂ）は、除
塵格子１の下部に衝突壁２′をダクト幅方向に亘って設
けた他の実施例を示している。第２図（ｂ）はは第１図
（ｂ）のＢ−Ｂ矢視による平面図である。すなわち、整
流格子1bと捕集格子1aとからなる除塵格子１において、
捕集格子1aの下部では、捕集格子1a間に耐火物1Cを充填
して捕集格子1aと耐火物1Cによって衝突壁２′を構成し
ている。なお第１図において６はボイラ入口に設けたス
クリーンである。

次に第１図および第２図に示す構造の作用について説明
する。ダクト25内を流れるガス流は、矢印で示すように
衝突壁２または２′の前方で、その流れ方向が上向きに
なるけれども、衝突壁に衝突したガス流の流速が低下す
るため、ガス中に存在する粉コークスの重力が上昇気流
に打勝って、下降する粉コークスの割合が、従来構造の
ものに比較し大幅に増加する。

一方ボイラ22の入口におけるガス偏流も、従来ダクト25
の後壁部で最大流速を生じていたが、本考案によれば、
衝突壁２または２′に衝突したガスが衝突壁の下流部に
うず流12を発生して上向きに誘導されるため、ボイラ22
の入口におけるガス流が、後述するようにその中央部に
移るばかりでなく最大流速値も減少させることができ
る。

第３図の（ａ）と（ｂ）は、それぞれ衝突壁２を備えた
ものと衝突壁２を備えないものについて、流体解析によ
る流線図を比較して示したものであり、衝突壁２を備え
たものの方が、備えないものよりボイラ入口のガス偏流
が抑制されることが明らかである。

すなわち、衝突壁２を設けることにより、ガス流を上向
きに変えることができ、ボイラ入口のガス偏流が抑制さ
れることからボイラチューブの局部摩耗の問題を解決す
ることができる。

次に、粉コークスの捕集効率について説明すると第３図
（ａ）に示すように高さ4200mmのダクト25内に除塵格子
１を設置しないで当該位置に高さ750mmの衝突壁２のみ
を設置した場合について行った粉コークスのシミュレー
ション解析によると、衝突壁２を設置しない場合に比較
して、粉コークスの捕集率は10％から15％に向上するこ
とが判明した。また、流体解析によると、消化塔21の冷
却ガス出口すなわちダクト25の入側ガス流速を16.7m/s,
ダクト入側位置から衝突壁２までの距離を10m、衝突壁
２からボイラ22の入口までの距離を4.2mとしたとき、ボ
イラ入口の最大ガス流速は従来の17.9m/s,から15.9m/s
に低下した。これによるとボイラチューブの寿命時間Ｔ
はｋ・ｇ・a/e・μ³で求められることからして、ボイラ
チューブの寿命は1.5倍に延びることになる。ｋ・ｇ・a
/e・μ³において、ｋは定数、ｇは重力加速度、ａはボ
イラチューブの肉厚、ｅは粉塵濃度、μはガス最大流速
を示す。

ところで、本考案における衝突壁の高さ設定について
は、例えば高さを750mmと一定にしたとしても、ダクト
の仕様により粉コークスの捕集効率やボイラの入口ガス
流速最大値が変化することからしてダクトの仕様に従っ
て衝突壁の高さを決めることになる。

＜本考案の効果＞ 前述のように本考案は、ダストキャッチャ又はダストキ
ャッチャ下流部に衝突壁をダクト幅方向にわたって設置
することにより、ボイラ入口のガス偏流と最大ガス流の
低減が達成されるのでボイラチューブの寿命が向上する
ばかりでなくボイラ入口ガス偏流の減少によりボイラの
熱効率の向上を達成できる他、衝突壁をダストキャッチ
ャ下流側の除塵格子の下部または下部の下流側に設置す
ることでダスト（粉コークス）の捕集効率の向上も達成
することができ、その効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係るコークス乾式消火設備に
おける除塵器の実施状態を示す概略断面図、第２図は第
１図における矢視方向の部分平面図、第３図は流体解析
によるガス流線図、第４図は従来のコークス乾式消火設
備の概略断面図、第５図は従来のコークス乾式消火設備
における除塵器の概略断面図、第６図は従来の他のコー
クス乾式消火設備における除塵器の概略断面図および第
７図は第６図における矢視方向の部分平面図である。 １…除塵格子,2…衝突壁， ３…ダストシール弁， ５…ダストキャッチャ， ６…ボイラ入口スクリーン,22…ボイラ， 25…ダクト

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】コークス乾式消火塔の冷却ガス出口とボイ
   ラ入口とを連結するダクト中に配設されたダストキャッ
   チャ又はダストキャッチャ下流部に、上記ダクトの幅方
   向に亘り所要高さの衝突壁を設けてなることを特徴とす
   るコークス乾式消火設備における除塵器。
2. 【請求項２】前記衝突壁を、前記ダストキャッチャ下流
   部の整流格子と捕集格子とからなる除塵格子の下部また
   は下部の下流側に設けた実用新案登録請求の範囲（１）
   項記載のコークス乾式消火設備における除塵器。