JPH0745555Y2 - コークス乾式消火設備の冷却塔ガス出口フリュー - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、コークス乾式消化設備
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
出に随伴される粉粒体を少なくしたガス出口フリューに
関する。

【０００２】

【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化設備が
知られている。

【０００３】図１１は、この顕熱回収系統を備えたコー
クス乾式消化設備を示す。

【０００４】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度程度に冷却される。冷却されたコークス
は、排出口６から切り出し装置７によって切り出され
る。他方、熱交換によって約８００度に昇温した不活性
ガスは、排気口８から環状ダクト１０を経由してボイラ
１１に導かれる。ボイラ１１には、流入管１２から水が
供給されており、この水がダクト１０から送られてきた
不活性ガスの保有熱を吸収し温水又は水蒸気となって流
出管１３から取り出される。

【０００５】このコークス乾式消化設備は、近年、単位
投資額当たりの回収熱量の増加等を目的として、設備が
大型化される傾向にある。

【０００６】しかし、この設備の大型化は排気口８内の
コークス塊による閉塞という新たな問題を引き起こして
いる。

【０００７】つまり、設備の大型化で冷却塔本体１に投
入される赤熱コークス量が増加するが、これを冷却する
に必要な吹込みガス量は投入コークス量の増加比率以上
に多くの量を必要とする。一方、排気口８は、設備が大
型化してもれんが積構造及び築炉上から制約を受け、あ
る大きさ以上には大きくできない。

【０００８】また、排気口８の大型化は、排気口８内に
侵入するコークス堆積厚みを厚くし、排気口８内の不活
性ガス流の偏流を大きくする。

【０００９】すなわち、上部炉壁１７近傍は、コークス
堆積厚みが薄く、不活性ガス流が流れ易いが、下部炉壁
１９近傍はコークス堆積厚みが厚く、不活性ガス流が流
れ難くなり、ガスが上部炉壁１７近傍に集中して流れ
る。

【００１０】従って、設備の大型化は、排気口８内での
不活性ガスの流速増加，偏流を招き、不活性ガス流に随
伴されるコークス塊、粉粒を増加させ、ひいては排気口
８内のコークス塊，粉粒による閉塞を引き起こす。

【００１１】この不活性ガス流に随伴されるコークス
塊，粉粒の量を低下させるものとして、図１４に示すよ
うに、排気口を複数又は単数の仕切り壁２２で多段に仕
切ることが実公昭６２−１５２２２号公報に記載されて
いる。

【００１２】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２
０ａと下方の表面２０ｂとをもつ。このコークス塊２０
の堆積状態を図１３の場合と比較すると、不活性ガス流
２１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直下と下部仕切り
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や粉粒も小さく
なる。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の排気口は、仕切り壁２２がたとえば柱状部１８の側面
から突出したものとして設けられる。そのため、柱状部
１８として特別に製造された異形れんがが必要となり、
既存の設備に付設することも容易でない。

【００１４】更に、一つの仕切り壁は隣同士の２ケの柱
状部１８に支持されるため、各柱状部１８が熱膨張等で
独自に動くと仕切り壁２２に亀裂が入ったり、損傷した
りする。これが操業変動に伴う温度変動等で何度も繰り
返されると仕切り壁２２が脱落することさえある。

【００１５】また、下部炉壁１９近傍は、図１０に示す
ように、コークス粉粒が集積するが、従来の排気口８に
はこれを排出できる機構がない。このため、下部炉壁近
傍の空隙率が低下し、排気口を通過できる不活性ガスの
量は大幅には増加しない。

【００１６】これらの問題を解決するものとして、図２
及び図１２に示すように、排気口８の下部炉壁１９に軌
条型れんが２５等を配列して溝部２３を形成することが
特願平１−１６１２３７号に記載されている。

【００１７】この溝部２３は、下部炉壁１９面に堆積す
るコークス粉粒を冷却筒室に排出させる機構をもつた
め、下部炉壁１９近傍の空隙率の低下が抑制されるし、
また、溝部２３がガス通路としても活用できる。そのた
め、上部炉壁１７側を通過する不活性ガス流の流量が少
なくなり、上部炉壁１７直下を不活性ガスが集中して流
れることがなく、コークス塊や粉粒の随伴が抑制され
る。

【００１８】しかし、溝部２３を形成する軌条型れんが
２５は、図１２に示すように、同図の２５ｂの部位のみ
で支持されており、構造体として不安定である。このた
め、操業変動に伴う温度変動等でれんがが動くと、れん
がが損傷したり脱落することさえある。

【００１９】そこで、本考案は、溝部を構成するれんが
積の構造安定化を計り、かつ下部炉壁１９に集積したコ
ークス粉粒を導出する溝部２３を形成して、溝部のれん
が積み構造を強固にすると共に、不活性ガス流に随伴さ
れるコークス塊粉粒を抑制することを目的とする。

【００２０】また従来の溝部２３は、排気口８と空隙２
６ａを接続する小通路２６ｂが不活性ガス流の流路方向
と平衡に配置されている。このため、コークス粉粒３１
の空隙２６ａへの落下量が少なく、下部炉壁１９近傍の
空隙率の低下はあまり抑制出きないという問題があっ
た。

【００２１】本考案は、下部炉壁１９近傍の空隙率の低
下をより抑制し、排気口を通過する不活性ガス流が上部
炉壁側で局部的に集中して流れることを防止し、コーク
ス塊や粉粒の随伴を抑制することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本考案は、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を下部炉
壁，上部炉壁及び柱状部で区画し、前記排気口の少なく
とも入側部分に当たる前記下部炉壁側に、前記排気口を
通過する不活性ガス流の流路方向に延びる複数の溝部を
形成したコークス乾式消化設備の冷却塔ガス出口フリュ
ーにおいて、前記溝部を空隙と排気口と空隙を接続する
小通路から構成し、前記小通路を不活性ガスの流路方向
に断続的に設置するか、または、前記小通路を不活性ガ
スの流路方向と略直角に配置することを特徴とするコー
クス乾式消化設備の冷却塔のガス出口フリューである。

【００２３】

【作用】排気口の下部炉壁に空隙と排気口と空隙を接続
する小通路から構成される溝部を形成し、小通路の幅寸
法をコークス粉粒は通過でき、コークス塊は通過できな
いものとすると、下部炉壁面に堆積したコークス塊は空
隙に落下しないが、コークス粉粒は小通路を介して空隙
に落下する。このため、下部炉壁近傍は空隙率の低下が
抑制され、冷却塔を上昇して排気口に流れる不活性ガス
流が流れやすくなる。また、小通路を不活性ガスの流れ
方向に対して断続的に配置すると、溝部を形成するれん
がが上下面で支持されることとなり、れんが積構造の安
定化が計れる。

【００２４】更には、小通路と排気口内を降下するコー
クスの降下方向に対して、直角に配置すると、コークス
粉粒の空隙への落下可能な範囲が拡大され、より多くの
コークス粉粒を冷却塔へ排出でき、下部炉壁近傍の空隙
率の低下がより抑制される。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照しながら、実施例により本
考案の特徴を具体的に説明する。図１及び図２は、排気
口８の一部を形成する下部炉壁１９に軌条型れんが２５
を配列して溝部２３を形成した実施例を示す。なお、同
図において、図１４に示した部材等に対応するものにつ
いては同一の符号で指示し、以下の説明においては図１
１及び図１４の符号を適宜使用している。

【００２６】本実施例の出口フリューは、図１４の場合
と同様に上部炉壁１７と下部炉壁１９との間に柱状部１
８を配置し、排気口８を形成している。柱状部１８は、
図１１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、それぞれの柱状部１８の間が排気口８とな
る。

【００２７】排気口８の下面を形成する下部炉壁１９の
内壁面には、図３に示すように、複数の溝部２３が不活
性ガス流２１の通過方向に沿って設けられている。これ
らの溝部２３は、空隙２６ａと排気口８と空隙２６ａを
接続する小通路２６ｂとから形成されている。そして、
小通路２６ｂの幅寸法は、個粉粒は通過できるがコーク
ス塊は通過できないものである。

【００２８】このため、排気口８の下部炉壁１９近傍に
堆積しているコークス粉粒は小通路２６ｂを介して空隙
２６ａに落下して空隙２６ａを降下していき、冷却室４
へ排出される。なお、空隙２６ａは落下したコークス粉
粒が冷却室４へスムーズに排出できるように傾斜してお
り、その傾斜角はコークスの安息角より大きく設定され
ている。そして、下部炉壁近傍はコークス粉粒が減少
し、空隙率の低下が抑制される。また、空隙２６ａは落
下してくるコークス粉粒を排出させるのみならず、冷却
室４を上昇して排気口８に流れる不活性ガス流の流路と
しても活用される。

【００２９】この結果、冷却室４の下方から上昇してく
る不活性ガス流２１が排気口８へ流入するとき、上部炉
壁１７側に集中する傾向が抑制され、不活性ガス流２１
に随伴されるコークス塊や粉粒が減少する。

【００３０】下部炉壁１９に形成される溝部２３の空隙
２６ａは前述の通り、落下したコークス粉粒３１を冷却
室４へ排出したり、不活性ガス流２１の流路となるた
め、この寸法は大きければ大きいほどよい。

【００３１】また、小通路２６ｂは、下部炉壁１９近傍
に堆積するコークス粉粒３１を前記空隙２６ａに落下さ
せたり、前記空隙２６ａを上昇する不活性ガス流２１を
排気口８へ噴出するために使用される。この小通路２６
ｂの幅寸法はコークス塊が小通路２６ｂに入り込まない
最大寸法が好ましい。一般にコークス塊２０の平均粒径
は５０〜８０ｍｍ程度であるので、小通路２６ｂ寸法は
コークス塊が降下しない５〜５０ｍｍ、好ましくは２０
ｍｍ程度が最適である。

【００３２】溝部２３を形成するれんがの構造体として
の強度向上のため、小通路２６ｂは図３に示すように空
隙２６ａの全面には配置されず、断続的に配置するもの
とする。このようにすると、溝部２３を形成するれんが
の上面が隣接するれんがと互いに接触でき、溝部れんが
は上下面で固定されることとなる。この結果、操業変動
に伴う温度変動が生じても溝部れんがはしっかりと固定
され、れんがの損傷や脱落等はほとんど発生しない。

【００３３】また、以上述べた実施例では、溝部２３が
軌条型れんが２５を配列して形成されるものについて述
べたが、溝部２３を図４に示すような形状のれんがを配
置して形成してもよいし、その形状に特に限定されるも
のではない。

【００３４】図５は溝部２３の空隙２６ａの下部構造を
示す一例である。下部炉壁１９の内壁面に溝部２３を形
成してもその下部の構造が不適であれば、溝部２３がコ
ークス粉粒３１で閉塞してしまう。こうなると、コーク
ス粉粒の排出は勿論、不活性ガス流２１の流路としても
使用できなくなる。このため、溝部２３の下部構造は溝
部２３を形成する上で特に重要である。

【００３５】同図では、落下したコークス粉粒をスムー
ズに冷却室４へ排出するために、溝部２３下部の内壁面
θ₁ ，θ₂ は両方ともコークスの安息角以上とし、かつ
下部内壁面θ₁ を上部内壁面角θ₂ よりも大きくとって
いる。更には、溝部２３を形成する天井壁３２下端の径
を冷却室４の径より小さく、すなわち、同図のａ寸法を
＋寸法として溝部２３へのコークス塊の侵入量を少なく
し、コークス粉粒の冷却室４への排出抵抗を少なくして
いる。

【００３６】これにより、溝部２３の空隙２６ａに落下
したコークス粉粒３１は空隙２６ａ内に停滞することな
く、冷却室４へスムーズに排出する。従って、空隙２６
ａ内がコークス粉粒により閉塞することもないし、また
冷却室４の下方から上昇してくる不活性ガス流２１の一
部が溝部２３を通過するとき、スムーズに通過すること
ができる。

【００３７】また、図６及び図７は、排気口８と空隙２
６ａを接続する小通路２６ｂを図８に示すように、不活
性ガス流２１のガス流れ方向に対して直角に配置した別
の実施例を示したものである。

【００３８】このようにすると、下部炉壁１９近傍に集
積したコークス粉粒３１が下部炉壁１９の傾斜壁に沿っ
て降下していくとき、コークス粉粒の落下範囲が広いた
め、コークス粉粒３１が小通路２６ｂから空隙２６ａに
落下する量が多くなる。

【００３９】従って、下部炉壁１９近傍に堆積するコー
クス粉粒をより多く冷却室４へ排出することができ、空
隙率の低下をより抑制することができる。更に、溝部れ
んがが隣接するれんがと上下面で互いに接触しているた
め、れんが構造体としても強固である。

【００４０】図９は、不活性ガス流２１の通過方向に沿
って延び、空隙２６ａの幅５０ｍｍ、深さ１００ｍｍ、
小通路２９ｂの幅２０ｍｍの溝部２３を傾斜面に形成し
た下部炉壁１９で排気口８の下面を形成した場合に、排
気口８を通過する不活性ガス流２１の流量分布を表した
グラフである。

【００４１】図９から明らかなように、下部炉壁１９と
コークス塊２０との間に形成された空隙２６ａを不活性
ガス流２１が優先的に通過するし、更には下部炉壁１９
近傍の空隙率の低下が抑制されるため、上部炉壁１７側
を流れる不活性ガス流２１の流量が減少し、排気口８の
断面に関して流量分布が平均化されている。そのため、
上部炉壁１７近傍でコークス塊２０が不活性ガス流２１
に随伴されることがなくなる。

【００４２】これに対して、図１４で説明した従来の排
気口８では、下部炉壁１９近傍の空隙率の低下によって
圧損が排気口８断面において異なるため、破線で示すよ
うに上部炉壁１７側の流量が極端に大きくなっている。
この流量の大きな個所、すなわち、上部炉壁１７近傍で
コークス塊２０が不活性ガス流２１に随伴され、炉外に
送り出される。

【００４３】

【考案の効果】以上に説明したように、本考案において
は、排気口下面を形成する下部炉壁側に溝部を形成し、
排気口と入側部に侵入したコークス塊と下部炉壁との間
にできる空隙と排気口と空隙を接続する小通路を形成し
ている。

【００４４】この溝部は、下部炉壁傾斜部に堆積したコ
ークス粉粒を排気口内から冷却室へ導出させ、この部分
の空隙率の低下を抑制すると共に、不活性ガス流のガス
流路にもなる。

【００４５】そのため、状炉壁側を通過する不活性ガス
流の流量が少なくなり、上部炉壁直下を不活性ガスが集
中して高速で流れることがなく、コークス塊や粉粒の随
伴が抑制される。その結果、コークス乾式消化設備の大
型化及び既設の能力増強等に伴い、不活性ガスの吹込み
量を大きくした場合でも、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】

【図１】 本考案実施例の出口フリューを示す斜視図。

【図２】 出口フリューを示す断面図。

【図３】 図２のＢ−Ｂ線における断面図。

【図４】 本考案の溝部の空隙形状を変えた応用例。

【図５】 本考案実施例の溝下部構造を示す詳細図。

【図６】 溝部の構造を示す他の実施例。

【図７】 溝部の構造を示す他の実施例。

【図８】 小通路の配置を示す断面図。

【図９】 本考案の効果を具体的に表したグラフ。

【図１０】 コークス粉粒の飛散状況を示す概略図。

【図１１】 コークス乾式消化設備の全体構造を示す概
略図。

【図１２】 従来の出口フリューを示す断面図。

【図１３】 従来の出口フリューを示す断面図。

【図１４】 従来の出口フリューを示す断面図。

【符号の説明】

１ 冷却塔本体 ４ 冷却室 ８ 排気口 ９ 環状ダクト １７ 上部炉壁 １８ 柱状部 １９ 下部炉壁 ２０ コークス塊 ２１ 不活性ガス流 ２３ 溝部 ２５ 軌条型れんが ２６ａ空隙 ２６ｂ小通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−88890（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−167392（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−38448（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭62−15222（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却塔の周囲に設けた環状ダクトに炉内
   を接続する排気口を下部炉壁，上部炉壁及び柱状部で区
   画し、前記排気口の少なくとも入側部分に当たる前記下
   部炉壁側に、前記排気口を通過する不活性ガス流の流路
   方向に延びる複数の溝部を形成したコークス乾式消化設
   備の冷却塔ガス出口フリューにおいて、前記溝部を空隙
   と排気口と空隙を接続する小通路から構成し、前記小通
   路を不活性ガスの流路方向に断続的に設置したことを特
   徴とするコークス乾式消化設備の冷却塔ガス出口フリュ
   ー。
2. 【請求項２】 冷却塔の周囲に設けた環状ダクトに炉内
   を接続する排気口を下部炉壁，上部炉壁及び柱状部で区
   画し、前記排気口の少なくとも入側部分に当たる前記下
   部炉壁側に、前記排気口を通過する不活性ガス流の流路
   方向に延びる複数の溝部を形成したコークス乾式消化設
   備の冷却塔ガス出口フリューにおいて、前記溝部を空隙
   と排気口と空隙を接続する小通路から構成し、前記小通
   路を不活性ガスの流路方向と略直角に配置したことを特
   徴とするコークス乾式消化設備の冷却塔のガス出口フリ
   ュー。