JPH0768524B2 - 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

【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口フリューに関する。

〔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、この顕熱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、ダクト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。さら
に、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16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58−48
747号公報，実開昭59−9067号公報，実開昭59−153345
号公報，実公昭60−36574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１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21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」Vol74（1988）
第６号第30〜37頁に記載されている。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20a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18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
有するれんが構造体であり、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複数
のガス流通管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
在な複数のガス流通管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、柱れんが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
管の例を示す。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ューは、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から複数のロッド又はワイヤ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24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の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25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。

ガス流通管25の小室の径は、冷却室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、100mm以
上にすることが好ましい。この径が100mm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、ガス流通管25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、ガス流通管25の流さは、排気口８に堆積するコー
クス塊20がガス流通管25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管25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、ガス流通管25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0.958m²とした排気口８を使
用した。この排気口８に、内径150mm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
着脱自在な複数のガス流通管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、ガス流通管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
傾斜配置した出口フリューを示し、第３図はガス流通管
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
状態である。 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、24:ワイヤ 25:ガス流通管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 俊次 福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の59 日鐵プラント設計株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−250090（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷却塔の周囲に設けた環状ダクトに炉内を
   接続する排気口の下部に、着脱自在な複数のガスの流通
   管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。