JPH09217066A - コークス乾式消火設備における冷却塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な設備コストで相当量のコークス粉粒が
除去された不活性ガス流をボイラーに供給できるコーク
ス乾式消火設備における冷却塔を提供する。 【解決手段】 冷却塔本体１１′の上、下部に、冷却室
１４とプレチャンバー１３とが連続して設けられ、冷却
室１４の下部に不活性ガスのガス吹き込み口１５が設け
られ、塔周壁５０の冷却室上部形成部５０ｂ内に不活性
ガスの排気口１８が設けられ、塔周壁５０のプレチャン
バー形成部５０ａ内に環状ダクト１９′が内設され、環
状ダクト１９′の排出口１９ａに外部ダクト２０が連結
されたコークス乾式消火設備における冷却塔１０におい
て、環状ダクト１９′の排出口１９ａ側の外周側形成面
２６ａに、それぞれ外周側形成面２６ａの略上、下端ま
で連続的に延びて、不活性ガス流３２に随伴されるコー
クス粉粒３３を分離する複数個の凸条部３５を、互いに
所定間隔をあけて配設させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コークス乾式消火
設備における冷却塔に係り、更に詳しくは、冷却塔で赤
熱コークスとの熱交換により高温となった不活性ガスに
随伴されるコークス粉粒を分離する機能を与えたコーク
ス乾式消火設備における冷却塔に関する。

【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、例えば図６、７に示すようなコークス乾式消火
設備が知られている。図６に示すように、従来のコーク
ス乾式消火設備１００は、コークス炉からの赤熱コーク
スを冷却する冷却塔本体１１を有している。冷却塔本体
１１の頂部には、赤熱コークスの投入口１２が設けら
れ、赤熱コークスは、投入口１２を介して、上部のプレ
チャンバー１３に投入され、冷却塔本体１１の下部付近
のガス吹き込み口１５から吹き込まれた不活性ガスとの
熱交換により約２００℃に冷却された後、コークス排出
口１６を介して、冷却塔本体１１の下部に設けられた排
出装置１７から一定量ずつ切り出される。

【０００３】他方、熱交換により約９００℃まで昇温し
た不活性ガスは、塔周壁５０の冷却室上部形成部５０ｂ
内に一定ピッチで周設された排気口１８から、塔周壁５
０のプレチャンバー形成部分５０ａを構成する外、内周
側壁２６、２７間に設けられた環状ダクト１９に集めら
れ、塔外に延びる外部ダクト２０を経由してボイラー２
１に導かれる。ボイラー２１には、流入管２２から水が
供給されており、外部ダクト２０より送られてきた不活
性ガスの保有熱を吸収した温水又は蒸気が流出管２３か
ら送り出され、冷却装置を通過後の不活性ガスは、ガス
吹き込み口１５から冷却塔本体１１内に吹き込まれて循
環使用される。このとき、外部ダクト２０内をボイラー
２１に向けて流れる不活性ガス流３２には、多量のコー
クス粉粒及び粉塵が随伴されている。この不活性ガス流
３２をそのままボイラー２１に導いたのでは、ボイラー
２１内の伝熱管が磨耗したり、ボイラー２１の内部にこ
れらのコークス粉粒が堆積し、ボイラー２１が故障する
原因となる。そこで、外部ダクト２０の途中に連結され
た簡易型の集塵装置２４により比較的大粒径のコークス
粉粒を取り除いている。なお、集塵装置２４により不活
性ガス流３２から分離されたコークス粉粒は、排出管２
５を経て冷却され、系外に排出される。

【０００４】簡易型の集塵装置２４としては、一般に衝
突反転式の慣性式集塵装置が使用されている。また、高
温のコークス粉粒を処理するために、耐磨耗性の高い耐
火物により集塵装置２４を構築している。これにより、
全設備コストに対する集塵装置コストの占める割合が高
く、この傾向は設備を大型化するほど顕著に現れる。従
って、衝突反転式の集塵装置２４に代わる種々の型式
が、例えば実開昭６４−２２７５２号公報などにより提
案されている。この公報に開示されたその対応手段は、
図７に示すように、プレチャンバー１３の外部を周回す
る環状ダクト１９の外周側形成面２６ａに、不活性ガス
流３２に随伴されるコークス粉粒３３を分離収容する貯
留部２８を設けている。また、図示しないが貯留部２８
の下部には排出管が設けられ、コークス粉粒３３を冷却
し、系外に排出している。図６において、符号１４は冷
却室であり、図７において、符号２９はコークス粉粒を
捕集する仕切り壁、符号３０は捕集されたコークス粉粒
を貯留するホッパ、符号３１は外、内周側壁２６、２７
を連結する耐火物煉瓦である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術においては次の問題点を有する。すなわち、従来
の不活性ガス流３２に随伴されるコークス粉粒３３を分
離収容する貯留機構は、貯留部２８が冷却塔本体１１の
環状ダクト１９に付設され、冷却塔本体１１の構造が複
雑となり、耐火物の構造強度が低下する。また貯留機構
を保有するために、貯留したコークス粉粒３３を排出す
る装置が必要となり、建設コストが高くなるし、設備の
保守・管理も面倒となる。このために、従来技術は実用
的な解決策とは言えない。本発明はかかる事情に鑑みて
なされたもので、安価な設備コストで相当量のコークス
粉粒が除去された不活性ガス流をボイラーに供給できる
コークス乾式消火設備における冷却塔を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のコークス乾式消火設備における冷却塔は、冷却塔
本体の下部内には赤熱コークスの冷却室が、また前記冷
却塔本体の上部内にはプレチャンバーが連続して設けら
れ、また前記冷却室の下部に、該冷却室内の赤熱コーク
スを冷却する不活性ガスのガス吹き込み口が設けられ
て、前記冷却塔本体の塔周壁の冷却室上部形成部内に、
冷却後の前記不活性ガスの排気口が設けられる一方、前
記塔周壁のプレチャンバー形成部内に、前記排気口から
の不活性ガスが流れ込む環状ダクトが内設され、さらに
該環状ダクトの排出口に、前記不活性ガスをボイラーに
導く外部ダクトが連結されたコークス乾式消火設備にお
ける冷却塔において、前記環状ダクトの排出口側の外周
側形成面に、それぞれ該外周側形成面の略上、下端まで
連続的に延びて、前記不活性ガスに随伴されるコークス
粉粒を分離する複数個の凸条部を、互いに所定間隔をあ
けて配設させた。なお、ここでいう凸条部の断面形状
は、例えばＬ字形、Ｉ字形、三角形、台形など、どのよ
うな形状のものでもよい。要は、環状ダクトを流れる不
活性ガス流に随伴されるコークス粉粒が、高速度で環状
の通路を通過する際に発生する遠心力により、環状ダク
トの外周側形成面に衝突し易いので、その衝突時のコー
クス粉粒を捕集できる凸条の形状であればよい。

【０００７】また、請求項２記載のコークス乾式消火設
備における冷却塔は、冷却塔本体の下部内には赤熱コー
クスの冷却室が、また前記冷却塔本体の上部内にはプレ
チャンバーが連続して設けられ、また前記冷却室の下部
に、該冷却室内の赤熱コークスを冷却する不活性ガスの
ガス吹き込み口が設けられて、前記冷却塔本体の塔周壁
の冷却室上部形成部内に、冷却後の前記不活性ガスの排
気口が設けられる一方、前記塔周壁のプレチャンバー形
成部内に、前記排気口からの不活性ガスが流れ込む環状
ダクトが内設され、さらに該環状ダクトの排出口に、前
記不活性ガスをボイラーに導く外部ダクトが連結された
コークス乾式消火設備における冷却塔において、前記排
気口の上部の外周側形成面に、横長の排気口側凸条部を
設けた。

【０００８】

【作用】請求項１記載のコークス乾式消火設備における
冷却塔においては、不活性ガスが排気口から環状ダクト
を通過してボイラーに流れ込む際に、不活性ガス流に随
伴されるコークス粉粒が、環状ダクトの排出口側の外周
側形成面に配設された複数個の凸条部に衝突して不活性
ガス流から分離され、捕集される。すなわち、不活性ガ
ス流に随伴される比較的粒径の大きいコークス粉粒は、
不活性ガス流が環状ダクトを通過する際、その慣性力に
より環状ダクトの外周側形成面に沿って流れる。環状ダ
クトの排出口側の外周側形成面には、不活性ガス流に随
伴するコークス粉粒を捕集する凸条部が複数個設けられ
ており、比較的粒径の大きいコークス粉粒は凸条部に衝
突して不活性ガス流より分離され、捕集されてプレチャ
ンバーの下部の冷却室内に戻される。

【０００９】また、請求項２記載のコークス乾式消火設
備における冷却塔においては、不活性ガスが冷却室から
排気口に流れ込む際に、不活性ガス流に随伴されるコー
クス粉粒が、排気口の上部の外周側形成面に配設された
排気口側凸条部に衝突して不活性ガス流から分離され、
捕集される。実験の結果、排気口に流れ込む不活性ガス
が、排気口の炉内側から多く排気され、排気口の上部の
外周側形成面に衝突するガス流となることが判明し、こ
の部分に排気口側凸条部を設けることで、不活性ガス流
中に浮遊するコークス粉粒が効率良く捕集される。

【００１０】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。なお、本発明の第１の実施の形態に
係るコークス乾式消火設備における冷却塔の基本的な構
造及び作用は、図６、７を参照して説明した従来手段と
同様であるので、同一部品には同じ符号を付して説明の
一部を省略する。図１、２に示すように、本発明の第１
の実施の形態に係るコークス乾式消火設備における冷却
塔１０において、冷却塔本体１１′の塔周壁５０の冷却
室上部形成部５０ｂに同心円状に設けられた複数個の排
気口１８は、環状ダクト１９′に接続されている。環状
ダクト１９′は、プレチャンバー１３を取り囲むよう
に、塔周壁５０のプレチャンバー形成部５０ａを構成す
る外、内周側壁２６、２７間に形成されている。そし
て、環状ダクト１９′からボイラー２１に不活性ガスを
導くために、環状ダクト１９′の排出口１９ａに外部ダ
クト２０が取り付けられている。環状ダクト１９′の排
出口１９ａ側の外周側形成面２６ａには、それぞれ所定
間隔をあけて、不活性ガス流３２に随伴されるコークス
粉粒３３を分離し、かつ外周側形成面２６ａの略上、下
端まで延びる複数個の凸条部３５が配設されている。

【００１１】このように、凸条部３５を、不活性ガスを
ボイラー２１に導く排出口１９ａ付近に配設したのは、
外部ダクト２０の連結位置近傍の方が、多くのコークス
粉粒３３が集中して通過しており、ここに凸条部３５を
設けることで、コークス粉粒３３の捕集効率を高くする
ためである。また、凸条部３５の設置間隔が、排出口１
９ａに近づくほど狭いので、排出口１９ａ側ほど不活性
ガスのガス流量が増大するのに対応して捕集漏れを防止
でき、充分な捕集効果が得られる。さらに、凸条部３５
を複数個設置するのは、不活性ガス流３２に随伴される
コークス粉粒３３の捕集量増大のためであり、凸条部３
５の数が多い程、不活性ガス流３２に随伴されるコーク
ス粉粒３３の量が減少する。一般に、凸条部３５は煉瓦
などの耐火物からなり、環状ダクト１９′の一部を形成
する外周側壁２６に噛み込ませて構築されている。これ
により、高速の不活性ガスにより容易に倒壊しない。

【００１２】また、凸条部３５の形状は、一般的なＩ字
形でも特に問題ないが、図１、３、４に示すようなＬ字
形にすれば、コークス粉粒３３が凸条部３５に衝突した
とき、捕集したコークス粉粒３３が再飛散することな
く、確実に捕集できて捕集効率が良くなって好ましい。
なお、本発明は凸条部３５の形状がＬ字形に限定される
ものではなく、例えばＩ字形、三角形、台形などでもよ
い。そして、凸条部３５の設置位置は図４に示すよう
に、平面視して、凸条部３５の内面３５ａと、排気口１
８の排出口側形成面１８ａが、平面視して同一線上に配
置されるのが好ましい。このようにすると、捕集された
コークス粉粒３３が、環状ダクト１９′の下部に溜まる
ことなく排気口１８に落下し、冷却室１４内に戻され
て、排出装置１７によるコークス塊５１の切り出しと共
に排出される。

【００１３】なお、実験の結果、凸条部３５を環状ダク
ト１９′の排出口１９ａの近傍に１箇所だけ設置した場
合、凸条部３５の寸法にもよるが、通常考えられる凸条
部３５の長さが２０００ｍｍ程度では、不活性ガス流３
２中のコークス粉粒３３の量が多いので、従来、外部ダ
クト２０に連結されていた集塵装置２４を省略できるま
でのコークス粉粒３３の除去効果は得られなかった。よ
って、少なくとも凸条部３５を２箇所以上配設する必要
があることが分かった。第１の実施の形態に係るコーク
ス乾式消火設備における冷却塔１０にあっては、投入口
１２から冷却塔本体１１′に、随時、投入された約１１
００℃の赤熱コークスは、排出装置１７からの冷却後の
コークス塊５１の切り出しに伴って、徐々に冷却室１４
へ下降して行く。一方、ガス吹き込み口１５から冷却塔
本体１１′内に吹き込まれた不活性ガスは、冷却室１４
内の赤熱コークスを冷却して排気口１８から環状ダクト
１９′に流れ込み、その後、外部ダクト２０を介してボ
イラー２１に供給される。不活性ガス流３２に随伴され
る比較的粒径の大きいコークス粉粒３３は、環状ダクト
１９′を通過中に、その慣性力により外周側形成面２６
ａに沿って流れるので、図３、４に示すように、コーク
ス粉粒３３が、環状ダクト１９′の外周側形成面２６ａ
に設けられた各凸条部３５に衝突して不活性ガス流３２
から分離収容され、その後排気口１８を落下して、冷却
室１４内に戻される。

【００１４】これにより、不活性ガス流３２中に浮遊す
るコークス粉粒３３の量が減少し、従来手段のように、
外部ダクトの途中に衝突反転式の集塵機を設けなくて
も、ボイラー２１内の伝熱管が磨耗したり、ボイラー２
１の内部にこれらのコークス粉粒３３が堆積して、ボイ
ラー２１が故障するのを防止できる。また、捕集したコ
ークス粉粒３３は、冷却室１４に戻された後、冷却後の
コークス塊５１と共に排出されるので、コークス粉粒３
３の貯留分離収容も不要となり、コークス粉粒３３の排
出管を設ける必要がなくなり、大幅なコスト低減につな
がる。

【００１５】次に、図５に基づいて、本発明の第２の実
施の形態に係るコークス乾式消火設備における冷却塔６
０を説明する。図５において、赤熱コークスとの熱交換
により約９００℃に昇温され、コークス粉粒３３を随伴
した不活性ガス流３２が排気口１８′を通って環状ダク
ト１９′に排気されるが、このとき塔周壁６１の排気口
１８′の上部の外周側形成面６１ａに、横長の排気口側
凸条部６２を設けることにより、排気口側凸条部６２の
下面に、主に矢印方向から環状ダクト１９′内に向かう
不活性ガスが衝突し、随伴されるコークス粉粒３３が分
離されて、排気口１８′から冷却室１４のコークス塊５
１上に落下し、第１の実施の形態の場合と同様に、排出
装置１７よりコークス塊５１と共に塔外に排出される。
この結果、不活性ガス流３２中に浮遊するコークス粉粒
３３の量が減少する。

【００１６】この位置に排気口側凸条部６２を配設した
のは、実験の結果、不活性ガス流３２は図５に示すよう
なガス流となることが判明したからである。すなわち、
不活性ガスは排気口１８′の冷却室１４内側から多く排
気され、排気口１８′の上部の外周側形成面６１ａに衝
突するガス流となる。そこで、この部分に排気口側凸条
部６２を設けて、不活性ガス流３２中に浮遊するコーク
ス粉粒３３を効率良く捕集するようにした。以上、本発
明の実施の形態を示したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、要旨を逸脱しない範囲での設計の変更が
あっても本発明に含まれる。例えば、第１又は第２の実
施の形態において、環状ダクト内の凸条部と、排気口内
の排気口側凸条部との一方ずつを設けるようにしたが、
これに限定しなくても、例えば両方を設けるようにして
もよい。

【００１７】

【発明の効果】請求項１及び２記載のコークス乾式消火
設備における冷却塔においては、このように冷却塔本体
の外部の環状ダクトを周回する不活性ガスの慣性力を利
用したり、排気口を通過する不活性ガス流を観察するこ
とにより、随伴されたコークス粉粒を外部ダクトに達す
る前に不活性ガス流から分離するようにしたので、集塵
装置の他、コークス粉粒の貯留部やコークス粉粒の排出
管を配設する必要がなくなり、安価な設備コストで相当
量のコークス粉粒が除去された不活性ガス流をボイラー
に供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るコークス乾式
消火設備における冷却塔のプレチャンバー部分の拡大横
断面図である。

【図２】同全体縦断面図である。

【図３】同環状ダクト部分の拡大縦断面図である。

【図４】同環状ダクト部分の拡大横断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係るコークス乾式
消火設備における冷却塔の排気口部分の拡大縦断面図で
ある。

【図６】従来手段に係るコークス乾式消火設備における
冷却塔の全体縦断面図である。

【図７】同プレチャンバー部分の拡大横断面図である。

【符号の説明】

１０ コークス乾式消火設備における冷却塔 １１′ 冷却塔本体 １２ 投入口 １３ プレチャンバー １４ 冷却室 １５ ガス吹き込み口 １６ コークス
排出口 １７ 排出装置 １８ 排気口 １８′ 排気口 １８ａ 排出口
側形成面 １９′ 環状ダクト １９ａ 排出口 ２０ 外部ダクト ２１ ボイラー ２２ 流入管 ２３ 流出管 ２６ 外周側壁 ２６ａ 外周側
形成面 ２７ 内周側壁 ３１ 耐火物煉
瓦 ３２ 不活性ガス流 ３３ コークス
粉粒 ３５ 凸条部 ３５ａ 内面 ５０ 塔周壁 ５０ａ プレチ
ャンバー形成部 ５０ｂ 冷却室上部形成部 ５１ コークス
塊 ６０ コークス乾式消火設備における冷却塔 ６１ 塔周壁 ６１ａ 外周側
形成面 ６２ 排気口側凸条部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却塔本体の下部内には赤熱コークスの
   冷却室が、また前記冷却塔本体の上部内にはプレチャン
   バーが連続して設けられ、また前記冷却室の下部に、該
   冷却室内の赤熱コークスを冷却する不活性ガスのガス吹
   き込み口が設けられて、前記冷却塔本体の塔周壁の冷却
   室上部形成部内に、冷却後の前記不活性ガスの排気口が
   設けられる一方、前記塔周壁のプレチャンバー形成部内
   に、前記排気口からの不活性ガスが流れ込む環状ダクト
   が内設され、さらに該環状ダクトの排出口に、前記不活
   性ガスをボイラーに導く外部ダクトが連結されたコーク
   ス乾式消火設備における冷却塔において、 前記環状ダクトの排出口側の外周側形成面に、それぞれ
   該外周側形成面の略上、下端まで連続的に延びて、前記
   不活性ガスに随伴されるコークス粉粒を分離する複数個
   の凸条部を、互いに所定間隔をあけて配設させたことを
   特徴とするコークス乾式消火設備における冷却塔。
2. 【請求項２】 冷却塔本体の下部内には赤熱コークスの
   冷却室が、また前記冷却塔本体の上部内にはプレチャン
   バーが連続して設けられ、また前記冷却室の下部に、該
   冷却室内の赤熱コークスを冷却する不活性ガスのガス吹
   き込み口が設けられて、前記冷却塔本体の塔周壁の冷却
   室上部形成部内に、冷却後の前記不活性ガスの排気口が
   設けられる一方、前記塔周壁のプレチャンバー形成部内
   に、前記排気口からの不活性ガスが流れ込む環状ダクト
   が内設され、さらに該環状ダクトの排出口に、前記不活
   性ガスをボイラーに導く外部ダクトが連結されたコーク
   ス乾式消火設備における冷却塔において、 前記排気口の上部の外周側形成面に、横長の排気口側凸
   条部を設けたことを特徴とするコークス乾式消火設備に
   おける冷却塔。