JPS6020994A - コ−クス乾式消火設備の操業初期における乾燥昇温方法 - 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】

この発明は築炉後始めて行われるコークス乾式消火設備
の乾燥昇温方法に係り、特に常温から最終温麿に至るま
での乾燥昇温工程を２段階に分けて、乾燥昇温設備の大
型化を排し、作業性、経済性を高めることができるよう
にしたコークス乾式消火設備の操業初期における乾燥昇
温方法に関する。 一般にコークス乾式消火設備においては、冷却塔、除ｒ
＃Ａ器、ダクト等の内面に数千トンにも及ぶ耐火材が内
張すされているのであるが、］−クス乾式消火設備を構
築した自復にＪ３いてこれらの耐火材を乾燥する必要が
あること、ま１＝実操業に入る前に耐火材を実操業と同
様の条件、すなわち、冷却塔のブリチャンバーにて赤熱
コークスの温度に等しい約１　、０００℃に保つ目的か
ら、操業初期にコークス乾式消火設備全体の乾燥昇温工
程が必要となる。 そこで、従来は次に説明する如く、数千トンの耐火材を
１．０００℃近くまで燃焼装置のみで乾燥昇温を行なっ
ていた。即ち、乾燥開始前に冷却塔の底部に設けられた
＃ｌ製の冷却ガス吹込み部を高温から保護するためにこ
れを覆うべく冷コークスを装入して燃焼床を形成する。 次いで、冷却塔の側壁に開口を設けてバーナを塔内に装
着し、重油またはガス等の燃料を燃焼させ、その燃焼ガ
スを冷却塔より除塵器、ダクト等に導いて耐火材を乾燥
昇温する。そして乾燥昇温後、バーナを冷却塔から撤去
するとともに炉壁に設けた開口を復旧してい　ｌこ　。 ところが、上述しＩＣバーナ等の燃焼装置のみににる乾
燥昇温によると、特にコークス乾式消火設備の大ｙ！化
に伴って次のような多くの問題を生じる。 （１）　大型の燃焼装置が必要となる。 バーナ自身が大容量となるため高価なものになる。また
、この大容量化にも限界があるため１ＷＡだけの設置で
は実用上困難で、複数のバーナを要°する。一方、乾燥
用燃焼装ｖＪはバーナだけでなく、燃焼空気用送風機、
燃焼空気配管、燃料ガス配管、燃料ガス昇圧機、各種弁
数等が必要であり、燃焼装置が大型又は複数となるに伴
ってこれら補機や配管類も大型となる。燃焼装置や帽り
配管類の設置のＩＣめ、コークス乾式消火設備内に多く
のスペースを必要とし、架溝の補強や床の拡張が必要と
なり、レイアウト上の制限も大きい。しかも、短期間（
約２０日間）の乾燥昇温作業が終了づると、これらのス
ペース等は不要になり無駄となる。スペースのみならず
、上記装置類も短期間の使用後は不要となるので大型に
なる稈無駄が多くなる。 （２）　燃料消費■が莫人となる。 耐火材を昇温するためには、耐火材を加熱する燃焼ガス
の温度は耐火材の温度十αでなければならないが、耐火
材の温度が上がる稈、即ら燃焼ガスの温度が上がる程、
廃ガスＪ口失が大きくなり、また各（Ｊ熱損失も温度が
高い程大きいので、耐火材温度の上昇に伴って、必要燃
焼ｍは累進的に上昇づ°る。従って、燃焼装置の大容量
化は、燃料消費ｍの檄増を１０さ省エネルギー上好まし
くない。 また、燃料配管はかなり遠方から引いてくることになる
が、配管が大径になる稈、一時設置となる配管や配管ス
ペース等が大変面倒になる。 （３）　バーナ挿入用間口が大きくなる。 冷Ｊｉｌｌ塔側壁に設ける間口が大きくなり築炉椙造上
好ましくない。燃焼装置の個数により複数の開口部を要
する場合にも同様に築炉イ１４造上複雑どなり好ましく
ない。また、これら間口部は、乾燥昇温後に耐火材にて
塞いで復旧するが、開口が大きい程復旧に時間を要し、
渇瓜酵下を最小限とするため迅速性が要求される復旧作
業上の支障となる。 （４）　実操業への移行作業時の温度低下が甚だしい。 バーナによる乾燥昇温完了後はバーナ笠を撤去して実操
業に入るが、この移行作業中は入熱がないので、開口復
旧に伴なう耐火材の温度低下は避ｃノられない。この温
度低下の程度は耐火材の温度が高い程大きく、しかも急
激に温度が低下するので、耐火材にとって好ましくない
。 （５）　大型バーナと小型バーナの使い分りが必要とな
る。 乾燥昇温は、常温から約ｉ、ｏｏｏ℃までゆるやかに乾
燥させながら昇温することが必要であるため、燃焼装置
のみで行うと、小容量の燃焼から大容量まで非常に広範
囲の容量をカバーしな

【プればならない。すなわち、バ
ーナのターンダウン比が人ぎくなるので、バーナの設計
が難しくなり、不安定領域での運転を余ＩＮなくされ、
安全上、信頼性上の問題がある。−このＩｃめ、小型バ
ーナと大型バーナを設置し、耐火材温度に応じて小型バ
ーナから大型バーナーへ、そして同時使用というように
使い分（プる等の必要があり、その操作が煩雑であっＩ
ｃ　６ ［Ｆ］）　冷コークスを捏護ツるための耐熱レンガの敷
設が必要となる。 バーナによる乾燥昇温にＪ３いて、耐火材温度を上げ過
ぎると、冷コークスに着火する虞れがあるので、冷コー
クス上面を断熱レンガ等の断熱材で覆わなければならな
い。断熱レンガを敷くこと自体大変であるが、乾燥昇温
完了後、冷却ガスを塔内に送入づる際、レンガ部分の通
気性が悪く必要ガスｍが送れない。また、冷Ｎ口１５よ
り切出した冷却コークス中に装入する上記レンガは後続
の高炉には投入できないので、これを除かなければなら
ないが、全部のレンガが切出されるまで長時間を要づ゛
る上、このレンガ取除き作業のため冷コークスの切出し
が制限され、ひいてはコークス乾式消火設備の操業が制
限される。まＩＣ％レンガ取除き作業はコンベア上のレ
ンガを拾うので大変危険な作業となる。 このようにバーナ単独によるコークス乾式消火設備の乾
燥昇温は多くの問題があり、これらの問題の解決が望ま
れていた。 この発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、燃焼装置の簡略化と共に燃料消費
の削減を図ることができ、しがち乾燥’Ａ−ｆｕ中にａ
５ける次工程への移行作業の簡素化を可能としたコーク
ス乾式消火設備の操業初期に４５ける乾燥昇温方法を提
供するにある。 上記目的は、この発明によれば次のようにして達成され
る。即ち、耐火材を内張すしたコークス乾式消火設備を
構築した復にコークス乾式消火設備を乾燥昇温するに際
して、熱膨張率変化が最大どなる耐火材の転」多点を超
えるまで上記コークス乾式消火設備の冷却塔内に熱バ１
を加減しつつｌＪｔ給する第１の乾燥昇温工程ど、上記
耐火材が転移点を超えてから所望温度に達するまで上記
冷却塔内に赤熱コークスを投入Ｊ−るど共にこれと向流
させるべく冷却塔下部Ｊ、り循環ガスを送入する第２の
乾燥昇温工程とを順次行な４つしめることを特徴とする
。これにより、第１段階では急激な温度上界がない状態
で従来より低い温度に抑えるようにし、耐火材にクラッ
クが入つｌＪり目地切れが生じる等の悪影響がないよう
に１−ると共に、第２段階では特別な燃料や燃焼装置を
必要としないで最終目標の温度まで乾燥昇温できるよう
にし、乾燥昇温完了後は直ちに実操業に移行できるよう
にしｌＪものである。 特に、本発明者は以上の目的を達成ずべく鋭意研究の結
果、コークス乾式消火設備に内張りし／、−耐火材の熱
膨張率の変化が、第１図に例を示Ｊ如く、乾燥昇温の最
終温度である約ｉ、ｏｏｏ℃よりはるかに手前の６００
°Ｃ前後で最大となるのを最後に、それ移行は極めて小
さく安定していることを見出し、この熱膨ｎ＆率の変化
が最大となる耐火材の転移点を超えるまではゆるやかに
乾燥昇温させることが必要で、そのようなゆるやかな乾
燥昇温をさせるにはそのｆｌｉｌ　Ｉｌｌが容易な燃焼
装置等による熱風の供給が最適であり、また耐火材の転
移点を越えてからは急速に乾燥昇温させても支障がない
ことから、高温の赤熱コークスによる乾燥昇温を利用す
れば最終温度を得ることが出来るとの知見を得て、この
発明を創案するに至っ１．：ムのである。 以下、この発明に係るコークス乾式消火設備の操業初期
における乾燥昇温方法の好適一実施例を添付図面に従っ
て説明する。 第２図は、この発明方法を説明するためのコークス乾式
消火設備の一例を示ず概略系統図である。 図に示す如く、１は頂部に装入口２を有し下部に冷却ガ
ス吹込部３を設けた冷却塔、４は除塵器、５はボイラ、
６は循環ファンを現し、循環ガスを冷却塔１に尋人して
装入口２より装入されて流下して来る赤熱コークスを冷
２Ｊ】シ、該冷却によって昇温された循環ガスをボイラ
５に導いて熱回収を行う循環ガス流路を構成している。 そして、この循環ガス流路には耐火材７が内張すされて
いる。 また、上記循環ガス流路にお【ノる冷却１７！１１への
ガス入側位置に、放散管８が設【ノられている。図中、
９は冷却場１へのガス入側に段１ノられ循環ガスの流入
を制御するダンパ、１０は循環ファン６の吸込み側に設
けられ循環ガス流路を流れる循環ガス流量を制御する吸
込ダンパ、そして、１１は放散管８に設けられ放散ガス
量を制御りる放散弁をそれぞれ示す。 上記構成にＪ３いて、冷却塔１の乾燥昇温前に、冷却塔
下部に設けられた鋼製の冷却ガス吹込部３を熱から保護
Ｊ−べく、予めこれを覆うように冷コークス１２を特別
に装入して燃焼床が形成される。 また、冷却塔１の側壁に間口部１３を設け、これより塔
内に熱風供給用の燃焼バーナ又は熱風ダクト１４を挿入
する。更に、冷却塔１頂部の装入口２に排Ｎ１邑制御用
のダンパ１５を有する仮設煙突１６が段番プられる。 次に、上記実施例におけるコークス乾式消火設備の乾燥
昇温方法を説明する。 コークス乾式消火設備の構築後実操業に入る前に行なう
乾燥昇温工程は、実操業の赤熱コークス冷却運転と連繋
するように二段階で行なわれ、またこの段階中にボイラ
５のソーダ煮作業ら併せて行われる。 コークス乾式消火設備の乾燥昇温の第１段階は、第２図
に示ず如く、冷却塔１下部のガス入側に設けたダンパ９
を全開にし、燃焼バーナによる燃焼部ガス又は熱風ダク
１−１４から排出する熱風を炉内に供給する。この熱風
の一部は仮設煙突を介して大気中に排風する。残りの大
部分は循環ファン６に−一って吸引され、除塵器４、ボ
イラ５を通り、放散管８を通って、大気放散する。 こうして、′ｔＳ潟の熱風ガスにより、冷ＩＪ１１５１
、除塵器４等に内張すされた耐火材７の温度は上昇して
ゆき、乾燥昇温されることになる。この場合において、
循環ファ°ン６に吸引された熱風ガスはボイラ５を通る
ので当然然気を発生させるが、第４図に示す如く、乾燥
初期においてはこのボイラ５への入熱を利用して凡そ５
日間ボイラ５のソーダ煮を行なう。また、冷却塔１人側
のダンパ９は全閉すると述べたが、冷却塔１内の冷コー
クス１２および耐火材７を含む冷却塔１下部の湿度が必
要以上に上がらないように、ボイラ５を出てＪｕ庶の下
ったガスを一部冷却塔１内へ供給リベく、必要に応じて
微開させることもある。 上記ボイラ５のソーダ煮の際はボイラ５への入熱量の管
理が必要であることは勿論であるが、同様に耐火レンガ
から成る耐火材７も常温から高温へと温度が上昇してい
く過程において、鉱物結晶の転移点（第１図参照）を通
過するので、昇温速度（’Ｃ／Ｈｒ　）の管理が重要で
あり、またなめらかな温度上昇が要求される。特に、乾
燥要因は上昇温度だけではなく、乾燥期間も重要であり
、このｌｃめには所定の温度で一定期間保持することに
より、レンガ内の温度を均一化させる。第４図の回示例
では、なめらかな温度上昇期間を凡そ６日問取った後、
凡そ３日間転移点近傍の６００℃を確保して耐火材７の
均熱を図っている。 これらの温度管理は、燃焼バーナ等１４がら供給する熱
風の風量と温度、また冷却塔１内にリークさせるガス■
を決める冷却塔入側のダンパ９の開麿等の調整により達
成づ゛ることができる。また、これらの調整に関連して
、循環ファン６の吸込ダンパ１０の開度、放散弁１１の
開度、仮設煙突１６のダンパ１５の開度の調整も必要と
なり、コークス乾式消火設備は第１段階においても、通
常操業とは異なるが、一種操業状態にあるといえる。 従って、乾燥昇温のｖ８１段階では、耐火材７の昇温」
二限温度を比較的低く抑え、耐火材７の転移点＋αから
冷却塔１下部に装入した冷コークス１２が燃えない温度
迄とし１＝ことにより、冷コークス１２の燃焼が回避で
きる。また比較的小容量の燃焼装置で足り、且つ燃料消
費の増大を抑制り−ることができる。又、制御容易な燃
焼バーナ１４等を昇温手段として使用することにより、
ゆるやかな温度上昇が容易であり、特に耐火材７の転移
点近傍において温度キープすることにより、耐火材７に
熱ストレスを加えるのを回ｉすることができ、熱ストレ
スからくる耐火材７のクラックや耐火材７同士の目地切
れ等を有効に防止することができる。 乾燥昇温の第２段階は、耐火材７の温度が所定の温度迄
上昇した後、又は上昇後のキープ時間が経過した後に始
める。 先ず、燃焼バーナ又は熱風ダク１〜１４からの熱風の供
給を停止すると共に循環ファン６を停止する。次に、熱
風ダクト１４を撤去し、冷却塔１側壁の開口部１３を耐
火レンガにて復旧する。また、仮設煙突１６も撤去する
。 この作業は、第１段階からｆｉＸ２段階への移行作業で
あり、折角上昇した耐火ｌ７Ｉ７温度が下らないよう、
可及的速やかに行なう必要がある。第１段階での昇ＷＷ
度は比較的低く抑えるようにしたので、燃焼バーナ又は
熱風ダクト１４は１台かつ小容量で済み、その補機等も
小型で足りるので、これらの撤去は容易であり、またこ
れに伴なって開口部１３も小さくその数も１個で済むか
ら、復旧作業も容易となる。したがって、第４図にも示
ず如く、この移行期間中の温度降下を可及的に低く抑え
ることができ、急冷による耐火材７への悪影響を防ぐこ
とができる。 開「１部１ご３の復旧後、冷却塔１人側のダンパ９を所
定の開度に１７ｉ１いてから、循環ファン６を再び運転
し、具入［１２より燃焼床上に赤熱コークス１７を投入
する。この投入以降は、バーナ又は熱風ダクト１４から
の入熱に代えで、赤熱コークス１７からの入熱によって
乾燥昇温作業を続行する。 すなわち、ダンパ９を聞くことにより循環ガス流路を開
成して、冷却ガス吹込部３から上記冷コークス１２を通
しで炉内に冷却循環ガスを吹き込み、投入した赤熱コー
クス１７に向流さゼ、これと熱交換させる。熱交換によ
り昇温し１ｃガスを除塵器４、ボイラ５に導き、循環フ
ァン６を介して再び冷却塔１に供給する。 こうして、赤熱コークス１７により昇温した循環ガスに
より、冷却塔１、除塵器４等に内張りされた耐火材７の
温度は所望の最終温度に向って上昇していき、乾燥昇温
されることになる。この乾燥昇温は、第４図の図示例で
は凡そ３日間行なわれ、９００℃近くまで高められる。 この期間は、第１段階と異なり、耐火材７の転移点がな
いので、急速昇温してもよいが、必要に応じて、赤熱コ
ークスの量と循環ガス送入量とを加減りることにより、
循環ガス流路内の温度を適正に制ｔａｌｌ−ｉＪる。 耐火材７が所定温麿迄上昇し、又仕上上昇後のキープ時
間が経過したら、そのまま実操業に入る。 なお、乾燥昇温の第２段階は実質的に実操業と変りがな
い。実操業ではコークスの処］！ｌ！　ｍや蒸発分を運
転上の管理目標とするのに対して、第２段階では耐火材
７の温度を運転上の管理目標とり−る。 具体的には低負荷における実操業と同じことである。 従って、第２段階では、冷却ガスの供給により引き続き
冷コークス１２の燃焼が回避できるので、従来の如き断
熱レンガ等の断熱層を冷コークス１２上に敷設する必要
がない。また、熱Ｊｌｌに代えて赤熱コークスの非常に
高い顕熱により耐火材７の乾燥昇温を行う７ｊめ、短期
間で最終温度にもっていくことができ、しかも温度上昇
に伴って累進的な増大が要求される入熱を赤熱コークス
の顕熱によって賄うので、特別な燃料や大型の燃焼装置
を必要としないという大ぎな利点がある。さらに、この
段階は低負荷における実操業と同じであり、且つ、炉内
には断熱レンガ等の＾゛炉投入の際支障となるものがな
いので、直ちに通常負荷にお【プる実操業に移行できる
。 この様に、上記実施例によればコークス乾式消火設備の
内張り耐火材を乾燥昇温する工程を２段階に分て、１段
階目は比較的低くかつなめらかな温度上昇に抑え、２段
階目で赤熱コークスの顕熱によりＲ終日標値まで高める
ようにしｌこので、耐火材７への熱ストレスを有効に回
避できる。また、第１段階で要する燃焼装置が小型且つ
単数ですみ、これに伴なって補礪も小型ですむので、燃
焼装置のコストダウンが可能となり、これに要づ“る取
付スペースも可及的に縮小し得る。また冷却塔側壁に設
ける燃焼装置用の開口部１３の面積を小さくできるので
、開口部１３に起因Ｊ８築炉１ｆａ造上の不具合を解消
できる。 また、第１段階で要°りる入熱消費が従来の最終温度ま
で上げる場合に比して低温度に抑えであるので、燃料ガ
ス消費■を格段と低減でき、しかも第２段階では赤熱コ
ークスを使用し特別な入熱コーネルギーを要しないので
、耐火材７を最終１］標値にまで昇温させる全入熱エネ
ルギーを可及的に低減できる。 さらに第１段階から第２段階に移行りるに際し、要求さ
れる燃焼装置の撤去ヤ）間口部１３の復旧は、装置が小
型で且つ耐火材７の温度が低いこと、及び開口面積が小
さいことから極めて容易となり、作業の迅速化が図れる
から、移行作業時の温度低下を最小限に抑えることがで
きる。 、また、冷却５？：ｉ１下部にお【ノる断熱レンガ層の
敷設が不要となるので、乾燥昇温の前工程が簡略化でき
ると共に、乾燥昇温完了後実操業への移行をきわめて円
滑に行うことができる。 以上要Ｊ゛るにこの発明によれば次のような優れた効果
を発揮Ｊ−る。 （１）　耐火材の乾燥昇温工程を２段階に分【ノ、第１
段階を熱風を加減しつつ供給する比較的低温の乾燥昇温
工程とし、次に行われる第２段階を赤熱コークスによる
乾燥昇温工程としたので、大型の燃焼装置が不要となり
、これにより設置スペースを可及的に縮小でき、燃焼装
置のコストダウンを図ることができる。 （２）　第１段階においてのみ特別な燃料ガス等を必要
とし、しかも比較的低温の昇温でよいので、その燃判消
費邑を大幅に低減でき省エネルギー化を図ることができ
る。 （３）　第１段階の乾燥昇温工程で耐火物の転移点まで
昇温させ、その昇湿過程を熱風の加減によりゆるやかに
行なえるので耐火物をクラック等から有効に保護ツーる
ことができる。 （４）　熱風を供給する燃焼装置が小型で温度が低いこ
とから、第１段階から第２段階への移行作業が容易且つ
迅速に行なえ、燃焼装置等の撤去に伴なう第１段ｊＪ　
１．ｓ　＋う第２段階への移行作業時の温度低下を最小
限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る耐火物の代表的な熱Ｗ、服率特
性図、第２図及び第３図はこの発明を実施するコークス
乾式消火設面の概略系統図であって、第２図はバーナ等
による乾燥冒温を、第３図は赤熱コークスによる乾燥昇
温をそれぞれ示す説明図、第４図は同じくこの発明方法
による乾燥昇温の全工程例を示Ｊ昇温図の１例である。 尚、図中、１は冷却塔、７は耐火材、１４は熱風を供給
する燃焼バーナ又は熱バ（ダクト、１７は赤熱コークス
である。 特許出願人　石川島播ｒｆＪｉ重工業ａ式会社代理人弁
理士　絹　谷　信　雄 ００ り９００ ■ θ″Ｃ ２００ 二（’Ｃ〕 手続１７ｒｆ７正門（方式） 昭和５８年１１月９日 特許庁長官　若　杉　和　大　殿 １、事件の表示 特願昭５８−１２８７３３号 ２、発明の名称 コークス乾式消化設置ａの操業初ＪｕｌにおＩプる乾燥
昇温方法３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （００９）石川島播磨重工業株式会社 ４、代理人 郵便番号　１０５ 東京都港区愛宕１丁目６番７号 愛宕山弁護士ピル ５、補正命令の日（−１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 耐火材を内張すしたコークス乾式消火設備を構築した後
   にコークス乾式消火設備を乾燥４温するに際して、熱ｆ
   ！脹率変化が最大となる耐火材の転移点を超えるまで上
   記コークス乾式消火設備の冷ｉＪｌ＃！Ｊ内に熱風を加
   減しつつ供給する第１の乾燥昇温工程と、上記耐火材が
   転移点を超えてから所望湿度に達するまで上記冷却ｊｉ
   内に赤熱コークスを投入するとともにこれと向流させる
   べく冷ｉＪＪ塔下部より循環ガスを送入１−る第２の乾
   燥昇温工程とを順次行なわしめることを特徴とするコー
   クス乾式消火設備の操業初期における乾燥昇温方法。