JPS61145286A - コ−クス乾式消火設備のコ−クス粉処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコークスの顕熱を回収するコークス乾式消火設
備におけるコークス粉の処理方法に関する。

〔従来の技術〕

赤熱コークスの顕熱回収は、特公昭５８−２９９３月公
報に記載されているように、赤熱コークスを竪形炉の上
方から装入し、下方より１５０℃前後の循環ガス（Ｎ２
リッチガス）を吹込みコークスとガスとを対向流させて
、コークスを消火、冷却し、コークスの顕熱を９００℃
前後の熱ガスとして回収し、後段に設けたボイラで蒸気
を発生させる熱回収システムとなっている。この過程で
竪形炉から排気された高温の循環ガスは多量のコークス
粉を含有しており、後段のボイラ、循環ガスブロワ等の
摩耗損傷対策として、竪形炉出口に一次集塵機、循環ガ
スプロワ前に二次集塵機を設置し、コークス粉を捕集除
去している。また、−次集塵機で捕集された高温のコー
クス粉（８００℃前後）は集塵機下方に設けられた水冷
ジャケットタイプの冷却器で冷却され、スクリューコン
ベヤ、パケノトコンベヤ等で系外のホッパへ搬送処理さ
れている。さらに細かいコークス粉は二次集塵機で捕集
され、これも−次集塵機の捕集コークス粉と混ぜてホッ
パへ搬送処理している。

しかし、赤熱コークス粉の消火冷却処理は一般に技術的
な問題が多々あり、冷却が不充分だと搬送過程で燃焼ト
ラブルが生じ、また冷却効果を上げるため水冷ジャケッ
ト内のコークス粉厚みを薄くするとジャケット内で棚吊
りが起こシ、コークス粉の排出トラブルが生じていた。

さらにコークス粉の搬送貯留設備を別途設けなければ力
らないので多大の設備費を要する欠点もある。

一方、このコークス粉は主に焼結鉱の原料どして用いら
れているが、他のコークス製造過程でも大量のコークス
粉が発生するため、コークス粉そのものが現行の生産体
制では余剰気味である。このだめ乾式消火設備で捕集さ
れるコークス粉を回収することは前記の設備上の問題も
あって必ずしも有益々ものでなく、系外に排出されない
ように処理可能とすることが一つの課題でもあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、コークスの製造過程でコークス炉から
排出された赤熱コークスの顕熱を回収するコークスの乾
式消火設備において、集塵機で捕集したコークス粉を流
動層燃焼設備で燃焼させることによって集塵後のコーク
ス粉の処理工程の簡略化と乾式消火設備の排熱回収量の
向上を図ることである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明の要旨とするところは高温コークスを循環ガスで
冷却せしめると共に、集塵機にてコークス冷却後の高温
循環ガスより可燃物を除去し、熱交換器で顕熱を回収す
る如くなした乾式消火設備において、上記集塵機で捕集
された可燃物を流動層燃焼ゾーンとその”上方のフｌ）
　　、＋ｐ−ドに副熱交換器を備えた燃焼ゾーンから構
成される流動層燃焼炉で燃焼せしめ、燃焼熱の一部を前
記副熱交換器で回収し、さらに流動層燃焼炉から出た熱
ガスは熱交換器に入る前の高温循環ガス流路中に混入せ
しめ、一方捕集した可燃物は再度流動層へ循環させると
共に熱交換器よシ出た後の冷循環ガスの一部を上記流動
層燃焼炉内に吹込み流動層の温度制御を行うことを特徴
とするコークス乾式消火設備のコークス粉処理方法であ
る。

即ち本発明は、冷却炉下流側の集塵機で捕集された可燃
物を流動層２段燃焼炉で燃焼せしめ、その燃焼熱の一部
を流動層上方のフリーボードに設けた副熱交換器で回収
し、副熱交換器から出た未回収の熱ガスを熱交換器に入
る前の高温循環ガス流路中に混入せしめると共に、熱交
換器より出た後の冷循環ガスの一部を上記流動層燃焼炉
内に吹込み流動層の温度制御を行うようにしたものであ
る。

〔発明の作用〕

本発明では、冷却炉内における赤熱コークスの顕熱回収
に加え、捕集されるコークス粉を燃焼させてこの燃焼熱
量を熱交換器によシ回収することができ、回収熱量を向
上させることができ、しかも流動層燃焼が最適に行々わ
れるように同層内の燃焼温度を熱交換器から排出された
冷却循環ガスによ逆制御することができ、かつフリーボ
ードでの２段燃焼と副熱交換器によって、高炉床負荷が
達成できる。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施態様例に基いて本発明の詳細な説
明する。

第１図は本発明に係るコークス乾式消火設備を示すシス
テム図で、図中、１は冷却炉、２は一次集塵機、３は同
−次集塵機２からのコークス粉を貯留するホッパ、６は
コークス粉を流動層燃焼させる流動層燃焼炉、１２は補
助集塵機、及び１６はコークス顕熱を回収する熱交換器
をなすボイラである。

本発明において、コークス粉を燃焼させることによシ顕
熱回収量を増大させるとともにコークス粉体を焼却処理
することが最大の特徴であシ、これを流動層燃焼炉６に
より行なう。

以下、コークス粉の流動層燃焼に関する諸点について述
べる。

従来例で述べたコークス乾式消火設備のコーク（Ｒ） ス顕熱回収において、−次および二次集塵機で捕集され
たコークス粉は第２図に示すように、０．０５ｍｍ〜１
０朋の粒径範囲のものが大部分である。

コークス粉の燃焼方法のうち、まずバーナ燃焼では０．
０７闘以下の微粒子で々いと燃焼が困難で、捕集コーク
ス粉の微細化が必要であり、壕だ重油等の助燃材も必要
であることから経済的でガく実用性に欠ける。一方、火
格子法燃焼には粒径が小さ過ぎ、火格子の目詰り、火格
子床の局部的な吹抜は等のトラブルで２０　Ｋｆ／ｒｎ
”ｈ　８度の炉床負荷しかとシ得す、通常の石炭焚に比
べ数倍の炉床面積を要し、これも経済的でない。

上記理由によりコークスの最適燃焼を得るために、コー
クス粉の効果的な燃焼方法として流動層燃焼を研究した
。

第３図はコークス粉の流動特性の測定結果を空塔速度と
コークス層圧降下との関係で示した線図であり、安定流
動域は空塔速度Ｖｆ　＝　０．３　ｍ／　ｓ以上で、１
．５ｍ／ｓを越えるとコークス粉の散逸が大きくなる。

一部コークス粉の流動燃焼は試験により、５５０℃以上
の温度で安定燃焼の継続が可能であった。

しかし流動層の温度が１３００℃以上になるとコークス
灰の一部が溶融状態となシ、凝灰現象が生じる。これに
より流動状態が悪化してコークスの燃焼効率が低下し、
極端な場合は流動層の閉塞に至ることもある。

この試験結果より、コークス粉の流動層での安定燃焼温
度範囲は５５０℃〜１３００℃が適正であることを見出
した。この温度範囲に流動層温度をコントロールするた
め、コークス乾式消火設備の循環ガスが不活性であるこ
とに着目し、循環ガスの一部を流動層に吹込み、流動層
を冷却制御して、流動層温度をコントロールすることが
可能であるかを検討した。循環ガス成分は表１に示すよ
うにＮ２が大部分で残りをＣｏ２．　Ｃｏ、　Ｈ，ガス
で占めている。このため、この循環ガスでコークス粉を
流動させても当然ながら燃焼はせず、むしろＣ＋００２
の還元反応が生じ吸熱反応を呈するだめ、流動層温度を
コントロールする効果的な冷却媒体として作用し、循環
ガスによる冷却が十分可能であることが判った。

表１　コークス乾式消火設備の循環ガス成分ことで、流
動層燃焼過程で微少コークス粉は飛散しやすく、その飛
散量は空塔速度に比例して増大する傾向にあり、空塔速
度の早い領域では流動層内のコークス粉が多量に飛散し
、燃焼効率が低下するのはもちろんのこと、流動層のコ
ークス粉濃度が薄くなりついには消火に至る。この対策
として、流動層出口に補助集塵機を設け、ここで熱ガス
に同伴して飛散してきたコークス粉を捕集し、このコー
クス粉を再度流動層へ戻すシステムとした。このコーク
ス粉の循環燃焼方式により、安定燃焼と高効率の燃焼効
率が得られるようになった。

しかし前述したごとく、この循環コークス粉の量は空塔
速度に比例して増加する傾向にあり、その関係を第４図
に示す。

図中Ｗは循環量、Ｗ′は１００万ｋ　ｃ　ａｌ　／　ｍ
”ｈ時燃焼量を示す。

例えば空塔速度１．５ｍ／ｓでは炉床負荷１００万ｋｃ
ａｔ／ｍ’ｈでの燃焼量の４倍少のコークス粉を循環し
なければ流動層の安定燃焼の継持が出来ない。］、、５
　ｍ　／　ｓ以上では急激にコークス粉飛散量が増大し
、大量のコークス粉の循環が必要となり、循環系の装置
が過大となる。かと言って、空塔速度を抑えると炉床負
荷が大きく採れず、逆に燃焼炉が犬きくなシネ経済であ
る。このため、炉床負荷を向上させる手段として、流動
層上部のフリーカードでの飛散コークス粉濃度が濃いこ
とに着目し、フリーボード途中に２次空気を供給し、２
段燃焼を行った。

この結果フリーが−ドでの２段燃焼性は非常に良好であ
った。この２段燃焼負荷を増大させるためにこのフリー
ボードに副熱交換器を設け、この２段燃焼ゾーンの温度
をコントロールする。この２段燃焼によシ循環コークス
粉の減少と炉床負荷の増大すなわち、設備の小型化を達
成した。

以下、第１図によシコークス粉の処理方法について具体
的に述べる。

まず赤熱コークスを竪形冷却炉１の上方から装入し、下
方よシ１５０℃前後の循環ガスを吹込み、コークスと循
環ガスとを対向流させて、コークスを消火、冷却し、循
環ガスを９００℃前後の熱ガスへ加熱する。この熱ガス
は大量のコークス粉を含有しており、−次集塵機２で粗
いコークス粉が捕集される。このコークス粉を赤熱状態
のｉｔホッパ３に一時貯め、レベル計４でレベルを測定
しながらコークス粉の切出弁５で流動層燃焼炉６へ装入
する。燃焼用空気は送風機７によって送風されるがその
空気量は切出弁５の回転数信号によシ調整弁８でコント
ロールする。流動層燃焼炉６内に温度計１０をセットし
、流動層温度を本実施例では９００℃にコントロールす
るため、循環ガスの一部を昇圧機９で昇圧し流動調整弁
１１で送風量を制御し、流動層内温度を冷却している。

流動層上方のフリーボードに設けられた２次空気吹込口
２１から２次空気を吹込み、飛散コークス粉を燃焼せし
め、フリーボードに設けた副ボイラ２２で燃焼熱の一部
を熱回収する。燃焼量の飛散コークス粉は高温の燃焼ガ
スとともに流動層燃焼炉６外へ出る。このコークス粉・
灰を補助集塵機１２で補集し、レベル計１３でレベルを
測定しなから切出弁１４で流動層燃焼炉６へ循環させ再
び流動燃焼させる。流動層燃焼安定化のため、この循環
コークス粉の量をある範囲にコントロールするため流動
燃焼用空気吹込口２３の吹込葉を切出弁１４の回転数よ
シ調節弁２４で加減する。尚、コークス灰の一部は溢流
口１５から溢流排出され、残りは補助集塵機１２より散
逸する。

ダスト除去後の熱ガスは主循環ガスと混合してボイラ１
６で熱回収された後、二次集塵機１７で細かいダストを
捕集され、循環送風機１８で送風される。この循環ガス
はコークス粉燃焼によってガス量が増量するため、循環
ガス本管１９の圧力を測定し、この圧力が一定になるよ
う圧力調整弁２０でガスを大気へ放散してコントロール
する。

尚、本方法で二次集塵機１７で捕集したコークス粉や他
で発生したコークス粉を例えばホッパ３へ供給して燃焼
させることも当然可能である。また赤熱コークスの装入
量の変動が大きくボイラ１６の負荷変動が犬の場合、コ
ークス粉の燃焼量を加減操作することによシ、ボイラ１
６の負荷変動を抑える方法も取り得る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係るコークス乾式消火設備は、下
記の効果を奏する。

（、）　　集塵機で捕集したコークス粉を流動層燃焼さ
せることによって、赤熱コークス粉の消火冷却処理や遠
くのホソノ母への搬送処理等が不要で、さらにコークス
粉燃焼による回収熱量が増加し、設備投資効率が向上す
る。

（ｂ）　　循環ガスの一部を用いて流動層を冷却制御す
るととによシ流動層温度の精度の高いコントロールが可
能である。

（ｃ）流動層部で適量の微粉コークスをフリーボードへ
飛散させ２段燃焼せしめ、かつフリーテートで部分熱回
収することによって、高炉床負荷が達成出来る。

（ｄ）　　流動層燃焼炉で飛散したコークス粉を捕集し
て循環燃焼させるだめ、高効率の燃焼効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコークス粉処理方法を実行するた
めのシステム図、第２図は従来のコークス粉処理設備に
おける一次及び二次集塵により捕集されるコークス粉の
粒径分布を示すグラフ、第３図はコークス粉の流動特性
を示すグラフ、第４図は空塔速度と循環コークス粉量の
関係を示すグラフである。 １：・冷却炉　　　　　　２ニ一次集塵機３：ホッパ　
　　　　　６；流動層燃焼炉７：送風機　　　　　　９
：昇圧機 １２：集塵機 １６：ボイラ（熱交換器） ２２：副ボイラ。 い→”−ｒ％’−賀讐で芭 ｎｎ 祠く〒桓　ト と

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高温コークスを循環ガスで冷却せしめると共に、集塵機
   にてコークス冷却後の高温循環ガスより可燃物を除去し
   、熱交換器で顕熱を回収する如くなした乾式消火設備に
   おいて、上記集塵機で捕集された可燃物を流動層燃焼ゾ
   ーンとその上方のフリーボードに副熱交換器を備えた燃
   焼ゾーンから構成される流動層燃焼炉で燃焼せしめ、燃
   焼熱の一部を前記副熱交換器で回収し、さらに流動層燃
   焼炉から出た熱ガスは熱交換器に入る前の高温循環ガス
   流路中に混入せしめ、一方捕集した可燃物は再度流動層
   へ循環させると共に熱交換器より出た後の冷循環ガスの
   一部を上記流動層燃焼炉内に吹込み流動層の温度制御を
   行うことを特徴とするコークス乾式消火設備のコークス
   粉処理方法。