JPS62207393A

JPS62207393A - コ−クス乾式消火設備の除塵装置

Info

Publication number: JPS62207393A
Application number: JP4868886A
Authority: JP
Inventors: Masao Fujita; 昌男藤田; Hirohisa Homitsu; 穂満　弘久; Saburo Miyagawa; 宮川　三郎
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-03-07
Filing date: 1986-03-07
Publication date: 1987-09-11
Also published as: JPH0571075B2

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、コークス乾式消火設備の除塵装置に係り、特
にボイラ前の循環ガス中の粉コークスを効果的に捕集し
得るコークス乾式消火設備の除塵装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、コークス乾式消火設備には第３図に示すごとく、
衝突反転型の除塵器２０が設けられていた。

熱媒ガスは循環ファン２４で循環され、消火塔２１内で
コークスを冷却してボイラ２２に循環される。このとき
ダクト２５の途中に形成されている除塵器２０で粉コー
クスを捕集し、ボイラ２２の摩耗負荷を低減している。

この衝突反転型除塵器２０の具体的作用は、第４図に示
すように循環ガスを仕切板２０ａにより下方に迂回させ
、循環ガス中の粉コークスを慣性力により仕切板２０ａ
に衝突させて下方に自然落下させて捕集するようになっ
ている。

なお、第３図中２３は、ボイラ２２の出口の低温ガス域
に配置されたサイクロンであり、除塵器２０による除塵
が不十分であることから、これを補うべく徴集塵あるい
は木５塵を行って、循環ファン２４を粉コークスによる
摩耗から保護している。

上述した従来の除ＪＩＪ２０にあっては、次のような欠
点があった。

（１）除塵器は、約８００℃〜９５０℃のガス中の粉コ
ークス等を除塵しなければならないと共に、ポ・イラ入
口のガス流速を小さくするために大きな流路断面積を必
要とすることから、大型の耐火構造物となり、多量の耐
火材を必要とする。

（２）除塵器は、消火塔の出口とボイラの入口間のダク
ト内に設置されるので高所であるため、支持対象物の重
量が大きいことと相俟って大型の支持架構を必要とする
。

（３）除塵器は、効率よく除塵するため、またガスの偏
流防止及び整流化のため、ガスの流れ方向にある程度の
長さを要する（長ければ長い程良い）ので、上記（１）
、（２）と同様に多量の耐火材と大型の架橋を要する同
時に、消火塔、ボイラ間の距離が大きくなってプラント
の占有空間が大きくなると共に、ガスダクト、架構、配
管等プラント構成物がその分だけ長大となる。またこれ
により、プラント建設敷地等も大きくなり、立地上の制
約が増える。

（４）除塵器は、耐火材で構築されるため、形状及び構
造上の自由度が小さく、除塵効率を高めることが難しい
。このため、除塵能力が低く、ボイラに持ち込まれるコ
ークス粉が増え、これがボイラチューブに衝突し、チュ
ーブが摩耗して寿命が短くなる。

（５）除塵効果を高めるためその形状を複雑にすると、
これを通過することによりガスの偏流が発生し、ボイラ
の効率が低下してしまう、また、ガスの偏流によりコー
クス粉も濃度の偏りが生じ、上記ガス偏流と相俟ってボ
イラチューブの局部的摩耗が生じ、寿命が更に短くなる
。

（６）ボイラチューブの寿命を長くするためには、ボイ
ラ内のガス流速を小さくする必要がある。このため、ボ
イラのガス流路断面が大きくなる。また、流速が低下す
ると熱伝達率が低下するので伝熱面積を増やす必要があ
り、チューブ本数を増やさなければならない、従ってこ
うしたことがらボイラが大型化してしまう。

（７）ボイラチューブの長寿命化を図るため、チューブ
上面にプロテクターを設置したり、チューブの肉圧を増
加したり、耐摩耗性の高いチューブ材質にする必要があ
るが、これらはボイラのコスト高の原因となる。

以上の問題点を解決する方法として、衝突反転型除塵器
のかわりに、第５図に示すような、除塵格子１を用いる
方法が近年特に大型のコークス乾式消火設備が採用され
るようになった。これは実公昭６０−２３２９４、実開
昭５９−１７２７５０、実開昭５９−４７６３７号で開
示されるものであり、この除塵格子ｌを採用することで
、ダクト寸法を小さくすることができ、かつ、消火塔、
ボイラ間の距離を小さくすることが可能となるため、建
設コストを大幅に低減することが可能となる。

第６図は、第５図のＡ−Ａ矢視による従来構造の除塵格
子断面の１例を示す、除塵格子１は、循環ガス上流側の
整流格子１ｂと下流側の捕集格子ｌａから形成されてお
り、かつ、整流格子１ｂと捕集格子１ａとは千鳥状に、
ダクト２５の幅方向に複数個並んでいる。循環ガス中の
粉コークスは整流格子１ｂで流れ方向に強制力を受け、
捕集格子１＆の溝４に導かれ、溝４に捕集される。溝４
内では、ガスの流速は０となっているため、粉コークス
は１重力により、溝４の中を落下し、ダクト２５の傾斜
下面５を経て、ダスト排出弁３より排出される。

しかしながら従来の捕集格子１ａでは、溝４の深さは１
００ｍｍ以下であり、後述するように。

粉コークスの捕集率が低く、循環ガス中の粉コークスは
、大半がこの捕集格子１ａでは補修されることなく、ボ
イラ内に流れ、ボイラチューブの摩耗負荷を大きくし、
ボイラチューブの早期取替や前記の衝突反転型除塵器の
上記問題点（６）または（７）と同様の問題点があった
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、第５図に示すようなダクト２５内に、除塵格
子１を用いる装置において、除塵格子１の形状を改善し
て、粉コークスの捕集率を上げ、ボイラチューブの摩耗
負荷を軽減する装置である。

〔問題点を解決するための手段〕

改善内容としては、 ■除塵格子１を前後２段とも粉塵コークス捕集格子とし
、捕集箇所を増やす。

ｑ）捕集格子の溝深さを深くし、捕集した粉コークスの
再飛散を防止する。

■捕集格子の前後端とも円形状とした断面長円形状とし
て、除塵格子での循環ガスの圧損を減するとともに、上
流側での捕集格子で捕集できない粉コークスを下流側で
の捕集格子の溝に導くよう、粉コークス軌跡を改善する
。

■上流側の捕集格子の格子間間隙を、下流側の捕集格子
の溝幅よりも小さくし、上流側の捕集格子で捕集されな
いで下流側へ流れる粉コークスを下流側捕集格子で確実
に捕集する。

本発明の具体例を第１図に示す。第１図は本発明の具体
例における第５図のＡ−Ａ矢視図である。除塵格子ｌは
前＠２段とも、捕集格子２とし、その捕集溝４の溝深さ
文は見≧１５０とし、かつ、溝４の幅Ｗに対し、又≧１
．５Ｗとする。格子の棒状体の横断面の前端部６、後端
部７とも円形状とし、上流側の格子間間隙Ｓに対し、溝
幅ＷはＷ≧Ｓとする。

〔作用〕

第１図と第６図の構成差から明確なように、従来の除塵
格子１の構成では、前方が冷却ガスの整流格子１ｂ、そ
して整流された冷却ガスを捕集格子１ａに導き該捕集格
子１ａに衝突させ粉塵コークスを補修しようとしている
に対し、除塵格子ｌを構成する上流側および下流側の格
子をともに捕集格子２とする点、この点のみをとっても
捕集効率の向上は著しい、また、捕集格子１ａは従来、
複数溝４を有していたのに対し、単一の溝を構成するこ
とにより、製作が容易の他、従来では溝間の突起に衝突
して飛散するものが溝内に達するという捕集効率の向上
が図られるという利点を生ずる。

さらに、従来では、上流側の格子がガス流の整流機能、
下流側の格子が粒子の捕集機能と、機ｆ＠分担を図って
いるのに対し、本発明では第１図に示すように横断面を
長円形としているため、上流側、下流側の格子の両方と
もガス流の整流機能と粒子の捕集機能をともに有し、圧
損の増加を抑制する効果も生じている。

シミュレーション結果で溝深さ見を１５０ｍｍ以上とす
ることにより再飛散がなくなった。溝は−・定深さを確
保することにより、溝内に形成されるガス流速零の空間
を安定化し、溝壁に衝突して外部に飛散する粉塵コーク
スの減少を図ることができる。

また、文≧１．５Ｗは、Ｗが大きくなると上記ガス流速
零の空間の不安定さを招くことから限定される。なお、
Ｗ≧Ｓは、明らかなように上流側の格子間を通過する粉
塵を全量溝内に導こうとする意図である。

従来の除塵格子１による粉コークス粒子の飛行軌跡解析
結果を第７図に、本発明による粉コークス粒子の飛行軌
跡解析結果を第２図に示す、従来の除塵格子では、整流
格子１ｂによって強制力を受けた粉コークスは線図で示
すように、捕集格子１ａの溝４に入らないものもあり、
入っても、溝内面に衝突した反発力によって再飛散し、
粉コークスの捕集率は低くなる。

第２図における本発明による除塵格子では、上流側の捕
集格子で捕集されない粉コークスは、下流側の捕集格子
２の溝４内に導かれ、粉コークス捕集率は大幅に向上す
る。

第８図は、従来の除塵格子と、本発明の具体例による除
塵格子の、粉コークス粒径に対する粉コークスの捕集率
の実績を示す、横軸は、循環ガス中に含まれる粉コーク
ス粒子径、縦軸は粉コークスの捕集率を示す、線Ａが従
来の除塵格子による捕集率であり、線Ｂが本発明の除塵
格子による捕集率である。第８図でわかるように、本発
明による除塵格子では、従来の除塵格子よりも、各粉コ
ークス径とも捕集率が向上しており、特にボイラチュー
ブ摩耗に大きく影響を芋える３００〜４００ｇｍ以上の
粉コークス粒径の大きな範囲での粉コークス捕集率の向
とが著しい。

従って本発明の除塵格子を採用することによって、ボイ
ラチューブ摩耗負荷を著しく軽減することが可能となる
。

〔実施例〕

消火塔２１から排出された循環ガスは、多量の粉コーク
スを含んだ状態でダクト２５内を流れてくる。粉コーク
スは本発明による除塵格子の上流側捕集格子２で１部は
捕集され、捕集されない残りの粉コークスは、捕集格子
の前端部６によってその軌跡を効果的に曲げられ、下流
側の捕集格子２の溝４内に導かれる。上流側、下流側の
捕集格子２の溝４によって捕集された粉コークスは、そ
れぞれ溝４内を垂直に落ちていき、ダクトの傾斜下面５
を経て、ダスト排出弁３から排出される。

循環ガスは、除塵格子１を通過することにより、粉コー
クスを大幅に除去されたのち、ボイラ２２に導かれ、熱
交換を行う。ボイラに導かれた循環ガスは除塵格子１に
よって、消火塔を出た時に多量に含んでいた粉コークス
を本発明による除塵格子１によって捕集されるため、ボ
イラチューブ摩耗負荷は従来に比べ大幅に軽減される。

〔発明の効果〕

本発明によれば次の優れた効果を奏する。

（ａ）ボイラ前の循環ガス中の粉コークスを効果的に捕
集することができるため、ボイラチューブの摩耗負荷を
大幅に軽減することができる。

（ｂ）ボイラチューブの摩耗負荷軽減により、ボイラ内
の流速を大きくとることが可能となり、ボイラ形状をコ
ンパクトにして、建設費の低減が可能となる。またボイ
ラチューブの材質も高価な材質は不要となり、これによ
って建設費低減が可能となる。

（Ｃ）ボイラチューブのプロテクタが不要か、プロテク
タ範囲を大幅に減らすことができ、ボイラ効率の向上が
可能となる。

（ｄ）循環ガスが除塵格子を通過する時の圧損を減らす
ことができるため、循環ファンの電力費を低減すること
が可能となる。

（ｅ）衝突反転式の除塵器ではないため、ダクト形状を
コンパクトにすることができ、ダクトでの耐火物使用量
を大幅に削減できる。また、消火塔、ボイラ間の距離も
小さくすることができ、建設費の低減だけでなく、プラ
ント建設敷地も小さくすることができ、レイアウト上有
利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の除塵装置の実施例の格子断面図、第２
図は本発明の除塵格子による粉コークス軌跡解析例、第
３図は従来のコークス乾式消火設備の除塵システム図、
第４図は衝突反転型除塵器を示す側断面図、第５図は除
塵格子型除塵器を示す側断面図、第６図は従来の除塵格
子実施例による格子断面を示す第５図のＡ−Ａ矢視図、
第７図は従来の除塵格子による粉コークス軌跡解析例、
第８図は、従来の除塵格子と、本発明の具体例による除
塵格子の、粉コークス粒径に対する粉コークスの捕集率
の実績を示すグラフである。 ■・・・除塵格子ｌａ・・・捕集格子ｌｂ・・・整流格子２・・・捕集格子３・・・ダスト排出弁４・・・溝５・・・ダクト傾斜下面６・・・捕集格子前端部７・・・捕集格子後端部２０・・・衝突反転型除塵器２０ａ・・・仕切板２Ｌ・・・消火塔２２・・・ボイラ２３・・・サイクロン２４・・・循環ファン２５・・・ダクト

Claims

【特許請求の範囲】１　コークス乾式消火塔の冷却ガス出口ダクト内に設置
され、ダクト内を通過する循環ガスを衝突させて、これ
に含まれる粉塵コークスを分離捕集する除塵装置であっ
て、前記ダクト内の幅方向に所定の間隔をあけて鉛直に
棒状体を並設した格子を、ガス流れ方向に対して千鳥形
に２列に配設し、前記棒状体はガス流れ方向に長い長円
形横断面形状をなすと共に、ガス流れに対向する前面に
溝深さ１５０ｍｍ以上の溝を凹設し、上流側の格子間の
間隙Ｓは下流側の格子の前記溝の幅Ｗに対しＳ≦Ｗとしたことを特徴とするコークス乾式消火設備の
除塵装置。