TWI725529B - 幹熄焦設備、及幹熄焦鍋爐內的粉塵除去方法 - Google Patents

Abstract

提供一種能夠除去附著、堆積於鍋爐內的粉塵的幹熄焦設備及幹熄焦鍋爐內的粉塵除去方法。在具備幹熄室10、由旋風器構成的集塵器20、鍋爐30、連接幹熄室10與旋風器20的第1連通管40、連接旋風器20與鍋爐30的第2連通管50、連接鍋爐30與幹熄室10的第3連通管60的幹熄焦設備100中，將由集塵器20捕集的焦粉作為用於除去鍋爐30內堆積的粉塵的除去用介質，被提供給鍋爐30。

Description

幹熄焦設備、及幹熄焦鍋爐內的粉塵除去方法

本發明系一種幹熄焦設備及幹熄焦設備的鍋爐內的焦粉除去方法。

幹熄焦設備(CDQ：Coke Dry Quenching)系一種對經過煉焦爐烘烤後之熾熱焦炭進行冷卻，並利用回收的熱能生成高溫‧高壓蒸汽的設備，在此生成的蒸汽通常被利用為生產鋼鐵的電力及制程蒸汽。CDQ主要包括幹熄槽冷卻室(chamber)與鍋爐(boiler)2個熱交換器，在幹熄槽冷卻室中利用由惰性氣體等構成的迴圈冷卻氣體(氮為主成份，並包含CO₂、H₂O、微量之CO、H₂的氣體等)對熾熱焦炭進行冷卻，幹熄槽與鍋爐通過第1連通管連接於1次集塵器(1次除塵器)，再通過第2連通管連接於鍋爐。鍋爐通過第3連通管連接於2次集塵器(2次除塵器)，經由氣體循環風機送風，通過第3連通管連接於幹熄槽冷卻室。

CDQ內的迴圈冷卻氣體的流程及作用概述如下：通過構成迴圈設備的氣體循環風機，將200℃以下的低溫迴圈冷卻氣體送到幹熄室下方，迴圈冷卻氣體在幹熄室內向上方上升之過程中，與自上方下降的高溫熾熱焦炭接觸，冷卻熾熱焦炭。然後，經與熾熱焦炭接觸而升溫的迴圈冷卻氣體通過位於幹熄槽冷卻室上方周圈的環形煙道，從第1連通管進入一次集塵器，再從一次集塵器進入鍋爐。迴圈冷卻氣體中包含CO等 未燃氣，為在迴圈冷卻氣體到達鍋爐入口之前完成這些未燃氣的燃燒反應，在位於冷卻室上方的環形煙道等處，設有用於燃燒這些未燃氣的空氣導入管，於此處導入燃燒用空氣。通過這種方式，在迴圈冷卻氣體到達鍋爐之前使未燃氣完全燃燒，由此能夠提高迴圈冷卻氣體的溫度，增加鍋爐的熱回收量。從冷卻室向環形煙道上升的迴圈冷卻氣體升溫至800至900℃，通過向迴圈冷卻氣體提供燃燒用空氣，迴圈冷卻氣體會進而升溫至1000℃。

在此，流經第1連通管的迴圈冷卻氣體通常包含磨損性很高的大量焦粉，在1次集塵器可粗略的捕集這部分焦粉的20%-30%，在2次集塵器可捕集剩餘的焦粉。如上所述，1次集塵器的焦粉捕集效率較低，因此以往的幹熄焦鍋爐因焦粉多而出現的磨損問題。對此，作為防止磨損的對策，至今採取了鍋爐內使用耐磨損材料(如熔融噴塗材料等)、對系統內的迴圈冷卻氣體進行低流速控制等對策。然而，這種防止磨耗對策，會導致鍋爐的成本升高及規模增大，鍋爐中因焦粉引起的防止磨損對策，對設備整體的製造成本造成較大影響。

為解決上述問題，已有一種幹熄焦設備之提案，其中將設在環形煙道等的空氣導入管應用於1次集塵器與鍋爐連接的第2連通管處，可將溫度控制在800至900℃的迴圈冷卻氣體導入1次集塵器中，從而能夠在1次集塵器使用旋風器(例如，參照專利文獻1)。假設，向旋風器提供1000℃的高溫迴圈氣體時，組成旋風器的材料難以採用通常作為耐熱鋼的不銹鋼等，只得使用例如英高鎳(Inconel，注冊商標)等高價 的耐熱材料，因此依然無法解決設備成本高的問題。根據專利文獻1中記載的幹熄焦設備，通過向1次集塵器提供相對低溫的迴圈冷卻氣體，可在1次集塵器應用旋風器，能夠提高焦粉的捕集效率，且可省略2次集塵器。

<先前技術文獻> <專利文獻>

專利文獻1：日本專利第5202751號公報

如專利文獻1中記載的幹熄焦設備，通過設在鍋爐的上游側的集塵器應用旋風器，利用旋風器可捕集幾乎全部焦粉。因此，從旋風器通過第2連通管飛散到鍋爐內的焦粉僅為小粒徑粉塵。然而，這種小粒徑粉塵容易附著堆積在鍋爐內的導熱管、水冷壁上。如此，這種小粒徑粉塵附著堆積在導熱管時，導熱管的導熱面會減小，該導熱面積的減小會導致鍋爐的蒸汽生產能力降低。而在對焦粉整體的20%-30%進行粗略捕集的1次集塵器形式的幹熄焦設備中，雖然存在上述的鍋爐磨耗問題，但幾乎無小粒徑粉塵附著堆積的現象，並未顯露出導熱管導熱面積減小等的問題。

因此，有必要對鍋爐內附著、堆積于導熱管等的小粒徑粉塵進行除去。然而，這種小粒徑粉塵的除去處理存在各種困難。首先，流入鍋爐內的迴圈冷卻氣體達到1000℃的高溫，因此需要配置耐熱性能達到1000℃以上的除去設備。另外，鍋爐內通常以窄間距配置多個導熱管形成導熱管群，因此有 必要採用掃落等方式除去該導熱管群內的粉塵。另外，作為導熱管採用鰭片式導熱管的結構下，需要除去堆積於鰭片之間的粉塵，處理極為困難。此外，這些小粒徑焦粉還會附著、堆積在鍋爐水冷壁及懸掛導熱管的吊掛管上，因此有必要在鍋爐內部全範圍的除去粉塵。

本發明系鑒於上述課題開發的技術，其目的在於提供一種能夠除去鍋爐內附著、堆積小粒徑粉塵的幹熄焦設備，及幹熄焦鍋爐內的小粒徑粉塵除去方法。

為達到上述目的，本發明的幹熄焦設備之一特徵，是一種包括幹熄室、由旋風器構成的集塵器、鍋爐、連接該幹熄室與該旋風器的第1連通管、連接該旋風器與該鍋爐的第2連通管、連接該鍋爐與該幹熄室的第3連通管的幹熄焦設備，迴圈冷卻氣體送入其系統內時該集塵器捕集迴圈冷卻氣體中的焦粉，該幹熄焦設備的特徵在於，將該集塵器捕集的焦粉作為用於除去該鍋爐內堆積的小粒徑粉塵的介質，提供給該鍋爐。

根據本特徵，通過將旋風器捕集的焦粉作為用於除去鍋爐內堆積的小粒徑粉塵的介質提供給鍋爐，無需在鍋爐設置其它的除去粉塵設備等，也能有效除去鍋爐內堆積的小粒徑粉塵。與鍋爐內堆積的小粒徑粉塵相比，旋風器捕集粒徑較大的焦粉，因此該粒徑較大的焦粉被用於除去鍋爐內粉塵的介質。該粒徑較大的焦粉，在現有的幹熄焦設備中是造成鍋爐內設備磨損的主要原因，而在本特徵中，利用大粒徑焦粉 的磨耗作用，能夠除去鍋爐內堆積的小粒徑粉塵。根據本發明的發明者的經驗，鍋爐內堆積的小粒徑粉塵的平均粒徑在20μm至30μm的範圍。而旋風器捕集的焦粉的粒徑在30μm至5mm之間。

另外，本發明的幹熄焦設備的其他特徵，特徵在於間歇性地向該鍋爐內提供由該集塵器捕集的焦粉。

根據本特徵，通過向鍋爐內間歇性地提供由旋風器捕集的焦粉，能夠抑制鍋爐內設備磨損的同時，除去鍋爐內堆積的小粒徑粉塵。在此，“間歇性地提供”是指，在較短時間內執行將旋風器捕集的焦粉提供給鍋爐的操作之後停止提供，使幹熄焦設備運轉一定時間，然後在較短時間執行下一輪將焦粉提供給鍋爐的操作。例如可以舉出如下控制形式：執行將焦粉提供給鍋爐的操作10分鐘左右，除去鍋爐內堆積的小粒徑粉塵之後，停止提供焦粉，使幹熄焦設備運轉數小時之後，再次執行將焦粉提供給鍋爐的操作10分鐘左右。

另外，本發明的幹熄焦設備的其他特徵，在於在該幹熄焦設備的系統內，迴圈冷卻氣體從該幹熄室通過該第1連通管及該第2連通管送入該鍋爐，並從該鍋爐通過該第3連通管送入該幹熄室，從該集塵器延伸設置有第4連通管，氣體循環風機介於該第3連通管中，在該第3連通管的相對於該氣體循環風機出口側的位置分支出第5連通管，其連通於該第2連通管或該鍋爐，從該集塵器經由該第4連通管提供給該第5連通管的焦粉，由迴圈冷卻氣體從該第2連通管提供給該鍋爐，或由迴圈冷卻氣體直接提供給該鍋爐。

根據本特徵，利用氣體循環風機出來的高壓迴圈冷卻氣體，能夠將旋風器捕集的焦粉通過第2連通管氣流輸送到鍋爐。在此，第2連通管，如專利文獻1所述，優選是包括從旋風器頂部向上方垂直部，及從該垂直部位彎曲並沿水準方向或大致水準方向延伸的水準部位的形式，該特徵中，第5連通管連通第2連通管之處，既可以是垂直部位，也可以是水準部位。此外，本特徵中，第5連通管還可以與鍋爐的上部空間直接連通，由此，焦粉通過第5連通管被氣流直接輸送到鍋爐。

另外，本發明的幹熄焦設備的其他特徵，在於從該集塵器延伸設置有第4連通管，與加壓罐直接或間接連通，從該加壓罐出口設置的第6連通管與該第2連通管連通，從該集塵器經由該第4連通管提供給該加壓罐的焦粉，在該加壓罐內被加壓的迴圈冷卻氣體或惰性氣體，通過該第6連通管被輸送到該第2連通管，並從該第2連通管被送入給該鍋爐。

根據本特徵，通過利用在加壓罐內被加壓的迴圈冷卻氣體或惰性氣體，能夠將旋風器捕集下來的焦粉通過第2連通管輸送到鍋爐。在此，“延伸設置有第4連通管並與加壓罐直接或間接連通”中的“間接連通”是指，例如，在第4連通管之下方設有輸送帶等，通過第4連通管由輸送帶輸送焦粉之後，將焦粉存放在儲倉中，再從儲倉向加壓罐提供焦粉的等。該加壓罐連通著用惰性氣體提供氣源管道，或，在氣體循環風機更為下游側的位置分支的分支連通管等，由這些連通管提供迴圈冷卻氣體或惰性氣體。氣體在加壓罐內被加 壓之後，通過開通加壓罐的出口側的開閉閥，能夠利用加壓後的迴圈冷卻氣體或惰性氣體來輸送焦粉。此外，該特徵中，第6連通管與第2連通管連通之處既可以是第2連通管的垂直部位，也可以是第2連通管的水準部位。

此外，本發明的幹熄焦設備的其他特徵，在於該集塵器具有分級篩功能，使該集塵器捕集的焦粉通過該分級篩，以對規定粒徑範圍的焦粉進行篩選，被篩選的焦粉被提供給該第4連通管。

根據本特徵，能夠從旋風器捕集的焦粉中篩選出適用於除去鍋爐內堆積的小粒徑粉塵的粒徑範圍的粉塵並提供給鍋爐。例如，如上所述，能夠在30μm至5mm粒徑範圍中，篩選出0.5mm至5mm較大粒徑的焦粉，提供給鍋爐。

另外，本發明的幹熄焦設備的鍋爐內焦粉除去方法的這一特徵，用於除去該鍋爐內堆積的焦粉，該幹熄焦設備具有幹熄室、由旋風器構成的集塵器、鍋爐、連接該幹熄室與該旋風器的第1連通管、連接該旋風器與該鍋爐的第2連通管、連接該鍋爐與該幹熄室的第3連通管，迴圈冷卻氣體流入該幹熄焦設備的系統內，該集塵器捕集迴圈冷卻氣體中的焦粉，該幹熄焦設備的鍋爐內的粉塵除去方法的特徵在於，由該集塵器捕集的焦粉作為用於除去該鍋爐內堆積的粉塵的除去用介質被提供給該鍋爐。

根據本特徵，通過將旋風器捕集的焦粉作為用於除去鍋爐內堆積的粉塵的除去用介質提供給鍋爐，無需在鍋爐設置其它的除去設備等，也能有效除去鍋爐內堆積的焦粉。

另外，本發明的幹熄焦設備的鍋爐內的焦粉除去方法的其他特徵，特徵在於間歇性地向該鍋爐內提供由該集塵器捕集的焦粉。

根據本特徵，通過向鍋爐內間歇性地提供由旋風器捕集的焦粉，能夠在抑制鍋爐內的設備的磨耗的同時，除去鍋爐內堆積的小粒徑粉塵。

另外，本發明的幹熄焦設備的鍋爐內的粉塵除去方法的其他特徵，在於該幹熄焦設備的系統內，迴圈冷卻氣體從該幹熄室通過該第1連通管及該第2連通管流入該鍋爐，並從該鍋爐通過該第3連通管流入該幹熄室，從該集塵器延伸設置有第4連通管，氣體循環風機位於該第3連通管中，在該第3連通管的相對於該氣體循環風機位於氣流下游側的位置分支出第5連通管，其連通於該第2連通管，從該集塵器經由該第4連通管提供給該第5連通管的焦粉，通過迴圈冷卻氣體被輸送到該第2連通管，並從該第2連通管提供給該鍋爐。

根據本特徵，通過利用氣體循環風機的高壓力迴圈冷卻氣體，能夠將旋風器捕集的焦粉通過第2，輸送到鍋爐。

另外，本發明的幹熄焦設備的鍋爐內的粉塵除去方法的其他特徵，在於從該集塵器延伸設置有第4連通管，與加壓罐直接或間接連通，從該加壓罐延伸設置的第6連通管與該第2連通管連通，從該集塵器經由該第4連通管提供給該加壓罐的焦粉，通過在該加壓罐內被加壓的迴圈冷卻氣體或惰 性氣體，沿該第6連通管被輸送到該第2連通管，並從該第2連通管提供給該鍋爐。

根據本特徵，通過利用在加壓罐內被加壓的迴圈冷卻氣體或惰性氣體，能夠將旋風器捕集的焦粉通過第2連通管輸送到鍋爐。

此外，本發明的幹熄焦設備的鍋爐內的焦粉除去方法的其他特徵，特徵在於該集塵器具有分級篩，使該集塵器捕集的焦粉通過該分級篩，以對規定粒徑範圍的焦粉被篩選，篩選後的焦粉被提供給該第4連通管。

根據本特徵，能夠從旋風器捕集的焦粉中篩選出適用於除去鍋爐內堆積的焦粉的粒徑範圍的焦粉並提供給鍋爐。

由以上說明可理解，根據本發明的幹熄焦設備及幹熄焦設備的鍋爐內的粉塵除去方法，能夠除去附著、堆積於鍋爐內的粉塵。

10:幹熄室

11:冷卻室

12:預存室

13:焦炭投入裝置

14:焦炭排出裝置

15:環形煙道

20:集塵器(旋風器)

21:分級篩

22:料斗

30:鍋爐

31:水冷壁

32:懸掛管

33:省煤器導熱管(導熱管)

34:蒸發器導熱管(導熱管)

35:1次過熱器導熱管(導熱管)

36:2次過熱器導熱管(導熱管)

37:汽包

38:集管

40:第1連通管

50:第2連通管

51:垂直部

52:水準部

53:空氣導入管

60:第3連通管

61:氣體循環風機

62:預熱器

63:旁路管

64:放散管

71:第4連通管

72:第5連通管

80:控制器

91:刮板輸送機

92:鬥式輸送機

93:儲槽

94:加壓罐

95:惰性氣體導入管

96:第6連通管

100，200:幹熄焦設備

圖1是表示第1實施特徵的幹熄焦設備的概略結構模式圖。

圖2是表示鍋爐的內部結構的模式圖。

圖3是表示控制器的硬體結構之一例的圖。

圖4是表示第2實施特徵的幹熄焦設備的概略結構模式圖。

以下，關於本發明的實施特徵的幹熄焦設備及幹熄焦設 備的鍋爐內的粉塵除去方法，參照附圖進行說明。在本說明書及附圖中，實質上相同的結構要素採用相同符號，酌情省略重複說明。

[第1實施特徵]

<幹熄焦設備的基本結構>

首先，參照圖1至圖3，說明第1實施特徵的幹熄焦設備及幹熄焦設備的鍋爐內的粉塵除去方法。圖1是表示第1實施特徵的幹熄焦設備的概略結構的模式圖，圖2是表示鍋爐的內部結構的模式圖。圖3是表示控制器的硬體結構之一例的圖。如圖1所示，幹熄焦設備100包括幹熄室10、由旋風器(cyclone)構成的集塵器20、鍋爐30、連接幹熄室10與旋風器20的第1連通管40、連接旋風器20與鍋爐30的第2連通管50、連接鍋爐30與幹熄室10的第3連通管60、用於控制各種開閉閥的開閉及開度的控制器80。且，在圖1中，作為源自控制器80的指令訊號線，僅圖示了旋風器20正下方的第4連通管71所設置的開閉閥71a、及從第3連通管60進入氣體循環風機61(迴圈扇等)的氣流下游側分支的第5連通管72所設置的開閉閥72a。然而，源自控制器80的指令訊號線原則上通往圖示的全部開閉閥，控制器80能夠向各開閉閥發送指令訊號。該開閉閥是一種除了閥的開閉之外，還可以調整其開度的閥。另外，在系統內的適當位置還設置有未在圖中表示的溫度感測器，溫度感測器的測量信號被發送至控制器80。控制器80根據其接收到的各處的溫度測量值(如迴圈冷卻氣體的溫度及鍋爐內溫度等)，對系統內迴圈的 迴圈冷卻氣體溫度進行控制，以使各處的溫度成為規定溫度(範圍)。

在幹熄焦設備100的系統內，迴圈冷卻氣體的主要流通路徑如下：從幹熄室10沿X1方向流入第1連通管40，從第1連通管40沿X2方向流入旋風器20，從旋風器20沿X3方向流入第2連通管50，並沿X4方向進入鍋爐30。在鍋爐30內流動的迴圈冷卻氣體，沿X5方向流入第3連通管60，在位於第3連通管60的中途位置的氣體循環風機61處獲得流速能量之後，沿X6方向在第3連通管60內流動。第3連通管60中設有預熱器62，迴圈冷卻氣體沿X7方向流入預熱器62之後，進入幹熄室10。預熱器62是省煤器(economizer)等的熱交換器，利用第3連通管60內流動的迴圈冷卻氣體的顯熱，對水進行預熱，預熱的水作為用於生成蒸汽的水被提供給鍋爐30。

幹熄室10包括預存室12及冷卻室11，預存室12臨時儲存由焦炭投入裝置13投入的熾熱焦炭，冷卻室11連通預存室12，並利用吹入幹熄室10內的迴圈冷卻氣體對熾熱焦炭進行冷卻。此外，幹熄室10還設有環形煙道15，其設置於冷卻室11之上方外側，與冷卻室11連通，並與1次連通管40的一端連通。另外，位於幹熄室10冷卻室11下方位置的焦炭排出裝置14，用於將經過迴圈冷卻氣體冷卻之後的焦炭排出幹熄室10外部。吹入冷卻室11的迴圈冷卻氣體例如是150℃以下的低溫氣體，迴圈冷卻氣體在向上方沿著X8方向流動的過程中，通過與熾熱焦炭接觸，升溫至800至900℃，升溫 後的迴圈冷卻氣體流入第1連通管40。

從旋風器20頂部向上方延伸設置的第2連通管50包括垂直部51，以及從垂直部51彎曲並向水準方向或大致水準方向延伸設置的水準部52。並且，第2連通管50的垂直部51與設有開閉閥53a的空氣導入管53連通。在此，該空氣導入管53除了自然導入大氣的空氣導入系統之外，還具備通過未圖示的送風機強制性地導入大氣的空氣導入系統。

在幹熄焦設備100中，800至900℃的迴圈冷卻氣體流入集塵器20，由旋風器構成的集塵器20可捕集迴圈冷卻氣體中包含的幾乎全部焦粉之後，除塵後的迴圈冷卻氣體被導入第2連通管50。

通過空氣導入管53，沿Y1方向將空氣導入第2連通管50，向第2連通管50內流動的迴圈冷卻氣體提供該導入的空氣。在此，迴圈冷卻氣體是以氮氣為主要成份，此外還包含CO₂、H₂O以及未燃的H₂及CO等氣體。通過空氣導入管53向迴圈冷卻氣體提供空氣，以使未燃的H₂及CO等完全燃燒，可使迴圈冷卻氣體的溫度上升到1000℃。通過將該升溫後的迴圈冷卻氣體提供給鍋爐30，能夠提高鍋爐30的熱回收量。另外，由於將導入集塵器20的迴圈冷卻氣體的溫度控制在900℃以下，並在集塵器20的氣流下游側使迴圈冷卻氣體升溫至1000℃，能夠在集塵器20應用集塵效率高的旋風器。

鍋爐30，如圖2所示，設有水冷壁31，在水冷壁31的內部設有形成省煤器的省煤器導熱管33、形成蒸發器的蒸發器導熱管34、形成1次過熱器的1次過熱器導熱管35、形成 2次過熱器的2次過熱器導熱管36及汽包37。各導熱管33、34、35、36均形成蛇行流路，導熱管33、34、35通過連結管39與汽包37連通。此外，1次過熱器導熱管35及2次過熱器導熱管36，藉由構成流體分配機構的集管38，與連接管35A連通。此外，各導熱管33、34、35及連結管39藉由集管38連接。各導熱管33、34、35、36被懸掛固定在從鍋爐30頂部沿垂直方向延伸的懸掛管32上。

鍋爐30中，1000℃高溫的迴圈氣體通過第2連通管50從上部入口處沿X4方向進入鍋爐30，並在鍋爐30內向下方流動的過程中，將迴圈冷卻氣體的顯熱提供給各導熱管33、34、35、36之後，沿X5方向，向第3連通管60排出迴圈冷卻氣體。

經預熱器62預熱後的用於生成蒸汽的水，沿Z1方向被送入鍋爐30內之後，在省煤器導熱管33被進一步預熱，並通過連結管39沿Z2方向被輸送到汽包37。從汽包37通過連結管39沿Z3方向向蒸發器導熱管34輸送用於生成蒸汽的水，在蒸發器導熱管34生成蒸汽之後，通過連結管39沿Z4方向輸送到汽包37。從汽包37通過連結管39沿Z5方向輸送到1次過熱器導熱管35的蒸汽，在經由連接管35A沿X6方向流動至2次過熱器導熱管36的過程中成為過熱蒸汽。

在鍋爐30生成的過熱蒸汽，從2次過熱器導熱管36通過未圖示的蒸汽管沿Z7方向被送出。該蒸汽管與未圖示的汽輪發電機(turbine generator)連通，在汽輪發電機中利用從鍋爐30導入的過熱蒸汽進行發電。

返回圖1，在鍋爐30內流動的過程中被交換熱量的迴圈冷卻氣體，例如其溫度降至200℃程度。該迴圈冷卻氣體在第3連通管60中流動，並在介於第3連通管60之中途位置的氣體循環風機61獲得速度能量，進而在第3連通管60流動。即，在幹熄焦設備100的系統內以一定速度迴圈的迴圈冷卻氣體，其迴圈依靠氣體循環風機61提供的速度能量維持。

從預熱器62頂部設有旁路連通管63，其與第1連通管40及空氣導入管53連通。在第2連通管50設置有未圖示的溫度感測器，溫度感測器的量測資料被發送到控制器80。在從幹熄室10流入第1連通管40的迴圈冷卻氣體的溫度是規定溫度以上的情形下，開閉閥63a會受到控制器80的開控制，通過旁路連通管63沿X9方向向第1連通管40提供迴圈冷卻氣體，且，迴圈冷卻氣體沿X9’方向被通過空氣導入管53，被提供給第2連通管50。該迴圈冷卻氣體，相比於從幹熄室10流入第1連通管40的迴圈冷卻氣體而言溫度更低，因此，這種通過旁路連通管63提供迴圈冷卻氣體的方式，能夠將流入鍋爐30的迴圈冷卻氣體的溫度控制在規定溫度(範圍)。如上所述，通過將流入鍋爐30的迴圈冷卻氣體的溫度控制在規定溫度(範圍)內，能夠使提供給鍋爐30的迴圈冷卻氣體的溫度穩定化，防止構成鍋爐30的導熱管等的破損或劣化。在此，圖中例示了利用旁路連通管63，向第1連通管40及與空氣導入連通管53連接的第2連通管50的兩者提供低溫迴圈冷卻氣體的方式，此外，亦可向第1連通管40或第2連通管50之任一方提供迴圈冷卻氣體。

另外，從預熱器62頂部還設置有放散管64。在幹熄焦設備100的系統內的預存室12設有未圖示的壓力感測器，壓力感測器的量測信號被發送到控制器80。例如在預存室12內的壓力超過規定壓力的情形下，開閉閥64a將受到控制器80的開控制，通過放散管64將迴圈冷卻氣體的一部分放散到系統外部，這樣，能夠將預存室12內的壓力控制在規定壓力範圍內。且，除了預存室12之外，還可以在系統內的適當位置設置壓力感測器，並在各處設定固定的壓力管理值，當壓力感測器的量測信號超過各自的壓力管理值的時，控制器80對開閉閥64a進行開控制，將迴圈冷卻氣體的一部分放散到大氣中。

控制器80，如圖3所示，包括CPU(Central Processing Unit)81、ROM(Read Only Memory)82、RAM(Random Access Memory)83、NVRAM(Non-Volatile RAM)84、HDD(Hard Disc Drive)85及輸入輸入埠86，這些藉由匯流排87彼此連接。

ROM82中記憶有各種程式及供程式利用的資料等。RAM83用為程式載入的記憶區域、載入的程式的工作區域。CPU81藉由對載入RAM83的程式進行處理，實現各種功能。NVRAM84中記憶各種設定資訊等。HDD85中記憶程式及供程式利用的各種資料等。例如，向ROM82輸入幹熄焦設備100的系統內各部分的迴圈冷卻氣體的溫度及壓力的管理值。輸入輸出接口86進行與各開閉閥及溫度感測器、壓力感測器等之間的電氣信號的輸入輸出。

通過控制器80的控制，以使幹熄焦設備100的系統內 有規定量的迴圈冷卻氣體進行迴圈，從而將系統內控制成規定壓力。另外，對系統內各處的迴圈冷卻氣體的溫度及壓力等，分別按照各處固定的管理值進行控制。例如，關於迴圈冷卻氣體的溫度，在旋風器20的氣流上游側的第1連通管40中控制在800至900℃範圍內，在鍋爐30的氣流上游側的第2連通管50中控制在1000℃左右。另外，第3連通管60中，在預熱器62的氣流上游側控制在200℃，在預熱器62的氣流下游側控制在100至150℃範圍內。

<鍋爐內的焦粉除去機構及除去方法>

以下，關於鍋爐內的焦粉除去機構及除去方法進行說明。幹熄焦設備100中，由於在鍋爐30上游側的集塵器20應用旋風器，可由旋風器20捕集幾乎全部焦粉。因此，從旋風器20通過2次連通管50飛散到鍋爐30內的焦粉僅為小粒徑粉塵。這種小粒徑粉塵容易附著、堆積在鍋爐30內的各種導熱管33、34、35、36。由於有小粒徑粉塵附著、堆積在導熱管33、34、35、36上時，導熱管33、34、35、36的導熱面積會減小，該導熱面積的減小會導致鍋爐30中的蒸汽生產能力降低。另外，小粒徑粉塵還容易附著於水冷壁31以及用於從鍋爐30的頂部懸掛導熱管33、34、35、36的懸掛管32上。因此，有必要在鍋爐30內進行全範圍的粉塵除去。

在此，旋風器20可捕集的焦粉的粒徑為30μm至5mm範圍，被導入鍋爐30內時，對鍋爐30內部的設備具有磨耗作用。在未設置旋風器20的幹熄焦設備中，因這種粒徑較大的焦粉被導入鍋爐內，會引發鍋爐內部設施的磨損問題。相 對而言，旋風器20未能捕集而飛散到鍋爐30內的粉塵的平均粒徑在20μm至30μm的範圍，與旋風器20捕集的焦粉相比，粒徑非常小。

對此，本實施特徵的幹熄焦設備100中，將旋風器20捕集的粒徑較大的一部分焦粉，作為用於除去附著、堆積在鍋爐30內的小粒徑粉塵的除去用介質，導入鍋爐30內。通過積極利用粒徑較大的焦粉的磨耗作用，能夠除去附著、堆積在鍋爐30內的各種導熱管33、34、35、36及水冷壁31、懸掛管32等上的小粒徑粉塵。

如圖1所示，在旋風器20之下端設置有第4連通管71，在第4連通管71之下方配置有分級篩21。利用該分級篩21，可將在30μm至5mm範圍粒徑的焦粉中，篩選出例如0.5mm至5mm的較大粒徑範圍的焦粉。並且，未被篩選的較小粒徑範圍的焦粉會通過從分級篩21延伸設置的排出連通管71’，被送往分級篩21下方的料斗22，，在此臨時儲存後從料斗22排出。在此，作為該分級篩21，可以使用預先設定了篩網的網目尺寸的篩子，亦可使用根據輸入到控制器80的網目尺寸可自動更換網目尺寸的篩子。

在分級篩21的下方繼續延伸設置有第4連通管71，該第4連通管71設有開閉閥71a。通過控制器80對開閉閥71a進行開控制，經分級篩21篩選的大粒徑的焦粉，會被導入從分級篩21下方延伸設置的第4連通管71內。

第3連通管60中，在氣體循環風機61下游側的位置，分支出具有開閉閥72a的第5連通管72，該第5連通管72 與第2連通管50連通。從分級篩21的下方延伸設置第4連通管71連通第5連通管72。在此，圖中例示了第5連通管72連通於第2連通管50的水準部52的情形，此外，第5連通管72也可以連通於第2連通管50的垂直部51。並且，雖無圖示，第5連通管72亦可與鍋爐30的上部空間直接連通。

控制器80中存放著用於在幹熄焦設備100的運轉途中，按規定的時間間隔，間歇性地在第5連通管72中生成迴圈冷卻氣體的氣流的控制程式。例如可執行在24小時的連續運轉中每8個小時對第4連通管71的開閉閥71a及第5連通管72的開閉閥72a進行開控制，並保持10分鐘左右的開狀態的控制。

通過上述控制，由旋風器20捕集、篩選的焦粉的一部分通過第4連通管71沿著X11被導入，相對於第5連通管72中沿著X12方向流動的迴圈冷卻氣體，由第4連通管71導入大粒徑焦粉，通過該迴圈冷卻氣體，大粒徑焦粉被輸送到第2連通管50。然後，通過第2連通管50中流動的迴圈冷卻氣體的X3方向氣流，被輸送到鍋爐30，由此能夠向鍋爐30提供粒徑較大的焦粉。

向鍋爐30提供粒徑較大的焦粉，能夠有效除去附著、堆積於鍋爐30內的各種導熱管33、34、35、36及水冷壁31、懸掛管32等的小粒徑粉塵。另外，粒徑較大的焦粉具有良好的磨耗作用，例如針對鍋爐30僅導入10分鐘左右的短時間，能夠除去附著、堆積於鍋爐30內的小粒徑粉塵，同時可防止鍋爐30內的各種設施受磨耗。

幹熄焦設備100運行8小時後，由旋風器20向鍋爐30提供大粒徑焦粉10分鐘左右，再使幹熄焦設備100運行8小時，然後再由旋風器20向鍋爐30提供大粒徑焦粉10分鐘左右。如此間歇性地利用氣流輸送向鍋爐30提供大粒徑焦粉，能夠解決小粒徑焦粉不斷附著、堆積于導熱管33、34、35、36而導致導熱管33、34、35、36的導熱面積縮小及鍋爐30的蒸汽生產能力降低的問題。另外，利用迴圈冷卻氣體進行氣流輸送，能夠向鍋爐30內全範圍提供焦粉。並且，除去小粒徑粉塵時，無需在鍋爐30內設置具有高耐熱性的特殊的裝置，可利用氣流輸送，將旋風器20捕集的焦粉導入鍋爐30內，因此不會造成設備費用高漲。

另外，本實施特徵具有以控制器80中設定開閉閥71a、72a的開閉控制時間等，並由控制器80自動控制的焦粉除去機構，也可以採用由管理者執行開閉閥71a、72a的開閉控制的手動控制形式。此外，旋風器20並非一定具備分級篩21。由旋風器20捕集的焦粉其粒徑通常會大於附著、堆積在鍋爐30內的粉塵粒徑，因此，即使將旋風器20捕集的焦粉的一部分不進行分級就直接使用，也能夠充分除去堆積於鍋爐30內的粉塵。

[第2實施特徵]

以下，參照圖4，說明第2實施特徵的幹熄焦設備。圖4是表示第2實施特徵的幹熄焦設備的概略結構的模式圖。圖示的幹熄焦設備200與圖1所示的幹熄焦設備100的基本結構相同。因此，省略幹熄焦設備200的基本結構的說明，重 點說明鍋爐內的粉塵除去機構及除去方法。

幹熄焦設備200中，在旋風器20之下端延伸設置有具備開閉閥71a的第4連通管71，在第4連通管71之下方設置有刮板輸送機91，其可以沿水準方向輸送焦粉，在刮板輸送機91的端部設置有鬥式輸送機92，沿著垂直方向繼續輸送焦粉。由鬥式輸送機92輸送到頂部的焦粉被臨時儲存在儲槽93中，儲槽93之下端與其下方的加壓罐94連通。

加壓罐94與具有開閉閥95a的惰性氣體導入管95連通，其用於導入氮氣等惰性氣體。從加壓罐94延伸設置有具備開閉閥96a的第6連通管96，與第2連通管50連通。在此，圖中例示了第6連通管96連通於第2連通管50之水準部52的情形，此外也可以連通於第2連通管50的垂直部51。

由位於旋風器20下方的分級篩21對規定範圍的粒徑的焦粉進行分級後，被分級的焦粉通過第4連通管71沿著X11方向被排出。相對而言，未被分級的小粒徑範圍的焦粉，通過從分級篩21延伸設置的排出連通管71’被送往位於分級篩21下方的料斗22。通過延伸設置在分級篩21下方的第4連通管71被排出的焦粉，經由刮板輸送機91沿著X14方向被輸送之後，由鬥式輸送機92沿著X15方向被輸送至儲留槽93中。

惰性氣體通過惰性氣體導入管95沿著Y2方向被導入加壓罐94內。儲留槽93中儲存的焦粉沿X16方向被導入加壓罐94，在加壓罐94內惰性氣體混入、加壓把焦粉外送。

控制器80中存放有通過在幹熄焦設備100的運轉途中 按照規定時間間隔間歇性地對開閉閥96a進行開控制，以生成從加壓罐94通過第6連通管96向第2連通管50加壓的惰性氣體的氣流的控制程式。例如，可執行在24小時的連續運轉中每8個小時對開閉閥96a進行開控制，並保持10分鐘左右的開狀態的控制。

通過上述控制，由旋風器20捕集、篩選的焦粉的一部分，會隨著在第6連通管96內沿X17方向流動的惰性氣體，被氣流輸送到第2連通管50。隨著在第2連通管50內流動的迴圈冷卻氣體的X3方向的氣流被輸送到鍋爐30，由此能夠向鍋爐30提供粒徑較大的焦粉。

根據本實施特徵的幹熄焦設備200，也能夠有效除去附著、堆積於鍋爐30內的各種導熱管33、34、35、36及水冷壁31、懸掛管32等小粒徑粉塵。

在此，圖中例示了向加壓罐94導入惰性氣體的形式，例如還可以在第3連通管60中的氣體循環風機61的氣流下游側分支出分支連通管，使該分支連通管連通於加壓罐94。即，與圖1所示幹熄焦設備100同樣，在氣體循環風機61的下游側利用流速能量高的迴圈冷卻氣體，氣流輸送粒徑較大的焦粉。

[根據實際運轉的效果確認實驗]

本發明的發明者們，通過圖1所示的幹熄焦設備100實際運轉，進行了將旋風器20捕集的大粒徑焦粉導入鍋爐30中除去鍋爐30內附著、堆積的小粒徑粉塵的實驗。幹熄焦設備100是24小時全運轉的設備，每運轉8個小時後，向鍋爐 30導入焦粉10分鐘。即，1天進行3次間歇性地向鍋爐30導入焦粉的處理。

導入鍋爐30的焦粉，篩選了0.5mm至5mm粒徑範圍的焦粉。並且，在鍋爐80內，在與2次過熱器等對應的位置預先設置了溫度感測器，控制器80隨時接收該溫度感測器的量測資料，求出溫度的時序變化。

其結果表明，在幹熄焦設備100連續運轉8小時的轉程中，後半段的溫度感測器的溫度有少許降低。其理由在於，小粒徑粉塵附著、堆積于導熱管36等的結果，導致導熱面積減小。運轉8小時後，在向鍋爐30提供大粒徑焦粉10分鐘的過程中，溫度感測器上升，確認到恢復了運轉初期的高溫。

通過該效果確認實驗，證實了在幹熄焦設備100中，能夠有效除去鍋爐30內附著的小粒徑的粉塵。

此外，可以在上述實施形式中舉出的結構等，組合其他結構要素等來形成其他實施形式，且，本發明並不局限於在此示出的結構。就此而言，在不脫離本發明宗旨的範圍內可進行變更，可根據其應用形式適宜決定。

10‧‧‧幹熄室

11‧‧‧冷卻室

12‧‧‧預存室

13‧‧‧焦炭裝入裝置

14‧‧‧焦炭排出裝置

15‧‧‧環形煙道

20‧‧‧集塵器

21‧‧‧分級篩

22‧‧‧料斗

30‧‧‧鍋爐

40‧‧‧第1連通管

50‧‧‧第2連通管

51‧‧‧垂直部

52‧‧‧水準部

53‧‧‧空氣導入管

53a‧‧‧開閉閥

60‧‧‧第3連通管

61‧‧‧氣體循環風機

62‧‧‧給水預熱器

63‧‧‧旁路管

63a‧‧‧開閉閥

64‧‧‧放散管

64a‧‧‧開閉閥

71‧‧‧第4連通管

71a‧‧‧開閉閥

71’‧‧‧排出管

72‧‧‧第5連通管

72a‧‧‧開閉閥

80‧‧‧控制器

100‧‧‧幹熄焦設備

Claims (12)

1. 一種幹熄焦設備，其包括幹熄室、由旋風器構成的集塵器、鍋爐、連接該幹熄室與該旋風器的第1連通管、連接該旋風器與該鍋爐的第2連通管、連接該鍋爐與該幹熄室的第3連通管，迴圈冷卻氣體流入該幹熄焦設備的系統內，該集塵器捕集該迴圈冷卻氣體中的焦粉，該幹熄焦設備的特徵在於，將由該集塵器捕集的焦粉，作為除去該鍋爐內堆積的焦粉的除去用粉塵，提供給該鍋爐。
2. 根據申請專利範圍第1項之幹熄焦設備，其中，間歇性地向該鍋爐內提供由該集塵器捕集的焦粉。
3. 根據申請專利範圍第1或第2項之幹熄焦設備，其中，在該幹熄焦設備的系統內，該迴圈冷卻氣體從該幹熄室通過該第1連通管及該第2連通管流入該鍋爐，從該鍋爐通過該第3連通管流入該幹熄室，從該集塵器延伸設置第4連通管，氣體循環風機介於該第3連通管中，在該第3連通管的相對於該氣體循環風機位於氣流下游側的位置分支出第5連通管，連通於該第2連通管或該鍋爐，從該集塵器經由該第4連通管提供給該第5連通管的焦粉，通過迴圈冷卻氣體從該第2連通管被提供給該鍋爐，或通過迴圈冷卻氣體被直接提供給該鍋爐。
4. 根據申請專利範圍第1或第2項之幹熄焦設備，其中， 從該集塵器延伸設置第4連通管，直接或間接連通於加壓罐，從該加壓罐延伸設置的第6連通管連通於該第2連通管，從該集塵器經由該第4連通管提供給該加壓罐的焦粉，在該加壓罐內被加壓的迴圈冷卻氣體或惰性氣體，通過該第6連通管被輸送到該第2連通管，並從該第2連通管提供給該鍋爐。
5. 根據申請專利範圍第3項之幹熄焦設備，其中，該集塵器設置分級篩，使由該集塵器捕集的焦粉通過該分級篩，以對規定粒徑範圍的焦粉進行篩選，並將篩選後的焦粉提供給該第4連通管。
6. 根據申請專利範圍第4項之幹熄焦設備，其中，該集塵器設置分級篩，使由該集塵器捕集的焦粉通過該分級篩，以對規定粒徑範圍的焦粉進行篩選，並將篩選後的焦粉提供給該第4連通管。
7. 一種幹熄焦設備的鍋爐內的粉塵除去方法，用於除去堆積於該鍋爐內的粉塵，該幹熄焦設備具備幹熄室、由旋風器構成的集塵器、鍋爐、連接該幹熄室與該旋風器的第1連通管、連接該旋風器與該鍋爐的第2連通管、連接該鍋爐與該幹熄室的第3連通管，迴圈冷卻氣體流入該幹熄焦設備的系統內，該集塵器捕集該迴圈冷卻氣體中的焦粉，該幹熄焦設備的鍋爐內的焦粉除去方法的特徵在於， 將由該集塵器捕集的焦粉，作為除去該鍋爐內堆積的粉塵的除去用介質，提供給該鍋爐。
8. 根據申請專利範圍第7項之幹熄焦設備的鍋爐內的粉塵除去方法，其中，間歇性地向該鍋爐內提供由該集塵器捕集的焦粉。
9. 根據申請專利範圍第7或第8項之幹熄焦設備的鍋爐內的焦粉除去方法，其中，在該幹熄焦設備的系統內，該迴圈冷卻氣體從該幹熄室通過該第1連通管及該第2連通管流入該鍋爐，並從該鍋爐通過該第3連通管流入該幹熄室，從該集塵器延伸設置第4連通管，氣體循環風機介於該第3連通管中，在該第3連通管的相對於該氣體循環風機位於氣流下游側的位置分支出第5連通管，連通於該第2連通管，將從該集塵器經由該第4連通管提供給該第5連通管的焦粉，通過迴圈冷卻氣體輸送到該第2連通管，並從該第2連通管提供給該鍋爐。
10. 根據申請專利範圍第7或第8項之幹熄焦設備的鍋爐內的粉塵除去方法，其中，從該集塵器延伸設置第4連通管，直接或間接連通於加壓罐，從該加壓罐延伸設置的第6連通管連通於該第2連通管，從該集塵器經由該第4連通管提供給該加壓罐的焦粉，在該加壓罐內被加壓的迴圈冷卻氣體或惰性氣體，通過該第6 連通管被輸送到該第2連通管，並從該第2連通管提供給該鍋爐。
11. 根據申請專利範圍第9項之幹熄焦設備的鍋爐內的粉塵除去方法，其中，該集塵器具備分級篩，使由該集塵器捕集的焦粉通過該分級篩，對規定粒徑範圍的焦粉進行篩選，並將篩選的焦粉提供給該第4連通管。
12. 根據申請專利範圍第10項之幹熄焦設備的鍋爐內的粉塵除去方法，其中，該集塵器具備分級篩，使由該集塵器捕集的焦粉通過該分級篩，對規定粒徑範圍的焦粉進行篩選，並將篩選的焦粉提供給該第4連通管。

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