JPH05737U - コークス乾式消火設備の冷却塔ガス出口フリユー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コークス乾式消化設備の排気口から排気され
る不活性ガス流に随伴される粉粒体を少なくする。 【構成】 排気口と下部の炉壁に排気口を通過する不活
性ガス流の流路方向に延びる空隙と小通路から構成され
る複数の溝部を形成する。 【効果】 溝部の形成によって排気口内の偏流が防止さ
れ、不活性ガス流に随伴される粉粒体が少なくなる。こ
の結果、設備の大型化，既設の能力増強に伴って不活性
ガス流の吹込み量を多くした場合でも安定した操業が可
能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、コークス乾式消化設備の冷却塔で赤熱コークスとの熱交換によって 高温となったガスをボイラー等の熱交換器に送り出す際、ガスの排出に随伴され る粉粒体を少なくしたガス出口フリューに関する。

【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、冷却塔にバッチ装入された赤熱コークスをプレチャン バに一旦貯留し、このプレチャンバから連続的に冷却ゾーンに落下させる方式の コークス乾式消化設備が知られている。

【０００３】 図１１は、この顕熱回収系統を備えたコークス乾式消化設備を示す。

【０００４】 コークス炉からの赤熱コークスは、冷却塔本体１の頂部に設けた投入口２から プレチャンバ３に投入される。そして、下方の冷却室４に逐次落下し、ガス吹込 み口５から吹き込まれた不活性ガスとの熱交換によって約２００度程度に冷却さ れる。冷却されたコークスは、排出口６から切り出し装置７によって切り出され る。他方、熱交換によって約８００度に昇温した不活性ガスは、排出口８から環 状ダクト１０を経由してボイラ１１に導かれる。ボイラ１１には、流入管１２か ら水が供給されており、この水がダクト１０から送られてきた不活性ガスの保有 熱を吸収し温水又は水蒸気となって流出管１３から取り出される。

【０００５】 このコークス乾式消化設備は、近年、単位投資額当たりの回収熱量の増加等を 目的として、設備が大型化される傾向にある。

【０００６】 しかし、この設備の大型化は排気口８内のコークス塊による閉塞という新たな 問題を引き起こしている。

【０００７】 つまり、設備の大型化で冷却塔本体１に投入される赤熱コークス量が増加する が、これを冷却するに必要な吹込みガス量は投入コークス量の増加比率以上に多 くの量を必要とする。一方、排気口８は、設備が大型化してもれんが積構造及び 築炉上から制約を受け、ある大きさ以上には大きくできない。

【０００８】 また、排気口８の大型化は、排気口８内に侵入するコークス堆積厚みを厚くし 、排気口８内の不活性ガス流の偏流を大きくする。

【０００９】 すなわち、上部炉壁１７近傍は、コークス堆積厚みが薄く、不活性ガス流が流 れ易いが、下部炉壁１９近傍はコークス堆積厚みが厚く、不活性ガス流が流れ難 くなり、ガスが上部炉壁１７近傍に集中して流れる。

【００１０】 従って、設備の大型化は、排気口８内での不活性ガスの流速増加，偏流を招き 、不活性ガス流に随伴されるコークス塊、粉粒を増加させ、ひいては排気口８内 のコークス塊，粉粒による閉塞を引き起こす。

【００１１】 この不活性ガス流に随伴されるコークス塊，粉粒の量を低下させるものとして 、図１４に示すように、排気口を複数又は単数の仕切り壁２２で多段に仕切るこ とが実公昭６２−１５２２２号公報に記載されている。

【００１２】 この仕切り壁２２によって、排気口８内にあるコークス塊２０は、仕切り壁２ ２より上方の表面２０ａと下方の表面２０ｂとをもつ。このコークス塊２０の堆 積状態を図１３の場合と比較すると、不活性ガス流２１の流れ方向にみたコーク ス塊２０の堆積厚みが約半分になっている。そのため、上部炉壁１７直下と仕切 り壁２２直上との間、及び仕切り壁２２直下と下部仕切り壁１９直上との間での 通気抵抗の差が小さく、上部炉壁１７直下及び仕切り壁２２直下に不活性ガス流 ２１が集中する傾向も抑制される。その結果、不活性ガス流２１によって吹き飛 ばされるコークス塊２０や粉粒も小さくなる。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述した従来の排気口は、仕切り壁２２がたとえば柱状部１８の側面 から突出したものとして設けられる。そのため、柱状部１８として特別に製造さ れた異形れんがが必要となり、既存の設備に付設することも容易でない。

【００１４】 更に、一つの仕切り壁は隣同士の２ケの柱状部１８に支持されるため、各柱状 部１８が熱膨張等で独自に動くと仕切り壁２２に亀裂が入ったり、損傷したりす る。これが操業変動に伴う温度変動等で何度も繰り返されると仕切り壁２２が脱 落することさえある。

【００１５】 また、下部炉壁１９近傍は、図１０に示すように、コークス粉粒が集積するが 、従来の排気口８にはこれを排出できる機構がない。このため、下部炉壁近傍の 空隙率が低下し、排気口を通過できる不活性ガスの量は大幅には増加しない。

【００１６】 これらの問題を解決するものとして、図２及び図１２に示すように、排気口８ の下部炉壁１９に軌条型れんが２５等を配列して溝部２３を形成することが特願 平１−１６１２３７号に記載されている。

【００１７】 この溝部２３は、下部炉壁１９面に堆積するコークス粉粒を冷却筒室に排出さ せる機構をもつため、下部炉壁１９近傍の空隙率の低下が抑制されるし、また、 溝部２３がガス通路としても活用できる。そのため、上部炉壁１７側を通過する 不活性ガス流の流量が少なくなり、上部炉壁１７直下を不活性ガスが集中して流 れることがなく、コークス塊や粉粒の随伴が抑制される。

【００１８】 しかし、溝部２３を形成する軌条型れんが２５は、図１２に示すように、同図 の２５ｂの部位のみで支持されており、構造体として不安定である。このため、 操業変動に伴う温度変動等でれんがが動くと、れんがが損傷したり脱落すること さえある。

【００１９】 そこで、本考案は、溝部を構成するれんが積の構造安定化を計り、かつ下部炉 壁１９に集積したコークス粉粒を導出する溝部２３を形成して、溝部のれんが積 み構造を強固にすると共に、不活性ガス流に随伴されるコークス塊粉粒を抑制す ることを目的とする。

【００２０】 また従来の溝部２３は、排気口８と空隙２６ａを接続する小通路２６ｂが不活 性ガス流の流路方向と平衡に配置されている。このため、コークス粉粒３１の空 隙２６ａへの落下量が少なく、下部炉壁１９近傍の空隙率の低下はあまり抑制出 きないという問題があった。

【００２１】 本考案は、下部炉壁１９近傍の空隙率の低下をより抑制し、排気口を通過する 不活性ガス流が上部炉壁側で局部的に集中して流れることを防止し、コークス塊 や粉粒の随伴を抑制することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、冷却塔の周囲に設けた環状ダクトに炉内を接続する排気口を下部炉 壁，上部炉壁及び柱状部で区画し、前記排気口の少なくとも入側部分に当たる前 記下部炉壁側に、前記排気口を通過する不活性ガス流の流路方向に延びる複数の 溝部を形成したコークス乾式消化設備の冷却塔ガス出口フリューにおいて、前記 溝部を空隙と排気口と空隙を接続する小通路から構成し、前記小通路を不活性ガ スの流路方向に断続的に設置するか、または、前記小通路を不活性ガスの流路方 向と略直角に配置することを特徴とするコークス乾式消化設備の冷却塔のガス出 口フリューである。

【００２３】

【作用】

排気口の下部炉壁に空隙と排気口と空隙を接続する小通路から構成される溝部 を形成し、小通路の幅寸法をコークス粉粒は通過でき、コークス塊は通過できな いものとすると、下部炉壁面に堆積したコークス塊は空隙に落下しないが、コー クス粉粒は小通路を介して空隙に落下する。このため、下部炉壁近傍は空隙率の 低下が抑制され、冷却塔を上昇して排気口に流れる不活性ガス流が流れやすくな る。また、小通路を不活性ガスの流れ方向に対して断続的に配置すると、溝部を 形成するれんがが上下面で支持されることとなり、れんが積構造の安定化が計れ る。

【００２４】 更には、小通路と排気口内を降下するコークスの降下方向に対して、直角に配 置すると、コークス粉粒の空隙への落下可能な範囲が拡大され、より多くのコー クス粉粒を冷却塔へ排出でき、下部炉壁近傍の空隙率の低下がより抑制される。

【００２５】

【実施例】

以下、図面を参照しながら、実施例により本考案の特徴を具体的に説明する。 図１及び図２は、排気口８の一部を形成する下部炉壁１９に軌条型れんが２５ を配列して溝部２３を形成した実施例を示す。なお、同図において、図１４に示 した部材等に対応するものについては同一の符号で指示し、以下の説明において は図１１及び図１４の符号を適宜使用している。

【００２６】 本実施例の出口フリューは、図１４の場合と同様に上部炉壁１７と下部炉壁１ ９との間に柱状部１８を配置し、排気口８を形成している。柱状部１８は、図１ １に示すように冷却塔本体１の内周面に沿って複数個設けられ、それぞれの柱状 部１８の間が排気口８となる。

【００２７】 排気口８の下面を形成する下部炉壁１９の内壁面には、図３に示すように、複 数の溝部２３が不活性ガス流２１の通過方向に沿って設けられている。これらの 溝部２３は、空隙２６ａと排気口８と空隙２６ａを接続する小通路２６ｂとから 形成されている。そして、小通路２６ｂの幅寸法は、個粉粒は通過できるがコー クス塊は通過できないものである。

【００２８】 このため、排気口８の下部炉壁１９近傍に堆積しているコークス粉粒は小通路 ２６ｂを介して空隙２６ａに落下して空隙２６ａを降下していき、冷却室４へ排 出される。なお、空隙２６ａは落下したコークス粉粒が冷却室４へスムーズに排 出できるように傾斜しており、その傾斜角はコークスの安息角より大きく設定さ れている。そして、下部炉壁近傍はコークス粉粒が減少し、空隙率の低下が抑制 される。また、空隙２６ａは落下してくるコークス粉粒を排出させるのみならず 、冷却室４を上昇して排気口８に流れる不活性ガス流の流路としても活用される 。

【００２９】 この結果、冷却室４の下方から上昇してくる不活性ガス流２１が排気口８へ流 入するとき、上部炉壁１７側に集中する傾向が抑制され、不活性ガス流２１に随 伴されるコークス塊や粉粒が減少する。

【００３０】 下部炉壁１９に形成される溝部２３の空隙２６ａは前述の通り、落下したコー クス粉粒３１を冷却室４へ排出したり、不活性ガス流２１の流路となるため、こ の寸法は大きければ大きいほどよい。

【００３１】 また、小通路２６ｂは、下部炉壁１９近傍に堆積するコークス粉粒３１を前記 空隙２６ａに落下させたり、前記空隙２６ａを上昇する不活性ガス流２１を排気 口８へ噴出するために使用される。この小通路２６ｂの幅寸法はコークス塊が小 通路２６ｂに入り込まない最大寸法が好ましい。一般にコークス塊２０の平均粒 径は５０〜８０ｍｍ程度であるので、小通路２６ｂ寸法はコークス塊が降下しな い５〜５０ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ程度が最適である。

【００３２】 溝部２３を形成するれんがの構造体としての強度向上のため、小通路２６ｂは 図３に示すように空隙２６ａの全面には配置されず、断続的に配置するものとす る。このようにすると、溝部２３を形成するれんがの上面が隣接するれんがと互 いに接触でき、溝部れんがは上下面で固定されることとなる。この結果、操業変 動に伴う温度変動が生じても溝部れんがはしっかりと固定され、れんがの損傷や 脱落等はほとんど発生しない。

【００３３】 また、以上述べた実施例では、溝部２３が軌条型れんが２５を配列して形成さ れるものについて述べたが、溝部２３を図４に示すような形状のれんがを配置し て形成してもよいし、その形状に特に限定されるものではない。

【００３４】 図５は溝部２３の空隙２６ａの下部構造を示す一例である。下部炉壁１９の内 壁面に溝部２３を形成してもその下部の構造が不適であれば、溝部２３がコーク ス粉粒３１で閉塞してしまう。こうなると、コークス粉粒の排出は勿論、不活性 ガス流２１の流路としても使用できなくなる。このため、溝部２３の下部構造は 溝部２３を形成する上で特に重要である。

【００３５】 同図では、落下したコークス粉粒をスムーズに冷却室４へ排出するために、溝 部２３下部の内壁面θ₁ ，θ₂ は両方ともコークスの安息角以上とし、かつ下部 内壁面θ₁ を上部内壁面角θ₂ よりも大きくとっている。更には、溝部２３を形 成する天井壁３２下端の径を冷却室４の径より小さく、すなわち、同図のａ寸法 を＋寸法として溝部２３へのコークス塊の侵入量を少なくし、コークス粉粒の冷 却室４への排出抵抗を少なくしている。

【００３６】 これにより、溝部２３の空隙２６ａに落下したコークス粉粒３１は空隙２６ａ 内に停滞することなく、冷却室４へスムーズに排出する。従って、空隙２６ａ内 がコークス粉粒により閉塞することもないし、また冷却室４の下方から上昇して くる不活性ガス流２１の一部が溝部２３を通過するとき、スムーズに通過するこ とができる。

【００３７】 また、図６及び図７は、排気口８と空隙２６ａを接続する小通路２６ｂを図８ に示すように、不活性ガス流２１のガス流れ方向に対して直角に配置した別の実 施例を示したものである。

【００３８】 このようにすると、下部炉壁１９近傍に集積したコークス粉粒３１が下部炉壁 １９の傾斜壁に沿って降下していくとき、コークス粉粒の落下範囲が広いため、 コークス粉粒３１が小通路２６ｂから空隙２６ａに落下する量が多くなる。

【００３９】 従って、下部炉壁１９近傍に堆積するコークス粉粒をより多く冷却室４へ排出 することができ、空隙率の低下をより抑制することができる。更に、溝部れんが が隣接するれんがと上下面で互いに接触しているため、れんが構造体としても強 固である。

【００４０】 図９は、不活性ガス流２１の通過方向に沿って延び、空隙２６ａの幅５０ｍｍ 、深さ１００ｍｍ、小通路２９ｂの幅２０ｍｍの溝部２３を傾斜面に形成した下 部炉壁１９で排気口８の下面を形成した場合に、排気口８を通過する不活性ガス 流２１の流量分布を表したグラフである。

【００４１】 図９から明らかなように、下部炉壁１９とコークス塊２０との間に形成された 空隙２６ａを不活性ガス流２１が優先的に通過するし、更には下部炉壁１９近傍 の空隙率の低下が抑制されるため、上部炉壁１７側を流れる不活性ガス流２１の 流量が減少し、排気口８の断面に関して流量分布が平均化されている。そのため 、上部炉壁１７近傍でコークス塊２０が不活性ガス流２１に随伴されることがな くなる。

【００４２】 これに対して、図１４で説明した従来の排気口８では、下部炉壁１９近傍の空 隙率の低下によって圧損が排気口８断面において異なるため、破線で示すように 上部炉壁１７側の流量が極端に大きくなっている。この流量の大きな個所、すな わち、上部炉壁１７近傍でコークス塊２０が不活性ガス流２１に随伴され、炉外 に送り出される。

【００４３】

【考案の効果】

以上に説明したように、本考案においては、排気口下面を形成する下部炉壁側 に溝部を形成し、排気口と入側部に侵入したコークス塊と下部炉壁との間にでき る空隙と排気口と空隙を接続する小通路を形成している。

【００４４】 この溝部は、下部炉壁傾斜部に堆積したコークス粉粒を排気口内から冷却室へ 導出させ、この部分の空隙率の低下を抑制すると共に、不活性ガス流のガス流路 にもなる。

【００４５】 そのため、状炉壁側を通過する不活性ガス流の流量が少なくなり、上部炉壁直 下を不活性ガスが集中して高速で流れることがなく、コークス塊や粉粒の随伴が 抑制される。その結果、コークス乾式消化設備の大型化及び既設の能力増強等に 伴い、不活性ガスの吹込み量を大きくした場合でも、冷却塔から持ち出されるコ ークス塊や粉粒に起因したトラブルが回避され、安定した操業を行うことが可能 となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案実施例の出口フリューを示す斜視図。

【図２】 出口フリューを示す断面図。

【図３】 図２のＢ−Ｂ線における断面図。

【図４】 本考案の溝部の空隙形状を変えた応用例。

【図５】 本考案実施例の溝下部構造を示す詳細図。

【図６】 溝部の構造を示す他の実施例。

【図７】 溝部の構造を示す他の実施例。

【図８】 小通路の配置を示す断面図。

【図９】 本考案の効果を具体的に表したグラフ。

【図１０】 コークス粉粒の飛散状況を示す概略図。

【図１１】 コークス乾式消化設備の全体構造を示す概
略図。

【図１２】 従来の出口フリューを示す断面図。

【図１３】 従来の出口フリューを示す断面図。

【図１４】 従来の出口フリューを示す断面図。

【符号の説明】

１ 冷却塔本体 ４ 冷却室 ８ 排気口 ９ 環状ダクト １７ 上部炉壁 １８ 柱状部 １９ 下部炉壁 ２０ コークス塊 ２１ 不活性ガス流 ２３ 溝部 ２５ 軌条型れんが ２６ａ空隙 ２６ｂ小通路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却塔の周囲に設けた環状ダクトに炉内
   を接続する排気口を下部炉壁，上部炉壁及び柱状部で区
   画し、前記排気口の少なくとも入側部分に当たる前記下
   部炉壁側に、前記排気口を通過する不活性ガス流の流路
   方向に延びる複数の溝部を形成したコークス乾式消化設
   備の冷却塔ガス出口フリューにおいて、前記溝部を空隙
   と排気口と空隙を接続する小通路から構成し、前記小通
   路を不活性ガスの流路方向に断続的に設置したことを特
   徴とするコークス乾式消化設備の冷却塔ガス出口フリュ
   ー。
2. 【請求項２】 冷却塔の周囲に設けた環状ダクトに炉内
   を接続する排気口を下部炉壁，上部炉壁及び柱状部で区
   画し、前記排気口の少なくとも入側部分に当たる前記下
   部炉壁側に、前記排気口を通過する不活性ガス流の流路
   方向に延びる複数の溝部を形成したコークス乾式消化設
   備の冷却塔ガス出口フリューにおいて、前記溝部を空隙
   と排気口と空隙を接続する小通路から構成し、前記小通
   路を不活性ガスの流路方向と略直角に配置したことを特
   徴とするコークス乾式消化設備の冷却塔のガス出口フリ
   ュー。