JPS60203693A - コ−クス乾式消火設備におけるコ−クス粉の処理方法 - 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〕 本発萌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。

〔従来技術〕

赤熱コークスの顕熱回収は、特公昭５８−’　２９９３
号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力スとを対向流さ
せて、コークスを消火、冷却し、コークスの顕熱を９０
０℃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
程で竪形炉力・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。

循環ガスブ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
た水冷シャケ・ノドタイプの冷却器で冷却され、スクリ
ューコンベヤ、ノλヶノトコンベヤ等で系外のホッパへ
ｌｕｌ！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・ノバヘ搬送
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１
−ラブルが生じ、また冷却’ＡＪ果を上げるため水冷ジ
ャケット内のコークスわ）厚めを薄くするとジャケット
内で棚吊りが起こり、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膜けな
ければならないので多大の設備費を要する欠点もある。

一方、このコークス粉ば主に焼結鉱の原料として用いら
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。このた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なものでなく、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。

〔発明の目的〕

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築塵後のコーク
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。

〔発明の構成〕

本発明は、冷却炉下流側の集塵機で捕集された可燃物を
流動層燃焼炉で燃焼し、発生した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
量を熱交換器により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なわ
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
冷却循環ガスにより制御することができる。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基いて本発明を説明する。

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、（１１は冷却炉、（２）は−次集塵機
、（３）は同−次集塵Ｉｎ　（２１からのコークス粉を
貯溜するホッパ、（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ホイラである
。

本発明において、コークス粉を燃焼させることにより顕
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り、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１５）は第２図に示すように、０．０５ｍｍ〜ｌＱｍ
ｍの粒径範囲のものが大部分である。

コークス４５〕の燃焼方法のうら、ますノ＼−す燃焼で
は０．（１７ｍｍ以下の微粒子でないと燃焼か困難で、
捕集コークス粉の微細化が必要であり、また重油等の助
燃材も必要であることから経済的でなく実用性に欠ける
。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２０ｋ
ｇ／　ｍ２ｈ程度の炉床負荷しかとり得す、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Ｖｒ　＝０．３　ｍ／ｓ以上で、ｉ、５
ｍ／５ｆｉ−越えるとコークス粉の散逸が大きくなる。

第４図は流動層におけるコークス顕熱囲の例を示すもの
で、空気比換算で０．８前後の多量のＣＯガスを含有す
る燃焼ガスを生成しながら燃焼し、供給空気量に比例し
て燃焼量（炉床負荷）が増加することが確認された。こ
れによりコークス粉の流動層での燃焼性は非常に良好で
あり、流動層燃焼方式は適格な手段であることが見出さ
れた。

流動層燃焼方法の場合、コークス粉の流動層燃焼温度は
２０００℃程度になるため、流動層温度を低下させるた
めの抜熱が必要となる。

この流動層内での抜熱方法には一般的に流動層ボイラ方
式が採用されている。しかしコークス乾式消火設備にお
いては主循環系のボイラとこの流動層ボイラとの連係操
作が複雑化するため採用しｆｆ１ｔい。このためコーク
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“で、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、Ｈ２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＋ｃｏ２の還元反応
か生じ吸熱反応を呈するため、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カス成分この流動層
燃焼においてこの循環ガスの一部と燃焼用空気量を混合
させ流動床へ噴出させるか、または別々に噴出させるか
してコークスを流動燃焼させる。流動層の温度が１３０
０℃以上になるとコークス灰の一部が溶融状態となり、
凝灰現象が生しる。これにより流動状態か悪化してコー
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。

一方コークスａ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。

故に循環ガスの一部を流動層に吹込み、流動層温度を５
５０℃〜１３００℃にコントロールすることにより、安
定した流動層燃焼が得られる。またこの流動層燃焼での
生成ガスは１０％前後のＣＯを含んでいるので、例えば
二次空気を供給させ′ζ二段燃焼を行い回収熱量の増加
を図ることができる。又竪形冷却炉でのコークスソリュ
ーションロスを防ぐため、ＣＯ％の高い状態のまま循環
ガスに混入することが可能である。

ここで、流動層燃焼過程で微少コークス第５）は飛敗し
やすいが、この飛散を抑制しようとすると、炉床負荷が
小さく炉床面積が大となって設備コストが高くなる。本
発明において、流動層温度を９００℃にコントロールし
た時の炉床負荷と流動層の空塔速度の関係を第５図に示
す。炉床負荷が５００　Ｘｌ０３ｋｃａｌ／　ｍ’ｈイ
」近からコークス粉の飛ｆｉｔが大となり、コークス粉
の燃焼効率が低下することが分った。この対策として、
流動層出口に集塵機を設＆−１、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
度流動層内へ戻すシステムとした。このコークス粉の循
環燃焼方式によりコークス粉の流動層滞留時間かコーク
スの粒径にかかわらず充分に取れることから高効率のコ
ークス粉の燃焼効率が得られるようになった。

以上により、−次集塵後のコークス粉を流動層燃焼炉に
供給して流動層燃焼させ、この燃焼時に循環ガスを利用
して燃焼最適温度にコントロールし、かつ燃焼炉出口に
おいて集塵を行なって再度同燃焼炉内に供給してコーク
スわ〕の焼却を行なうことが本発明の構成であり、前述
の第１図はシステムの一実施例を示したものである。

以下、第１図により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
、下方より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°Ｃ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）で粗いコークス粉か捕集される。このコークス粉
を赤熱状態のままホッパー（３）に一時Ｗ？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Ｎ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）の回転数信号により調整弁（８）でコントロールす
る。流動Ｎ燃焼炉（６）内に温度計００）をセントし、
流動層温度を本実施例では９００°Ｃにコントロールす
るため、循環ガスの一部を昇圧機（９ンで昇圧し流動調
整弁（１１）で送風量を制御し、流動層内温度を冷却し
ている。

このように流動層温度を９００°Ｃにコントロールして
コークス粉を流動燃焼させるが、微小粒のコークス粉は
飛散して燃焼ガスとともに流動Ｉ′Ｆｌｉ燃焼炉（６）
外へ出る。このコークス粉、灰を禎助築塵機（１２）で
捕集し、レベル針（１３）でレベルを４（１１定しなか
ら切出弁（Ｉ４）で流動層ｆＡ焼炉（６ンへ循環させ再
び流動燃焼させる。尚、コークス灰は溢出口（１５）か
ら溢流排出される。

ダスト除去後のＣＯを含んだ熱ガスは二次燃焼室（２１
）内で調整弁（２２）により流量調整された二次空気に
よってさらに燃焼し主循環ガスと混合してボイラ（１６
）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Ｉａ（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
）の負荷変動が大の場合、コークス粉の燃焼量を加減操
作することにより、ボイラ（１６）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。

ｌ）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
ッパ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。

ｉｉ　）循環ガスの一部を用いて流動層を冷却制御する
ことにより流動層温度の精度の高いコントロールが可能
であり、この発生ガスをコークスの顕熱を回収した循環
ガスと混合させ一括して同一ボイラで熱回収することに
より流動層ボイラ方式に比べ、制御性も良く、設備費を
低減できる。

ｉｉｉ　）コークス粉の処理量を冷却炉の赤熱コ・−ク
ス処理量変動に応じてボイラ負荷を一定にするように加
減操作することによってボイラ効率が向上する。

ｉｖ）循環ガスのＣＯ濃度に応じた燃焼ガスの成分コン
トロールすることによって冷却炉内でのコークス塊のソ
リューションロスを少なくすることが出来る。

【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図は流動層におけるコークス１５）
の燃焼特性を示すグラフ、第５図は流動層温度が９００
　”Ｃの時の炉床負荷と流動層の空塔速度の関係を示す
グラフである。 （１１冷却炉　（２＋　−？′ｌ？、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） （２１）二次燃焼室 特許出願人　新日本製鐵株式會社 代理人　手掘　益（ほか１名） 第　ｌ　図 第２図 粒　径　（ｍｍ） 第３図 中塔狸度　へ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   焼炉で燃焼し、発生した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ことを特徴とするコークス乾
   式消火設備にお番ノるコークス粉の処理方法。