JPS6181480A - コ−クス乾式消火設備の水吹込装置 - 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］ 本発明は製鉄用等のコークスを製造りる際、コークス炉
から排出される高温の赤熱」−クスを冷ｆＪＩ塔内で不
活性ガスなどの循環ガス（゛冷７ＪＩし、その排熱を用
いて蒸気を発生させ、それを発電等に利用するコークス
乾式消火設備に関し、特に赤熱コークスを冷却塔に導入
し、循環ガスで冷ｒＪｌするにおいて、その循環ガスと
共に水を吹込んで冷却性能を向上さぜかつ蒸気の回収量
を増やすためのコークス乾式消火設備の水吹込装置に関
するものである。

［従来の技術１ 従来のコークス消火膜（４直を第２図により説明する。

図にＪ３いて、１は赤熱コークスＣを不活性ガスなどの
循環ガスで冷Ｎ１する冷却塔、２は冷却塔１で冷却後の
循環ガスを熱源として蒸気を発生させるボイラである。

冷却塔１からボイラ２に入った循環ガスは、ボイラ２内
で水管を加熱して約１８０℃になり、ボイラ２の下部に
設けたりイクロン３でガス中のコークス粉が除去された
のら、循環〕１ン４でＲ圧され、循環ダクト５を通り、
冷７Ｊ］　Ｊ凸１の下部の環状のガスマニホールド６に
入る。ガスマニホールド６内に入った＠環ガスの一部は
冷却塔１の下部内周に設けたフッネル７から冷却塔１内
のコークスＣ中に吹き込まれ、残りのｆｊＩｆｆガスは
、冷却塔１の下部に横断するよう設けたデバイダ８を通
り、そのデバイダ８に取り付けたプラス１〜ヘツド９に
入り、その上部と下部のスカート１０の下から矢印に示
したようにコークスＣ中に吹き込まれる。

このファネル７及びプラス１〜ヘツド９からコークスＣ
中に吹き込まれた循環ガスは、塔１内を上昇する間に赤
熱したコークスＣを冷却してその熱を吸収し、冷却塔１
内の上部に設けた小煙道１１及び円環煙道１２を介して
冷却塔１に接続した煙道１３を通ってボイラ２に戻る。

一方、赤熱コークスＣは冷却塔１の頂部に形成した装入
口１４から投入され、塔１内で移動層を形成しながらそ
の間に冷却され、塔１の下部に形成した排出口１５から
排出される。

この場合、循環ガスの成分は、８２５％、００１０％、
ＣＯ２１０％、Ｈ２１０％、Ｎ２６５％程度であるが、
操業条件によりこの成分比は大きく変動する。従来にお
いては循環ガス中の可燃成分の１１２．Ｃｏの制御のた
め煙道１３に希釈空気供給ファン１６と希釈空気流調整
弁１７を接続し、その煙道１３内を流れる循環ガス中に
希釈空気を吹き込んで燃焼させている。

また、余剰ガスを回収して燃料として利用するために、
循環ダクト５にガス回収配管１８を接続し、その回収配
管１８に回収ガス流量を調整する弁１９を設けて適宜ガ
スを回収している。

循環ガス中のＣＯ２、Ｎ２０は冷却塔１内で下記の反応
を起こし、可燃ガス（ＣＯ，Ｈ２）に変わる。

Ｃ＋ＧＯ２→２ＣＯ・・・（１） Ｃ＋＋２０−＋Ｈ２＋ＣＯ・・・（わ Ｃ＋２Ｈ２０→２Ｈ２＋ＣＯ２・・・（３）上記反応（
１）〜（３）は全て吸熱反応であるため、循環ガス中の
ＣＯ２、Ｎ２０が多いほどコークスは良く冷却される。

さらに発生した８２．ＣＯの可燃ガスは希釈空気供給フ
ァン１６から煙道１３内に吹き込まれる希釈空気で燃焼
され、ボイラ２での蒸気発生量を増すことができる。

そこで冷却性能を向上させ、かつ蒸気回収量を増やすた
め、希釈空気を最大限に吹き込み可燃ガスを燃焼させて
しまう操業方法がとられる。

しかしこの方法では、循環ガス中の可燃ガスが少なくな
り、燃焼限界を下回ると失火してしまう危険がある。ま
た回収ガスのカロリーが低ドし、燃料としての価値がな
くなる問題がある。

そこで、第３図に示すように冷却塔１の下部のマニホー
ルド６に接続した循環ダクト５内に水をスプレーするノ
ズル２０を設け、冷却塔１内に入る循環ガス中の１１２
０１度を上げ上記反応（１）〜（３）を促進させ、かつ
吹き込まれた水が蒸発するときの潜熱で循環ガスの温度
を下げて冷却能力を向上させると共に冷ＪＪＩ塔１内で
の可燃ガスの発生を促進させる方法が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点１ しかしながら、このように循環ダクト５内で水をスプレ
ーすると、循環ガス中に多０１のミストが発生すること
となり、これが鋼製の循環ダクト５やデバイダ８．ブラ
ストヘッド９及び）１ネル７の内側に付着し、循環ガス
中に含まれるＳＯｘで硫酸腐蝕を引き起こしたり、或は
コークス粉が固着するなど実用上に問題があった。

［発明の目的］ 本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、可燃ガ
スを発生させるために水を吹き込むにおいて、その水を
吹き込んでも鋼製の各種部材の腐蝕などが生じないコー
クス乾式消火設備の水吸込装置を提供することを目的と
する。

［発明の概要］ 本発明は上記の目的を達成するために、冷却塔内に上部
から下部に赤熱コークスの移ｆ！ＩＩ層を形成すると共
にその下部から赤熱コークスの移ｖＪ層に向流させて冷
却用循環ガスを吹き込むコークス乾式消火設備において
、上記冷却塔内下部に上記赤熱コークスの移動層に直接
水をＩｌ−射するノズルを設けたことを特徴とするもの
で、冷却塔下部のコークス層に直接水を吹き込むことに
より、その水がミストとなっても直接鋼製の部材に接触
することがないため、その腐蝕を防止できると共に粉コ
ークスの固着が生ぜず、しかも循環ガス中の１１２又は
ＣＯ濃度を所望の値にできるようにしたものである。

［実施例］ 以下本発明に係るコークス乾式消火設備の水吹込装置の
好適一実施例を添付図面に基づいて説明する。

先ず冷却塔１の全体の構成及びその冷却塔１に循環ガス
を供給して赤熱コークスを冷却したのちその循環ガスの
熱でボイラ２を加熱したのちその循環ガスを冷却塔１に
戻す構成は第２図の従来例で説明したものと同一である
。

第１図において、１は冷却塔で、その下部内周には環状
のガスマニホールド６が形成され、そのマニホールド６
で冷却塔１の下部が逆円錐状に絞られて円錐部２１が形
成されると共にその下端に冷Ｗ後のコークスを排出する
ための排出口１５が設けられる。このガスマニホールド
６にはボイラ２（第２図）からの循環ガスを導入すべく
鋼製の循環ダクト５が接続される。ガスマニホールド６
の上部の冷却塔１の内周には、そのマニホールド６で絞
られた円錐部２１の傾斜に合せて下方が絞られた鋼製の
フフ７ネル７が形成され、その下端に円錐部２１とファ
ネル７とでファネル側吹出口２２がその円周に沿って形
成される。また、ガスマニホールド６にはそのフ７ネル
７内に循環ガスを供給すべく通孔６ａが形成される。

冷却塔１の下部、図示の円錐部２１にはその塔１内を横
断してガスマニホールド６と連通するデバイダ８が設け
られる。このデバイダ８は、その断面上部が三角形状に
形成され、コークスＣの降下を妨げないようになってい
る。デバイダ８の中央には、ガスマニホールド６からデ
バイダ８を通じて供給される循環ガスをコークス中に吹
出すためのプラストヘッド９が設けられる。このプラス
トヘッド９は、デバイダ８に取り付けられる基部２３と
、その基部２３上に設けられたヘッド部２４と、そのヘ
ッド部２４の下方に設けられ下部外周に拡がったスカー
ト１０からなり、そのヘッド部２４の周面に循環ガスを
吹出すヘッド側吹出口２５が形成され、また基部２３と
スカーｔ−１０とでスカート側吹出口２６が形成される
。

このブラストヘッド９の吹出口２５．２６及びファネル
側吹出口２２に夫々臨み、その吹出口２５．２６．２２
から吹き出される循環ガスと共にコークスＣ中に直接水
を噴射するスプレーノズル２７．２８．２９が設けられ
る。

ヘッド側吹出口２５に設けられたスプレーノズル２７及
びスカート側吹出口２６に設けられたスプレーノズル２
８はブラストヘッド９の基部２３内で連結され、その配
管３ｏが、デバイダ８内を通じ、ガスマニホールド６を
通って冷却塔１の外側に延出されバルブ３１を介してス
プレー水本管３２に接続される。

また、ファネル側吹出口２２に設けられたスプレーノズ
ル２９はファネル７内に設けられ、冷却塔１の内壁に沿
って設けられた環状のヘッダ３３に接続され、そのヘッ
ダ３３がら配管３４を経て冷却塔１の外側に延出される
と共にバルブ３５を介してスプレー水本管３２に接続さ
れる。

スプレー水本管３２は図には示していないが、給水装置
に接続され、その給水を調節し、各スプレーノズル２７
，２８．２９での噴射圧を調整すべく調節弁３６が接続
され、またスプレー水本管３２を通じて各スプレーノズ
ル２７，２８．２９にＮ２ガスなどの不活性ガスを供給
してそのノズル２７．２８．２９の先端の詰まりを防止
する清浄用ガス管３７が接続され、そのガス管３７に遮
断弁３８が接続される。

ガスマニホールド６に接続する循環ダクト５には、その
ダクト５内を流れる循環ガスを採取するガス採取管３９
が設けられ、そのガス採取管３９に１１２ガス分・析計
４０及びＣＯガス分析計４１からなる分析計４２が接続
される。この分析計４２の■２ガス及びＣＯガスの検出
出力が計算器４３に入力され、その計算器４３の出力に
よりスプレホロ調節計４４を介して調節弁３６が作動さ
れ、また計算器４３より直接遮断弁３８が開閉制御され
る。

次に本発明の詳細な説明する。

先ず循環ダクト５からの循環ガスはガスマニホールド６
より、通孔６ａを通ってファネル７で形成されたファネ
ル側吹出口２２からコークス層に吹き込まれると共に一
部はガスマニホールド６よリデバイダ８を通ってプラス
トヘッド９のヘッド側吹出口２５及びスカート側吹出口
２６からコークス層に吹き込まれ、この循環ガスが塔１
内を上昇する間にコークスを冷却する。この際各穴出口
２２．２５．２６ではスプレー水本管３２より供給され
た水が、各吹出口２２，２５．２６に位置したスプレー
ノズル２９，２７．２８より吹き出され、その水がコー
クス層に循環ガスと共に直接噴射され蒸発する。この水
の噴射により従来例で説明した反応（１）〜（３）が行
われ、ＣＯガス、　Ｎ２ガスが生成されることとなる。

この水の噴射は、そのスプレーノズル２７．２８．２９
が各吹出口２５゜２６．２２に臨み且つコークス層に向
けて設けられるため、噴射により水がミストになっても
ｎ４製部材に接触しないので、その腐蝕が防止される。

また、循環ダクト５内を通る循環ガスのごく一部は採取
管３９から分析計４２のＮ２ガス分析計４０及びＣＯガ
ス分析計４１内に導入され、そこで循環ガス中のＩ１２
．　Ｃ０１１１度が計測され、その）Ｉ２．ＣＯ溌度か
ら循環ガスの発熱量（カロリー）が計算器４３で計算さ
れ、それが設定した範囲の発熱量になるようにスプレ水
量調節計４４に信号を出し、次いで調節弁３６を動かし
て各スプレーノズル２７．２８．２９での水の噴射量が
適正になるように−１１１１する。すなわち、Ｎ２．Ｃ
Ｏ２１度が低く発熱量が小さいときはスプレー水量を増
し反応を増大させて、＋１２．ＣＯの量を増加させ、ｔ
ｈ、ＣＯガス濃度が高いときには、反対にスプレー水母
を少なくする。

以上の制御により循環ガスの発熱量を自動的に一定にし
、また循環系から回収する可燃ガス濃度も一定のものが
得られる。

また、調節弁３６が閉じられ、各スプレーノズル２７．
２８．２９から水が噴射されない場合には、計算器４３
が遮断弁３８を開とし、その−清浄用ガス管３７からＮ
２ガスなどの不活性ガスを、スプレー水本管３２を通じ
て各スプレーノズル２７゜２８．２９より噴射し、その
各スプレーノズル２７．２８゜２９がコークス粉で詰ま
ることを防止する。この遮断弁３８は調節弁３６が開い
た場合には計算器４３により全開となるよう制御し、ス
プレーノズル２７，２８．２９から常時水が不活性ガス
か噴射されるようにされる。

尚、上述の実施例においてはＣＯ２及びＮ２ガス濃度を
個々に計測して循環ガスの発熱ｊを制御する方法を説明
したが、Ｎ２ガス濃度のみ又はｃｏｄ度のみあるいはＮ
２ガス濃度とｃｏガス濃度の和を計測し、その計測値に
より調節弁３６を制御する方法を用いても十分な実用性
が得られる。

［発明の効果１ 以上゛詳述してきたことがら明らかなように、本発明に
よれば次のごとき優れた効果を発揮する。

（１）　　冷却塔の下部に直接コークスに水を噴射する
ノズルを設けたので、ｍｙの部材にその水が付着するこ
とがないので腐蝕の問題が生じない。

（ｂ　水ミストが鋼製部材に付着しないので、粉コーク
スが固着する問題がない。

（３）　　循環ガス濃度を自ｏＪ的に一定に制御するの
で、循環ガスが低発熱量となることによる希釈空気の失
火がない。

（４）　　回収ガス濃度を任意の一定な発熱量に制御で
きるため、その回収ガスの燃料としての価値が高くなる
。

（５）　　ノズルは水を噴射しないときでも不活性ガス
を噴射できるので、ノズルにコークス粉がつまることを
防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコークス乾式消火設備の水吹込装
置を示す断面図、第２図はコークス乾式消火設備の全体
図、第３図は従来のコークス乾式消火設備の水吹込装置
を示す断面図である。 図中、１は冷却塔、５は循環ダクト、６はガスマニホー
ルド、２２．２５．２６は吹出口、２７．２８．２９は
スプレーノズルである。 特　許　出　願　人　　石川島播磨重工業株式会社代理
人弁理士　絹　　谷　　信　　雄 第　１　図゛ Ｊｄ ｌ　、ン＋六Ｐり芥 ５　・　ｖ１欠ｒ７°゛クト ６・・がスマ；ホールト ２２．２５．２６・収ボロ ２７．２８．２９　・スフ°レ−）７．−ａｙ第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却塔内上部から下部に赤熱コークスの移動層を形成す
   ると共にその下部から赤熱コークスの移動層に向流させ
   て冷却用循環ガスを吹き込むコークス乾式消火設備にお
   いて、上記冷却塔内下部に上記赤熱コークスの移動層に
   直接水を噴射するスプレーノズルを設けたことを特徴と
   するコークス乾式消火設備の水吹込装置。