TW201014902A - Coke dry type extinguishing facility, and coke dry type extinguishing method - Google Patents

Description

201014902 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於冷卻紅熱焦炭之焦炭乾式滅火設備及焦 炭乾式滅火方法。 【先前技術】 設置於製鐵所等之焦炭乾式滅火設備（Coke Dry Quenching equipment: CDQ)爲利用鈍性氣體等的冷卻氣 體，將在焦炭爐所被乾餾之紅熱焦炭予以滅火之設備，藉 由使高溫的焦炭徐冷，使焦炭品質提昇，藉此，謀求製鐵 用高爐的作業穩定化。焦炭乾式滅火設備係具有下述特長 ，即藉由在系統內使冷卻氣體循環，能夠防止焦炭粉麈的 飛散，且，爲了省能，藉由廢棄熱鍋爐等的熱回收裝置來 回收焦炭的顯熱。 以往的焦炭乾式滅火設備1的室係如圖6所示，在上 部形成有焦炭裝入口 10之預燃室2、和在底部設有焦炭排 出裝置11之清淨室3呈上下被連結的結構。 清淨室3係下部形成爲錐形狀（例如，倒圓錐形狀或 倒圓錐梯形狀等），在此錐部的中央，設有作爲吹出鈍性 氣體等的冷卻氣體之冷卻氣體供給手段並且用來使焦炭的 下降流動均等化的鼓風壓頭4。鼓風壓頭4包含大致呈圓 錐形狀的傘構件41，從形成於此傘構件41之吹出口（未 圖示），將冷卻氣體朝周方向吹出。且，鼓風壓頭4藉由 在內部具有氣體流路之支承構件42所支承，支承構件42 -5- 201014902 內部的氣體流路係與氣體供給室43連通。又，被氣體供 給室43所供給之冷卻氣體的一部分，亦從配置於相當於 清淨室3的下部之傾斜部的圓周上之冷卻氣體供給手段（ 例如，供給口 44 )供給至清淨室3內。 又，以將預燃室2的主體部包圍於周方向的方式，形 成有用來排出被吹入到清淨室3內之冷卻氣體且分割成複 數個之小煙道5。 φ 在上述結構，經由焦炭裝入口 10，將高溫的紅熱焦炭 裝入到室內，藉由焦炭排出裝置11，從室底部連續地排出 焦炭。此時，在室內下降之焦炭6係與來自於包含鼓風壓 頭4的室下部之冷卻氣體產生熱交換，而被冷卻。另外， 因熱交換而成爲高溫之冷卻氣體通過小煙道5而從室被排 出。又，雖未圖示，所排出的氣體通過除塵器後，被供給 至廢氣體鍋爐等的熱回收裝置並進行熱回收，再次作爲冷 卻氣體而被供給至室內。 ❿ 在此，在室內下降之所有的焦炭6，並非均等地朝正 下方下降，而是受到室的形狀、壁面的影響、及焦炭物性 的差異，會以各種方向取得行進路線而逐漸地下降。受到 此不均等之下降，造成在焦炭6的熱交換產生參差不齊， 造成室全體之冷卻效率低的長年課題存在著。且，由於室 全體之冷卻效率低，故，爲了將焦炭6冷卻至預定溫度， 需要大型室之問題亦存在著。 作爲用以解決上述課題的方法之一，改良鼓風壓頭4 之方法爲眾所皆知（例如，參照專利文獻1、2 )。在專利 -6- 201014902 文獻1記載有，藉由使鼓風壓頭的前端的裙部伸縮驅動， 變更焦炭的通路寬度，來控制熱交換之參差不齊的方法。 又，在專利文獻2，記載有使鼓風壓頭的頭部全體朝上下 方向升降之方法。 但，因在設置於室的下部之鼓風壓頭4，被施加有大 的焦炭6的充塡壓（即，焦炭的質量，因下降所產生之壓 力等），所以，如專利文獻1、2所示，爲了使鼓風壓頭 φ 升降或使前端部伸縮，必須要有昂貴的高輸出之驅動裝置 。並且，由於室內係呈高溫、且含有大量粉塵之環境，故 ，當如專利文獻1、2般將鼓風壓頭作爲運轉動式時，則 會導致設備發生問題之虞。 〔專利文獻1〕日本特開平1-110592號公報 〔專利文獻2〕日本特開昭6 3 - 1 0 6 9 1號公報 【發明內容】 Q 〔發明所欲解決之課題〕 本發明係有鑑於這種情事而開發完成之發明，其目的 在於提供，具備有助於將室內之焦炭的下降均等化，提昇 焦炭的冷卻效率之鼓風壓頭的焦炭乾式滅火設備、及焦炭 乾式滅火方法。 且，本發明之其他目的係在於提供，具備藉由提昇焦 炭的冷卻效率，能夠謀求室的緊緻化之鼓風壓頭的焦炭乾 式滅火設備、及焦炭乾式滅火方法。 201014902 〔用以解決課題之手段〕 本發明之焦炭乾式滅火設備係從下部形成爲錐形狀之 室的上部，裝入紅熱焦炭，從設置於該室內的下部之冷卻 氣體供給手段，吹入冷卻氣體，將下降於室內之紅熱焦炭 予以冷卻，從設置於該室的下部之焦炭排出口排出焦炭之 焦炭乾式滅火設備，其特徵爲：在設置於前述室的下部之 鼓風壓頭的直徑設爲D之主頭的下方，配置有至少—段以 φ 上之具有較主頭小之直徑d的小頭。 前述小頭係配置成，連結其外周端與焦炭排出口的中 心之直線（T1 )和水平軸線所成之角（0 1 )位於6〇度〜 80度的範圍內爲佳。且，連結前述小頭及主頭的外周端與 焦炭排出口的中心之直線（ΤΙ、T2)和水平軸線所成之角 (0 1、β 2 )分別位於60度〜80度的範圍內爲佳。此時 ，所成之θ 1與02亦可爲相同角度，亦可爲不同角度。 且，當將連結前述小頭及主頭的外周端與焦炭排出口 φ 的中心之直線（τι、Τ2 )和水平軸線所成之角（0 i、0 2 )中任一較小的角度設爲04時，前述錐部的傾斜角03 位於04〜04-2 5度的範圍內爲佳。 前述焦炭排出口的口徑Dh係前述小頭的直徑d的1/2 以上（Dh20_5d)爲佳。 前述小頭係配置於：當從形成於該小頭的下方之焦炭 的靜止角下面至焦炭排出口爲止的距離設爲Η時，距離Η 成爲前述焦炭排出口的口徑Dh的1〜5倍之位置爲佳。 且’在前述主頭、或前述主頭與小頭，設置冷卻氣體 -8- 201014902 用的氣體流路，作爲對室內吹入冷卻氣體用之冷卻氣體供 給手段爲佳。 又，本發明之焦炭乾式滅火方法係從下部形成爲錐形 狀之室的上部，裝入紅熱焦炭，從設置於該室內的下部之 冷卻氣體供給手段，吹入冷卻氣體，將下降於室內之紅熱 焦炭予以冷卻，從設置於該室的下部之焦炭排出口排出焦 炭之焦炭乾式滅火方法，其特徵爲：在設置於前述室的下 部之鼓風壓頭的直徑設爲D之主頭的下方’配置至少一段 以上之具有較主頭小之直徑d的小頭，來將在室內下降之 焦炭的流向予以整流。 且，從前述主頭、或前述主頭與小頭，吹入冷卻氣體 ，冷卻前述紅熱焦炭。 〔發明效果〕 若根據本發明的話，在設置於室內的下部之鼓風壓頭 φ 的直徑設爲D之主頭的下方，配置具有較主頭小之直徑d 的小頭，能夠改善室內之焦炭的下降分佈’藉此’可將焦 炭的下降均等化。其結果，室內之焦炭與冷卻氣體的熱交 換被均等化，藉此，使得焦炭的冷卻效率提昇。 且，若根據本發明的話，因藉由將焦炭的下降均等化 ，使得焦炭的冷卻效率提昇，所以能夠謀求室的緊緻化。 特別是亦從小頭吹入冷卻氣體之情況’在以往的構造中未 被作爲冷卻區域所活用之鼓風壓頭（主頭）的下方區域亦 可作爲冷卻區域來加以活用，所以’能夠謀求更進一步的 -9 * 201014902 冷卻效率提昇及室的緊緻化。 【實施方式】 以下，參照圖面詳細說明關於本發明之焦炭乾式滅火 設備及焦炭乾式滅火方法理想實施形態。但，本發明之技 術的範圍不會被以下說明的實施形態所限定解釋。 首先，本實施形態的焦炭乾式滅火設備1的室的結構 ❹㈣圖！及圖2所示’在上部具有焦炭裝入口 10之預燃 室2和在底部具有焦炭排出口 12之清淨室3呈上下被連 結。這些室係能以例如鋼材、磚等的耐火性材料來形成。 又’在焦炭爐所產生之高溫的焦炭6，藉由未圖示的桶等 的焦炭搬送裝置，從焦炭裝入口 10裝入至預燃室2內。 被裝入至預燃室2內之焦炭6逐漸下降而進入到清淨室3 內。且，已進入到清淨室3內之焦炭6 —邊逐漸下降一邊 被冷卻氣體7冷卻，藉由設置於焦炭排出口 12之焦炭排 Φ 出裝置11，連續地排出。一般進行藉由焦炭排出裝置11 連續地排出焦炭6,以整批方式補充焦炭6這樣的作業。 但，不限於此。 清淨室3係下部形成爲錐形狀（例如，倒圓錐形狀或 倒圓錐梯形狀），在此錐部的中央（例如，中心軸上）， 設有作爲用來吹出鈍性氣體等的冷卻氣體之冷卻氣體供給 手段、且用來使焦炭6的下降流動均等化用之鼓風壓頭4 。鼓風壓頭4係如圖2所示，受到貫通錐部的側壁來設置 之大致呈十字形狀的支承構件42所支承。且，以包圍錐 -10- 201014902 部的外周的方式形成有氣體供給室43，貫通錐部的側壁之 支承構件42的端部延伸至氣體供給室43內。又，在支承 構件42的內部，形成有冷卻氣體用的氣體流路（未圖示 )，經由此氣體流路將被氣體供給室43所供給之冷卻氣 體導引至鼓風壓頭4，通過鼓風壓頭4將冷卻氣體吹入至 室內。又，被氣體供給室43所供給之冷卻氣體的一部分 ，亦從配置於相當於清淨室3的下部之傾斜部的圓周上之 _ 冷卻氣體供給手段（例如，供給口 44 )供給至清淨室3內 。但，不限於此結構，亦可從鼓風壓頭4或供給口 41中 的任一方供給冷卻氣體。且，圖2所示之大致呈十字形狀 的支承構件42僅爲一例，若爲可支承鼓風壓頭4的話即 可，不限於該形狀。 本實施形態的鼓風壓頭4係爲具有配置於上段之主頭 41、配置於下段之小頭45的兩段頭構造。主頭41及小頭 45係包含有大致呈圓錐形狀的傘構件，從形成於此傘構件 φ 之吹出口（未圖示），朝例如周方向吹出冷卻氣體。小頭 45係具有較主頭41的直徑（口徑）D更小的直徑（口徑 )d。若符合此條件的話，則各頭的形狀不限於圖1所示 的形狀。理想爲如圖3 ( a)所示，小頭45與主頭41係配 置成連結各頭的外周端（本例的情況爲傘構件之外周端） 與焦炭排出口 12的中心之直線（T1'T2)和水平軸線所 成之角（01、02)位於60度〜80度的範圍內，更理想 爲成爲70度（條件（I ))。此條件（I )之「焦炭排出口 j定義成，作爲一例，如圖3 ( a )所示，意指錐部的傾斜 -11 - 201014902 結束位置（即’錐部的下端面）者。再者，所成之（01 、02)的雙方係60度〜80度的範圍內爲佳，但，若至少 小頭45的所成之0 1位於前述範圍內的話，針對於主頭 41的所成之02，亦可不在前述範圍內。又，在圖3(a) ’顯示角度0 1、02不同之配置的一例，但亦可配置成角 度01與02成爲相同角度。 且，理想爲圖3(a)所示，連結小頭45及主頭41的 φ 外周端與焦炭排出口 12的中心之直線（T1、T2)和水平 軸線所成之角（01、02)中任一較小的角度設爲Θ4時 ，前述錐部的傾斜角03位於04〜04-25度的範圍內（ 條件（Π))。 且，理想爲將圖3(a)所示之焦炭排出口 12的口徑 Dh作爲小頭4 5的直徑d的1 /2以上（Dh 2 0.5 d )(條件 (ΠΙ))。 又，理想爲如圖3 ( b )所示，小頭4 5係配置成：當 〇 將從以形成於其下方之焦炭6的靜止角所形成的空間下面 (hi)至焦炭排出口 12爲止的距離設爲Η時，距離Η成 爲焦炭排出口 12的口徑Dh的1〜5倍，且，理想爲成爲 1〜3倍之位置（條件（IV ))。此條件之「焦炭排出口 」也與上述的條件（I)同樣地被定義。再者，針對於下 面（hi)的高度位置，一般因焦炭的靜止角爲34〜35度 ，所以，能夠使用該値，藉由計算或運算來算出。但，不 限於此，亦可使用焦炭的樣品來測定靜止角等，藉由習知 的手法來求取靜止角。 -12- 201014902 再者，在本實施形態，符合前述的條件（I )及（IV )中的任一方爲佳’但，爲了使焦炭的下降更確實地均等 化，符合條件（I )及（IV )的雙方之條件更佳。且，理 想爲將條件（Π )及/或（III)與條件（I )組合。 又’返回至圖1進行說明。以將預燃室2的圓筒直主 體部包圍於周方向的方式，形成有用來排出冷卻氣體且分 割成複數個之小煙道5。小煙道5係連接有煙道51，經由 _ 作爲第1除塵機之塵埃捕集器52連接於廢棄熱鍋爐等的 熱回收設備53。又在熱回收設備53被冷卻之氣體，通過 第2除塵機54後，藉由鼓風機等的送風手段55，輸送至 予熱器56，然後’再次作爲冷卻氣體而被供給至清淨室3 。由於這些結構爲習知結構，故在此省略其詳細說明。 在上述的焦炭乾式滅火設備1，從焦炭裝入口 10被裝 入至預燃室2內之焦炭6係伴隨來自於清淨室3的底部之 連續排出，而逐漸下降並進入到清淨室3內。然後，在清 φ 淨室3內，藉由與從主頭41及小頭45以及供給口 44所 吹入之冷卻氣體7進行熱交換而冷卻，再藉由焦炭排出裝 置1 1排出。再者，主頭41及小頭45的每單位時間之風 量比率，作成爲8: 2爲佳。在此，在前述先前技術中所 作過之説明般，通常，在室內下降之焦炭6係具有受到室 的形狀、壁面的影響、及焦炭物性的差異，會以各種方向 取得行進路線而逐漸地下降之傾向。本發明者們認爲，此 爲在下降中產生參差不齊之主要原因，因此進行精心檢討 的結果，發現進一步追加尺寸較主頭41小之小頭45，將 -13- 201014902 此小頭45配置於主頭41的下方的話’能夠極力地改善下 降分佈，而開發完成了本發明。特別是主頭41與小頭45 的關係，當符合上述的條件（I )及/或（IV )時，其效果 大，實際進行實驗確認了與焦炭物性具有相當大的關係之 値。 如此，針對可改善下降分佈之理由，本發明者們考量 如下。即，如圖4示意地顯示，在清淨室3的錐部，在室 φ 中央部下降的焦炭，藉由主頭41，朝周方向外側改變流動 的方向，促進下降慢之壁側的焦炭的流向。又，在主頭41 的下方，藉由靜止角形成朝向中央之流動。接著，藉由小 頭45，朝周方向外側改變流動的方向，且促進壁側的焦炭 的流向，在小頭45的下方藉由靜止角形成朝向中央之流 動，再從焦炭排出口 12排出。藉由在錐部整流成這樣的 流動狀態，能夠抑制室中央部的焦炭通過主頭41後，選 擇性地朝焦炭排出口 12下降，使得其與壁側的焦炭均等 鲁 地下降，其結果，改善了清淨室3內的下降分佈。 且，若作成爲符合上述的條件（I)的話，對因焦炭 的內部摩擦角所致之流動性低的區域，更有效果地影響到 朝向藉由主頭41及小頭45所形成之周方向外側的流動之 作用，其結果，能夠更確實地改善下降分佈。即，著眼於 焦炭的內部摩擦角處於75度前後，藉由將主頭41及小頭 45的外周端設定於60度〜80度，可使朝前述周方向外側 對於因內部摩擦角所致之流動性低的區域之流動的作用更 有效地發揮。條件（I )之作用、效果，進一步組合條件 -14- 201014902 (Π)及/或（III )，能變得更爲有效果。 且’上述的條件（IV)爲將小頭45的高度方向的位 置加以理想化之條件，若符合此條件（IV )的話，能夠更 確實地改善下降分佈。即，如圖5示意地顯示，比起在距 離Η較口徑Dh小的情況、及距離Η較口徑Dh的5倍更 大之情況，符合DhS距離HS 5Dh的條件之情況時的下降 分佈變小。這是由於在距離Η較口徑Dh的5倍更大之情 況（圖5 ( b ))時得知，從小頭45至焦炭排出口 12爲止 的距離過長，通過小頭45後的焦炭選擇性地通過中央部 而下降。相反地距離Η較口徑Dh小之情況（圖5 ( a )) 時得知，從小頭45至焦炭排出口 12爲止的距離過短，在 小頭45的下方，朝周方向外側改變方向且藉由靜止角形 成朝向中央之流動前即被排出之故。又，圖5 ( a )的情況 ，亦可得知爲小頭45與室壁面之間焦炭通過的空間變窄 之故。 如以上所述，若根據本實施形態的話，藉由作成爲進 —步追加尺寸較主頭41小的小頭45，將該小頭45配置於 主頭41的下方之兩段頭構造，能夠改善室的錐部內之焦 炭的下降分佈，藉此，可將室全體之焦炭的下降均等化° 室內的焦炭的下降被均等化、及室內之焦炭與冷卻氣體的 熱交換被均等化’其結果’能夠提高焦炭的冷卻效率。特 別是作成爲符合條件（I )〜（IV )的話’能夠更提高該 效果。 且，若根據本實施形態的話，因提昇了焦炭的冷卻效 -15- 201014902 率，所以能夠謀求室的緊緻化。特別是從小頭45亦吹入 冷卻氣體，在以往的構造中未被作爲冷卻區域所活用之主 頭4 1的下方區域亦可作爲冷卻區域來加以活用，所以， 能夠謀求冷卻效率進一步提昇及室的緊緻化。但，亦可不 由小頭45吹入冷卻氣體，僅從主頭41吹入冷卻氣體。 再者，在本發明，配置於主頭41的下方之小頭45並 非僅限1個，亦可作成爲3段以上的多段頭構造。在此情 φ 況，隨著成爲下段，縮小頭的口徑（d)爲佳。 以上，針對本發明之一實施形態及實施例進行了說明 ，但在不超出本發明之技術思想及範圍內，能夠進行各種 修正及變更，這些修正及變更亦含於本發明之技術範圍。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之實施形態之焦炭乾式滅火設備的槪略 圖。 ❹ 圖2係上述焦炭乾式滅火設備的横斷面圖。 圖3(a) 、（b)係顯示上述焦炭乾式滅火設備的鼓 風壓頭之圖。 圖4係用來說明上述鼓風壓頭的作用之圖。 圖5(a) 、（b)係用來說明藉由上述鼓風壓頭所達 到之效果的圖。 圖6係以往的焦炭乾式滅火設備的槪略圖。 【主要元件符號說明】 -16- 201014902 1 :焦炭乾式滅火設備 2 :預燃室 3 :清淨室 4 :鼓風壓頭 41 :主頭 42 :支承構件 4 5 :小頭

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Claims (1)

1. 201014902 十、申請專利範圍 1· 一種焦炭乾式滅火設備，係從下部形成爲錐形狀 之室的上部，裝入紅熱焦炭，從設置於該室內的下部之冷 卻氣體供給手段，吹入冷卻氣體，將下降於室內之紅熱焦 炭予以冷卻，從設置於該室的下部之焦炭排出口排出焦炭 之焦炭乾式滅火設備，其特徵爲： 在設置於前述室的下部之鼓風壓頭的直徑設爲D之主 φ 頭的下方，配置有至少一段以上之具有較主頭小之直徑d 的小頭。 2. 如申請專利範圍第1項之焦炭乾式滅火設備，其 中，前述小頭係配置成：連結其外周端與焦炭排出口的中 心之直線（T1)和水平軸線所成之角（01)位於60度〜 8〇度的範圍內。 3. 如申請專利範圍第1項之焦炭乾式滅火設備，其 中，前述小頭及主頭係配置成：連結各自的外周端與焦炭 〇 排出口的中心之直線（ΤΙ、T2)和水平軸線所成之角（ 0 1、02)位於60度〜80度的範圍內。 4·如申請專利範圍第1至3項中任一項之焦炭乾式 滅火設備’其中’當將連結前述小頭及主頭的外周端與焦 炭排出口的中心之直線（ΤΙ、T2)和水平軸線所成之角（ 0 1、02)中任一較小的角度設爲04時，前述錐部的傾 斜角03位於04〜0 4-25度的範圍內。 5.如申請專利範圍第1至4項中任一項之焦炭乾式 滅火設備，其中’將前述焦炭排出口的口徑Dh作成爲前 -18- 201014902 述小頭的直徑d的1/2以上（Dhg〇.5d)。 6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之焦炭乾式 滅火設備，其中，前述小頭係配置於：當將從形成於該小 頭的下方之焦炭的靜止角下面至焦炭排出口爲止的距離設 爲Η時，距離Η成爲前述焦炭排出口的口徑Dh的1〜5 倍的範圍內之位置。 7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之焦炭乾式 滅火設備，其中，在前述主頭、或前述主頭與小頭，設有 吹入冷卻氣體之氣體流路。 8. —種焦炭乾式滅火方法，係從下部形成爲錐形狀 之室的上部，裝入紅熱焦炭，從設置於該室內的下部之冷 卻氣體供給手段，吹入冷卻氣體’將下降於室內之紅熱焦 炭予以冷卻，從設置於該室的下部之焦炭排出口排出焦炭 之焦炭乾式滅火方法，其特徵爲： 在設置於前述室的下部之鼓風壓頭的直徑設爲D之主 頭的下方，配置至少一段以上之具有較主頭小之直徑d的 小頭，將在室內下降之焦炭的流向予以整流。 9. 如申請專利範圍第8項之焦炭乾式滅火方法，其 中，從前述主頭、或前述主頭與小頭’吹入冷卻氣體’來 冷卻前述紅熱焦炭。 -19-