JPS6248791A - コークス乾式消火設備 - 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、新規なコークス乾式消火設備の除塵装置に係
り、特に、循環ガス流路を変えることなくこのガス中の
粉コークスを効果的に捕集し得ると共に、設備の小形化
を達成し￥！するコークス乾式消火設備の除塵装置に関
する。

［従来の技術１ 従来、コークス乾式消火設面には第５図に示すごとく、
衝突反転型の除塵器２０　ｈ＜設けられていた。

第５図は、従来のコークス乾式消火設備の除塵システム
を示づらので、図中、２１は冷却塔、２２はボイラ、２
４は循環ブロアであり、除塵器２０は煙道２５に形成さ
れ、ここで紛コークスを捕集し、ボイラ２２の摩耗負荷
を低減している。

この衝突反転型除塵器２０の具体的作用は、第６図に示
すように循環ガスを仕切板２０ａにより下方に迂回させ
、循環ガス中の粉コークスは慣性力により仕切板２０ａ
に衝突ざＵて下方に自然落下させて捕集するようになっ
ている。

尚、第５図中２３は、ボイラ２２の出Ｉ」の低温ガス域
に配置されたサイクロンであり、除塵器２０による除塵
が不十分であることから、これを補うべく徴集四あるい
は本集塵を行って、循環ブロア２４を粉コークスによる
１ｆ耗から保護している。

［発明が解決しようとする問題点コ 上述した従来の除塵器にあっては、次のような欠点があ
った。

（１）　　除塵器は、約８００℃〜８５０℃のガス中の
粉コークス等を除塵しなければならないと共に、ボイラ
入口のガス流速を小さくしなければならないことから大
きな流路断面積を必要とすることから大型の耐火構造物
となり、多Ｒの耐火材を必要とする。

（２）　　除因器は、冷却塔の出口とボイラの入口間の
煙道に設置されるので高所であるため、支持対象物のｍ
ｍが大ぎいことと相俟って大型の支持架構を必要とする
。

（３）　　除塵器は、除塵のため、またガスの偏流防止
及び整流化のため、ガスの流れ方向にある程度の長さを
要する（長ければ長い程良い）ので、＋＋１．＋２１と
同様であると同時に、冷却塔、ボイラ間の距離が大きく
なってプラントの専有空間が大きくなると共に、ガスダ
クト、架構、配管等プラント構成物がこの分大きく（艮
り）なる。

また、これにより、プラント建設敷地等も大きくなり、
立地上の制約が増える。

（４）　　除陛器は、耐火材で構築されるため、形状及
び構造上の自由度が小さく、除塵効率を高めることが出
来ない。このため、除塵能力が低く、ボイラに持込まれ
るコークス粉が増え、これがボイラチューブに衝突し、
チューブが摩耗して寿命が短くなる。

（５）　　除塵効率を高めるためその形状を複雑にする
と、これを通過することによりガスの偏流が発生し、ボ
イラの効率が低下してしまう。また、ガスの偏流により
コークス粉も濃度の偏りが生じ、上記ガス偏流と相俟っ
てボイラチューブの局部的摩耗が生じ、寿命が更に短く
なる。

ｆ６１　　ボイラチューブの寿命を長くするためには、
ボイラ内のガス流速を小さくする必要がある。

このため、ボイラのガス流路断面が大きくなる。

また、流速が低下すると熱伝達率が低下するので伝熱面
積を増やす必要があり、デユープ本数を増やさなければ
ならない。従ってこうしたことからボイラが大型化して
しまう。

（７）　　ボイラチューブの長寿命化のため、チューブ
上面にプロテクターを設置したり、チューブの肉厚を増
加したり、耐摩耗性の高いデユープ材質にする必要があ
るが、これらはボイラのコスト高の原因となる。

［発明の目的］ 本発明は、上述した問題を有効に解決するために創案さ
れたものであって、その目的は１．コークス乾式消火設
備を大型化することなく効果的に除塵を行うことが出来
るコークス乾式消火設備の除！装置を提供するにある。

［発明の概要］ 本発明は、上記の目的を達成するために、冷却塔内で赤
熱コークスと熱交換された循環ガスをボイラへ導くため
の煙道を形成し、この煙道を上記ボイラの前壁上方の循
環ガス導入口に接続すると共に、循環ガスがボイラに入
る際、ガス流が変化することに着目し、上記導入口に対
向するボイラの後壁で導入口よりボイラ内に流入する循
環ガス中の粉塵が慣性により衝突する部位に除塵器を設
けて構成し、ボイラ内に流入する循環ガス流の変化によ
り凝集する循環ガス中の粉コークス等の粉塵をボイラ後
壁の除塵器に捕捉して外部に排出するようにしたもので
ある。

［実施例］ 以下、本発明の好適実施例を添付図面を参照して説明す
る。

コークス乾式消火設備における循環ガスは、冷却塔内を
通過する際、多量の粉コークスを含んで冷却塔出口を出
て冷却塔とボイラを連結する煙道を経てボイラに入る。

このとぎガスはボイラに入る前後にその流れ方向が水平
から垂直へと９０’曲げられる。この際、ガスとガス中
の粉コークスとの慣性の違いによりガスはボイラ内を下
方に流れるが、粉コークスはそのまま水平方向に流れ、
ボイラ入口煙道と向い合うボイラ後壁に衝突する。

ところで、ボイラ内のデユープは、ボイラ後壁側が局部
的に１γ耗するが、これは、上記ＩＩ壁に衝突した粉コ
ークスが集中的に後壁側を下方に流れるためである。

本発明は、上述した現栄に着目して成されたものである
。

第１図は、本発明に係るコークス乾式消火設備にＪ３け
る除塵装置の一実施例を示ずものである。

ボイラ本体２の前壁２ａの上部には循環ガス導入口３が
形成され、この導入口３には、冷却塔（図示省略）内で
赤熱コークスと熱交換された循環ガスをボイラへ導くた
めの煙道４が接続されている。

一方、この循環ガス導入口３と向い合うボイラ本体２の
後壁２ｂには、除塵器１が設けられている。

この除塵器１は、ボイラ内に開口部を臨ませた粉塵捕捉
部５と、捕捉された粉コークスから熱回収する粉コーク
ス冷却部６と冷却された粉コークスを外部に排出する粉
コークス排出部７とから構成されている。

尚、粉塵捕捉部５は、ボイラ本体２内に流入する循環ガ
ス中の粉コークス等の粉塵が、慣性により破線矢印に沿
って流れて衝突する部位にその開口部が位置するよう設
けられている。

また、その間口部には第２図及び第３図に示す粉コーク
ス捕集格子５ａが設けられている。この粉コークス捕集
格子５ａは、正面が第３図のように格子状に形成された
バッフルプレートから成り、水平に仕切るバッフルプレ
ート８は、第２図のように粉塵捕捉部５内方に向って下
方に傾斜してＪ′３つ、粉コークスが破線で示すように
このバッフルプレート８に衝突後、確実に粉肋捕捉部５
内に落下するようになっている。尚、垂直に設けられて
いるバッフルプレー１へ９は、横方向のガス流れによる
粉コークスの再飛散を防止している。

一方、上記粉コークス冷ｌｊ′１部６は、水と熱交換し
て熱回収するようになっている。

また、上記粉コークス排出部７は、粉コークス切出部７
ａと粉コークス輸送部７ｂとから成っている。

次に、本実施例の作用について説明する。

冷１４１塔（図示省略）から排出された循環ガスは、多
量の粉コークスを含んだ状態で煙道４内を流れてきてボ
イラ本体２内に流入する。このときガス流は９０°下方
に曲げられるが、純粋なガス成分と粉コークスとでは粉
コークスの方が慣性力が大きいので、ガス成分が実線矢
印のように流れるのに対し、粉コークスは破線矢印のよ
うに下方に緩くカーブを描くようにして流れ、粉０捕捉
部５の粉コークス捕集格子５ａに到達する。

この傾向は、ボイラチューブの摩耗に対し悪影響が大き
い粒の大ぎいもの（ＩＩ耗吊は粒径に比例する）はど大
であるので、デユープの摩耗対策上都合が良い。

次に、捕集格子５ａに到達した粉コークスは、バッフル
プレート８に衝突して第２図の破線矢印のように粉塵捕
捉部５内に落下する。このとき、捕集格子５ａに到達し
た粉コークスを飛散させずにいかに多くの粉コークスを
粉助捕捉部５内に捕集するかが重要であり、粉塵捕捉部
５内に効率良く粉コークスを導くものであれば、バッフ
ルプレートの形状は格子状に限らず、どの様なものでも
良い。

また、バッフルプレート自身、粉コークスとの衝突によ
り摩耗状態に晒されるので、これを軽減するため、水冷
〈直接又は間接的に）して温度を下げたり、耐摩耗性の
良い材料を用いて長寿命化を計ると更に良い。

第４図は、バッフルプレートを水冷構造とした一例を示
す断面図で、冷水を流すチューブ１０を交換可能な耐摩
耗Ｈ料の板１１で覆って構成したものである。

一方、純粋なガス成分は、粉塵捕捉部５内が閉塞された
空間であることから、粉塵捕捉部５内には流入せず、ま
た粉コークスを飛散させることはない。

次に、粉塵捕捉部５内に入った粉コークスは、冷却部６
で冷に１された後、粉コークス排出部７より外部に排出
される。

以上のように本発明は、循環ガスがボイラ本体に入る際
に必然的に生じるガス流の変化を利用したもので、機能
としては慣性によりガス流から分離された粉コークスを
捕集する機能のみを有すればよ（、従来の除塵器が除塵
器自身の形状によりガス流に変化を与え、この結果発生
するガスと粉コークス等の塵との慣性力の差による流線
の違いを利用し、塵のみを選択的に捕集するというガス
流の変化を与える機能と塵を捕集する機能とを（ｌｆせ
有していた点において大ぎく異なる。

尚、除塵効率を上げるには、いかに多くの粉コークスを
粉塵捕捉部５内に流入させるかということと、一旦捕集
した粉コークスの再飛散をいかに防ぐかにかかっている
。

前者のためには、粉塵捕捉部５の開口部の面積を増やせ
ば良いが、これはボイラ本体２への影響が大きいので好
ましくない。そこで、ボイラ本体２の循環ガス導入口３
の径を小さくし、またそこでの流速を上げれば良い。後
者のためには、ガスが粉塵捕捉部５内に流入しない様、
バッフル等ガスの抵抗又は行き止まりになる様なガス流
路の遮断をすれば良く、又、捕集した粉コークスをガス
に晒さない様に下方の貯留部に速やかに移動出来る様に
づれば良い。尚、粉塵捕捉部５がガス流路にならなけれ
ばボイラ内のガス流れに影響を与えないのでボイラ性能
に影響が少ない。

また、実験によれば、特にバッフル等を設（プなくとも
、粉塵捕捉部５内へのガスの流入は少なかった。

また、本発明においては、粉塵捕捉部５は、従来のボイ
ラ本体のケーシングの一部で構成出来、例えば水冷壁構
造が採用出来る。また内面に耐摩耗性の材料をライナと
して取付ければ長寿化が計れる。

［発明の効果］ 以上述べてきたことから明らかなように、本弁明によれ
ば次のような優れた効果を発揮する。

（１）　　ボイラ入口部でガス流が曲がる際のガスと粉
コークスとの慣性力の差異を利用して除塵するので、従
来型のようにガス流れを変える手段は不要で、単に粉コ
ークスを捕捉する手段のみで除ａ装置を構成できるので
、設備上簡単であり、コンバク１〜に構成出来る。

（２）　　従来型の除塵装置のように積極的にガス流れ
を変えないので、ボイラに入るガスの偏流を小さく出来
、また、除塵装置を通過することによるガスの圧損を小
さく（実質上ゼロ）出来る。

（３）　　ボイラ入口流速が速い程慣性力の差が大きく
なりむしろ除Ｉα性能もよくなるので、ボイラ入口部の
煙道断面積は小さくてよく、耐火材で構成される煙道の
軽ｈ）、コンバク１−化が可能となる。

（／Ｉ）　　除塵装置の存在によるガス流の乱れは小さ
く、従来型のようにガスの通路とならないので、粉コー
クスの再飛散が少なく、除塵効率が高くなる。

（５）　　除塵器は、ボイラ本体の一部として構成され
るため、ボイラチューブとの一体化や構成物自体に水を
通すことにより水冷化が容易であり、このため、耐熱性
の小さい金属材料でも構成出来、耐火材等と比べ形状の
自由度が大きいので、除塵性能の良い形状に形成するこ
とが容易である。また、耐摩耗性も良くなる。

［Ｆ］）　除塵器を水冷すれば、除ゆ器自身が伝熱面積
を提供出来るので、設置に伴うボイラへの影響が無くな
るか、又は軽減出来る。

（７）　　捕捉した高温の粉コークスを除塵型下部の粉
コークス貯留部の壁や貯留した粉コークス中にボイラデ
ユープを配することにより粉コークスの冷却が容易に行
え、従来型のものに比べ冷ノ９装置が簡単になる。

また、粉コークス中身の熱も有効に回収（従来は捨てて
いた）出来、コークス乾式消火設備の熱効率が高まる。

（８）　　冷２Ｊ］塔、ボイラ間に除塵器を配する必要
が無いので、両者を接近してプラントをコンパクトに構
成出来、プラントの専有空間を小さく出来る。

（９）　　ボイラ内でのガスの流速をアップ出来るので
、熱交換率が高まりそれだりボイラの小型化を達成出来
る。

ω　除塵効率が高まるので、ボイラデユープの方向がア
ップすると共に、ボイラの耐摩耗手段の簡素化が達成出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコークス乾式消火設備における除
塵装置の一実施例を示す概略側断面図、第２図はバッフ
ルプレートの側断面図、第３図は同正面図、第４図は水
冷構造としたバッフルプレートの断面図、第５図は従来
のコークス乾式消火設備の除塵システム図、第６図は衝
突反転型除塵器を示す側断面図である。 図中、１は除塵器、２はボイラ、４は煙道、５は粉塵捕
捉部である。 特　許　出　願　人　　石川島播磨重工業株式会社川崎
製鉄株式会社 代理人弁理士　絹　　谷　　信　　雄 第１図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却塔内で赤熱コークスと熱交換された循環ガスをボイ
   ラへ導くための煙道を形成し、該煙道を上記ボイラの前
   壁上方の循環ガス導入口に接続すると共に、上記導入口
   に対向するボイラの後壁で上記導入口よりボイラ内に流
   入する循環ガス中の粉塵が慣性により衝突する部位に除
   塵器を設けたことを特徴とするコークス乾式消火設備の
   除塵装置。