(57)【要約】【課題】  コークス乾式消火設備を用いて赤熱コークスの冷却を行い、その顕熱を回収する際に、コークス粉回収効率の低下や冷却コークスの歩留まり低下を発生させることなく蒸気回収量を増やして、排熱回収ボイラの余剰能力を有効活用して熱回収を行なえるようにする。【解決手段】  赤熱コークスを乾式消火するコークス乾式消火設備を用いた熱回収システムであって、赤熱コークスを冷却する冷却塔１と、冷却塔１の排出ガスより顕熱を回収する排熱回収ボイラ２と、循環ガスを循環させる循環ファン３とを備え、冷却塔１と排熱回収ボイラ２との間に循環ガスを循環させて熱回収を行なうコークス乾式消火設備を用い、循環ガス中に可燃物と、酸素を含む気体とを供給するコークス乾式消火設備を用いた熱回収システムを用いる。その際に、可燃物が気体燃料、固体燃料、液体燃料の中から選ばれる１種または２種以上の燃料であることが好ましい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤熱コークスを乾式消火するコークス乾式消火設備を用いた熱回収システムであって、
前記赤熱コークスを冷却する冷却塔と、
該冷却塔の排出ガスより顕熱を回収する排熱回収ボイラと、
循環ガスを循環させる循環ファンとを備え、前記循環ファンを用いて前記冷却塔と前記排熱回収ボイラとの間に前記循環ガスを循環させて熱回収を行なうコークス乾式消火設備を用いて、
前記循環ガス中に可燃物と、酸素を含む気体とを供給することを特徴とするコークス乾式消火設備を用いた熱回収システム。
【請求項２】
前記可燃物が気体燃料、固体燃料、液体燃料の中から選ばれる１種または２種以上の燃料であることを特徴とする請求項１に記載のコークス乾式消火設備を用いた熱回収システム。
【請求項３】
前記循環ガスの一部を前記循環ファン後段より余剰ガスとして排気した後から、前記排熱回収ボイラの入り口までの間に、前記循環ガスに前記気体燃料を吹き込むことを特徴とする請求項２に記載のコークス乾式消火設備を用いた熱回収システム。
【請求項４】
前記気体燃料が高炉ガスであることを特徴とする請求項３に記載のコークス乾式消火設備を用いた熱回収システム。
【請求項５】
前記固体燃料が炭素含有物質であり、該炭素含有物質を燃焼後にその残部を回収することを特徴とする請求項２に記載のコークス乾式消火設備を用いた熱回収システム。
【請求項６】
前記炭素含有物質の粒径を５ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項５に記載のコークス乾式消火設備を用いた熱回収システム。
【請求項７】
赤熱コークスを乾式消火するコークス乾式消火設備を用いた熱回収方法であって、
赤熱コークスを冷却する冷却塔と、排熱回収ボイラとを備えたコークス乾式消火設備を用い、前記冷却塔と前記排熱回収ボイラとの間に循環ガスを循環させて熱回収を行なう際に、前記循環ガス中に可燃物と、酸素を含む気体とを供給することを特徴とするコークス乾式消火設備を用いた熱回収方法。
【請求項８】
赤熱コークスを乾式消火するコークス乾式消火設備であって、
前記赤熱コークスを冷却する冷却塔と、
該冷却塔の排出ガスより顕熱を回収する排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラと前記冷却塔との間に循環ガスを循環させる循環ファンと、
前記排熱回収ボイラの前段に設けられる一次除塵器と、
前記排熱回収ボイラの後段に設けられる二次除塵器と、
前記循環ガス中に可燃物を供給するための少なくとも１つ以上の可燃物供給装置と、
を備えることを特徴とするコークス乾式消火設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉にて製造された赤熱コークスを不活性ガスを用いて冷却するコークス乾式消火設備における熱回収に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークス乾式消火設備（Coke Dry Quenching：ＣＤＱ）は、コークス炉で製造された赤熱コークスを冷却するための設備であり、赤熱コークスの有する顕熱を不活性ガスを媒体として蒸気の形で回収するために、赤熱コークスを冷却する冷却塔と排熱回収ボイラとの間に不活性ガスを冷却ガスとして循環させている。冷却塔内では、該冷却塔内に上方から装入される赤熱コークスを冷却ガスにより所定の温度まで冷却し、冷却後のコークスを冷却塔の底部から排出する。赤熱コークスの顕熱を奪った高温の冷却ガスは排熱回収ボイラ内に入り、この排熱回収ボイラにて蒸気を発生させることにより熱回収される。熱回収された後の冷却ガスは循環ファンにより再び冷却塔内に圧送される。そして一般には、冷却ガスの循環路における排熱回収ボイラの前後には、除塵器とサイクロンが備えられている。
【０００３】
冷却塔内では、冷却塔下部から吹き込んだ循環ガス（冷却ガス）により赤熱コークスが冷却されるが、循環ガスは７００℃以上の高温になって冷却塔上部（フリュウ）から排気され、除塵器で除塵された後に、排熱回収ボイラに送られて、１００〜２００℃まで熱回収された後に、冷却ガスとして再度冷却塔に送られる。
【０００４】
循環ガスには、その循環中に、赤熱コークスから発生する可燃ガスや、シールや希釈目的で吹き込まれる窒素ガスなどが混入するため、必然的に循環ガス量が増えることになり、その一部が余剰ガスとして、排熱回収ボイラの後段から系外に排気される。余剰ガス中には可燃ガスが含まれているので、従来はガス回収されることも多かったが、硫黄分を含むことによる腐食性の問題や投資効率の観点から、最近では、循環ガス中の可燃ガスを燃焼させ熱に変換して、排熱回収ボイラで蒸気として回収する目的で、循環ガスへの空気吹き込みが行われている（例えば、特許文献１参照。）。空気吹き込みを行なう場合、循環ガス温度は７００℃以上であるので、吹き込まれた空気により可燃ガスは容易に自然着火・燃焼し、９００℃〜１０００℃の高温ガスになり排熱回収ボイラに送り込まれる。
【０００５】
したがって、空気吹き込み量を増やすことで、循環ガスが高温になった分だけ、排熱回収ボイラでの蒸気回収量を増やすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平７−９１５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、蒸気回収量を増やすために空気吹き込み量を増やし過ぎると、ガス中の可燃成分の燃焼に必要な量以上の空気が入り、残存酸素により、コークス乾式消火設備の冷却塔内でコークスを燃焼させたり、循環ガス中のコークス粉を燃焼させたりすることになる。
【０００８】
通常、冷却塔からの循環ガス中に含まれているコークス粉は、冷却塔出口に設置される除塵器で一次除塵され、また、排熱ボイラ出口に設置されるサイクロンにて２次除塵される。除塵器及びサイクロンで回収されたコークス粉は、製鉄所では、主に焼結鉱の原料として有効利用されている。または、コークブリーズなどの副製品として販売されている。
【０００９】
したがって上記したように空気吹込み量を増やすと、循環ガス中のコークス粉をも燃焼させることになり、コークス粉回収効率が低下するため問題となる。また、更に空気吹込み量を増やすと、循環ガス中に酸素が残留することになり、冷却塔内でコークスを燃やすことになるため、コークス乾式消火設備の歩留まり低下と、冷却能力の低下を引き起こすこととなる。
【００１０】
一方、コークス乾式消火設備はコークス炉の能力を最大限に発揮させる設備であることが求められており、コークス乾式消火設備の処理能力は、コークス炉の生産能力から決定される。コークス炉生産量は、時間ベース、日産ベース、年ベースで変動するが、コークス乾式消火設備の処理能力は、どの変動にも耐えられるように十分余力を持つように設計される。換言すると、コークス乾式消火設備の処理能力は、常に余裕がある状態で操業が行われていることになる。
【００１１】
コークス乾式消火設備の循環ガス量やボイラへの持込顕熱量は、コークス処理量に応じて決定されるため、排熱回収ボイラの蒸気回収量もコークス処理量に応じて変動することになる。したがって排熱回収ボイラとしても常に余裕がある状態であり、その能力が十分に発揮されていない状態である。
【００１２】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、コークス乾式消火設備を用いて赤熱コークスの冷却を行い、その顕熱を回収する際に、コークス粉回収効率の低下や冷却コークスの歩留まり低下を発生させることなく蒸気回収量を増やして、排熱回収ボイラの余剰能力を有効活用して熱回収を行なうことを可能とする、コークス乾式消火設備を用いた熱回収システム、コークス乾式消火設備を用いた熱回収方法、及びコークス乾式消火設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、赤熱コークスを乾式消火するコークス乾式消火設備を用いた熱回収システムであって、前記赤熱コークスを冷却する冷却塔と、該冷却塔の排出ガスより顕熱を回収する排熱回収ボイラと、循環ガスを循環させる循環ファンとを備え、前記循環ファンを用いて前記冷却塔と前記排熱回収ボイラとの間に前記循環ガスを循環させて熱回収を行なうコークス乾式消火設備を用いて、前記循環ガス中に可燃物と、酸素を含む気体とを供給することを特徴とするコークス乾式消火設備を用いた熱回収システムに関係する。
【００１４】
本発明の一態様によれば、赤熱コークスを乾式消火するコークス乾式消火設備を用いた熱回収システムで、冷却塔と排熱回収ボイラとの間を循環する循環ガス中に可燃物と、酸素を含む気体とを供給することによって、供給した可燃物を循環ガス中の可燃成分と同時に燃焼させられるので、排熱回収ボイラの余剰能力を有効に活用して熱回収を行なえるようになる。
【００１５】
このとき、本発明の一態様では、前記可燃物が気体燃料、固体燃料、液体燃料の中から選ばれる１種または２種以上の燃料であることとしてもよい。
【００１６】
このように、コークスよりも、より燃焼性の高い可燃物を循環ガス中に供給して、当該可燃物を優先的に燃焼させることで、コークス粉回収効率の低下や、コークスの歩留まり低下を防止することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の一態様では、前記循環ガスの一部を前記循環ファン後段より余剰ガスとして排気した後から、前記排熱回収ボイラの入り口までの間に、前記循環ガスに前記気体燃料を吹き込むこととしてもよい。
【００１８】
このように、コークスよりも、より燃焼性の高い可燃物として気体燃料を循環ガス中に供給することによって、当該可燃物を優先的に燃焼させるので、コークス粉回収効率の低下や、コークスの歩留まり低下を防止できる。
【００１９】
また、本発明の一態様では、前記気体燃料が高炉ガスであることとしてもよい。
【００２０】
このように気体燃料として、製鉄所で発生する副生ガスである高炉ガスを用いることによって、低カロリーガスの気体燃料を安価に確保でき、かつ副生ガスを有効に活用できるようになる。
【００２１】
また、本発明の一態様では、前記固体燃料が炭素含有物質であり、該炭素含有物質を燃焼後にその残部を回収することとしてもよい。
【００２２】
このようにすれば、供給した固体燃料をより有効活用した上で、熱回収の効率を向上できるようになる。
【００２３】
また、本発明の一態様では、前記炭素含有物質の粒径を５ｍｍ以下とすることとしてもよい。
【００２４】
このようにすれば、燃料供給が容易に実行されるようになるので、供給する固体燃料の燃焼性を向上させられるようになる。
【００２５】
また、本発明の他の態様は、赤熱コークスを乾式消火するコークス乾式消火設備を用いた熱回収方法であって、赤熱コークスを冷却する冷却塔と、排熱回収ボイラとを備えたコークス乾式消火設備を用い、前記冷却塔と前記排熱回収ボイラとの間に循環ガスを循環させて熱回収を行なう際に、前記循環ガス中に可燃物と、酸素を含む気体とを供給することを特徴とするコークス乾式消火設備を用いた熱回収方法に関係する。
【００２６】
また、本発明の他の態様は、赤熱コークスを乾式消火するコークス乾式消火設備であって、前記赤熱コークスを冷却する冷却塔と、該冷却塔の排出ガスより顕熱を回収する排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラと前記冷却塔との間に循環ガスを循環させる循環ファンと、前記排熱回収ボイラの前段に設けられる一次除塵器と、前記排熱回収ボイラの後段に設けられる二次除塵器と、前記循環ガス中に可燃物を供給するための少なくとも１つ以上の可燃物供給装置と、を備えることを特徴とするコークス乾式消火設備に関係する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、コークス乾式消火設備を用いて赤熱コークスの顕熱を回収する際に、コークス粉回収効率の低下や、コークス乾式消火設備の歩留まり低下、冷却能力の低下を引き起こすことなく、蒸気回収量を増やして、排熱回収ボイラの能力を十分に発揮させて熱回収を行なうことが可能となる。また、蒸気回収量の変動を小さくできるので、廃熱回収ボイラが発電設備を併設する場合には発電量が安定化する。
【００２８】
これにより、コークス乾式消火設備の処理能力がコークス炉の生産能力を大きく超えるような場合であっても、コークス乾式消火設備の能力を十分に活用した操業を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のコークス乾式消火設備の一実施形態を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３１】
赤熱コークスを冷却する冷却塔と排熱回収ボイラとの間に不活性ガスの循環ガスを循環させて熱回収を行なうコークス乾式消火設備において、循環ガスへの空気吹き込み行なう操業形態では、循環ガスには、冷却塔フリュウ出口からボイラ入口までの間に空気が吹き込まれ、温度〔Ｔi〕（例えば、９００℃〜１０００℃）の高温ガスとして排熱回収ボイラに送り込まれ、多量の蒸気を回収している。しかし、多量空気吹き込みにより、コークス粉が燃焼したり、残留酸素により冷却塔内のコークスが燃焼したりして、コークス回収歩留まりが低下することがある。一方、コークス乾式消火設備の排熱回収ボイラは、非常に熱効率の優れたボイラであるが、その能力が十分に活用されていないのが実情である。この熱効率に優れたボイラを現状以上に活用して蒸気回収や蒸気発電を行なうことは、非常に有効である。一般的なボイラの熱効率ηgは、単純なヒートロスを無視した際に、ボイラ排気ガスが排気ガス量〔Ｑg〕、出口温度〔Ｔo〕で全て系外に排出される前提において、循環ガスの定圧比熱をＣpとすると、
ηg＝１−｛Ｃp・Ｑg・Ｔo｝／｛Ｃp・Ｑg・Ｔi｝＝１−Ｔo／Ｔi
と表される。
【００３２】
一方、コークス乾式消火設備では、循環ガスが冷却塔と排熱回収ボイラの間を循環しており、排熱回収ボイラからの排気ガス量〔Ｑg〕は、少量の余剰ガス〔Ｑs〕（循環ガス量Ｑgの１／１０程度）が低温〔Ｔo〕（例えば、１００〜２００℃）で系外に排出される以外は、全て冷却塔に戻される。従って、コークス乾式消火設備の排熱回収ボイラの熱効率ηdは、
ηd＝１−（Ｃp・Ｑs・Ｔo）／(Ｃp・Ｑg・Ｔi)＝１−（Ｑs／Ｑg）・（Ｔo／Ｔi）
となり、排ガスによるヒートロスが、約１／１０に低減されるものである。Ｔi＝９５０℃＝１２２３Ｋ、Ｔo＝１５０℃＝４２３Ｋで試算すると、ηg＝６５％、ηd＝９７％となる。
【００３３】
このような熱効率の良いコークス乾式消火設備を用いて、本発明では、７００℃以上の高温の循環ガス中に可燃物を、例えば、安価な燃料である高炉ガスなどの低カロリーガスを初めとする製鉄所の余剰ガスや揮発成分を含む石炭や重油・軽油などの安価な燃料を供給しながら酸素含有ガスを吹き込むことで、供給した可燃物を循環ガス中の可燃成分と同時に燃焼させ、熱効率の優れたコークス乾式消火設備の排熱回収ボイラにて熱回収を図るものである。７００℃以上の高温状態においては、本実施形態で燃料として供給された可燃物は容易に気化されており、その状態時に酸素含有ガスが供給されているから、当該可燃物は自然に着火されて、自ずと安定して燃焼されるようになる。このとき、酸素含有ガスとしては、空気を用いることが好ましい。可燃物の供給は、循環ガスが排熱回収ボイラに入る前に、冷却塔の環状チャネル部分や除塵器で行なうことが好ましい。
【００３４】
また、現状のコークス乾式消火設備操業では、蒸気回収量を増やすために、多量の空気吹込みを行い、コークスダストや、場合によってはコークス自体を燃焼させ、コークス乾式消火設備でのコークス回収効率を低下させることがある。しかしながら、コークスよりも、より燃焼性の高い、気体燃料や液体燃料、石炭中の揮発成分などを循環ガス中に供給して、これらを優先的に燃焼させることで、コークス粉およびコークスの歩留まり低下を防止することが可能となる。
【００３５】
上記のように、コークス乾式消火設備の循環ガス中に供給する可燃物としては、コークスよりも燃焼性の高いものを用いることが好ましく、気体燃料、固形燃料、液体燃料の中から選ばれる１種以上を用いることができる。可燃物の供給は、１ヶ所、もしくは複数ヶ所から行なうことができる。また可燃物と酸素含有ガスとは同時に供給することもできるが、必ずしも同時に供給する必要は無く、異なる位置で循環ガス中に供給することができる。異なる位置で循環ガスに供給する場合は、可燃物を酸素含有ガスより上流側に吹き込む必要がある。
【００３６】
可燃物として気体燃料を用いる場合、製鉄所で発生する副生ガスを用いることが経済的に好ましく、例えば高炉ガス（Ｂガス）などの安価な低カロリーガスを用いることが好ましい。この他に、コークス炉ガス（Ｃガス）、天然ガス等も好適に用いることができる。特に、ＢガスやＣガス等は、コークス炉の燃料ガスとして利用されるため、コークス乾式消火設備の近傍まで、それらの送ガス管が設置されているのが通常であり、既存インフラが利用できるという利点がある。中でも、Ｂガスは、硫黄や水素の含有率が低く燃焼排ガスの酸露点を下げる効果により排熱回収温度を下げることもできるので、好ましい。気体燃料の循環ガスへの吹き込みは、循環ガスから余剰ガスを分離した後〜冷却塔、冷却塔内（ガス流れ部分）、冷却塔〜排熱回収ボイラ入り口までの位置で行なうことが好ましい。
【００３７】
可燃物として固形燃料を用いる場合、炭素含有物質を用いることが好ましい。さらに、炭素含有物質を燃焼後に、その残部を回収することが好ましい。炭素含有物質としては、揮発成分を含有するものを用いることが好ましく、細粒・微粒の石炭を用いることが好ましい。無煙炭、一般炭等の任意の石炭を用いることができる。また、廃プラスチックも揮発成分を含有する炭素含有物質として好適に使用することができる。石炭及び廃プラスチックの揮発成分を高温の循環ガスにより揮発（ガス化）させ、吹き込み酸素含有ガスにより燃焼させる。これらの炭素含有物質は、燃料供給に適した形状に予め処理して、気体と共に供給することが好ましい。この他にバイオマスを用いることもできる。炭素含有物質の粒径は５ｍｍ以下とすることが、燃料供給が容易となるため特に好ましく、燃焼性向上のためにも望ましい。吹き込み用の気体としては、空気を用いることが経済的にも低温腐食防止（窒素が排ガス中のＳＯ3を希釈）の観点からも好ましい。固体燃料の循環ガスへの供給は、冷却塔内上部（ガス流れ部分）、冷却塔〜排熱回収ボイラ入り口までの位置で行なうことが好ましい。燃焼後の炭素含有物質の回収は、冷却塔と排熱回収ボイラの間に設置した除塵器を用いて行なうことが好ましい。
【００３８】
高温ガス中に石炭を供給すると、最初に揮発成分（水素や炭化水素ガスなど）が揮発し、次に固定炭素分（Ｃ）が二酸化炭素（ＣＯ2）や水蒸気（Ｈ2Ｏ）により気化される。
ＣＯ2＋Ｃ＝２ＣＯ
Ｈ2Ｏ＋Ｃ＝ＣＯ＋Ｈ2
このとき、石炭の供給量を増やすと、石炭中の固定炭素成分はチャーとして回収されることになるが、これは本発明において石炭供給を行なう場合の長所である。なぜなら、コークス乾式消火設備で回収されるコークス粉ダストは、主に焼結鉱の原料として使用されるが、無煙炭で代用する場合も多く、焼結鉱製造現場においては、コークス粉ダストが不足しているのが実情だからである。無煙炭は多少なりとも揮発成分を含み、コークス粉ダストに比べると焼結鉱の原料として好ましくはない。
【００３９】
本発明で石炭の供給により製造されるチャーは揮発成分を殆ど含まず、焼結鉱の原料により適するものである。しかも、コークス製造の際のように高品質な石炭を用いる必要が無く、一般炭を用いてチャーを製造することができる。以上のように、供給された石炭は、その揮発成分はコークス乾式消火設備の排熱ボイラで回収され、固定炭素分はチャーとして回収され、焼結機などで使用できるなど、全く無駄にすることなく利用することができる。したがって、排熱回収ボイラの能力の範囲内で多量の炭素含有物質を供給することで、熱回収を最大限に行なうと共に、コークス粉ダストに相当する多量のチャーを製造することが可能となる。
【００４０】
可燃物として液体燃料を用いる場合、重油、軽油などをミスト化して吹き込むことができる。液体燃料の循環ガスへの吹き込みは、冷却塔内上部（ガス流れ部分）、冷却塔〜排熱回収ボイラ入り口までの位置で行なうことが好ましい。
【００４１】
一般にコークス乾式消火設備は、容量に余裕を持って設計されているので、可燃物の供給量は、排熱回収ボイラの余力に応じて適宜決定すればよい。排熱回収ボイラの能力の上限近くで操業を行なうことで、設備の有効活用が実現できる。したがって、コークス炉の生産量に対して余剰処理能力を持つコークス乾式消火設備や排熱回収ボイラを有する場合であっても、それらの能力を十分に発揮した状態として操業でき、高効率の熱回収を行なうことができるので、無駄のない操業を実施することができる。また、コークス乾式消火設備の操業の変動に合わせて可燃物の供給量を変更することで、排熱回収ボイラの出力を安定させることもできる。
【００４２】
上記の操業を実現するには、赤熱コークスを冷却する冷却塔と、排熱回収ボイラと、冷却塔と排熱回収ボイラとの間に循環ガスを循環させる循環ファンとを有し、排熱回収ボイラの前段に一次除塵器を、排熱回収ボイラの後段に二次除塵器を有し、循環ガス中に可燃物を供給する少なくとも１つ以上の可燃物供給装置を備えたコークス乾式消火設備を用いることができる。このようなコークス乾式消火設備の一実施形態を図１に示す。図１において、１が冷却塔であり、２が排熱回収ボイラ、３が循環ファン、４が一次除塵器、５が二次除塵器、６が可燃物供給装置である。
【００４３】
冷却塔１は、上部の予備室１ａと冷却室１ｂから構成されている。二次除塵器５には通常サイクロンが用いられる。可燃物供給装置６は、６ａ、６ｂ、６ｃのいずれかに設置すればよいが、複数箇所に設置することも可能であり、その設置位置も適宜移動させることができる。例えば、可燃物供給装置６ａは予備室１ａ上部部分に移動させることができる。可燃物供給装置６ｃは、余剰ガス分岐管７位置と冷却塔１との間の循環ガス流路に設置するものとする。８は空気（酸素含有ガス）吹き込み管であり、図示しない空気吹き込みファンで冷却塔１や一次除塵器４に空気吹込みを行なう。なお、循環ガス中への酸素含有ガスの吹き込みは、本実施形態の空気吹き込み管８による吹き込みに限定されず、例えば、可燃物供給装置を用いて可燃物を酸素含有ガスと共に吹き込むような構成にしてもよい。
【００４４】
次に、図１を用いて本発明の熱回収システム及び熱回収方法の一実施形態を説明する。
【００４５】
コークス炉で製造された赤熱コークスは、コークス乾式消火設備の冷却塔１の上部から装入される。装入されたコークスは一旦冷却塔１上部の予備室１ａに保持され、順次切り出されて下部の冷却室１ｂに連続して装入される。赤熱コークスは冷却塔１の下部から吹き込まれる循環ガスで冷却され、冷却塔１の底部から排出される。赤熱コークスの顕熱を奪い高温となった循環ガスは一次除塵器４でコークス粉ダスト等が除去された後、排熱回収ボイラ２内に入り、排熱回収ボイラ２のボイラ本体２ａにて蒸気を発生させることにより熱回収される。熱回収された後の循環ガスは二次除塵器５で除塵され、循環ファン３により再び冷却塔内１に圧送される。余剰ガスは余剰ガス分岐管７から排気される。ボイラ給水の脱気器での蒸気量消費を抑えるために、また、冷却塔からの排出コークス温度を下げるためにも、循環ファン３と余剰ガス分岐管７との間に給水予熱器（ガスクーラ）２ｂが設置される場合も多い。このようなコークス乾式消火設備の操業を行なう際に、可燃物供給装置６を用いて可燃物の供給を行なう。Ｂガスなどの気体燃料は、可燃物供給装置６ａ、６ｂ、６ｃのいずれを用いても供給することができる。石炭、廃プラなどの固形燃料、重油や軽油などの液体燃料は、可燃物供給装置６ａ、６ｂを用いて供給する。そして、空気吹き込み管８から空気を吹き込み、供給した可燃物を燃焼させる。気体燃料や液体燃料の燃焼速度は固体燃料よりも圧倒的に速いのは周知であるが、石炭や廃プラスチックなどの固体燃料においても揮発成分が２００℃前後から気化し始めるため、高温反応性の低い冶金用コークスと比べると、燃焼性が非常に優れる。そのため、供給した可燃物が優先して燃焼されるため、反応性に劣るコークス粉およびコークスの燃焼を抑えることができ、また、可燃物という燃料を投入した分だけ、後段の排熱回収ボイラにおける蒸気発生量を増加させられるようになる。すなわち、燃料（可燃物）の投入量に応じて、排熱回収ボイラ２における蒸気発生量が変動するので、熱回収量を変えられるようになる。
【実施例１】
【００４６】
図１に示す設備と同様のコークス乾式消火設備を用いて、可燃物の供給試験を行った。可燃物の供給を行わず、空気供給のみを行った場合を比較例とし、Ｂガスを冷却塔上部のフリュウ部分に供給した場合を本発明例１、石炭を冷却塔上部のフリュウ部分に供給した場合を本発明例２、本発明例２よりも多量の石炭を冷却塔上部のフリュウ部分に供給し、チャー回収を行った場合を本発明例３とした。操業条件及び熱バランスを表１に示す。
【００４７】
表１において、コークス顕熱回収は、いずれの場合もコークスを１０００℃で冷却塔に装入し、１５０℃まで冷却して（即ち、排熱回収して）排出した場合として行った。蒸気発生量は、排熱回収ボイラへの給水と発生蒸気のエンタルピー差が２９４０ｋJ／ｋｇＳ（Ｓは蒸気であることを示す。）時の値である。本発明例２と本発明例３における供給石炭はＬＣＶ＝２９４００ｋJ／ｋｇ、[Ｈ]／[Ｃ]＝５／７５％、固定炭素（ＦＣ）＝６５％、灰分＝１０％である。本発明例３における回収チャーは石炭中[Ｃ]の５０％と全灰分を含む１６８００ｋJ／ｋｇ石炭の発熱量を持つものであり、換言すれば１２６００ｋJ／ｋｇ石炭の燃焼が循環ガス内で行われたことになる。また、除塵器下でのチャー回収に伴い表１中の顕熱ロスが発生する。なお、「ｔＣＫ」はコークス１トンあたりの値であることを示す。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
本発明例１において、Ｂガス吹込みを行ったことで、コークス歩留落ちを５ｋｇ／ｔＣＫ（０．５％）改善できる。また、低級なＢガスを利用し、９０％以上の転換効率で、高級な蒸気量を約１２０ｋｇＳ／ｔＣＫも増加できる。さらに、Ｂガスには硫黄（Ｓ）分が含まれていないので、循環ガス中のＳＯxを大幅に削減できる。比較例に比べて本発明例１では、コークスに由来するインプットＳ量は一定であるのに対し、アウトプットの総ガス量は約３倍となるので、結果として排ガスＳＯx濃度（＝循環ガス濃度）は１／３となる。その結果、酸露点（低温腐食温度）を約１０℃下げることができる。更には、ＣＤＱ炉内で赤熱コークスから発生するの揮発成分中の主成分が水素なのに対して、Ｂガスには水素が殆ど含まれておらず、循環ガス中の水蒸気濃度を下げる効果がある。本発明例１の例においては、比較例の約６％から半分以下の３％未満に水蒸気濃度が低下するので、酸露点を約１０℃下げることができ、先のＳＯX濃度と併せて、約２０℃も酸露点を下げることが可能である。
【００５０】
本発明例２においては、石炭供給を行ったことで、コークス歩留落ちを５ｋｇ／ｔＣＫ（０．５％）改善できる。また、安価な石炭を利用し、９０％以上の転換効率で、高級な蒸気量を約１００ｋｇＳ／ｔＣＫも増加できる。
【００５１】
本発明例３においては、石炭供給及びチャー回収を行ったことで、コークス歩留落ちを５ｋｇ／ｔＣＫ（０．５％）改善できる。また、安価な石炭を利用し、９０％の転換効率で、高級な蒸気量を約１００ｋｇＳ／ｔＣＫも増加できる。さらに、安価な石炭から、揮発成分を含まないチャーを副生製造できる。
【００５２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５３】
１    冷却塔
１ａ    予備室
１ｂ    冷却室
２    排熱回収ボイラ
２ａ    ボイラ本体
２ｂ    給水予熱器（ガスクーラ）
３    循環ファン
４    一次除塵器
５    二次除塵器
６（６ａ、６ｂ、６ｃ）    可燃物供給装置
７    余剰ガス分岐管
８    空気吹き込み管
【図１】
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