(57)【要約】      （修正有）【課題】コークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの温度を低下させて、乾式の回収粉として低温の状態で回収することができるコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備および回収方法を提供する。【解決手段】コークス乾式消火設備において、赤熱コークスを冷却する冷却塔から排出される廃ガス中のダストを捕集する除塵器の下方に設置され、該除塵器により回収されたダストを排出する除塵器粉排出管１０を有し、該除塵器粉排出管の外周面を冷却する冷却装置１１と、前記除塵器粉排出管内に前記ダストを攪拌するための攪拌ガスを供給するガス供給管４４とが設置されていることを特徴とするコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備を用いる。ガス供給管の長さが除塵器粉排出管長さの４０〜６０％であることが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス乾式消火設備において、赤熱コークスを冷却する冷却塔から排出される廃ガス中のダストを捕集する除塵器の下方に設置され、該除塵器により回収されたダストを排出する除塵器粉排出管を有し、該除塵器粉排出管の外周面を冷却する冷却装置と、前記除塵器粉排出管内に前記ダストを攪拌するための攪拌ガスを供給するガス供給管とが設置されていることを特徴とするコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備。
【請求項２】
ガス供給管の長さが除塵器粉排出管長さの４０〜６０％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の除塵器で捕集したダストの回収設備。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の設備を用いて廃ガス中のダストを回収する際に、攪拌ガスの１回の供給時間を１〜１０秒、供給間隔を１〜１０分として間欠的に供給することを特徴とするコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス乾式消火設備で発生する廃ガス中に含まれる高温のダストの除塵器での除塵捕集に関し、除塵器で捕集したダストの回収設備および回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークス乾式消火設備は、循環ガスを熱媒体として、コークス炉で製造する赤熱コークスを冷却する一方で、排熱ボイラにより蒸気を得る熱交換システムである。図１にコークス乾式消火設備の一例の概略図を示す。図１において、冷却塔１内に装入された赤熱コークス６は、循環して使用している酸素の入らない低温のガスである循環ガス３８と熱交換して冷却・消火される。赤熱コークス６を冷却させて高温となった循環ガス３５は、冷却塔１から上部煙道（廃ガスダクト）７を通って廃熱ボイラ１６に導かれ、ここで冷却水と熱交換されて低温となり、再び赤熱コークス冷却用ガスとして使用される。一方、冷却水は蒸気となって発電用等に利用される。赤熱コークス６を冷却させる際に、コークスが粉化して、循環ガス３５は多量の粉コークスをダストとして含むものとなる。このダスト（粉コークス）は、廃熱ボイラ１６に循環ガス３６と共に持ち込まれると、著しく熱交換用のボイラチューブ１７、１８、１９を磨耗させる。そこで、冷却塔１と廃熱ボイラ１６とを結ぶ上部煙道７の中間に除塵器を設けるのが一般的である。除塵器としては、詰まり衝突型の除塵格子８（例えば、特許文献１参照。）や、除塵板と、除塵板に当たって落下するダストを捕集するためのダストホッパーとからなる除塵器（例えば、特許文献２参照。）等が知られている。
【０００３】
除塵器で捕集されるダスト（捕集粉）は、細粒で比較的粒度も揃っており、良質な炭材（炭素材）と成り得るので、製鉄所内でリサイクル利用したり、炭材として販売して製鉄所外で利用したりすることができる。
【０００４】
捕集粉は９００℃程度の高温であり、有毒なＣＯガスが含まれているので、冷却管１１にて冷却しながら、且つ循環ガス３５を系外に放出しないようにシールしながら、除塵器粉排出管１０から、例えばロータリーバルブで構成される除塵器粉排出装置１２ａを介して除塵器粉貯留槽１３に回収される。除塵器粉排出管１０は冷却管１１内に挿入されて、外周部の全周から冷却される。
【０００５】
除塵器粉貯留槽１３に回収された捕集粉（回収粉）は、乾式（水分０ｍａｓｓ％）または、例えばパグミル等で加湿して湿式（水分約１５ｍａｓｓ％）として、タンクローリー車２８等で運搬してリサイクル等に利用する。
【特許文献１】特開平８−８５７９３号公報  （第５図）
【特許文献２】特開平７−２６８３３９号公報  （第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コークス乾式消火設備で発生する廃ガス中ダストは、湿式に比較して、乾式の回収粉の方が需要が高く、高価格で販売できるが、図１のシステムを用いて乾式の粉を運搬する場合、回収粉の温度が低下せず、例えば２００〜３００℃を呈することがあり、回収粉を運搬・ハンドリングする機器の損傷や、ゴム製品、樹脂製品等の耐熱性の劣る工業材料が使用できないという問題がある。回収粉である粉コークスの運搬機器にゴム製品、樹脂製品等が使用できれば、より安価に粉コークスを製造することが可能となる。
【０００７】
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の除塵器で捕集したダストの温度を低下させて、乾式の回収粉として低温の状態で回収することができるコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備および回収方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）、コークス乾式消火設備において、赤熱コークスを冷却する冷却塔から排出される廃ガス中のダストを捕集する除塵器の下方に設置され、該除塵器により回収されたダストを排出する除塵器粉排出管を有し、該除塵器粉排出管の外周面を冷却する冷却装置と、前記除塵器粉排出管内に前記ダストを攪拌するための攪拌ガスを供給するガス供給管とが設置されていることを特徴とするコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備。
（２）、ガス供給管の長さが除塵器粉排出管長さの４０〜６０％であることを特徴とする（１）に記載のコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備。
（３）、（１）または（２）に記載の設備を用いて廃ガス中のダストを回収する際に、攪拌ガスの１回の供給時間を１〜１０秒、供給間隔を１〜１０分として間欠的に供給することを特徴とするコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの温度を十分に低下させて、乾式の粉コークス回収粉として回収することができる。このため回収設備の損傷がなくなり、回収粉を低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に示すコークス乾式消火設備を用いてダストを回収する際に、回収粉の温度を低下させる方法について以下に検討する。
【００１１】
回収粉の温度が低下しない主な原因は、回収粉であるコークスの熱伝導率の低さにあると考えられる。コークスの熱伝導率は温度の関数ではあるが、概ね３〜５Ｗ／ｍ・Ｋであり、除塵器粉排出管１０の中央部の回収粉まで冷却することは困難である。
【００１２】
例えば、除塵器粉排出管１０の径を小さくすることで、除塵器粉排出管１０内部までの熱伝導を容易にすることが考えられる。しかし、回収粉が十分に冷却される程度まで径を小さくすると、回収粉の排出が困難になるという別の問題が発生する。
【００１３】
また、除塵器粉排出管１０の内部に冷却水管を挿入する方法も考えられるが、冷却水管の穴あき等の発生を検出することは極めて困難であり、穴あきにより水が回収粉に漏れ出すと、その水分が循環ガス３５、３６に入り、水蒸気爆発、或いはＨ2ガスの分圧が上昇し、ガス爆発の危険性が増加する。または、その水素分が石炭由来の硫黄と反応してＨ2Ｓガスを形成し、ボイラチューブ１７、１８、１９を高温腐食させる等の問題がある。
【００１４】
この他に、冷却効率を増すために除塵器粉排出管１０を複数本に、例えば３本程度にすることも考えられるが、本発明者が行なった試験では、回収粉の冷却は十分ではなかった。
【００１５】
そこで本発明者は、回収粉である粉コークスを、より効率的に冷却するために、熱の伝わり難い除塵器粉排出管１０の中央部の粉コークスを冷媒である冷却管１１に近づける方法について検討した。そして、除塵器粉排出管１０内で粉コークスを攪拌することができれば、飛躍的に粉コークスの温度を低下させることができると考えた。
【００１６】
しかし、機械式の攪拌を行なうことは、除塵器粉排出管１０内が狭く高温であることから極めて困難である。本発明者は、気体の噴射力を用いて攪拌することが信頼性が高く、望ましい方法であると考え、ガス供給管により攪拌ガスを供給することを想起して、コークス乾式消火設備において、赤熱コークスを冷却する冷却塔から排出される廃ガス中のダストを捕集する除塵器の下方に設置され、該除塵器により回収されたダストを排出する除塵器粉排出管を有し、該除塵器粉排出管の外周面を冷却する冷却装置と、前記除塵器粉排出管内に前記ダストを攪拌するための攪拌ガスを供給するガス供給管とが設置されているコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備として本発明を完成した。
【００１７】
コークス乾式消火設備において、赤熱コークスを冷却する冷却塔から排出される廃ガス中のダストを捕集する除塵器としては、冷却塔と廃熱ボイラ等とを結ぶ煙道の中間に設けられた除塵板や、除塵格子と、除塵板等に当たって落下するダストを捕集するためのダストホッパーとからなる除塵器等の、コークス乾式消火設備において通常使用されている除塵器を用いればよい。また、除塵器粉排出管の外周面の冷却は、水冷ジャケット等を用いればよい。
【００１８】
コークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備としては、例えば、図２に示すような装置を用いることができる。図２は図１における除塵器ホッパー９から除塵器粉排出装置１２ａ部分の詳細図であり、本発明のコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備の一実施形態を示している。図２において、ガス供給管４４を除塵器粉排出管１０に挿入し、同じ高さ位置でガス供給管４４を周方向で４等分する位置にガス噴出ノズル４１を設ける。ガス噴出ノズル４１は閉塞防止のためにノズル穴を下向きに設ける。ガス噴出ノズル４１は高さ方向に数段設けるものとする（図２においては４段。）。ガス供給管４４の下部にはガス配管４２が接続され、気体が供給される。気体としては、Ｎ2ガスを用いることが好ましい。Ｎ2ガスの他に、空気等も使用できる。
【００１９】
攪拌用のガスの噴出は、瞬時に、且つ間欠的に行なうことが好ましい。図３に、ガス開閉弁４３の制御例を示す。除塵器粉排出装置１２ａは間欠運転であり、時間ｔ3停止（バルブ閉）し、時間ｔ4運転（バルブ開）する。一方でガス供給管４４による気体（攪拌用ガス）の供給は、時間ｔ3の間に時間ｔ1ガス噴出（例えば２秒）、時間ｔ2ガス噴出停止（例えば５分）を繰り返し、除塵器粉排出管１０に粉コークスが滞留している時間にガスの噴出力により粉コークスを攪拌する。時間ｔ1は１〜１０秒程度、時間ｔ2は１〜１０分程度とすることが好ましい。ガス噴出ノズル４１は下向きにガスを噴出するノズルであるが、除塵器粉排出装置１２ａはガスシールされており、ガスは空間の存在する除塵器９側に方向を転じ、それにより除塵器粉排出管１０の上部の粉コークスも攪拌し、冷却管１１側と接する粉コークスを移動させて中心部付近に存在する粉コークスと入れ替えることにより冷却効果を増加させるものである。図４に、除塵器粉排出管１０内の粉コークスの挙動を示す。４６はガス噴出ノズル４１から噴出されるガスの流れであり、４７は粉コークスの流れを示す。４８は冷却水の流れである。
【００２０】
攪拌用ガスの供給圧力の最適値について実験を重ねたところ、コークス乾式消火設備がコークス処理量が１００ｔ／時間程度の規模であり、除塵器粉排出管１０の径が３００ｍｍ、ガス供給管４４の径が５０ｍｍの場合は、１９６ｋＰａ程度が最適であることが分かった。ガスの供給圧力が高すぎると、回収粉を巻き上げ、循環ガス中に再飛散させることになるので好ましくない。また、ガスの供給圧力が低すぎると、攪拌効果が十分でない。攪拌の効果は、ガスの噴出時間（ｔ1）にも依存し、ガスの供給圧力と噴出時間を適宜設定することで、回収粉を十分に攪拌し、その再飛散を防止することができる。
【００２１】
回収粉の再飛散に着目すると、ガス供給管４４の全長は、除塵器粉排出管１０の全長の半分程度とすることが好ましい。除塵器粉排出管１０の全長に渡ってガス供給管４４を設けなくても、攪拌効果およびそれによる冷却効果は十分である。ガス供給管４４が長すぎると、回収粉の再飛散が問題となる場合がある。したがって、ガス供給管４４の長さを除塵器粉排出管１０長さの４０〜６０％とすることが好ましい。
【００２２】
さらに、除塵器ホッパー９の除塵器ホッパー下限レベル計３９が作動した際に、除塵器粉排出装置１２ａが停止（バルブ閉）するシーケンスを設定し、回収粉の除塵器粉排出管１０の貯留量の下限を制限しておけば、貯留量が少ないために発生する、回収粉の再飛散を防止することができる。
【実施例１】
【００２３】
図１および図２に示すコークス乾式消火設備を用いた操業試験を行ない、除塵器で捕集したダストの回収を行なった。除塵器ホッパー９でのダスト温度は９００℃であった。除塵器粉排出装置１２ａはロータリーバルブで構成し、間欠運転として、図３において、時間ｔ3＝２時間バルブを閉じて停止し、時間ｔ4＝２０分バルブを開いて運転した。ガス供給管４４によるＮ2ガスの供給を行なわない場合、除塵器粉排出装置１２ａから排出されたダスト（粉コークス）の温度は３００℃であった（比較例）。
【００２４】
次に、ガス開閉弁４３を制御し、ガス供給管４４からＮ2ガスの吹込みを行なった。ガス開閉弁４３の制御は、図３において時間ｔ3の間に時間ｔ1＝２秒ガス噴出、時間ｔ2＝５分ガス噴出停止を繰り返すものとし、除塵器粉排出管１０に粉コークスが滞留している時間ｔ3の間にガスの噴出力により粉コークスを攪拌した。この場合に除塵器粉排出装置１２ａから排出されたダスト（粉コークス）の温度は１５０℃であった（本発明例）。したがって、粉コークスの運搬を、ゴム製品や樹脂製品を用いた機器を使用して行なうことができ、運搬機器が損傷することも無かった。
【００２５】
上記の操業の際の除塵器粉排出管１０内のダスト（粉コークス）の温度分布を図５に示す。図５によれば、比較例では除塵器粉排出管１０の中央部が冷却されずに高温のままであるが、本発明例では除塵器粉排出管１０の径方向でなだらかな温度分布となり、粉コークスが全体として冷却されていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】コークス乾式消火設備の一例を示す概略図。
【図２】本発明のコークス乾式消火設備の除塵器で捕集したダストの回収設備の一実施形態を示す概略図。
【図３】ガス開閉弁の制御例。
【図４】塵器粉排出管内の粉コークスの挙動を示す図。
【図５】除塵器粉排出管内のダストの温度分布を示す図。
【符号の説明】
【００２７】
１    冷却塔
２    円環煙道
３    バケット
４    巻上機
５    装入口
６    赤熱コークス
７    上部煙道（廃ガスダクト）
８    除塵格子
９    除塵器ホッパー
１０    除塵器粉排出管
１１    冷却管
１２ａ、ｂ    除塵器粉排出装置
１３    除塵器粉貯留槽
１４    冷却水入口管
１５    冷却水出口管
１６    廃熱ボイラ
１７    ボイラチューブ
１８    ボイラチューブ
１９    ボイラチューブ
２０    蒸気ドラム
２１    脱気器
２２    ボイラー給水ポンプ
２３    ボイラー循環水ポンプ
２４    下部煙道
２５    サイクロン
２６ａ、ｂ    サイクロン粉排出装置
２７    除塵器粉貯留槽
２８    タンクローリー車
２９ａ、ｂ    粉回収用吸引ホース
３０    循環ファン
３１    ガス吹き込み装置
３２ａ、ｂ    切出弁
３３ａ、ｂ    切出ゲート
３４    冷却コークス輸送コンベアー
３５    循環ガス
３６    循環ガス
３７    循環ガス
３８    循環ガス
３９    除塵器ホッパー下限レベル計
４０    除塵器ホッパー非常下限レベル計
４１    ガス噴出ノズル
４２    ガス配管
４３    ガス開閉弁
４４    ガス供給管
４５    ガス
４６    ガスの流れ
４７    粉コークスの流れ
４８    冷却水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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