(57)【要約】【課題】  コークス炉炭化室窯口のドアとドアフレームとのシール部分の隙間から漏れるガス及びダストを、簡便な設備で且つ可動部の領域に侵入することなく効率良く回収することのできる集塵方法及び集塵装置を提供する。【解決手段】  本発明の集塵方法及び集塵装置は、コークス炉窯口のドア１３とドアフレーム１４との間隙から漏れるガス及びダストを集塵するに当たり、前記ドアの上方に集塵フード２０を配置するとともに、前記ドアの側面側上方に鉛直方向に向いた、前記ドアフレームに対して直交する仕切り板１８を配置し、該仕切り板によって、ドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに誘導する。【選択図】            図３
2008184587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉窯口のドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを集塵するに当たり、前記ドアの上方に集塵フードを配置するとともに、前記ドアの側面側上方に鉛直方向に向いた、前記ドアフレームに対して直交する仕切り板を配置し、該仕切り板によって、ドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに誘導することを特徴とする、コークス炉窯口の集塵方法。
【請求項２】
コークス炉窯口のドアの上方に配置された集塵フードと、該集塵フードと前記ドア上方の炉外壁との間を覆う天井板と、隣り合う前記集塵フードとの間を覆う連結板と、前記ドアの側面側上方に配置される、鉛直方向に向いた、コークス炉窯口のドアフレームに対して直交する仕切り板と、を備えたコークス炉窯口の集塵装置であって、前記仕切り板によって、窯口のドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに誘導することを特徴とする、コークス炉窯口の集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の炭化室で石炭を乾留中に、炭化室窯口のドアとドアフレームとのシール部分の僅かな隙間から漏れるガス及びダストを集塵する方法及び集塵するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉は、石炭をコークスに乾留するための多数の炭化室と、石炭加熱用の燃料ガスを燃焼するための多数の燃焼室とを交互に配列した構造であり、炭化室に装入された石炭は、両側の燃焼室内で燃焼する燃料ガスの燃焼熱によって加熱された炉壁（隔壁）を介して伝達される熱により、約１１００℃で２０時間程度加熱・乾留される。燃焼排ガスは、炭化室及び燃焼室の下部に設けられた蓄熱室を通って熱交換された後に大気に排出され、一方、燃料ガス及び燃焼用空気は蓄熱室で加熱・昇温された後に燃焼室内で燃焼する構成になっている。乾留完了後は炭化室の両方のドアが開放され、生成したコークスは、押出機によって、炭化室からガイド車を介してバケット車に押し出され、更にバケット車から消火装置に装入され、消火装置によって消火・冷却されて、製品コークスが製造される。炭化室は窯とも呼ばれ、炭化室のドアが設置された両側の部位を窯口と称している。
【０００３】
コークス炉の操業では、原料炭乾留の進行とともに大量の石炭ガスが発生する。発生したガスは燃料として回収されるが、乾留初期はガス発生量が多く、炭化室内の圧力が上昇する。このため、窯口に設けたドアとドアフレームとのシール部分の隙間から石炭ガスが漏洩し、作業環境及び周辺の生活環境を汚染する。そのほか、ドアを開放して赤熱したコークスを押し出す際にも開口した窯口から粉塵を含んだ熱気流が上昇し、環境汚染の原因となる。
【０００４】
これらのガスや粉塵の拡散及び飛散を防止するために、窯口のドア部上方には、従来から窯口集塵装置の一部を構成する集塵フードが設置されている。図５は、窯口のドアと該ドアの上方に取り付けられた集塵フードとの位置関係の例を示す概略図である。図５に示すように、集塵フード２０が窯口のドア１３の鉛直方向上方に設置されており、隣り合う集塵フード間も接続されて覆われている。このように、ドア１３の上方は集塵フードで覆われており、粉塵やガスが放散しにくい構造になっている。この集塵フード２０は集塵ダクト１９に接続し、集塵ダクト１９は集塵機（図示せず）に接続している。尚、図５において、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図であり、符号１２はバックステー、１４はドアフレーム、１５はフラットホームである。
【０００５】
しかしながら、大気の風向、風速によってガスや粉塵が下流に流されてしまい、集塵フード２０に接続する集塵機の吸引能力を向上させても十分には回収しない。そこで、生産性を維持しつつ、環境問題に対応した集塵方法が検討されてきた。
【０００６】
例えば、特許文献１では、押出機の稼動範囲全体を覆う全体集塵フード、窯口近傍を密閉するフード、押出ラックビームを密閉するフード、及び窯口上部に固定したフードなどを複数併用して、徹底した集塵対策を提案している。また特許文献２では、窯口上部のフードだけでは下部の集塵が不十分として、下部にも移動式の集塵フードを併用する方法を提案している。
【特許文献１】特開平１１−２４６８６３号公報
【特許文献２】特開平６−２９９１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術には以下の問題点がある。即ち、特許文献１による集塵方法は、発生源全体を覆うので、集塵効率としては非常に高い効果を期待できるが、押出機の位置決め、炉蓋の脱着、押出ラックビームの前進後退、シートクリーナーによるシート金物のクリーニング作業など、操業手順毎に密閉性を保つように精度良くフードをスライドさせる或いは回転させる必要がある。当然、このフードの動作は各操業手順と同期させる必要があり、従って、煩雑な手順に加えて、動作位置及びそのタイミングに高い精度が要求される。また、押出機が移動する領域で、フードの開閉などの可動部が多くなるために、動作不良などのトラブルの発生時には、集塵効率の低下だけでなく、コークス炉の操業自体の中断といったリスクも考えられる。
【０００８】
特許文献２による集塵方法は、特許文献１の方法に比べると簡便だが、この場合にも押出機が移動する領域で下部集塵フードを可動させるので、動作不良などのトラブル発生時のリスクが高く、作業性及び操業安定性の面から実現は困難といわざるを得ない。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コークス炉炭化室窯口のドアとドアフレームとのシール部分の隙間から漏れるガス及びダストを、簡便な設備で且つ可動部の領域に侵入することなく効率良く回収することのできる、コークス炉窯口の集塵方法及び集塵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、上記課題を解決するべく、窯口のドア部上方に集塵フードが設置されていても、コークス炉炭化室窯口のドアとドアフレームとのシール部分の隙間から漏れるガスや粉塵が、大気の風向きや風速によって下流に流されてしまい、集塵フードで十分に吸引できない現象をより良く把握するために、数値流動解析手法を用いて窯口から漏れるガスの経路を調査した。計算条件としては、コークス炉と平行に風速３ｍ／秒の風が存在する状態とした。その結果を図１に示す。図１において、符号１３は窯口のドア、符号２０はドアの上方に設けられた集塵フードである。
【００１１】
図１からも明らかなように、ドア１３から漏れたガスの多くが気流に乗って下流に流れていることが確認された。コークス炉の操業では、連続する３〜５窯口分の集塵フード２０のダンパーを解放して吸気することが多いが、３〜５窯口分の集塵フード２０の能力ではガスを回収できないことが分かった。また、この結果から下流に流れるガスを強制的にせき止めることによってガスの回収率が向上することも分かった。
【００１２】
そこで、下流に流れるガスを強制的にせき止めるための仕切り板をドアの側面に設置した条件下で数値流動解析した結果、ガスの回収率が大幅に向上するとの知見が得られた。
【００１３】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、第１の発明に係るコークス炉窯口の集塵方法は、コークス炉窯口のドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを集塵するに当たり、前記ドアの上方に集塵フードを配置するとともに、前記ドアの側面側上方に鉛直方向に向いた、前記ドアフレームに対して直交する仕切り板を配置し、該仕切り板によって、ドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに誘導することを特徴とするものである。
【００１４】
第２の発明に係るコークス炉窯口の集塵装置は、コークス炉窯口のドアの上方に配置された集塵フードと、該集塵フードと前記ドア上方の炉外壁との間を覆う天井板と、隣り合う前記集塵フードとの間を覆う連結板と、前記ドアの側面側上方に配置される、鉛直方向に向いた、コークス炉窯口のドアフレームに対して直交する仕切り板と、を備えたコークス炉窯口の集塵装置であって、前記仕切り板によって、窯口のドアとドアフレームとの間隙から漏れるガス及びダストを前記集塵フードに誘導することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、集塵フード、天井板、連結板によってコークス炉窯口の上方を覆い、且つ、押出機やガイド車などの操業時に移動する設備の移動範囲外である、窯口のドアの側面側上方に、鉛直方向に向いた仕切り板を窯口のドアフレームに直交させて配置するので、この仕切り板が下流に流れるガスを強制的にせき止める障害物となり、その結果、この仕切り板によって窯口のドアとドアフレームとの間隙から漏れるガスが集塵フードに誘導されて、簡便な設備であるにも拘わらず、作業性や操業安定性を損なうことなく、効率良く集塵することが可能となる。特に、風によって下流に流される被集塵物質をせき止める機能を付加したことで、ドア部上方で拡散している粉塵やガスの集塵効率を従来に比べて飛躍的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図２は、本発明を適用したコークス炉の概略斜視図、図３は、本発明に係る集塵装置の構成を示す概略図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【００１７】
図２及び図３に示すように、コークス炉１には、炭化室２と燃焼室３とが交互に並んでおり、その下部に畜熱室（図示せず）が設置されている。コークス炉１の炉上には、石炭塔４が設置され、また、コークス炉１の炉上に敷設された軌条を走行自在な装炭車６が配置されている。石炭塔４はベルトコンベア５と連結されており、ベルトコンベア５によって一旦石炭塔４に供給された原料炭は、石炭塔４から装炭車６に供給され、次いで、装炭車６から各炭化室２に装入される。
【００１８】
炭化室２の炉長方向両端部には、ドアフレーム１４と、このドアフレーム１４と嵌合するドア１３が配置されており、ドア１３の両側の鉛直方向には炭化室２の高さと同等長さを有するバックステー１２が設置されている。炭化室２の炉長方向両端部を窯口と称しており、炭化室２の各窯口は、一対のバックステー１２で両側を挟まれるように構成されている。
【００１９】
炭化室２に装入された原料炭は炉壁を介して隣接する燃焼室３からの加熱によって乾留されてコークスとなり、乾留完了後、燃焼室３の両側にあるドア１３を窯口から外し、赤熱したコークスを押出機７によって炉外に排出する。赤熱したコークスはガイド車８からバケット車９に積載され、乾式消火装置１０或いは湿式消火装置１１によって消火され、高炉などに供給される。
【００２０】
コークス炉１の操業では、原料炭の乾留の進行とともに大量の石炭ガスが発生する。発生したガスは炭化室２の内部に設置された上昇管（図示せず）を通じて燃料として回収されるが、乾留初期はガス発生量が多く、炭化室２の内部の圧力が上昇する。このため、ドア１３とドアフレーム１４とのシール部分の僅かな隙間から石炭ガスが漏洩し、作業環境及び周辺の生活環境を汚染する原因となる。
【００２１】
そこで、本発明に係る集塵装置では、集塵機（図示せず）に繋がる集塵ダクト１９を炭化室２の各窯口の上方に水平方向に配置し、この集塵ダクト１９に接続する集塵フード２０を、各窯口の斜め上方位置に、窯口のドア１３の鉛直方向延長線上よりも前面に張り出して、集塵ダクト１９から延長させて設置する。各集塵フード２０と集塵ダクト１９との間には開閉式のダンパー（図示せず）が設置されていて、任意の場所の集塵フード２０による吸気つまり集塵が行われるように構成されている。そして、集塵フード２０とドア１３の上方の炉外壁との間には天井板１６を設置するとともに、隣り合う集塵フード２０と集塵フード２０との間には連結板１７を設置して、窯口の上方全体を覆うようにする。つまり、窯口のドア１３の前面以外の三方を覆い、粉塵やガスが放散しにくい構造とする。
【００２２】
そして更に、ドア１３の側面側の上方位置であり、窯口を挟む左右一対のバックステー１２のうちの何れかのバックステー１２の前方に、ドアフレーム１４に対して直交させて仕切り板１８を設置する。図３においては、各窯口の向かって左側のバックステー１２の前方に、仕切り板１８が、仕切り板１８の一端を連結板１７の下面側に回転可能として取り付けられており、仕切り板１８を連結板１７から垂下したときに、仕切り板１８が鉛直方向に向くように構成され、仕切り板１８を跳ね上げたときには連結板１７と重なり合うように構成されている。但し、このような回転機能は仕切り板１８に必ずしも必要ではなく、鉛直方向に向けて固定させて設置しても構わない。仕切り板１８は、一般的には耐熱性に優れることから鋼板製とするが、合成樹脂製や木材製であっても構わない。
【００２３】
仕切り板１８を設置することにより、ドア１３とドアフレーム１４との間隙から漏れるガスは下流に流れることが抑制され、仕切り板１８に誘導されて集塵フード２０に導かれる。ガスとともに排出される粉塵もガスに乗って集塵フード２０に導かれる。特に、ドア１３の上部から漏れるガス及び粉塵の回収が向上する。
【００２４】
仕切り板１８は、上記のように回転式でもまた固定式でも何れでもよいが、回転式の場合には、ダンパーを開放させて吸気する集塵フード２０の数に応じて、仕切り板１８の設定箇所を変更することが可能となる。例えば、連続する３つの窯口の集塵フード２０がそろって吸気する場合には、図３に示すように、連続する３つの窯口の両端外側の仕切り板１８を垂下させ、中間の仕切り板１８は跳ね上げた状態とすればよい。このように、仕切り板１８を回転式とした場合には、吸気する集塵フード２０の数や大気の風向・風速に応じて、仕切り板１８の設定個数を変更し、操業に応じた最適化を行なうことが好ましい。
【００２５】
仕切り板１８は、押出機７やガイド車８などの操業時に移動する設備の移動の妨げとならず、且つ、ドア１３の開閉の妨げとならないことが必要であり、従って、仕切り板１８を回転可能に設置する場合もまた固定して設置する場合も、何れにしろ、仕切り板１８の縦及び横の大きさは、押出機７やガイド車８などの移動の妨げとならず、且つ、ドア１３の開閉の妨げとならないようにする必要があり、その範囲内で最大の大きさとすることが好ましい。また、回転式の仕切り板１８の場合には、仕切り板１８を跳ね上げたときに集塵フード２０を塞がないような大きさにする必要もある。
【００２６】
このような構成の本発明に係るコークス炉窯口の集塵装置によれば、集塵フード２０、天井板１６、連結板１７によって炉窯口の上方を覆い、且つ、押出機７やガイド車８などの操業時に移動する設備の移動範囲外である、窯口のドア１３の側面側上方に、鉛直方向に向いた仕切り板１８を配置したので、この仕切り板１８が下流に流れるガスを強制的にせき止める障害物となり、その結果、この仕切り板１８によってドア１３とドアフレーム１４との間隙から漏れるガスが集塵フード２０に誘導されて、簡便な設備であるにも拘わらず、作業性や操業安定性を損なうことなく、効率良く集塵することが可能となる。特に、風によって下流に流される被集塵物質をせき止める機能を付加したことで、ドア部上方で拡散している粉塵やガスの集塵効率を従来に比べて飛躍的に向上させることが可能となる。
【００２７】
尚、上記構成の本発明に係る集塵装置は、コークス炉窯口の押出機側及びガイド車側の何れにも設置可能である。また、本発明は上記説明の範囲に限るものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記説明では、仕切り板１８が連結板１７に取り付けられているが、天井板１６であっても、また、バックステー１２であっても、仕切り板１８を取り付けることができる。特に、固定式の場合には、バックステー１２に溶接などによって直接取り付けることができる。
【実施例１】
【００２８】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００２９】
図２に示すコークス炉において、連続して隣り合う４つの炭化室に、図３に示す構成の集塵装置を設け（本発明例）、本発明を試験適用した。
【００３０】
用いた仕切り板は、縦が３００ｍｍ、横が１９００ｍｍの鋼板であり、仕切り板は集塵フード毎に取り付けられており、使用しない場合には回転させて跳ね上げ、収納できるように構成されている。連続する３つの窯口の集塵フードが連動して吸気しているので、３つの窯口のうちの中央の窯口の左右に取り付けられた仕切り板を回転させて跳ね上げ、連続する３つの窯口の両端部の仕切り板を垂下させた。
【００３１】
この構成の集塵装置において、数値流体解析手法を用いて、炭化室のドアの最上端からガスが漏れたとして、この漏れたガスが直上に設置された集塵フードに回収されるときの回収率を計算により求めた。但し、風向はコークス炉と平行であり、風速は３ｍ／秒とした。また、仕切り板を配置しない場合（比較例）についても比較のために計算した。図４に回収率の計算結果を示す。集塵フード単体で集塵した比較例よりも、本発明例のように、仕切り板を設置してガスや粉塵が下流側に流れないようにして上方に誘導させた方が、ガスや粉塵の回収率が向上することを確認できた。また、実機においても、集塵フードのみで集塵した比較例に比べて、本発明を適用した方が、集塵効率が高くなることが目視観察で確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】数値流動解析手法を用いて窯口から漏れるガスの経路を調査した結果を示す図である。
【図２】本発明を適用したコークス炉の概略斜視図である。
【図３】本発明に係る集塵装置の構成を示す概略図である。
【図４】本発明例と比較例とで回収率を比較して示す図である。
【図５】従来の集塵装置の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  コークス炉
２  炭化室
３  燃焼室
４  石炭塔
５  ベルトコンベア
６  装炭車
７  押出機
８  ガイド車
９  バケット車
１０  乾式消火装置
１１  湿式消火装置
１２  バックステー
１３  ドア
１４  ドアフレーム
１５  プラットホーム
１６  天井板
１７  連結板
１８  仕切り板
１９  集塵ダクト
２０  集塵フード
【図３】
2008184587.tif 000003
【図４】
2008184587.tif 000004
【図５】
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【図１】
2008184587.tif 000006
【図２】
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