(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火物のチャンバーにコークスが充填され、上部に赤熱コークス投入口、下部に冷却コークス排出口を備え、チャンバー下部の冷却ガス吹き込みディバイスから冷却ガスが吹き込まれ、コークス充填層の空隙を上昇しボイラーに搬送される構造であり、
中心コークス層を冷却ガス吹き込みディバイス中央開口部から降下させ周辺コークス層は冷却ガス吹き込みディバイス外周とクーリングチャンバー内面との間を降下させる構造であることを特徴とし、冷却ガス道を含めた冷却ガス吹き込みディバイス体積全体の８０パーセント以上をファンネル部内に収める構造である
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、コークス炉に付帯するコークス乾式消火設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は現行のコークス乾式消火設備を示す。コークス乾式消火設備はコークスの品質向上と熱エネルギーの回収を行う製銑工程の主要な省エネルギー設備である。その多くは、コークスが充填される煉瓦積み円筒形容器であるチャンバーを備えている。チャンバー上から投入された赤熱コークスはプレチャンバー６を降下し、クーリングチャンバー１で冷却されながら排出に至る。
【０００３】
冷却ガスはチャンバー下部から冷却ガス吹き込みディバイス２を経てコークス層の空隙を上昇する。コークス層の圧力抵抗によって冷却ガス流れは一定程度に均一化される。クーリングチャンバー１内の表面や冷却ガス吹き込みディバイス２の表面では僅かな空隙の偏りによって通過しやすい特性はある。
【０００４】
図２にクーリングチャンバー内のガス流れとコークス流れを示す。クーリングチャンバーは下にファンネル形状の絞り込みを持つ。このファンネル部３の傾斜が急なほどコークスの均一排出が容易であるが、チャンバー全体が高くなり設備コストには不利である。この絞り込みのためにチャンバー内のコークス流れは周辺が滞留しやすく、中心になるほど降下速度が大きくなりやすい特性をもつ。
【０００５】
コークス降下を制御し冷却ガスをコークス層に吹き込むために冷却ガス吹き込みディバイス２がある。冷却ガスはファンネル部３外側から支持部５を経由しディバイスからクーリングチャンバーに供給される。
【０００６】
コークス冷却には一定の滞留時間（コークスがスローピングフリュー入口４下端高さからクーリングチャンバー下端までを通過する時間）が必要である。滞留時間はコークス層全体に均等に確保されることが望ましい。滞留時間の均等度合いはクーリングチャンバー直胴部１０のコークス降下の均一化の度合いで変化する。また一定の滞留時間には、クーリングチャンバー容積（スローピングフリュー入口下端からチャンバー下端までの容積）の確保が必要である。
【０００７】
より均等で長い滞留時間を実現するためには、コークス降下の均一化とクーリングチャンバー容積の増大を基本とすることが望ましい。これに均一なガス流れを交流接触させることが合理的である。その上で固有に発生するコークス層と冷却ガスの偏流などの実態に合わせて改善することが望ましい。
【０００８】
均等で長い滞留時間はコークス冷却能力を向上させ、コークス処理量と発電量の増加、安価なコークス原料の増使用、炭酸ガス排出量の削減、有害物質放出の抑制を可能にする。最近では、プレチャンバー内燃焼の強化、高炉とコークス炉の大型化によるコークス処理量の増加、Ｃｏｋｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ（ＣＳＱ）からのアップグレードなどの要求が高まっており、コークス冷却性能は製銑工程にとって重要である。
【０００９】
冷却ガス吹き込みディバイスによるコークス冷却性能の向上は従来から取り組まれてきた。最近の発明を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１６−３５０２８現在の標準的な技術である傘形ディバイスについて、円周方向と半径方向の吹き込みバランスを調整する発明である。投入後の赤熱コークス粒度分布に着目し、コークス層の偏流に合わせてディバイス半径方向の冷却ガス量を調整する。円周方向の冷却ガス量のバランスも調整し、コークス排出温度の低下を図るものである。
【００１１】
【特許文献２】特開２０１１−２０７９１９特許文献２は、従来、充分に冷却ガスが通過していなかったファンネル部下方の空間に小型の吹き込みディバイスを設け冷却ガスの吹き込みの均一化を図るものである。
【００１２】
二つの発明は、笠形ディバイスの冷却ガス吹き込み方法を改良しコークス冷却性能を一定程度向上させる。しかしながら、コークス滞留時間の均一化と延長については依然として笠形ディバイスを前提としている。
【００１３】
笠形ディバイスは、図２の右に示すように、コークスが堆積しないよう笠型傾斜に沿って中心コークス層を半径方向外側に移動させ滞留時間を確保する。降下が遅れやすい周辺コークス層は、笠型端部を迂回する中心コークス層の流れに巻き込むように合流させ降下を促すものである。汎用性はあるが、クーリングチャンバー内で半径方向にコークス移動が大きいため、クーリングチャンバー直胴部全体のコークス降下を均一に近づける方法としては限界がある。
【００１４】
さらに笠形ディバイスは、直下のコークス安息面と宇宙船形（算盤玉形）の空間を形成する。この空間は笠形ディバイスの口径を拡大すればクーリングチャンバー容積を減少させる。逆に口径を小さくするとコークス降下を均一化する効果が小さくなる。笠形ディバイスではコークス降下の均一化とクーリングチャンバー容積の確保を両立させることは難しい。
【発明の概要】
【００１５】
本発明はこのような背景に基づくものであり、笠形ディバイスの技術課題を克服する新しい冷却ガス吹き込みディバイスを備え、コークス処理能力と熱回収能力の向上、設備建設費の抑制が可能なコークス乾式消火設備を提供する。
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の課題は第一に、クーリングチャンバー直胴部のコークス降下を格段に均一化することである。第二に、冷却ガス道を含めたディバイスの体積を極小化し、クーリングチャンバー容積を増大させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
図３には本発明のディバイスを漏斗型にした二つの例を示す。ディバイスの中央開口部をコークスが通過する形状とする。ファンネル部外側から支持部を経由し供給される冷却ガスは、ディバイス外周面とコークス安息面からなるリング状の冷却ガス道から吹き込む。中心コークス層をディバイスで減速させ中央開口部から降下させる。ディバイス外径より外側の周辺コークス層はディバイス外周とクーリングチャンバー内面との間を降下させファンネル部に沿って排出させる。中心コークス層と周辺コークス層の降下量を調整することによって、クーリングチャンバー直胴部でのチャンバー半径方向のコークス移動を最少化することが望ましい。コークス排出温度をより低く安定させることが望ましい。
【００１８】
図３の左に示すように、冷却ガスはディバイス外周の周辺コークス層とディバイス内側の中心コークス層を通過し、クーリングチャンバー直胴部でコークス層の圧力抵抗を受け分散しながら上昇する。
【００１９】
図４には本発明の逆漏斗型ディバイスの二つの例を示す。本発明のディバイスは、コークス降下の均一化に影響しない範囲で、冷却ガス道を含めたディバイス体積を小さくすることが望ましい。例えば冷却ガス吹き込みにも影響しなければ、ディバイスの傾斜をコークス安息角に合わせてガス道断面を扁平化すれば、クーリングチャンバー容積を増大することができる。
【００２０】
あるいは、図４の左のようにコークス安息面をルーバーによって上下複数段に分割することでもディバイス体積を減少できる。ディバイス中央にコークスを通過させることで、ディバイスの周囲に沿ってリング状の冷却ガス道を形成することができるからである。
【００２１】
本発明は、クーリングチャンバー直胴部におけるコークス均一降下を促進するために、冷却ガス道を含めたディバイス体積の８０パーセント以上をファンネル部内に収めることが望ましい。
【００２２】
吹き込み装置の一部または全体を張殻（はりがら：モノコック）構造にしても良い。ディバイスまたは冷却ガス道は多重化、あるいは上下に多段化しても良い。吹き込み量確保または均一化のために、支持部にも開口部を設けても良い。直胴部円周方向の冷却ガス流れをより均一化するために、特許第６５１８８６０号を併用しても良い。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によりクーリングチャンバー直胴部のコークス降下を格段に均一に近づけることができる。またディバイスの冷却ガス道断面の形状を扁平化することで、クーリングチャンバー容積を拡大できる。本発明は笠型ディバイスでは困難であった均一なコークス滞留時間の確保とクーリングチャンバー容積の増加の両立を可能にする。よってコークス乾式消火設備の目的であるコークス品質とエネルギー回収性能の向上が図られる。さらにはコークス乾式消火設備全体の小型化も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】コークス乾式消火設備の概要である。
【図２】笠型ディバイスにおける、左は冷却ガス流れを、右はコークス流れを表す。
【図３】本発明の漏斗型ディバイスの二つの例における、左に冷却ガス流れを、右に直胴部上下点の降下速度分布を示す。
【図４】本発明による逆漏斗型ディバイスの、左はルーバー式を、右は単純形を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明を適用する具体例を示す。本発明はコークスの粉粒体としての性質を利用するものであり、そのコークス性状も原料や乾留状況により幅がある。よって、モデル実験、シミュレーション、実機観測などにより最適化することが望ましい。本発明はコークス乾式消火設備の新設、既設を問わず適応できる。
【実施例１】
【００２６】
ディバイスを漏斗形にした例を図３に示す。中心コークス層は、ディバイス内で発生する内部摩擦を利用して減速させる。中央開口部はディバイス内でコークスを滞留させない範囲でコークス通過量を調整することが望ましい。
【実施例２】
【００２７】
ディバイスを逆漏斗型にした例を図４に示す。冷却ガスは中央開口部を通過した中心コークスの安息面から吹き込まれる。中央開口部に一定量のコークスを通過させることで、中心コークス層から周辺に移動するコークス流れを抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、容器内に充填された粉粒体を均一に降下させる操作に応用できる。内部摩擦が発生する粉粒体の充填層を排出させる場合に応用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  クーリングチャンバー
２  ディバイス
３  ファンネル部
４  スローピングフリュー入口
５  支持部
６  プレチャンバー
９  冷却ガス道
１０  クーリングチャンバー直胴部
【要約】      （修正有）【課題】コークス冷却性能を向上させる冷却ガス吹き込みディバイスを備えたコークス乾式消火設備を提供する。【解決手段】中央開口部をコークスが通過できる冷却ガス吹き込みディバイスとし、コークス降下の均一化を図る。さらにディバイス体積を小さくすることでクーリングチャンバー容積を増大させる。両者によりコークスのクーリングチャンバー滞留時間を均等に延長しコークス冷却能力を向上させる。【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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