(57)【要約】【課題】  コークス炉の炉壁補修作業に使用されるＳｉＣｌ４等の補修用材料を効果的にかつ安定してコ−クス炉内へ供給する材料供給方法及びその装置を提供する。【解決手段】  供給装置内に設けられたＳｉＣｌ４貯蔵タンクの底部よりＳｉＣｌ４を抜き出し、往復ポンプを用いて所定流量をエジェクタに送出し、エジェクタを使用して不活性ガスとＳｉＣｌ４とを噴霧状に混合してコークス炉炭化室に供給する材料供給方法である。【選択図】    図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉炭化室に炉壁補修用ＳｉＣｌ４を供給する材料供給方法において、
エジェクタを使用して不活性ガスとＳｉＣｌ４とを噴霧状に混合してコークス炉炭化室に供給することを特徴とする材料供給方法。
【請求項２】
供給装置内に設けられたＳｉＣｌ４貯蔵タンクの底部よりＳｉＣｌ４を抜き出し、
往復ポンプを用いて所定流量を前記エジェクタに送出すること
を特徴とする請求項１に記載の材料供給方法。
【請求項３】
前記往復ポンプの後段に配したアキュムレータにより、送出されるＳｉＣｌ４の脈動を低減することを特徴とする請求項２に記載の材料供給方法。
【請求項４】
コークス炉炭化室に炉壁補修用ＳｉＣｌ４を供給するための材料供給装置において、
不活性ガスとＳｉＣｌ４とを噴霧状に混合するエジェクタを備えたことを特徴とする材料供給装置。
【請求項５】
ＳｉＣｌ４を抜き出すための抽出口を底部に有する貯蔵タンクと、
ＳｉＣｌ４を所定流量抜き出して前記エジェクタに送出する往復ポンプと
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の材料供給装置。
【請求項６】
送出されるＳｉＣｌ４の脈動を低減する前記往復ポンプの後段に配したアキュムレータを更に備えたことを特徴とする請求項５に記載の材料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤ(化学的気相蒸気法)によりコ−クス炉炉壁煉瓦の補修を行う際、補修用材料を安定してコ−クス炉内へ供給する材料供給方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コ−クス炉炭化室炉壁の貫通損傷部にＳｉＣｌ４含有ガスを侵入させ、貫通損傷部にＳｉＯ２を析出させて炭化室炉壁を補修する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、液体ＳｉＣｌ４をスプレーノズルを介して炭化室に噴霧し、炭化室の保有熱によりガス化する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１８３１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の技術においては、なお解決すべき次のような課題が存していた。
【０００５】
その１つは、炉内煉瓦の目地割れ内部（貫通部）、細孔部の隙間を効果的に補修することである。
【０００６】
炭化室内に投入された液体ＳｉＣｌ４は、炭化室内の雰囲気温度により直ちにガス化するものの、空気との比重差などにより炭化室内部において偏在し、炭化室内に均一に拡散しない。従って、目地割れ内部（貫通部）、細孔部の隙間等の重大な欠陥であるがＳｉＣｌ４の浸透が不十分となりやすい狭い欠陥部分の補修効果に差が生ずることとなる。
【０００７】
他の１つは、低流量（例えば、数ｌ／ｍｉｎ以下）の液体ＳｉＣｌ４を安定して送出できることである。
【０００８】
特許文献１にはポンプを用いて液体ＳｉＣｌ４を貯蔵するタンクから液体ＳｉＣｌ４を送出する構成が開示されているが、任意の低流量を精度良く安定して送出できる技術を示唆する記載はされていない。またそれらの技術を安価に構成する方法についての記載もされていない。
【０００９】
また、タンクから液体ＳｉＣｌ４を取出す際には、タンク内の圧力変動により、タンク内部圧力が低下して気泡が発生することがある。特に、この種のタンクは窒素ガスを圧封していることから気液混合が発生し易い。これによって、ポンプに負荷がかかりポンプ故障につながり安定した運転が阻害される可能性がある。
【００１０】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであって、コークス炉の炉壁補修作業に使用されるＳｉＣｌ４等の補修用材料を効果的にかつ安定してコ−クス炉内へ供給する材料供給方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る請求項１に記載の材料供給方法は、コークス炉炭化室に炉壁補修用ＳｉＣｌ４を供給する材料供給方法において、エジェクタを使用して不活性ガスとＳｉＣｌ４とを噴霧状に混合してコークス炉炭化室に供給する。
【００１２】
また本発明に係る請求項２に記載の材料供給方法は、上記記載の発明である材料供給方法において、供給装置内に設けられたＳｉＣｌ４貯蔵タンクの底部よりＳｉＣｌ４を抜き出し、往復ポンプを用いて所定流量を前記エジェクタに送出する。
【００１３】
また本発明に係る請求項３に記載の材料供給方法は、上記記載の発明である材料供給方法において、前記往復ポンプの後段に配したアキュムレータにより、送出されるＳｉＣｌ４の脈動を低減する。
【００１４】
また本発明に係る請求項４に記載の材料供給装置は、コークス炉炭化室に炉壁補修用ＳｉＣｌ４を供給するための材料供給装置において、不活性ガスとＳｉＣｌ４とを噴霧状に混合するエジェクタを備えた。
【００１５】
また本発明に係る請求項５に記載の材料供給装置は、上記記載の発明である材料供給装置において、ＳｉＣｌ４を抜き出すための抽出口を底部に有する貯蔵タンクと、ＳｉＣｌ４を所定流量抜き出して前記エジェクタに送出する往復ポンプとを備えた。
【００１６】
また本発明に係る請求項６に記載の材料供給装置は、上記記載の発明である材料供給装置において、送出されるＳｉＣｌ４の脈動を低減する前記往復ポンプの後段に配したアキュムレータを更に備えた。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の材料供給方法によれば、コークス炉の炉壁補修作業に使用されるＳｉＣｌ４等の補修用材料を効果的にかつ安定してコ−クス炉内へ供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明では、従来の１流体（ＳｉＣｌ４）のスプレーノズルに替えてエジェクタを用いる。図１は、エジェクタを示す構成図であり、図２は、エジェクタのＡ部の縦断面を示す図である。
【００１９】
このエジェクタ４５は、第１流体入力部４５ａ、第２流体入力部４５ｂ及び混合流体出力部４５ｃが接続部４５ｄに嵌入して接続された構成である。第１流体入力部４５ａに例えば不活性ガスであるＮ２を吹き込み、第２流体入力部４５ｂに例えばＳｉＣｌ４の供給ラインを接続すると、Ｎ２の流速が最大となる接続部４５ｄ内の最細管部である第１流体入力部４５ａの出口近傍において圧力が最小となる。この結果、ＳｉＣｌ４が吸引されてＮ２と混合し、噴霧状の流体となって混合流体出力部４５ｃから吐出する。
【００２０】
尚、このエジェクタ４５は、流体の圧力損失を少なくするため接続部４５ｄの内面形状を拡管形状とし、また混合流体出力部４５ｃも流体の流線形状に対応してその内径を広げて構成している。
【００２１】
更に、このエジェクタ４５では、適正な噴霧状態が実現できるように、エジェクタ４５内の所定位置における、Ｎ２とＳｉＣｌ４とのそれぞれの流速比が所定の範囲内に収まるように構成されている。
【００２２】
このエジェクタ４５を用いることにより、ＳｉＣｌ４を予め噴霧状にしてコークス炉内に供給することができるため、ＳｉＣｌ４を直接スプレーノズルを介して炭化室に噴霧し、炭化室の保有熱によりガス化する従来の方式と比較すると、コークス炉内の隅々にまで行き渡らせることが可能となる。従って、炉内煉瓦の目地切れ内部（貫通部）及び細孔部の隙間を効果的に埋めて補修することができる。
【００２３】
また、このエジェクタ４５を用いる方式によれば、Ｎ２とＳｉＣｌ４との混合比を所定の範囲内に保つことができるため補修精度が向上するとともに、流量制御・混合比制御のための特別の設備を必要としないため材料供給装置を安価に構成することができる。
【００２４】
尚、上述の実施の形態ではＮ２を使用しているが、これに限定されず不活性ガスを用いるものであっても良い。
【００２５】
図３は、本発明に係るＳｉＣｌ４定量送出し設備の構成を示す図である。
【００２６】
液体ＳｉＣｌ４を貯蔵した供給タンク４２の上部にはＮ２配管が接続され、液体ＳｉＣｌ４はＮ２によって加圧されている。一方、供給タンク４２下部には液体ＳｉＣｌ４の取出し口が設けられ、この取出し口には下降の傾斜をつけた配管が接続されている。そしてこの配管に接続された定量ポンプ４０によって所定量の液体ＳｉＣｌ４が取出される。
【００２７】
定量ポンプ４０には、低流量を送出すためダイアフラム式の往復ポンプを使用する。送出すべき所定流量は、予め定量ポンプ４０に付属するプランジャのストローク長さを調整することで設定することができる。更に、インバータ制御によりプランジャ駆動用モータの回転数を変更することで流量の微調整が行われる。この定量ポンプ４０はオンオフ動作によって液体ＳｉＣｌ４を送出するため、流体は脈動流となっている。そこで脈動流量を平滑化するためアキュムレータ４３が後段に設けられている。
【００２８】
本構成のＳｉＣｌ４送出設備は、次のような利点を有している。
【００２９】
供給タンク４２の下部から液体ＳｉＣｌ４を取出す方式であるため、従来用いられているような供給タンク上部からサイホン管により液を取出す方式と比較して、気液混合の発生を低減することができる。もし、液体ＳｉＣｌ４内部に気泡が発生した場合であっても、ガスは配管を介して供給タンク４２下部から上部に抜けるため定量ポンプ４０でのガスかみの発生を低減することができる。
【００３０】
尚、上述の実施の形態では、ダイヤフラム式の往復ポンプを用いたが、この形態に限定されず、所定の流量を送出できるものであれば良い。また、往復ポンプの駆動方式は蒸気直動式、クランク式、ダイヤフラム式のいずれであっても良く、作動形式はピストンまたはプランジャの単動、複動のいずれであっても良い。
【００３１】
次に、本発明に係るエジェクタ４５とＳｉＣｌ４定量送出し設備を組込んだ材料供給装置を用いてコークス炉の炉壁を補修する方法について説明する。
【００３２】
図４は、コークス炉の炉壁補修装置の配置をコークス炉炭化室の断面図とともに示す図である。本コークス炉の炉壁補修装置は、コークス炉１の両側、即ち、ガイド車側と押出機側の両側に移動可能に配設されている。
【００３３】
コークス炉１のガイド車側の中段床上を自在に移動可能に構成された台車上には、ＳｉＣｌ４供給装置１０が積載されている。このＳｉＣｌ４供給装置１０には、液体のＳｉＣｌ４を貯蔵するタンク、ポンプ、供給弁、配管等が設けられている。また、ＳｉＣｌ４供給装置１０には、後述の排ガス処理設備との連携を行ってＳｉＣｌ４の供給等の動作を制御する制御装置、及び運転者に対して運転状況を提示するとともに、運転者からの操作指示を入力するための表示装置が設けられている。
【００３４】
そしてＳｉＣｌ４供給装置１０には、供給用配管１１ａと排気用配管１１ｂとが設けられ、この供給用配管１１ａと排気用配管１１ｂはコークス炉１の窯口に装着された補修専用の炉蓋１２の貫通孔とフランジを介してそれぞれ接続されている。
【００３５】
また、炉蓋１２には炭化室内の圧力を測定するための貫通孔が設けられている。そして、この貫通孔と接続する圧力導管には後述する圧力計１３が取り付け可能に構成されている。
【００３６】
一方、コークス炉１の押出機側の窯口には、補修専用の炉蓋１５が装着され、この炉蓋１５には、ガス排気管１６が炉蓋１５を貫通して取り付けられている。このガス排気管１６は、炭化室内部のガスを窯口に装着した炉蓋１５の外部に排出するためのものである。
【００３７】
また、コークス炉１の押出機側の中段床上においてコークス炉１に沿って走行する台車上には排気中継装置１７が設けられ、炭化室内部のガスは、この排気中継装置１７を介して排ガスダクト１８に送り込まれ、排ガス処理設備によって排ガス中の有害ガスが除去される。
【００３８】
図５は、排ガス処理設備の構成を示す図である。
【００３９】
排ガスダクト１８に送り込まれた排ガスは、排ガスコントロール弁２２が開された後、排ガス処理設備に設けられた排気ブロワ２１で吸引されて排ガス処理設備に導かれる。
【００４０】
排ガスは、熱交換器２３を通過した後、１次スクラバ２４、２次スクラバ２５において散水され塵及び有害成分の除去が行われる。１次スクラバ２４、２次スクラバ２５において排ガス中のＨＣＬを吸収した酸性のスプレイ水は、ＮａＯＨタンク２６から供給されるＮａＯＨによって中和された後系外に排水される。一方、１次スクラバ２４、２次スクラバ２５によって塵及び有害成分が除去された排ガスは、煙突から系外に排気される。
【００４１】
尚、本実施の形態では排ガスダクト１８は、排ガスを排ガス処理設備に導くだけでなく、炭化室内にＮ２などの不活性ガスを供給する経路としても使用される。このため、この排ガスダクト１８には不活性ガスコントロール弁２７が設けられている。
【００４２】
次に、コークス炉の炉壁補修装置の動作について説明する。
【００４３】
本コークス炉の炉壁補修方法では、以下の工程を繰り返して実行する。即ち、「排気・バイパス工程」、「供給工程」、「保圧・検証工程」をサイクリックに実行されることで、炉壁の補修が行われる。尚、これらの動作は、ＳｉＣｌ４供給装置１０に搭載された制御装置によって制御される。
【００４４】
図６は、コークス炉の炉壁補修に係る概略の動作を示すフロー図である。
【００４５】
動作が開始されると、先ず「排気・バイパス工程」が実行される。この工程では、炭化室内のガスが排出されると共に、ＳｉＣｌ４供給装置１０がＳｉＣｌ４を供給するための準備運転を行う。
【００４６】
そこで、図５に示す排ガス処理設備では、不活性ガスコントロール弁２７を閉の状態にした後、排ガスコントロール弁２２を開く（Ｔ１）。これによって、炭化室内の排ガスは排気ブロワ２１により吸引される。
【００４７】
一方、ＳｉＣｌ４供給装置１０では、バイパス運転が開始される（Ｓ１）。
【００４８】
図７は、バイパス運転時における、ＳｉＣｌ４供給装置内の流体の経路を示す配管系統図である。図７において、流体が流れる経路は太い線で表わし、流体が流れない経路は細い線で表わしている。従って、細い線で表わされる経路に流体を通過させる弁は閉の状態にあるものとし、それぞれの弁の開閉状態についての説明は省略する。
【００４９】
ＳｉＣｌ４供給装置１０には、供給用配管１１ａと排気用配管１１ｂとに接続する取出し部の他に、不活性ガス配管１１ｃと接続する取込み部が設けられている。
【００５０】
バイパス運転では、弁５３→弁６２→弁６３→弁６４が開された後、定量ポンプ４０が運転を開始する。そうすると、不活性ガス配管１１ｃから供給されるＮ２は、三方弁４１を介して供給タンク４２内の液体のＳｉＣｌ４を加圧する。ＳｉＣｌ４は、定量ポンプ４０によって、所定量が送出されるが、Ｎ２による加圧はこの定量取出しが円滑に行われるように条件を整えるためのものである。
【００５１】
ＳｉＣｌ４は、アキュムレータ４３によって脈動が抑えられた後、更に弁６３によって圧力が調節される。ここで、弁５８は閉となっているため、ＳｉＣｌ４の流れはこの弁５８で停止し、供給用配管１１ａ側には供給されない。従って、弁６４を通過したＳｉＣｌ４は、チェッキ弁４４を介して再び供給タンク４２に戻される。
【００５２】
このようにバイパス運転では、ＳｉＣｌ４は所定の経路を循環しつつ、次の工程である供給工程に円滑に移行できるよう流量・圧力などの条件が整えられる。
【００５３】
そして、バイパス運転の開始から例えば、所定時間を経過したときはバイパス運転の終了と判断される（Ｓ２）。また、排気工程開始から例えば、所定時間を経過したときは排気工程の終了と判断される（Ｔ３）。そして、この両方が終了と判断されたときに、排ガスコントロール弁２２が閉となる（Ｔ４）。
【００５４】
次に、「供給工程」が実行される。この「供給工程」では、押出機側からは不活性ガスであるＮ２が吹き込まれ、これとともにコークス炉１の炭化室内にＳｉＣｌ４供給装置１０からＳｉＣｌ４が供給される。
【００５５】
先ず、不活性ガスコントロール弁Ｔ５が開かれる（Ｔ５）。これによりＮ２ガスは、図４に示すように、排ガスダクト１８から排気中継装置１７を通過して、炉蓋１５に取付けられたガス排気管１６を介して炭化室内に投入される。
【００５６】
ＳｉＣｌ４供給装置１０では、供給運転が開始される（Ｓ３）。
【００５７】
図８は、供給運転時における、ＳｉＣｌ４供給装置内の流体の経路を示す配管系統図である。図８において、流体が流れる経路は太い線で表わし、流体が流れない経路は細い線で表わしている。従って、細い線で表わされる経路に流体を通過させる弁は閉の状態にあるものとし、それぞれの弁の開閉状態についての説明は省略する。
【００５８】
上述のバイパス運転の状態から、ＳｉＣｌ４供給装置１０では、弁５２を開とする。そうするとＮ２はエジエクタ４５に導かれる。次に弁５８を開とした後、弁６４を閉にするとＳｉＣｌ４はエジエクタ４５に導かれる。
【００５９】
エジェクタ４５は、ベンチュリー構造の２流体ノズルであり、最細管径部においてＮ２の流速を上げることによりＳｉＣｌ４を吸引し、Ｎ２とＳｉＣｌ４液を混合して噴霧状にしてコークス炉１に供給する。
【００６０】
このように、ＳｉＣｌ４液を混合して噴霧状にしてコークス炉炭化室内に投入することにより、炉内煉瓦の貫通亀裂部の内部、細孔部の隙間を埋めて補修することが可能となる。
【００６１】
所定量のＳｉＣｌ４が炭化室内に噴霧されたときは、供給運転の終了と判断される（Ｓ４）。そして、続いて「保圧・検証工程」が実行される（Ｓ５）。
【００６２】
この「保圧・検証工程」では、炭化室にＮ２が投入され充圧される。上述の供給工程において、押出機側からＮ２が投入されていた（Ｔ５）が、ＳｉＣｌ４供給装置１０が供給運転を終了して「保圧・検証工程」が開始された後も、Ｎ２は継続して投入されている。一方、ＳｉＣｌ４供給装置１０もＳｉＣｌ４の供給を行った後は、Ｎ２を炭化室内に投入する。
【００６３】
図９は、保圧・検証運転時における、ＳｉＣｌ４供給装置内の流体の経路を示す配管系統図である。図９において、流体が流れる経路は太い線で表わし、流体が流れない経路は細い線で表わしている。従って、細い線で表わされる経路に流体を通過させる弁は閉の状態にあるものとし、それぞれの弁の開閉状態についての説明は省略する。
【００６４】
上述の供給運転の状態から、ＳｉＣｌ４供給装置１０では、弁５２を閉とし弁５１を開とする。これによって、保圧のためのＮ２が炭化室に投入される。続いてＳｉＣｌ４供給装置１０は、弁６４を開として弁５８を閉にする。これによってＳｉＣｌ４はコークス炉１に供給されなくなり、図７のバイパス運転で説明した経路を循環する。
【００６５】
この保圧・検証工程において、炭化室内の炉壁補修状態を把握することができる。炭化室内部の炉壁補修(目地埋め)効果が出ていると、保圧工程において炭化室内部圧力は徐々に上昇する。これによって、炭化室内の炉壁補修効果を検証することが出来る。炭化室内部圧力は、ＳｉＣｌ４供給装置１０まで敷設された圧力導管に取付けられている圧力計１３により確認することができる。
【００６６】
図１０は、圧力計の設置方法を示す図である。炭化室内の圧力を検出するための圧力導管４６には、圧力計１３とともに圧力導管４６の内部をＮ２パージするための弁類４６が設けられている。適宜の時間間隔で弁類４７を操作してＮ２パージを実施することにより、圧力導管４６内に詰りが発生することを防止して安定した圧力測定値を得ることができる。
【００６７】
この圧力計１３の指示値に基づいて、運転者が炉壁補修状態を把握し、保圧工程の終了を判断することができるが、更に、圧力計１３で測定した信号を例えば、電気信号として取出して処理して、自動で保圧工程の終了を判断することもできる。
【００６８】
保圧・検証工程が終了したとき（Ｔ６）は、ＳｉＣｌ４供給装置１０では、弁５１を閉にして保圧用Ｎ２の投入を終了するが、排ガス処理設備においても不活性ガスコントロール弁２７を閉にして保圧用Ｎ２の投入を終了する（Ｔ７）。
【００６９】
続いて、排ガスコントロ−ル弁２２を「開」にする。排ガス処理設備の吸引により炭化室内部圧力は負圧となり、炭化室に充満しているガスは排ガスダクト１８を経由して排ガス処理設備へ流れ込み、処理される。以上の行程が、予め設定された回数分繰り返された（Ｔ８）後、炉壁補修作業は終了する。
【００７０】
以上説明したように、上述のエジェクタとＳｉＣｌ４定量送出し設備を組み込んだ材料供給装置を用いれば、一連のコークス炉の炉壁補修作業に使用されるＳｉＣｌ４等の補修用材料を効果的にかつ安定してコ−クス炉内へ供給することができる。
【００７１】
従って、高価な供給材料であるＳｉＣｌ４を最適な量で効率良く使用することができる。また、炉壁補修を効果的に行うことが可能となる。この結果、コークス炉の稼働率を高位に維持することができる。
【００７２】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】エジェクタの構成を示す図。
【図２】エジェクタの断面を示す図。
【図３】ＳｉＣｌ４定量送出し設備の構成を示す図。
【図４】コークス炉の炉壁補修装置の配置をコークス炉炭化室の断面図とともに示す図。
【図５】排ガス処理設備の構成を示す図。
【図６】コークス炉の炉壁補修に係る概略の動作を示すフロー図。
【図７】バイパス運転時における、ＳｉＣｌ４供給装置内の流体の経路を示す配管系統図。
【図８】供給運転時における、ＳｉＣｌ４供給装置内の流体の経路を示す配管系統図。
【図９】保圧・検証運転時における、ＳｉＣｌ４供給装置内の流体の経路を示す配管系統図。
【図１０】圧力計の設置方法を示す図。
【符号の説明】
【００７４】
１…コークス炉、１０…ＳｉＣｌ４供給装置、１２…炉蓋、１３…圧力計、１５…炉蓋、１８…排ガスダクト、２２…排ガスコントロール弁、２７…不活性ガスコントロール弁、４０…定量ポンプ、４２…供給タンク、４３…アキュムレータ、４５…エジェクタ、４５ａ…第１流体入力部、４５ｂ…第２流体入力部、４５ｃ…混合流体出力部、４５ｄ…接続部。
【図１】
2005126611.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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