(57)【要約】【課題】熱源として再利用する加熱された冷却水の温度が安定するコークス炉ガスの冷却方法提供する。【解決手段】コークス炉ガスを第１の冷却空間１１に流通させるときに冷却するにあたって、  上記第１の冷却空間１１における高温側に配置した第１の冷却管１３に一次冷却水を通し、上記第１の冷却空間１１に導入された上記コークス炉ガスを一次冷却し、  上記第１の冷却空間１１における低温側に配置した第２の冷却管１４に二次冷却水を通し、上記一次冷却された上記コークス炉ガスを二次冷却し、  上記第１の冷却管１３から出てきた上記一次冷却水から、上記コークス炉ガスとの熱交換で上記一次冷却水に蓄積された熱を熱回収手段５によって回収する。  熱回収手段５で熱を回収するための一次冷却水を、冷却空間の高温側で熱交換させる。第１の冷却管１３から出てきた一次冷却水の温度が安定し、熱源としての再利用が行ないやすい。【選択図】図１
2016124874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉ガスを冷却空間に流通させるときに冷却するにあたって、
上記冷却空間における高温側に配置した第１の冷却管に一次冷却水を通し、上記冷却空間に導入された上記コークス炉ガスを一次冷却し、
上記冷却空間における低温側に配置した第２の冷却管に二次冷却水を通し、上記一次冷却された上記コークス炉ガスを二次冷却し、
上記第１の冷却管から出てきた上記一次冷却水から、上記コークス炉ガスとの熱交換で上記一次冷却水に蓄積された熱を熱回収手段によって回収する
ことを特徴とするコークス炉ガスの冷却方法。
【請求項２】
上記第１の冷却管に通す上記一次冷却水を、循環路を介して循環させ、
上記熱回収手段は、上記循環路を循環する上記一次冷却水から熱を回収する
請求項１記載のコークス炉ガスの冷却方法。
【請求項３】
上記一次冷却水として淡水を用い、上記二次冷却水として海水を用いる
請求項１または２記載のコークス炉ガスの冷却方法。
【請求項４】
上記第１の冷却管は上記一次冷却水を横方向に通し、上記第２の冷却管は上記二次冷却水を横方向に通す
請求項１〜３のいずれか一項に記載のコークス炉ガスの冷却方法。
【請求項５】
コークス炉ガスを流通させるときに冷却する冷却空間と、
上記冷却空間における高温側に配置され、一次冷却水が通されて上記冷却空間に導入された上記コークス炉ガスを一次冷却する第１の冷却管と、
上記冷却空間における低温側に配置され、二次冷却水が通されて上記第１の冷却管で一次冷却された上記コークス炉ガスを二次冷却する第２の冷却管と、
上記第１の冷却管から出てきた上記一時冷却水から、上記コークス炉ガスとの熱交換で上記一次冷却水に蓄積された熱を回収する熱回収手段とを備えた
ことを特徴とするコークス炉ガスの冷却装置。
【請求項６】
上記第１の冷却管に通す上記一次冷却水を循環させる循環路をさらに備え、
上記熱回収手段は、上記循環路の途中に設けられて、上記循環路を循環する上記一次冷却水から熱を回収する
請求項５記載のコークス炉ガスの冷却装置。
【請求項７】
上記一次冷却水として淡水が用いられ、上記二次冷却水として海水が用いられる
請求項５または６記載のコークス炉ガスの冷却装置。
【請求項８】
上記第１の冷却管は上記一次冷却水を横方向に通し、上記第２の冷却管は上記二次冷却水を横方向に通す
請求項５〜７のいずれか一項に記載のコークス炉ガスの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭ガス化学分野で用いられるコークス炉ガス（以下「ＣＯＧ」ともいう）の冷却方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭を乾留するときに揮発するガス分（コークス炉ガス）は、水素やメタン等を主成分とする可燃性のガスである。このため、コークス炉ガスを回収・冷却し、精製して、製鉄のエネルギー源や化成品原料として有効活用することが行われている。
【０００３】
従来のコークス炉ガスの冷却装置は、多数の冷却管からなる多管式熱交換器を用いた間接冷却方式の冷却装置が一般的である。また、大量に消費される冷却水としては経済性の面から海水が利用されている場合が多い。
【０００４】
このようなコークス炉ガスの冷却装置を開示する文献として、例えば下記の特許文献１および２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１２５８０号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４９９３号公報
【０００６】
上記特許文献１には、つぎの開示がある。
［０００６］
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るコークス炉ガスの冷却方法に使用する多管式熱交換器１０は周知の構造となって、両側に鏡部１１、１２を備えた鋼製のシェル１３と、シェル１３内に配置された多数のチューブ１４と、偏流による伝熱効率の低下を防ぐ邪魔板１５と、多数のチューブ１４の両端を支持する管板１６、１７とを有している。そして、鏡部１１には圧力変動吸着法に使用する原料ガスの一例であるコークス炉ガスのチューブ側入口１８を、鏡部１２にはコークス炉ガスのチューブ側出口１９をそれぞれ備えている。また、シェル１３の一方側上部には冷却水のシェル側入口２０を、シェル１３の他方側下部には冷却水のシェル側出口２１を備え、コークス炉ガスと冷却水が並流に流れるようになっている。
［０００７］
コークス炉ガスの出るチューブ側出口１９に連結される配管通路２２には、温度センサー２３、及びこれを入力とする制御装置が設けられ、冷却水のシェル側入口２０に連結される給水管２５には、エア駆動の流量調整弁２６が設けられている。そして、出側のコークス炉ガスの温度を測定する温度センサー２３の出力を制御装置に入力し、この制御装置によって流量調整弁２６の弁の開き度合いを制御して、コークス炉ガスの温度が常時一定値になるようにしている。
【０００７】
上記特許文献２には、つぎの開示がある。
［００２７］
図１は、本発明の冷却方法を好適に適用することのできる既知の一般的な冷却装置の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視線に沿った冷却装置の立面図である。本発明の冷却方法に用いることのできる冷却装置は、ＣＯＧを多数の冷却管（垂直管）を用いて間接冷却する多管式熱交換器であって、既知の一般的な間接冷却方式の冷却装置と同様の装置構成を有するものに幅広く適用し得るものである。
［００２８］
図１及び図２に示すように、ガスブロワー（図示せず）の吸引により、冷却管111の管外流体としてＣＯＧを冷却装置本体109に導入するためのＣＯＧ入口101が冷却装置本体109の一側面（図中の左側面）上部に設けられており、続く直接冷却方式の冷却装置（図示せず、図７参照のこと）に供給するためのＣＯＧ出口103が該装置本体109の対向する一側面（図中の右側面）下部に設けられている。
［００２９］
また、間接冷却方式の冷却装置本体109には、該装置本体109内に入ったＣＯＧと冷却水として用いる海水との熱交換効率が高められるように、上下にジグザグのＣＯＧ流路（図中、Ｕ字状の矢印で示す）を形成すべく、該装置本体109内部に多数の上・下ガス側仕切板115ａ、ｂが配置されている。上記ガス流路には、多数の冷却管111が配設されており、これら各冷却管111の両端が、上部管板117と下部管板113により固定されている。この際、各冷却管111の両端開口部は、上・下部管板117、113と、上・下部水室仕切板121、119で形成した上・下部水室106ａ〜ｄ、108ａ〜ｃに連通されている。また、ＣＯＧ出口103側の下部水室106ａには、ＣＯＧの出入りに対して向流となるように海水入口105が設けられている。該海水入口105には、海水（冷却水）供給管135が接続されている。また、ＣＯＧ入口101側の上部水室３室108ｃには、海水出口107が設けられている。該海水出口107には、装置本体109の冷却管111内に冷却水を流通しＣＯＧを直接冷却方式の冷却装置で冷却した後、間接冷却装置に供給すべく、冷却水排出用配管137が接続されている。なお、図１では、装置本体109の下部に位置する下部水室は、説明の都合上、３枚の下部水室仕切板119で仕切られた下部水室１室から４室に分けられており、冷却水である海水入口105が最右側の下部水室１室106ａに、海水出口107が最左側の下部水室４室106ｄに設けられているものとした。同様に、装置本体109の上部に位置する上部水室は、説明の都合上、２枚の上部水室仕切板121で仕切られた上部水室１室から３室に分けられているものとした。これにより、海水入口105から入った海水は、下部水室１室106ａから冷却管111を通じて上部水室１室108ａに入り、以後も、上部水室１室108ａ→冷却管111→下部水室２室106ｂ→冷却管111→上部水室２室108ｂ→冷却管111→下部水室３室106ｃ→冷却管111→上部水室３室108ｃ→冷却管111→下部水室４室106ｄ→海水出口107に至り、排出される。以上が、一般的な多数の垂直管（冷却管）を備えてなる多管式熱交換タイプの冷却装置の概要である。なお、図１および図２では、冷却管や水室の数は、説明の都合上、極めて簡素化して表示しており、実際には、ＣＯＧの排出量に応じて、冷却管が数千本からなるものが用いられており、また、水室もより多く設けられているものが用いられている。
［００３２］
本発明のＣＯＧの冷却方法の第１の実施形態としては、ＣＯＧを多数の冷却管に冷却水として海水を通水して間接冷却するＣＯＧの冷却方法において、ＣＯＧ量および冷却水温度に応じて冷却管に流す冷却水流量を調節し、さらに冷却管の一部を遮蔽して熱交換面積を調節し、ＣＯＧの冷却温度をナフタリンが略析出しない所定温度以上とし、且つ冷却水の熱交換後の温度を高温腐食が生じにくい所定温度以下にすることを特徴とするものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１および２記載の技術はいずれも、冷却するコークス炉ガスの発生量に応じて冷却管に流す冷却水の流量を調節するようにしている。
【０００９】
上記特許文献１および２のような冷却水の流量を調整する装置では、コークス炉ガスの発生量が多いときは冷却水を多く流し、コークス炉ガスの発生量が少なくなると冷却水を少なく流すように調節する。
【００１０】
ここで、コークス炉ガスを冷却するときの熱交換で加熱された冷却水は、熱源として再利用することが行われる。この場合、加熱された冷却水の温度が一定以上（７５℃以上）で安定していることが望ましい。加熱された冷却水の温度が安定しなければ、再利用する際に熱源として扱いずらい。つまり、熱源の温度が低すぎると他から熱を補充しなければならなくなるからである。
【００１１】
しかしながら、冷却水（海水）の流量で冷却をコントロールする場合、コークス炉ガスの発生量が急変すると、熱交換された冷却水の温度が想定よりも高くなったり低くなったりすることがある。
【００１２】
海水の温度が高くなり過ぎると、海水中の塩化物イオンにより腐食が加速する。このような海水による高温腐食により、冷却管の損傷を生じやすいという問題が生じる。
【００１３】
また、冷却管が横方向に延びる横型の冷却装置（たとえば特許文献１）では、冷却水（海水）の流量を絞ると、海水中の砂が流れずに冷却管内に堆積しはじめる。冷却管内に砂が堆積すると、冷却効率が低下して回収熱量の低下を引き起こす。さらに、砂が堆積した部分から冷却管が腐食しはじめ、やがてピンホールになるため、冷却管の交換周期が短くなるという問題が起こる。
【００１４】
〔目的〕
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、つぎの目的を有する。
たとえばコークス炉ガスの発生量が急変したとしても、熱源として再利用する加熱された冷却水の温度が安定するコークス炉ガスの冷却方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１記載のコークス炉ガスの冷却方法は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
コークス炉ガスを冷却空間に流通させるときに冷却するにあたって、
上記冷却空間における高温側に配置した第１の冷却管に一次冷却水を通し、上記冷却空間に導入された上記コークス炉ガスを一次冷却し、
上記冷却空間における低温側に配置した第２の冷却管に二次冷却水を通し、上記一次冷却された上記コークス炉ガスを二次冷却し、
上記第１の冷却管から出てきた上記一次冷却水から、上記コークス炉ガスとの熱交換で上記一次冷却水に蓄積された熱を熱回収手段によって回収する。
【００１６】
請求項２記載のコークス炉ガスの冷却方法は、請求項１に記載した構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記第１の冷却管に通す上記一次冷却水を、循環路を介して循環させ、
上記熱回収手段は、上記循環路を循環する上記一次冷却水から熱を回収する。
【００１７】
請求項３記載のコークス炉ガスの冷却方法は、請求項１または２に記載した構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記一次冷却水として淡水を用い、上記二次冷却水として海水を用いる。
【００１８】
請求項４記載のコークス炉ガスの冷却方法は、請求項１〜３のいずれか一項に記載した構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記第１の冷却管は上記一次冷却水を横方向に通し、上記第２の冷却管は上記二次冷却水を横方向に通す。
【００１９】
請求項５記載のコークス炉ガスの冷却装置は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
コークス炉ガスを流通させるときに冷却する冷却空間と、
上記冷却空間における高温側に配置され、一次冷却水が通されて上記冷却空間に導入された上記コークス炉ガスを一次冷却する第１の冷却管と、
上記冷却空間における低温側に配置され、二次冷却水が通されて上記第１の冷却管で一次冷却された上記コークス炉ガスを二次冷却する第２の冷却管と、
上記第１の冷却管から出てきた上記一時冷却水から、上記コークス炉ガスとの熱交換で上記一次冷却水に蓄積された熱を回収する熱回収手段とを備えた。
【００２０】
請求項６記載のコークス炉ガスの冷却方法は、請求項５に記載した構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記第１の冷却管に通す上記一次冷却水を循環させる循環路をさらに備え、
上記熱回収手段は、上記循環路の途中に設けられて、上記循環路を循環する上記一次冷却水から熱を回収する。
【００２１】
請求項７記載のコークス炉ガスの冷却方法は、請求項５または６に記載した構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記一次冷却水として淡水が用いられ、上記二次冷却水として海水が用いられる。
【００２２】
請求項８記載のコークス炉ガスの冷却方法は、請求項５〜７のいずれか一項に記載した構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記第１の冷却管は上記一次冷却水を横方向に通し、上記第２の冷却管は上記二次冷却水を横方向に通す。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１記載のコークス炉ガスの冷却方法は、上記冷却空間における高温側に配置した第１の冷却管に一次冷却水を通し、上記冷却空間に導入された上記コークス炉ガスを一次冷却する。そして、上記第１の冷却管から出てきた上記一次冷却水から、上記コークス炉ガスとの熱交換で上記一次冷却水に蓄積された熱を熱回収手段によって回収する。
このように、熱回収手段で熱を回収するための一次冷却水を、冷却空間の高温側で熱交換することにより、第１の冷却管を通る一次冷却水とのあいだで十分な熱交換が行われる。つまり、たとえばコークス炉ガスの発生量が急変したとしても、第１の冷却管から出てきた一次冷却水の温度は安定している。したがって、熱源としての再利用が行ないやすい。従来のように、熱源の温度が低すぎて他から熱を補充するなどの不都合が解消される。
【００２４】
請求項２記載のコークス炉ガスの冷却方法は、循環させる一次冷却水を冷却空間の高温側で熱交換し、そこで一次冷却水に蓄積された熱を熱回収手段によって回収する。
このため、第１の冷却管から出てきた一次冷却水の温度が安定する。したがって、熱源としての再利用が行ないやすい。従来のように、熱源の温度が低すぎて他から熱を補充するなどの不都合が解消される。循環させる一次冷却水は、必要な熱を回収できる範囲で流量をコントロールすればよい。このため、一次冷却水の流量のコントロール幅が小さくてすむ。
【００２５】
請求項３記載のコークス炉ガスの冷却方法は、上記一次冷却水として淡水を用い、上記二次冷却水として海水を用いる。このため、すべての冷却管に冷却水として海水を通す従来技術に比べ、淡水を循環使用する分だけ海水の消費量が減少し、冷却用の海水の購入コストを節減できる。
また、一次冷却である程度温度の下がったコークス炉ガスを冷却するのに海水を用いている。このため、すべての冷却管に冷却水として海水を通す従来技術に比べ、海水の温度が高くなり過ぎることに起因する冷却管の高温腐食を防止する。
【００２６】
請求項４記載のコークス炉ガスの冷却方法は、横方向に延びる第１の冷却管と第２の冷却管の交換周期を延長できる。
すなわち、二次冷却は、熱回収を考慮せずに任意でコントロールができる。したがって、冷却管を通す海水の流量を絞ることにより従来技術で生じていた問題が解消する。つまり、海水の流量が少なくなって海水中の砂が流れずに冷却管内に堆積することが防止される。また、冷却管内に堆積する砂による冷却効率の低下が防止される。さらに、砂が堆積した部分における冷却管の腐食が防止される。
【００２７】
請求項５記載のコークス炉ガスの冷却装置は、上記冷却空間における高温側に配置した第１の冷却管に一次冷却水を通し、上記冷却空間に導入された上記コークス炉ガスを一次冷却する。そして、上記第１の冷却管から出てきた上記一次冷却水から、上記コークス炉ガスとの熱交換で上記一次冷却水に蓄積された熱を熱回収手段によって回収する。
このように、熱回収手段で熱を回収するための一次冷却水を、冷却空間の高温側で熱交換することにより、第１の冷却管を通る一次冷却水とのあいだで十分な熱交換が行われる。つまり、たとえばコークス炉ガスの発生量が急変したとしても、第１の冷却管から出てきた一次冷却水の温度は安定している。したがって、熱源としての再利用が行ないやすい。従来のように、熱源の温度が低すぎて他から熱を補充するなどの不都合が解消される。
【００２８】
請求項６記載のコークス炉ガスの冷却装置は、循環させる一次冷却水を冷却空間の高温側で熱交換し、そこで一次冷却水に蓄積された熱を熱回収手段によって回収する。
このため、第１の冷却管から出てきた一次冷却水の温度が安定する。したがって、熱源としての再利用が行ないやすい。従来のように、熱源の温度が低すぎて他から熱を補充するなどの不都合が解消される。循環させる一次冷却水は、必要な熱を回収できる範囲で流量をコントロールすればよい。このため、一次冷却水の流量のコントロール幅が小さくてすむ。
【００２９】
請求項７記載のコークス炉ガスの冷却装置は、上記一次冷却水として淡水を用い、上記二次冷却水として海水を用いる。このため、すべての冷却管に冷却水として海水を通す従来技術に比べ、淡水を循環使用する分だけ海水の消費量が減少し、冷却用の海水の購入コストを節減できる。
また、一次冷却である程度温度の下がったコークス炉ガスを冷却するのに海水を用いている。このため、すべての冷却管に冷却水として海水を通す従来技術に比べ、海水の温度が高くなり過ぎることに起因する冷却管の高温腐食を防止する。
【００３０】
請求項８記載のコークス炉ガスの冷却装置は、横方向に延びる第１の冷却管と第２の冷却管の交換周期を延長できる。
すなわち、二次冷却は、熱回収を考慮せずに任意でコントロールができる。したがって、冷却管を通す海水の流量を絞ることにより従来技術で生じていた問題が解消する。つまり、海水の流量が少なくなって海水中の砂が流れずに冷却管内に堆積することが防止される。また、冷却管内に堆積する砂による冷却効率の低下が防止される。さらに、砂が堆積した部分における冷却管の腐食が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態のコークス炉ガスの冷却装置の構成を示す図である。
【図２】第２実施形態のコークス炉ガスの冷却装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。
【００３３】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明のコークス炉ガスの冷却装置の第１実施形態の構成を示す図である。
【００３４】
〔基本構造〕
この装置は、コークス炉ガスを冷却する第１の冷却塔１および第２の冷却塔２を備えている。
【００３５】
上記第１の冷却塔１は、高温側で一次冷却を行ない、低温側で二次冷却を行う。高温側で行う一次冷却には、一次冷却水として淡水が導入される。低温側で行う二次冷却には、二次冷却水として海水が使用される。
上記第２の冷却塔２は、二次冷却を行い、二次冷却水として海水が導入される。
【００３６】
上記一次冷却水として用いられる淡水は、貯留槽４に貯留されたものが、循環路３によって循環される。
【００３７】
上記循環路３の途中には熱回収手段５が設けられている。上記熱回収手段５で回収した熱は回収熱利用装置６で利用される。
【００３８】
〔第１の冷却塔〕
上記第１の冷却塔１は、コークス炉ガスが導入される第１の冷却空間１１を備え、上記第１の冷却空間１１にコークス炉ガスを流通させるときに冷却する。
【００３９】
上記第１の冷却空間１１には、コークス炉ガスを導入するＣＯＧ導入路１７が接続されている。図示した例では、ＣＯＧ導入路１７は図の上側に接続されている。
上記第１の冷却空間１１には、コークス炉ガスを第２の冷却塔２に移送するために排出するＣＯＧ移送路１８が接続されている。図示した例では、ＣＯＧ移送路１８は図の下側に接続されている。
【００４０】
上記第１の冷却空間１１における高温側には、一次冷却水が通されて上記第１の冷却空間１１に導入された上記コークス炉ガスを一次冷却する複数の第１の冷却管１３が配置されている。上記第１の冷却空間１１における高温側とは、第１の冷却空間１１に導入されたコークス炉ガスが流通するときの上流側、つまりＣＯＧ導入路１７が接続された側である。
また、上記第１の冷却空間１１における低温側には、二次冷却水が通されて上記第１の冷却管１３で一次冷却された上記コークス炉ガスを二次冷却する複数の第２の冷却管１４が配置されている。上記第１の冷却空間１１における低温側とは、第１の冷却空間１１に導入されたコークス炉ガスが流通するときの下流側、つまりＣＯＧ移送路１８が接続された側である。
【００４１】
上記第１の冷却管１３の両端部は、各第１の冷却管１３に流れ込む一次冷却水が導入される上流側一次貯室１５ａと、各第１の冷却管１３から流れ出た一次冷却水を一時的に貯留する下流側一次貯室１５ｂとに連通している。上流側一次貯室１５ａと下流側一次貯室１５ｂには、互い違いに段違いとなるようにリターン板３０が設けられている。
上記第２の冷却管１４の両端部は、各第２の冷却管１４に流れ込む二次冷却水が導入される上流側二次貯室１６ａと、各第２の冷却管１４から流れ出た二次冷却水を一時的に貯留する下流側二次貯室１６ｂとに連通している。上流側二次貯室１６ａと下流側二次貯室１６ｂには、互い違いに段違いとなるようにリターン板３０が設けられている。
【００４２】
上記上流側一次貯室１５ａと上流側二次貯室１６ａの間は、隔壁１２で隔てられている。同様に、下流側一次貯室１５ｂと下流側二次貯室１６ｂの間も、隔壁１２で隔てられている。
【００４３】
上記第１の冷却管１３は上記一次冷却水を横方向に通す。同様に、上記第２の冷却管１４は上記二次冷却水を横方向に通す。つまり、上記第１の冷却管１３と第２の冷却管１４は、いずれも長手方向が横向けになるよう配置されている。
このとき、上記一次冷却水は、下段に配置された第１の冷却管１３から、折り返しながら１段ずつ上の第１の冷却管１３に向かって流れる。また、上記二次冷却水も、下段に配置された第２の冷却管１４から、折り返しながら１段ずつ上の第２の冷却管１４に向かって流れる。
【００４４】
上記上流側一次貯室１５ａには、一次冷却水を導入する一次冷却水導入路３ａが接続されている。上記下流側一次貯室１５ｂには、一次冷却水を排出する一次冷却水排出路３ｂが接続されている。
【００４５】
上記上流側二次貯室１６ａには、第２の冷却塔２から移送される二次冷却水を導入する二次冷却水移送路２６が接続されている。上記下流側二次貯室１６ｂには、二次冷却水を排出する二次冷却水排出路１９が接続されている。
【００４６】
このような構成の第１の冷却塔１では、一次冷却水導入路３ａから導入された一次冷却水が、上流側一次貯室１５ａ、第１の冷却管１３、下流側一次貯室１５ｂと流れて一次冷却水排出路３ｂから排出される。
また、二次冷却水移送路２６から導入された二次冷却水は、上流側二次貯室１６ａ、第２の冷却管１４、下流側二次貯室１６ｂと流れて二次冷却水排出路１９から排出される。  第１の冷却空間１１に導入されたコークス炉ガスを、高温側にある第１の冷却管１３で一次冷却を行ない、低温側にある第２の冷却管１４で二次冷却を行う。
【００４７】
高温側で行う一次冷却には、一次冷却水として淡水が使用される。低温側で行う二次冷却には、二次冷却水として海水が使用される。上記一次冷却水として用いる淡水には、凝縮水や工業用水あるいはそれらを混ぜた水を用いることができる。
【００４８】
〔第２の冷却塔〕
上記第２の冷却塔２は、第１の冷却塔１から移送されるコークス炉ガスが導入される第２の冷却空間２１を備え、上記第２の冷却空間２１にコークス炉ガスを流通させるときに冷却する。
【００４９】
上記第２の冷却空間２１には、第１の冷却塔１から移送されるコークス炉ガスを導入するＣＯＧ移送路１８が接続されている。図示した例では、ＣＯＧ移送路１８は図の上側に接続されている。
上記第２の冷却空間２１には、コークス炉ガスを排出するＣＯＧ排出路２４が接続されている。図示した例では、ＣＯＧ排出路２４は図の下側に接続されている。
【００５０】
上記第２の冷却空間２１には、二次冷却水が通されて上記第２の冷却空間２１に導入された上記コークス炉ガスを、さらに二次冷却する冷却管２３が配置されている。
上記冷却管２３の両端部は、各冷却管２３に流れ込む二次冷却水が導入される上流側貯室２２ａと、各冷却管２３から流れ出た二次冷却水を一時的に貯留する下流側貯室２２ｂとに連通している。
上記冷却管２３は上記二次冷却水を横方向に通す。つまり、上記各冷却管２３は長手方向が横向けになるよう配置されている。
【００５１】
上記上流側貯室２２ａには、二次冷却水を導入する二次冷却水導入路２５が接続されている。上記下流側貯室２２ｂには、二次冷却水を排出して第１の冷却塔１に移送する二次冷却水移送路２６が接続されている。上流側貯室２２ａと下流側貯室２２ｂには、互い違いに段違いとなるようにリターン板３０が設けられている。
【００５２】
このような構成の第２の冷却塔２では、二次冷却水導入路２５から導入された二次冷却水が、上流側貯室２２ａ、冷却管２３、下流側貯室２２ｂと流れて二次冷却水移送路２６から排出される。第２の冷却空間２１に導入されたコークス炉ガスを、冷却管２３でさらに二次冷却を行なう。
このとき、上記二次冷却水は、下段に配置された冷却管２３から、折り返しながら１段ずつ上の冷却管２３に向かって流れる。
【００５３】
第２の冷却塔２で使用する二次冷却水は、第１の冷却塔１で使用する二次冷却水と同じ海水である。つまり、第２の冷却塔２で二次冷却水導入路２５から導入された二次冷却水は、第２の冷却塔２における二次冷却に使用されたあと、二次冷却水移送路２６を介して第１の冷却塔１に移送されて第１の冷却塔１における二次冷却に使用され、二次冷却水排出路１９から排出される。
【００５４】
〔熱回収機構〕
上記第１の冷却塔１において、上記一次冷却水として用いられる淡水は、貯留槽４に貯留されたものが、循環路３によって循環されて使用される。上記循環路３は、一次冷却水導入路３ａ、一次冷却水排出路３ｂおよび一次冷却水回収路３ｃを含んで構成されている。一次冷却水導入路３ａには汚泥等を排出する排出路８が分岐している。
【００５５】
上記循環路３の途中には熱回収手段５が設けられている。上記熱回収手段５で回収した熱は回収熱利用装置６で利用される。
上記熱回収手段５は、上記第１の冷却管１３から出てきた上記一時冷却水から、上記コークス炉ガスとの熱交換で上記一次冷却水に蓄積された熱を回収する。
【００５６】
つまり、貯留槽４に貯留された一次冷却水は、循環ポンプ７で吸い上げられて一次冷却水導入路３ａにより第１の冷却塔１に導入される。第１の冷却塔１において第１の冷却管１３を通過するときにコークス炉ガスとの熱交換で加熱された一次冷却水は、一次冷却水排出路３ｂから排出されて、熱回収手段５に導入される。
【００５７】
熱回収手段５はスチーム路２８で回収熱利用装置６に接続されている。回収熱利用装置６には凝縮水ポンプ２９を備えた回収路１０が接続されている。また、上記回収熱利用装置６には真空ポンプ９が接続され、回収熱利用装置６内を減圧することにより、スチーム路２８を経由して熱回収手段５内を減圧している。
【００５８】
第１の冷却塔１において熱交換で加熱された一次冷却水は、上記熱回収手段５に導入され、上記真空ポンプ９による減圧でスチームとなる。このスチームがスチーム路２８で回収熱利用装置６に導入され、回収熱の利用に供される。回収熱を利用されることにより凝縮して水となった一時冷却水は、回収路１０を介して貯留槽４に戻される。上記熱回収手段５内でスチーム化されずに液体のままだった一次冷却水は、一次冷却水回収路３ｃを介して貯留槽４に戻される。
【００５９】
このとき、上記第１の冷却管１３に通す上記一次冷却水は、循環路３を介して循環させる。そして、上記熱回収手段５は、上記循環路３を循環する上記一次冷却水から熱を回収している。
【００６０】
〔冷却方法〕
上述したコークス炉ガスの冷却装置を用い、本実施形態のコークス炉ガスの冷却方法はつぎのようにして行われる。
【００６１】
本実施形態では、コークス炉ガスを第１の冷却空間１１および第２の冷却空間２１に流通させるときに冷却する。
【００６２】
コークス炉ガスは、ＣＯＧ導入路１７から第１の冷却空間１１に導入される。一次冷却水は、貯留槽４から循環ポンプ７で汲み上げられて一次冷却水導入路３ａを介して第１の冷却管１３に導入される。二次冷却水は、二次冷却水移送路２６を介して第２の冷却管１４に導入される。
【００６３】
第１の冷却空間１１では、高温側すなわち上流側の第１の冷却管１３により一次冷却が行われ、低温側すなわち下流側の第２の冷却管１４により二次冷却が行われる。
【００６４】
上記第１の冷却管１３には一次冷却水として淡水を通し、上記第２の冷却管１４には二次冷却水として海水を通す。
【００６５】
上記第１の冷却管１３から出てきた上記一次冷却水から、上記コークス炉ガスとの熱交換で上記一次冷却水に蓄積された熱を熱回収手段５によって回収する。
コークス炉ガスを一次冷却する際の熱交換で加熱された一次冷却水は、一次冷却水排出路３ｂから熱回収手段５に導入される。このときの一次冷却水の温度は７５℃以上である。熱回収手段５の内部は、真空ポンプ９による吸引で減圧されていて、導入された７５℃以上の一次冷却水がスチーム化する。スチーム化した一次冷却水はスチーム路２８を通って回収熱利用装置６に導入され、回収熱が利用される。
【００６６】
このとき、上記第１の冷却管１３に通す上記一次冷却水を、循環路３を介して循環させる。上記熱回収手段５は、上記循環路３を循環する上記一次冷却水から熱を回収する。循環させる一次冷却水は、必要な熱を回収できる範囲で流量をコントロールすればよい。このため、一次冷却水の流量のコントロール幅が小さくてすむ。
【００６７】
回収熱利用装置６で回収熱の利用により温度が下がって液化した一次冷却水は、回収路から貯留槽４に戻される。また、熱回収手段５でスチーム化しなかった一次冷却水も、一次冷却水回収路３ｃから貯留槽４に戻される。
【００６８】
第２の冷却空間２１では、冷却管２３により二次冷却が行われる。第１の冷却空間１１で一次冷却と二次冷却が行われたコークス炉ガスは、ＣＯＧ移送管１８により第２の冷却空間２１に移送される。第２の冷却空間２１では、冷却管２３により二次冷却が行われる。第２の冷却空間２１で二次冷却されたコークス炉ガスは、ＣＯＧ排出路２４から排出される。
【００６９】
〔第２実施形態〕
図２は、本発明の第２実施形態を示す。
この例は、コークス炉ガスを１基の冷却塔２０で冷却するものである。この冷却塔２０は、基本的には上述した第１の冷却塔１と同様の構造である。一次冷却する第１の冷却管１３よりも二次冷却する第２の冷却管１４の数が多くなっている。
【００７０】
具体的には、以下の構造である。
【００７１】
上記冷却塔２０は、コークス炉ガスが導入される第１の冷却空間１１を備え、上記第１の冷却空間１１にコークス炉ガスを流通させるときに冷却する。
【００７２】
上記第１の冷却空間１１には、コークス炉ガスを導入するＣＯＧ導入路１７が接続されている。図示した例では、ＣＯＧ導入路１７は図の上側に接続されている。
また、第１の冷却空間１１には、コークス炉ガスを排出するＣＯＧ排出路２４が接続されている。図示した例では、ＣＯＧ排出路２４は図の下側に接続されている。
【００７３】
上記第１の冷却空間１１における高温側には、一次冷却水が通されて上記第１の冷却空間１１に導入された上記コークス炉ガスを一次冷却する複数の第１の冷却管１３が配置されている。上記第１の冷却空間１１における高温側とは、第１の冷却空間１１に導入されたコークス炉ガスが流通するときの上流側、つまりＣＯＧ導入路１７が接続された側である。
また、上記第１の冷却空間１１における低温側には、二次冷却水が通されて上記第１の冷却管で一次冷却された上記コークス炉ガスを二次冷却する複数の第２の冷却管１４が配置されている。上記第１の冷却空間１１における低温側とは、第１の冷却空間１１に導入されたコークス炉ガスが流通するときの下流側、つまりＣＯＧ排出路２４が接続された側である。
【００７４】
この例では、第１の冷却管１３よりも第２の冷却管１４の数が多くなっている。第２の冷却管１４の数は、上述した第１実施形態と同等の冷却能力が得られるように設定されている。
【００７５】
上記第１の冷却管１３の両端部は、各第１の冷却管１３に流れ込む一次冷却水が導入される上流側一次貯室１５ａと、各第１の冷却管１３から流れ出た一次冷却水を一時的に貯留する下流側一次貯室１５ｂとに連通している。
上記第２の冷却管１４の両端部は、各第２の冷却管１４に流れ込む二次冷却水が導入される上流側二次貯室１６ａと、各第２の冷却管１４から流れ出た二次冷却水を一時的に貯留する下流側二次貯室１６ｂとに連通している。
【００７６】
上記上流側一次貯室１５ａと上流側二次貯室１６ａの間は、隔壁１２で隔てられている。同様に、下流側一次貯室１５ｂと下流側二次貯室１６ｂの間も、隔壁１２で隔てられている。
【００７７】
上記上流側一次貯室１５ａには、一次冷却水を導入する一次冷却水導入路３ａが接続されている。上記下流側一次貯室１５ｂには、一次冷却水を排出する一次冷却水排出路３ｂが接続されている。
【００７８】
上記上流側二次貯室１６ａには、二次冷却水を導入する二次冷却水導入路２５が接続されている。上記下流側二次貯室１６ｂには、二次冷却水を排出する二次冷却水排出路１９が接続されている。
【００７９】
このような構成の冷却塔２０では、一次冷却水導入路３ａから導入された一次冷却水が、上流側一次貯室１５ａ、第１の冷却管１３、下流側一次貯室１５ｂと流れて一次冷却水排出路３ｂから排出される。
また、二次冷却水導入路２５から導入された二次冷却水は、上流側二次貯室１６ａ、第２の冷却管１４、下流側二次貯室１６ｂと流れて二次冷却水排出路１９から排出される。  第１の冷却空間１１に導入されたコークス炉ガスを、高温側にある第１の冷却管１３で一次冷却を行ない、低温側にある第２の冷却管１４で二次冷却を行う。
【００８０】
それ以外は、上記第１実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この例でも、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００８１】
〔各実施形態の効果〕
上記各実施形態は、つぎの効果を奏する。
【００８２】
上記各実施形態は、上記第１の冷却空間１１における高温側に配置した第１の冷却管１３に一次冷却水を通し、上記第１の冷却空間１１に導入された上記コークス炉ガスを一次冷却する。そして、上記第１の冷却管１３から出てきた上記一次冷却水から、上記コークス炉ガスとの熱交換で上記一次冷却水に蓄積された熱を熱回収手段５によって回収する。
このように、熱回収手段５で熱を回収するための一次冷却水を、第１の冷却空間１１の高温側で熱交換することにより、第１の冷却管１３を通る一次冷却水とのあいだで十分な熱交換が行われる。つまり、たとえばコークス炉ガスの発生量が急変したとしても、第１の冷却管１３から出てきた一次冷却水の温度は安定している。したがって、熱源としての再利用が行ないやすい。従来のように、熱源の温度が低すぎて他から熱を補充するなどの不都合が解消される。
【００８３】
上記各実施形態は、循環させる一次冷却水を第１の冷却空間１１の高温側で熱交換し、そこで一次冷却水に蓄積された熱を熱回収手段５によって回収する。
このため、第１の冷却管１３から出てきた一次冷却水の温度が安定する。したがって、熱源としての再利用が行ないやすい。従来のように、熱源の温度が低すぎて他から熱を補充するなどの不都合が解消される。循環させる一次冷却水は、必要な熱を回収できる範囲で流量をコントロールすればよい。このため、一次冷却水の流量のコントロール幅が小さくてすむ。
【００８４】
上記各実施形態は、上記一次冷却水として淡水を用い、上記二次冷却水として海水を用いる。このため、すべての冷却管に冷却水として海水を通す従来技術に比べ、淡水を循環使用する分だけ海水の消費量が減少し、冷却用の海水の購入コストを節減できる。
また、一次冷却である程度温度の下がったコークス炉ガスを冷却するのに海水を用いている。このため、すべての冷却管に冷却水として海水を通す従来技術に比べ、海水の温度が高くなり過ぎることに起因する冷却管の高温腐食を防止する。
【００８５】
上記各実施形態は、横方向に延びる第１の冷却管１３と第２の冷却管１４の交換周期を延長できる。
すなわち、二次冷却は、熱回収を考慮せずに任意でコントロールができる。したがって、冷却管を通す海水の流量を絞ることにより従来技術で生じていた問題が解消する。つまり、海水の流量が少なくなって海水中の砂が流れずに冷却管内に堆積することが防止される。また、冷却管内に堆積する砂による冷却効率の低下が防止される。さらに、砂が堆積した部分における冷却管の腐食が防止される。
【実施例】
【００８６】
図１に示す装置において、つぎの条件でコークス炉ガスの冷却を行った。
１．コークス炉ガスＡは、第１の冷却塔１と第２の冷却塔２に順次送られ、８０℃から３０℃まで冷却される。
２．第１の冷却塔１は、２つの領域に分けられている。コークス炉ガスの導入口に近い領域では、一次冷却水として６０℃の淡水（工業用水と凝縮水を混ぜた水）を２８０ｔ／ｈで流し、一次冷却を行う。コークス炉ガスの排出口に近い領域は、二次冷却水として第２の冷却塔２から移送されてくる海水を３２０ｔ／ｈの流量で流し、二次冷却を行う。
３．一次冷却水は、第１の冷却塔１で７５℃以上に昇温され、熱回収手段５（フラッシュタンク）に送られる。
４．熱回収手段５は、回収熱利用装置６（加熱器）を通じて真空ポンプ９につながっており、常時１４０ｔｏｒｒに維持されている。
５．熱回収手段５に送られた一時冷却水は、熱回収手段５内でフラッシュ蒸気を８．５ｔ／ｈの量で発生し、６０℃まで温度が低下する。
６．６０℃に低下した淡水は、貯留槽４に溜められ、循環ポンプ７により第１の冷却塔１に戻り、再度７５℃まで昇温される。
７．一連の操作により、第１の冷却管１３、第２の冷却管１４、冷却管２３の閉塞や腐食などの問題を解消するとともに、熱交換で得た熱をフラッシュ蒸気として回収し・再利用できる。
【００８７】
具体的な事例としてつぎの効果を得られる。
（１）第１の冷却管１３、第２の冷却管１４、冷却管２３の寿命が、１３年から２０年に延長する。
（２）冷却水としての海水の使用量が、時間あたり３５０トン減少した。
（３）熱回収が安定することにより、補助蒸気の使用量が年間５２０トン減少した。
【００８８】
〔変形例〕
上述した各実施形態は、本発明を横型の冷却塔に適用した例を示している。つまり、第１の冷却管１３および第２の冷却管１４が、それぞれ一次冷却水と二次冷却水を横方向に流すように配置されたものである。
本発明の適用範囲はこれに限定するものではなく、縦型の冷却塔に適用することもできる。つまり、第１の冷却管１３および第２の冷却管１４が、それぞれ一次冷却水と二次冷却水を縦方向に流すように配置したものとすることもできる。
【００８９】
また、以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は図示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。
【符号の説明】
【００９０】
１：第１の冷却塔
２：第２の冷却塔
３：循環路
３ａ：一次冷却水導入路
３ｂ：一次冷却水排出路
３ｃ：一次冷却水回収路
４：貯留槽
５：熱回収手段
６：回収熱利用装置
７：循環ポンプ
８：排出路
９：真空ポンプ
１０：回収路
１１：第１の冷却空間
１２：隔壁
１３：第１の冷却管
１４：第２の冷却管
１５ａ：上流側一次貯室
１５ｂ：下流側一次貯室
１６ａ：上流側二次貯室
１６ｂ：下流側二次貯室
１７：ＣＯＧ導入路
１８：ＣＯＧ移送路
１９：二次冷却水排出路
２０：冷却塔
２１：第２の冷却空間
２２ａ：上流側貯室
２２ｂ：下流側貯室
２３：冷却管
２４：ＣＯＧ排出路
２５：二次冷却水導入路
２６：二次冷却水移送路
２８：スチーム路
２９：凝縮水ポンプ
３０：リターン板
【図１】
2016124874.tif 000003
【図２】
2016124874.tif 000004