(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面に酸素吹込みノズルを設け、噴射口を開口したその酸素吹込みノズルの上面を炉内に露出させた一酸化炭素発生炉において、酸素吹き込みノズルの上面を噴射口から外周に向かって下り傾斜にすると共に、噴射口から下方に延びる垂直管部を設け、垂直管部の下端に着脱自在の清掃用蓋を取り付け、さらに、酸素吹き込みノズルへ酸素を供給する供給管を垂直管部の途中部分に接続したものであって、炉の下方に冷却水を貯留して炉の底面を冷却水に浸漬させることにより冷却するウォータカップを備え、上記垂直管部の下端をウォータカップを貫通させ清掃用蓋をウォータカップの下部に位置させると共に、上記供給管はウォータカップ内で垂直管部に接続されることを特徴とする酸素吹込みノズル。
【請求項２】
上記酸素吹込みノズルの上面を噴射口を最上部として半球状に形成したことを特徴とする請求項１記載の酸素吹込みノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一酸化炭素発生炉の底面に設けられた酸素吹込みノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記酸素吹込みノズルとして知られている従来のものでは、噴射口を開口した上面が平坦に形成されている。その酸素吹込みノズルの上面は一酸化炭素発生炉の底面と同一平面上で炉内に露出している。
【０００３】
一酸化炭素発生炉では、上記酸素吹込みノズルの噴射口から炉内に酸素を吹き込んで燃料となるコークスを燃焼させる。酸素が豊富な炉内の下部ではコークスの表面で炭素の酸化反応が生じ二酸化炭素が生成されるが、酸素濃度が低い炉内の上部では二酸化炭素が還元され、一酸化炭素が発生する。発生した一酸化炭素は一酸化炭素精製装置に送り込まれ、ホスゲンの製造などに供される。
【０００４】
コークスが燃焼して一定量のスラッグが炉内の底面に堆積し、酸素吹込みノズルの噴射口を閉塞すると、炉内に酸素が供給されなくなるため、コークスの燃焼が不十分となり、一酸化炭素の発生量が減少する。そのため、酸素吹込みノズルの噴射口を閉塞したスラッグを除去する必要があるが、スラッグの除去作業は一酸化炭素発生炉の運転を停止してから行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上面を平坦に形成した上記従来の酸素吹込みノズルでは、一酸化炭素発生炉の底面と酸素吹込みノズルの上面とが同一平面上に位置しているため、その上面にスラッグが堆積しやすく、酸素吹き込みノズルの噴射口はスラッグによって閉塞されやすかった。
【０００６】
また、酸素吹込みノズルが複数設けられている一酸化炭素発生炉では、閉塞された噴射口周辺と他の閉塞されていない噴射口周辺との間で燃焼むらが生じる。燃焼むらが生じるのを防ぐためには、噴射口が閉塞されていない酸素吹込みノズルからより大量の酸素を供給しなければならず、噴射口が閉塞されていない酸素吹き込みノズルに過剰な負担をかけるおそれがあった。
【０００７】
噴射口を閉塞したスラッグを除去するには、一酸化炭素発生炉を消火して運転を停止しなければならないため、噴射口がスラッグによって閉塞されやすい上記一酸化炭素発生炉ではスラッグの除去作業の頻度が比較的多くなり、稼動効率が低下するという不都合があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、一酸化炭素発生炉の底面に設けられた酸素吹込みノズルの噴射口が、スラッグによって閉塞されにくい酸素吹込みノズルを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る一酸化炭素発生炉の酸素吹き込みノズルは、底面に酸素吹込みノズルを設け、噴射口を開口したその酸素吹込みノズルの上面を炉内に露出させた一酸化炭素発生炉において、酸素吹き込みノズルの上面を噴射口から外周に向かって下り傾斜にすると共に、噴射口から下方に延びる垂直管部を設け、垂直管部の下端に着脱自在の清掃用蓋を取り付け、さらに、酸素吹き込みノズルへ酸素を供給する供給管を垂直管部の途中部分に接続したものであって、炉の下方に冷却水を貯留して炉の底面を冷却水に浸漬させることにより冷却するウォータカップを備え、上記垂直管部の下端をウォータカップを貫通させ清掃用蓋をウォータカップの下部に位置させると共に、上記供給管はウォータカップ内で垂直管部に接続されることを特徴とする。
【００１０】
上記酸素吹き込みノズルの上面は、例えば噴射口を最上部として半球状に形成されているのが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、一酸化炭素発生炉の底面にスラッグが堆積しても、酸素吹込みノズルの上面では、スラッグが噴射口に留まることなく上面の外周に向かって流れやすくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は略円錐形の一酸化炭素発生炉の本体である。本体１の上部は、母線の傾斜の角度が下部よりも緩やかに形成されている。その本体１の上部にはコークスの供給口１ａが開口されている。そのコークスの供給口１ａにはコークスを貯蔵するホッパー２の出口が接合されている。ホッパー２の出口には炉内へのコークスの供給を調整するために、スライド自在な仕切り板２１が差し込まれている。ホッパー２から炉内にコークスを供給する場合は、仕切り板２１をホッパー２の出口を開放する方向にスライドする。一方、所定量のコークスが炉内に供給されると、仕切り板２１をホッパー２の出口を遮断する方向にスライドしてコークスの供給を中止する。
【００１３】
本体１の上部には、コークスの供給口１ａとは別の位置に一酸化炭素の送出口１ｂが開口されている。一酸化炭素の送出口１ｂには一酸化炭素の送出管３が接続されている。
【００１４】
なお、コークスの供給口１ａから炉内にコークスを供給する際に、コークスの粉が一酸化炭素の送出口１ｂの側に飛散して、発生した一酸化炭素が再び酸化するおそれがある。そこで、コークスの供給口１ａには、コークスの粉が一酸化炭素の送出口１ｂの方向に飛散する進路を遮断する位置に飛散防止板４が取り付けられている。
【００１５】
本体１の側面の外周は、ウォータージャケット５によって包囲されている。ウォータージャケット５と本体１との間には冷却水が供給される隙間６が形成されている。ウォータージャケット５の上端部５ａはラッパ状に広がっており、その上端部５ａの側面にジャケットオーバーフロー口５ｂが開口されている。ジャケットオーバーフロー口５ｂには排水管７が接続されている。
【００１６】
隙間６には、ウォータージャケット５の下部に設けられた冷却水入口管８から冷却水が供給される。冷却水入口管８から継続的に冷却水を供給すると、冷却水は本体１を冷却しながら次第に上端部５ａに向かう。冷却水がジャケットオーバーフロー口５ｂに達すると、排水管７を通って冷却水排水槽９に流れ込む。
【００１７】
上記のような構成で本体１を冷却することにより、常に新たな冷却水が隙間６に供給され、コークスが燃焼して熱が発生しても、本体１の溶融による損失は防止される。なお、本体１の側面を冷却する冷却水の動きを白抜きの矢印で示した。
【００１８】
ウォータージャケット５の下部には、冷却水入口管８とは別の位置にウォータージャケット５と本体１とを貫通してマンホール１０が開口されている。炉内に堆積したスラッグの除去は、一酸化炭素発生炉を消火して運転を停止した後、マンホール１０から取り出すことによって行う。なお、マンホール１０は一酸化炭素発生炉の運転中は、蓋１０ａによって塞がれている。
【００１９】
本体１の下方にはウォーターカップ１１が設置されている。コークスの燃焼によって熱せられた本体１の底面１ｃは、ウォータカップ１１に供給された冷却水によって裏面から冷却される。
【００２０】
本体１の底面１ｃに開口されている挿入孔１ｄには、酸素吹込みノズル１２が挿入されている。酸素吹き込みノズル１２には、炉外から本体１とウォーターカップ１１との間を通って酸素の供給管１３が接続されている。
【００２１】
酸素の供給管１３から酸素吹込みノズル１２に供給された酸素は、噴射口１２ａから本体１の内部に吹き込まれる。
【００２２】
ホッパー２から本体１の内部に供給されたコークスを燃焼させると、コークスの表面では炉内に吹き込まれた酸素によって炭素の酸化反応が生じ二酸化炭素が生成されるが、本体１の上部では次第に酸素濃度が減少し、上記二酸化炭素は還元され一酸化炭素が発生する。発生した一酸化炭素は、ダクト１４を介して送出管３に接続されている一酸化炭素精製装置（図示せず）に送り込まれ、ホスゲンの製造などに供される。
【００２３】
図２を参照して、１２ｂは、一酸化炭素発生炉の底面１ｃに設けられた挿入孔１ｄに挿入された酸素吹込みノズル１２の上面のうち、中央に噴射口１２ａを開口し炉内に露出している部分である。炉内に露出している上面１２ｂは噴射口１２ａから外周に向かって下り傾斜になっている。本実施の形態では、炉内に露出している上面１２ｂは噴射口１２ａを最上部として半球状に形成した。
【００２４】
酸素吹込みノズル１２の上面のうち、本体１の内部に露出していない外周部分１２ｂ’は、挿入孔１ｄよりも大きく形成され、底面１ｃの裏面側に位置している。本実施の形態では、本体１の内部に露出していない上面１２ｂ’は階段状に形成した。底面１ｃの裏面と本体１の内部に露出していない上面１２ｂ’との間に形成された隙間には、ノズル座１５を嵌め込んで酸素吹込みノズル１２を底面１ｃに固定する。ノズル座１５は底面１ｃの裏面で固定されている。
【００２５】
酸素吹込みノズル１２の上面１２ｂを上記のような形状にすることにより、底面１ｃにスラッグが堆積しても、上面１２ｂが噴射口１２ａから外周に向かって下り傾斜になっているので、噴射口１２ａ付近ではスラッグは止まることなく、上面１２ｂに沿って外周方向に流れる。
【００２６】
なお、酸素吹込みノズル１２の下端は、噴射口１２ａの掃除口１２ｃが取り付けられている。掃除口１２ｃはウォーターカップ１１の底面から外部に露出している。一酸化炭素発生炉の運転中は、掃除口１２ｃの先端はキャップ１２ｄで塞がれてる。噴射口１２ａからノズルの内部に入り込んだスラッグは、一酸化炭素発生炉を消火して運転を停止した後、キャップ１２ｄを外し、例えば図示しないノズル突き棒を掃除口１２ｃから噴射口１２ａに向けて挿入することにより、一酸化炭素発生炉の内部に押し出して除去することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、酸素吹込みノズルの上面を噴射口から外周に向かって下り傾斜にしたので噴射口がスラッグによって閉塞されにくくなる。
【００２８】
また、スラッグの除去作業の頻度も従来の酸素吹込みノズルに比べ少なくなったため、一酸化炭素発生炉の稼動効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一酸化炭素発生炉の側断面図
【図２】酸素吹込みノズルの側断面図図
【符号の説明】
１      本体
２      ホッパー
３      一酸化炭素の送出管
４      飛散防止板
５      ウォータージャケット
６      隙間
７      排水管
８      冷却水入口管
９      冷却水排水槽
１０    マンホール
１１    ウォーターカップ
１２    酸素吹込みノズル
１２ａ  噴射口
１２ｂ  酸素吹込みノズルの上面のうち炉内に露出している部分
１３    酸素の供給管
１４    ダクト
１５    ノズル座
【図１】
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【図２】
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