JP5825031B2

JP5825031B2 - 安水配管

Info

Publication number: JP5825031B2
Application number: JP2011226702A
Authority: JP
Inventors: 康秀岡田; 神山　朋典; 朋典神山
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: JP2013087143A

Description

本発明は、安水を噴射するスプレーノズルに安水を供給する安水配管に関するものである。

コークス炉でコークスを製造する際に炭化室内で発生するコークス炉ガスは約８００℃と非常に高温である。このような高温のコークス炉ガスを直接コークス炉ガスの利用設備に供給した場合、コークス炉ガスを供給する配管や利用設備が損傷する可能性がある。このため、コークス炉では、炭化室の天井部に形成された上昇管とコークス炉ガスの利用設備にコークス炉ガスを供給するドライメン配管とを接続するベンド部にスプレーノズルを設置し、スプレーノズルから安水を噴射ことによってコークス炉ガスおよびベンド部の内壁部分を冷却している。しかしながら、一般に、スプレーノズルから噴射される安水は、コークス炉ガスの冷却過程で生成された安水を再利用したものである。このため、安水をスプレーノズルに供給した際、安水に含まれているタール成分によってスプレーノズルの閉塞が生じることがある。このような背景から、従来までに、安水と安水中に含まれるタール成分とを効率的に分離する技術が提案されている（特許文献１〜７参照）。

特開昭５８−２７６０６号公報特開昭５８−１２４４４７号公報特開昭５９−３６５２６号公報特開平２−１７２０３号公報特開平３−１３８５３５号公報特開平６−１３６３６６号公報特開２０１０−２０９１５９号公報

ところで、スプレーノズルに安水を供給する配管には、低圧の安水を供給する低圧安水配管と高圧の安水を供給する高圧安水配管との２系統がある。低圧安水配管から供給される低圧の安水は、スプレーノズルによってベンド部の内壁面に噴射されることにより、ベンド部の内壁面を冷却すると共にベンド部の内壁面にタール成分が付着することを抑制する。一方、高圧安水配管から供給される高圧の安水は、スプレーノズルによってコークス炉ガスに噴射されることにより、コークス炉ガスを冷却すると共にエジェクター効果によってコークス炉ガスをドライメン配管側に吸引する。しかしながら、このような安水配管の構成によれば、安水配管の底部にタール成分が滞留し、塊状若しくは液状であっても凝集した状態のタール成分が安水配管からスプレーノズルに供給されることによって、スプレーノズルが閉塞する可能性がある。特に低圧安水配管では、安水の流速が高圧安水配管内における安水の流速より遅いために、比重１．１〜１．３程度のタール成分が配管の底部に沈殿しやすく、スプレーノズルの閉塞が生じやすい。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、タール成分によるスプレーノズルの閉塞を抑制可能な安水配管を提供することにある。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る安水配管は、安水を噴射するスプレーノズルに安水を供給する安水配管であって、前記安水が流通する、水平方向に延びる本管と、前記本管内を流通する安水を前記スプレーノズルに供給する、前記本管の側壁部又は上部に形成された取り出し用配管と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る安水配管は、上記発明において、前記本管の底部に滞留しているタール成分を排出するための、前記本管の底部に設けられたタール抜き用配管を備えることを特徴とする。

本発明に係る安水配管は、上記発明において、前記タール抜き用配管に設けられた、前記タール抜き用配管を流れる安水の流量を制御するコントロールバルブを備えることを特徴とする。

本発明に係る安水配管によれば、タール成分によってスプレーノズルが閉塞することを抑制できる。

図１は、本発明の一実施形態である安水配管が適用されるコークス炉の構成を示す斜視図である。図２は、図１に示す上昇管およびドライメーン配管の構成を示す断面図である。図３は、低圧安水配管および高圧安水配管の構成を示す模式図である。図４は、本発明の一実施形態である低圧安水配管の構成を示す断面図である。図５は、本発明の一実施形態である低圧安水配管の変形例の構成を示す断面図である。図６は、本管の端部や所定位置における低圧安水配管の構成を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である安水配管の構成について説明する。

〔コークス炉の構成〕
始めに、図１乃至図３を参照して、本発明の一実施形態である安水配管が適用されるコークス炉の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である安水配管が適用されるコークス炉の一構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示す上昇管およびドライメン配管の構成を示す断面図である。図３は、低圧安水配管および高圧安水配管の構成を示す模式図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態である安水配管が適用されるコークス炉１は、複数の炭化室２および燃焼室３を備えている。複数の炭化室２および燃焼室３は図示しない蓄熱室の上部に交互に配列され、各炭化室２の天井部には複数の装炭口４が形成されている。複数の装炭口４は、コークス炉１の上部を走行する装炭車５によって搬送される石炭を炭化室２内に装入するためのものである。装炭口４から炭化室２内に装入された石炭は、隣接する燃焼室３からの熱を受けることによって乾留し、赤熱コークスとなって炭化室２から押出機６によって押し出される。炭化室２から押し出された赤熱コークスは、図示しないガイド車を介して図示しない消火車に受け渡され、図示しない消火車によって図示しない赤熱コークス消火設備へと搬送される。

乾留に伴い炭化室２内で発生するコークス炉ガスは、炭化室２の天井部に設けられた上昇管７を介して集合管であるドライメン配管８に吸引され、コークス炉ガスを利用する設備に搬送される。図２に示すように、上昇管７とドライメン配管８とはベンド配管９を介して接続されている。ベンド配管９は、冷却スプレーノズル１１と、濡れ壁スプレーノズル１２とを備えている。

図３に示すように、冷却スプレーノズル１１は、コントロールバルブ１３ｂおよび三方弁１４を介して高圧安水配管１５に接続され、高圧安水配管１５内を流通する高圧の安水をベンド配管９内のコークス炉ガスに噴射する。冷却スプレーノズル１１からコークス炉ガスに安水を噴射することによって、コークス炉ガスは４００〜６００℃程度から約９０℃まで冷却され、ガス、コールタール、および安水のガス液となる。また、冷却スプレーノズル１１からコークス炉ガスに安水を噴射することによるエジェクター効果によって、上昇管７内のコークス炉ガスはドライメン配管８へと吸引される。なお、三方弁１４はコントロールバルブ１３ｃを介して低圧安水配管１６に接続され、コントロールバルブ１３ｃの開度を制御することにより冷却スプレーノズル１１への高圧の安水の供給量を制御可能に構成されている。なお、コントロールバルブ１３ａ〜１３ｃは、安水を供給／遮断可能な開閉弁であってもよい。

濡れ壁スプレーノズル１２は、コントロールバルブ１３ａを介して低圧安水配管１６に接続され、低圧安水配管１６内を流通する低圧の安水をベンド部９の内壁面に噴射する。濡れ壁スプレーノズル１２からベンド配管９の内壁面に安水を噴射することによって、ベンド配管９が冷却されると共にベンド配管９の内壁にカーボンが付着することを抑制できる。

ところで、このような構成を有するコークス炉１では、低圧安水配管１６の内底部にタール成分が滞留し、塊状若しくは液状であっても凝集した状態のタール成分が低圧安水配管１６から濡れ壁スプレーノズル１２に供給されることによって、濡れ壁スプレーノズル１２が閉塞する可能性がある。そこで、本発明の一実施形態であるコークス炉１では、低圧安水配管１６を以下に示すように構成することによって、低圧安水配管１６から濡れ壁スプレーノズル１２にタール成分が供給されることを抑制する。以下、図４乃至図６を参照して、本発明の一実施形態であるコークス炉１における低圧安水配管１６の構成について説明する。

〔低圧安水配管の構成〕
図４は、本発明の一実施形態である低圧安水配管の構成を示す断面図である。図５は、本発明の一実施形態である低圧安水配管の変形例の構成を示す断面図である。図４に示すように、本発明の一実施形態である低圧安水配管１６は、低圧の安水が流れる円筒形状の本管１６ａと、本管１６ａの側壁部に形成された、濡れ壁スプレーノズル１２に本管１６ａ内の安水を供給する立ち下がり配管１６ｂとを備えている。立ち下がり配管１６は、本発明に係る取り出し用配管として機能する。このような低圧安水配管１６の構成によれば、立ち下がり配管１６ｂが本管１６ａの側壁部に形成されているので、低圧安水配管１６の内底部に滞留したタール成分が立ち下がり配管１６ｂに流れ込まず、低圧安水配管１６から濡れ壁スプレーノズル１２にタール成分が供給されることを抑制できる。

なお、冷却スプレーノズル１１もタール成分によって閉塞することがある。但し、冷却スプレーノズル１１のノズル径は濡れ壁スプレーノズル１２のノズル径よりも大きく、また、冷却スプレーノズル１１は濡れ壁スプレーノズル１２よりも高圧、換言すれば、高流速の安水を噴射するために、冷却スプレーノズル１１は濡れ壁スプレーノズル１２と比べてタール成分によって閉塞しにくい。このため、冷却スプレーノズル１１にも濡れ壁スプレーノズル１２と同様の立ち下がり配管１６ｂを設けるようにしてもよい。

また、立ち下がり配管１６ｂは、滞留したタール成分が流れ込まない位置に形成されていれば良く、例えば図５に示すように、本管１６ａの上部に形成されていてもよい。また、図４又は図５に示す立ち下がり配管１６ｂの構成は濡れ壁スプレーノズル１２に安水を供給する配管の構成（図３に示す配管Ａ）であるが、ドライメン配管８に低圧の安水を直接供給する部分では、立ち下がり配管１６ｂは図６に示すように本管１６ｂの底部に形成されていてもよい。このような立ち下がり配管１６ｂは、本管１６ａの端部や所定位置（図３に示す配管Ｂ，配管Ｂ’）に配置できる。このような構成によれば、本管１６ａの底部に滞留しているタール成分をドライメン配管８に直接排出し、滞留しているタール成分が立ち下がり配管１６ｂ側に溢れ出すことを抑制できる。また、図６に示すような立ち下がり配管１６ｂには、コントロールバルブ１３ｄ（図３参照）を設け、コントロールバルブ１３ｄの開度を手動又は自動で制御することによって本管１６ａの底部に滞留しているタール成分を確実にドライメン配管８側に排出できるようにすることが望ましい。また、この場合、ドライメン配管８の両端部に接続された配管Ｂ’（図３参照）の径は他の配管の径よりも大きくすることが望ましい。このような構成によれば、本管１６ａの底部に滞留しているタール成分をより確実にドライメン配管８側に排出できる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者などによりなされる他の実施の形態、実施例、および運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。

１コークス炉
２炭化室
３燃焼室
４装炭口
５装炭車
６押出機
７上昇管
８ドライメン配管
９ベンド配管
１１冷却スプレーノズル
１２濡れ壁スプレーノズル
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄコントロールバルブ
１４三方弁
１５高圧安水配管
１６低圧安水配管
１６ａ本管
１６ｂ立ち下がり配管

Claims

安水を噴射するスプレーノズルに安水を供給する安水配管であって、
前記安水が流通する、水平方向に延びる本管と、
前記本管内を流通する安水を前記スプレーノズルに供給する、前記本管の側壁部又は上部に形成された取り出し用配管と、
前記本管の底部に滞留しているタール成分を排出するための、前記本管の底部に形成されたタール抜き用配管と、を備え、
前記タール抜き用配管は、ドライメン配管の端部に接続され、かつ、前記タール抜き用配管内を流通する安水の流量を制御するコントロールバルブを備える
ことを特徴とする安水配管。