JP2011074225A - コークス湿式消火方法および湿式消火設備 - Google Patents

Abstract

【課題】コークス炉から排出された赤熱コークスの湿式消火を行うに際して、消火後のコークスの含有水分の上昇を抑制できるとともに、短時間で効率的に湿式消火を行うことができるコークス湿式消火方法およびコークス湿式消火設備を提供する。
【解決手段】コークス炉から排出された赤熱コークス１を傾斜した底板１２を有する消火貨車１０Ａに搭載して赤熱コークス１の湿式消火を行うに際して、底板１２上に積載されている赤熱コークス１の上面に消火水を散水するとともに、底板１２を貫通させた下部消火用給水配管１８を経由して赤熱コークス１の下面に消火水を給水する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コークス炉から排出された赤熱コークスの湿式消火方法および湿式消火設備に関するものである。

石炭をコークス炉で乾留することでコークスが製造される。このとき、コークス炉から排出された乾留後のコークス（赤熱コークス）を高炉などへ輸送の際にベルトコンベヤなどの輸送設備が焼損することを防止するために、赤熱コークスに多量の水を散水して、ベルトコンベヤ等で輸送可能な温度（例えば２５０℃以下）まで冷却している。この散水による消火を湿式消火と呼んでいる。

一般的には、コークス炉からの赤熱コークスを消火貨車に搭載し、その消火貨車を消火塔に移動させて、消火塔内で消火貨車に搭載されている赤熱コークスに多量の水（消火水）を散水することで、赤熱コークスの湿式消火を行っている（例えば、特許文献１参照）。

上記のような赤熱コークスの湿式消火方法の一例を図３に示す。ここで、図３は、赤熱コークス（赤熱コークス塊）１を搭載した消火貨車１０Ｎが軌道５上を走行して消火塔内に引き込まれた状態を消火貨車１０Ｎの進行方向（前後方向）から見たものである。

図３に示すように、消火貨車１０Ｎは、赤熱コークス１が搭載されるコークス搭載ボックス１１を備えており、そのコークス搭載ボックス１１は、消火貨車１０Ｎの幅方向に所定の角度で傾斜し、その上に赤熱コークス１が積載される底板１２と、底板１２の傾斜上端部Ｐ点に配設された側板（上端側側板）１３と、底板１２の傾斜下端部Ｑ点に配設された側板（下端側側板）１４と、底板１２の前端部に配設された前板（図示せず）と、底板１２の後端部に配設された後板（図示せず）を有している。

なお、下端側側板１４の下部には、消火したコークス１をコークス搭載ボックス１１内から外部に排出するためのゲート１５が設けられている。通常、下端側側板１４の全体高さの内、下端Ｑ点から全体高さの約１／３の高さ位置Ｒ点までの部分（図２中の範囲Ｅ）がゲート１５になっている。ゲート１５を開くと、底板１２の傾斜に沿って赤熱コークス１が滑り落ちて、ゲート１５から外部に排出される。

ここで、通常、コークス搭載ボックス１１に赤熱コークス塊１を搭載する際には、底板１２の傾斜上端部Ｐ点から傾斜下端部Ｑ点までの底板１２全体に亘って赤熱コークス塊１を積載するのではなく、底板１２の所定の高さ位置まで赤熱コークス塊１を積載するようになっている。すなわち、底板１２の傾斜上端部Ｐ点から所定距離下がった底板１２上の位置Ｃ点に赤熱コークス塊１の上面が位置するように積載する。

一方、消火塔内には、消火貨車１０Ｎに搭載されている赤熱コークス塊１を消火するために、散水装置２０Ｎが消火貨車１０Ｎの上方に位置するように設置されている。散水装置２０Ｎは、消火水が貯留されたヘッドタンク２１と、ヘッドタンク２１から延設された主散水配管２２と、主散水配管２２に設置された散水バルブ２３と、主散水配管２２から分岐した散水配管２４と、散水配管２４の先端に取り付けられた散水ノズル２５とを備えている。なお、通常、散水ノズル２５は、消火貨車１０Ｎの幅方向に複数個、消火貨車１０Ｎの前後方向に複数列配置されている。

これによって、赤熱コークス１を搭載した消火貨車１０Ｎが消火塔内に引き込まれると、散水装置２０Ｎが作動して、ヘッドタンク２１内の消火水が、主散水配管２２、散水バルブ２３、散水配管２４を経由して、散水ノズル２５から噴射され、消火貨車１０Ｎに搭載されている赤熱コークス（赤熱コークス塊）１の上面に散水されるようになっている。

そして、散水装置２０Ｎによる赤熱コークス１の消火が完了したら、消火塔内から消火貨車１０を一時仮置場（ワーフ）に移動させ、コークス搭載ボックス１１のゲート１５を開いて、消火したコークス１をワーフに排出する。

特開昭５８−２１３０８４号公報

高炉操業においては、コークスが含有する水分が低いほど燃費は向上し、また、熱変動による減風が無くなるなどのメリットがあるため、消火後のコークスの含有水分は低いことが好ましい。

これに対して、図３に示したような従来の湿式消火方法においては、消火貨車１０Ｎに搭載されている赤熱コークス塊１の上面に消火水を散水するようにしているので、赤熱コークス塊１の上部より消火が開始され、徐々に赤熱コークス塊１の下部に向けて消火水が浸透し、赤熱コークス塊１の最下部の消火をもって散水完了となるため、その間、コークス塊１上面に消火水が掛かり続けることとなり、その消火水が既に消火されているコークス塊１内部に浸透して、消火後のコークスの含有水分が上昇するという問題があった。

しかも、赤熱コークス塊１の最下部の消火が完了まで散水時間を要することから、コークス炉操業においてサイクルタイムが遅延するという問題があった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、コークス炉から排出された赤熱コークスの湿式消火を行うに際して、消火後のコークスの含有水分の上昇を抑制できるとともに、短時間で効率的に湿式消火を行うことができるコークス湿式消火方法およびコークス湿式消火設備を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］コークス炉から排出された赤熱コークスを傾斜した底板を有する消火貨車に搭載して赤熱コークスの湿式消火を行うコークス湿式消火方法において、
前記底板上に積載されている赤熱コークスの上面に消火水を散水するとともに、前記底板を貫通させた流路を経由して赤熱コークスの下面に消火水を給水することを特徴とするコークス湿式消火方法。

［２］コークス炉から排出された赤熱コークスを傾斜した底板を有する消火貨車に搭載して赤熱コークスの湿式消火を行うコークス湿式消火設備において、
前記底板上に積載されている赤熱コークスの上面に消火水を散水する手段と、前記底板を貫通した流路を経由して赤熱コークスの下面に消火水を給水する手段とを備えていることを特徴とするコークス湿式消火設備。

本発明においては、コークス炉から排出された赤熱コークスの湿式消火を行うに際して、赤熱コークス塊の上面に散水された消火水が赤熱コークス塊の内部を下方に向かって浸透していくだけでなく、底板を貫通させた流路を経由して赤熱コークスの下面に給水された消火水が底板に沿って下方に浸透していくので、これまで消火が最後になっていた赤熱コークス塊の最下部に消火水が迅速に到達して、素早く消火が行われるようになる。その結果、コークス塊の上面に散水する消火水の量が少なくて済むようになり、既に消火されているコークス塊内部に消火水が浸透することが低減されるとともに、コークス塊全体を消火するために掛かる消火時間も短縮される。

したがって、本発明を用いることによって、赤熱コークスの湿式消火を行う際に、消火後のコークスの含有水分の上昇を抑制できるとともに、短時間で効率的に湿式消火を行うことができる。

本発明の実施形態１を示す図である。 本発明の実施形態２を示す図である。 従来技術を示す図である。

本発明は、コークス炉から排出された赤熱コークスを傾斜した底板を有する消火貨車に搭載して赤熱コークスの湿式消火を行うに際して、底板上に積載されている赤熱コークスの上面に消火水を散水するとともに、底板を貫通させた流路を経由して赤熱コークスの下面に消火水を給水するようにしたものである。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［実施形態１］
図１に、本発明の実施形態１に係る赤熱コークスの湿式消火方法を示す。ここで、図１は、赤熱コークス（赤熱コークス塊）１を搭載した消火貨車１０Ａが軌道５上を走行して消火塔内に引き込まれた状態を消火貨車１０Ａの進行方向（前後方向）から見たものである。

図１において、消火貨車１０Ａは、図３で示した従来の消火貨車１０Ｎと基本的な構成は同様である。すなわち、消火貨車１０Ａは、赤熱コークス１が搭載されるコークス搭載ボックス１１を備えており、そのコークス搭載ボックス１１は、消火貨車１０の幅方向に所定の角度で傾斜し、その上に赤熱コークス１が積載される底板１２と、底板１２の傾斜上端部Ｐ点に配設された側板（上端側側板）１３と、底板１２の傾斜下端部Ｑ点に配設された側板（下端側側板）１４と、底板１２の前端部に配設された前板（図示せず）と、底板１２の後端部に配設された後板（図示せず）を有している。

なお、下端側側板１４の下部には、消火したコークス１をコークス搭載ボックス１１内から外部に排出するためのゲート１５が設けられている。通常、下端側側板１４の全体高さの内、下端Ｑ点から全体高さの約１／３の高さ位置Ｒ点までの部分（図１中の範囲Ｅ）がゲート１５になっている。ゲート１５を開くと、底板１２の傾斜に沿って赤熱コークス１が滑り落ちて、ゲート１５から外部に排出される。

ここで、コークス搭載ボックス１１に赤熱コークス塊１を搭載する際には、底板１２の傾斜上端部Ｐ点から傾斜下端部Ｑ点までの底板１２全体に亘って赤熱コークス塊１を積載するのではなく、底板１２の所定の高さ位置まで赤熱コークス塊１を積載するようになっている。すなわち、底板１２の傾斜上端部Ｐ点から所定距離下がった底板１２上の位置Ｃ点に赤熱コークス塊１の上面が位置するように積載する。

一方、消火塔内には、消火貨車１０に搭載されている赤熱コークス塊１を消火するために、散水装置２０Ａが消火貨車１０の上方に位置するように設置されている。

この散水装置２０Ａは、図３に示した従来の散水装置２０Ｎと同様であり、消火水が貯留されたヘッドタンク２１と、ヘッドタンク２１から延設された主散水配管２２と、主散水配管２２に設置された散水バルブ２３と、主散水配管２２から分岐した散水配管２４と、散水配管２４の先端に取り付けられた散水ノズル２５とを備えている。なお、散水ノズル２５は、消火貨車１０Ａの幅方向に複数個、消火貨車１０Ａの前後方向に複数列配置されている。

その上で、この実施形態１においては、底板１２を下方から貫通させた流路（配管）を設置し、その流路（配管）を経由して赤熱コークス塊１の下面に消火水を給水するようにしており、そのために、消火貨車１０Ａは、消火水を貯留した給水タンク（下部消火用給水タンク）１６と、給水タンク１６から底板１２を貫通して底板１２の上面に延びる給水配管（下部消火用給水配管）１８と、給水タンク１６の消火水を圧送するために給水配管１８の途中に設置された給水ポンプ（下部消火用給水ポンプ）１７とを備えている。

ここで、下部消火用給水配管１８の先端（放水口）の位置Ｆ点は、底板１２の傾斜下端側に向かう水平方向をＡ方向、底板１２の傾斜上端側に向かう水平方向をＢ方向とすると、赤熱コークス塊１が積込まれる最上部（図１中のＣ点）からＢ方向に５００ｍｍの位置（図１中のＧ点）より、Ａ方向に向かった位置に設置する。すなわち、図１中の範囲Ｄ（Ｇ点からＱ点までの幅方向範囲）に設置する。その際、下部消火用給水配管１８の放水口がＡ方向（底板１２の傾斜下端部側方向）に向くようにしている。なお、下部消火用給水配管１８の放水口も消火貨車１０Ａの前後方向に複数配置する。

そして、下部消火用給水配管１８からの給水時間は、下部消火用給水ポンプ１７の作動時間によって調整する。

これにより、赤熱コークス１を搭載した消火貨車１０Ａが消火塔内に引き込まれると、散水装置２０Ａが作動して、ヘッドタンク２１内の消火水が、主散水配管２２、散水バルブ２３、散水配管２４を経由して、散水ノズル２５から噴射され、消火貨車１０に搭載されている赤熱コークス塊１の上面に散水されるとともに、下部消火用給水給水タンク１６内の消火水が、下部消火用給水配管１８を経由して放水口Ｆ点から噴射され、底板１２の上面（赤熱コークス塊１の下面）に給水されるようになっている。

これによって、この実施形態１においては、散水ノズル２５から赤熱コークス塊１の上面に散水された消火水が赤熱コークス塊１の内部を下方に向かって浸透していくだけでなく、下部消火用給水配管１８によって底板１２の上面（赤熱コークス塊１の下面）に給水された消火水が底板１２に沿って下方に浸透していくので、従来は消火が最後になっていた赤熱コークス塊の最下部（例えば、図１中のＱ点、Ｒ点、Ｓ点で囲まれた部分）に消火水が迅速に到達して、素早く消火が行われるようになる。

その結果、散水ノズル２５からコークス塊１の上面に散水する消火水の量が少なくて済むようになり、既に消火されているコークス塊内部に消火水が浸透することが低減されるので、消火後のコークスの含有水分の上昇を抑制できる。

また、コークス塊１全体を消火するために掛かる消火時間も短縮されるので、短時間で効率的に湿式消火を行うことができる。

そして、図１に示したこの実施形態１に係る赤熱コークスの湿式消火方法を用いた場合のコークス塊１全体を消火するために掛かる消火時間（散水ノズル２５からの散水時間）ｙは、下部消火用給水配管１８からの給水時間をｘとした時に、図３に示した従来の赤熱コークスの湿式消火方法を用いた場合のコークス塊１全体を消火するために掛かる消火時間（散水ノズル２５からの散水時間）ａに比べて、下記のような関係で短縮される。

ｙ＝ａ−ｘ×０．６７
なお、実験結果等から、下部消火用給水配管１８からの給水時間は、２０秒〜６０秒が好適であった。

そして、散水装置２０Ａと消火貨車１０Ａによる赤熱コークス１の消火が完了したら、消火塔内から消火貨車１０Ａを一時仮置場（ワーフ）に移動させ、コークス搭載ボックス１１のゲート１５を開いて、消火したコークス１をワーフに排出する。

［実施形態２］
図２に、本発明の実施形態２に係る赤熱コークスの湿式消火方法を示す。ここで、図２は、赤熱コークス（赤熱コークス塊）１を搭載した消火貨車１０Ｂが軌道５上を走行して消火塔内に引き込まれた状態を消火貨車１０Ｂの進行方向（前後方向）から見たものである。

図２において、消火貨車１０Ｂは、図３で示した従来の消火貨車１０Ｎと基本的な構成は同様である。すなわち、消火貨車１０Ａは、赤熱コークス１が搭載されるコークス搭載ボックス１１を備えており、そのコークス搭載ボックス１１は、消火貨車１０の幅方向に所定の角度で傾斜し、その上に赤熱コークス１が積載される底板１２と、底板１２の傾斜上端部Ｐ点に配設された側板（上端側側板）１３と、底板１２の傾斜下端部Ｑ点に配設された側板（下端側側板）１４と、底板１２の前端部に配設された前板（図示せず）と、底板１２の後端部に配設された後板（図示せず）を有している。

なお、下端側側板１４の下部には、消火したコークス１をコークス搭載ボックス１１内から外部に排出するためのゲート１５が設けられている。通常、下端側側板１４の全体高さの内、下端Ｑ点から全体高さの約１／３の高さ位置Ｒ点までの部分（図２中の範囲Ｅ）がゲート１５になっている。ゲート１５を開くと、底板１２の傾斜に沿って赤熱コークス１が滑り落ちて、ゲート１５から外部に排出される。

ここで、コークス搭載ボックス１１に赤熱コークス塊１を搭載する際には、底板１２の傾斜上端部Ｐ点から傾斜下端部Ｑ点までの底板１２全体に亘って赤熱コークス塊１を積載するのではなく、底板１２の所定の高さ位置まで赤熱コークス塊１を積載するようになっている。すなわち、底板１２の傾斜上端部Ｐ点から所定距離下がった底板１２上の位置Ｃ点に赤熱コークス塊１の上面が位置するように積載する。

一方、消火塔内には、消火貨車１０に搭載されている赤熱コークス塊１を消火するために、散水装置２０Ｂが消火貨車１０の上方に位置するように設置されている。

この散水装置２０Ｂは、図３に示した従来の散水装置２０Ｎと同様に、消火水が貯留されたヘッドタンク２１と、ヘッドタンク２１から延設された主散水配管２２と、主散水配管２２に設置された散水バルブ２３と、主散水配管２２から分岐した散水配管２４と、散水配管２４の先端に取り付けられた散水ノズル２５とを備えている。なお、散水ノズル２５は、消火貨車１０Ｂの幅方向に複数個、消火貨車１０Ｂの前後方向に複数列配置されている。

その上で、この実施形態２においては、底板１２を下方から貫通させた流路（配管）を設置し、その流路（配管）を経由して赤熱コークス塊１の下面に消火水を給水するようにしており、そのために、散水装置２０Ｂには、前記の散水配管２４から分岐させた給水配管（下部消火用給水配管）２６が設置されているとともに、消火貨車１０Ｂには、底板１２を貫通して底板１２の上面に延びる給水配管（下部消火用給水配管）１９が設置されている。そして、下部消火用給水配管２６の先端に取り付けられているカップリング２６ａと、下部消火用給水配管１９の後端に取り付けられているカップリング１９ａを繋ぐことによって、下部消火用給水配管２６と下部消火用給水配管１９が連結するようになっている。

ここで、下部消火用給水配管１９の先端（放水口）の位置Ｈ点は、底板１２の傾斜下端側に向かう水平方向をＡ方向、底板１２の傾斜上端側に向かう水平方向をＢ方向とすると、赤熱コークス塊１が積込まれる最上部（図２中のＣ点）からＢ方向に５００ｍｍの位置（図２中のＧ点）より、Ａ方向に向かった位置に設置する。すなわち、図２中の範囲Ｄ（Ｇ点からＱ点までの幅方向範囲）に設置する。その際、下部消火用給水配管１９の放水口がＡ方向（底板１２の傾斜下端部側方向）に向くようにしている。なお、下部消火用給水配管１９の放水口も消火貨車１０Ｂの前後方向に複数配置する。

そして、下部消火用給水配管１９からの給水時間は、下部消火用給水配管１９に設置されている給水バルブ（図示せず）によって調整する。

これにより、赤熱コークス１を搭載した消火貨車１０Ｂが消火塔内に引き込まれると、散水装置２０Ｂが作動して、ヘッドタンク２１内の消火水が、主散水配管２２、散水バルブ２３、散水配管２４を経由して、散水ノズル２５から噴射され、消火貨車１０に搭載されている赤熱コークス塊１の上面に散水されるとともに、ヘッドタンク２１内の消火水が、主散水配管２２、散水バルブ２３、下部消火用給水配管２６、下部消火用給水配管１９を経由して放水口Ｈ点から噴射され、底板１２の上面（赤熱コークス塊１の下面）に給水されるようになっている。

これによって、この実施形態２においては、散水ノズル２５から赤熱コークス塊１の上面に散水された消火水が赤熱コークス塊１の内部を下方に向かって浸透していくだけでなく、下部消火用給水配管１９によって底板１２の上面（赤熱コークス塊１の下面）に給水された消火水が底板１２に沿って下方に浸透していくので、従来は消火が最後になっていた赤熱コークス塊の最下部（例えば、図２中のＱ点、Ｒ点、Ｓ点で囲まれた部分）に消火水が迅速に到達して、素早く消火が行われるようになる。

その結果、散水ノズル２５からコークス塊１の上面に散水する消火水の量が少なくて済むようになり、既に消火されているコークス塊内部に消火水が浸透することが低減されるので、消火後のコークスの含有水分の上昇を抑制できる。

また、コークス塊１全体を消火するために掛かる消火時間も短縮されるので、短時間で効率的に湿式消火を行うことができる。

そして、図２に示したこの実施形態２に係る赤熱コークスの湿式消火方法を用いた場合のコークス塊１全体を消火するために掛かる消火時間（散水ノズル２５からの散水時間）ｙは、下部消火用給水配管１９からの給水時間をｘとした時に、図３に示した従来の赤熱コークスの湿式消火方法を用いた場合のコークス塊１全体を消火するために掛かる消火時間（散水ノズル２５からの散水時間）ａに比べて、下記のような関係で短縮される。

ｙ＝ａ−ｘ×０．６７
なお、実験結果等から、下部消火用給水配管１９からの給水時間は、２０秒〜６０秒が好適であった。

そして、散水装置２０Ｂと消火貨車１０Ｂによる赤熱コークス１の消火が完了したら、消火塔内から消火貨車１０Ｂを一時仮置場（ワーフ）に移動させ、コークス搭載ボックス１１のゲート１５を開いて、消火したコークス１をワーフに排出する。

本発明例１として、図１に示した本発明の実施形態１に係る赤熱コークスの湿式消火方法を用いて赤熱コークスの湿式消火を行った。その際、下部消火用給水配管１８からの給水時間を６０秒とした。

また、本発明例２として、図２に示した本発明の実施形態２に係る赤熱コークスの湿式消火方法を用いて赤熱コークスの湿式消火を行った。その際、下部消火用給水配管１９からの給水時間を６０秒とした。

一方、従来例として、図３に示した従来の赤熱コークスの湿式消火方法を用いて赤熱コークスの湿式消火を行った。

その結果、消火後のコークスの含有水分については、従来例では５．０％であったものが、本発明例１および本発明例２では４．０％に低減した。

また、消火時間（湿式消火におけるサイクルタイム）については、従来例に比べて本発明例１および本発明例２では４０秒短縮された。

１ 赤熱コークス
１０Ａ 消火貨車
１０Ｂ 消火貨車
１０Ｎ 消火貨車
１１ コークス搭載ボックス
１２ 底板
１３ 上端側側板
１４ 下端側側板
１５ ゲート
１６ 下部消火用給水タンク
１７ 下部消火用給水ポンプ
１８ 下部消火用給水配管
１９ 下部消火用給水配管
１９ａ 下部消火用給水配管側カップリング
２０Ａ 散水装置
２０Ｂ 散水装置
２０Ｎ 散水装置
２１ ヘッドタンク
２２ 主散水配管
２３ 散水バルブ
２４ 散水配管
２５ 散水ノズル
２６ 下部消火用給水配管
２６ａ 下部消火用給水配管側カップリング

Claims (2)

1. コークス炉から排出された赤熱コークスを傾斜した底板を有する消火貨車に搭載して赤熱コークスの湿式消火を行うコークス湿式消火方法において、
   前記底板上に積載されている赤熱コークスの上面に消火水を散水するとともに、前記底板を貫通させた流路を経由して赤熱コークスの下面に消火水を給水することを特徴とするコークス湿式消火方法。
2. コークス炉から排出された赤熱コークスを傾斜した底板を有する消火貨車に搭載して赤熱コークスの湿式消火を行うコークス湿式消火設備において、
   前記底板上に積載されている赤熱コークスの上面に消火水を散水する手段と、前記底板を貫通した流路を経由して赤熱コークスの下面に消火水を給水する手段とを備えていることを特徴とするコークス湿式消火設備。

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