乾式消火法工程設備紹介

転ryn（113866番）の内容：いくつかの典型的な乾式消火コークス製造プロセスの特徴と、国内の乾式消火コークス技術の現状！  第一部：いくつかの典型的な乾式コークス急冷法の特徴について簡単に紹介！ 一、ドイツISOA社の乾式消火技術の特徴　ドイツTSOA社が設計した乾式消火技術の特徴は以下の通りである：(1)乾式消火炉は四角形に設計されている；      (2)ドライキルンとボイラーの間に一次集塵器は設置しない；      (3)循環ファンはインバータ制御を採用；      (4)コークスの排出温度が均一になるよう、分割振動式の排焦方式を採用する。        TSOA社が設計した方形のキルンは、予熱部と冷却部の間で断面積が元の25％まで縮小しており、予熱部は鋼構造物の上に支持されている。これは円形のキルンとは顕著な違いである。予備貯蔵部と冷却部の間に絞り部があるため、冷却部内のコークスは円錐状となり、大きな空間ができる。ここでは循環ガスの流速が**低下し、大きな粒子のコークス片はすべて消火炉内に沈降する。TSOA社によると、ドライキルンから排出される循環ガスに含まれる最大のコーク粒子は0.5～1mmであり、これがTSOA社が設計したドライキルドコーク用の、ドライキルンとボイラーの間に設置される一次集塵器を採用する重要な理由でもある。        方形シェルターの下部には12の区画があり、冷却されたコークスを各区画ごとに排出するための、油圧駆動式の揺動型排コークス機構が12基設置されている。また、コークス温度を監視するための熱電対も備えられており、どの区画の温度が排コークス許容値まで下がると、その区画の揺動型排コークス機構の遮板が開く仕組みとなっており、これにより排コークス温度の均一性が確保される。        TSOA社はドライキルンの冷却セクションの上部に冷却壁を設置している。赤いコークスはドライキルン内で循環冷却ガスによって冷却されるだけでなく、熱量の30％が冷却壁内の冷水に吸収されるため、実質的に冷却壁はボイラーの一部と見なすことができる。冷却壁を採用する利点は、循環冷却ガスの量を約20％削減でき、循環ファンの電力消費も低減できるため、運転コストが下がることです；欠点は、メンテナンス量が大幅に増えることであり、冷却壁管内の水を適切に制御できないとドライキルン内に漏れ出し、ドライキルン装置に大きな損害を与えたり、事故を引き起こしたりする可能性がある。もちろん、TSOA社が設計したドライキルンには、冷却壁を設置しないこともできる。 二、日本新日鉄のドライキルン技術の特徴       日本新日鉄が開発したドライキルン技術の特徴は以下の通りです：       (1)ドライキルンは円形に設計されています；        (2)装填装置には給料鐘が付いている；        (3)回転シールバルブを用いた連続的なコークス排出；        (4) 完全燃焼サイクルガス中のCO；        (5)循環ファンの無段階制御なし；        （6）回転式コークス受け缶を採用する。        給料鐘を備えた装入装置は、ドライキルン内での赤コークスの均一な分布に寄与し、コークスの均一な冷却にも役立つ。また、循環風量を削減し、循環ファンの電力消費も低減できる；排焦装置は、従来の間欠式排焦装置に代わって回転シールバルブを採用しており、ドライキルンシステムの高さを約4m低減できるため建設コストを削減できる。さらに、真の連続排焦も実現可能である。        新日鐵が設計したドライキルンは、循環ガス中のH2とCOを完全燃焼させる方式を採用しており、余分な循環ガスはそのまま排出できる。新日鉄によると、不完全燃焼のコークスの焼損率は6～7kg/tであり、完全燃焼のコークスの焼損率は9.9kg/tである。しかし理論的に分析すると、焼損したコークスのうち粒径が20mm以上のものは20％、20mm未満のものは80％を占めるため、実際には大部分が粉状のコークスとなる。新日鐵の広煙にある3号・4号コークス炉におけるドライアウト処理の測定結果によると、焼損したコークスの粒径が25mm未満のものが82.1％を占めていた；焼損したコークスが全装入コークス量の1％の場合、大きなコークスの表面の焼損深さは22mに過ぎない。        循環ガス配管がドライキルンに入る前から環状煙道の出口までの間にはバイパスがあり、主にボイラーに流入する循環ガスの温度を下げる役割を果たし、循環ガスの温度が過度に高くなってボイラーに悪影響を及ぼすのを防ぐものですが、このバイパスは常時開いているわけではありません。新日鉄は、循環ファンに速度調整は必要なく、コークス供給停止時間が予備貯蔵区間の設計時間を超えないようにすれば、循環ファンの回転速度を調整する必要はないと考えている。そのため、循環ファンの風量はフラップによる粗調整のみで設計されている。        新日鉄は、一次集塵器には遮壁を設置する必要がないと考えており、これは新日鉄が乾式コークス消火に完全燃焼を採用していることに関連している；また、新日鐵は、一次集塵器に隔壁を設けない場合、1mm以上の粒子は自重によって沈降することができ、ボイラーに悪影響を与えるのは1mm以上の粒子だけだと考えている。遮壁のない一次集塵機の場合、サイロを大幅に小さくできるため建設コストを削減でき、さらにメンテナンスも容易になります。しかし、新日鉄が設計したほとんどのドライキルン用一次集塵器には、遮壁が備えられている。 三、武鋼7号・8号コークス炉の乾式消火の技術的特徴　　武鋼7号・8号コークス炉の消火工程では日本の新日本製鐵の技術が採用されているが、一部の面で改良が加えられており、現在の先進的な水準を代表している。その技術的特徴は以下の通りである：　　(1)乾式消火炉は円形に設計されている；       (2)円形の回転式焦炭炉を使用することで、均一な焦炭の装填が容易になる；       (3)装入装置には先進的な「十」字型の料鐘が搭載されており、均一なコークスの装入とドライキルンの風帽の保護に寄与する；       (4)回転シールバルブを備えた連続排焦装置は、均一な排焦に有利である；       (5)循環ファンはインバータ制御を採用しており、循環ガスの流量をより正確に調節するのに有利である；       (6)二次集塵器には多管サイクロン集塵器を採用し、循環ガスの集塵効率の向上に寄与する；       （7）乾式消煙炉に入る循環ガスをさらに冷却するため、給水予熱器が設計されている；       （8）完全燃焼した循環ガス中のHとCO。        円形回転コークスタンクは、タンクの容積を十分に活用することで、コークスがタンク内で均一に分布するのに役立ちます。その結果、タンクの重量が軽減され、昇降機の動力も削減できます。さらに、タンクの内張り材料の寿命も延ばすことができます。高度な「十字形」の給料鐘を備えた装入装置は、ドライキルン内での赤コークスの均一な分布に寄与し、この装入装置と円形回転コークスタンクはいずれも循環風量を削減するのに役立ち、それによって循環ファンの電力消費を低減することができる。        気密性回転シールバルブ付き連続排コークス装置により、**循環ガスの漏れを減少させることができる；ドライキルンの予備貯蔵部の材位の高低に応じて、振動給料機を用いてコークスの排出量を非常に正確に制御することができるため、冷却されたコークスを定量的かつ連続的に排出することが可能である；インバータ制御式の循環ファンを使用することで、循環ガスの流量もより正確に調節できる。連続的で正確な排焦量と正確な循環ガス流量を組み合わせることで、ボイラー入口温度の安定化、およびドライキルンボイラーの安定した運転がより促進される。        バリア壁を備えた一次集塵器により、循環ガス中の粗大なコークス粉が除去され、ボイラーに供給される循環ガス中のコークス粉濃度が10～12 g/m3に抑えられます。また、コークス粉の粒子径は1未満であるため、ボイラーの伝熱管への摩耗が軽減されます。一次除塵器の底部には、冷却およびコークス粉の排出用に4本の水冷ソケットがある。ボイラーから出た循環ガスは、先進的な多管サイクロン集塵器を通過し、ほとんどの微細なコークス粉が除去されるため、循環ガス中のコークス粉の質量濃度は1 g/m³未満になり、循環ファンへの悪影響がなくなります。多段式サイクロン集塵器と比べて、多管式サイクロン集塵器は集塵効果がより優れ、設置面積も小さく、配管や鋼構造物の使用量も少ないため、建設コストを削減できる。        給水予熱器は上から下にかけて、上ケーシング、上段、下段、下ケーシングの順になっており、そのうち上段と下段は管殻式熱交換器である。循環ガスは循環ファンによって加圧された後、下部ケーシングから水平に給水予熱器に入り、下部および上部の管殻式熱交換器で熱交換を行った後、給水予熱器の上部ケーシングから排出される。給水予熱器には2つの機能がある。一つ目は、ドライキルンに供給される循環ガスの温度をさらに下げることで、循環ファンの出口で約180℃だった温度を約130℃まで下げ、それによってコークスの冷却効果を高め、循環ガスの流量を減少させることである；二つ目は、循環ガスの熱をさらに利用し、脱酸素器で使用する蒸気量を削減すること。        完全燃焼サイクルにおけるガス中のH2およびCOを利用する方法の利点は、一つには余分な循環ガスを直接排出できることである；二つ目は、循環ガスのボイラー入口温度を上昇させ、ボイラーの蒸気生産量を高めることができる；三つ目は、循環ガスによるボイラーの腐食を低減したことです。 第2部：国内のドライキルン技術の現状！        我が国では1980年代初頭に宝鋼の第1期プロジェクトで日本からドライキルンを導入して以来、現在までに6つの工場でドライキルンが稼働している。各工場での使用状況には一定の違いがある。国内におけるドライキルンの設置状況は以下の通りである。各工場のドライキルンの状況は次のとおり：1．宝鋼のドライキルン　宝鋼は12基の50孔（6m）のコークス炉に対応するため、合計12セットの75t/時規模のドライキルンを建設し、年間510万tのコークスを処理している。これは3期に分けて建設された。第1期の4×75 t/h乾式コークス熄火装置は1985年5月に建設されて稼働を開始し、第2期と第3期はそれぞれ1991年6月と1997年12月に建設されて稼働を開始した。第一期のドライキルン装置は、日本から一式導入されたものです；第二期のドライキルン装置は、第一期の技術を取り入れた上で、主に我が国自身によって設計・建造されたものです。装置全体の重量の80％が国産部品で占められており、一部の重要な部品は日本から輸入されています；第3期では、ごく少数の重要部品のみを日本から輸入しているものの、ほとんどの設備が国産化され、国産化率は90％を超えました。宝鋼には乾式消煙装置のみがあり、湿式消煙装置を予備として使用せず、「3基運転1基予備」の生産方式を採用している。 2．浦東ガス工場のドライキルン方式によるコークス冷却　浦東ガス工場では、年間56万トンのコークスを生産するコークス炉のコークス冷却のため、1984年にソビエト連邦から2×70トン/時規模のドライキルン装置を一式導入した。このドライキルン装置の核心的な設計はソビエト連邦の国家コークス製造技術研究所が担当し、鞍山コークス耐熱材料研究所および上海化学工業研究所がドライキルン装置の補助的な設計に携わった。また、ドライキルンプロジェクトの設計全体の請負は鞍山コークス耐熱材料研究所が行った。工事は1991年12月に着工し、1994年12月に完成して稼働を開始した。この乾式コークス消火装置は、一式がロシアから導入されており、予備として湿式コークス消火も維持されている。 3．济鋼のドライキルン方式によるコークス冷却　济鋼は、年間110万トンのコークスを生産するコークス炉の冷却のため、1994年にロシアから2×70 t/h規模のドライキルン装置を導入した。この装置は、ロシア国立コークス製造技術研究所と济鋼の設計院が共同で設計したものである。設備については、一部を導入し、一部は協力して製造する方式を採用し、工事は1996年に着工し、1999年3月に完成して稼働を開始した。量産開始後、ロシアの技術の信頼性が低く、量産までに時間がかかることが判明した。この装置は浦東ガス工場の乾式コークス冷却装置と同様に、自動化レベルは高くなく、湿式コークス冷却もバックアップとして残されている。 4．首鋼のドライキルン式コークス冷却装置　首鋼の第1期プロジェクトにおける1×65 t／h規模のドライキルン式コークス冷却装置は、日本の**によるグリーン支援プログラムを活用して建設されたもので、主要な機器は日本から供給され、補助機器は首鋼が自ら調達している。この装置の設計は新日鐵と首鋼設計院が共同で行い、工事は1999年に着工し、2001年1月に稼働を開始した。首鋼の乾式消火コークス装置は稼働開始後、安定して運転しており、自動制御レベルや環境保護効果もともに理想的である。首鋼も湿式消焦を予備として残している。 5．武鋼のドライキルン式コークス冷却装置　武鋼の第7号および第8号コークス炉は、2基の55孔を持つ6m型コークス炉であり、そのドライキルン式コークス冷却装置の処理能力は1×140 t/11である。この装置は日本が基本設計を行い、鞍山コークス耐熱材料研究所が適用設計を担当した。このプロジェクトは**発改委の消化吸収プロジェクトであり、現在国内で単機として処理能力が最も大きい乾式コークス冷却装置です。乾式消煙冷却の重要な設備は日本から導入され、一部の設備は日本側が設計・監修し、中国国内のメーカーが製造した。その中で、乾式消煙冷却の自動制御部分は武鋼が独自に設計した。工事は2002年10月に着工し、2003年12月に完成・稼働を開始、2004年6月にはこの装置は完全に設計通りの生産能力を発揮するに至った。武鋼7号、8号コークス炉の乾式消火には、依然として湿式消火がバックアップとして残されている。 6．馬鋼のドライキルン　馬鋼の第5号および第6号コークス炉は、2×50孔の6m型コークス炉であり、搭載されているドライキルン装置の処理能力は1×125t/時間です。この装置は鞍山焦耐院が一括して請負い、重要な機器の一部は日本、ドイツ、アメリカから導入されています。その他の機器は国内で製造されており、現在、国内で最も多くの部品が国産化されているドライキルン装置です。2004年4月に稼働を開始し、同時にウェットキルンも備えられています。 **環境保護法規の継続的な整備と国民の環境意識の高まりに伴い、ドライキルン技術の導入は不可欠となっており、4.3m以上のコークス炉を建設する各製鉄所では、それに対応したドライキルン装置を設置しなければならない。