JPS633088A - コ−クス炉の排熱回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はコークス炉の排熱回収技術に係り、発生コー
クス炉ガスおよびコークス炉燃焼排ガスの顕熱を効率よ
く回収できる排熱回収方法に関する。

従来技術とその問題点 コークス炉の主な排熱源は、赤熱コークス、発生コーク
ス炉ガス（ＣＯＧ＞、燃焼排ガス、炉体放散熱の４種で
あり、このうち高温（１０００°Ｃ以上）の赤熱コーク
スについてはコークス乾式消火装置の排熱ボイラーにて
蒸気等として熱回収され、発生コークス炉ガスの保有熱
については、例えばガス上昇管にて熱媒油循環による熱
回収が行なわれ、コークス炉装入炭の乾燥用熱源として
利用する方法が知られている（特開昭６０−６０１８１
　＞。しかし、この上昇管における熱回収では上昇管内
に設置可能な熱交換器の大きざが制限され、回収熱星が
少ないこと、上昇管に熱交換器を設置することにより発
生する上昇管内壁へのカーボン付着、熱媒油の劣化に伴
う熱媒油取替費用の増大化といった問題がある。また、
発生コークス炉ガスの上昇管以外での排熱回収方法には
、発生コークス炉ガスの間接式冷却器の冷却媒体に有機
熱媒体を使用し、発生コークス炉ガスの保有熱にて有機
熱媒体をガス化して発電機駆動タービンの駆動源に利用
する方法がある。しかし、この方法ではコークス炉が複
数の場合、複数の間接式冷却器での有じ熱媒体のガス化
は、ガス化速度のばらつきを伴うため制御が難しく、複
数の冷却器に個別にタービンを設置する必要があり、設
備費が高くつく欠点があった。

一方、コークス炉燃焼排ガスについては、タールまたは
熱媒油により熱回収され石炭乾燥、コークス乾式潤火装
置のボイラー給水子熱およびケミカルエンジンに利用さ
れた例がある（特開昭６０−１６１１５０、特開昭６Ｏ
−１９５１８７）。しかし、これらの方法は安全性、経
済性に問題がおり、好ましくなかった。

発明の目的 この発明は従来の前記問題を解決するためになされたも
ので、発生コークス炉ガスおよび煙道的燃焼排ガスの排
熱を無駄なく効率的に回収するとともに、その回収した
熱量を共有の有機熱媒体のガス化に利用する排熱回収方
法を提案することを目的とするものである。

発明の構成 この発明に係るコークス炉の排熱回収方法は、発生コー
クス炉ガスの間接式冷却器の冷却媒体に水を使用し、燃
焼排ガス系に設けた間接式熱交換器に前記コークス炉ガ
スにて加熱された温水を導き該燃焼排ガスにてざらに加
熱昇温せしめ、この加熱昇温せしめた温水にてタービン
発電用有搬熱媒体を加熱、ガス化することを特徴とする
ものである。

すなわち、この発明は温度は低い（９０’Ｃ以下）が大
量の熱を保有する発生コークス炉ガスを間接式冷却器に
おいて水を使用して冷却することによって、該コークス
炉ガスの保有熱を温水として熱回収し、ざらに煙道的燃
焼排ガス（１５０〜２５０’Ｃ）にて前記温水をさらに
加熱昇温せしめることによって、発生コークス炉ガスと
煙道的燃焼排ガスの熱回収を効率よく行なう方法でおる
。また、間接式冷却器の冷却媒体に水を使用することに
よって、複数のコークス炉に同様の温水回収系を並列に
設けることを容易とざぜ、複数のコークス炉の発生コー
クス炉ガスと煙道的燃焼排ガスから温水として回収した
熱量を共有の有機熱媒体のタービン発電システムにて動
力回収できるようにしたものである。

この発明において、発生コークス炉ガスの間接式冷却器
の冷却媒体に水を使用したのは、複数のコークス炉に同
様の温水回収系を並列に設けることを容易にするためだ
けでなく、発生コークス炉ガスおよび燃焼排ガスといっ
たコークス炉周辺の安全対策を要求される熱源から、安
全かつ経済的な熱回収をはかるためである。使用する水
としては、純水、工業用水、飲料水等が使用できるが、
水垢、藻の発生等の弊害を考慮すれば、純水が有利でお
る。また、ターどン発電用の有機熱媒体としては、流動
作動温度が３０〜８０℃のハロゲン化炭化水素、ハＵグ
ン化ＥＥ例えばフロン等を用いる。

以下、この発明方法を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明方法を実施するための好ましい排熱回
収システムを示す概略図である。なおここでは、２基の
コークス炉を例にとり説明する。

第１図において、（１−１）（１−２）はコークス炉、
（２−１）　（２−２）は発生コークス炉ガスの間接式
冷却器、（３−１）　（３−２）はコークス炉燃焼排ガ
ス系で、（４−１）（４−２）は煙道、（５−１）（５
−２）はバイパス配管、（６−１）（６−２）は間接式
熱交換器、（７−１）　（７−２）はブロワ−１（８）
は有機熱媒体タービン発電システムで、（９）は有機熱
媒体蒸発器、（１０）は有機熱媒体予熱器、（１１）は
タービン、（１２）は発電機、（１３）は布間熱媒体循
環ポンプ、（１４）は温水循環ポンプ、（１５）は有機
熱媒体の凝縮器をそれぞれ示す。

すなわち、コークス炉（１−１）（１−２）から発生し
たコークス炉ガス（５００〜７００℃）は、上昇管から
集気本管へ導かれる際のガス液散水によって洗浄冷却さ
れ８０〜９０℃の温度になった後間接式冷却器（２−１
）（２−２）に導かれ、ここで冷却媒体の水と熱交換し
、さらに図示しない間接冷却器で海水により３０〜３５
℃まで冷却される。−方、発生コークス炉ガスと熱交換
し昇温した温水は、燃焼排ガス系（３−１）（３−２）
のバイパス配管（５−１）（５−２）に設けた間接式熱
交換器（６−１）　（６−２）へ連続的に送られ、ブロ
ワ−（７−１）（７−２）にて吸引される燃焼排ガスと
熱交換してざらに昇温される。

各コークス炉（１−１）　（１−２）の燃焼排ガス系（
４−１）（４−２）の間接式熱交換器（６−１）　（６
−２）を出た高温水は途中で合流して有機熱媒体発電シ
ステム（８）の有機熱媒体の蒸発器（９）および予熱器
（１０）へ導かれ、有機熱媒体と熱交換して有機熱媒体
をガス化する。

ガス化された有機熱媒体はタービン発電に供された後、
凝縮器（１５）へ導き液化し、循環ポンプ（１３）によ
り予熱器（１０）へと循環させる。−方、蒸発器（９）
および予熱器（１０）にて冷却され、低温となった温水
は循環ポンプ（１４）にてコークス炉（ｉ−ｏ　（１−
２）の各間接式冷却器（２−１）　（２−２）へ分流供
給され、再び発生コークス炉ガスおよび燃焼排ガスの熱
回収に供される。

ところで、フロン等の有機熱媒体を使用したタービン発
電システムでは、下記のカルノー・サイクル効率の計算
式にみられるように、サイクル温度によってサイクル効
率は決まる。

Ｃ ηｃａｒ　＝　”−五 ηｃ、ｒ：カルノー・サイクル効率 Ｔｅ：有機熱媒ガス発生温度（絶対温度）Ｔｃ：有機熱
媒凝縮温度（絶対温度） 第２図はフロン１１のガス発生温度とサイクル効率の関
係を示す。ここで、有機熱媒体ガス発生温度を上昇させ
るためには、排熱源である発生コークス炉ガスおよび燃
焼排ガスと有機熱媒体との熱交換が望ましいが、複数の
排熱源との熱交換にて異った布振熱媒体ガス発生温度を
複数の蒸発器にて得るため、有機熱媒体のガス発生温度
の制御が困難となり、有機熱媒体がコークス炉ガス等へ
漏洩した場合の危険性等種々の問題がある。これらの問
題を回避するため、この発明では発生コークス炉ガスお
よび燃焼排ガスの熱回収用熱媒体に水を用い、熱交換に
よって昇温された温水により有機熱媒体ガス化温度（蒸
発温度）を上昇させ、タービン・サイクル効率の向上を
はかったのである。

実　　施　　例 第１表に示す操業条件のコークス炉の排熱を第１図に示
す排熱回収システムにて回収した結果を、発生コークス
炉ガスおよび燃焼排ガスをそれぞれ有機媒体にて熱回収
した結果と比較して第２表に示す。

第２表より明らかなごとく、この発明方法によりタービ
ン発電出力を大幅に向上させることができ、またタービ
ン設備費を低減でき大なる経済的効果が得られた。

第　　　１　　　表 （以下余白） 発明の詳細 な説明したごと（、この発明方法は発生コークス炉ガス
の間接式冷却器で熱交換された温水をコークス炉燃焼排
ガスによりざらに昇温せしめる方式であるから、発生コ
ークス炉ガスと煙道的燃焼排ガスの熱回収を効率よく行
なうことができ、ざらに複数のコークス炉に同様の温水
回収系を並列に設置することによって、複数のコークス
炉の発生ガスと燃焼排ガスの排熱を集中的に回収できる
とともにその回収した大量の熱量を共有の有機熱媒体の
ガス化に供し得るので、ガス化速度の制御が容易である
のみならず共通のタービン発電システムに用いることが
でき、タービン発電設備の投資効率の向上ならびに出力
アップがはかられる効果を奏する。

また、排熱回収用熱交換媒体に水を用いたことにより、
輸送配管設備費が安くつく上、熱交換に伴なう安全上の
問題もなくなり、経済性および安全性の点でも有利であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法を実施するための排熱回収システ
ムの一例を示す概略図、第２図はフロン等の有機熱媒体
を使用したタービン発電システムにおけるフロン温度と
サイクル効率の関係を示す図である。 １−１．１−２・・・コークス炉、２−１．２−２・・
・間接式冷却器、３−１．３−２・・・燃焼排ガス系、
４−１．４−２・・・煙道、５−１．５−２・・・バイ
パス配管、６−１．６−２・・・間接式熱交換器、８・
・・タービン発電システム、９・・・然発器、１０・・
・予熱器、１１・・・タービン、１２・・・発電機、１
３．１４・・・循環ポンプ、１５・・・凝縮器。 出願人　　住友金属工業株式会社 同　　住金化工株式会社 自発手続ネ甫正書　　　　　１ つ、事件の表示 昭和６１年　　特許願　　第１４５５８６号２、発明の
名称 コークス炉の排熱回収方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　　出願人 住所　大阪市東区北浜５丁目１５番地 名称　（２１１）住友金属工業株式会社（はが１名）４
、代理人 、本願明細書第１０頁の第２表中、従来例のケース２の
発生コークス炉ガス温度（’Ｃ）ｒ−Ｊを人口　　出口 「４０６町と、同ケース３の「２□６−０５□」８３→
７７ を「−」と、同じくケース２の燃焼排ガス温度（”Ｃａ
ｒゝｏ　６−を「−」と、それぞれ補２２６→１５７ 正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発生コークス炉ガスの間接式冷却器の冷却媒体に水を使
   用し、燃焼排ガス系に設けた間接式熱交換器に前記発生
   コークス炉ガスにて加熱された温水を導き該燃焼排ガス
   にてさらに加熱昇温せしめ、この加熱昇温せしめた温水
   にてタービン発電用有機熱媒体を加熱、ガス化すること
   を特徴とするコークス炉の排熱回収方法。