特許 6209411 コークス炉ガス回収装置及びコークス炉ガス回収用スプレーノズル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6209411

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】コークス炉ガス回収装置及びコークス炉ガス回収用スプレーノズル

(51)【国際特許分類】

   C10B 27/06 20060101AFI20170925BHJP

   B05B 1/34 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   C10B27/06 Z

   B05B1/34 101

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-199205(P2013-199205)

(22)【出願日】2013年9月26日

(65)【公開番号】特開2015-63630(P2015-63630A)

(43)【公開日】2015年4月9日

【審査請求日】2016年7月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000142023

【氏名又は名称】株式会社共立合金製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100129403

【弁理士】

【氏名又は名称】増井 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(72)【発明者】

【氏名】土岐 正弘

(72)【発明者】

【氏名】吉松 崇

(72)【発明者】

【氏名】市川 祐基

(72)【発明者】

【氏名】丸岡 徹也

(72)【発明者】

【氏名】下世 昭一

【審査官】 森 健一

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５２−６２５０８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５８−３８７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５０−１５５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平９−３２７６４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｂ ２７／０６

Ｂ０５Ｂ １／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベンド管の一端とドライメンの開口部との接続部に設けられたスロート部に向けて流体を噴射するスプレーノズルと、該スプレーノズルに供給する前記流体の圧力を調整する圧力調整部と、を有し、前記スプレーノズルから前記流体を噴射することにより、炭化室から発生するコークス炉ガスを冷却するとともに前記ベンド管及び前記ドライメンを介して前記コークス炉ガスを吸引して回収するコークス炉ガス回収装置であって、
前記スプレーノズルは、噴射した前記流体の噴霧形状が中空円錐をなし、前記流体の供給圧力の上昇に応じて噴霧角度が小さくなる構成とされており、
前記圧力調整部における前記流体の供給圧力が１．０ＭＰａ以上２．５ＭＰａ以下の条件で、前記スロート部の内径Ｄと前記スロート部における前記スプレーノズルの噴射径ｄとの比ｄ／Ｄが０．７０以上０．９５以下の範囲内とされていることを特徴とするコークス炉ガス回収装置。

【請求項2】

前記スプレーノズルの内部には、流体に旋回流を与える流路指向体が配設されており、
前記流路指向体は、一対の板状部材が互いに斜めに交差するように組み合わせられた構造とされ、前記一対の板状部材の交差角度が、６０°以上８５°以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉ガス回収装置。

【請求項3】

前記スプレーノズルの内部には、オリフィス部が設けられており、このオリフィス部の内径ｄ２が、１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコークス炉ガス回収装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコークス炉ガス回収装置において使用されるコークス炉ガス回収用スプレーノズルであって、
噴霧形状が中空円錐をなしており、流体の供給圧力の上昇に応じて噴霧角度が小さくなる構成とされていることを特徴とするコークス炉ガス回収用スプレーノズル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、炭化室に装入された石炭を加熱してコークスを生成するコークス炉において、炭化室から発生するコークス炉ガスを回収するコークス炉ガス回収装置及びこのコークス炉ガス回収装置において使用されるコークス炉ガス回収用スプレーノズルに関するものである。

【背景技術】

【0002】

前述のコークス炉としては、例えば特許文献１に示すように、複数の炭化室と燃焼室とが交互に配置された構造とされたものが提供されている。このコークス炉では、炭化室内に装入された石炭を高温で乾留することでコークスを製造する。
炭化室には、複数の装入孔が設けられており、これらの装入孔を介して石炭装入車から石炭が装入される。ここで、炭化室においては、石炭に含まれる揮発成分が揮発することによりコークス炉ガスが発生する。

【0003】

炭化室において発生したコークス炉ガスは、各炭化室の天井部に設けられた上昇管からベンド管を介して集合管であるドライメンへ排出される。ドライメンは、オフテークメンを介してサクションメンに接続されており、前述のコークス炉ガスは、オフテークメン及びサクションメンを介して、ガス処理施設へと移送される。
ここで、特許文献２、３に示すように、ベンド管には、ベンド管の内部に向けて流体を噴射する流体噴射手段が設けられており、この流体噴射のエジェクタ効果によってコークス炉ガスがドライメン側に吸引される構成とされている。なお、これら特許文献２，３に記載された流体噴射手段においては、噴射形状が中実円錐をなすいわゆるフルコーン型のスプレーノズルが用いられている。また、流体として安水（アンモニア水）が用いられている。

【0004】

ところで、石炭を炭化室に装入した際には、高温の炭化室の側面や底面に石炭が接触し、石炭に含まれる揮発成分が速やかに揮発するとともに多くの粉塵が発生し、コークス炉ガスの発生量が多くなる。
一方、石炭の装入が完了して乾留を実施している際には、揮発成分の揮発が安定するとともに粉塵の発生が抑制されることから、コークス炉ガスの発生量が少なくなる。
このため、石炭の装入時には流体噴射手段から高圧で流体を噴射することによりコークス炉ガスを積極的に吸引しており、石炭の乾留時には流体噴射手段から低圧で流体を噴射することによりコークス炉ガスの冷却が行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２４９４５３号公報

【特許文献2】特開昭５２−０５７２０１号公報

【特許文献3】特開平１１−００５９８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、最近では、コークス炉の炉寿命延長が図られており、石炭室の耐火材の使用期間も長くなってきている。また、製造コスト低減の観点から、低品位な石炭の利用も促進されている。このため、石炭を炭化室に装入した際に、従来にも増して粉塵の発生量が多くなってきており、コークス炉ガスの発生量が増加する傾向にある。
石炭の装入時に多量のコークス炉ガスを確実に吸引するためには、流体噴射手段から高圧で流体を噴射し、エジェクタ効果を十分に作用させる必要がある。しかしながら、特許文献２，３に記載された従来の流体噴射手段においては、噴射形状が中実円錐をなすいわゆるフルコーン型のスプレーノズルが用いられていることから、流体の供給圧力を高圧としても、ベンド管内面の近傍に向けて噴射される流体の流速を十分に高くすることができず、エジェクタ効果を十分に作用することができないおそれがあった。また、ベンド管内面の近傍に向けて噴射される流体の流速を確保するためには、流体の供給圧力をさらに高圧にする必要があり、ポンプや配管等の設備費が増大してしまうといった問題があった。

【0007】

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、炭化室から多量のコークス炉ガスが発生した場合であっても、コークス炉ガスを確実に吸引することができ、安定した操業を行うことが可能なコークス炉ガス回収装置及びこのコークス炉ガス回収装置において使用されるコークス炉ガス回収用スプレーノズルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明に係るコークス炉ガス回収装置は、ベンド管の一端とドライメンの開口部との接続部に設けられたスロート部に向けて流体を噴射するスプレーノズルと、該スプレーノズルに供給する前記流体の圧力を調整する圧力調整部と、を有し、前記スプレーノズルから前記流体を噴射することにより、炭化室から発生するコークス炉ガスを冷却するとともに前記ベンド管及び前記ドライメンを介して前記コークス炉ガスを吸引して回収するコークス炉ガス回収装置であって、前記スプレーノズルは、噴射した前記流体の噴霧形状が中空円錐をなし、前記流体の供給圧力の上昇に応じて噴霧角度が小さくなる構成とされており、前記圧力調整部における前記流体の供給圧力が１．０ＭＰａ以上２．５ＭＰａ以下の条件で、前記スロート部の内径Ｄと前記スロート部における前記スプレーノズルの噴射径ｄとの比ｄ／Ｄが０．７０以上０．９５以下の範囲内とされていることを特徴としている。

【0009】

この構成のコークス炉ガス回収装置においては、噴霧形状が中空円錐をなすいわゆるホロコーン型のスプレーノズルを用いているので、スプレーノズルへ供給された流体は、ベンド管の中心領域には噴射されず、ベンド管の内面近傍の領域に向けて噴射されることになる。このため、スプレーノズルへの流体の供給圧力を上昇した場合には、ベンド管の内面近傍の領域を通過する流体の流速が速くなり、エジェクタ効果を十分に作用させることが可能となる。よって、石炭装入時に発生する多量のコークス炉ガスを確実に吸引することができる。また、流体の供給圧力を必要以上に高圧とする必要がないので、ポンプや配管等の設備費を抑えることができる。
さらに、流体の供給圧力の上昇に応じて噴霧角度が小さくなる構成とされているので、高圧で噴射した流体がベンド管の内面に接触してエジェクタ効果が低減することを抑制でき、コークス炉ガスを確実に吸引することができる。

【0010】

また、本発明のコークス炉ガス回収装置においては、前記スプレーノズルに供給する流体の圧力を調整する圧力調整部を有しているので、前記コークス炉ガスの吸引時には、前記流体の供給圧力を高圧とすることで噴霧角度が小さくなり、高圧で噴射した流体がベンド管の内面に接触してエジェクタ効果が低減することなく、コークス炉ガスを効果的に吸引することができる。一方、前記コークス炉ガスの冷却時には、前記流体の供給圧力を低圧とすることで噴霧角度が大きくなり、ベンド管内部に広く流体を分散させることができ、ベンド管内を通過するコークス炉ガスを効果的に冷却することができる。

【0011】

また、本発明のコークス炉ガス回収装置においては、前記圧力調整部における前記流体の供給圧力が１．０ＭＰａ以上２．５ＭＰａ以下の条件で、前記スロート部の内径Ｄと前記スロート部における前記スプレーノズルの噴射径ｄとの比ｄ／Ｄが０．７０以上０．９５以下の範囲内とされているので、エジェクタ効果を十分に作用させることができ、石炭装入時の多量のコークス炉ガスを確実に吸引することができる。

【0012】

ここで、本発明のコークス炉ガス回収装置においては、前記スプレーノズルの内部には、流体に旋回流を与える流路指向体が配設されており、前記流路指向体は、一対の板状部材が互いに斜めに交差するように組み合わせられた構造とされ、前記一対の板状部材の交差角度が、６０°以上８５°以下の範囲内とされている構成としてもよい。
この場合、流体に旋回流を与える流路指向体が一対の板状部材が互いに斜めに交差するように組み合わせられた構造とされているので、噴霧形状が中空円錐をなすとともに、流体圧力の上昇に応じて噴霧角度が小さくなる。また、一対の板状部材の交差角度が６０°以上８５°以下の範囲内とされているので、噴霧形状及び噴霧角度が安定し、コークス炉ガスの吸引及び冷却を安定して実施することができる。

【0013】

また、本発明のコークス炉ガス回収装置においては、前記スプレーノズルの内部には、オリフィス部が設けられており、このオリフィス部の内径ｄ２が、１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲内とされている構成としてもよい。
この場合、スプレーノズルの内部に設けられたオリフィス部の内径ｄ２が１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲内とされているので、噴霧形状を中空円錐に安定させることができ、コークス炉ガスの吸引及び冷却を安定して実施することができる。

【0014】

本発明のコークス炉ガス回収用スプレーノズルは、上述のコークス炉ガス回収装置において使用されるコークス炉ガス回収用スプレーノズルであって、噴霧形状が中空円錐をなしており、流体の供給圧力の上昇に応じて噴霧角度が小さくなる構成とされていることを特徴としている。

【0015】

この構成のコークス炉ガス回収用スプレーノズルによれば、噴霧形状が中空円錐をなしているので、エジェクタ効果を十分に作用させることができ、コークス炉ガスの吸引を効率的に行うことが可能となる。また、流体の供給圧力の上昇に応じて噴霧角度が小さくなる構成とされているので、流体の供給圧力を高圧にした場合にはベンド管の内面と噴霧した流体との接触を抑制してエジェクタ効果を十分に奏功せしめることができ、流体の供給圧力を低圧にした場合にはベンド管の内部全体に流体を噴霧してコークス炉ガスの冷却を効率的に行うことができる。

【発明の効果】

【0016】

上述のように、本発明によれば、炭化室から多量のコークス炉ガスが発生した場合であっても、コークス炉ガスを確実に吸引することができ、安定した操業を行うことが可能なコークス炉ガス回収装置及びこのコークス炉ガス回収装置において使用されるコークス炉ガス回収用スプレーノズルを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態であるコークス炉ガス回収装置が設けられたコークス炉の概略説明図である。

【図2】図１に示すコークス炉における炭化室の断面説明図である。

【図3】本発明の一実施形態であるコークス炉ガス回収装置の概略説明図である。

【図4】本発明の一実施形態であるコークス炉ガス回収用スプレーノズルの概略説明図である。

【図5】図４に示すコークス炉ガス回収用スプレーノズルの部分断面説明図である。

【図6】図４に示すコークス炉ガス回収用スプレーノズルに設けられた流路指向体の概略説明図である。

【図7】図４に示すコークス炉ガス回収用スプレーノズルに設けられたオリフィスの概略説明図である。

【図8】ベンド管のスロート部の内径Ｄとスロート部におけるスプレーノズルの噴射径ｄとの比ｄ／Ｄと、吸引圧力比と、の関係を示すグラフである。

【図9】本発明例１のスプレーノズルのノズル背圧と噴霧角度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、本発明の一実施形態であるコークス炉ガス回収装置及びコークス炉ガス回収用スプレーノズルについて、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
本実施形態であるコークス炉ガス回収装置５０は、コークス炉１の炭化室１０から発生するコークス炉ガスを回収するとともに、このコークス炉ガスの冷却を行うものである。

【0019】

まず、本実施形態であるコークス炉ガス回収装置５０が用いられるコークス炉１について、図１及び図２を参照して説明する。
コークス炉１は、図１に示すように、並列された複数の炭化室１０を備えており、隣接する２つの炭化室１０の間には、図示しない燃焼室が配置されている。
炭化室１０は、図１に示すように、上面視して、一方向（図１において左右方向）に延在しており、一端に上昇管１１が配設され、他端にスタンドパイプ１５が配設されている。また、上昇管１１とスタンドパイプ１５との間には、複数の装入孔１６が形成されている。

【0020】

並列された複数の炭化室１０の上部には、レール１９が炭化室１０の並列方向に向けて延在するように配設されている。このレール１９の上には、石炭装入車２０が載置されている。石炭装入車２０はレール１９に沿って移動する構成とされている。
図２に示すように、石炭装入車２０には、炭化室１０に設けられた複数の装入孔１６にそれぞれ対応する装入スリーブ２１が設けられており、この装入スリーブ２１を装入孔１６に接続した状態で、石炭を炭化室１０内に装入する構成とされている。
また、石炭装入車２０は、炭化室１０のスタンドパイプ１５に接続されるジャンパパイプ２２を備えている。このジャンパパイプ２２は、図１に示すように、石炭を装入する炭化室１０（装入窯１０ａ）と、装入窯１０ａに隣接する炭化室１０（隣接窯１０ｂ）とを連結する構成とされている。
なお、炭化室１０のスタンドパイプ１５及び石炭装入車２０のジャンパパイプ２２を備えていないコークス炉においても、本発明は有効である。

【0021】

ここで、図２に示すように、複数の炭化室１０に設けられた上昇管１１は、それぞれ本実施形態であるコークス炉ガス回収装置５０を介して、集合管であるドライメン３０に接続されている。
また、図１に示すように、各炭化室１０と接続されたドライメン３０には、オフテークメン３２を介して、ガス処理施設（図示なし）に連結されたサクションメン３５に接続されている。

【0022】

そして、本実施形態であるコークス炉ガス回収装置５０は、上述のように、炭化室１０の上昇管１１とドライメン３０との間に配置され、炭化室１０から発生するコークス炉ガスを回収してドライメン３０へと移送するものである。
本実施形態であるコークス炉ガス回収装置５０の概略図を図３に示す。このコークス炉ガス回収装置５０は、上昇管１１とドライメン３０とを接続するベンド管５１と、このベンド管５１内に安水を噴射する安水噴射手段６０と、を備えている。

【0023】

ベンド管５１は、図３に示すように、９０°に曲げられた曲管とされており、一端が鉛直方向上方に開口したドライメンの開口部に接続され、他端が水平方向に開口した上昇管１１の開口部に接続されている。
ベンド管５１のうちドライメンの開口部に接続する一端側には、スロート部５２が設けられている。本実施形態では、スロート部５２の内径Ｄが４００ｍｍ以上５５０ｍｍ以下の範囲内に設定されている。

【0024】

安水噴射手段６０は、コークス炉ガス回収用スプレーノズル６１（以下、スプレーノズルと称す）と、このスプレーノズル６１への安水の供給圧力を調整する圧力調整部６９
と、を備えている。
スプレーノズル６１は、図４に示すように、噴霧形状が中空円錐７０をなすいわゆるホロコーン型のスプレーノズルとされており、図９に示すように、安水の供給圧力の上昇に応じて噴霧角度αが小さくなるように構成されている。

【0025】

このスプレーノズル６１は、図５に示すように、ノズル本体６２と、ノズル本体６２の内部に配設されて供給される流体（本実施形態では安水）に旋回流を与える流路指向体６４と、ノズル本体６２の内部において流路指向体６４よりも噴射口側（図５で下側）に配置されたオリフィス部６６と、を備えている。

【0026】

流路指向体６４は、図５及び図６に示すように、一対の板状部材６５ａ，６５ｂが互いに斜めに交差するように組み合わせられた構造とされ、側面視してＸ字形状をなしている。そして、一対の板状部材６５ａ，６５ｂの交差角度θが６０°以上８５°以下の範囲内とされている。なお、交差角度θは、図５及び図６に示すように、流路指向体６４を側面視した場合に、スプレーノズル６１の噴射口側に向けて開口する部分の角度とした。

【0027】

オリフィス部６６は、図５及び図７に示すように、噴射口側に向けて一段内径が小さくされた構成とされており、本実施形態では、オリフィス部６６の内径ｄ２が、１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲内とされている。

【0028】

圧力調整部６９は、コークス炉１の操業状態に応じてスプレーノズル６１に供給する安水の供給圧力を調整する。具体的には、コークス炉ガスの吸引時には安水の供給圧力を高圧とし、コークス炉ガスの冷却時には安水の供給圧力を低圧とするように構成されている。本実施形態では、コークス炉ガスの吸引時における安水の供給圧力が１．０ＭＰａ以上２．５ＭＰａ以下の範囲内、コークス炉ガスの冷却時における安水の供給圧力が０．２ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下の範囲内に設定されている。

【0029】

ここで、安水噴射手段６０のスプレーノズル６１は、図３に示すように、ベンド管５１のスロート部５２に向けて安水を噴射するように配置されている。詳述すると、スプレーノズル６１は、スロート部５２の水平断面中心を通る中心軸Ｃ上に配置されており、スプレーノズル６１の噴射口が鉛直方向下方側に向けられている。なお、本実施形態では、スロート部５２とスプレーノズル６１の噴射口との距離Ｈが、８５０ｍｍ以上１１００ｍｍ以下の範囲内に設定されている。

【0030】

スプレーノズル６１から噴射された安水は、上述のように、噴霧形状が中空円錐７０をなす。ここで、コークス炉ガスの吸引時（安水の供給圧力が１．０ＭＰａ以上２．５ＭＰａ以下の範囲内）において、スロート部５２におけるスプレーノズル６１の噴射径ｄは、３００ｍｍ以上５２５ｍｍ以下の範囲内に設定されている。
そして、コークス炉ガスの吸引時（安水の供給圧力が１．０ＭＰａ以上２．５ＭＰａ以下の範囲内）において、スロート部５２の内径Ｄとスロート部５２におけるスプレーノズル６１の噴射径ｄ（スプレーノズル６１から噴射された安水がなす中空円錐７０の径）との比ｄ／Ｄが、０．７０以上０．９５以下の範囲内に設定されている。

【0031】

次に、上述のような構成とされたコークス炉１の操業方法の一形態について説明する。
まず、コークス炉１の炭化室１０（装入窯１０ａ）に石炭を装入する。石炭装入車２０を、装入窯１０ａの上にまで移動し、装入窯１０ａ及び隣接窯１０ｂのスタンドパイプ１５の蓋を開放してジャンパパイプ２２を接続するとともに、装入窯１０ａの各装入孔１６の蓋を開放して装入スリーブ２１を接続する。そして、装入スリーブ２１を介して、装入窯１０ａの内部に石炭を装入する。

【0032】

このとき、装入窯１０ａ及び隣接窯１０ｂにおいては、石炭の装入によって粉塵が発生するとともに石炭の揮発成分が急激に揮発し、多量のコークス炉ガスが発生する。
そこで、本実施形態では、装入窯１０ａ及び隣接窯１０ｂに接続されたコークス炉ガス回収装置５０において、圧力調整部６９がスプレーノズル６１への安水の供給圧力を高圧とし、スプレーノズル６１から安水を高圧で噴射する。すると、スプレーノズル６１の噴射角度αが小さくなり、ベンド管５１の内面と噴霧された安水がなす中空円錐７０の外面との間に空隙が確保され、エジェクタ効果によって前記空隙を通じて多量のコークス炉ガスがドライメン３０へと吸引される。

【0033】

石炭の装入が終了した後、炭化室１０において石炭の乾留が実施される。このとき、石炭の揮発成分がさらに揮発されてコークス炉ガスが発生する。ただし、発生するコークス炉ガスは、石炭装入時に比べて少量である。
このように乾留を実施している炭化室１０に接続されたコークス炉ガス回収装置５０においては、圧力調整部６９がスプレーノズル６１への安水の供給圧力を低圧として、スプレーノズル６１から安水を噴射する。すると、スプレーノズル６１の噴射角度αが大きくなり、ベンド管５１内に広く安水が供給されることになり、コークス炉ガスの冷却が効率的に実施される。

【0034】

このように、本実施形態では、石炭装入時と乾留時において、圧力調整部６９によってスプレーノズル６１への安水の供給圧力を変更することにより、コークス炉ガスの吸引及び冷却を実施している。

【0035】

以上のような構成とされた本実施形態であるコークス炉ガス回収装置５０においては、安水を噴射するスプレーノズル６１として、噴霧形状が中空円錐７０をなすいわゆるホロコーン型のスプレーノズルを用いているので、ベンド管５１の中心領域には安水が噴射されず、ベンド管５１の内面近傍の領域にのみ安水が噴射される。このため、ベンド管５１の内面近傍の領域を通過する安水の流速が速くなり、エジェクタ効果によってコークス炉ガスを効率的に吸引することが可能となる。よって、石炭装入時に発生する多量のコークス炉ガスを確実に吸引することができる。
また、安水の供給圧力の上昇に応じて噴霧角度αが小さくなる構成とされているので、高圧で噴射した安水がベンド管５１の内面に接触することを抑制でき、エジェクタ効果を十分に作用させてコークス炉ガスを確実に吸引することができる。

【0036】

また、本実施形態では、スプレーノズル６１に供給する安水の圧力を調整する圧力調整部を６９有しており、この圧力調整部６９が、コークス炉ガスの吸引時に安水の供給圧力を高圧とし、コークス炉ガスの冷却時に安水の供給圧力を低圧とする構成としているので、コークス炉ガスの吸引時には安水の噴霧角度αが小さくなり、高圧で噴射した安水がベンド管５１の内面に接触することを抑制でき、エジェクタ効果を十分に作用させてコークス炉ガスを効果的に吸引することができる。一方、コークス炉ガスの冷却時には噴霧角度αが大きくなり、ベンド管５１内を通過するコークス炉ガスを効果的に冷却することができる。

【0037】

さらに、本実施形態では、コークス炉ガスの吸引時（安水の供給圧力が１．０ＭＰａ以上２．５ＭＰａ以下の範囲内）において、ベンド管５１のスロート部５２の内径Ｄとこのスロート部５２におけるスプレーノズル６１の噴射径ｄとの比ｄ／Ｄが、０．７０≦ｄ／Ｄ≦０．９５の範囲内に設定されているので、ベンド管５１の内面と噴射された安水がなす中空円錐７０との間に空隙を確保でき、エジェクタ効果によって効率的にコークス炉ガスを吸引することができる。

【0038】

また、本実施形態では、スプレーノズル６１の内部に配設された流路指向体６４が、一対の板状部材６５ａ，６５ｂを互いに斜めに交差するように組み合わせられた構造とされているので、噴霧形状が中空円錐７０をなすとともに、安水の供給圧力の上昇に応じて噴霧角度αが小さくなる。
さらに、一対の板状部材６５ａ，６５ｂの交差角度が６０°以上８５°以下の範囲内とされているので、噴霧形状及び噴霧角度αが安定し、コークス炉ガスの吸引及び冷却を安定して実施することができる。

【0039】

また、本実施形態では、スプレーノズル６１の内部にオリフィス部６６が設けられており、このオリフィス部６６の内径ｄ２が１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲内とされているので、中空円錐７０の噴霧形状を安定させることができ、コークス炉ガスの吸引及び冷却を安定して実施することができる。

【0040】

本実施形態であるコークス炉ガス回収用スプレーノズル６１においては、上述のように、噴霧形状が中空円錐７０をなし、図９に示すように安水の供給圧力の上昇に応じて噴霧角度αが小さくなる構成とされているので、エジェクタ効果を十分に作用させることができ、コークス炉ガスの吸引を効率的に行うことができる。

【0041】

以上、本発明の実施形態であるコークス炉ガス回収装置及びコークス炉ガス回収用スプレーノズルについて説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、炭化室の配置や石炭装入車の構造及びジャンパパイプの有無等については、本実施形態に例示されたものに限定されることはない。

【0042】

また、流体として安水（アンモニア水）を用いるものとして説明したが、これに限定されることはなく、水等の他の流体を用いてもよい。
さらに、本実施形態では、スプレーノズルの内部に配置された流路指向体として、一対の板状部材が互いに斜めに交差するように組み合わせられた構造としたものを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、噴霧形状が中空円錐をなし、流体の供給圧力の上昇に応じて噴霧角度が小さくなる構成とされていればよい。

【実施例】

【0043】

以下に本発明の効果を確認すべく実施した確認実験の結果について説明する。
実施形態に例示したコークス炉ガス回収装置を用いて、スプレーノズルを表１に示すように変更して吸引圧を評価した。

【0044】

ここで、ベンド管のスロート径Ｄを４９０ｍｍ、スロート部とスプレーノズルの噴射口との距離Ｈを１０３５ｍｍ、スプレーノズルへの安水の供給圧力を２．５ＭＰａ、安水の供給量を３８０Ｌ／ｍｉｎとした。

【0045】

また、吸引圧Ｐは、ベンド管の水平開口部における圧力Ｐ１と、スプレーノズルから噴射された安水がなす中空円錐とベンド管内面との間における圧力Ｐ２と、を測定し、
Ｐ＝（Ｐ１＋Ｐ２）／２
によって算出した。なお、表１に示す従来例のスプレーノズルを使用した際の吸引圧Ｐを基準圧力Ｐ_０とし、吸引圧比Ｐ／Ｐ_０で評価した。評価結果を表１及び図８に示す。
また、図９に、本発明例１で用いたスプレーノズルのノズル背圧と噴霧角度との関係を示す。

【0046】

【表1】

【0047】

図９に示すように、本発明例１で用いたスプレーノズルにおいては、ノズル背圧（ノズルへの安水の供給圧力）の上昇に応じて噴霧角度αが小さくなることが確認された。
そして、表１及び図８に示すように、中空円錐ノズルを用いた本発明例１〜４においては、中実円錐ノズルを用いた比較例と比較して吸引圧比が大きくなっており、コークス炉ガスの回収が促進されることが確認された。

【符号の説明】

【0048】

１ コークス炉
５０ コークス炉ガス回収装置
５１ ベンド管
５２ スロート部
６０ 安水噴射手段（流体噴射手段）
６１ スプレーノズル（コークス炉ガス回収用スプレーノズル）
６４ 流路指向体
６６ オリフィス部
６９ 圧力調整部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】