JP2017096615A

JP2017096615A - Diffusion breeder

Info

Publication number: JP2017096615A
Application number: JP2016210104A
Authority: JP
Inventors: 聡志川畑; Satoshi Kawabata; 田玉　智明; Tomoaki Tadama; 智明田玉; 友行柿沼; Tomoyuki Kakinuma; 幹夫越智; Mikio Ochi; 知希立野; Tomoki Tateno; 中村　宏之; Hiroyuki Nakamura; 宏之中村
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2017-06-01

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diffusion breeder capable of accelerating complete combustion of flammable gas and reducing an emission amount of unburned flexible gas.SOLUTION: A diffusion breeder configured to combust flammable gas and discharge it to atmosphere, includes: a breeder pipe communicating with a flammable gas generation part at one end, and passing flammable gas thereinside; an outer pipe contacting with atmosphere at one end part, and covering the other end part of the breeder pipe; and an injection pipe configured to inject gas to a clearance formed between an inner wall of the outer pipe and an outer wall of the breeder pipe.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、可燃性ガスの完全燃焼を促進し、未燃状態の可燃性ガスの排出量を削減することのできる放散ブリーダーに関する。 The present invention relates to a diffusion bleeder that can promote complete combustion of a combustible gas and reduce the amount of unburned combustible gas.

製鉄所及び石油化学工場等では、各種の燃焼プロセスにおける不完全燃焼による副産物として、メタン、一酸化炭素、水素等の可燃性ガスが排出される。これらの可燃性ガスは、大気中への排出時に黒煙を発生させることがあるほか、人体に有害な影響を与える。よって、可燃性ガスを大気中へ排出する際には、可燃性ガスを完全燃焼させてから排出することが望まれる。 In steelworks and petrochemical factories, combustible gases such as methane, carbon monoxide, and hydrogen are emitted as byproducts of incomplete combustion in various combustion processes. These flammable gases can generate black smoke when discharged into the atmosphere and have a harmful effect on the human body. Therefore, when discharging the combustible gas into the atmosphere, it is desired to discharge the combustible gas after completely combusting it.

可燃性ガスの排出時に用いられる装置として、放散ブリーダーが広く知られている。図１のように、放散ブリーダー１は、図面上部の開口部において大気に通ずる外管２と、外管２の開口部とは反対側の端部に内包され、可燃性ガスの発生源に通ずるブリーダー管３と、からなる二重管構造を備える。従来の一般的な放散ブリーダー１では、ブリーダー管３に可燃性ガスを圧送し、これにより生じた負圧で外管２とブリーダー管３との間の間隙５から酸素を含んだガス（例えば、空気）が外管２の内側に取り込まれ、これらのガスが混合し、点火装置６によって点火されることで可燃性ガスの完全燃焼が行われる。しかし、上述のような負圧による空気の取り込みのみでは、ガスの混合・攪拌が十分でなく、可燃性ガスを完全に燃焼させることが難しく、多量の未燃状態の可燃性ガスが大気中へと放出されるという問題がある。 A diffusion bleeder is widely known as an apparatus used when discharging combustible gas. As shown in FIG. 1, the diffusion bleeder 1 is contained in an outer tube 2 that communicates with the atmosphere in an opening at the top of the drawing, and an end opposite to the opening of the outer tube 2, and communicates with a generation source of combustible gas. A bleeder tube 3 and a double tube structure. In the conventional general bleed bleeder 1, a combustible gas is pumped to the bleeder tube 3, and oxygen-containing gas (for example, from the gap 5 between the outer tube 2 and the bleeder tube 3) due to the negative pressure generated thereby. Air) is taken inside the outer tube 2, these gases are mixed, and ignited by the ignition device 6, whereby the combustible gas is completely burned. However, only by taking in air by negative pressure as described above, mixing and stirring of the gas is not sufficient, and it is difficult to completely burn the combustible gas, and a large amount of unburned combustible gas enters the atmosphere. There is a problem of being released.

このような放散ブリーダーに関する技術を開示した文献として、特許文献１が挙げられる。特許文献１では、外管に設けられた空気通路（５２、９２）のサイズ、数及び間隔等を調節することで、外管から取り込まれる空気量を調節し、燃焼効率を向上させている（特許文献１の［００９１］及び図３等参照）。 Patent document 1 is mentioned as a literature which disclosed the technique regarding such a diffusion bleeder. In Patent Document 1, by adjusting the size, number, interval, and the like of the air passages (52, 92) provided in the outer pipe, the amount of air taken from the outer pipe is adjusted to improve the combustion efficiency ( (Refer to [0091] of Patent Document 1 and FIG. 3).

また、放散ブリーダーに関する技術を開示した他の文献として、特許文献２が挙げられる。特許文献２では、ブリーダー管に空気を通し、ブリーダー管と外管との間隙から可燃性ガスを取り込ませることで、燃焼効率を向上させることが開示されている。 Moreover, patent document 2 is mentioned as another literature which disclosed the technique regarding a diffusion bleeder. Patent Document 2 discloses that combustion efficiency is improved by passing air through a bleeder tube and taking in a combustible gas from a gap between the bleeder tube and an outer tube.

特開２０１０−２３６８５６号公報JP 2010-236856 A 特開２０１０−２８６２３０号公報JP 2010-286230 A

特許文献１に開示された技術では、外管からの空気取り込み量を制御するための部品やシステム等を新たに設ける必要があり、装置の構成や運転方法が複雑になってしまうという問題がある。特に放散ブリーダーの外管について大幅な改造を施す必要がある。 In the technique disclosed in Patent Document 1, it is necessary to newly provide parts, a system, and the like for controlling the amount of air taken in from the outer tube, and there is a problem that the configuration and operation method of the apparatus become complicated. . In particular, the outer tube of the radiation bleeder needs to be significantly modified.

また、特許文献２に開示された技術を従来の一般的な放散ブリーダーに適用するためには、ブリーダー管に可燃性ガスを通して外管に空気を取り込ませるという、従来のガスの流れとは異なる流れにしなければならず、設備全体の改造を余儀なくされるという問題がある。 Further, in order to apply the technique disclosed in Patent Document 2 to a conventional general diffusion bleeder, a flow different from the conventional gas flow in which air is taken into the outer tube through the flammable gas through the flared tube. There is a problem that the entire facility must be remodeled.

本発明は、上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、従来用いられている放散ブリーダーの改造コストを抑えながら、可燃性ガスの燃焼効率を向上させることのできる放散ブリーダーを提供することを課題とする。 The present invention has been completed in view of the above problems, and provides a diffusion bleeder capable of improving the combustion efficiency of combustible gas while suppressing the modification cost of a conventionally used diffusion bleeder. Is an issue.

本発明の手段は、次の通りである。
［１］可燃性ガスを燃焼させて大気中へと放出する放散ブリーダーであって、一端部において可燃性ガスの発生部と連通し、内側に可燃性ガスを通すブリーダー管と、一端部において大気と接し、前記ブリーダー管の他端部を内包する外管と、外管の内壁とブリーダー管の外壁との間に形成された間隙にガスを注入する注入管と、を備えることを特徴とする放散ブリーダー。
［２］前記注入管の軸線方向が、前記ブリーダー管の軸線方向に対して０°以上９０°以下であることを特徴とする前記［１］に記載の放散ブリーダー。
［３］前記注入管は、空気、窒素ガス、及び水蒸気の少なくとも１種以上からなるガスを注入することを特徴とする前記［１］又は［２］に記載の放散ブリーダー。
［４］前記可燃性ガスの発生部が、コークス炉の炭化室であることを特徴とする前記［１］から［３］までのいずれか一つに記載の放散ブリーダー。
［５］前記注入管は、消費ガスを供給する小口径管と、前記小口径管よりも大きい内径を有し、かつ前記小口径管から供給された消費ガス及び該消費ガスに随伴して吸入される吸引ガスが混合されてなる注入ガスを、前記間隙に注入する大口径管と、を有する前記［１］から［４］までのいずれか一つに記載の放散ブリーダー。
［６］前記大口径管の内径（Ｄ）に対する、前記小口径管の内径（ｄ）の比（ｄ／Ｄ）が、０．４以下である前記［５］に記載の放散ブリーダー。 Means of the present invention are as follows.
[1] A diffusion bleeder that burns flammable gas and releases it to the atmosphere, communicates with a flammable gas generating part at one end, bleeder pipe through which flammable gas passes, and air at one end And an outer tube containing the other end of the bleeder tube, and an injection tube for injecting gas into a gap formed between the inner wall of the outer tube and the outer wall of the bleeder tube. Dispersion breeder.
[2] The diffusion bleeder according to [1], wherein an axial direction of the injection tube is 0 ° or more and 90 ° or less with respect to an axial direction of the bleeder tube.
[3] The diffusion bleeder according to [1] or [2], wherein the injection pipe injects a gas composed of at least one of air, nitrogen gas, and water vapor.
[4] The diffusion bleeder according to any one of [1] to [3], wherein the combustible gas generation unit is a carbonization chamber of a coke oven.
[5] The injection pipe has a small-diameter pipe for supplying a consumption gas, an inner diameter larger than that of the small-diameter pipe, and a consumption gas supplied from the small-diameter pipe and a suction accompanying the consumption gas. The diffusion bleeder according to any one of [1] to [4], further comprising: a large-diameter tube that injects an injection gas formed by mixing the suction gas to be introduced into the gap.
[6] The diffusion bleeder according to [5], wherein a ratio (d / D) of an inner diameter (d) of the small-diameter pipe to an inner diameter (D) of the large-diameter pipe is 0.4 or less.

本発明によって、可燃性ガスの完全燃焼を促進し、放散ブリーダーにおける未燃状態の可燃性ガスの排出量を削減することができる。 By this invention, complete combustion of combustible gas can be accelerated | stimulated and the discharge amount of the unburned combustible gas in a diffusion bleeder can be reduced.

図１は、従来の放散ブリーダーの説明図である。FIG. 1 is an explanatory view of a conventional diffusion bleeder. 図２は、本発明の実施形態に係る放散ブリーダーの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the diffusion bleeder according to the embodiment of the present invention. 図３は、放散ブリーダーが設けられたコークス炉の説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of a coke oven provided with a diffusion bleeder. 図４は、本発明の実施例で用いた試験装置の断面図及び側面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view and a side view of the test apparatus used in the example of the present invention. 図５は、本発明例１及び比較例１の結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the results of Example 1 and Comparative Example 1. 図６は、本発明例１及び比較例１の結果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the results of Invention Example 1 and Comparative Example 1. 図７は、本発明の実施形態に係る注入管の一例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing an example of an injection tube according to the embodiment of the present invention. 図８は、注入管における（小口径管の内径ｄ／大口径管の内径Ｄ）に対する、（注入ガス流量Ｑ／消費ガス流量ｑ）の関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship of (injection gas flow rate Q / consumed gas flow rate q) to (inner diameter d of small diameter tube / inner diameter D of large diameter tube) in the injection tube. 図９は、本発明例３の結果を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the results of Example 3 of the present invention.

以下、本発明について具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described.

図２のように、本発明に係る放散ブリーダー１は、外管２とブリーダー管３と注入管４とを備える。 As shown in FIG. 2, the diffusion bleeder 1 according to the present invention includes an outer tube 2, a bleeder tube 3, and an injection tube 4.

ブリーダー管３は、図示されていない一端部（図の下方の端面）で可燃性ガスの発生部と連通し、可燃性ガスを外管２に向かって通す。図２において、可燃性ガスは下部から上部へと流れる。外管２は、ブリーダー管３から送気されてきた可燃性ガスを、図示されていない一端部（図の上方の端面）から大気中へと放出する。また、ブリーダー管３の他端部３Ａは、外管２の内側に内包される。より具体的には、外管２の他端部２Ａ（下端面）は、ブリーダー管３の他端部３Ａ（上端面）よりも下側に位置することで、外管２の内側にブリーダー管３が内包される領域が形成される。この外管２の内側にブリーダー管３が内包される領域では、外管２の内壁とブリーダー管３の外壁との間に間隙５が形成される。尚、外管２の内壁には、可燃性ガスを最初に点火させる点火装置６が設けられる。 The bleeder pipe 3 communicates with a combustible gas generating section at one end (not shown) (not shown), and allows the combustible gas to pass toward the outer pipe 2. In FIG. 2, combustible gas flows from the lower part to the upper part. The outer tube 2 discharges the combustible gas sent from the bleeder tube 3 into the atmosphere from one end (not shown) (upper end surface in the drawing). The other end 3 </ b> A of the bleeder tube 3 is enclosed inside the outer tube 2. More specifically, the other end 2A (lower end surface) of the outer tube 2 is positioned below the other end 3A (upper end surface) of the bleeder tube 3 so that the bleeder tube is placed inside the outer tube 2. A region including 3 is formed. In the region where the bleeder tube 3 is enclosed inside the outer tube 2, a gap 5 is formed between the inner wall of the outer tube 2 and the outer wall of the bleeder tube 3. An ignition device 6 is provided on the inner wall of the outer tube 2 to ignite the combustible gas first.

本発明では、ブリーダー管３と外管２とによって形成される前記間隙５から外管２の内側へと、ガス（以下、「注入ガス」と称することがある。）を注入することのできる注入管４が設けられる。注入管４は、注入ガスを圧送することができるように、例えば図示されていないポンプ等に接続されていればよい。注入管４から注入ガスを吹き込む際、注入ガスだけでなく、注入ガスの周囲から巻き込まれて間隙５へと流入するガス（以下、「随伴ガス」と称することがある。）の流れが発生する。これにより、注入ガスに加えて、多量の随伴ガスが外管２に持ち込まれることになる。間隙５に注入された注入ガス及び随伴ガスは、ブリーダー管３の外壁に沿って上がっていき、やがてブリーダー管３の内側から送られてくる可燃性ガスと、外管２の内側において混ざりあい、攪拌される。攪拌されたガスが燃焼することで、ブリーダー管３の上端面から上方向へと向かって火炎（図示せず）が形成される。本発明では、注入管４からの注入ガスとともに、多量の随伴ガス（特に空気）が外管２の内側に持ち込まれることで、可燃性ガスと注入ガス及び随伴ガスとの攪拌が十分に起こり、可燃性ガスの完全燃焼が促進される。 In the present invention, an injection capable of injecting a gas (hereinafter sometimes referred to as “injection gas”) from the gap 5 formed by the bleeder tube 3 and the outer tube 2 into the outer tube 2. A tube 4 is provided. The injection tube 4 may be connected to, for example, a pump (not shown) so that the injection gas can be pumped. When the injection gas is blown from the injection pipe 4, not only the injection gas but also a gas (hereinafter sometimes referred to as “associated gas”) that flows from the periphery of the injection gas and flows into the gap 5 is generated. . Thereby, in addition to the injection gas, a large amount of accompanying gas is brought into the outer tube 2. The injected gas and the accompanying gas injected into the gap 5 rise along the outer wall of the bleeder tube 3 and eventually mix with the combustible gas sent from the inside of the bleeder tube 3 inside the outer tube 2. Stir. A flame (not shown) is formed upward from the upper end surface of the bleeder tube 3 by burning the stirred gas. In the present invention, a large amount of accompanying gas (especially air) is brought into the outer tube 2 together with the injection gas from the injection tube 4, so that the combustible gas, the injection gas and the accompanying gas are sufficiently stirred. Full combustion of combustible gas is promoted.

注入管４は、間隙５にガスを注入できる位置に設ければよく、例えばブリーダー管３の上端面よりも注入管４の上端面が下に位置するように設ければよい。注入管４は、１組のブリーダー管３と外管２との組み合わせに対して１つ以上設けられていればよく、１つのブリーダー管３の周方向に沿って複数の注入管４を設けることもできる。本発明では、注入管４を１つ設ければ、十分な随伴空気が間隙５に持ち込まれるので、可燃性ガスの完全燃焼を促進することができる。 The injection tube 4 may be provided at a position where gas can be injected into the gap 5. For example, the injection tube 4 may be provided so that the upper end surface of the injection tube 4 is located below the upper end surface of the bleeder tube 3. One or more injection tubes 4 may be provided for a combination of one set of bleeder tube 3 and outer tube 2, and a plurality of injection tubes 4 are provided along the circumferential direction of one bleeder tube 3. You can also. In the present invention, if one injection pipe 4 is provided, sufficient accompanying air is brought into the gap 5, so that complete combustion of the combustible gas can be promoted.

次に、注入管４の取付角度として、注入管４の軸線方向がブリーダー管３の軸線方向に対して０°以上９０°以下とすることが好ましい。これにより、注入ガスの拡散を防ぎつつ、外管２の内側に随伴ガスを取り込ませることができる。尚、図２では、「α」が注入管４のブリーダー管３に対する取付角度を示す。前記角度が０°である場合とは、注入管４が注入口を間隙５へ向けつつ、ブリーダー管３の軸線方向と注入管４の軸線方向とが平行となる場合をいう。また、０°＜α≦９０°の場合、図２で示すように、注入管４は、注入口をブリーダー管３の外壁に向けて傾いた状態にある。尚、前記取付角度は、３０°以上６０°以下であることがより好ましい。取付角度が３０°以上６０°以下であると、随伴ガスの持ち込み量を十分に確保することができるので、外管２内部において可燃性ガスと随伴ガスとを十分に攪拌することができるとともに、注入ガス及び随伴ガスがブリーダー管３の外壁に当たって拡散することにより、外管２内部へと持ち込まれるガスの量がロスしてしまうことをより抑えることができる。 Next, as the mounting angle of the injection tube 4, it is preferable that the axial direction of the injection tube 4 is 0 ° or more and 90 ° or less with respect to the axial direction of the bleeder tube 3. Thereby, accompanying gas can be taken in the inner side of the outer tube | pipe 2, preventing diffusion of injection gas. In FIG. 2, “α” indicates an attachment angle of the injection tube 4 to the bleeder tube 3. The case where the angle is 0 ° refers to a case where the axial direction of the bleeder tube 3 and the axial direction of the injection tube 4 are parallel while the injection tube 4 directs the injection port toward the gap 5. When 0 ° <α ≦ 90 °, as shown in FIG. 2, the injection tube 4 is inclined with the injection port directed toward the outer wall of the bleeder tube 3. The mounting angle is more preferably 30 ° or more and 60 ° or less. When the mounting angle is not less than 30 ° and not more than 60 °, the amount of accompanying gas can be sufficiently secured, so that the combustible gas and the accompanying gas can be sufficiently stirred inside the outer tube 2, It is possible to further suppress the loss of the amount of gas brought into the outer pipe 2 by the injection gas and the accompanying gas diffusing by hitting the outer wall of the bleeder pipe 3.

注入ガスは、気体であれば特に制限されないが、外管２内における爆発や不完全燃焼を防ぐために、非可燃性のガスであることが好ましい。非可燃性ガスの中でも、特に、空気、窒素ガス、及び水蒸気の少なくとも１種以上からなるガスが特に好ましい。注入ガスとして窒素ガスを採用する場合でも、前述したように窒素ガスに随伴して外管２内に持ち込まれる空気等の随伴ガス中に含まれる酸素と可燃性ガスとが反応するので、可燃性ガスの完全燃焼は促進される。 The injected gas is not particularly limited as long as it is a gas, but is preferably a non-flammable gas in order to prevent explosion and incomplete combustion in the outer tube 2. Among nonflammable gases, a gas composed of at least one of air, nitrogen gas, and water vapor is particularly preferable. Even when nitrogen gas is used as the injection gas, the flammable gas reacts with the oxygen contained in the accompanying gas such as air brought into the outer tube 2 accompanying the nitrogen gas as described above. Complete combustion of the gas is promoted.

外管２内に注入する注入ガスと、外管２へと持ち込まれる可燃性ガスとの体積比は、１：１０〜７：１０であることが好ましい。前記体積比が１：１０よりも注入ガスの割合が小さくなると、ガスの攪拌効果が弱く可燃性ガスを完全燃焼できない可能性がある。また、前記体積比が７：１０よりも注入ガスの割合が大きいと、開口部から離れた位置で火炎が発生するリフトという現象や、火炎の吹き消えが起こる可能性がある。 The volume ratio of the injected gas injected into the outer tube 2 and the combustible gas brought into the outer tube 2 is preferably 1:10 to 7:10. When the ratio of the injected gas is smaller than the volume ratio of 1:10, the gas stirring effect is weak and the combustible gas may not be completely combusted. In addition, when the ratio of the injected gas is larger than 7:10, the phenomenon of lift in which a flame is generated at a position away from the opening and the blowout of the flame may occur.

可燃性ガスとは、例えば、Ｈ_２、ＣＯ、及び各種の炭化水素を主成分として含むガスであり、例えば、コークス炉の炭化室から出されるＣＯＧガスを好適例として挙げることができる。 The combustible gas is, for example, a gas containing H ₂ , CO, and various hydrocarbons as main components. For example, a COG gas discharged from a carbonization chamber of a coke oven can be given as a suitable example.

次に、本発明の放散ブリーダー１を製鉄所のコークス炉に適用する例について説明する。 Next, the example which applies the diffusion bleeder 1 of this invention to the coke oven of a steel mill is demonstrated.

図３を用いてコークス炉の概要について説明する。コークス炉１１では、炭化室１２と
燃焼室１３とが、交互に配置される。燃焼室１３では、燃焼ガスの燃焼によって熱が発生する。炭化室１２では、隣接する燃焼室１３で発生した熱により、石炭が乾留される。石炭の乾留の過程では、可燃性ガスの一種であるＣＯＧガスと呼ばれる可燃性ガスが発生する。ＣＯＧガスの主な成分としては、Ｈ_２、ＣＯ、及びその他の各種炭化水素ガスが挙げられる。尚、図３では炭化室１２と燃焼室１３とを２つずつのみ示しているが、実際にはこれら炭化室１２と燃焼室１３との組み合わせは図の奥へと向かって多数設けられている。 The outline of the coke oven will be described with reference to FIG. In the coke oven 11, the carbonization chambers 12 and the combustion chambers 13 are alternately arranged. In the combustion chamber 13, heat is generated by the combustion of the combustion gas. In the carbonization chamber 12, coal is carbonized by heat generated in the adjacent combustion chamber 13. In the process of coal carbonization, combustible gas called COG gas, which is a kind of combustible gas, is generated. Main components of the COG gas include H ₂ , CO, and other various hydrocarbon gases. In FIG. 3, only two carbonization chambers 12 and combustion chambers 13 are shown, but in actuality, many combinations of these carbonization chambers 12 and combustion chambers 13 are provided toward the back of the figure. .

それぞれの炭化室１２の上部には、上昇してきたＣＯＧガスを集める上昇管１４と、複数の炭化室１２から上昇管１４を介して吸い上げられたＣＯＧガスを集約するドライメーン１５とが設けられる。放散ブリーダー１は、ドライメーン１５に接続される。複数の炭化室１２で産生されたＣＯＧガスは、上昇管１４及びドライメーン１５を通って、放散ブリーダー１にて大気中へと放出される。 An upper part of each carbonization chamber 12 is provided with an ascending pipe 14 that collects the rising COG gas and a dry main 15 that collects the COG gas sucked up from the plural carbonization chambers 12 through the ascending pipe 14. The diffusion bleeder 1 is connected to the dry main 15. The COG gas produced in the plurality of carbonization chambers 12 is released into the atmosphere by the diffusion bleeder 1 through the riser 14 and the dry main 15.

工場の通常操業時には、炭化室から産生されるＣＯＧガスは、ガス吸引設備（図示せず）によって吸引・回収され、各種設備の操業用ガスとして再利用している。一方で、工場の停電等のトラブル時には、炭化室で発生するＣＯＧガスを十分に回収、再利用することができず、放散ブリーダー１を介してＣＯＧガスを大気中へと放出する必要がある。 During normal operation of the factory, COG gas produced from the carbonization chamber is sucked and collected by a gas suction facility (not shown) and reused as operation gas for various facilities. On the other hand, at the time of troubles such as a power failure in the factory, the COG gas generated in the carbonization chamber cannot be sufficiently recovered and reused, and it is necessary to release the COG gas to the atmosphere via the diffusion bleeder 1.

本発明の放散ブリーダー１をコークス炉１１に適用することで、停電等のトラブル時においても、炭化室１２において発生するＣＯＧガスの完全燃焼を促し、ＣＯ_２やＨ_２Ｏ等の害の少ない物質として大気中へ放出することができる。また、コークス炉１１に適用する際に、注入管４から注入するガスとしては、空気を用いることが好ましい。工場内で、水蒸気又は窒素ガスを供給するためには、非常用ボイラや空気分離装置等を稼動させる必要があるのに対し、空気を注入ガスとして用いることにより、非常時であっても迅速かつ簡便に放散ブリーダー１に注入ガスを供給することができる。 By applying the diffusion bleeder 1 of the present invention to the coke oven 11, it is possible to promote complete combustion of the COG gas generated in the carbonization chamber 12 even in the event of a power failure or the like, and a less harmful substance such as CO ₂ or H ₂ O Can be released into the atmosphere. In addition, when applied to the coke oven 11, it is preferable to use air as the gas injected from the injection pipe 4. In order to supply water vapor or nitrogen gas in a factory, it is necessary to operate an emergency boiler, an air separation device, etc., but by using air as an injection gas, The injection gas can be easily supplied to the diffusion bleeder 1.

また注入管としては、図７に示すようにエジェクター効果を発現する二重管を用いることもできる。 As the injection tube, as shown in FIG. 7, a double tube exhibiting an ejector effect can be used.

注入管４は、内径の大きさがｄ（単位は例えば「ｍｍ」）である小口径管４Ａと、ｄよりも大きい内径Ｄ（単位は例えば「ｍｍ」）を備えた大口径管４Ｂとを有する。注入管４では、小口径管４Ａの一部を大口径管４Ｂの内部に差し込んだ状態であってもよいし、小口径管４Ａの一部を大口径管４Ｂの内部に差し込まずに、小口径管４Ａの先端（図の右端面）と大口径管４Ｂの後端（図の左端面）とを離した状態としてもよい。小口径管４Ａから大口径管４Ｂへと消費ガスを吹き込むと、該消費ガスに随伴して大口径管４Ｂ内に周辺のガス（例えば空気）が吸引される。大口径管４Ｂ内で消費ガスと吸引ガスとが混合されることにより、注入ガスが形成される。 The injection tube 4 includes a small-diameter tube 4A having an inner diameter d (unit is “mm”, for example), and a large-diameter tube 4B having an inner diameter D (unit is “mm”, for example) larger than d. Have. The injection pipe 4 may be in a state where a part of the small diameter pipe 4A is inserted into the large diameter pipe 4B, or a small part without inserting a part of the small diameter pipe 4A into the large diameter pipe 4B. The distal end (right end surface in the figure) of the caliber tube 4A may be separated from the rear end (left end surface in the figure) of the large diameter tube 4B. When the consumption gas is blown from the small diameter pipe 4A to the large diameter pipe 4B, the surrounding gas (for example, air) is sucked into the large diameter pipe 4B along with the consumption gas. The injected gas is formed by mixing the consumption gas and the suction gas in the large diameter pipe 4B.

尚、小口径管４Ａの一部を大口径管４Ｂの内部に差し込む場合には、小口径管４Ａの先端（図の右端面）と大口径管４Ｂの後端（図の左端面）との距離は、３Ｄ以内とすることが好ましい。また、小口径管４Ａの一部を大口径管４Ｂの内部に差し込まない場合には、小口径管４Ａの先端と大口径管４Ｂの一端との距離は、１Ｄ以内とすることが好ましい。上記のように小口径管４Ａと大口径管４Ｂとの位置を調節することによって、十分な量の吸引ガスを大口径管４Ｂに吸引させることができる。尚、前述した距離は、注入管４の軸線方向における距離であればよい。 When a part of the small-diameter pipe 4A is inserted into the large-diameter pipe 4B, the tip of the small-diameter pipe 4A (right end surface in the figure) and the rear end of the large-diameter pipe 4B (left end face in the figure) The distance is preferably within 3D. When a part of the small diameter pipe 4A is not inserted into the large diameter pipe 4B, the distance between the tip of the small diameter pipe 4A and one end of the large diameter pipe 4B is preferably within 1D. By adjusting the positions of the small diameter pipe 4A and the large diameter pipe 4B as described above, a sufficient amount of suction gas can be sucked into the large diameter pipe 4B. The distance described above may be a distance in the axial direction of the injection tube 4.

上記のように、注入管を二重管構造とすることにより、小口径管から注入される消費ガスに随伴して、ガス（吸引ガス）が大口径管内に吸引されるエジェクター効果が発現され、大口径管への消費ガスの注入量よりも、大口径管から放出される注入ガスの量を多くすることができる。よって、注入管を二重管構造とすることで、放散ブリーダーでの可燃性ガスの完全燃焼に必要な消費ガスの量を低減することができる。 As described above, by adopting a double tube structure for the injection tube, an ejector effect in which gas (suction gas) is sucked into the large-diameter tube along with the consumption gas injected from the small-diameter tube is expressed, The amount of injected gas released from the large-diameter pipe can be made larger than the amount of gas injected into the large-diameter pipe. Therefore, the amount of consumption gas required for complete combustion of the combustible gas in the diffusion bleeder can be reduced by making the injection tube have a double tube structure.

また、小口径管４Ａの内径ｄと、大口径管４Ｂの内径Ｄとを調節することによっても、ガスの吸引量を調節することができる。より具体的には、ｄ／Ｄを小さくすることによって、ガスの吸引量を多くし、Ｑ／ｑを大きくすることができる。一例として、Ｑ／ｑを１．５倍以上とするためには、ｄ／Ｄを０．４以下とすることが好ましい。 The amount of gas suction can also be adjusted by adjusting the inner diameter d of the small diameter pipe 4A and the inner diameter D of the large diameter pipe 4B. More specifically, by reducing d / D, the amount of gas suction can be increased and Q / q can be increased. As an example, in order to make Q / q 1.5 times or more, d / D is preferably 0.4 or less.

（本発明例１）
図４で示される放散ブリーダーを模した試験装置を用いて実験を行った。図４（ｂ）は試験装置の側面図であり、図４（ａ）は図４（ｂ）のＸ−Ｘ´視断面図である。尚、図４（ａ）でも説明のために採取管７を示した。実験では、ブリーダー管３から外管２へと可燃性ガスを送るとともに、図示しない注入管によって外管２の内側へ注入ガスとして空気を吹き込み、図示しない点火装置を用いて外管２の内側で混合ガスを燃焼させた。この際、外管２の上部に設けられた採取管７によって、外管２の中心部におけるガスと、外管２の内壁近傍（外周部）におけるガスとを採取し、ガスの組成を分析した。また、図示しない温度計によって、ブリーダー管３の中心部の温度（ブリーダー管３の上部に形成される火炎の中心部における温度）、及び外管２の内壁近傍（火炎の外周部）の温度を測定した。結果を図５に示す。尚、試験装置におけるブリーダー管３の内径は１００ｍｍであり、外管２の内径は１２５ｍｍであり、外管２へと流入する可燃性ガスと注入管４による注入ガスとの比は、２．５：１０（体積比）であった。また、試験装置における注入管４の取付角度は、３０°であった。可燃性ガスとしては、組成がＣＯ_２：４．３％、Ｏ_２：０．８％、Ｎ_２：１１．１％、Ｈ_２：３０．６％、ＣＯ：７．０６％、ＣＨ_４：２３．７％、ＣｎＨｎ：３．３％、及びその他：１９．１％（前記％はいずれも体積％であり、その他にはＣ_６Ｈ_６、及びＨ_２Ｏ等が含まれる。）であるガスを用いた。
（比較例１）
上記本発明例と同様の試験装置を用いて、注入管４によって気体を注入しないこと以外は、本発明例と同様に実験を行った。結果を図５及び図６に示す。尚、図５における分析結果の欄にあるグラフの縦軸の単位は、体積％である。図６の縦軸は、採取されたガス量を示す。 (Invention Example 1)
An experiment was conducted using a test apparatus simulating the diffusion bleeder shown in FIG. 4B is a side view of the test apparatus, and FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line XX ′ of FIG. 4B. Note that the sampling tube 7 is also shown in FIG. In the experiment, combustible gas is sent from the bleeder tube 3 to the outer tube 2, and air is injected as an injected gas into the outer tube 2 by an injection tube (not shown), and inside the outer tube 2 using an ignition device (not shown). The mixed gas was burned. At this time, the gas at the center of the outer tube 2 and the gas in the vicinity of the inner wall (outer periphery) of the outer tube 2 were collected by the collecting tube 7 provided on the upper part of the outer tube 2, and the composition of the gas was analyzed. . Further, the temperature at the center of the bleeder tube 3 (temperature at the center of the flame formed at the top of the bleeder tube 3) and the temperature near the inner wall of the outer tube 2 (outer periphery of the flame) are measured by a thermometer (not shown). It was measured. The results are shown in FIG. In the test apparatus, the inner diameter of the bleeder tube 3 is 100 mm, the inner diameter of the outer tube 2 is 125 mm, and the ratio of the combustible gas flowing into the outer tube 2 and the injected gas from the injection tube 4 is 2.5. : 10 (volume ratio). Moreover, the attachment angle of the injection tube 4 in the test apparatus was 30 °. As the combustible gas, the composition was CO ₂ : 4.3%, O ₂ : 0.8%, N ₂ : 11.1%, H ₂ : 30.6%, CO: 7.06%, CH ₄ : 23.7%, CnHn: 3.3%, and others: 19.1% (all the above percentages are by volume, and others include C ₆ H ₆ , H ₂ O, etc.). Gas was used.
(Comparative Example 1)
An experiment was performed in the same manner as the inventive example except that the gas was not injected by the injection tube 4 using the same test apparatus as the inventive example. The results are shown in FIGS. In addition, the unit of the vertical axis | shaft of the graph in the column of the analysis result in FIG. 5 is volume%. The vertical axis in FIG. 6 indicates the amount of gas collected.

図５のガス組成の分析結果から分かるように、注入管から注入ガスとして空気を吹き込むことで、外管２内に持ち込まれた空気により、窒素と酸素との割合が大きく上昇するとともに、未燃状態の可燃性ガスの割合が著しく少なくなっている。一方で、比較例では、未燃状態の可燃性ガスが大きな割合を占めている。さらに、図６を見ると、比較例では、Ｈ_２、ＣＯ、ＣＨ_４等の可燃性ガスの成分が完全燃焼されることなく、一定程度残存しているが、本発明例ではこれらのガスがほとんど見られず、より完全燃焼に近いことが分かる。以上より、本発明を用いることで外管における可燃性ガスの完全燃焼を促すことができることが示された。 As can be seen from the analysis result of the gas composition in FIG. 5, by blowing air as an injection gas from the injection tube, the air brought into the outer tube 2 greatly increases the ratio of nitrogen and oxygen and unburned. The proportion of combustible gas in the state is significantly reduced. On the other hand, in the comparative example, the unburned combustible gas accounts for a large proportion. Further, in FIG. 6, in the comparative example, the combustible gas components such as H ₂ , CO, and CH ₄ are not completely burned but remain to a certain extent. It is hardly seen and it can be seen that it is closer to complete combustion. From the above, it was shown that complete combustion of the combustible gas in the outer pipe can be promoted by using the present invention.

また、本発明例と比較例とで火炎の温度を比較すると、特に火炎の中心部の温度について、比較例（３６０℃）は本発明例（６４０℃）に比べて低いことが示された。これは、本発明例では、外管２内に十分な量の随伴ガス（空気）が持ち込まれ、可燃性ガスと空気との攪拌が十分に起こったために、火炎の中心部でも十分な完全燃焼が起こっていることによる。よって、火炎の温度からも、本発明を用いることで可燃性ガスの完全燃焼が促進されることが確認された。 Moreover, when the temperature of a flame was compared with the example of this invention and the comparative example, it was shown that the comparative example (360 degreeC) was low compared with the example of this invention (640 degreeC) especially about the temperature of the center part of a flame. In the example of the present invention, a sufficient amount of the accompanying gas (air) is brought into the outer tube 2 and the combustible gas and air are sufficiently stirred. Depending on what is going on. Therefore, it was confirmed that the complete combustion of the combustible gas was promoted by using the present invention also from the temperature of the flame.

（本発明例２）
次に、注入管４として二重管を採用し、二重管の大口径管の内径Ｄと小口径管の内径ｄとの比（ｄ／Ｄ）を変更し、小口径管から大口径管に消費ガスを供給した際の、注入ガスの流量（Ｑ）に対する消費ガスの流量（ｑ）の流量比（ｆ＝Ｑ／ｑ）を調べた。結果を図８に示す。尚、Ｄ＝２８ｍｍとして固定し、ｄの大きさを変更して実験を行った。また、小口径管の先端面と大口径管の後端面とを同一平面上に配置し、小口径管から０．０２Nm³/Sの消費ガスを供給した。図８から分かるように、少なくともｄ／Ｄが０．１５〜０．８の範囲では、ｄ／Ｄが小さいほど消費ガスよりも注入ガスを増やすことができ、特にｄ／Ｄが０．４以下では消費ガスの１．５倍もの流量の注入ガスを噴出させることができた。 (Invention Example 2)
Next, a double pipe is adopted as the injection pipe 4, and the ratio (d / D) between the inner diameter D of the large-diameter pipe of the double pipe and the inner diameter d of the small-diameter pipe is changed. The flow rate ratio (f = Q / q) of the consumption gas flow rate (q) to the injection gas flow rate (Q) when the consumption gas was supplied to was investigated. The results are shown in FIG. The experiment was conducted by fixing D = 28 mm and changing the size of d. Further, the front end face of the small diameter pipe and the rear end face of the large diameter pipe were arranged on the same plane, and 0.02 Nm ³ / S of consumption gas was supplied from the small diameter pipe. As can be seen from FIG. 8, at least in the range of d / D from 0.15 to 0.8, the smaller the d / D, the more the injected gas can be increased than the consumed gas, and in particular, d / D is 0.4 or less. Then, the injection gas having a flow rate 1.5 times the consumption gas could be ejected.

（本発明例３）
図７に示すような構造によりエジェクター効果を発現する二重管を注入管として使用し、本発明例１と同様の実験を行った。放散ブリーダーの中心と外周でのガス分析の結果を図９に示す。図９に示すように、本発明例３では、本発明例１と同等程度に未燃状態の可燃性ガスの割合を著しく小さくすることができた。尚、本発明例３では注入管におけるｄ／Ｄを０．２９とした。 (Invention Example 3)
The same experiment as that of Example 1 of the present invention was performed using a double tube that exhibits an ejector effect with a structure as shown in FIG. 7 as an injection tube. FIG. 9 shows the results of gas analysis at the center and outer periphery of the diffusion bleeder. As shown in FIG. 9, in Example 3 of the present invention, the proportion of unburned combustible gas could be remarkably reduced to the same extent as Example 1 of the present invention. In Example 3 of the present invention, d / D in the injection tube was set to 0.29.

本発明例３では、本発明例１と同量の注入ガスを確保したが、吸引ガスの分だけ実際に必要となる消費ガス量を削減することができた。具体的には、図８から読み取れるように、ｄ／Ｄは０．２９であることから、消費ガス量は本発明例１に比べて１／１．８程度に削減することができた。 In Inventive Example 3, the same amount of injected gas as in Inventive Example 1 was secured, but the amount of actually consumed gas could be reduced by the amount of suction gas. Specifically, as can be seen from FIG. 8, since the d / D is 0.29, the amount of gas consumed can be reduced to about 1 / 1.8 compared to the first invention example.

１放散ブリーダー
２外管
２Ａ外管の他端部
３ブリーダー管
３Ａブリーダー管の他端部
４注入管
４Ａ小口径管
４Ｂ大口径管
５間隙
６点火装置
７採取管
１１コークス炉
１２炭化室
１３燃焼室
１４上昇管
１５ドライメーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dissemination bleeder 2 Outer pipe 2A The other end 3 of the outer pipe 3 The bleeder pipe 3A The other end 4 of the bleeder pipe 4 Injection pipe 4A Small diameter pipe 4B Large diameter pipe 5 Gap 6 Ignition device 7 Sampling pipe 11 Coke oven 12 Coking chamber 13 Combustion Chamber 14 Rising pipe 15 Dry main

Claims

A diffusion bleeder that burns combustible gas and releases it to the atmosphere,
A bleeder tube that communicates with the flammable gas generating portion at one end and passes the flammable gas inside;
An outer tube in contact with the atmosphere at one end and enclosing the other end of the bleeder tube;
A diffusion bleeder comprising: an injection pipe for injecting gas into a gap formed between an inner wall of the outer pipe and an outer wall of the bleeder pipe.

2. The diffusion bleeder according to claim 1, wherein an axial direction of the injection tube is 0 ° or more and 90 ° or less with respect to an axial direction of the bleeder tube.

The diffusion bleeder according to claim 1 or 2, wherein the injection pipe injects a gas composed of at least one of air, nitrogen gas, and water vapor.

The diffusion bleeder according to any one of claims 1 to 3, wherein the combustible gas generating part is a coking chamber of a coke oven.

The injection pipe is a small-diameter pipe for supplying consumption gas;
An injection gas having an inner diameter larger than that of the small-diameter pipe and mixed with a consumption gas supplied from the small-diameter pipe and a suction gas sucked in association with the consumption gas is injected into the gap. The diffusion bleeder according to any one of claims 1 to 4, comprising a large-diameter pipe.

The diffusion bleeder according to claim 5, wherein a ratio (d / D) of an inner diameter (d) of the small diameter pipe to an inner diameter (D) of the large diameter pipe is 0.4 or less.