JP2001081470A - Method for determining combustion chamber structure of coke oven and method for operating coke oven - Google Patents
Method for determining combustion chamber structure of coke oven and method for operating coke ovenInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中のＮＯｘ
濃度が低いコークス炉の燃焼室構造決定方法およびコー
クス炉の操業方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to NOx in exhaust gas.
The present invention relates to a method for determining a combustion chamber structure of a coke oven having a low concentration and a method for operating a coke oven.
【０００２】[0002]
【従来の技術】室炉型コークス炉は、石炭を炭化する炭
化室と、富ガス、貧ガスまたはこれらの混合ガスからな
る燃料ガスおよび空気を導入し、燃料ガスを燃焼させて
炭化室を加熱する燃焼室とが交互に配置された構造を有
している。そして、燃焼室は仕切壁により多数のフリュ
ーと呼ばれる単位に仕切られており、燃焼室の底部に
は、各フリュー毎に燃料ガス供給口および底部空気供給
口を有し、仕切壁内の中空ダクトを介して複数の高さか
らから空気を供給する上部空気供給口を有している。2. Description of the Related Art In a coke oven furnace, a carbonization chamber for carbonizing coal, a fuel gas and air composed of a rich gas, a poor gas or a mixture thereof are introduced, and the fuel gas is burned to heat the carbonization chamber. Combustion chambers are arranged alternately. The combustion chamber is divided into a number of units called flues by a partition wall, and the bottom of the combustion chamber has a fuel gas supply port and a bottom air supply port for each flu, and a hollow duct in the partition wall. And has an upper air supply port for supplying air from a plurality of heights through the air.
【０００３】このようなコークス炉においては、燃焼室
から排ガスが排出されるが、環境汚染防止に対する要求
が年々厳しさを増しており、排ガス中のＮＯｘ濃度の規
制値が極めて低いものとなっている。このＮＯｘ排出規
制値は、既設炉の値よりも相当厳しくなっており、この
ままではコークス炉を新規に建設することができなくな
ってしまうおそれもある。In such a coke oven, exhaust gas is discharged from the combustion chamber. However, the requirement for environmental pollution prevention is increasing year by year, and the regulated value of NOx concentration in the exhaust gas becomes extremely low. I have. The NOx emission regulation value is considerably stricter than the value of the existing furnace, and there is a possibility that a new coke oven cannot be constructed if it is left as it is.
【０００４】さらに、次世代コークス炉として稼働率が
３００％以上可能なものが提案されているが、このよう
な炉では、燃料ガスの量が従来炉の１．５〜２倍と見込
まれることから、排ガス中のＮＯｘ濃度低減のために抜
本的な技術開発が望まれている。Further, a next-generation coke oven capable of operating at a rate of 300% or more has been proposed. In such an oven, the amount of fuel gas is expected to be 1.5 to 2 times that of the conventional oven. Therefore, a drastic technical development for reducing the NOx concentration in the exhaust gas is desired.
【０００５】このように排ガス中のＮＯｘ量を低減する
ためには、燃料ガス供給口や空気供給口の配置等の燃焼
室の構造を調整したり、コークス炉の操業条件を調整す
ることが考えられる。In order to reduce the amount of NOx in the exhaust gas, it is conceivable to adjust the structure of the combustion chamber, such as the arrangement of the fuel gas supply port and the air supply port, and to adjust the operating conditions of the coke oven. Can be
【０００６】一般的に実働設備の操業上の課題解決また
は設備新設時における設計に際しては、 （１）これまで建設した設備の運転条件を変更させてデ
ータを収得すること （２）試験炉または模型実験設備の活用が挙げられる。[0006] In general, when solving problems in operation of actual facilities or designing a new facility, (1) data must be obtained by changing the operating conditions of the facilities constructed so far (2) test furnace or model Use of experimental equipment is an example.
【０００７】しかしながら、既設設備を使用した方法
は、経験と勘に頼る部分があるため、客観性および効率
性が劣り、また、設備の操業範囲を越えることができな
いため、新規技術の開発には不向きであるといった欠点
を有する。[0007] However, the method using the existing equipment has a part that depends on experience and intuition, and therefore, is inferior in objectivity and efficiency. In addition, the method cannot exceed the operation range of the equipment. It has the disadvantage of being unsuitable.
【０００８】また、模型実験設備を用いる技術の中で、
コークス炉の燃焼室で生じるような燃焼に関しては、
「流れの可視化」が主に流体力学の分野で用いられてお
り、その技術としては、壁面トレース法、タフト法、ト
レーサー法、光学的方法が代表的である。しかしなが
ら、これらの技術は、複雑な形状の模型では使用にく
く、また観察が定性的なものとならざるを得ず、定量的
な把握が困難であるいった問題がある。[0008] Also, in the technology using the model experiment equipment,
For the combustion that occurs in the combustion chamber of a coke oven,
“Flow visualization” is mainly used in the field of fluid dynamics, and typical techniques include wall tracing, tufting, tracer, and optical methods. However, these techniques are problematic in that they are difficult to use with models having complicated shapes, and observation must be qualitative, making it difficult to grasp quantitatively.
【０００９】さらに、実機と同様の操業を行う実機試験
炉を作製する場合には、費用が高額となること、ＮＯｘ
の発生挙動が明確にはわからないこと、および実験条件
に制約があり広範な範囲での実験ができない等の欠点が
ある。例えば、１２００℃以上に加熱されたガスおよび
空気の供給口の形状変更、空気の高さ方向吹出位置の変
更、さらにはガスおよび空気の流量変更は困難である。[0009] Further, in the case of producing a test furnace for an actual machine that performs the same operation as that of the actual machine, the cost is high and NOx
There are drawbacks such as the fact that the behavior of generation of phenomena is not clearly understood, and that the experiment conditions are limited and experiments in a wide range cannot be performed. For example, it is difficult to change the shapes of the gas and air supply ports heated to 1200 ° C. or higher, change the air blowing position in the height direction, and change the flow rates of the gas and air.
【００１０】一方、操業条件を調整してコークス炉燃焼
排ガス中のＮＯｘ濃度を低減させる公知の技術として
は、（ａ）燃焼排ガスの再循環によって火炎温度を低下
させる技術、および（ｂ）部分的に燃焼させることによ
って、酸素および窒素濃度を減少させる技術が代表的で
ある。On the other hand, known techniques for reducing the NOx concentration in the flue gas of a coke oven by adjusting the operating conditions include (a) a technique for reducing the flame temperature by recirculating the flue gas, and (b) a partial technique for reducing the flame temperature. A typical technique is to reduce the concentration of oxygen and nitrogen by burning the fuel.
【００１１】上記（ａ）の燃焼排ガスの再循環は、コッ
パースサーキュレーション方式のコークス炉において実
施されている。また、上記（２）の部分燃焼によってＮ
Ｏｘ濃度を低減させる技術は、カールスチル式の多段加
熱コークス炉において実施されている。The recirculation of the combustion exhaust gas in the above (a) is carried out in a coke oven of a copper circulation type. In addition, N2 is obtained by the partial combustion of (2)
The technology for reducing the Ox concentration is implemented in a curl still type multi-stage coke oven.
【００１２】また、特開平１−３０６４９４号公報およ
び特公平７−７８２２０号公報には、燃焼排ガスの系内
再循環と空気・ガスの多段燃焼の組合せにおいて、ＮＯ
ｘ含量を効果的に低減するには、燃焼排ガスの系内再循
環率と、下段空気の吐出量比および第２燃焼段の配置を
適当に組み合わせることが必要であることが開示されて
いる。Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-306494 and 7-78220 disclose NO in the combination of recirculation of combustion exhaust gas and multi-stage combustion of air and gas.
It is disclosed that in order to effectively reduce the x content, it is necessary to appropriately combine the in-system recirculation rate of the combustion exhaust gas, the discharge ratio of the lower stage air, and the arrangement of the second combustion stage.
【００１３】また、特公平６−７４４２７号公報では、
さらに燃焼排ガスの炉外でのガス・空気希釈、燃焼室底
部のサーキュレーション孔、富ガスポート、貧ガスポー
ト、空気ポートの適正な配置（特にガスおよび空気の底
部ポートは、炉壁中央に配置すること）が重要であると
している。In Japanese Patent Publication No. 6-74427,
In addition, gas and air dilution of flue gas outside the furnace, circulation holes at the bottom of the combustion chamber, proper arrangement of rich gas port, poor gas port, and air port (especially the bottom ports for gas and air are located in the center of the furnace wall. Is important).
【００１４】ところで、燃焼により発生するＮＯｘに
は、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ等があるが、ほとんどがＮＯ
であり、このＮＯはサーマルＮＯ、プロンプトＮＯ、フ
ューエルＮＯに分けられ、コークス炉においてはサーマ
ルＮＯが大部分を占めている。By the way, NOx generated by combustion includes NO, NO 2 , N 2 O, etc.
This NO is divided into thermal NO, prompt NO, and fuel NO. In a coke oven, the thermal NO accounts for the majority.
【００１５】コークス炉の操業条件を調整することによ
り排ガス中のＮＯｘを低減するための従来技術は、上述
のように、燃焼排ガスの再循環による火炎温度の低下と
部分的燃焼による酸素および窒素濃度の減少の組合せで
あり、基本的にＮＯｘの発生要因となる火炎温度、窒素
濃度、酸素濃度を減らそうというもので、サーマルＮＯ
低減に寄与してきたが、今後の環境規制動向を鑑みると
なお不十分である。The prior art for reducing NOx in exhaust gas by adjusting the operating conditions of a coke oven includes, as described above, a reduction in flame temperature due to recirculation of flue gas and an increase in oxygen and nitrogen concentrations due to partial combustion. Is to reduce the flame temperature, nitrogen concentration, and oxygen concentration, which are basically the generation factors of NOx.
Although it has contributed to the reduction, it is still insufficient in view of the future environmental regulations.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、排ガス中のＮＯｘ濃度を
低減することができるコークス炉の燃焼室構造を効率的
に決定することができるコークス炉の燃焼室構造決定方
法、および排ガス中のＮＯｘ濃度を十分に低減すること
ができるコークス炉の操業方法を提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to efficiently determine a combustion chamber structure of a coke oven capable of reducing the concentration of NOx in exhaust gas. An object of the present invention is to provide a method for determining a combustion chamber structure of a coke oven and a method for operating a coke oven capable of sufficiently reducing the NOx concentration in exhaust gas.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく検討を重ねた結果、適当な燃焼流動解析プ
ログラムを用い、境界条件を適切に設定することによ
り、実炉における燃焼室の燃焼状態を高精度でシミュレ
ーションすることができることを見出した。そして、こ
のシミュレーション結果に基づけば、排ガス中のＮＯｘ
濃度が所定の値以下となるような燃焼室の構造を極めて
効率良く決定することができること、また、ＮＯｘ濃度
が所定の値以下となるような条件を極めて効率よく決定
して操業することができることを見出した。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted various studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, by appropriately setting the boundary conditions using an appropriate combustion flow analysis program, the combustion in an actual furnace has been achieved. It has been found that the combustion state of the chamber can be simulated with high accuracy. And based on this simulation result, NOx in exhaust gas
The structure of the combustion chamber in which the concentration is equal to or less than a predetermined value can be determined extremely efficiently, and the operation can be determined with extremely efficient conditions in which the NOx concentration is equal to or less than a predetermined value. Was found.
【００１８】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たものであって、第１発明は、石炭を炭化する炭化室
と、燃料ガスおよび空気を導入し、燃料ガスを燃焼させ
て炭化室を加熱する燃焼室とが交互に配置された室炉型
コークス炉における燃焼室構造を決定する方法であっ
て、燃焼室内の燃焼状態を燃焼流動解析によりシミュレ
ーションし、排ガスのＮＯｘ濃度が所定値以下になるよ
うに、燃焼室の燃料ガス供給口および空気供給口の配
置、形状、寸法および吐出角度のうち１または２以上を
決定することを特徴とするコークス炉の燃焼室構造決定
方法を提供する。The present invention has been made based on such knowledge, and the first invention is to provide a carbonization chamber for carbonizing coal, a fuel gas and air introduced, and a fuel gas burned to form a carbonization chamber. A method for determining a combustion chamber structure in a chamber-type coke oven in which combustion chambers to be heated are alternately arranged. The combustion state in the combustion chamber is simulated by combustion flow analysis, and the NOx concentration of the exhaust gas falls below a predetermined value. Thus, there is provided a method of determining a combustion chamber structure of a coke oven, wherein one or more of the arrangement, shape, size, and discharge angle of a fuel gas supply port and an air supply port of a combustion chamber are determined.
【００１９】第２発明は、石炭を炭化する炭化室と、燃
料ガスおよび空気を導入し、燃料ガスを燃焼させて炭化
室を加熱する燃焼室とが交互に配置され、前記燃焼室は
仕切壁により多数の単位に仕切られており、前記燃焼室
の底部に燃料ガス供給口および底部空気供給口を有し、
前記仕切壁内の中空ダクトを介して複数の高さから空気
を供給する上部空気供給口を有する室炉型コークス炉に
おける燃焼室構造を決定する方法であって、燃焼室内の
燃焼状態を燃焼流動解析によりシミュレーションし、排
ガスのＮＯｘ濃度が所定値以下になるように、燃焼室の
燃料ガス供給口および底部空気供給口の配置、形状、寸
法および吐出角度、ならびに上部空気供給口の配置およ
び吐出角度のうち１または２以上を決定することを特徴
とするコークス炉の燃焼室構造決定方法を提供する。According to a second aspect of the present invention, a carbonization chamber for carbonizing coal and combustion chambers for introducing fuel gas and air and burning the fuel gas to heat the carbonization chamber are alternately arranged, and the combustion chamber is provided with a partition wall. Has a fuel gas supply port and a bottom air supply port at the bottom of the combustion chamber,
A method for determining a combustion chamber structure in a chamber coke oven having an upper air supply port for supplying air from a plurality of heights through hollow ducts in the partition wall, wherein the combustion state in the combustion chamber is determined by a combustion flow. A simulation is performed by analysis, so that the arrangement, shape, dimensions, and discharge angle of the fuel gas supply port and the bottom air supply port of the combustion chamber, and the arrangement and discharge angle of the upper air supply port are set so that the NOx concentration of the exhaust gas is equal to or less than a predetermined value. A method for determining a combustion chamber structure of a coke oven characterized by determining one or more of the following.
【００２０】第３発明は、石炭を炭化する炭化室と、燃
料ガスおよび空気を導入し、燃料ガスを燃焼させて炭化
室を加熱する燃焼室とが交互に配置された室炉型コーク
ス炉の操業方法であって、燃焼室内の燃焼状態を燃焼流
動解析によりシミュレーションし、排ガスのＮＯｘ濃度
が所定値以下になるように、燃焼室への空気の供給状態
を決定して操業を行うことを特徴とするコークス炉の操
業方法を提供する。According to a third aspect of the present invention, there is provided a coke oven type coke oven in which a carbonization chamber for carbonizing coal and a combustion chamber for introducing fuel gas and air and burning the fuel gas to heat the carbonization chamber are alternately arranged. An operation method, wherein a combustion state in a combustion chamber is simulated by a combustion flow analysis, and an operation is performed by determining an air supply state to the combustion chamber so that the NOx concentration of exhaust gas is equal to or lower than a predetermined value. And a method for operating a coke oven.
【００２１】第４発明は、石炭を炭化する炭化室と、燃
料ガスおよび空気を導入し、燃料ガスを燃焼させて炭化
室を加熱する燃焼室とが交互に配置され、前記燃焼室は
仕切壁により多数の単位に仕切られており、前記燃焼室
の底部に燃料ガス供給口および底部空気供給口を有し、
前記仕切壁内の中空ダクトを介して複数の高さから空気
を供給する上部空気供給口を有する室炉型コークス炉の
操業方法であって、燃焼室内の燃焼状態を燃焼流動解析
によりシミュレーションし、排ガスのＮＯｘ濃度が所定
値以下になるように、底部空気供給口から供給する空気
量と上部空気供給口から供給する空気量との比率を決定
して操業を行うことを特徴とするコークス炉の操業方法
を提供する。According to a fourth aspect of the invention, a carbonization chamber for carbonizing coal and combustion chambers for introducing fuel gas and air and burning the fuel gas to heat the carbonization chamber are alternately arranged, and the combustion chamber is provided with a partition wall. Has a fuel gas supply port and a bottom air supply port at the bottom of the combustion chamber,
A method for operating a room-furnace coke oven having an upper air supply port for supplying air from a plurality of heights through hollow ducts in the partition wall, simulating a combustion state in a combustion chamber by combustion flow analysis, A coke oven characterized in that the ratio of the amount of air supplied from the bottom air supply port to the amount of air supplied from the top air supply port is determined and the operation is performed so that the NOx concentration of the exhaust gas becomes a predetermined value or less. Provide operating methods.
【００２２】上記燃焼室構造決定方法およびコークス炉
の操業方法において、シミュレーションする燃焼状態と
しては、ガス流れ、温度分布およびガス成分で評価する
ことができる。また、シミュレーションのための境界条
件は、燃料ガス量、燃料ガス成分、燃料ガス温度、空気
量、空気温度、および炉壁抜熱量を規定することが好ま
しい。In the above combustion chamber structure determination method and coke oven operation method, the combustion state to be simulated can be evaluated by gas flow, temperature distribution and gas component. It is preferable that the boundary conditions for the simulation specify the fuel gas amount, the fuel gas component, the fuel gas temperature, the air amount, the air temperature, and the heat removal from the furnace wall.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。図１は本発明が適用される室炉型コークス炉を
示す水平断面図であり、図２はその垂直断面図である。
この室炉型コークス炉は、炭化室１と細かく仕切られた
フリュー２が多数配置された燃焼室５とが交互に複数配
置されている。燃焼室５はレンガ構造体であり、その炭
化室１に面した部分が炉壁３である。炭化室１の上部に
は石炭を装入するための装入孔４が１つの炭化室あたり
４〜５個設けられている。また、炭化室１の両側端には
炉蓋６が開閉自在に設けられている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described specifically. FIG. 1 is a horizontal sectional view showing a room-type coke oven to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a vertical sectional view thereof.
In this chamber type coke oven, a plurality of carbonization chambers 1 and a plurality of combustion chambers 5 in which a plurality of finely divided flue 2 are arranged are alternately arranged. The combustion chamber 5 is a brick structure, and a portion facing the carbonization chamber 1 is a furnace wall 3. In the upper part of the coking chamber 1, 4 to 5 charging holes 4 for charging coal are provided per coking chamber. Furnace lids 6 are provided at both ends of the carbonization chamber 1 so as to be freely opened and closed.
【００２４】このようなコークス炉でコークスを製造す
るに際しては、一般に、装入孔４の蓋を開けて装入孔４
から炭化室１内に石炭を装入した後、装入孔蓋を閉じ、
各フリュー２でガスを燃焼させてフリュー２からの熱に
より石炭を乾留する。In producing coke in such a coke oven, generally, the lid of the charging hole 4 is opened to open the charging hole 4.
After charging coal into the carbonization chamber 1 from, the charging hole lid is closed,
The gas is burned in each flue 2 and the coal is carbonized by the heat from the flue 2.
【００２５】本発明の第１の形態においては、このよう
なコークス炉の燃焼室において、燃焼状態として、燃焼
室のガス流れ、温度分布、ガス成分を燃焼流動解析によ
りシミュレーションし、排ガス中のＮＯｘが所定値以下
になるように燃料ガス供給口および空気供給口の配置、
形状、寸法および吐出角度のうち１または２以上を決定
する。In the first embodiment of the present invention, in the combustion chamber of such a coke oven, as a combustion state, a gas flow, a temperature distribution and a gas component of the combustion chamber are simulated by combustion flow analysis, and NOx in exhaust gas is analyzed. Arrangement of the fuel gas supply port and the air supply port so that
One or two or more of the shape, size, and ejection angle are determined.
【００２６】燃焼室の構造は、例えば図３に示すように
なっている。すなわち、燃焼室５の底壁には、各フリュ
ー２毎に底部空気供給口１１と、富ガス、貧ガスまたは
これらの混合ガス（Ｍガス）からなる燃料ガスを供給す
る燃料ガス供給口１５とが設けられている。また、フリ
ュー２を仕切る仕切壁１６の中空ダクト１７を介して複
数の高さ（図では２段であるがその数は任意である）か
ら空気を供給する上部空気供給口１２，１３を有してい
る。このような構造の燃焼室の場合には、上記燃焼流動
解析によるシミュレーションに基づいて、排ガスのＮＯ
ｘ濃度が所定値以下になるように、燃料ガス供給口１５
および底部空気供給口１１の配置、形状、寸法および吐
出角度、ならびに上部空気供給口１２，１３の配置（位
置）、吐出角度のうち１または２以上を決定する。The structure of the combustion chamber is, for example, as shown in FIG. That is, the bottom wall of the combustion chamber 5 has a bottom air supply port 11 for each flue 2 and a fuel gas supply port 15 for supplying a fuel gas composed of a rich gas, a poor gas, or a mixed gas (M gas) thereof. Is provided. In addition, there are upper air supply ports 12 and 13 for supplying air from a plurality of heights (two levels in the figure, but the number is arbitrary) through the hollow duct 17 of the partition wall 16 that partitions the flew 2. ing. In the case of a combustion chamber having such a structure, the exhaust gas NO
The fuel gas supply port 15 is set so that the x concentration becomes a predetermined value or less.
One or two or more of the arrangement, shape, size and discharge angle of the bottom air supply port 11 and the arrangement (position) and discharge angle of the top air supply ports 12 and 13 are determined.
【００２７】なお、燃焼室５における燃焼に際しては、
隣接する２つのフリュー２間で、燃焼と排気とを所定周
期（例えば１５分間）で交互に繰り返し、また、仕切壁
１６の下部に排ガス循環孔１８が形成されており、排ガ
スが循環されるが、この点も考慮してシミュレーション
を行うことができる。In the combustion in the combustion chamber 5,
Combustion and exhaust are alternately repeated at a predetermined cycle (for example, 15 minutes) between two adjacent flews 2, and an exhaust gas circulation hole 18 is formed at a lower portion of the partition wall 16, and the exhaust gas is circulated. The simulation can be performed in consideration of this point.
【００２８】ここで、燃焼流動解析による燃焼室の燃焼
状態のシミュレーションは、所定の境界条件のもとで、
３次元定常状態の燃焼反応を考慮した熱流動数値解析を
行うことにより実現される。シミュレーション対象であ
る燃焼室の燃焼状態としては、典型的には燃焼室内（空
間部）のガス流れ、温度分布、ガス成分が含まれる。こ
の際の数値解析には、例えば汎用熱流動、燃焼解析プロ
グラムであるＦＬＵＥＮＴを用いることができる。Here, the simulation of the combustion state of the combustion chamber by the combustion flow analysis is performed under a predetermined boundary condition.
This is realized by performing a thermal fluid numerical analysis in consideration of a three-dimensional steady state combustion reaction. The combustion state of the combustion chamber to be simulated typically includes a gas flow, a temperature distribution, and a gas component in the combustion chamber (space). For the numerical analysis at this time, for example, FLUENT which is a general-purpose heat flow and combustion analysis program can be used.
【００２９】この解析に当たっては、隣接する２つのフ
リューの空間を適当に要素分割（メッシュ切り）する。
その例を図４に示す。ここでは、一方のフリューを燃焼
側（入口側）とし、他方のフリューを排気側（出口側）
としている。In this analysis, the space between two adjacent flews is appropriately divided into elements (mesh cut).
An example is shown in FIG. Here, one flue is used as the combustion side (inlet side), and the other flue is used as the exhaust side (outlet side).
And
【００３０】境界条件としては、実炉の状況を高精度で
シミュレーションすることができるものを選択する。例
えば、炉の高さ方向の炉壁抜熱量を一定値として境界条
件として選択することができる。他の境界条件として
は、燃料室入口の空気および燃料ガスの温度、これらの
流量、ベクトル、ならびに燃料ガス成分等を用いる。こ
の場合に、これら境界条件は、例えば燃焼試験炉におけ
る測定値に基づいて決定することもできる。なお、ここ
でいう燃焼試験炉は、実機と同様の燃焼状態を生じさせ
るための炉であり、実機と同様の操業は行わない。この
点、従来技術で述べたような実機と同様の操業を行う実
機試験炉とは根本的に異なるものである。As the boundary condition, a condition capable of simulating the actual furnace condition with high accuracy is selected. For example, the heat removal amount of the furnace wall in the height direction of the furnace can be selected as a boundary condition as a constant value. As other boundary conditions, the temperatures of air and fuel gas at the fuel chamber inlet, their flow rates, vectors, fuel gas components, and the like are used. In this case, these boundary conditions can be determined, for example, based on measurements in a combustion test furnace. The combustion test furnace mentioned here is a furnace for generating the same combustion state as the actual machine, and does not perform the same operation as the actual machine. In this regard, this is fundamentally different from an actual test furnace that performs the same operation as the actual machine as described in the related art.
【００３１】このようにして燃焼室の燃焼状態、つまり
燃焼室内のガスの流れ、温度分布、およびガス成分をシ
ミュレーションすることによって、実機と同様の操業を
行う実機試験炉を用いなくとも燃焼室の燃焼状態を高精
度で把握することができる。そして、このようにしてシ
ミュレーションした燃焼状態に基づいて、排ガス中のＮ
Ｏｘ濃度が低下する燃焼状態となるように、燃料ガス供
給口１５および底部空気供給口１１の配置、形状、寸法
および吐出角度、ならびに上部空気供給口１２，１３の
配置（位置）、吐出角度のうち１または２以上を調整す
る。例えば、燃焼室の下部で燃焼が激しすぎてヒートス
ポットが存在する結果、排ガス中のＮＯｘ濃度が高いと
判断された場合には、燃焼室下部の燃焼を抑制するよう
に、例えば燃料ガス供給口１５および底部空気供給口１
１の配置を変更する。このような調整を１回または複数
回行うことにより、排ガス中のＮＯｘ濃度が基準値以下
になるような燃焼室の構造を決定することができる。す
なわち、実機と同様の操業を行う実機試験炉等を用いる
ことなく、極めて高効率で排ガス中のＮＯｘ濃度が所定
値以下になるような燃焼室構造を決定することができ
る。In this way, by simulating the combustion state of the combustion chamber, that is, the gas flow, temperature distribution, and gas components in the combustion chamber, the combustion chamber can be operated without using an actual test furnace that performs the same operation as the actual equipment. The combustion state can be grasped with high accuracy. Then, based on the combustion state simulated in this way, the N
The arrangement, shape, size and discharge angle of the fuel gas supply port 15 and the bottom air supply port 11 and the arrangement (position) and discharge angle of the upper air supply ports 12 and 13 are set so that the Ox concentration is reduced. Adjust one or more of them. For example, if it is determined that the NOx concentration in the exhaust gas is high as a result of the presence of a heat spot due to excessively intense combustion in the lower part of the combustion chamber, for example, the fuel gas supply Port 15 and bottom air supply port 1
Change the arrangement of 1. By performing such an adjustment one or more times, it is possible to determine the structure of the combustion chamber such that the NOx concentration in the exhaust gas becomes equal to or less than the reference value. That is, it is possible to determine a combustion chamber structure in which the NOx concentration in the exhaust gas is extremely high efficiency and is equal to or lower than a predetermined value without using a real test furnace or the like that performs the same operation as the real machine.
【００３２】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。第２の実施形態では、上述した図１および図２
に示した室炉型コークス炉において、第１の実施形態と
同様に、燃焼室の燃焼状態として、燃焼室のガス流れ、
温度分布、ガス成分を燃焼流動解析によりシミュレーシ
ョンし、排ガス中のＮＯｘが所定値以下になるように、
燃焼室への空気の供給状態を決定して操業を行う。すな
わち、ある構造の燃焼室における排ガス中のＮＯｘ濃度
は、空気の供給状態によって大きく変動するため、この
ようなシミュレーションによってＮＯｘ濃度が所定値以
下になるように、空気の供給状態を決定する。Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, FIG. 1 and FIG.
In the chamber-type coke oven shown in (1), as in the first embodiment, the combustion state of the combustion chamber
Temperature distribution and gas components are simulated by combustion flow analysis, and NOx in exhaust gas is reduced to a predetermined value or less.
The operation is performed by determining the supply state of air to the combustion chamber. That is, since the NOx concentration in the exhaust gas in the combustion chamber having a certain structure greatly varies depending on the supply state of the air, the supply state of the air is determined by such a simulation so that the NOx concentration becomes equal to or lower than a predetermined value.
【００３３】例えば、上記図３に示すような構造の燃焼
室において、上述のように燃焼状態を燃焼流動解析によ
りシミュレーションして、排ガス中のＮＯｘが所定値以
下になるように、底部空気供給口１１から供給する空気
量と上部空気供給口１２，１３から供給する空気量との
比率を決定して操業を行う。For example, in the combustion chamber having the structure shown in FIG. 3, the combustion state is simulated by the combustion flow analysis as described above, and the bottom air supply port is set so that the NOx in the exhaust gas becomes equal to or less than a predetermined value. The operation is performed by determining the ratio between the amount of air supplied from 11 and the amount of air supplied from the upper air supply ports 12 and 13.
【００３４】このようにして所定の構造の燃焼室の燃焼
状態、つまり燃焼室内のガスの流れ、温度分布、および
ガス成分をシミュレーションすることによって、上述し
たように、実機試験炉等を用いなくとも燃焼室の燃焼状
態を高精度で把握することができる。そして、このよう
にしてシミュレーションした燃焼状態から、排ガス中の
ＮＯｘ濃度が低下する燃焼状態となるように、空気の供
給状態、例えば底部空気供給口１１から供給する空気量
と上部空気供給口１２，１３から供給する空気量との比
率を調整する。例えば、燃焼室の下部で燃焼が激しすぎ
てヒートスポットが存在する結果、排ガス中のＮＯｘ濃
度が高いと判断された場合には、燃焼室下部の燃焼を抑
制するように、上部空気供給口１２，１３の比率を増加
させる。このような調整を１回または複数回行うことに
より、排ガス中のＮＯｘ濃度が基準値以下になるような
空気の供給状態を決定することができる。すなわち、実
機試験炉等を用いることなく、排ガス中のＮＯｘ濃度が
所定値以下になるような操業条件を極めて効率良く決定
することができる。As described above, by simulating the combustion state of the combustion chamber having a predetermined structure, that is, the gas flow, the temperature distribution, and the gas components in the combustion chamber, as described above, it is possible to use a test furnace without using an actual test furnace. The combustion state of the combustion chamber can be grasped with high accuracy. Then, the air supply state, for example, the amount of air supplied from the bottom air supply port 11 and the upper air supply port 12, so that the combustion state simulated in this way becomes a combustion state in which the NOx concentration in the exhaust gas decreases. The ratio with the amount of air supplied from 13 is adjusted. For example, if it is determined that the NOx concentration in the exhaust gas is high as a result of excessively intense combustion in the lower part of the combustion chamber and the presence of a heat spot, the upper air supply port is controlled to suppress the combustion in the lower part of the combustion chamber. Increase the ratio of 12,13. By performing such an adjustment once or a plurality of times, it is possible to determine the supply state of the air such that the NOx concentration in the exhaust gas becomes equal to or less than the reference value. That is, the operating conditions under which the NOx concentration in the exhaust gas becomes equal to or lower than the predetermined value can be determined extremely efficiently without using an actual test furnace or the like.
【００３５】[0035]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
３に示すような構造、すなわち３段空気燃焼タイプの燃
焼室を有する炉室型コークス炉のフリューを対象として
以下の条件で解析を行った。Embodiments of the present invention will be described below. The analysis was performed on the structure shown in FIG. 3, that is, the flue of a furnace chamber type coke oven having a three-stage air combustion type combustion chamber under the following conditions.
【００３６】（１）解析方法 燃焼室を対象として、３次元定常状態の燃焼反応を考慮
した熱流動数値解析を行った。数値解析には、汎用熱流
動、燃焼解析プログラムであるＦＬＵＥＮＴを使用し
た。(1) Analysis Method Numerical heat flow analysis was performed on a combustion chamber in consideration of a three-dimensional steady state combustion reaction. For the numerical analysis, FLUENT, a general-purpose heat flow and combustion analysis program, was used.
【００３７】（２）計算対象の形状 計算に用いたフリューの形状、寸法および要素分割（メ
ッシュ切り）を図５に示す。ここでは、一方のフリュー
を燃焼側（入口側）とし、他方のフリューを排気側（出
口側）とした。また、燃焼室底部の燃焼ガス導入口およ
び空気導入口の形状は、図６〜図８のものを採用し、ケ
ース１は図６の形状（従来ポートタイプ）、ケース２は
図７の形状（スリットタイプ）、ケース３，４は図８の
形状（スリット千鳥タイプ）とした。なお、ケース４
は、ケース３の空気分配比を変更したものである。(2) Shape to be Calculated FIG. 5 shows the shape, size, and element division (mesh cut) of flew used in the calculation. Here, one flue was on the combustion side (inlet side) and the other flue was on the exhaust side (outlet side). Further, the shapes of the combustion gas inlet and the air inlet at the bottom of the combustion chamber adopt those shown in FIGS. 6 to 8. Case 1 has the shape shown in FIG. 6 (conventional port type), and case 2 has the shape shown in FIG. The cases 3 and 4 have the shapes shown in FIG. 8 (slit staggered type). Case 4
Is a case 3 in which the air distribution ratio is changed.
【００３８】（３）ガス流量、入口ガス温度、ガス組成 表１に計算に使用したガス流量、吹き込み入口の温度条
件を示し、表２に燃料ガスの組成を示す（ケース１〜４
共通）。燃料ガスとしては、富ガスと貧ガスの混合ガス
（Ｍガス）を用いた。なお、乱流特性が支配的であるた
め、各種ガスの物性置を考慮して混合物の熱物性値を計
算した。(3) Gas Flow Rate, Inlet Gas Temperature, Gas Composition Table 1 shows the gas flow rate used in the calculation and the temperature conditions of the inlet, and Table 2 shows the composition of the fuel gas (Cases 1 to 4).
Common). As the fuel gas, a mixed gas (M gas) of rich gas and poor gas was used. Since the turbulence characteristics are dominant, the thermophysical properties of the mixture were calculated in consideration of the physical properties of various gases.
【００３９】[0039]
【表１】 [Table 1]
【００４０】[0040]
【表２】 [Table 2]
【００４１】（４）壁熱流束の条件 ケース１〜４では、中仕切り壁β１，β２の温度は規定
したが、燃焼フリューの壁α１と引き落としフリューの
壁α２の温度は与えず、熱流束一定（８Ｍｃａｌ／ｈｒ
・ｍ２）、抜熱量一定で境界条件を与えた。(4) Conditions of Wall Heat Flux In cases 1 to 4, the temperatures of the partition walls β1 and β2 are specified, but the temperatures of the combustion flue wall α1 and the drawn flue wall α2 are not given. (8Mcal / hr
・ M 2 ), the boundary condition was given with a constant heat removal amount.
【００４２】（５）計算モデル ・流れの計算モデル 乱流モデルのうち代表的な２方程式モデルであるｋ−ε
モデルを使用した。流れの境界条件として、Ｍガス入口
と１次、２次、３次空気入口では流速を規定した。出口
では圧力を規定し、排ガス循環量の制御を強制的に行っ
ていない。 ・燃焼計算モデル 化学反応には計算セル遅滞時間が反応時間より十分長い
と仮定し、熱平衡理論および乱流に関して確率密度関数
を採用した。また、ガス放射についても考慮した。 ・ＮＯｘの計算モデル サーマルＮＯの発生を考慮した機構であるＥｘｔｅｎｄ
ｅｄ Ｚｅｌｄｖｉｃｈ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍを採用
し、乱流に関して確率密度関数を採用した。(5) Calculation Model Flow Calculation Model k-ε which is a typical two equation model among turbulence models
Model used. As the flow boundary conditions, the flow velocity was defined at the M gas inlet and the primary, secondary, and tertiary air inlets. The outlet regulates the pressure and does not forcibly control the amount of exhaust gas circulation. -Combustion calculation model Assuming that the calculation cell delay time is sufficiently longer than the reaction time for the chemical reaction, the probability density function was adopted for the thermal equilibrium theory and turbulence. Gas radiation was also considered.・ NOx calculation model Extend, a mechanism that takes into account the generation of thermal NO
The ed Zeldvich Mechanism was adopted, and the probability density function was adopted for turbulence.
【００４３】これら４つのケースについて、ガス流れ、
温度分布、およびガス成分をシミュレーションし、排ガ
ス中のＮＯｘを計算した。その際の解析結果を表３に示
す。なお、本シミュレーションの精度を確認するため、
簡便な燃焼試験炉を作製し、その測定値も併記した。For these four cases, the gas flow,
The temperature distribution and gas components were simulated, and NOx in the exhaust gas was calculated. Table 3 shows the results of the analysis. In order to confirm the accuracy of this simulation,
A simple combustion test furnace was fabricated, and the measured values were also shown.
【００４４】[0044]
【表３】 [Table 3]
【００４５】図９は、ケース１のシミュレーションと燃
焼試験炉の同一断面における炉高方向の温度分布比較
（燃焼室内壁より１３０ｍｍのポイント）を示すグラフ
である。なお、図９の（ａ）は上昇側（燃焼側）、
（ｂ）は下降側（排気側）を示す。図９に示すように、
両者はほぼ一致していることが確認された。FIG. 9 is a graph showing a simulation of Case 1 and a comparison of the temperature distribution in the furnace height direction at the same cross section of the combustion test furnace (point 130 mm from the wall of the combustion chamber). FIG. 9A shows a rising side (combustion side),
(B) shows a descending side (exhaust side). As shown in FIG.
It was confirmed that the two were almost the same.
【００４６】図１０は、ＮＯｘ濃度の計算値と実測値と
の関係を示すグラフである。この図に示すようにＮＯｘ
濃度の計算値および実測値の傾向はほぼ一致しているこ
とが確認された。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the calculated value of the NOx concentration and the actually measured value. As shown in FIG.
It was confirmed that the calculated value of the concentration and the tendency of the actually measured value were almost the same.
【００４７】図１１は燃焼側最高ガス温度とＮＯｘ濃度
との関係をそれぞれ示すグラフである。燃焼側の最高温
度とＮＯｘ濃度との間には強い相関があり、最高温度が
高いほどＮＯｘ濃度が高くなることが確認された。この
ことから、ＮＯｘ濃度は燃焼側のヒートスポットに大き
く依存することがわかる。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the combustion-side maximum gas temperature and the NOx concentration. There was a strong correlation between the maximum temperature on the combustion side and the NOx concentration, and it was confirmed that the higher the maximum temperature, the higher the NOx concentration. This indicates that the NOx concentration greatly depends on the heat spot on the combustion side.
【００４８】ガス流れに関しては、従来ポートのケース
１ではフリュー内偏流が大きくヒートスポットが発生し
た。ケース２では中程度のフリュー内偏流が認められた
もののケース３，４についてはフリュー内偏流は小さ
く、ケース１，２よりもＮＯｘ濃度の計算値が低かっ
た。Regarding the gas flow, in the case 1 of the conventional port, the drift in the flue was large and a heat spot was generated. In case 2, moderate in-flux drift was recognized, but in cases 3 and 4, the in-flew drift was small, and the calculated value of NOx concentration was lower than in cases 1 and 2.
【００４９】燃焼均一性が高いスリット千鳥タイプのケ
ース３およびケース４を比較すると、空気の分配比の違
いにより、ケース４のほうがより燃焼均一性が高く、そ
の結果排ガス中のＮＯｘ濃度が低いことが確認された。
つまり、炉底、２段目、３段目の空気の比率が４０％：
２２％：３８％にすることにより、燃焼均一性がより高
まり、ＮＯｘ濃度をより低下させることができることが
確認された。Comparing Case 3 and Case 4 of the slit staggered type with high combustion uniformity, Case 4 has higher combustion uniformity due to the difference in air distribution ratio, and as a result, NOx concentration in exhaust gas is lower. Was confirmed.
That is, the ratio of the air in the furnace bottom, the second stage, and the third stage is 40%:
It was confirmed that by setting the ratio to 22%: 38%, the combustion uniformity was further improved, and the NOx concentration could be further reduced.
【００５０】以上の結果より、燃焼室底部の燃焼ガス導
入ポートおよび空気導入ポートをスリットタイプにする
ことにより、排ガス中のＮＯｘ濃度を１００ｐｐｍ以下
と従来の１／３以下にすることができ、さらにその中で
もスリット千鳥タイプとし、空気の分配比を適切に調整
することにより、５０ｐｐｍ以下と極めて低い値となる
ことが確認された。From the above results, it is possible to reduce the NOx concentration in the exhaust gas to 100 ppm or less and 1/3 or less of the conventional value by making the combustion gas introduction port and the air introduction port at the bottom of the combustion chamber slit type. Above all, it was confirmed that the slit staggered type had an extremely low value of 50 ppm or less by appropriately adjusting the air distribution ratio.
【００５１】[0051]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、燃焼室
内の燃焼状態を燃焼流動解析によりシミュレーション
し、排ガスのＮＯｘ濃度が所定値以下になるように、燃
焼室の構造を決定するので、排ガス中のＮＯｘ濃度が所
定の値以下となるような燃焼室の構造を極めて効率良く
決定することができる。また、このようなシミュレーシ
ョンにより、排ガスのＮＯｘ濃度が所定値以下になるよ
うに、燃焼室への空気の供給状態を決定して操業を行う
ので、排ガス中のＮＯｘ濃度が所定の値以下となるよう
な操業条件を極めて効率良く決定することができる。As described above, according to the present invention, the combustion state in the combustion chamber is simulated by the combustion flow analysis, and the structure of the combustion chamber is determined so that the NOx concentration of the exhaust gas becomes a predetermined value or less. In addition, the structure of the combustion chamber such that the NOx concentration in the exhaust gas becomes equal to or less than a predetermined value can be determined very efficiently. In addition, since such a simulation determines the supply state of air to the combustion chamber and performs the operation so that the NOx concentration of the exhaust gas becomes equal to or lower than a predetermined value, the NOx concentration in the exhaust gas becomes equal to or lower than a predetermined value. Such operating conditions can be determined very efficiently.
【図１】本発明が適用される室炉式コークス炉の一例を
示す水平断面図。FIG. 1 is a horizontal sectional view showing an example of a room-type coke oven to which the present invention is applied.
【図２】図１の室炉式コークス炉の垂直断面図。FIG. 2 is a vertical sectional view of the chamber-type coke oven shown in FIG.
【図３】燃焼室の構造を模式的に示す図。FIG. 3 is a diagram schematically showing a structure of a combustion chamber.
【図４】本発明の実施形態における燃焼流動解析の要素
分割（メッシュ切り）の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of element division (mesh cutting) in combustion flow analysis according to the embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例における燃焼流動解析の要素分
割（メッシュ切り）を示す図。FIG. 5 is a diagram showing element division (mesh cutting) in combustion flow analysis in the embodiment of the present invention.
【図６】実施例のケース１における燃焼室底部の燃焼ガ
ス導入口および空気導入口の形状を示す図。FIG. 6 is a view showing the shapes of a combustion gas inlet and an air inlet at the bottom of the combustion chamber in Case 1 of the embodiment.
【図７】実施例のケース２における燃焼室底部の燃焼ガ
ス導入口および空気導入口の形状を示す図。FIG. 7 is a view showing the shapes of a combustion gas inlet and an air inlet at the bottom of the combustion chamber in Case 2 of the embodiment.
【図８】実施例のケース３，４における燃焼室底部の燃
焼ガス導入口および空気導入口の形状を示す図。FIG. 8 is a view showing the shapes of a combustion gas inlet and an air inlet at the bottom of a combustion chamber in cases 3 and 4 of the embodiment.
【図９】実施例１のケース１のシミュレーションと燃焼
試験炉の同一断面における炉高方向の温度分布比較（燃
焼室内壁より１３０ｍｍのポイント）を示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing a simulation of Case 1 of Example 1 and a comparison of temperature distribution in the furnace height direction at the same cross section of the combustion test furnace (point 130 mm from the wall of the combustion chamber).
【図１０】実施例について、ＮＯｘ濃度の計算値と実測
値との関係を示すグラフ。FIG. 10 is a graph showing a relationship between a calculated value of NOx concentration and an actually measured value in the example.
【図１１】燃焼側最高ガス温度とＮＯｘ濃度との関係を
示すグラフ。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the combustion-side maximum gas temperature and the NOx concentration.
１……炭化室 ２……フリュー ３……炉壁 ４……装入孔 ５……燃焼室 ６……炉蓋 1 ... carbonization chamber 2 ... flew 3 ... furnace wall 4 ... charging hole 5 ... combustion chamber 6 ... furnace lid
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 俊夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 吉原 直武 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshio Ishii 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Naotake Yoshiwara 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Sun Honko Tube Co., Ltd.
Claims (8)
び空気を導入し、燃料ガスを燃焼させて炭化室を加熱す
る燃焼室とが交互に配置された室炉型コークス炉におけ
る燃焼室構造を決定する方法であって、 燃焼室内の燃焼状態を燃焼流動解析によりシミュレーシ
ョンし、排ガスのＮＯｘ濃度が所定値以下になるよう
に、燃焼室の燃料ガス供給口および空気供給口の配置、
形状、寸法および吐出角度のうち１または２以上を決定
することを特徴とするコークス炉の燃焼室構造決定方
法。A combustion chamber structure in a coke oven type furnace in which a carbonization chamber for carbonizing coal and combustion chambers for introducing fuel gas and air and burning the fuel gas to heat the carbonization chamber are alternately arranged. Simulating the combustion state in the combustion chamber by combustion flow analysis, and arranging the fuel gas supply port and the air supply port of the combustion chamber so that the NOx concentration of the exhaust gas is equal to or less than a predetermined value.
A method for determining a combustion chamber structure of a coke oven, wherein one or more of a shape, a size, and a discharge angle are determined.
び空気を導入し、燃料ガスを燃焼させて炭化室を加熱す
る燃焼室とが交互に配置され、前記燃焼室は仕切壁によ
り多数の単位に仕切られており、前記燃焼室の底部に燃
料ガス供給口および底部空気供給口を有し、前記仕切壁
内の中空ダクトを介して複数の高さから空気を供給する
上部空気供給口を有する室炉型コークス炉における燃焼
室構造を決定する方法であって、 燃焼室内の燃焼状態を燃焼流動解析によりシミュレーシ
ョンし、排ガスのＮＯｘ濃度が所定値以下になるよう
に、燃焼室の燃料ガス供給口および底部空気供給口の配
置、形状、寸法および吐出角度、ならびに上部空気供給
口の配置および吐出角度のうち１または２以上を決定す
ることを特徴とするコークス炉の燃焼室構造決定方法。2. A carbonization chamber for carbonizing coal and combustion chambers for introducing fuel gas and air and burning the fuel gas to heat the carbonization chamber are alternately arranged, and the combustion chambers are formed by a plurality of partition walls. It is partitioned into units, has a fuel gas supply port and a bottom air supply port at the bottom of the combustion chamber, and has an upper air supply port that supplies air from a plurality of heights through hollow ducts in the partition wall. A method for determining the structure of a combustion chamber in a coke oven having a furnace, comprising simulating the combustion state in the combustion chamber by combustion flow analysis, and supplying fuel gas to the combustion chamber so that the NOx concentration of the exhaust gas becomes equal to or lower than a predetermined value. A combustion chamber structure for a coke oven characterized by determining one or more of the arrangement, shape, size and discharge angle of the mouth and bottom air supply ports and the arrangement and discharge angle of the top air supply ports. Determination method.
温度分布、およびガス成分で評価す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の燃焼室構
造決定方法。3. The combustion state in the combustion chamber includes a gas flow,
The method for determining a combustion chamber structure of a coke oven according to claim 1 or 2, wherein the evaluation is performed based on a temperature distribution and a gas component.
ス量、燃料ガス成分、燃料ガス温度、空気量、空気温
度、および炉壁抜熱量を規定することを特徴とする請求
項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のコークス炉
における燃焼室構造決定方法。4. The method according to claim 1, wherein the boundary conditions for the combustion flow analysis define a fuel gas amount, a fuel gas component, a fuel gas temperature, an air amount, an air temperature, and a heat removal amount from the furnace wall. Item 4. The method for determining a combustion chamber structure in a coke oven according to any one of Items 3.
び空気を導入し、燃料ガスを燃焼させて炭化室を加熱す
る燃焼室とが交互に配置された室炉型コークス炉の操業
方法であって、 燃焼室内の燃焼状態を燃焼流動解析によりシミュレーシ
ョンし、排ガスのＮＯｘ濃度が所定値以下になるよう
に、燃焼室への空気の供給状態を決定して操業を行うこ
とを特徴とするコークス炉の操業方法。5. A coke oven operating method in which a coking chamber for carbonizing coal and a combustion chamber for introducing fuel gas and air and burning the fuel gas to heat the coking chamber are alternately arranged. And operating the combustion chamber by simulating the combustion state in the combustion chamber by combustion flow analysis and determining the supply state of air to the combustion chamber so that the NOx concentration of the exhaust gas becomes equal to or lower than a predetermined value. How to operate the furnace.
び空気を導入し、燃料ガスを燃焼させて炭化室を加熱す
る燃焼室とが交互に配置され、前記燃焼室は仕切壁によ
り多数の単位に仕切られており、前記燃焼室の底部に燃
料ガス供給口および底部空気供給口を有し、前記仕切壁
内の中空ダクトを介して複数の高さから空気を供給する
上部空気供給口を有する室炉型コークス炉の操業方法で
あって、 燃焼室内の燃焼状態を燃焼流動解析によりシミュレーシ
ョンし、排ガスのＮＯｘ濃度が所定値以下になるよう
に、底部空気供給口から供給する空気量と上部空気供給
口から供給する空気量との比率を決定して操業を行うこ
とを特徴とするコークス炉の操業方法。6. A carbonization chamber for carbonizing coal and combustion chambers for introducing fuel gas and air and burning the fuel gas to heat the carbonization chamber are alternately arranged, and the combustion chamber is formed by a plurality of partition walls. It is partitioned into units, has a fuel gas supply port and a bottom air supply port at the bottom of the combustion chamber, and has an upper air supply port that supplies air from a plurality of heights through hollow ducts in the partition wall. A method of operating a coke oven having a furnace, comprising simulating a combustion state in a combustion chamber by a combustion flow analysis, and controlling an amount of air supplied from a bottom air supply port and an upper part so that the NOx concentration of exhaust gas becomes a predetermined value or less. A method of operating a coke oven, wherein the operation is performed by determining a ratio to an amount of air supplied from an air supply port.
温度分布、およびガス成分で評価することを特徴とする
請求項５または請求項６に記載のコークス炉の操業方
法。7. The combustion state in the combustion chamber includes a gas flow,
The method for operating a coke oven according to claim 5 or 6, wherein the evaluation is performed based on a temperature distribution and a gas component.
ス量、燃料ガス成分、燃料ガス温度、空気量、空気温
度、および炉壁抜熱量を規定することを特徴とする請求
項５ないし請求項７のいずれか１項に記載のコークス炉
の操業方法。8. The method according to claim 5, wherein the boundary conditions of the combustion flow analysis define a fuel gas amount, a fuel gas component, a fuel gas temperature, an air amount, an air temperature, and a furnace wall heat removal amount. Item 8. The method for operating a coke oven according to any one of items 7 to 9.
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