JP2003268376A

JP2003268376A - 石炭装入方法

Info

Publication number: JP2003268376A
Application number: JP2002070275A
Authority: JP
Inventors: Makoto Numazawa; 誠沼澤; Tomoji Honda; 友治本多; Yuji Komai; 祐司駒井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】輸送末期における圧送タンク内ガスの吹き抜
けを防止、抑制可能とする。【解決手段】気体輸送により石炭１をコークス炉の炭
化室１４に装入する方法である。圧送タンク２内部の残
留石炭重量（kg）が、石炭１の輸送質量流量（kg／秒）
と圧送タンク２の出口弁２ｃの閉止時間（秒）の積から
求めた重量になった時に圧送タンク２の出口弁２ｃの閉
止を開始し、圧送タンク２内部の石炭１が全量排出され
る前に圧送タンク２の出口弁２ｃを閉止する。【効果】圧送タンクの容量の決定に余分な残留石炭量
を加えることなく、輸送末期における吹き抜け現象の抑
制或いは防止が可能となり、炭化室から石炭粉のキャリ
オーバーを抑制できると共に、固気分離後における排ガ
ス処理の集塵設備の容量を縮小できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭を乾留してコ
ークスを製造するコークス炉の炭化室に気体輸送により
石炭を装入する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】石炭の気体輸送において、例えば、特開
平７−１２６６５８号では、石炭乾留設備において生じ
る乾燥微粉炭を、気体輸送時に調湿炭の輸送配管系に吹
き込むことで、調湿炭の水分量が増大しても、キャリア
ガスの増加を必要とせす、また、輸送能力の低下しない
効果的な石炭輸送方法が提案されている。

【０００３】また、特開平７−２５８６４９号では、輸
送タンク内部でガスによるフラッシングを行うことで、
粉粒体の乾燥と角取りを促進し、粉粒体の輸送性を改善
するものが提案されている。

【０００４】また、特開平９−１００４７２号では、気
体輸送としてプラグ輸送を用い、プラグ形成バルブとキ
ャリアガス供給タイミングを調整することで、高濃度輸
送を可能とする方法が提案されている。

【０００５】ところで、上記したような方法で、石炭を
気体輸送し、コークス炉の炭化室に装入するに際して
は、先ず、炭化室１窯分の石炭を１槽又は複数槽の圧送
タンクに一旦貯蔵する。次に、圧送タンクを所定の圧力
に加圧した後圧送タンク出口弁を開放することで、圧送
タンクの内部圧力で輸送管路に石炭を排出する。

【０００６】このようにして輸送管路内に排出された石
炭は、キャリアガスにより輸送管路内を輸送され、炭化
室直前の輸送管路中に配置された固気分離器によりキャ
リアガスと分離され、少量のガスを含む石炭が炭化室に
装入される。なお、石炭の微粉を含むガスは排ガス処理
装置で浄化処理後大気に排出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような気体輸送
による石炭装入に際しては、輸送末期、圧送タンク内の
石炭が全量排出される時に圧送タンク内の加圧ガスが一
気に輸送配管に流出し、管路を流れるガス量が急激に増
加する（吹き抜け現象）ので、炭化室に装入される石
炭の同伴ガス量が増加し、石炭微粉の炉外流出（キャリ
オーバー）量が増大するのに加えて、排ガス処理装置
側に流れるガス量も急激に増加するため、排ガス処理装
置の処理能力を増大する必要がある、という問題があ
る。

【０００８】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、前述の輸送末期における圧送タン
ク内ガスの吹き抜けを防止、抑制可能な石炭装入方法を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る石炭装入方法は、圧送タンク内部
の残留石炭重量（kg）が、石炭の輸送質量流量（kg／
秒）と圧送タンク出口弁の閉止時間（秒）の積から求め
た重量になった時に圧送タンク出口弁の閉止を開始し、
圧送タンク内部の石炭が全量排出される前に圧送タンク
出口弁を閉止することとしている。そして、このように
することで、圧送タンク内残留ガスの吹き抜けを防止、
或いは、抑制できるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】石炭を気体輸送するに際し、圧送
タンク内に石炭が存在している間は炭化室の圧力を大気
圧以下に制御することは容易である。しかしながら、圧
送タンクから石炭が全量排出されると同時に炭化室の圧
力は大気圧以上になり、制御が追いつかない現象が生じ
る。

【００１１】本発明者等の試験結果によれば、吹き抜け
時のガス量は、定常輸送ガス量の４〜５倍になることが
判明した。下記表１に試験データを、図３に表１におけ
る吹き抜け時の圧送タンク内の圧力と排出ガス量の関係
を示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】表１より、輸送ガス量が２５〜３５Nm³ ／
分であるのに対し、吹き抜け時のガス量は約１１０〜１
７０Nm³ ／分であった。この結果、石炭の全量が圧送タ
ンクから排出される前に圧送タンク出口弁を閉止すれ
ば、ガスの吹き抜けは発生せず、炭化室の圧力を大気圧
以下に制御することができるとの知見に至った。

【００１４】本発明に係る石炭装入方法は、上記した知
見に基づいてなされたものであり、気体輸送により石炭
をコークス炉の炭化室に装入するに際し、圧送タンク内
部の残留石炭重量（kg）が、石炭の輸送質量流量（kg／
秒）と圧送タンク出口弁の閉止時間（秒）の積から求め
た重量になった時に圧送タンク出口弁の閉止を開始し、
圧送タンク内部の石炭が全量排出される前に圧送タンク
出口弁を閉止するものである。

【００１５】本発明に係る石炭装入方法によれば、圧送
タンク内の石炭が全量排出され圧送タンク内残留ガスが
一気に流出する前に圧送タンク出口弁を閉止するので、
圧送タンク内残留ガスの吹き抜けを防止、或いは、可及
的に抑制できるようになる。

【００１６】また、本発明に係る石炭装入方法におい
て、圧送タンク出口弁の閉止後、所定時間経過後にエア
ナイフ弁を閉止し、圧送タンク出口弁の後流に導入して
いるキャリアガスを停止するようにすれば、圧送タンク
出口弁の閉止直後の時点において輸送配管を移動中の石
炭が輸送配管内に沈降して堆積或いは閉塞することを防
止できるようになる。

【００１７】また、本発明に係る石炭装入方法におい
て、圧送タンク出口弁の閉動作を開始すると同時に加圧
弁とニューマ弁の閉動作を開始し、加圧弁閉止による圧
送タンク内へのキャリアガス供給停止と、ニューマ弁閉
止による圧送タンクと前記出口弁間へのキャリアガス供
給停止を行うようにすれば、圧送タンク内の圧力が過大
に増大することを防止できるようになる。

【００１８】また、本発明に係る石炭装入方法におい
て、圧送タンク出口弁の閉止を開始する際の圧送タンク
内部残留石炭重量を、石炭の輸送質量流量（kg／秒）
と、石炭の輸送質量流量の減衰分と制御遅れ分を前記出
口弁の閉止時間に加算した時間との積から求めた重量と
すれば、圧送タンクの容量の決定に余分な残留石炭量を
加えることを必要とせずに、圧送タンク内残留ガスの吹
き抜け防止、或いは、抑制がより確実に行えるようにな
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係る石炭装入方法を図１及び
図２に示す実施例に基づいて説明する。図１は本発明に
係る石炭装入方法を実施する装置例の全体図、図２は図
１の要部拡大図である。

【００２０】図１及び図２において、１は例えば図示し
ないホッパーに一旦貯蔵された石炭であり、入口弁２ａ
の開閉操作によってコークス炉炭化室１４の１窯分の石
炭１が取り出され、圧送タンク２に供給される。なお、
前記１窯分の石炭１は、圧送タンク２に取り付けたロー
ドセル２ｂによって秤量される。

【００２１】圧送タンク２に石炭１が供給されると、加
圧ライン３中に介設した加圧弁３ａを開き、加圧ライン
３を介してキャリアガス（圧縮窒素ガス）８を圧送タン
ク２に供給し、圧送タンク２の内部を所定の圧力に昇圧
する。

【００２２】次に、排風機１５及び集塵機１１の運転を
開始し、これらの運転と同時にエアナイフライン７中に
介設したエアナイフ弁７ａを開放し、輸送配管５、排ガ
スダクト１０を介して排気ラインを導通する。

【００２３】排気ラインが導通されると、装入装置１３
により装人蓋を開放し、コークス炉の炭化室１４と導通
させた後、出口弁２ｃを開放して圧送タンク２の内部圧
力により輸送配管５に石炭１を排出すると共に、ニュー
マライン４中に介設したニューマ弁４ａを開放しキャリ
アガス８により前記石炭１を輸送し、コークス炉の炭化
室１４に石炭１を装入する。

【００２４】キャリアガス８は、加圧ライン３とニュー
マライン４とエアナイフライン７から供給されるが、ニ
ューマ弁４ａとエアナイフ弁７ａは輸送中に交互に開閉
を繰り返す。また、加圧弁３ａは圧送タンク２の内圧
（圧力計２ｄで計測）が設定圧力より降下した時に開放
し、上昇したときに閉止する。

【００２５】輸送配管５内を輸送される石炭１は、固気
分離装置９でキャリアガス８と分離され、装入装置１３
を経て装入口からコークス炉の炭化室１４に装入され
る。この時、キャリアガス８の一部は石炭１に同伴す
る。

【００２６】一方、固気分離装置９で分離されたキャリ
アガス８は、石炭粉を同伴するので、集塵機１１で浄化
し、排風機１５、排気筒１２を経て大気に放出する。な
お、図１及び図２中の６は圧送タンク２からの輸送配管
５に介設されたエアナイフであり、エアナイフライン７
からの圧力の気体供給によっていわゆるプラグ輸送を行
うもの、１５ａは排風機入口弁を示す。

【００２７】次に、以上説明した図１及び図２に示した
装置によって実際にプラグ輸送を行った場合を例に本発
明の作用をさらに詳細に説明する。上記したような気体
輸送による輪送末期には、圧送タンク２内の石炭１が全
量排出されると、圧送タンク２内の加圧ガスが一気に輸
送配管５に流れ込み、管路を流れるガス量が急激に増加
する吹き抜け現象が発生する。

【００２８】そこで、本発明に係る石炭装入方法では、
前記吹き抜け現象を防止或いは可及的に抑制するため
に、圧送タンク２内の残留石炭１が所定の量になった時
に、出口弁２ｃを閉止するのである。

【００２９】この時点では石炭１が輸送配管５を移動中
であり、エアナイフ弁７ａは石炭１の沈降による堆積或
いは閉塞を防ぐため開閉動作の繰り返しを継続する。そ
して、所定時間が経過した後に装入装置１３により装入
蓋を閉止し、コークス炉炭化室１４と縁を切った後、エ
アナイフ弁７ａを閉止し、排風機１５を停止するのであ
る。

【００３０】また、前記出口弁２ｃの閉止時、加圧弁３
ａとニューマ弁４ａの閉止を同時に行うと、圧送タンク
２内の圧力が過大に増大することを防止できるようにな
る。

【００３１】以下、出口弁２ｃの閉止タイミングの最適
な実施例について更に詳細に説明する。本発明者等の実
験によれば、石炭１が圧送タンク２内に少量でも残って
いれば吹き抜け現象は発生しないことが判明している。

【００３２】しかしながら、コークス炉炭化室１４の１
窯分を蓄える圧送タンク２の、石炭１の残留量を多めに
設計すると、その大きくした石炭残留量分だけ圧送タン
ク２の容量を大きくする必要があり、不経済である。ま
た、出口弁２ｃはその閉止に所定の時間を要するので、
その間石炭１が圧送タンク２外に流出する。

【００３３】従って、圧送タンク２の容量を決定するに
際し、余分な石炭残留量分を可及的に少量とするために
は、その分を見越して出口弁２ｃの閉止開始タイミング
を決定する必要がある。

【００３４】この出口弁２ｃの閉止開始タイミングは、
出口弁２ｃの閉止時間と石炭１が圧送タンク２から一定
時間当たりに排出される量（輸送質量流量）を目安とす
ることが有効である。

【００３５】そして、出口弁２ｃの閉止を開始する時の
圧送タンク２の内部残留石炭重量（ロードセル２ｂによ
り計測）Ｌ（kg）は、下記数式１に示すように、石炭１
の輸送質量流量Ｗ（kg／秒）と、石炭１の輸送質量流量
Ｗの減衰分と制御遅れ分ａ（秒）を前記出口弁２ｃの閉
止時間（閉動作開始から閉止までの時間）Ｔ（秒）に加
算した時間との積から求めた重量とすれば良い。

【００３６】この石炭１の輸送質量流量Ｗの減衰分及び
制御遅れ分ａは、圧送タンク２の型式と容量、出口弁２
ｃの型式と規模、輸送配管５の内径等によって若干異な
るが、本発明者等の実験によれば概ね−５秒〜＋５秒の
範囲内であった。

【００３７】

【数１】Ｌ＝Ｗ×（Ｔ＋ａ）

【００３８】ちなみに、下記表２に示した仕様の試験設
備を使用して、下記表３に示した試験条件で石炭の装入
を行った結果を下記表４に示す。なお、本試験では何れ
の場合もガスの吹き抜けは発生しなかった。

【００３９】

【表２】

【００４０】

【表３】

【００４１】

【表４】

【００４２】表４より明らかなように、左欄に示した本
発明方法によれば、圧送タンクの容量の決定に余分な残
留石炭量を加えることなく、圧送タンク内残留ガスの吹
き抜け防止を確実に行えるようになる。

【００４３】以上の説明はコークス炉の炭化室への石炭
装入についてのものであるが、本発明はコークス炉への
石炭装入以外にも適用可能であることは言うまでもな
い。例えば粉砕ステーションから高炉近傍の吹込みステ
ーションへの微粉炭のバッチ輸送や、焼却灰発生場所か
ら積み出しステーションへの石炭焼却灰のバッチ輸送等
にも適用可能であり、これらの場合にも排ガス処理装置
の設備容量を抑制でき、設備投資の削減に寄与できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧送タンクの容量の決定に余分な残留石炭量を加えるこ
となく、輸送末期における吹き抜け現象の抑制或いは防
止が可能となり、炭化室から石炭粉のキャリオーバーを
抑制できると共に、固気分離後における排ガス処理の集
塵設備の容量を縮小できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る石炭装入方法を実施する装置例の
全体図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】吹き抜け時の圧送タンク内の圧力と排出ガス量
の関係を示す図である。

【符号の説明】

１石炭２圧送タンク２ｂロードセル２ｃ出口弁３ａ加圧弁４ａニューマ弁７ａエアナイフ弁８キャリアガス１４炭化室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者駒井祐司大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気体輸送により石炭をコークス炉の炭化
室に装入するに際し、圧送タンク内部の残留石炭重量
（kg）が、石炭の輸送質量流量（kg／秒）と圧送タンク
出口弁の閉止時間（秒）の積から求めた重量になった時
に圧送タンク出口弁の閉止を開始し、圧送タンク内部の
石炭が全量排出される前に圧送タンク出口弁を閉止する
ことを特徴とする石炭装入方法。
【請求項２】圧送タンク出口弁の閉止後、所定時間経
過後にエアナイフ弁を閉止し、圧送タンク出口弁の後流
に導入しているキャリアガスを停止することを特徴とす
る請求項１記載の石炭装入方法。
【請求項３】圧送タンク出口弁の閉動作を開始すると
同時に加圧弁とニューマ弁の閉動作を開始し、加圧弁閉
止による圧送タンク内へのキャリアガス供給停止と、ニ
ューマ弁閉止による圧送タンクと前記出口弁間へのキャ
リアガス供給停止を行うことを特徴とする請求項１又は
２記載の石炭装入方法。
【請求項４】圧送タンク出口弁の閉止を開始する際の
圧送タンク内部残留石炭重量を、石炭の輸送質量流量
（kg／秒）と、石炭の輸送質量流量の減衰分と制御遅れ
分を前記出口弁の閉止時間に加算した時間との積から求
めた重量とすることを特徴とする請求項１〜３の何れか
記載の石炭装入方法。