JP2004107466A - 室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】炭化室からドライメインに至るまでの上昇管の内圧を適切に制御するとともに、炭化室の密閉性を向上させ、さらにエネルギー効率も向上させる。
【解決手段】上昇管の曲管部５とドライメイン接続管６との間に圧力制御弁８を設ける。ドライメイン７内に水封弁（水封ボックス９）を設ける。ドライメイン接続管６を水封弁（水封ボックス９）に接続する。圧力制御弁８により上昇管内の圧力制御を行うとともに、水封弁（水封ボックス９）の水位を調節することにより、石炭装入から乾留が終了するまでの工程では上昇管の曲管部５とドライメイン７とを連通状態とし、乾留終了後に上昇管の曲管部５とドライメイン７とを遮断状態とする。
【選択図】 図１
【解決手段】上昇管の曲管部５とドライメイン接続管６との間に圧力制御弁８を設ける。ドライメイン７内に水封弁（水封ボックス９）を設ける。ドライメイン接続管６を水封弁（水封ボックス９）に接続する。圧力制御弁８により上昇管内の圧力制御を行うとともに、水封弁（水封ボックス９）の水位を調節することにより、石炭装入から乾留が終了するまでの工程では上昇管の曲管部５とドライメイン７とを連通状態とし、乾留終了後に上昇管の曲管部５とドライメイン７とを遮断状態とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭化室から発生したコークス炉ガスを上昇管を介してドライメインに排出する室式コークス炉における発生ガス吸引制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉の操業において発生したコークス炉ガスは、上昇管の立管部および曲管部を経てドライメインに集められ、ドライメインにおいて冷却された後、吸引本管に導かれて処理される。そして、石炭装入から乾留が終了するまでの工程では上昇管の曲管部とドライメインとを連通状態とし、乾留終了後に上昇管の曲管部とドライメインとを遮断状態とする必要がある。また、効率的な操業を行うためには、上昇管内の吸引圧力を適切に制御する必要がある。
このため、従来、上昇管内の吸引圧力を適切に制御するための技術が種々提案されている。
例えば、窯毎にドライメイン圧力を負圧に設定し、上昇管内の制御ダンパの調整により炭化室内圧力を調整する方法と、上昇管内の高圧水もしくは蒸気等を高速でフラッシングする方法とを組み合わせた圧力制御技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術では、炉体に設置した圧力センサの検出出力に基づいて炭化室内圧力を適切な負圧に維持するためのプロセスコントローラを介して、調整ダンパ・フラッシング流量調整を実施するシステムを採用し、自動操作を行うようになっている。これにより、炭化室内の圧力制御性を良好に保つとともに、負圧を許容範囲内に抑えることができ、外部空気の吸入、炭化室と燃焼室間のガスリークを最小限に抑えることができるとしている。
【０００３】
また、上昇管の曲管部に設けた加圧流体供給ノズルに、複数の切換可能な加圧流体供給配管を接続し、該複数の配管系統のうち少なくとも１系統を加圧流体供給ノズル入口の加圧流体圧力が調整可能な配管系統とし、ドライメイン内部のガス圧力の測定値に基づいて加圧流体の圧力を調整する技術が提案されている（特許文献２参照）。この技術では、コークス炉からの間欠的なガス漏れを防止することができるとしている。
【０００４】
また、各炭化室の上昇管の曲管部に、隣接する炭化室の上昇管の曲管部と連通する遮断弁付き連結管を設け、石炭装入直後における窯の上昇管の曲管部と、隣接する炭化室内圧力が負圧になりかかっている窯の上昇管の曲管部連通管により連通する。そして、連結管の遮断弁を開放して所定時間連通させ、装入直後の窯から隣接する炭化室内圧力が負圧になりかかっている窯へ発生するガスの一部を流入させ、コークス炉炭化室の炉内圧を制御する技術が提案されている（特許文献３）。この技術では、炭化室からのガス漏れおよび煙突からの黒煙発生、さらに炭化室壁煉瓦の劣化を防止することができるとしている。
【０００５】
さらに、図３を参照して、上昇管の曲管部基部に設けた水封弁により、水封および圧力制御を実施する従来の室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構について説明する。
この室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構は、図３に示すように、炉頂デッキ１の炭化室上部空間２に上昇管の立管部３が接続され、立管部３の上端に上蓋４が取り付けられ、この上蓋４付近から下方に向かって上昇管の曲管部５が延設され、曲管部５の下端がドライメイン７に接続されている。ドライメイン７中には、水封弁軸３１により回動可能に支持された水封弁３２が設けられている。そして、曲管部５の下端が、水封弁３２により水封可能となっている。
【０００６】
また、上昇管の曲管部５には、曲管部５内をフラッシングするための曲管散水ノズル２１と、上昇管内に負圧を生じさせるための高／低圧散水ノズル２６とが設けられている。また、曲管散水ノズル２１へ低圧安水を供給するための低圧安水供給管２３には曲管散水調整弁２４が設けられており、高／低圧散水ノズル２６へ高圧安水を供給するための高圧安水供給管２７には高圧安水調整弁２８が設けられている。さらに、低圧安水供給管２３と高圧安水供給管２７とは接続されており、低圧安水供給管２３と高圧安水供給管との連結部には三方弁２９が設けられており、低圧安水供給管２３と高圧安水供給管２７との間には低圧安水調整弁３０が設けられている。
【０００７】
この室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構では、石炭装入から乾留が終了するまでの工程において、水封弁３２を下方に向かって回動させて上昇管の曲管部５とドライメイン７とを連通状態とし、高／低圧散水ノズル２６から曲管部５内に高圧安水を吹き出すことにより上昇管内に負圧を生じさせて、コークス炉発生ガスを吸引しドライメイン７内に排出する。
また、乾留終了後には、水封弁３２を上方に向かって回動させて水封弁３２内に安水を貯留することにより上昇管の曲管部５とドライメイン７とを遮断状態とする。
なお、従来の水封弁３２の水封深さＨ１は、約１００ｍｍであった。
【０００８】
【特許文献１】特開平０６−４１５３７号公報
【特許文献２】特開平１１−３４９９５５号公報
【特許文献３】特開平０６−１００８６６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示す従来の室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構では、曲管部の先端が、曲管部と比較して大きな断面積を有するドライメインに開放されているため、水封弁の開度による圧力制御では、適切な圧力制御を行うことができなかった。また、従来の吸引機構に採用されている水封弁では、寸法に制約があるため、水封高さが高々１００ｍｍに制限されてしまい、遮断可能な圧力範囲が狭くなっていた。
また、特許文献１に記載された技術では、制御ガス圧が炉蓋底部のガス道に設定されており、炉蓋を脱着する際に、ガス圧プローブを脱着したり、圧力無線発信器を装着する必要があり、装置構成が複雑化するという問題があった。同時に曲管部の制御ダンパの開度により圧力制御を行うのでは、上述したように、適切な圧力制御を行うことができなかった。さらに、曲管部の高圧安水量や蒸気量により引圧調整を行うのでは、エネルギー的に不利となってしまう。
【００１０】
また、特許文献２に記載されて技術では、曲管部の散水圧力および散水量により引圧制御を行うため、複数の圧力レベルの配管を用意する必要がある。また、炭化室のガス圧変化に応じて、散水圧を選定しなければならない。このため、装置構成が複雑になるばかりでなく、特許文献１に記載された技術と同様に、エネルギー的に不利となってしまう。
また、特許文献３に記載された技術では、隣接する窯の上昇管に生じる吸引圧力を利用して、装入時から装入初期工程におけるコークス炉発生ガスを吸引しているため、きめ細かな圧力制御を行うことができず、安定した圧力制御を行うことができないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上述した従来の技術が有する問題点に鑑み提案されたもので、炭化室からドライメインに至るまでの上昇管の内圧を適切に制御するとともに、炭化室の密閉性を向上させ、さらにエネルギー効率がよい室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
＜特徴点＞
本発明に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構は、上述した目的を達するため、以下の特徴点を備えている。
すなわち、本発明に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構は、炭化室から発生したコークス炉ガスを上昇管を介してドライメインに排出する室式コークス炉における発生ガス吸引制御機構であって、
前記上昇管の曲管部とドライメイン接続管との間に圧力制御弁を設けるとともに、前記ドライメイン内に水封弁を設け、
前記ドライメイン接続管を前記水封弁に接続したことを特徴とするものである。
また、前記室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構において、前記上昇管の立管部に、コークス炉発生ガスの圧力を検出するための圧力検出器を設け、
該圧力検出器の検出出力に基づいて前記圧力調整弁を制御し、前記上昇管内の圧力制御を行うことが可能である。
また、前記コークス炉発生ガスの吸引制御機構において、前記圧力制御弁により前記上昇管内の圧力制御を行うとともに、
前記水封弁の水位を調節することにより、石炭装入から乾留が終了するまでの工程では前記上昇管の曲管部と前記ドライメインとを連通状態とし、乾留終了後に前記上昇管の曲管部と前記ドライメインとを遮断状態とすることが可能である。
【００１３】
＜作用＞
本発明に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構では、圧力制御弁により上昇管内の圧力制御を行い、水封弁の水位を調節することにより、上昇管の曲管部との連通および遮断を制御する。このため、きめ細かな圧力制御を行うことができるとともに、水封弁の水封作用により炭化室の密閉性を向上させることができる。また、装置構成が簡略化するとともに、省エネルギー化を図ることができる。
また、本発明に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構では、上昇管の立管部に設けた圧力検出器により上昇管基部の圧力を検出し、その検出出力に基づいて圧力調整弁を制御し、上昇管内の圧力制御を行う。このため、さらにきめ細かな圧力制御を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す具体的な実施例に基づいて、本発明に係る室式コークス炉発生ガスの吸引機構の実施の形態を説明する。
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構を示す構成図である。
実施例１に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構は、図１に示すように、炉頂デッキ１の炭化室上部空間２に上昇管の立管部３が接続され、立管部３の上端に上蓋４が取り付けられ、この上蓋４付近から下方に向かって上昇管の曲管部５が延設され、曲管部５の下端がドライメイン接続管６によりドライメイン７に接続されている。また、曲管部５とドライメイン接続管６との間には、圧力制御弁８が設けられている。
ドライメイン７中には、水封ボックス９が設けられており、ドライメイン接続管６の下端が水封ボックス９内に挿入されている。
【００１５】
水封ボックス９に挿入されたドライメイン接続管６内には、上方から順に、第１水封レベル計１０および第１レベル発信器１１と、第２水封レベル計１２および第２レベル発信器１３とが設けられており、さらに水封ボックス９内には、ドライメイン接続管６の下端よりも下方に位置するようにして、第３水封レベル計１４および第３レベル発信器１５が設けられている。また、水封ボックス９の下部には、水封調整弁１６を介して安水排出管１７が連通接続されている。
第１レベル発信器１１、第２レベル発信器１３、および第３レベル発信器１５は、水封調整弁１６と接続されており、各レベル発信器１１，１３，１５からの検出信号に基づいて水封調整弁１６を制御することにより、水封ボックス９内の水位制御が行われる。
【００１６】
立管部３の基部近傍には、圧力発信器固定短管１８が設けられており、この圧力発信器固定短管１８に、コークス炉発生ガスの圧力を検出するための圧力計１９および圧力発信器２０が取り付けられている。圧力発信器２０は圧力制御弁８に接続されており、圧力検出器２０からの検出信号に基づいて圧力制御弁８を制御することにより、上昇管内の圧力制御が行われる。
ドライメイン７の高さは約１０００ｍｍ〜１５００ｍｍに設定されており、第１水封レベル計１０はドライメイン接続管６の下端部から上方約５００ｍｍ（図１中、Ｈ１で示す）の位置に設けられており、第１水封レベル計１０と第３水封レベル計１４との間隔は約７００ｍｍ（図１中、Ｈ２で示す）に設定されている。
【００１７】
曲管部５の上部には、曲管部５内をフラッシングするための曲管散水ノズル２１が設けられており、ドライメイン７の上部には、ドライメイン７内をフラッシングするためのドライメイン散水ノズル２２が設けられている。また、曲管散水ノズル２１へ低圧安水を供給するための低圧安水供給管２３には曲管散水調整弁２４が設けられており、ドライメイン散水ノズル２２へ低圧安水を供給するための低圧安水供給管２３にはドライメイン散水調整弁２５が設けられている。
なお、図示しないが、ドライメイン７の後段には排風装置が接続されている。
【００１８】
この室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構では、石炭装入から乾留が終了するまでの工程において、水封ボックス９内の第３水封レベル計１４の位置まで安水を排出して、上昇管の曲管部５とドライメイン７とを連通状態とする。ドライメイン７には排風装置から引圧がかかり、上昇管からコークス炉発生ガスを吸引してドライメイン７内に排出する。
【００１９】
また、乾留終了後には、水封ボックス９内の第１水封レベル計１０の位置まで安水を貯留して、上昇管の曲管部５とドライメイン７とを遮断状態とする。実施例１に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構では、従来約１００ｍｍ程度であった水封深さが、約５００ｍｍ程度に拡大されており、上昇管と炭化室とを確実に水封することができる。
【００２０】
＜実施例２＞
次に、本発明の実施例１に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構を説明する。図２は、本発明の実施例１に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構を示す構成図である。
実施例２に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構は、上述した実施例１に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構とほぼ同様の構成となっているが、曲管部５に高／低圧散水ノズル２６が設けられている点が異なっている。したがって、図１に示す実施例１と同様の機能を有する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
上述したように、実施例２に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構は、図２に示すように、上昇管の曲管部５に、曲管部５内をフラッシングするための曲管散水ノズル２１と、上昇管内に負圧を生じさせるための高／低圧散水ノズル２６とが設けられている。
【００２１】
また、曲管散水ノズル２１へ低圧安水を供給するための低圧安水供給管２３には曲管散水調整弁２４が設けられており、高／低圧散水ノズル２６へ高圧安水を供給するための高圧安水供給管２７には高圧安水調整弁２８が設けられている。さらに、低圧安水供給管２３と高圧安水供給管２７とは接続されており、低圧安水供給管２３と高圧安水供給管２７との連結部には三方弁２９が設けられており、低圧安水供給管２３と高圧安水供給管２７との間には低圧安水調整弁３０が設けられている。
その他の構成は、上述した実施例１に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構と同様となっている。
【００２２】
実施例２に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構では、石炭装入から乾留が終了するまでの工程において、水封ボックス９内の第３水封レベル計１４の位置まで安水を排出して、上昇管の曲管部５とドライメイン７とを連通状態とする。また、石炭装入直後の所定期間に、高／低圧散水ノズル２６から曲管部５内に高圧安水を吹き出して、吸引を行う。その後、高圧安水の吹き出しを終了し、排風装置から引圧により、上昇管からコークス炉発生ガスを吸引してドライメイン７内に排出する。
【００２３】
また、乾留終了後には、水封ボックス９内の第１水封レベル計１０の位置まで安水を貯留して、上昇管の曲管部５とドライメイン７とを遮断状態とする。実施例２に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構では、上述した実施例１に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構と同様に、従来約１００ｍｍ程度であった水封深さが、約５００ｍｍ程度に拡大されており、上昇管と炭化室とを確実に水封することができる。
【００２４】
また、実施例２に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構では、従来の高圧安水あるいは蒸気による装入時吸引機構を備えた装置に対して、装置構成を大幅に変更することなく本発明を適用することができる上に、実施例１の後段の排風機効果と、高圧安水エジェクタによる吸引効果の両方を享受することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構では、圧力制御弁により上昇管内の圧力制御を行い、水封弁の水位を調節することにより、上昇管の曲管部との連通および遮断を制御することができる。
したがって、複雑な装置構成とすることなく、炭化室内のガス発生量の変動や、石炭装入時から乾留末期に至るまでの圧力変動に応じて、きめ細かな圧力制御を行うことができる。これにより、炉蓋や上昇管からのガスリークを最小限に抑制することが可能となる。
【００２６】
また、水封弁の水封作用が向上し、炭化室の密閉性を向上させることができ、特に、予熱炭装入のような炭化室内圧が上昇する技術を実施する際に効果的である。
また、本発明に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構では、上昇管の立管部に設けた圧力検出器により上昇管基部の圧力を検出し、その検出出力に基づいて圧力調整弁を制御して上昇管内の圧力制御を行うことができる。
したがって、さらにきめ細かな圧力制御を行うことが可能となるとともに、ドライメイン後段に配設した排風装置の吸引力も利用することが可能となり、省エネルギー化を図ることが可能となるとともに、装置構成を簡略化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構を示す構成図。
【図２】本発明の実施例２に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構を示す構成図。
【図３】従来のコークス炉発生ガスの吸引制御機構を示す構成図。
【符号の説明】
１ 炉頂デッキ
２ 炭化室上部空間
３ 立管部
４ 上蓋
５ 曲管部
６ ドライメイン接続管
７ ドライメイン
８ 圧力制御弁
９ 水封ボックス
１０ 第１水封レベル計
１１ 第１レベル発信器
１２ 第２水封レベル計
１３ 第２レベル発信器
１４ 第３水封レベル計
１５ 第３レベル発信器
１６ 水封調整弁
１７ 安水排出管
１８ 圧力発信器固定短管
１９ 圧力計
２０ 圧力発信器
２１ 曲管散水ノズル
２２ ドライメイン散水ノズル
２３ 低圧安水供給管
２４ 曲管散水調整弁
２５ ドライメイン散水調整弁
２６ 高／低圧散水ノズル
２７ 高圧安水供給管
２８ 高圧安水調整弁
２９ 三方弁
３０ 低圧安水調整弁
３１ 水封弁軸
３２ 水封弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭化室から発生したコークス炉ガスを上昇管を介してドライメインに排出する室式コークス炉における発生ガス吸引制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉の操業において発生したコークス炉ガスは、上昇管の立管部および曲管部を経てドライメインに集められ、ドライメインにおいて冷却された後、吸引本管に導かれて処理される。そして、石炭装入から乾留が終了するまでの工程では上昇管の曲管部とドライメインとを連通状態とし、乾留終了後に上昇管の曲管部とドライメインとを遮断状態とする必要がある。また、効率的な操業を行うためには、上昇管内の吸引圧力を適切に制御する必要がある。
このため、従来、上昇管内の吸引圧力を適切に制御するための技術が種々提案されている。
例えば、窯毎にドライメイン圧力を負圧に設定し、上昇管内の制御ダンパの調整により炭化室内圧力を調整する方法と、上昇管内の高圧水もしくは蒸気等を高速でフラッシングする方法とを組み合わせた圧力制御技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術では、炉体に設置した圧力センサの検出出力に基づいて炭化室内圧力を適切な負圧に維持するためのプロセスコントローラを介して、調整ダンパ・フラッシング流量調整を実施するシステムを採用し、自動操作を行うようになっている。これにより、炭化室内の圧力制御性を良好に保つとともに、負圧を許容範囲内に抑えることができ、外部空気の吸入、炭化室と燃焼室間のガスリークを最小限に抑えることができるとしている。
【０００３】
また、上昇管の曲管部に設けた加圧流体供給ノズルに、複数の切換可能な加圧流体供給配管を接続し、該複数の配管系統のうち少なくとも１系統を加圧流体供給ノズル入口の加圧流体圧力が調整可能な配管系統とし、ドライメイン内部のガス圧力の測定値に基づいて加圧流体の圧力を調整する技術が提案されている（特許文献２参照）。この技術では、コークス炉からの間欠的なガス漏れを防止することができるとしている。
【０００４】
また、各炭化室の上昇管の曲管部に、隣接する炭化室の上昇管の曲管部と連通する遮断弁付き連結管を設け、石炭装入直後における窯の上昇管の曲管部と、隣接する炭化室内圧力が負圧になりかかっている窯の上昇管の曲管部連通管により連通する。そして、連結管の遮断弁を開放して所定時間連通させ、装入直後の窯から隣接する炭化室内圧力が負圧になりかかっている窯へ発生するガスの一部を流入させ、コークス炉炭化室の炉内圧を制御する技術が提案されている（特許文献３）。この技術では、炭化室からのガス漏れおよび煙突からの黒煙発生、さらに炭化室壁煉瓦の劣化を防止することができるとしている。
【０００５】
さらに、図３を参照して、上昇管の曲管部基部に設けた水封弁により、水封および圧力制御を実施する従来の室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構について説明する。
この室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構は、図３に示すように、炉頂デッキ１の炭化室上部空間２に上昇管の立管部３が接続され、立管部３の上端に上蓋４が取り付けられ、この上蓋４付近から下方に向かって上昇管の曲管部５が延設され、曲管部５の下端がドライメイン７に接続されている。ドライメイン７中には、水封弁軸３１により回動可能に支持された水封弁３２が設けられている。そして、曲管部５の下端が、水封弁３２により水封可能となっている。
【０００６】
また、上昇管の曲管部５には、曲管部５内をフラッシングするための曲管散水ノズル２１と、上昇管内に負圧を生じさせるための高／低圧散水ノズル２６とが設けられている。また、曲管散水ノズル２１へ低圧安水を供給するための低圧安水供給管２３には曲管散水調整弁２４が設けられており、高／低圧散水ノズル２６へ高圧安水を供給するための高圧安水供給管２７には高圧安水調整弁２８が設けられている。さらに、低圧安水供給管２３と高圧安水供給管２７とは接続されており、低圧安水供給管２３と高圧安水供給管との連結部には三方弁２９が設けられており、低圧安水供給管２３と高圧安水供給管２７との間には低圧安水調整弁３０が設けられている。
【０００７】
この室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構では、石炭装入から乾留が終了するまでの工程において、水封弁３２を下方に向かって回動させて上昇管の曲管部５とドライメイン７とを連通状態とし、高／低圧散水ノズル２６から曲管部５内に高圧安水を吹き出すことにより上昇管内に負圧を生じさせて、コークス炉発生ガスを吸引しドライメイン７内に排出する。
また、乾留終了後には、水封弁３２を上方に向かって回動させて水封弁３２内に安水を貯留することにより上昇管の曲管部５とドライメイン７とを遮断状態とする。
なお、従来の水封弁３２の水封深さＨ１は、約１００ｍｍであった。
【０００８】
【特許文献１】特開平０６−４１５３７号公報
【特許文献２】特開平１１−３４９９５５号公報
【特許文献３】特開平０６−１００８６６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示す従来の室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構では、曲管部の先端が、曲管部と比較して大きな断面積を有するドライメインに開放されているため、水封弁の開度による圧力制御では、適切な圧力制御を行うことができなかった。また、従来の吸引機構に採用されている水封弁では、寸法に制約があるため、水封高さが高々１００ｍｍに制限されてしまい、遮断可能な圧力範囲が狭くなっていた。
また、特許文献１に記載された技術では、制御ガス圧が炉蓋底部のガス道に設定されており、炉蓋を脱着する際に、ガス圧プローブを脱着したり、圧力無線発信器を装着する必要があり、装置構成が複雑化するという問題があった。同時に曲管部の制御ダンパの開度により圧力制御を行うのでは、上述したように、適切な圧力制御を行うことができなかった。さらに、曲管部の高圧安水量や蒸気量により引圧調整を行うのでは、エネルギー的に不利となってしまう。
【００１０】
また、特許文献２に記載されて技術では、曲管部の散水圧力および散水量により引圧制御を行うため、複数の圧力レベルの配管を用意する必要がある。また、炭化室のガス圧変化に応じて、散水圧を選定しなければならない。このため、装置構成が複雑になるばかりでなく、特許文献１に記載された技術と同様に、エネルギー的に不利となってしまう。
また、特許文献３に記載された技術では、隣接する窯の上昇管に生じる吸引圧力を利用して、装入時から装入初期工程におけるコークス炉発生ガスを吸引しているため、きめ細かな圧力制御を行うことができず、安定した圧力制御を行うことができないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上述した従来の技術が有する問題点に鑑み提案されたもので、炭化室からドライメインに至るまでの上昇管の内圧を適切に制御するとともに、炭化室の密閉性を向上させ、さらにエネルギー効率がよい室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
＜特徴点＞
本発明に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構は、上述した目的を達するため、以下の特徴点を備えている。
すなわち、本発明に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構は、炭化室から発生したコークス炉ガスを上昇管を介してドライメインに排出する室式コークス炉における発生ガス吸引制御機構であって、
前記上昇管の曲管部とドライメイン接続管との間に圧力制御弁を設けるとともに、前記ドライメイン内に水封弁を設け、
前記ドライメイン接続管を前記水封弁に接続したことを特徴とするものである。
また、前記室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構において、前記上昇管の立管部に、コークス炉発生ガスの圧力を検出するための圧力検出器を設け、
該圧力検出器の検出出力に基づいて前記圧力調整弁を制御し、前記上昇管内の圧力制御を行うことが可能である。
また、前記コークス炉発生ガスの吸引制御機構において、前記圧力制御弁により前記上昇管内の圧力制御を行うとともに、
前記水封弁の水位を調節することにより、石炭装入から乾留が終了するまでの工程では前記上昇管の曲管部と前記ドライメインとを連通状態とし、乾留終了後に前記上昇管の曲管部と前記ドライメインとを遮断状態とすることが可能である。
【００１３】
＜作用＞
本発明に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構では、圧力制御弁により上昇管内の圧力制御を行い、水封弁の水位を調節することにより、上昇管の曲管部との連通および遮断を制御する。このため、きめ細かな圧力制御を行うことができるとともに、水封弁の水封作用により炭化室の密閉性を向上させることができる。また、装置構成が簡略化するとともに、省エネルギー化を図ることができる。
また、本発明に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構では、上昇管の立管部に設けた圧力検出器により上昇管基部の圧力を検出し、その検出出力に基づいて圧力調整弁を制御し、上昇管内の圧力制御を行う。このため、さらにきめ細かな圧力制御を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す具体的な実施例に基づいて、本発明に係る室式コークス炉発生ガスの吸引機構の実施の形態を説明する。
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構を示す構成図である。
実施例１に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構は、図１に示すように、炉頂デッキ１の炭化室上部空間２に上昇管の立管部３が接続され、立管部３の上端に上蓋４が取り付けられ、この上蓋４付近から下方に向かって上昇管の曲管部５が延設され、曲管部５の下端がドライメイン接続管６によりドライメイン７に接続されている。また、曲管部５とドライメイン接続管６との間には、圧力制御弁８が設けられている。
ドライメイン７中には、水封ボックス９が設けられており、ドライメイン接続管６の下端が水封ボックス９内に挿入されている。
【００１５】
水封ボックス９に挿入されたドライメイン接続管６内には、上方から順に、第１水封レベル計１０および第１レベル発信器１１と、第２水封レベル計１２および第２レベル発信器１３とが設けられており、さらに水封ボックス９内には、ドライメイン接続管６の下端よりも下方に位置するようにして、第３水封レベル計１４および第３レベル発信器１５が設けられている。また、水封ボックス９の下部には、水封調整弁１６を介して安水排出管１７が連通接続されている。
第１レベル発信器１１、第２レベル発信器１３、および第３レベル発信器１５は、水封調整弁１６と接続されており、各レベル発信器１１，１３，１５からの検出信号に基づいて水封調整弁１６を制御することにより、水封ボックス９内の水位制御が行われる。
【００１６】
立管部３の基部近傍には、圧力発信器固定短管１８が設けられており、この圧力発信器固定短管１８に、コークス炉発生ガスの圧力を検出するための圧力計１９および圧力発信器２０が取り付けられている。圧力発信器２０は圧力制御弁８に接続されており、圧力検出器２０からの検出信号に基づいて圧力制御弁８を制御することにより、上昇管内の圧力制御が行われる。
ドライメイン７の高さは約１０００ｍｍ〜１５００ｍｍに設定されており、第１水封レベル計１０はドライメイン接続管６の下端部から上方約５００ｍｍ（図１中、Ｈ１で示す）の位置に設けられており、第１水封レベル計１０と第３水封レベル計１４との間隔は約７００ｍｍ（図１中、Ｈ２で示す）に設定されている。
【００１７】
曲管部５の上部には、曲管部５内をフラッシングするための曲管散水ノズル２１が設けられており、ドライメイン７の上部には、ドライメイン７内をフラッシングするためのドライメイン散水ノズル２２が設けられている。また、曲管散水ノズル２１へ低圧安水を供給するための低圧安水供給管２３には曲管散水調整弁２４が設けられており、ドライメイン散水ノズル２２へ低圧安水を供給するための低圧安水供給管２３にはドライメイン散水調整弁２５が設けられている。
なお、図示しないが、ドライメイン７の後段には排風装置が接続されている。
【００１８】
この室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構では、石炭装入から乾留が終了するまでの工程において、水封ボックス９内の第３水封レベル計１４の位置まで安水を排出して、上昇管の曲管部５とドライメイン７とを連通状態とする。ドライメイン７には排風装置から引圧がかかり、上昇管からコークス炉発生ガスを吸引してドライメイン７内に排出する。
【００１９】
また、乾留終了後には、水封ボックス９内の第１水封レベル計１０の位置まで安水を貯留して、上昇管の曲管部５とドライメイン７とを遮断状態とする。実施例１に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構では、従来約１００ｍｍ程度であった水封深さが、約５００ｍｍ程度に拡大されており、上昇管と炭化室とを確実に水封することができる。
【００２０】
＜実施例２＞
次に、本発明の実施例１に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構を説明する。図２は、本発明の実施例１に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構を示す構成図である。
実施例２に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構は、上述した実施例１に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構とほぼ同様の構成となっているが、曲管部５に高／低圧散水ノズル２６が設けられている点が異なっている。したがって、図１に示す実施例１と同様の機能を有する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
上述したように、実施例２に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構は、図２に示すように、上昇管の曲管部５に、曲管部５内をフラッシングするための曲管散水ノズル２１と、上昇管内に負圧を生じさせるための高／低圧散水ノズル２６とが設けられている。
【００２１】
また、曲管散水ノズル２１へ低圧安水を供給するための低圧安水供給管２３には曲管散水調整弁２４が設けられており、高／低圧散水ノズル２６へ高圧安水を供給するための高圧安水供給管２７には高圧安水調整弁２８が設けられている。さらに、低圧安水供給管２３と高圧安水供給管２７とは接続されており、低圧安水供給管２３と高圧安水供給管２７との連結部には三方弁２９が設けられており、低圧安水供給管２３と高圧安水供給管２７との間には低圧安水調整弁３０が設けられている。
その他の構成は、上述した実施例１に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構と同様となっている。
【００２２】
実施例２に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構では、石炭装入から乾留が終了するまでの工程において、水封ボックス９内の第３水封レベル計１４の位置まで安水を排出して、上昇管の曲管部５とドライメイン７とを連通状態とする。また、石炭装入直後の所定期間に、高／低圧散水ノズル２６から曲管部５内に高圧安水を吹き出して、吸引を行う。その後、高圧安水の吹き出しを終了し、排風装置から引圧により、上昇管からコークス炉発生ガスを吸引してドライメイン７内に排出する。
【００２３】
また、乾留終了後には、水封ボックス９内の第１水封レベル計１０の位置まで安水を貯留して、上昇管の曲管部５とドライメイン７とを遮断状態とする。実施例２に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構では、上述した実施例１に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構と同様に、従来約１００ｍｍ程度であった水封深さが、約５００ｍｍ程度に拡大されており、上昇管と炭化室とを確実に水封することができる。
【００２４】
また、実施例２に係る室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構では、従来の高圧安水あるいは蒸気による装入時吸引機構を備えた装置に対して、装置構成を大幅に変更することなく本発明を適用することができる上に、実施例１の後段の排風機効果と、高圧安水エジェクタによる吸引効果の両方を享受することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構では、圧力制御弁により上昇管内の圧力制御を行い、水封弁の水位を調節することにより、上昇管の曲管部との連通および遮断を制御することができる。
したがって、複雑な装置構成とすることなく、炭化室内のガス発生量の変動や、石炭装入時から乾留末期に至るまでの圧力変動に応じて、きめ細かな圧力制御を行うことができる。これにより、炉蓋や上昇管からのガスリークを最小限に抑制することが可能となる。
【００２６】
また、水封弁の水封作用が向上し、炭化室の密閉性を向上させることができ、特に、予熱炭装入のような炭化室内圧が上昇する技術を実施する際に効果的である。
また、本発明に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構では、上昇管の立管部に設けた圧力検出器により上昇管基部の圧力を検出し、その検出出力に基づいて圧力調整弁を制御して上昇管内の圧力制御を行うことができる。
したがって、さらにきめ細かな圧力制御を行うことが可能となるとともに、ドライメイン後段に配設した排風装置の吸引力も利用することが可能となり、省エネルギー化を図ることが可能となるとともに、装置構成を簡略化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構を示す構成図。
【図２】本発明の実施例２に係るコークス炉発生ガスの吸引制御機構を示す構成図。
【図３】従来のコークス炉発生ガスの吸引制御機構を示す構成図。
【符号の説明】
１ 炉頂デッキ
２ 炭化室上部空間
３ 立管部
４ 上蓋
５ 曲管部
６ ドライメイン接続管
７ ドライメイン
８ 圧力制御弁
９ 水封ボックス
１０ 第１水封レベル計
１１ 第１レベル発信器
１２ 第２水封レベル計
１３ 第２レベル発信器
１４ 第３水封レベル計
１５ 第３レベル発信器
１６ 水封調整弁
１７ 安水排出管
１８ 圧力発信器固定短管
１９ 圧力計
２０ 圧力発信器
２１ 曲管散水ノズル
２２ ドライメイン散水ノズル
２３ 低圧安水供給管
２４ 曲管散水調整弁
２５ ドライメイン散水調整弁
２６ 高／低圧散水ノズル
２７ 高圧安水供給管
２８ 高圧安水調整弁
２９ 三方弁
３０ 低圧安水調整弁
３１ 水封弁軸
３２ 水封弁
Claims (3)
- 炭化室から発生したコークス炉ガスを上昇管を介してドライメインに排出する室式コークス炉における発生ガス吸引制御機構であって、
前記上昇管の曲管部とドライメイン接続管との間に圧力制御弁を設けるとともに、前記ドライメイン内に水封弁を設け、
前記ドライメイン接続管を前記水封弁に接続したことを特徴とするコークス炉発生ガスの吸引制御機構。 - 前記上昇管の立管部に、コークス炉発生ガスの圧力を検出するための圧力検出器を設け、
該圧力検出器の検出出力に基づいて前記圧力調整弁を制御し、前記上昇管内の圧力制御を行うことを特徴とする請求項１記載のコークス炉発生ガスの吸引制御機構。 - 前記圧力制御弁により前記上昇管内の圧力制御を行うとともに、
前記水封弁の水位を調節することにより、石炭装入から乾留が終了するまでの工程では前記上昇管の曲管部と前記ドライメインとを連通状態とし、乾留終了後に前記上昇管の曲管部と前記ドライメインとを遮断状態とすることを特徴とする請求項１または２記載の室式コークス炉発生ガスの吸引制御機構。
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