【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コークス炉炭化室内に粉粒状の原料石炭その他の粉粒体を気体装入する際の炭化室の圧力変動防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭乾留時におけるコークス炉炭化室内の圧力は、乾留の進行に伴って変動する。特に、ガスの発生量が多い炭化室への石炭装入直後に炭化室内の圧力は急激に上昇し、乾留末期にはガス発生量が少なくなって負圧になる。そのため、炭化室で発生するガスの炉外へのガス漏れや、燃焼室側へのガスや石炭粉の漏洩、空気の吸い込み等を防止し、操業ならびにコークスの品質安定を図るべく、炭化室内の圧力は大気圧に近い一定圧に制御される。
【０００３】
一方、原料または熱源として有効利用するために、コークス炉炭化室内へ粉粒状の原料石炭、あるいは廃プラスチック、木屑、紙類、ゴム類等の粉粒体を気流に乗せて搬送・装入（以下、「気体装入」といい、圧送タンクから搬送・装入するので、「圧送」ともいう）する方法が行われているが、この場合は、特に圧送開始時（粉粒体の炭化室への装入口を開閉する装入蓋を開けた時）と圧送終了時（装入蓋を閉めた時）に、急激な圧力変化が起きやすい。
【０００４】
コークス炉炭化室への粉粒体の気体装入は、一般に、圧送タンク、給気装置、輸送管路、固気分離器等を備える圧送装置を用いて行われる。
【０００５】
図１は、このような圧送装置の一般的な装置構成を示す図である。図１において、実線で囲んだ部分が圧送装置で、気体装入する粉粒体３を収容する圧送タンク５と、前記圧送タンク５内を加圧するための気体を供給する給気装置９と、圧送タンク５から押し出され、輸送管路７を経由して気流搬送された粉粒体をキャリアーガスから分離する固気分離器８と、粉粒体分離後のキャリアーガスを排気する排気装置１２と、炭化室２の上部に設けられた粉粒体３の装入口を開閉するための装入蓋１５を有している。なお、この装置例では、粉粒体３を気流搬送する気体（キャリアーガス）、およびキャリアーガスとは別に装置内に送通する気体も前記給気装置９から供給される。
【０００６】
粉粒体の気体装入は、一般に、以下の概略手順により行う。
▲１▼まず、コークス炉１の炭化室２へ装入する粉粒体３を、入口弁４を介して圧送タンク５に供給する。供給が終了したら入口弁４を閉じる。
【０００７】
▲２▼続いて、コンプレッサ等の給気装置９と給気流量調節弁１０を運転し、遮断弁Ａ１７を開けて気体を送通し、圧送タンク５内を加圧する。加圧が終了したら、遮断弁Ａ１７を閉じる。圧送タンク５内の圧力を一定値以上に保持する場合、圧送タンク５内圧力を検知し、それに応じて遮断弁Ａ１７を開閉する。
【０００８】
▲３▼排風機等の排気装置１２と排気流量調節弁１３を運転する。
▲４▼その後、装入蓋脱着装置１１を用いて装入蓋１５を開ける。
【０００９】
▲５▼遮断弁Ｂ１８と出口弁６を開く。粉粒体３が圧送タンク５内から輸送管路７へ向けて押し出され、給気装置９から供給される気体（キャリアーガス）により輸送管路７を経由して固気分離器８へ搬送される。固気分離器８で、粉粒体３はキャリアーガスから分離されて炭化室２内へ装入され、キャリアーガスは排気装置１２へ流れる。
【００１０】
遮断弁Ｂ１８と遮断弁Ｃ１９を交互に開閉して、粉粒体３を搬送・装入してもよい。遮断弁Ｃ１９は、輸送管路７の詰まり防止のためにも使用される。
【００１１】
前記キャリアーガスは、別に設けられたキャリアーガス供給装置から供給してもよい。また、前記遮断弁Ｃ１９を開いて供給するガスは、別に設けられたガス供給装置から供給してもよい。
【００１２】
▲６▼粉粒体の気体装入を終了する場合は、出口弁６を閉とし、装入蓋１５を閉じ、排気装置１２を停止する。
【００１３】
このように、従来、粉粒体の気体装入は、炭化室の装入蓋を開ける（前記の手順▲４▼）と同時に行われている。すなわち、前記装入蓋を開けた後、遮断弁Ｂ１８と出口弁６を開くと（前記手順▲５▼）、粉粒体３は固気分離器８へ搬送され、キャリアーガスから分離されて炭化室２内へ装入される。しかし、粉粒体の装入の際に、給気流量（粉粒体３を固気分離器８へ搬送するキャリアーガス量）と排気流量（排気装置１２へ流れるガス量）の差分が粉粒体とともに炭化室内へ流れるので、炭化室内圧力が変化する。特に、気体装入開始（装入蓋開）時および装入停止（装入蓋閉）時に炭化室内圧力の急激な変動が生じる。
【００１４】
前記粉粒体の気体装入に際してのコークス炉炭化室２内の圧力制御は、一般に炭化室の圧力制御に用いられる方法、すなわち、炭化室２上部の上昇管ベンド部に取り付けられた高圧安水エジェクタにより生じる低圧を利用したり、多数の炭化室の発生ガスを集合するドライメンの圧力を制御する等の方法（以下、これらの方法を実施するための装置を「炭化室圧力制御装置１４」という）により行われている。しかしながら、この炭化室圧力制御装置１４によって前記装入開始時における炭化室内圧力の急激な変動に追従させ、これを防止することは困難で、炭化室内圧力を適正に制御できない場合には、上昇管の水封が切れて操業を中断したり、炭化室内のガスが圧送装置側へ逆流し、炭化室内ガスのタール成分等の影響で、圧送装置側の設備を損傷させたりするトラブルが発生する。
【００１５】
炭化室内の圧力制御については、これまでに数多くの方法が提案されている。例えば、特許文献１では、各炭化室の上昇管ベンド管部に、隣接する炭化室の上昇管ベンド管部と連通する遮断弁付き連結管を設け、石炭装入直後の圧力が高い炭化室の上昇管ベンド管部と炭化室内圧力が負圧になりかかっている炭化室の上昇管ベンド管部を連通する連結管の遮断弁を開放して所定時間連通させ、装入直後の炭化室から炭化室内圧力が負圧になりかかっている炭化室へ発生ガスの一部を流入させる方法が開示されている。
【００１６】
特許文献２では、炭化室内圧力の検出値に応じ上昇管曲管ダンパ開度を制御して上昇管の吸引圧を調整し、ガス洩れや外気の吸入を無くする方法が、また、特許文献３では、フリュートップ圧力と炭化室内圧力の差圧に応じて上昇管取出管路内の圧力制御弁を開閉し、前記差庄を常時一定に調整して炭化室から燃焼室への石炭ガスの漏れ込みを阻止する方法が開示されている。
【００１７】
特許文献４、特許文献５では、空気および燃料を供給して燃焼させ、排ガスを発生するボイラーや焼却炉等において、誘引通風機の回転数を制御し、また、ダンパーの弁開度および誘引通風機の回転数を制御して、炉内圧力を所定範囲に制御する方法が示されている。
【００１８】
さらに、特許文献６では、ドライメン圧力に応じて上昇管ベンド部に設けた加圧流体供給ノズルから供給する加圧流体圧力（安水圧力）を調節して炭化室内圧力を制御する方法が開示されている。
【００１９】
しかしながら、これら何れの方法も、炭化室内圧力の変動後のフイードバック制御が基本であり、粉粒体の気体装入時における急激な炭化室内圧力変化に追従させることは難しく、特に、装入開始（装入蓋開）時と装入終了（装入蓋閉）時の炭化室内圧力変化を制御することは困難である。
【００２０】
【特許文献１】
特許第２５６５０６３号
【特許文献２】
特許第３０４２８０６号
【特許文献３】
特許第３２８３３５５号
【特許文献４】
特開平１０−８２５２３号公報
【特許文献５】
特開平１０−１３２２６５号公報
【特許文献６】
特開平１１−３４９９５５号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述した粉粒体の気体装入時における炭化室内の圧力変化と、それに起因する操業の中断や、圧送装置の損傷の問題を解決するためになされたもので、その目的は、大がかりな設備改造をせずに、粉粒体を気体装入する際の炭化室内の圧力変化、特に圧力変動の大きい装入開始（装入蓋開）時と装入終了（装入蓋閉）時におけるコークス炉炭化室の圧力変動を防止する方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決するために種々検討を重ねた結果、下記（ａ）〜（ｆ）に示す知見を得た。
【００２３】
（ａ） 従来使用されている粉粒体の圧送ラインは、給気装置と、粉粒体圧送タンクと、粉粒体のキャリアーガスの供給装置と、粉粒体分離器と、排気装置と、配管内での粉粒体の詰まり防止対策のためも兼ねたガス供給装置を備えている。なお、キャリアーガスの供給装置およびガス供給装置は、前記図１に例示したように、遮断弁Ｂ１８を備える枝管または遮断弁Ｃ１９を備える枝管を配設することにより給気装置９で兼用することができる。
【００２４】
（ｂ） 前記圧送ラインでコークス炉炭化室へ粉粒体を気体装入する際、特に圧送開始（装入蓋開）時と終了（装入蓋閉）時に、急激な圧力変化が起き易い。
【００２５】
（ｃ） しかし、前記ガス供給装置を利用して、給気流量と排気流量とが一致するように予め調整した後に、炭化室の装入蓋を開き、給気流量が排気流量より大きくなるように再調整を行い、キャリアーガス供給装置を経由するガス供給ラインで圧送タンクから粉粒体を圧送すると、炭化室内圧力の急激な変動を防止することができる。
【００２６】
（ｄ） また、粉粒体の圧送を終了する際、ガス供給ラインをキャリアーガス供給装置を経由するガス供給ラインからガス供給装置を経由するガス供給ラインに切り替えることにより、炭化室内圧力の急激な変動を防止することができる。
【００２７】
（ｅ） 粉粒体圧送後のガス供給装置からの給気流量は、圧送時の給気流量よりも大きくすることが望ましい。それによって、配管内に付着した粉粒体を除去できる。
【００２８】
（ｆ） 粉粒体としては、原料石炭はもちろんのこと、廃プラスチック、木屑、紙類やゴム類等が使用できる。
【００２９】
本発明は上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は、下記のコークス炉炭化室の圧力変動防止方法にある。
【００３０】
『圧送タンク内を加圧するための給気を行う給気装置と、粉粒体を収容する圧送タンクと、キャリアーガス供給装置と、キャリアーガスとは別にガスを供給するガス供給装置と、圧送タンクから押し出され、前記キャリアーガスにより搬送される粉粒体をキャリアーガスから分離する粉粒体分離器と、粉粒体分離後のキャリアーガスを排気する排気装置と、粉粒体の炭化室への装入口を開閉する装入蓋を備える圧送装置を使用してコークス炉炭化室内に粉粒体を圧送する際のコークス炉炭化室の圧力変動防止方法であって、前記ガス供給装置からの給気流量と排気流量とが一致するように予め調整した後に、装入蓋を開き、前記給気流量が排気流量より大きくなるように再調整して、圧送タンクから粉粒体を圧送するコークス炉炭化室の圧力変動防止方法。』
前記圧送後（すなわち、所定量の粉粒体を炭化室に装入した後）に、ガス供給ラインをキャリアーガス供給装置を経由するガス供給ラインからガス供給装置を経由するガス供給ラインに切り替えれば、圧送終了（装入蓋閉）時の急激な圧力変化を防止することができる。
【００３１】
前記圧送後のガス供給装置を経由して供給する給気流量を、キャリアーガス供給装置を経由して供給する給気流量よりも大きくすれば、配管内に付着した粉粒体を除去できるので望ましい。
【００３２】
粉粒体が原料石炭、廃プラスチック、木屑、紙類およびゴム類のうちの１種以上であれば、粉粒状の石炭や廃棄物を原料または熱源として有効に利用できるので望ましい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のコークス炉炭化室の圧力変動防止方法（以下、「本発明の圧力変動防止方法」または単に「本発明の方法」ともいう）を図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】
本発明の圧力変動防止方法は、上記のように、給気装置と、圧送タンクと、キャリアーガス供給装置と、ガス供給装置と、粉粒体分離器と、排気装置と、装入蓋を備える圧送装置を使用してコークス炉炭化室内に粉粒体を圧送する際のコークス炉炭化室の圧力変動防止方法であって、前記ガス供給装置からの給気流量と排気流量とが一致するように予め調整した後に、装入蓋を開き、前記給気流量が排気流量より大きくなるように再調整して、圧送タンクから粉粒体を圧送するコークス炉炭化室の圧力変動防止方法である。
【００３５】
この方法は、前記図１に示した一般的な装置構成を有する圧送装置により実施することができる。なお、前記図１に示した圧送装置には、粉粒体のキャリアーガスの供給装置とガス供給装置は具備されていないが、配管と、弁（遮断弁Ｂ１８および遮断弁Ｃ１９）を配設することにより、いずれも給気装置９で兼用できる。すなわち、図１において、「給気装置９−給気流量調節弁１０−遮断弁Ｂ１８−出口弁６−固気分離器８−排気装置１２」のガス供給ラインが、キャリアーガス供給装置を経由するガス供給ラインを構成し、「給気装置９−給気流量調節弁１０−遮断弁Ｃ１９−固気分離器８−排気装置１２」のラインが、ガス供給装置を経由するガス供給ラインを構成する。
【００３６】
また、破線で囲んだ部分はコークス炉１の一部で、ここでは、炭化室２と、炭化室内の圧力を制御する前記の炭化室圧力制御装置１４とを図示している。
【００３７】
この圧送装置を用いて本発明の圧力変動防止方法を実施するにあたり、前述した従来の一般的に行われている粉粒体の気体装入における手順▲１▼および手順▲２▼は、本発明の方法においても変わらない。すなわち、コークス炉１の炭化室２へ装入する粉粒体３を、入口弁４を介して圧送タンク５に供給する。供給が終了したら入口弁４を閉じる。続いて、コンプレッサ等の給気装置９と給気流量調節弁１０を運転し、遮断弁Ａ１７を開けて気体を送通し、圧送タンク５内を加圧する。加圧が終了したら、遮断弁Ａ１７を閉じる。圧送タンク５内の圧力を一定値以上に保持する場合、圧送タンク５内の圧力を検知し、それに応じて遮断弁Ａ１７を開閉する。
【００３８】
次に、本発明の方法では、給気装置９と給気流量調節弁１０と遮断弁Ｃ１９、ならびに排風機等の排気装置１２と排気流量調節弁１３を運転し、予め設定された流量のガスを輸送管路７、固気分離器８および排気装置１２経由で通過させる。つまり、前記のガス供給装置を経由するガス供給ラインを使用して「給気」および「排気」する。前記の「予め設定された流量」とは、圧送する粉粒体の種類や形状、装入量等に応じて経験的に求められる流量である。なお、前記の給気装置９と給気流量調節弁１０と遮断弁Ｃ１９を運転する代わりに、別に設けたガス供給装置から前記流量のガスを通過させてもよい。
【００３９】
さらに、本発明の方法では、前記の給気流量と排気流量とが一致するように調整した後、装入蓋脱着装置１１を用いて装入蓋１５を開き、給気流量が排気流量より大きくなるように再調整する。前記の「一致」とは、完全な一致のみをいうのではなく、炭化室内圧力に影響を及ぼさない程度の実質的な一致を意味する。
【００４０】
装入蓋１５を開くと、給気流量と排気流量の差分が、キャリアーガス１６量として炭化室２内に流入する。したがって、装入蓋１５を開く前は、前記流量差分がないように、つまり、給気流量と排気流量とが一致するように給気流量調節弁１０、排気流量調節弁１３で調整しておけば、装入蓋１５を開いたときに炭化室内へのガスの流入がなく、炭化室の圧力変動は生じない。また、装入蓋１５を開いた後は、給気流量が排気流量より大きくなるように再調整しておけば、このあと粉粒体をキャリアーガスで搬送・装入するときに、粉粒体がキャリアーガス１６に伴われて抵抗なく炭化室２内に装入される。この場合、炭化室の圧力変動を抑えるために、再調整後の流量差分は少ない方が望ましい。
【００４１】
炭化室の圧力変動を抑えるための最適条件は、粉粒体の種類や形状等によって異なり、一概に定めることはできない。一例をあげると、粉粒体が廃プラスチックの場合、装入蓋を開く前は、給気流量４５Ｎｍ３／分、排気流量４５Ｎｍ３／分とし、装入蓋を開いた後は、給気流量５２Ｎｍ３／分、排気流量４５Ｎｍ３／分とした場合、炭化室２内の圧力変動を極めて低い水準に抑えることができる。
【００４２】
続いて、遮断弁Ｃ１９を閉じて、遮断弁Ｂ１８と出口弁６を開く。
遮断弁Ｂ１８と出口弁６を開くと、粉粒体３が圧送タンク５内から輸送管路７へ向けて押し出され、給気装置９から供給される気体（キャリアーガス）により輸送管路７を経由して固気分離器８へ搬送される。すなわち、前記のキャリアーガス供給装置を経由するガス供給ラインを使用して粉粒体３を圧送する。
【００４３】
固気分離器８では、粉粒体３とキャリアーガスとが分離され、キャリアーガスは排気装置１２を経て排気されるが、このときの給気流量（粉粒体３を固気分離器８へ搬送するキャリアーガス量）と排気流量（排気装置１２へ流れるガス量）の差分が、キャリアーガス１６として炭化室２内に流入し、それに伴われて粉粒体３は炭化室２内へ装入される。
【００４４】
キャリアーガス１６量は、前記の給気流量と排気流量の再調整で、給気流量が排気流量より大きく、しかも、その差が少なくなるように調整されているので、炭化室の圧力変動は小さく抑えられる。
【００４５】
遮断弁Ｂ１８と遮断弁Ｃ１９を交互に開閉して、粉粒体３を搬送・装入してもよい。遮断弁Ｃ１９は、輸送管路７の詰まり防止のためにも使用される。
【００４６】
なお、前記の給気装置９と給気流量調節弁１０と遮断弁Ｂ１８と出口弁６を運転する代わりに、別に設けたキャリアーガス供給装置からキャリアーガスを供給してもよい。
【００４７】
一方、粉粒体の気体装入を終了する場合は、出口弁６を閉とし、再度遮蔽弁Ｃ１９を開く。すなわち、ガス供給ラインをキャリアーガス供給装置を経由するガス供給ラインからガス供給装置を経由するガス供給ラインに切り替える。
【００４８】
出口弁６は閉じた後なので、粉粒体３の搬送はなく、先に調整した給気流量と排気流量の差分が、キャリアーガス１６として、炭化室２内に流入する。装入蓋１５を閉じる前は、流量差分が少ないことが望ましい。
【００４９】
炭化室の圧力変動を抑えるための最適条件は、粉粒体の種類や形状等によって異なり、一概に定めることはできない。粉粒体が廃プラスチックの場合、装入蓋を閉じる前は、給気流量５７Ｎｍ３／分、排気流量５０Ｎｍ３／分とした場合、炭化室２内の圧力変動を極めて低い水準に抑えることができる。
【００５０】
前記圧送後のガス供給装置を経由して供給する給気流量は、粉粒体搬送・装入時のキャリアーガス供給装置を経由する給気流量よりも大きくすることが望ましい。終了直前の給気流量を圧送時の給気流量よりも大きくすることにより、配管内に付着した粉粒体を除去できるからである。
【００５１】
給気流量と排気流量が安定した後、装入蓋１５を閉じ、排気装置１２を停止する。これにより、コークス炉炭化室への粉粒体の装入が終了する。
【００５２】
前記本発明の方法において、キャリアーガスとして窒素ガスを用いれば、搬送・装入途中で生じる可能性のある粉粒体の燃焼を防止できるので、望ましい。
【００５３】
また、粉粒体が原料石炭、廃プラスチック、木屑、紙類およびゴム類のうちの１種以上であれば、通常はコークス原料として使用できない粉粒状の石炭や、焼却等の処理や、埋立処分される廃棄物を、原料または熱源として有効に利用できる。
【００５４】
以上述べたように、本発明の圧力変動防止方法は、コークス炉炭化室に粉粒体を装入する際に炭化室内へ流入するキャリアーガス量の変動を抑えることによって炭化室内の圧力変動を抑制する方法である。これにより、特に圧力変動の大きい装入開始（装入蓋開）時と装入終了（装入蓋閉）時におけるコークス炉炭化室の圧力変動を抑制、防止することができる。しかも、この方法は、特別の設備改造を必要とせず、既存の設備で実施可能である。
【００５５】
この本発明の方法を、従来、一般に用いられている高圧安水エジェクタ等の炭化室圧力制御装置と併用することによって、より効果的に前記圧力変動を防止できる。
【００５６】
【実施例】
前記図１に示した装置構成の圧送装置を用い、本発明の圧力変動防止方法を適用して粉粒体の気体装入を実施した。また、比較のために、従来の一般的な方法による粉粒体の気体装入も行った。なお、粉粒体としては、廃プラスチックを用いた。
【００５７】
図２は、従来の一般的な方法による粉粒体の気体装入を実施した場合（比較例）の炭化室内の圧力測定値を示す図であり、図３は、本発明の方法により、粉粒体の装入開始時と装入終了時に給気流量と排気流量の流量調整を行って粉粒体の気体装入を実施した場合（本発明例）の炭化室内の圧力測定値を示す図である。
【００５８】
図２に示した比較例では、粉粒体の装入開始時と装入終了時に急激な圧力変化が発生した。これに対し、図３に示した本発明例では、急激な圧力変化を生じさせずに粉粒体の気体装入を行うことができた。
【００５９】
【発明の効果】
本発明のコークス炉炭化室の圧力変動防止方法によれば、炭化室内の圧力変化、特に、装入開始（装入蓋開）時と装入終了（装入蓋閉）時における大きい圧力変動を効果的に防止でき、それにより上昇管の水封を保護し、炭化室内ガスの圧送装置側への逆流を防止できる。大がかりな設備改造は不要で、既存の設備で実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する際に用いられる装置で、粉粒体の圧送装置の一般的な装置構成を示す図である。
【図２】従来の一般的な方法による粉粒体の気体装入を実施した場合の炭化室内の圧力測定値を示す図である。
【図３】本発明の方法により粉粒体の気体装入を実施した場合の炭化室内の圧力測定値を示す図である。
【符号の説明】
１：コークス炉
２：炭化室
３：紛流体
４：入口弁
５：圧送タンク
６：出口弁
７：輸送管路
８：固気分離器
９：給気装置
１０：給気流量調節弁
１１：装入蓋脱着装置
１２：排気装置
１３：排気流量調節弁
１４：炭化室圧力制御装置
１５：装入蓋
１６：キャリアーガス
１７：遮断弁Ａ
１８：遮断弁Ｂ
１９：遮断弁Ｃ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for preventing pressure fluctuation in a carbonization chamber when gas raw material coal or other granular material is charged into a coke oven carbonization chamber.
[0002]
[Prior art]
The pressure in the coke oven carbonization chamber during coal carbonization varies with the progress of carbonization. In particular, immediately after the coal is charged into the carbonization chamber where a large amount of gas is generated, the pressure in the carbonization chamber increases rapidly, and at the end of dry distillation, the amount of gas generation decreases and becomes negative pressure. Therefore, in order to prevent gas leakage outside the furnace from the carbonization chamber, leakage of gas and coal powder to the combustion chamber side, air inhalation, etc., and to stabilize the quality of operation and coke, The pressure is controlled to a constant pressure close to atmospheric pressure.
[0003]
On the other hand, in order to use it effectively as a raw material or a heat source, the raw material coal or powdery granular material such as waste plastic, wood chips, papers, rubbers, etc. are transported and charged into a coke oven carbonization chamber This is called “gas charging” and is transported and charged from the pressure tank, so it is also called “pressure feeding”. In this case, especially at the start of pressure feeding (to the carbonization chamber of the granular material) A sudden change in pressure is likely to occur when the charging lid that opens and closes the charging inlet is opened) and at the end of pressure feeding (when the charging lid is closed).
[0004]
The charging of powder into the coke oven carbonization chamber is generally performed using a pressure feeding device including a pressure feeding tank, an air supply device, a transport pipe, a solid gas separator, and the like.
[0005]
FIG. 1 is a diagram showing a general device configuration of such a pressure feeding device. In FIG. 1, the portion surrounded by a solid line is a pressure feeding device, a pressure feeding tank 5 that accommodates the granular material 3 to be charged with gas, and an air supply device 9 that supplies a gas for pressurizing the inside of the pressure feeding tank 5, A solid-gas separator 8 that separates the granular material that has been pushed out from the pressure-feed tank 5 and conveyed by airflow via the transport pipeline 7 from the carrier gas; and an exhaust device 12 that exhausts the carrier gas after separation of the granular material. The charging lid 15 for opening and closing the charging port of the granular material 3 provided in the upper part of the carbonization chamber 2 is provided. In this device example, the gas (carrier gas) for carrying the powder particles 3 in an air flow and the gas sent into the device separately from the carrier gas are also supplied from the air supply device 9.
[0006]
The gas charging of the powder is generally performed according to the following general procedure.
(1) First, the granular material 3 charged into the carbonization chamber 2 of the coke oven 1 is supplied to the pressure feed tank 5 via the inlet valve 4. When the supply is completed, the inlet valve 4 is closed.
[0007]
{Circle around (2)} Subsequently, the air supply device 9 such as a compressor and the air supply flow rate adjustment valve 10 are operated, the shutoff valve A17 is opened, gas is supplied, and the inside of the pressure supply tank 5 is pressurized. When pressurization is completed, the shutoff valve A17 is closed. When the pressure in the pressure feed tank 5 is maintained at a certain value or more, the pressure in the pressure feed tank 5 is detected, and the shutoff valve A17 is opened and closed accordingly.
[0008]
(3) The exhaust device 12 such as an exhaust fan and the exhaust flow rate control valve 13 are operated.
(4) Thereafter, the charging lid 15 is opened by using the charging lid removing apparatus 11.
[0009]
(5) Open the shutoff valve B18 and the outlet valve 6. The granular material 3 is pushed out from the inside of the pressure feed tank 5 toward the transport pipeline 7 and is conveyed to the solid-gas separator 8 via the transport pipeline 7 by the gas (carrier gas) supplied from the air supply device 9. The In the solid-gas separator 8, the powder particles 3 are separated from the carrier gas and charged into the carbonization chamber 2, and the carrier gas flows to the exhaust device 12.
[0010]
The shutoff valve B18 and the shutoff valve C19 may be alternately opened and closed to convey and charge the granular material 3. The shut-off valve C19 is also used for preventing the transportation pipeline 7 from being clogged.
[0011]
The carrier gas may be supplied from a separately provided carrier gas supply device. Further, the gas supplied by opening the shut-off valve C19 may be supplied from a separately provided gas supply device.
[0012]
{Circle around (6)} When the gas charging of the granular material is finished, the outlet valve 6 is closed, the charging lid 15 is closed, and the exhaust device 12 is stopped.
[0013]
Thus, conventionally, the gas charging of the granular material is performed simultaneously with opening the charging lid of the carbonization chamber (the above procedure (4)). That is, when the shut-off valve B18 and the outlet valve 6 are opened after opening the charging lid (procedure (5)), the granular material 3 is conveyed to the solid-gas separator 8 and separated from the carrier gas and carbonized. It is inserted into the room 2. However, when the granular material is charged, the difference between the air supply flow rate (the amount of carrier gas that conveys the granular material 3 to the solid-gas separator 8) and the exhaust flow rate (the amount of gas that flows to the exhaust device 12) is the particle size. Since it flows into the carbonization chamber together with the body, the pressure in the carbonization chamber changes. In particular, when the gas charging is started (charging lid opened) and when charging is stopped (charging lid closed), the pressure in the carbonization chamber rapidly changes.
[0014]
The pressure control in the coke oven carbonization chamber 2 at the time of gas charging of the granular material is a method generally used for pressure control of the carbonization chamber, that is, high-pressure water-resistant water attached to the riser bend at the upper portion of the carbonization chamber 2. A method of utilizing the low pressure generated by the ejector or controlling the pressure of the dry men that collects the gas generated in a large number of carbonization chambers (hereinafter, a device for carrying out these methods is referred to as a “carbonization chamber pressure control device 14”. ). However, this coking chamber pressure control device 14 makes it difficult to prevent a rapid change in the coking chamber pressure at the start of charging, and when it is difficult to properly control the coking chamber pressure, the riser pipe As a result, the operation is interrupted due to the water seal being cut off, or the gas in the carbonization chamber flows backward to the pressure feeding device, causing troubles such as damage to the equipment on the pressure feeding device due to the tar component of the gas in the carbonization chamber.
[0015]
Many methods have been proposed for pressure control in the carbonization chamber. For example, in Patent Document 1, a connecting pipe with a shut-off valve that communicates with a rising pipe bend pipe portion of an adjacent carbonizing chamber is provided in the rising pipe bend pipe portion of each carbonizing chamber, and the pressure of the carbonizing chamber having a high pressure immediately after coal charging is high. Open the shutoff valve of the connecting pipe that connects the riser bend pipe section and the riser bend pipe section of the carbonization chamber where the pressure in the carbonization chamber is approaching negative pressure, and let it communicate for a predetermined time. A method for allowing a part of the generated gas to flow into the carbonization chamber in which the indoor pressure is becoming negative is disclosed.
[0016]
In Patent Document 2, a method of adjusting the suction pressure of the rising pipe to adjust the suction pressure of the rising pipe according to the detected value of the carbonization chamber pressure to eliminate gas leakage and outside air suction is also disclosed in Patent Document 3. In this case, the pressure control valve in the ascending pipe outlet pipe is opened and closed according to the differential pressure between the flue top pressure and the carbonization chamber pressure, and the difference is constantly adjusted so that the coal gas leaks from the carbonization chamber to the combustion chamber. A method of preventing jamming is disclosed.
[0017]
In Patent Document 4 and Patent Document 5, the rotation speed of the induction fan is controlled in a boiler, an incinerator, or the like that supplies and burns air and fuel, and generates exhaust gas. A method is shown in which the internal pressure is controlled within a predetermined range by controlling the rotational speed of the machine.
[0018]
Furthermore, Patent Document 6 discloses a method of controlling the pressure in the carbonization chamber by adjusting the pressurized fluid pressure (water pressure) supplied from the pressurized fluid supply nozzle provided in the riser bend section according to the dry men pressure. ing.
[0019]
However, any of these methods is basically feedback control after fluctuation of the pressure in the carbonization chamber, and it is difficult to follow a rapid change in pressure in the carbonization chamber at the time of gas charging of the granular material. It is difficult to control the pressure change in the carbonization chamber when the charging lid is opened and when the charging is finished (the charging lid is closed).
[0020]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2565063 [Patent Document 2]
Patent No. 3042806 [Patent Document 3]
Japanese Patent No. 3283355 [Patent Document 4]
JP-A-10-82523 [Patent Document 5]
JP-A-10-132265 [Patent Document 6]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-349955
[Problems to be solved by the invention]
The present invention was made in order to solve the problem of pressure change in the carbonization chamber at the time of gas charging of the above-described granular material, interruption of operation caused by the same, and damage to the pumping device. Pressure change in the carbonization chamber when charging powder particles without major modifications, especially when charging starts with large pressure fluctuations (loading lid open) and when charging ends (loading lid closed) It is an object of the present invention to provide a method for preventing pressure fluctuations in a coke oven carbonization chamber at times.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various studies to solve the above problems, the present inventor has obtained knowledge shown in the following (a) to (f).
[0023]
(A) A conventionally used powder feed line includes an air supply device, a powder feed tank, a powder carrier gas supply device, a powder separator, an exhaust device, It is equipped with a gas supply device that also serves as a measure to prevent clogging of powder particles in the piping. The carrier gas supply device and the gas supply device are also used as the air supply device 9 by disposing a branch pipe provided with the cutoff valve B18 or a branch pipe provided with the cutoff valve C19, as illustrated in FIG. be able to.
[0024]
(B) When the granular material is gas-charged into the coke oven carbonization chamber by the pressure feed line, a rapid pressure change is likely to occur, particularly at the start and end (charge lid closed) of the pressure feed.
[0025]
(C) However, after adjusting in advance so that the supply air flow rate and the exhaust gas flow rate coincide with each other using the gas supply device, the charging lid of the carbonization chamber is opened so that the supply air flow rate becomes larger than the exhaust gas flow rate. If the powder is fed from the pumping tank through the gas supply line passing through the carrier gas supply device, rapid fluctuations in the carbonization chamber pressure can be prevented.
[0026]
(D) Further, when the pressure feeding of the granular material is finished, the gas supply line is switched from the gas supply line passing through the carrier gas supply device to the gas supply line passing through the gas supply device, whereby the pressure in the carbonization chamber is rapidly increased. Variations can be prevented.
[0027]
(E) It is desirable that the air supply flow rate from the gas supply device after the powder body pressure feeding is larger than the air supply flow rate during the pressure feeding. Thereby, the granular material adhering in the piping can be removed.
[0028]
(F) As the granular material, not only raw material coal but also waste plastics, wood chips, papers and rubbers can be used.
[0029]
The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is the following method for preventing pressure fluctuation in a coke oven carbonization chamber.
[0030]
“Air supply device for supplying air to pressurize the inside of the pressure supply tank, a pressure supply tank for storing powder particles, a carrier gas supply device, a gas supply device for supplying gas separately from the carrier gas, and a pressure supply tank From the carrier gas, and an exhaust device for exhausting the carrier gas after separation of the powder, and a carbonization chamber for the powder A method for preventing pressure fluctuations in a coke oven carbonization chamber when a granular material is pumped into a coke oven carbonization chamber using a pumping device having a charging lid that opens and closes a charging inlet, the air supply from the gas supply device After adjusting the flow rate and exhaust flow rate in advance, open the charging lid, readjust the air supply flow rate to be larger than the exhaust flow rate, and coke oven carbonization to pump the powder from the pressure tank Chamber pressure Dynamic prevention method. 』
If the gas supply line is switched from the gas supply line passing through the carrier gas supply device to the gas supply line passing through the gas supply device after the pressure feeding (that is, after a predetermined amount of powder is charged into the carbonization chamber) It is possible to prevent a sudden pressure change at the end of pumping (loading lid closed).
[0031]
Desirably, if the supply air flow rate supplied via the gas supply device after the pressure feeding is made larger than the supply air flow rate supplied via the carrier gas supply device, it is possible to remove the particulate matter adhering in the pipe. .
[0032]
If the granular material is one or more of raw material coal, waste plastics, wood chips, papers and rubbers, it is desirable because powdered coal and waste can be used effectively as raw materials or heat sources.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a method for preventing pressure fluctuation in a coke oven carbonization chamber of the present invention (hereinafter, also referred to as “pressure fluctuation preventing method of the present invention” or simply “method of the present invention”) will be described in detail with reference to the drawings.
[0034]
As described above, the pressure fluctuation preventing method of the present invention includes an air supply device, a pressure feed tank, a carrier gas supply device, a gas supply device, a granular material separator, an exhaust device, and a charging lid. A method for preventing pressure fluctuations in a coke oven carbonization chamber when a granular material is pumped into a coke oven carbonization chamber using a pumping device so that the supply air flow rate from the gas supply device and the exhaust gas flow rate coincide with each other. This is a method for preventing pressure fluctuations in the coke oven carbonization chamber in which the charging lid is opened after the adjustment in advance, the read air flow rate is adjusted again so as to be larger than the exhaust flow rate, and the granular material is pumped from the pump tank.
[0035]
This method can be carried out by a pumping apparatus having the general apparatus configuration shown in FIG. The pressure feeding device shown in FIG. 1 is not provided with a powder carrier gas supply device and gas supply device, but is provided with piping and valves (shutoff valve B18 and shutoff valve C19). Thus, both of them can be shared by the air supply device 9. That is, in FIG. 1, the gas supply line of “air supply device 9 -supply air flow rate adjustment valve 10-cutoff valve B 18 -exit valve 6 -solid gas separator 8 -exhaust device 12” passes through the carrier gas supply device. The gas supply line is configured, and the line of “air supply device 9 -supply air flow rate adjustment valve 10-cutoff valve C19 -solid gas separator 8 -exhaust device 12” configures the gas supply line via the gas supply device. .
[0036]
Further, a portion surrounded by a broken line is a part of the coke oven 1, and here, the carbonization chamber 2 and the carbonization chamber pressure control device 14 for controlling the pressure in the carbonization chamber are illustrated.
[0037]
When the pressure fluctuation preventing method of the present invention is carried out using this pumping device, the above-mentioned conventional procedures (1) and (2) in the conventional gas charging of the granular material are performed according to the present invention. This method does not change. That is, the granular material 3 charged into the carbonization chamber 2 of the coke oven 1 is supplied to the pressure feed tank 5 through the inlet valve 4. When the supply is completed, the inlet valve 4 is closed. Subsequently, the air supply device 9 such as a compressor and the air supply flow rate adjustment valve 10 are operated, the shutoff valve A17 is opened, gas is supplied, and the inside of the pressure supply tank 5 is pressurized. When pressurization is completed, the shutoff valve A17 is closed. When the pressure in the pressure feed tank 5 is maintained at a certain value or more, the pressure in the pressure feed tank 5 is detected, and the shutoff valve A17 is opened and closed accordingly.
[0038]
Next, in the method of the present invention, the air supply device 9, the air supply flow rate adjustment valve 10, the shutoff valve C19, the exhaust device 12 such as the exhaust fan, and the exhaust flow rate adjustment valve 13 are operated, and the gas having a preset flow rate is operated. Is passed through the transport line 7, the solid-gas separator 8 and the exhaust device 12. That is, “gas supply” and “exhaust” are performed using the gas supply line passing through the gas supply device. The “preset flow rate” is a flow rate that is empirically determined according to the type and shape of the powder and granular material to be pumped, the charging amount, and the like. Instead of operating the air supply device 9, the air supply flow rate adjustment valve 10, and the shutoff valve C19, the gas at the flow rate may be passed from a separately provided gas supply device.
[0039]
Furthermore, in the method of the present invention, after adjusting the supply air flow rate and the exhaust gas flow rate to coincide with each other, the charging lid 15 is opened using the charging lid removing device 11, and the supply air flow rate is larger than the exhaust gas flow rate. Readjust. The above “match” means not only a perfect match but a substantial match that does not affect the pressure in the carbonization chamber.
[0040]
When the charging lid 15 is opened, the difference between the supply air flow rate and the exhaust flow rate flows into the carbonization chamber 2 as the carrier gas 16 amount. Therefore, before the charging lid 15 is opened, the supply air flow rate adjustment valve 10 and the exhaust flow rate adjustment valve 13 should be adjusted so that the flow rate difference does not exist, that is, the supply air flow rate and the exhaust flow rate coincide with each other. For example, when the charging lid 15 is opened, no gas flows into the carbonization chamber, and the pressure variation in the carbonization chamber does not occur. In addition, after the charging lid 15 is opened, if the air supply flow rate is readjusted so as to be larger than the exhaust flow rate, the powder particles are subsequently transferred and charged with the carrier gas. Is introduced into the carbonization chamber 2 without resistance accompanied by the carrier gas 16. In this case, in order to suppress pressure fluctuations in the carbonization chamber, it is desirable that the flow rate difference after readjustment is small.
[0041]
The optimum conditions for suppressing pressure fluctuations in the carbonization chamber vary depending on the type and shape of the powder and cannot be determined unconditionally. As an example, if the powder is waste plastic, the air supply flow rate is 45 Nm 3 / min and the exhaust gas flow rate is 45 Nm 3 / min before opening the charging lid, and the air supply flow rate after opening the charging lid. 52 nm 3 / min, when the exhaust flow rate 45 Nm 3 / min, it is possible to suppress the pressure fluctuations in the carbonization chamber 2 to extremely low levels.
[0042]
Subsequently, the shutoff valve C19 is closed, and the shutoff valve B18 and the outlet valve 6 are opened.
When the shutoff valve B18 and the outlet valve 6 are opened, the granular material 3 is pushed out from the inside of the pressure feed tank 5 toward the transport pipeline 7, and the transport pipeline 7 is guided by the gas (carrier gas) supplied from the air supply device 9. Then, it is conveyed to the solid-gas separator 8. That is, the granular material 3 is pumped using the gas supply line which goes through the carrier gas supply device.
[0043]
In the solid-gas separator 8, the granular material 3 and the carrier gas are separated, and the carrier gas is exhausted through the exhaust device 12. At this time, the supply flow rate (the granular material 3 is transferred to the solid-gas separator 8. The difference between the amount of carrier gas to be conveyed) and the exhaust flow rate (the amount of gas flowing to the exhaust device 12) flows into the carbonization chamber 2 as the carrier gas 16, and the powder 3 is charged into the carbonization chamber 2 accordingly. Is done.
[0044]
The amount of carrier gas 16 is adjusted so that the supply flow rate is larger than the exhaust flow rate and the difference is reduced by the readjustment of the supply flow rate and the exhaust flow rate. It can be suppressed.
[0045]
The shutoff valve B18 and the shutoff valve C19 may be alternately opened and closed to convey and charge the granular material 3. The shut-off valve C19 is also used for preventing the transportation pipeline 7 from being clogged.
[0046]
Instead of operating the air supply device 9, the air supply flow rate adjusting valve 10, the shutoff valve B18, and the outlet valve 6, the carrier gas may be supplied from a separately provided carrier gas supply device.
[0047]
On the other hand, when ending the gas charging of the granular material, the outlet valve 6 is closed and the shielding valve C19 is opened again. That is, the gas supply line is switched from the gas supply line passing through the carrier gas supply device to the gas supply line passing through the gas supply device.
[0048]
Since the outlet valve 6 is closed, the granular material 3 is not conveyed, and the difference between the previously adjusted supply air flow rate and exhaust flow rate flows into the carbonization chamber 2 as the carrier gas 16. It is desirable that the flow rate difference be small before closing the charging lid 15.
[0049]
The optimum conditions for suppressing pressure fluctuations in the carbonization chamber vary depending on the type and shape of the powder and cannot be determined unconditionally. When granular material is waste plastic, before closing the instrumentation Nyufuta are supply air flow rate 57 nm 3 / min, when the exhaust flow rate 50 Nm 3 / min, it is possible to suppress the pressure fluctuations in the carbonization chamber 2 to extremely low levels it can.
[0050]
It is desirable that the supply air flow rate supplied through the gas supply device after the pressure feeding is larger than the supply air flow rate through the carrier gas supply device during the conveyance and charging of the granular material. This is because the granular material adhering to the inside of the pipe can be removed by making the supply air flow immediately before the end larger than the supply air flow at the time of pumping.
[0051]
After the supply air flow rate and the exhaust flow rate are stabilized, the charging lid 15 is closed and the exhaust device 12 is stopped. Thereby, the charging of the granular material into the coke oven carbonization chamber is completed.
[0052]
In the method of the present invention, it is desirable to use nitrogen gas as the carrier gas because it can prevent the combustion of powder particles that may occur during the transportation and charging.
[0053]
In addition, if the granular material is one or more of raw material coal, waste plastics, wood chips, papers and rubbers, powdered coal that cannot normally be used as a coke raw material, processing such as incineration, and landfill disposal The waste generated can be effectively used as a raw material or a heat source.
[0054]
As described above, the pressure fluctuation prevention method of the present invention suppresses the pressure fluctuation in the carbonization chamber by suppressing the fluctuation in the amount of carrier gas flowing into the carbonization chamber when the powder is charged into the coke oven carbonization chamber. It is a method to do. As a result, it is possible to suppress and prevent pressure fluctuations in the coke oven carbonization chamber at the start of charging (loading lid opened) and the end of charging (charging lid closed), particularly when the pressure fluctuation is large. Moreover, this method does not require any special equipment modification and can be carried out with existing equipment.
[0055]
The pressure fluctuation can be more effectively prevented by using the method of the present invention in combination with a carbonization chamber pressure control device such as a high-pressure water-resistant ejector that has been conventionally used.
[0056]
【Example】
Using the pressure feeding device having the device configuration shown in FIG. 1, the pressure fluctuation preventing method of the present invention was applied to carry out gas charging of the granular material. In addition, for comparison, gas charging of a granular material by a conventional general method was also performed. In addition, waste plastic was used as the granular material.
[0057]
FIG. 2 is a diagram showing measured pressure values in a carbonization chamber when a gas particle is charged by a conventional general method (comparative example), and FIG. The figure which shows the pressure measurement value in the carbonization chamber at the time of carrying out the gas charge of the granular material by adjusting the flow rate of the supply air flow rate and the exhaust flow rate at the start of charging of the granular material and at the end of charging (example of the present invention) It is.
[0058]
In the comparative example shown in FIG. 2, a sudden pressure change occurred at the start of charging and at the end of charging. On the other hand, in the example of the present invention shown in FIG. 3, it was possible to perform the gas charging of the granular material without causing a rapid pressure change.
[0059]
【The invention's effect】
According to the method of preventing pressure fluctuation in the coke oven carbonization chamber of the present invention, the pressure change in the carbonization chamber, particularly, large pressure fluctuation at the start of charging (loading lid open) and at the end of charging (charging lid closed). This can be effectively prevented, thereby protecting the water seal of the riser pipe and preventing the backflow of the carbonization chamber gas to the pressure feeding device side. No major equipment modification is required and it can be implemented with existing equipment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a general device configuration of a powder and particle pressure feeding device, which is a device used when carrying out the method of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing measured pressure values in a carbonization chamber when a gas particle is charged by a conventional general method.
FIG. 3 is a diagram showing a pressure measurement value in a carbonization chamber when a granular material is charged with gas by the method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: coke oven 2: carbonization chamber 3: powder fluid 4: inlet valve 5: pressure feed tank 6: outlet valve 7: transport line 8: solid gas separator 9: air supply device 10: air supply flow rate adjustment valve 11: equipment Cover lid removal device 12: exhaust device 13: exhaust flow rate control valve 14: carbonization chamber pressure control device 15: loading lid 16: carrier gas 17: shutoff valve A
18: Shut-off valve B
19: Shut-off valve C
