JP2008527095A - コークス炉制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、従来からのコークス炉制御装置における不利点を回避することである。
【解決手段】 コークス押出機及び／若しくはコークス移行機を具備すると共に多数並置された炭化室（３）を有するコークス炉に備えられ、前記コークス炉の主通路（２）にこぼれたコークスの捕捉および除去のために設けられ、少なくとも１つのコークスシャベル（５）を有するシャベル装置（４）を備え、前記コークスシャベル（５）が、前記主通路（２）の床近傍で、前記炭化室（３）の炉ドア下部に配置され、こぼれたコークスおよびフレーム清掃残留物を捕捉するコークス炉制御装置（１）において、少なくとも１つの吸引装置（１２）が、前記コークスシャベル（５）内で放出された放出物の吸引のために、コークスシャベル（５）に設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コークス押出機及び／若しくはコークス移行機を具備すると共に多数の並置された炭化室に備えられるコークス炉に備えられ、前記コークス炉の主通路にこぼれたコークスの捕捉および除去のために設けられ、少なくとも１つのコークスシャベルを有するシャベル装置を備え、前記コークスシャベルが、主通路の床面近くにおける炭化室の炉ドア下部に配置され、こぼれたコークスおよびフレーム清掃残留物を捕捉するコークス炉制御装置に関する。さらに、本発明は、前記種類のコークス炉制御装置を有するコークス炉制御機構に関する。

コークス炉は、長い列で並んで配置されている多数の円状状に構成された炭化室から成る。石炭の炭化工程後に、コークスは炉からコークス押出機で押し出される。そのために必要なコークス押出機の側面の炉ドアの開閉は、自動的にコークス押出機によって実施される。炉からコークス押出機によって押し出されるコークスは、コークス移行機に一体化される固形誘導によってコークス消火車へ誘導される。コークス移行機の側面での炉ドアの必要な開閉は、自動的にコークス機によって実施される。

押出工程のための炉ドアの開放に際しては、コークス押出機の側面およびコークス移行機の側面において、大量にこぼれたコークスが蓄積するので、これらをそれぞれの主通路から除去する必要がある。

こぼれたコークスの捕捉には、従来技術により冒頭に記載された種類のコークス炉制御装置が周知であり、この場合、コークスシャベルが主通路の床面近くにおいて炭化室の炉ドア下部の捕捉位置に配置されており、且つコークスシャベルは捕捉位置から排出位置へ移動することができるものである。捕捉位置から排出位置への移動に際しては、コークスシャベルは主通路の床面近くから上昇し、その後の後方の排出に必要な位置へ旋回する。

前記種類の周知のコークス炉制御装置における不利点は、コークスシャベルで捕捉されたこぼれたコークスから、コークスシャベルに障害物及び有害物が、放出物として放出されるが、通常これらが、コークス押出機及び／若しくはコークス移行機に備えられた吸引装置によって吸引されないことである。これらの放出物としては、粉塵以外に、特に蒸気状、気体状、または煙状のものが挙げられる。部分的には、コークスシャベルは、捕捉されたこぼれたコークスの除去のために少なくとも部分的に水が充填されるが、これは熱いこぼれたコークスの捕捉に際して蒸発する。こぼれたコークスの除去は基本的に水なしに可能である。蒸気とともに、粒子以外に気体状の有害物質もコークスシャベルの周囲範囲で、コークスシャベルの内部から廃棄される。
特開２００２−１９４３６０号公報 特開２０００−１８６２８４号公報

本発明の課題は、前記不利点を回避することである。

前記課題は、冒頭に記載された種類のコークス炉制御装置において、コークスシャベルの範囲で放出される放出物を吸引するために、コークスシャベルに少なくとも１つの吸引装置が備えられることよって解決される。本発明の基本的な考え方は、放出物のコークスシャベルの内部から周囲への実質的な移行が生じる前に、放出物コークスシャベルの範囲で放出される放出物を直接吸引することにある。この場合、好ましくは、発生する放出物が実質的に吸引され、周囲範囲に侵入しえないことが意図されている。

好ましくは、吸引装置はコークスシャベルの長手方向側、特にコークスシャベルの両方の長手方向側に備えられている。それによって、コークスシャベルの内側で放出された放出物をさらに完全に吸引し、放出物の周囲範囲への侵入を阻止することが容易に可能である。さらに捕捉された過剰の石炭および捕捉されたこぼれたコークスの排出は吸引装置によって阻害されない。通常、吸引装置がコークスシャベルの全長手方向側にわたって延出することは必要ではない。基本的に、吸引装置は単に長手方向側の部分範囲にわたって、好ましくは、長手方向側の前部にわたって延出するだけで十分である。同様に、吸引装置がコークスシャベルの前側に備えられていること、または吸引装置が両方の長手方向側およびコークスシャベルの前側にわたって延出することも可能である。

コークスシャベルの内側で放出された放出物を、コークスシャベルの充填度と無関係にさらに完全に吸引しうるために、吸引装置もしくはその吸引開口は、本発明の好ましい実施形態において、シャベル上端に、もしくは、吸引装置と接続されているコークスシャベルの側壁の上端に設けられている。この場合、吸引をさらに改善するために、コークスシャベルの側壁は、所定の角度下方に延出し且つ円弧状の縁を有することが望ましく、これによりコークスシャベルの内側で放出された放出物の吸引が容易になる。それによって、さらに、コークスシャベルの内側で放出された放出物の実質的な吸引が生じ、かつ同様に周囲から吸引される気流の割合が可能な限り小さく保持されることが確保される。

本発明の好ましい実施形態においては、吸引装置の少なくとも１つの吸引開口が、吸引装置と接続された側壁の全長にわたって延出することが意図されている。それによって、側壁の全長手方向側にわたって放出物の均一の吸引が保証される。吸引装置の吸引開口は、コークスシャベルの内側方向に開口することが望ましく、これによりコークスシャベルの内側に放出された放出物の吸引がさらに促進される。

吸引装置は、好ましくは、旋回フードを具備し、全シャベル長で可能な限り均一の吸引および少ない量の吸引で高い吸引性能を保証することができる。旋回フードの寸法決定には、流量計算の処置後に、必要な吸引流量が測定される。

吸引装置が、旋回フード吸引装置として構成されていると、吸引装置の内部に位置する誘導面は、コークスシャベルの好ましくは斜めに配された側壁によって形成される。誘導面は、コークスシャベルの内部に放出された放出物を吸引装置の吸引開口の方向へ導くことが意図されている。これに関連して、さらに、コークスシャベルの側壁および旋回フードが一体式に構成されていることが意図されるが、ここで側壁の上縁は旋回フードの形に対応して内部へ曲がることも可能である。誘導面および旋回フードが一体式にコークスシャベルの側壁から形成されると、これは本発明によるコークス炉制御装置の単純な構造的構成に寄与する。しかし、本発明は、必要に応じて、吸引装置がコークスシャベルの側壁または前壁と接続され、例えば、ねじ込まれ、または溶接されることも可能にし、これにより吸引装置を備えたコークス炉制御装置のコークスシャベルのその後の改造が可能となる。

実施形態によって、旋回フードの断面は部分円筒または多角形に構成されうるが、ここで両方の形態において、旋回フードの端部が旋回フードの中央軸に挿入されるので、吸引開口へ吸引される前に、流れに対して所望の制限を達成することができる。

吸引装置に旋回フードが備えられると、これは少なくとも２つの吸引位置を有しうる。例えば、旋回フードのカバーを貫通しフードへ突出する少なくとも２つのシンク管が備えられ、そのシンク管が吸引システムに接続され、流体技術的にそれぞれ二重シンクを示し、ここでシンク管は、隣接したシンク管間にそれぞれねじれ流が生じるように、互いに離隔して配置されることが可能である。したがって、特に高い吸引性能が吸引システムの小さなエネルギー消費で確保される。

吸引装置の吸引流量は、放出物流量、通常、有害物質と空気の混合物、および周囲から誘発される空気流から構成される。したがって、本発明によれば、吸引装置の吸引流量は吸引装置の高さで放出物流量よりも大きいことが意図されている。それによって、いかなる場合でも、コークスシャベルの内側で放出される汚染空気流が実質的に完全に吸引されること確保することができる。吸引流量の大きさは、とりわけ吸引装置の吸引要素の形によって決まる。吸引装置の高さ、もしくは吸引開口の高さでの放出物流量から吸引流量が下記の式
Ｖ_１（ｈ）＝Ｖ_０（ｈ）・σ
［式中、
Ｖ_１（ｈ）＝吸引流量、
Ｖ_０（ｈ）＝吸引装置の高さでの放出物流量、
σ＝吸引流量の算出に際して周囲から誘発される気流を考慮するための安全係数。］に応じて算出される。

本発明との関係で実施されている実験においては、約１．１〜３．０、好ましくは、約１．５の安全係数σの値を測定することができた。したがって、放出物流量との吸引流量の比は、１．１〜３．０、好ましくは、約１．５である。

本発明によるコークス炉制御装置は、コークス押出機及び／若しくはコークス移行機に備えられうる。吸引流量は、好ましくは、コークス炉制御装置がコークス押出機に備えられている場合、３，０００ｍ³／時〜５，０００ｍ³／時である。コークス炉のコークス移行側の場合は、吸引流量は２，０００ｍ³／時〜４，０００ｍ³／時であるが、これは通常、コークス移行機の側での放出物流量がコークス炉のコークス押出機の側における場合よりも小さいためである。本発明の特に好ましい実施形態においては、コークス押出機の側で約４，２００ｍ³／時、コークス移行機の側で約３，０００ｍ³／時の吸引流量を測定することができた。

詳しくは、本発明によるコークス炉制御装置を構成し、改良する多数の可能性があるが、一方では従属クレームにおいて、他方では本発明の好ましい実施例の以下の詳細な説明において、図面を参照することにより示される。

図１においては、並列に配置される複数の炭化室３を有するコークス炉に設けられる図示されないコークス押出機の主通路２にこぼれたコークスの捕捉および除去のために構成された本発明によるコークス炉制御装置１の概略図が示されている。コークス炉制御装置１は、少なくとも１つのコークスシャベル５を備えたシャベル装置４を有し、図１におけるコークスシャベル５は、こぼれたコークスを捕捉するための捕捉位置、いわゆる主通路２の床面近くで、炭化室３のドア開口下部に配置されている。炭化室３のドア開口の横にはアンカー支持６がある。炭化室３と主通路２との間にはシュート７が備えられており、それを介して図示されていない方法で、押出工程では、炭化室３の内部から流出するこぼれたコークスが、シャベル装置４のコークスシャベル５へ押し出される。

コークス炉制御装置１は、さらに捕捉されたこぼれたコークスを、コークスシャベル５から捕捉容器９へ移行させるための移行装置８を有する。コークスシャベル５は、バンカーへ移行される。またはコークス移行機の場合には、コークス固化誘導装置へ移行される。移行装置８は、斜めに位置した別のシュート１０を有し、これは捕捉容器９とシャベル装置４との間で移動可能に構成されている。

図２においては、排出位置もしくは基礎位置におけるコークスシャベルを備えたシャベル装置４が示されている。排出はシュート１０を介して行われる。さらに、コークスシャベル５の捕捉位置から排出位置への移動のために、コークスシャベル５を主通路２の床面から持ち上げ、排出のために旋回軸１１の周りで旋回させることが必要である。こぼれたコークスの除去は水の有無により可能である。

図３〜図５においては、本発明によるコークス炉制御装置１のシャベル装置４が示されている。シャベル装置４は、コークスシャベル５の両方の長手方向側に備えられている２つの吸引装置１２を備えたコークスシャベル５を有する。コークスシャベル５は通常、それ自体、従来技術により周知の構造を有する。同じことは、シャベル装置４にも当てはまる。図示されている実施形態においては、さらに、吸引装置１２が実質的にコークスシャベル５の側壁１３の全長にわたって、実質的に水平であるが、斜めに走るシャベル上端の範囲に伸び、側壁１３と接続されている。側壁１３以外に別の側壁１４が備えられており、これは側壁１３と接続されており、斜めに上方へ走る。本発明は、必要に応じて、別の吸引装置がコークスシャベル５の前壁１５に備えられ、または吸引装置１２がコークスシャベル５の全長手方向側にわたって、すなわち、側壁１３、１４の全長にわたって適切に構成されたシャベル上端の範囲に延出することも可能にする。

押出工程に際して捕捉されるこぼれたコークスは、それ自体、周知の方法でコークスシャベル５の後壁１６で、コークスシャベル５の排出工程において、シュート１０を介して捕捉容器９へ移行される。吸引装置１２は、押出工程の間、捕捉及び／若しくは排出に際してコークスシャベルの範囲で放出される放出物の吸引のために設けられる。

放出物の直接的にできるだけ均一の吸引を保証するために、吸引装置１２として旋回フード吸引装置が設けられる。この吸引装置１２は、少なくとも１つの旋回フード１７を有する。この旋回フードは、旋回フード１７へそれぞれ突出し且つ吸引システムへ接続され、流体技術的にそれぞれ二重シンクを示す２つのシンク管１８を有している。シンク管１８は、隣接したシンク管１８間にそれぞれねじれ流が生じるように、互いに離隔して配置されている。これは、吸引システムが小さなエネルギー消費で高い吸引性能を達成することに寄与している。

特に図５からわかるように、図５に示されているコークスシャベル５の内部に配置された炭化生成物１９から放出される放出物が、誘導面２０を介して旋回フード１７の吸引開口に誘導もしくは移行される。吸引開口２は、実質的に側壁１３の全長にわたって延出する。それによって、コークスシャベル５の内部で放出される放出物を十分に吸引することが完全に保証される。したがって、誘導面２０はコークスシャベル５の側壁１３の上部範囲によって形成されるが、ここで吸引装置１２の旋回フード１７およびコークスシャベル５の側壁１３は一体的に構成される。

吸引開口２１は、コークスシャベル５の内部範囲に方向づけられている。例えば、粒子及び／若しくは気体、蒸気、もしくは煙状の物質である放出物は、誘導面２０にあふれて吸引開口２１の方向へ向かい、吸引装置１２によって実質的に完全に吸引される。さらに、吸引装置１２によって周囲空気の一部が同様に吸引されて吸引されるが、ここでコークスシャベル５の周囲範囲からの気流が吸引開口２１の方向で形成される。それによって、コークスシャベル５の周囲範囲を十分に障害および有害物質から自由に保つことが可能である。

側壁１３は、図示されている実施形態において、シャベル上端の範囲で実質的に円形に内部へ曲げられており、吸引装置１２の旋回フード１７を形成する。この場合、側壁１３は吸引開口２１の範囲で内部へ旋回フード１７の中央軸に対する方向に挿入されうることが意図されている。それによって、シンク管１８間で生じたねじれ流は、旋回フード１７の内部における吸引開口２１の範囲への侵入前に内部へ押し進められ、したがって加速され、動態的圧力が上昇し、コークスシャベル５および周囲の内部範囲からの放出物および空気の流れの原因である定常圧力は、一定の総圧力のために低下する。

通常、本発明は必要に応じて、旋回フード吸引装置の代わりに、それ自体、従来技術により公知である別の吸引装置も、コークスシャベル５の近傍及び／若しくはその中の放出物の吸引および吸引のために設けることを可能にする。通常、これは、詳しく説明されていない場合でも、請求項の範囲及び／若しくは図面によって開示され、説明された特徴が共に組合せ可能であることが指摘される。本発明は、図示され、説明された実施形態に限定されていない。前記の値および指示された範囲は、それぞれ全体の値、すなわち下限すなわち範囲限界の範囲だけではなく包括するが、これは明示される必要はない。

コークスシャベルを有するシャベル装置を備えたこぼれたコークス等を捕捉および除去するために構成され、コークスシャベルが捕捉位置に配置されている本発明によるコークス炉制御装置を示す断面図である。 コークスシャベルが排出位置に配置されている図１に示されているコークス炉制御装置を示す図である。 図１に示されているコークス炉制御装置のシャベル装置を示す側面図である。 図３に示されているシャベル装置を示す平面図である。 図３に示されているシャベル装置を示す正面図である。

Claims (15)

1. コークス押出機及び／若しくはコークス移行機を具備すると共に多数並置された炭化室（３）を有するコークス炉に備えられ、前記コークス炉の主通路（２）にこぼれたコークスの捕捉および除去のために設けられ、少なくとも１つのコークスシャベル（５）を有するシャベル装置（４）を備え、前記コークスシャベル（５）が、前記主通路（２）の床近傍で、前記炭化室（３）の炉ドア下部に配置され、こぼれたコークスおよびフレーム清掃残留物を捕捉するコークス炉制御装置（１）において、
   少なくとも１つの吸引装置（１２）が、前記コークスシャベル（５）内で放出された放出物の吸引のために、コークスシャベル（５）に設けられることを特徴とするコークス炉制御装置。
2. 前記吸引装置（１２）が、前記コークスシャベル（５）の長手方向側、好ましくは、両方の長手方向側に備えられていることを特徴とする請求項１記載のコークス炉制御装置。
3. 前記吸引装置（１２）が、前記コークスシャベル（５）の前記吸引装置（１２）と接続された側壁（１３）上端に備えられていることを特徴とする請求項１又は２記載のコークス炉制御装置。
4. 前記コークスシャベル（５）の前記側壁（１３）が、所定の角度下方へ延出もしくは円弧状の縁を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のコークス炉制御装置。
5. 前記吸引装置（１２）の少なくとも１つの吸引開口（２１）が、前記側壁（１３）の長手方向に沿って延出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のコークス炉制御装置。
6. 前記吸引開口（２１）が前記コークスシャベル（５）の内側に開口していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のコークス炉制御装置。
7. 前記吸引装置（１２）が、少なくとも１つの旋回フード（１７）を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のコークス炉制御装置。
8. 前記コークスシャベル（５）の前記側壁（１３）が、前記吸引装置（１２）の内部に位置する誘導面を形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のコークス炉制御装置。
9. 前記コークスシャベル（５）の前記側壁（１３）および前記旋回フード（１７）が一体式に構成されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載のコークス炉制御装置。
10. 前記旋回フード（１７）が少なくとも２つの吸引位置を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のコークス炉制御装置。
11. 前記吸引装置（１２）の吸引流量が、前記吸引装置（１２）の高さにおいて放出流量よりも大きいことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のコークス炉制御装置。
12. 前記吸引装置（１２）の高さにおいて、放出流量に対する吸引流量の比が、１．１〜３．０、好ましくは、約１．５であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のコークス炉制御装置。
13. コークス押出機を備えたコークス炉制御装置（１）の吸入流量が、３０００ｍ^３／時〜５０００ｍ^３／時であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のコークス炉制御装置。
14. コークス押出機を備えたコークス炉制御装置（１）の吸入流量が、２０００ｍ^３／時〜４０００ｍ^３／時であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載のコークス炉制御装置。
15. 前記請求項のいずれか１つに記載のコークス炉制御装置（１）を有するコークス炉制御機。

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