JP2009120695A - Method for fluidized bed-drying and classifying coal - Google Patents

Method for fluidized bed-drying and classifying coal Download PDF

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芳隆 山名
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To dry and classify coal in a fluidized bed utilizing a coke oven exhaust gas, while relieving problems of the temperature and lowering of the flow rate of the coke oven exhaust gas thereby preventing lowering of drying performances to prevent lowering of the production amount of pretreated coal and also preventing ignition of coal in the fluidized bed at the same time. <P>SOLUTION: The method for fluidized bed-drying and classifying coal comprises feeding a coke oven exhaust gas and an exhaust gas from the fluidized bed to a hot-air generation furnace, heating both the exhaust gases by air combustion of a fuel in the hot-air generation furnace to convert them into hot air, introducing the hot air into the fluidized bed, and drying and classifying, in the fluidized bed, coal thrown into a coke oven, where a mixed gas of exhaust gases from a plurality of halved furnace groups having different timing of combustion switching is used as the coke oven exhaust gas and the oxygen concentration in the hot air is controlled so that it is not higher than a predetermined concentration at the time of combustion switching between the halved furnace groups thereby to prevent ignition of coal in the fluidized bed is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

コークス炉に装入する石炭の流動層を用いた乾燥及び分級方法並びに装置に関するものであり、特に、流動層に投入する熱風としてコークス炉の燃焼排気ガスを利用した石炭の流動層による乾燥分級方法に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a drying and classification method and apparatus using a fluidized bed of coal charged in a coke oven, and in particular, a drying and classification method using a fluidized bed of coal using combustion exhaust gas of a coke oven as hot air to be introduced into the fluidized bed. It is about.

高炉法を用いた鉄鋼製造プロセスにおいて、その原料の1つとなるコークスを生産性高く、かつ、品質良好に製造することは重要である。そのため、コークスの原料となる石炭を、コークス炉に装入する前に、事前に乾燥及び分級して、水分を2〜4%程度まで低減して、コークス炉での負荷を下げるとともに、微粉と粗粒に分級し、分級された微粉を塊成機により塊成化して、石炭の飛散防止、生産性の向上、及び、強度向上が図られてきた。   In the steel manufacturing process using the blast furnace method, it is important to produce coke which is one of the raw materials with high productivity and good quality. Therefore, before charging the coke raw material into the coke oven, it is dried and classified in advance to reduce the moisture to about 2-4%, reduce the load in the coke oven, The coarse powder is classified into coarse particles, and the classified fine powder is agglomerated by an agglomerator to prevent coal scattering, improve productivity, and improve strength.

この石炭の乾燥と分級については、1装置で両方の機能を備える流動層乾燥分級装置(以下、流動層とも言う)を用いて行う方法が知られている。流動層乾燥分級装置に供給される石炭は、流動室において、流動層乾燥分級装置下部の風箱から、その上方に設置されている多孔の分散板を通して送られてくる300℃前後の熱風によって、流動化されながら乾燥される。   As for the drying and classification of coal, a method is known in which a single apparatus uses a fluidized bed drying and classifying apparatus (hereinafter also referred to as a fluidized bed) having both functions. The coal supplied to the fluidized bed drying classifier is heated in the fluidized chamber by a hot air around 300 ° C. sent from a wind box at the bottom of the fluidized bed drying classifier through a porous dispersion plate installed above it. It is dried while fluidized.

乾燥された石炭は、乾燥後の排ガスとともに、流動室上部に設置された、流動室よりも拡幅されたフリーボード部に移動するが、ガス流速が低減されることにより、粗粒は、流動室に戻って、流動層乾燥分級装置出口より排出され、一方、微粉は、フリーボード部から出て行く排ガスに同伴されて、後段の集塵機で捕集される。   The dried coal moves along with the exhaust gas after drying to the freeboard section, which is installed at the upper part of the fluidizing chamber and is wider than the fluidizing chamber. , The fine powder is entrained by the exhaust gas exiting from the freeboard section and collected by a subsequent dust collector.

このため、分級率(微粉として捕集される石炭量の供給石炭量に対する比率)は、乾燥程度と流動層フリーボード部の排ガス流速(送風熱風量)に依存する。   For this reason, the classification rate (ratio of the amount of coal collected as fine powder to the amount of supplied coal) depends on the degree of drying and the exhaust gas flow rate (the amount of blown hot air) of the fluidized bed freeboard section.

したがって、流動層乾燥分級装置では、排ガス流速を支配する熱風温度及び熱風量を制御することが、乾燥性能及び分級性能を維持するために重要である。なお、乾燥効率向上や分級性能向上のため、流動室は、粗粒炭の移動方向(装置長手方向)に多段配置することが一般的である。   Therefore, in the fluidized bed drying classifier, it is important to control the hot air temperature and the amount of hot air that govern the exhaust gas flow rate in order to maintain the drying performance and the classification performance. In order to improve the drying efficiency and the classification performance, the flow chamber is generally arranged in multiple stages in the moving direction of the coarse coal (the apparatus longitudinal direction).

なお、原料炭を、水分率2〜4%に乾燥し、微粉炭を分級する理由は、乾燥の進行による水分の低下及び嵩密度の向上によって、コークス炉における乾留時間短縮と炉内石炭の高充填による乾留エネルギーの低減及び生産性の向上が見込める一方、粒径0.3mm程度以下の微粉炭は、搬送中又はコークス炉への装入中、大気中に飛散して、環境問題を引き起こすからである。   The reason why the raw coal is dried to a moisture content of 2 to 4% and the pulverized coal is classified is that the reduction in moisture and the increase in bulk density due to the progress of drying reduce the carbonization time in the coke oven and increase the coal in the furnace. While reduction of carbonization energy and improvement of productivity can be expected by filling, pulverized coal with a particle size of about 0.3 mm or less scatters into the atmosphere during transportation or charging into a coke oven, causing environmental problems. It is.

原料炭中の微粉は、水分が高いときは、付着力が強く、凝集して粗大粒子を形成しているものの、水分率を4%以下、より好ましくは2%程度まで乾燥すれば、原料炭中の微粉は、凝集しなくなり、ほぼ全量が分級可能となる。付着力の低下効果は、水分率2%でほぼ飽和するので、水分率2%未満まで乾燥しても、乾燥エネルギーが多くかかるだけである。原料炭を、水分率2〜4%になるように乾燥することが好ましい。   The fine powder in the raw coal has strong adhesion when the moisture is high, and aggregates to form coarse particles, but if the moisture content is dried to 4% or less, more preferably about 2%, the raw coal The fine powder inside does not agglomerate and almost the entire amount can be classified. The effect of reducing the adhesive force is almost saturated at a moisture content of 2%, so that even if the moisture content is less than 2%, only a large amount of drying energy is required. It is preferable to dry the raw coal so that the moisture content is 2 to 4%.

原料炭は、流動化のため、事前に、粉砕機により、通常6mm以下程度に粉砕されることが多いが、この場合、0.3mmを分級点とすると、分級率は約30%となる。なお、分級後の粗粒炭中に多少の微粉炭が含まれていても(例えば、0.3mm以下の粒径を5質量%含有)、ほとんど微粉炭の飛散は問題にはならない。   Coking coal is usually pulverized in advance to about 6 mm or less in advance by a pulverizer for fluidization. In this case, if 0.3 mm is the classification point, the classification rate is about 30%. In addition, even if some pulverized coal is contained in the coarse coal after classification (for example, containing 5% by mass of a particle size of 0.3 mm or less), scattering of the pulverized coal hardly causes a problem.

分級後の微粉炭は、後工程で塊成化されて、飛散防止及び嵩密度向上の措置がなされた後、粗粒炭と同様にコークス炉へ投入される。   After classification, the pulverized coal is agglomerated in a subsequent process, and after being subjected to measures for preventing scattering and improving bulk density, it is put into a coke oven in the same manner as coarse coal.

流動層での石炭乾燥のための熱風(例えば、300℃)の発生には、エネルギーを多く必要とするため、エネルギー低減のための方法が色々と考えられている。例えば、微粉集塵後の流動層排ガスを、熱風の一部として循環使用する方法が提案されている(例えば、特許文献1、参照)。   Generation of hot air (for example, 300 ° C.) for drying coal in a fluidized bed requires a lot of energy, and various methods for reducing energy are considered. For example, a method of circulating and using fluidized bed exhaust gas after fine dust collection as part of hot air has been proposed (for example, see Patent Document 1).

この方法は、流動層の排ガスが、約100℃の温度の熱量を持っていることを利用したもので、流動層の排ガスを循環ガスとして熱風発生炉に供給し、別途供給される空気とともに燃料燃焼により昇温して、乾燥分級用の熱風として、再度、流動層に送風するものである。   This method utilizes the fact that the exhaust gas in the fluidized bed has a calorific value of about 100 ° C., and supplies the exhaust gas from the fluidized bed as a circulating gas to the hot-air generator and fuels it together with the separately supplied air. The temperature is raised by combustion, and the air is again blown to the fluidized bed as hot air for dry classification.

また、更に、熱風エネルギーを低減するため、流動層乾燥分級装置の熱風として、乾燥分級後の石炭の供給先であるコークス炉の燃焼室の排気ガス(以下、コークス炉排ガスとも称する)を用いる方法も知られている(例えば、特許文献2、参照)。この方法は、コークス炉排ガスが約200℃と、循環ガスよりも高温であるので、熱風発生炉における更なる燃料節約になると考えられる。   Further, in order to reduce hot air energy, a method of using exhaust gas from a combustion chamber of a coke oven (hereinafter also referred to as coke oven exhaust gas) that is a supply destination of coal after drying classification as hot air of a fluidized bed drying classifier. Is also known (see, for example, Patent Document 2). This method is considered to further save fuel in the hot air generating furnace because the coke oven exhaust gas is about 200 ° C., which is higher than the circulating gas.

しかしながら、コークス炉排ガスを用いて、コークス炉向けの石炭(原料炭)を、全量、乾燥及び分級するにあたり、水分を通常10〜12%含む原料炭を2〜4%まで乾燥し、かつ、流動層の流動性を確保しながら、微粉炭の分級能(例えば、0.3mm以下、分級率30%程度)を確保するためには、熱風量としては、乾燥分級後の石炭の供給先であるコークス炉の排ガス分だけでは不足するので、循環ガスを、コークス炉排気ガスと併用しなければならない。   However, when the coke oven exhaust gas is used to dry and classify all the coal (coking coal) for the coke oven, the coking coal that normally contains 10 to 12% of moisture is dried to 2 to 4% and fluidized. In order to ensure the pulverized coal classification ability (eg, 0.3 mm or less, classification rate of about 30%) while ensuring the fluidity of the bed, the hot air volume is the supply destination of coal after dry classification. Since only the exhaust gas from the coke oven is insufficient, the circulating gas must be used in combination with the coke oven exhaust gas.

また、コークス炉排ガスを利用する場合、コークス炉の燃焼切り替えによって、コークス炉排ガスの流量、温度、及び、性状が、短時間であるが、周期的に変化する。   In addition, when using coke oven exhaust gas, the flow rate, temperature, and properties of the coke oven exhaust gas change periodically, although in a short time, by switching combustion in the coke oven.

以下に、コークス炉の燃焼切り替えについて説明する。図1は、コークス炉の燃焼切り替えの概要を示す図である。   Hereinafter, combustion switching in the coke oven will be described. FIG. 1 is a diagram showing an outline of combustion switching in a coke oven.

室炉式コークス炉においては、炭化室と燃焼室列が、約100mmの厚みの煉瓦を介して相対し、交互に配列されており、燃焼室で発生した熱を、煉瓦を通して炭化室内の石炭に伝熱する。   In a chamber-type coke oven, the carbonization chamber and the combustion chamber row are opposed to each other via bricks having a thickness of about 100 mm, and the heat generated in the combustion chamber is transferred to the coal in the carbonization chamber through the bricks. Heat transfer.

図1では、説明のため簡略化して、炭化室1列とその両側の燃焼室2列室を図示しているが、実際のコークス炉は、通常、炭化室と燃焼室が、交互に、50〜120列程度設置されており、これらを合わせて1炉団とも称する。また、燃焼室は、1列が、通常、30前後の小室に分かれており、燃焼室の各小室の下部には、蓄熱室が配置されている。   In FIG. 1, for simplification, only one row of carbonization chambers and two rows of combustion chambers on both sides thereof are illustrated. However, in an actual coke oven, normally, the carbonization chambers and the combustion chambers are alternately arranged in 50 About ~ 120 rows are installed, and these are collectively called one furnace group. In addition, the combustion chamber is usually divided into about 30 small chambers in one row, and a heat storage chamber is disposed below each of the small chambers of the combustion chamber.

各小室は、2つのグループに分けられ、第一のグループの燃焼室・蓄熱室においては、蓄熱が完了して高温状態にあり、燃料ガス(例えば、高炉ガス(BFG)とコークス炉ガス(COG)との混合ガス)と空気は、蓄熱室で予熱され、その上部の燃焼室で燃焼し、次いで、燃焼した排気ガスは、第2のグループの燃焼室・蓄熱室に導入されて、燃焼室を通過して、その下部の蓄熱室で熱回収された後、煙道を経て排出される。   Each small chamber is divided into two groups. In the combustion chamber and heat storage chamber of the first group, heat storage is completed and the chamber is in a high temperature state, and fuel gas (for example, blast furnace gas (BFG) and coke oven gas (COG) )) And air are preheated in the heat storage chamber and combusted in the upper combustion chamber, and then the burned exhaust gas is introduced into the combustion chamber / heat storage chamber of the second group, and the combustion chamber After passing through and being recovered in the heat storage chamber below it, it is discharged through a flue.

第一のグループの蓄熱室の温度は、燃料ガス・空気の予熱により低下し、第二のグループの蓄熱室の温度は、排気ガスの蓄熱により上昇する。一定時間経過後に、第一のグループを蓄熱側に、第二のグループを予熱・燃焼側に、それぞれの役割を切り替える。   The temperature of the first group of heat storage chambers decreases due to the preheating of the fuel gas / air, and the temperature of the second group of heat storage chambers increases due to the heat storage of the exhaust gas. After a certain period of time, the first group is switched to the heat storage side, and the second group is switched to the preheating / combustion side.

この切り替えを、一定時間毎に行なうことにより、予熱操作と蓄熱操作を交互に行ない、蓄熱効率を高める操作を行う。   By performing this switching at regular intervals, the preheating operation and the heat storage operation are alternately performed, and the operation for increasing the heat storage efficiency is performed.

以上のように、燃焼室の状態を、燃焼側(上昇流)と蓄熱側(下降流)とに交互に切り替える操作を、燃焼切り替えと呼んでいる。   As described above, an operation for alternately switching the state of the combustion chamber between the combustion side (upflow) and the heat storage side (downflow) is called combustion switching.

コークス炉1炉団は、石炭塔(コールビン)を境にして、2つの半炉団(例えば、半炉団Aと半炉団B)に分けられ、燃焼方向の切替えは、第一のグループの燃焼ガス系統と、第二のグループの燃焼ガス系統とを、それぞれ統合して、半炉団につき一括して行い、かつ、他の半炉団とは、切替時期をずらして行うのが一般的である。各半炉団での燃焼切り替えは、通常、15〜30分に1回の頻度で行われる。   One coke oven group is divided into two half furnace groups (for example, half furnace group A and half furnace group B) with a coal tower (coalbin) as a boundary. The combustion gas system and the second group of combustion gas systems are generally integrated and performed for each half-furnace group at once, and with other half-furnace groups at different timings. It is. The combustion switching in each half furnace group is usually performed once every 15 to 30 minutes.

この燃焼切り替え時には、一方の系統の燃焼を、徐々に減少させて行き、完全に止めてから、もう一方の系統の燃焼を、徐々に増加させて行き、定常状態に持って行くので、燃焼排ガスの温度が低下し、更に、流量が減少してしまうという問題があった。   When this combustion is switched, the combustion of one system is gradually decreased and stopped completely, and then the combustion of the other system is gradually increased and brought to a steady state. There is a problem that the temperature of the liquid crystal decreases and the flow rate decreases.

この問題に対応するため、コークス炉の燃焼切り替え時には、コークス炉排ガスに替えて、流動層の排ガスを循環使用するという方法が提案されている(例えば、特許文献3、参照)。   In order to cope with this problem, a method has been proposed in which the exhaust gas in the fluidized bed is circulated and used instead of the coke oven exhaust gas when the coke oven is switched to combustion (see, for example, Patent Document 3).

実公平7−7311号公報No. 7-7311 特開2002−180066号公報JP 2002-180066 A 特開2001−55582号公報JP 2001-55582 A

しかしながら、燃焼切り替え時に、コークス炉排ガスに替えて、流動層の排ガスを循環使用する方法においては、流動層排ガスの温度が、コークス炉排ガスに比べて、100℃程度も低いということから、石炭の乾燥性能が落ちてしまうという問題があり、その解決のためには、石炭の供給流量を、燃焼切り替え時の前後において減少させる必要が生じ、コークス炉へ供給する事前処理石炭の生産量の低下を招いていた。   However, in the method of circulating and using the fluidized bed exhaust gas instead of the coke oven exhaust gas at the time of combustion switching, the temperature of the fluidized bed exhaust gas is about 100 ° C. lower than that of the coke oven exhaust gas. There is a problem that the drying performance falls, and in order to solve it, it is necessary to reduce the supply flow rate of coal before and after switching to combustion, and the decrease in the production amount of pretreated coal supplied to the coke oven is reduced. I was invited.

そこで、本発明者らは、コークス炉排ガスの利用を、半炉団毎に行うのではなく、燃焼切り替えタイミングの異なる複数の半炉団のコークス炉排ガスを混合して使用し、当該複数の半炉団に投入する石炭量分の石炭を、1つの流動層で処理することで、各半炉団毎の燃焼切替えの影響を緩和して、該複数の半炉団、又は、複数の炉団に供給する石炭量分を乾燥分級することができるのではないかと考えた。   Therefore, the present inventors do not use the coke oven exhaust gas for each half furnace group, but use a mixture of coke oven exhaust gases of a plurality of half furnace groups having different combustion switching timings. By treating the coal equivalent to the amount of coal to be input to the furnace group in one fluidized bed, the influence of combustion switching for each half furnace group is alleviated, and the plurality of half furnace groups or the plurality of furnace groups I thought that the amount of coal supplied to the plant could be dry classified.

これにより、ある半炉団にて燃焼切り替えとなった時でも、他の半炉団は、通常操業中であるため、混合後の排ガスは、半炉団のみのコークス炉排ガスを使用する場合に比べて、その変動は小さくなる。   As a result, even when the combustion is switched in a certain half furnace group, the other half furnace groups are in normal operation, so the exhaust gas after mixing is used when the coke oven exhaust gas of only the half furnace group is used. Compared to that, the fluctuation is small.

但し、この場合、ある半炉団が燃焼切り替えしている間、その半炉団では、燃焼せずに、燃焼用の空気のみを投入する期間があるため(空気供給ブロアは停止できず、下限流量で運転を継続する必要があるため)、混合ガス中の酸素濃度が上昇する。例えば、通常運転時の3%程度から、切り替え時には6%程度以上まで上昇する。   However, in this case, there is a period during which a half furnace group switches combustion, and there is a period during which only the combustion air is input without burning (the air supply blower cannot be stopped, Because it is necessary to continue operation at the flow rate), the oxygen concentration in the mixed gas increases. For example, it increases from about 3% during normal operation to about 6% or more during switching.

ところが、本発明者らの試験及び検討の結果、ある半炉団の燃焼切り替え時の混合ガスを、熱風として流動層に投入したところ、その熱風中のO2濃度が高くなり、所定濃度以上(熱風温度にもよるが、例えば、5体積%以上)まで高くなると、石炭が、投入直後で水分量を多く含むことに起因して、流動層前段に存在していると考えられる石炭の滞留凝集粒を、赤熱させ、遂には、発火させる恐れがあることが判明した。 However, as a result of the tests and examinations of the present inventors, when the mixed gas at the time of switching the combustion of a certain half-furnace group is introduced into the fluidized bed as hot air, the O 2 concentration in the hot air increases and exceeds a predetermined concentration ( Depending on the hot air temperature, for example, when it is increased to 5% by volume or more), the coal is considered to be present in the preceding stage of the fluidized bed due to the fact that the coal contains a large amount of water immediately after charging. It turned out that the grains could become red hot and eventually ignite.

したがって、本発明は、コークス炉排ガスを利用して石炭を流動層にて乾燥分級する際に、コークス炉排ガスの温度、流量の低下の問題を緩和して、乾燥性能の低下を防止し、事前処理石炭の生産量の低下を防止することができるとともに、流動層中の石炭の発火を防止することができる、石炭の流動層による乾燥分級方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention, when using a coke oven exhaust gas to dry-classify coal in a fluidized bed, alleviates the problem of reduction in the temperature and flow rate of the coke oven exhaust gas, prevents the reduction in drying performance, It aims at providing the dry classification method by the fluidized bed of coal which can prevent the fall of the production amount of a process coal, and can prevent the ignition of the coal in a fluidized bed.

本発明者らは、鋭意検討の結果、(ア)流動層へ投入する熱風へのコークス炉排ガスの利用を半炉団毎に行うのではなく、燃焼切り替えタイミングの異なる複数の半炉団のコークス炉排ガスを混合して使用し、(イ)複数の半炉団に投入する石炭量分の石炭を、複数の半炉団からのコークス炉排ガスを用いて流動層で処理し、熱風の流量として足りない分は、流動層の排ガスの一部を循環使用することで補い、各半炉団毎の燃焼切り替え時にも、この混合ガスを使用して、燃焼切り替えの影響を緩和し、(ウ)更に、燃焼切り替え時に、コークス炉排ガスの酸素濃度上昇を抑制する対策を取ることで、コークス炉排ガスの顕熱を有効的に利用し、効率的かつ安定的に、複数の半炉団に供給する石炭量分を、乾燥分級することができることを見出して、本発明をするに至った。その要旨は、以下の通りである。   As a result of intensive studies, the present inventors (a) do not use the coke oven exhaust gas for hot air to be introduced into the fluidized bed for each half furnace group, but coke of a plurality of half furnace groups having different combustion switching timings. The furnace exhaust gas is mixed and used. (A) The amount of coal to be charged into multiple half furnace groups is treated in a fluidized bed using coke oven exhaust gas from multiple half furnace groups, and the flow rate of hot air The shortage is compensated by circulating part of the fluidized bed exhaust gas, and this gas mixture is used to reduce the effects of combustion switching when switching combustion for each half furnace group. Furthermore, by taking measures to suppress the increase in oxygen concentration in the coke oven exhaust gas at the time of combustion switching, the sensible heat of the coke oven exhaust gas is effectively used and supplied to multiple half furnace groups efficiently and stably. Seeing that the amount of coal can be dried and classified To, has led to the present invention. The summary is as follows.

(1)熱風発生炉に、コークス炉の排ガス、及び、流動層の排ガスを投入し、前記熱風発生炉内での燃料の空気燃焼により、前記両排ガスを加熱して熱風とし、当該熱風を前記流動層に導入して、前記コークス炉へ投入する石炭を、前記流動層で乾燥及び分級するための石炭の流動層乾燥分級方法であって、前記コークス炉の排ガスとして、燃焼切り替えのタイミングが異なる複数の半炉団からの排ガスの混合ガスを使用し、前記各半炉団の燃焼切り替えの際に、前記熱風中の酸素濃度が所定の濃度以下となるように制御して、前記流動層内の石炭の発火を防止することを特徴とする石炭の流動層乾燥分級方法。   (1) An exhaust gas from a coke oven and an exhaust gas from a fluidized bed are introduced into a hot air generating furnace, and both the exhaust gases are heated to hot air by air combustion of fuel in the hot air generating furnace, and the hot air is A coal fluidized bed drying classification method for drying and classifying coal introduced into a fluidized bed and fed into the coke oven in the fluidized bed, wherein the timing of combustion switching is different as the exhaust gas of the coke oven. Using a mixed gas of exhaust gas from a plurality of half-furnace groups, when switching the combustion of each half-furnace group, the oxygen concentration in the hot air is controlled to be equal to or lower than a predetermined concentration, A method for fluidized bed drying classification of coal, characterized by preventing ignition of coal.

(2)前記各半炉団の燃焼切り替えの際に熱風を、所定の酸素濃度以下に制御する手段が、
(a)前記コークス炉の燃焼室での燃焼空気比を低減して前記コークス炉排ガスの混合ガス中の酸素濃度を低下すること、(b)前記熱風発生炉での燃焼空気の一部又は全部を前記コークス炉排ガスの混合ガス中の酸素で代替し燃焼用空気量を低減すること、(c)前記コークス炉排ガスの混合ガスを前記熱風発生炉への投入前に一部放散すること、及び、(d)前記燃焼切り替え中の半炉団からのコークス炉排ガスの一部を放散することの1種又は2種以上の組み合わせであることを特徴とする前記(1)に記載の石炭の流動層乾燥分級方法。
(2) A means for controlling the hot air to be equal to or lower than a predetermined oxygen concentration at the time of switching the combustion of each half furnace group,
(A) reducing the combustion air ratio in the combustion chamber of the coke oven to reduce the oxygen concentration in the mixed gas of the coke oven exhaust gas, (b) part or all of the combustion air in the hot air generator Replacing the oxygen in the mixed gas of the coke oven exhaust gas to reduce the amount of combustion air, (c) partially dissipating the mixed gas of the coke oven exhaust gas into the hot air generating furnace, and (D) The flow of coal as described in (1) above, which is one or a combination of two or more of dissipating part of the coke oven exhaust gas from the half furnace group during the combustion switching Layer drying classification method.

(3)前記複数の半炉団は、1炉団を構成する2つの半炉団で、かつ、該1炉団の1又は2以上から前記混合ガスを構成することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の石炭の乾燥分級方法。   (3) The plurality of half-furnace groups are two half-furnace groups constituting one furnace group, and the mixed gas is composed of one or more of the one furnace group (1) ) Or (2).

なお、半炉団のことを、単に炉団と呼ぶこともあるが、本発明においては、半炉団は半炉団と呼称し、石炭塔を挟んで隣り合う2つの半炉団を合わせたものを炉団とする。   In addition, in the present invention, a half furnace group is called a half furnace group, and two adjacent half furnace groups are combined with a coal tower in between. A thing is a furnace group.

流動層の熱風として、コークス炉排ガスと流動層排ガスの両方を利用し、コークス炉排ガスには、燃焼切り替えタイミングの異なる複数の半炉団のコークス炉排ガスを混合した混合ガスを使用し、かつ、複数の半炉団に投入する石炭量分の石炭を、複数の半炉団からのコークス炉排ガスを用いて、流動層で処理し、熱風の流量として足りない分を、流動層の排ガスの一部を循環使用することで補い、コークス炉へ投入する石炭の乾燥と分級を効率的に行い、更に、コークス炉での燃焼切り替えが生じた際に、熱風の温度と流量が低下しないように制御するとともに、その際に、酸素濃度を所定の濃度以下となるように制御することで、各燃焼切替え時のコークス排ガスの温度及び流量の低下、及び、酸素濃度上昇の影響を緩和することができ、その結果、コークス炉の燃焼切り替えの際にも、石炭の乾燥分級能力を低下させずに、かつ、流動層内の石炭の赤熱及び発火を防止して、効率的にかつ安定的に、コークス炉へ投入する石炭を流動層で乾燥分級処理することができる。   As the hot air in the fluidized bed, both coke oven exhaust gas and fluidized bed exhaust gas are used, and the coke oven exhaust gas uses a mixed gas in which coke oven exhaust gases of a plurality of half-furnace groups having different combustion switching timings are used, and Coal for the amount of coal to be input to multiple half furnace groups is treated in the fluidized bed using coke oven exhaust gas from the multiple half furnace groups, and the amount of hot air flow is insufficient for the fluidized bed exhaust gas. It is made up by circulating and reusing parts, efficiently drying and classifying the coal that is put into the coke oven, and controlling so that the temperature and flow rate of hot air do not decrease when combustion switching occurs in the coke oven At that time, by controlling the oxygen concentration to be equal to or lower than the predetermined concentration, it is possible to mitigate the effects of the decrease in the temperature and flow rate of the coke exhaust gas and the increase in the oxygen concentration at each combustion switching. As a result, even when changing the combustion of the coke oven, the coke oven can be efficiently and stably produced without reducing the dry classification ability of the coal and preventing red heat and ignition of the coal in the fluidized bed. The coal to be fed to can be subjected to dry classification treatment in a fluidized bed.

図2には、本発明を実施する装置構成の一例を示す。以下に、本装置構成例に基づいて、本発明の実施形態を説明する。   FIG. 2 shows an example of a device configuration for carrying out the present invention. Below, based on this apparatus structural example, embodiment of this invention is described.

図2では、2つの半炉団A及び半炉団B(以下、Aコークス炉1A、Bコークス炉1B)からなる1炉団から排出されるコークス炉排ガスを混合した混合ガスを、流動層へ利用する例を示している。図では、説明のし易さのために、Aコークス炉1AとBコークス炉1Bを離して記載しているが、実際には、1炉団において、半炉団Aと半炉団Bは、石炭塔(コールビン)を境にして隣り合っている。   In FIG. 2, a mixed gas obtained by mixing coke oven exhaust gas discharged from one furnace group composed of two half furnace groups A and B furnace groups B (hereinafter referred to as A coke oven 1A and B coke oven 1B) is supplied to a fluidized bed. An example of use is shown. In the figure, for ease of explanation, the A coke oven 1A and the B coke oven 1B are shown separated from each other, but in fact, in one furnace group, the half furnace group A and the half furnace group B are: Adjacent to the coal tower.

通常操業時は、Aコークス炉1Aの排ガスは、全部又は大部分(Aコークス炉排ガス放散配管12Aから一部放散される排ガスを除く大部分)が、Aコークス炉出排ガス配管11AからAコークス炉排ガス流動層向け配管14Aを経由して、配管11B、14Bを経由してくるBコークス炉1Bの排ガスと混合されて、両コークス炉排ガスの混合ガスが、コークス炉排ガス流動層向け配管15を通して、熱風発生炉4に導入される。   During normal operation, all or most of the exhaust gas from the A coke oven 1A (most of the exhaust gas excluding the exhaust gas partly emitted from the A coke oven exhaust gas emission pipe 12A) is transferred from the A coke oven outlet exhaust gas pipe 11A to the A coke oven. It is mixed with the exhaust gas of the B coke oven 1B passing through the pipes 11B and 14B via the pipe 14A for the exhaust gas fluidized bed, and the mixed gas of both coke oven exhaust gas passes through the pipe 15 for the coke oven exhaust gas fluidized bed, It is introduced into the hot air generating furnace 4.

このコークス炉排ガスである混合ガスは200℃程度あるため、この顕熱を有効利用することで、効率的に熱風を発生することができるが、Aコークス炉1A及びBコークス炉1Bの1炉団分の石炭量分を流動層で乾燥分級するために必要な熱風量としては、未だ少ないので、熱風発生炉4には、流動層5から排出される排ガスの一部(流動層循環ガス)も、流動層循環ガス配管16を経由して導入される。   Since the mixed gas which is the coke oven exhaust gas is about 200 ° C., effective utilization of this sensible heat can efficiently generate hot air, but one group of A coke oven 1A and B coke oven 1B. As the amount of hot air required to dry and classify the amount of coal in the fluidized bed is still small, a part of the exhaust gas discharged from the fluidized bed 5 (fluidized bed circulating gas) is also present in the hot air generator 4 Introduced via the fluidized bed circulation gas pipe 16.

熱風発生炉4に導入された、これらの、コークス炉排ガスである混合ガスと流動層排ガスである流動層循環ガスは、燃料配管8から導入される燃料と、燃焼空気配管9から導入される空気との燃焼により発生する高温ガスの顕熱により、所定温度まで昇温されて、熱風として、流動層供給熱風ガス配管17を通じて、流動層5へ導入される。   The mixed gas which is the coke oven exhaust gas and the fluidized bed circulation gas which is the fluidized bed exhaust gas introduced into the hot air generating furnace 4 are the fuel introduced from the fuel pipe 8 and the air introduced from the combustion air pipe 9. The temperature is raised to a predetermined temperature by the sensible heat of the high-temperature gas generated by the combustion, and is introduced into the fluidized bed 5 through the fluidized-bed supply hot-air gas pipe 17 as hot air.

この際には、混合ガスの温度、及び、循環ガスの温度を、それぞれ、温度計21−1、及び、温度計21−2で測定し、混合ガスの流量、及び、循環ガスの流量を、それぞれ、流量計10−1、及び、流量計10−2で測定して、熱風発生炉4から発生する熱風が、所定の温度及び流量になるように、図示していない制御・演算装置にて、燃焼量及び空気量を制御する。   At this time, the temperature of the mixed gas and the temperature of the circulating gas are measured by the thermometer 21-1 and the thermometer 21-2, respectively, and the flow rate of the mixed gas and the flow rate of the circulating gas are A control / arithmetic apparatus (not shown) is used so that the hot air generated from the hot air generating furnace 4 is measured at a predetermined temperature and flow rate by measuring with the flow meter 10-1 and the flow meter 10-2. Control the amount of combustion and the amount of air.

このとき、発生した熱風の温度及び流量を、流動層供給熱風ガス配管17に設置した温度計21−3、及び、流量計10−3にて測定し、その値を、フィードバックし、熱風の温度及び流量を制御することがより好ましい。   At this time, the temperature and flow rate of the generated hot air are measured by the thermometer 21-3 and the flow meter 10-3 installed in the fluidized bed supply hot air gas pipe 17, and the values are fed back to the hot air temperature. It is more preferable to control the flow rate.

熱風は、流動層5の下部に備えた風箱51に吹き込まれ、多孔の分散板52を通して、流動室53へ投入される。流動室53では、投入された水分を含む石炭(石炭投入部は、図示せず)を、熱風により流動化しながら乾燥する。   The hot air is blown into a wind box 51 provided at the lower part of the fluidized bed 5 and is introduced into the fluid chamber 53 through a porous dispersion plate 52. In the fluid chamber 53, the coal containing the introduced water (the coal input portion is not shown) is dried while being fluidized with hot air.

乾燥された石炭は、乾燥後の排ガスとともに、流動室上部に設置されている、流動室よりも拡幅されたフリーボード部54に移動するが、ガス流速が低減されることにより、粗粒は、流動室53に戻って流動層乾燥分級装置出口(図示せず)より排出され、一方、微粉は、フリーボード部54から出て行く排ガスに同伴されて、流動層出排ガス配管18を経由して、後段の集塵装置6で捕集される。このようにして、流動層に投入された石炭は、粗粒と微粉に分級される。   The dried coal moves along with the exhaust gas after drying to the free board part 54 that is installed in the upper part of the fluidizing chamber and is wider than the fluidizing chamber. It returns to the fluidized chamber 53 and is discharged from the fluidized bed drying classifier outlet (not shown). On the other hand, the fine powder is accompanied by the exhaust gas exiting from the free board 54 and passes through the fluidized bed outlet exhaust gas pipe 18. Then, it is collected by the dust collector 6 at the latter stage. In this way, the coal charged into the fluidized bed is classified into coarse particles and fine powder.

なお、投入される石炭は、事前に粉砕されて、例えば、6mmアンダーの篩い下粉が、投入される。また、流動層への石炭投入量の制御、流動層の排出量の制御、及び、流動層の厚み制御は、通常採用される制御方法で行って構わない。   In addition, the coal to be charged is pulverized in advance, and, for example, 6 mm under sieve powder is input. Moreover, the control of the amount of coal input to the fluidized bed, the control of the fluidized bed discharge, and the thickness control of the fluidized bed may be performed by a commonly employed control method.

集塵装置6を出た流動層排ガスは、その一部が、流動層循環ガスとして、流動層循環ガス配管16を通して、上述したように、熱風発生炉4に導入される。この循環される流動層循環ガス量は、熱風発生炉から流動層に供給される熱風量が所定の流量になるように、コークス炉排ガスの混合ガスで足りない分を補うようにして決められる。残りの流動層排ガスは、流動層放散ガス配管20、ブロアー7−3を経由し、流動層放散ガス煙突放散管13A、13Bを経由して、コークス炉煙突2A、2Bから放散される。   A part of the fluidized bed exhaust gas exiting the dust collector 6 is introduced into the hot air generating furnace 4 as a fluidized bed circulation gas through the fluidized bed circulation gas pipe 16 as described above. The amount of circulating fluidized bed circulating gas is determined so as to compensate for the shortage of coke oven exhaust gas mixed gas so that the amount of hot air supplied from the hot air generating furnace to the fluidized bed becomes a predetermined flow rate. The remaining fluidized bed exhaust gas is dissipated from the coke oven chimneys 2A and 2B via the fluidized bed diffused gas pipe 20 and the blower 7-3, and the fluidized bed diffused gas chimney diffuser tubes 13A and 13B.

なお、流動層放散ガス煙突放散配管13A、13B、及び、流動層放散ガスを放散する煙突は、コークス炉と別に設けてもよい。   Note that the fluidized bed diffused gas chimney diffused pipes 13A and 13B and the chimney that diffuses the fluidized bed diffused gas may be provided separately from the coke oven.

次に、燃焼切り替え時のコークス炉排ガスの状態変化について説明する。仮に、Aコークス炉を燃焼切り替えとした場合について説明する。   Next, the state change of the coke oven exhaust gas at the time of combustion switching will be described. A case where the A coke oven is switched to combustion will be described.

先ず、燃焼切り替え時における空気とガスの供給と停止の操作を、弁開度の経過時間変化として、図3に示し、図3に基づいて説明する。   First, the operation of supplying and stopping air and gas at the time of switching the combustion is shown in FIG. 3 as a change in the elapsed time of the valve opening, and will be described based on FIG.

ここでは、Aコークス炉の偶数番号の燃焼室(以下、偶数燃焼室とも称する)が燃焼側であった時点から燃焼切り替えする場合について説明する。   Here, a case will be described in which combustion switching is performed from the time when the even-numbered combustion chamber (hereinafter also referred to as an even combustion chamber) of the A coke oven is on the combustion side.

先ずは、燃焼室への燃料供給弁を、所定時間かけて閉じて行き、燃料供給を停止する。次に、燃料供給弁全閉による停止と略同時に、同じ偶数燃焼室の空気弁を、所定時間かけて閉じて行くとともに、奇数番号の燃焼室(以下、奇数燃焼室とも称する)の空気弁を、所定時間かけて開いて行き、奇数燃焼室と偶数燃焼室へのトータルの空気供給量を、空気供給ブロアーの最低流量まで減じる(図中、弁開度50の点、参照)。   First, the fuel supply valve to the combustion chamber is closed over a predetermined time, and the fuel supply is stopped. Next, almost simultaneously with the stop by the fuel supply valve fully closed, the air valve of the same even combustion chamber is closed over a predetermined time, and the air valve of the odd numbered combustion chamber (hereinafter also referred to as an odd combustion chamber) is closed. The valve is opened over a predetermined time, and the total air supply amount to the odd-numbered combustion chambers and even-numbered combustion chambers is reduced to the minimum flow rate of the air supply blower (see the point of valve opening 50 in the figure).

最終的に、奇数燃焼室の空気弁が全開になった時点(偶数燃焼室の空気弁が全閉になった時点)で、同じ奇数燃焼室の燃料供給弁を開き始め、所定時間かけて開いて行く。   Finally, when the odd combustion chamber air valve is fully open (when the even combustion chamber air valve is fully closed), the fuel supply valve of the same odd combustion chamber begins to open and opens for a predetermined time. Go.

上記の弁操作時におけるコークス炉の1炉全体としての、燃料量、空気量、及び、排ガス量の経過時間変化を、図4に示し、排ガス中のO2の経過時間変化を、図5に示す。なお、図中の横軸における時間0秒は、偶数燃焼室の燃料弁を閉じ始めた時点から、40秒前とした。 FIG. 4 shows changes in elapsed time of the fuel amount, air amount, and exhaust gas amount as a whole coke oven at the time of the above valve operation, and FIG. 5 shows changes in the elapsed time of O 2 in the exhaust gas. Show. The time 0 seconds on the horizontal axis in the figure is 40 seconds before the time when the fuel valve in the even-numbered combustion chamber starts to close.

偶数燃焼室燃焼から奇数燃焼室燃焼への燃焼切り替え時、偶数燃焼室側の燃料供給弁が閉じられて行く間(40〜59秒)、偶数燃焼室側の空気弁は閉じられず、空気供給量は一定量を保つため、生じる排ガス量は、徐々に減少するが、排ガス中のO2濃度は、徐々に高くなって行く。 During combustion switching from even combustion chamber combustion to odd combustion chamber combustion, while the fuel supply valve on the even combustion chamber side is closed (40 to 59 seconds), the air valve on the even combustion chamber side is not closed and air supply is performed. Since the amount is kept constant, the amount of exhaust gas generated gradually decreases, but the O 2 concentration in the exhaust gas gradually increases.

偶数燃焼室側の燃料供給弁が全閉されて燃料供給が止まった時点(59秒)で、遂には、偶数燃焼室側への空気のみの供給となるため、燃焼反応は停止して、O2濃度は21%に達する。その後、偶数燃焼室側の空気弁を閉じていくとともに、奇数燃焼室側の空気弁を開いていき(59秒〜)、両燃焼室側の空気弁の開度が略50%となって、空気供給ブロアーの許容最低空気量まで、空気量が減少する(67秒)。 At the time when the fuel supply valve on the even-numbered combustion chamber side is fully closed and the fuel supply is stopped (59 seconds), finally, only the air is supplied to the even-numbered combustion chamber side. 2 Concentration reaches 21%. Thereafter, the air valve on the even-combustion chamber side is closed and the air valve on the odd-combustion chamber side is opened (59 seconds or more), and the opening degree of the air valves on both combustion chambers is approximately 50%. The air volume is reduced to the minimum allowable air volume of the air supply blower (67 seconds).

その後、奇数燃焼室側の空気弁が更に開いて、偶数燃焼室側の空気弁が更に閉じて行き、奇数燃焼室側の燃料供給弁が開くのを開始するまでの間(67〜75秒)、空気は増加し、遂に、所定の流量で一定となるが、O2濃度は、21%を保つ。その後、奇数燃焼室側の燃料供給弁が開かれて、燃焼反応が開始され、燃料供給量が、所定値になるまで増加する間(75〜94秒)、燃焼排気ガス量は増加し、排気ガス中のO2は、21%から3%程度に変化する。 Thereafter, the air valve on the odd combustion chamber side is further opened, the air valve on the even combustion chamber side is further closed, and the fuel supply valve on the odd combustion chamber side is started to open (67 to 75 seconds). The air increases and finally becomes constant at a predetermined flow rate, but the O 2 concentration keeps 21%. Thereafter, the fuel supply valve on the odd combustion chamber side is opened, the combustion reaction is started, and while the fuel supply amount increases until it reaches a predetermined value (75 to 94 seconds), the amount of combustion exhaust gas increases and the exhaust gas is increased. O 2 in the gas changes from 21% to about 3%.

このように、半炉団であるAコークス炉単独では、燃焼切り替えの際に、排ガスの量や酸素濃度に、大幅な変化が生じてしまい、特に、酸素濃度が最大で21%にも上昇してしまうため、Aコークス炉単独の排ガスを、熱風発生炉に導入した場合、流動層循環ガスを一緒に導入したとしても、熱風発生炉から発生する熱風中の排ガスには、高い濃度の酸素が含まれてしまい、流動層中の石炭の滞留凝集粒を、赤熱させ、遂には、発火させてしまうこととなる。   Thus, in the A coke oven alone, which is a half furnace group, a significant change occurs in the amount of exhaust gas and the oxygen concentration when switching combustion, and in particular, the oxygen concentration rises to a maximum of 21%. Therefore, when the exhaust gas of the A coke oven alone is introduced into the hot air generator, even if the fluidized bed circulating gas is introduced together, the exhaust gas in the hot air generated from the hot air generator has a high concentration of oxygen. It will be included, and the coal agglomerates in the fluidized bed will be red hot and eventually ignite.

この滞留凝集粒は、石炭投入時の付着、及び、部分的な流動化の不良により発生し、完全になくすことは困難である。この滞留凝集粒がスムーズに排出されず、流動層端部に滞留した場合、熱風中の酸素濃度が高いと、滞留凝集粒が酸化され、次第に赤熱し、遂には、発火に至り、周りの微粉まで赤熱させる。赤熱した微粉は、集塵機に飛び、集塵機のバッグフィルターを焼損させる恐れがある。   The staying agglomerated particles are generated due to adhesion at the time of charging coal and partial fluidization failure, and it is difficult to eliminate them completely. If this staying aggregate is not discharged smoothly and stays at the end of the fluidized bed, if the oxygen concentration in the hot air is high, the staying aggregate will oxidize and gradually become red hot, eventually leading to ignition and surrounding fine powder. Red hot until The red hot powder may fly to the dust collector and burn the dust collector's bag filter.

本発明者らは、石炭の滞留凝集粉の赤熱を発生させない熱風の限界酸素濃度は、熱風温度と密接な関係があることを見出した。   The present inventors have found that the critical oxygen concentration of hot air that does not generate red heat of the coal agglomerated powder is closely related to the hot air temperature.

本発明においては、燃焼切り替え中のAコークス炉排ガスに加えて、通常操業中のBコークス炉排ガスを混合し、その混合ガスを、熱風発生炉に導入することで、酸素濃度上昇の影響や、排ガス流量低下の影響を緩和する。更に、Aコークス炉排ガスの流量低下分を補うように、流動層循環ガスの量を増加することで、流動化に必要な熱風流量を確保する。   In the present invention, in addition to the A coke oven exhaust gas during combustion switching, the B coke oven exhaust gas during normal operation is mixed, and the mixed gas is introduced into the hot-air generating furnace, Mitigates the effects of reduced exhaust gas flow. Furthermore, by increasing the amount of fluidized bed circulating gas so as to compensate for the decrease in the flow rate of the A coke oven exhaust gas, the flow rate of hot air necessary for fluidization is ensured.

しかし、本発明者らの検討の結果、それだけでは、熱風中の酸素ガス濃度は、流動層中の石炭の滞留凝集粒の赤熱及び発火を防止することができる程度まで低下しないことが判ったので、本発明では、更に、酸素濃度を低下させる対策を講じている。   However, as a result of the study by the present inventors, it has been found that the oxygen gas concentration in the hot air does not decrease to such an extent that redness and ignition of the staying aggregated particles of coal in the fluidized bed can be prevented. In the present invention, further measures are taken to reduce the oxygen concentration.

その対策(酸素濃度低減手段)は、主として、以下の4つの方法である。   The countermeasures (oxygen concentration reducing means) are mainly the following four methods.

(1)コークス炉の燃焼室での燃焼空気比を低減して、コークス炉排ガスの混合ガス中の酸素濃度を低下する方法。
(2)熱風発生炉での燃焼空気(実際に、燃焼で消費されるのは、燃焼空気中の酸素)の一部又は全部を、コークス炉排ガスの混合ガス中の酸素で代替し、燃焼用空気量を低減する方法。
(1) A method for reducing the oxygen concentration in the mixed gas of the coke oven exhaust gas by reducing the combustion air ratio in the combustion chamber of the coke oven.
(2) Combustion air in the hot air generation furnace (actually, the oxygen consumed in combustion is oxygen in the combustion air) is replaced with oxygen in the mixed gas of coke oven exhaust gas for combustion. A method of reducing the amount of air.

(3)コークス炉排ガスの混合ガスを、熱風発生炉への投入前に、一部放散する方法。
(4)燃焼切り替え中の半炉団からのコークス炉排ガスの一部を、放散する方法。
(3) A method in which a mixed gas of coke oven exhaust gas is partially diffused before being introduced into the hot air generating furnace.
(4) A method of dissipating a part of the coke oven exhaust gas from the half furnace group during combustion switching.

ここで、(1)の方法は、Aコークス炉の燃焼切り替えの際に、通常運転中のBコークス炉の燃焼空気比を低減して、混合ガス中の酸素濃度を低下させる方法である。通常のコークス炉の操業では、安全面から、未燃のCOをできるだけ発生させないように、空気比(完全燃焼時の理論空気量を1としたときの実際の空気投入量比)1.2程度で操業しており、コークス炉排ガス中の酸素濃度が、3体積%程度存在する。   Here, the method (1) is a method of reducing the oxygen concentration in the mixed gas by reducing the combustion air ratio of the B coke oven during normal operation when switching the combustion of the A coke oven. In normal coke oven operation, the air ratio (actual air input ratio when the theoretical air amount during complete combustion is 1) is about 1.2 so that unburned CO is not generated as much as possible for safety reasons. The oxygen concentration in the coke oven exhaust gas is about 3% by volume.

この空気比を、例えば、1.0〜1.15に低減することで、コークス炉排ガス中の酸素濃度を、0〜2体積%程度に低下させることができ、その結果、熱風中の酸素濃度を低下させることができる。   By reducing this air ratio to, for example, 1.0 to 1.15, the oxygen concentration in the coke oven exhaust gas can be reduced to about 0 to 2% by volume. As a result, the oxygen concentration in the hot air is reduced. Can be reduced.

また、空気比を低減した際は、COの発生が増加するので、排ガスをそのまま煙突から放散する従来の対応では、異常燃焼が起きる等の安全性の問題があるが、本発明では、排ガスを熱風発生炉で燃焼するので、COはCO2となり、安全性も確保される。 In addition, when the air ratio is reduced, the generation of CO increases. Therefore, in the conventional measures in which the exhaust gas is directly diffused from the chimney, there is a safety problem such as abnormal combustion. Since it burns in a hot air generating furnace, CO becomes CO 2 and safety is ensured.

本方法の実施の際は、コークス炉側の制御系に、Aコークス炉の燃焼切り替えタイミングで、Bコークス炉での燃焼空気比を下げる制御を組み入れておけばよい。   In carrying out this method, the control system for reducing the combustion air ratio in the B coke oven at the combustion switching timing of the A coke oven may be incorporated in the control system on the coke oven side.

(2)の方法は、通常の熱風発生炉の運転においては、燃料に対し、燃焼用空気の空気比を一定として(例えば、1.2)、燃焼空気を投入して燃焼させているが、この燃焼空気の一部を、混合ガス中の酸素で代替することで、発生する熱風中の酸素濃度を低下させる方法である。   In the method of (2), in the operation of a normal hot air generator, the combustion air is injected and burned with a constant air ratio of combustion air to fuel (for example, 1.2). In this method, a part of the combustion air is replaced with oxygen in the mixed gas to reduce the oxygen concentration in the generated hot air.

本方法の実施の際は、図2に示す制御演算装置31に、両半炉団の燃焼切り替えタイミングを入力しておき、各半炉団での燃焼切り替えのタイミングで、熱風発生炉の燃焼空気量を所定値まで下げるように、燃焼空気量を下げる制御を組み入れておけばよい。   When carrying out this method, the combustion switching timings of both half furnace groups are input to the control arithmetic unit 31 shown in FIG. 2, and the combustion air of the hot-air generating furnace is changed at the timing of combustion switching in each half furnace group. Control for reducing the amount of combustion air may be incorporated so as to reduce the amount to a predetermined value.

その際は、混合ガスと循環ガスの流量、温度、及び、酸素濃度を、それぞれ、流量計10−1、10−2、温度計21−1、21−2、及び、酸素濃度計22−1、22−2で測定して、フィードフォワード制御をすればよい。   In that case, the flow rate, temperature, and oxygen concentration of the mixed gas and the circulating gas are respectively measured by the flow meters 10-1, 10-2, the thermometers 21-1, 21-2, and the oxygen concentration meter 22-1. , 22-2, and feedforward control may be performed.

また、燃焼用空気を、酸素濃度の低い(例えば3%)コークス炉排ガスで代替するので、燃焼を安定的に保つために、保炎板付バーナーを用いることが好ましい。   In addition, since the combustion air is replaced with a coke oven exhaust gas having a low oxygen concentration (for example, 3%), it is preferable to use a burner with a flame holding plate in order to keep combustion stably.

(3)の方法は、Aコークス炉排ガス及びBコークス炉排ガスを混合した混合ガスの一部を、熱風発生炉に導入する前に放散して、発生する熱風中の酸素濃度を低下させる方法である。   The method (3) is a method in which a part of the mixed gas obtained by mixing the A coke oven exhaust gas and the B coke oven exhaust gas is diffused before being introduced into the hot air generating furnace to reduce the oxygen concentration in the generated hot air. is there.

本方法の実施の際は、図2に示す制御演算装置31に、両半炉団の燃焼切り替えタイミングを入力しておき、各半炉団での燃焼切り替えのタイミングで、熱風発生炉出側の熱風中の酸素濃度を所定値まで下げるように、混合ガスを放散する制御を組み入れておけばよい。   When carrying out this method, the combustion switching timings of both half furnace groups are input to the control arithmetic unit 31 shown in FIG. 2, and at the timing of combustion switching in each half furnace group, Control for releasing the mixed gas may be incorporated so as to lower the oxygen concentration in the hot air to a predetermined value.

その際は、混合ガスと循環ガスの流量、温度、及び、酸素濃度を、それぞれ、流量計10−1、10−2、温度計21−1、21−2、及び、酸素濃度計22−1、22−2で測定して、フィードフォワード制御をすればよい。   In that case, the flow rate, temperature, and oxygen concentration of the mixed gas and the circulating gas are respectively measured by the flow meters 10-1, 10-2, the thermometers 21-1, 21-2, and the oxygen concentration meter 22-1. , 22-2, and feedforward control may be performed.

図2において、燃焼切り替えとなった際は、混合ガスの一部は、コークス炉排ガス流動層向け配管15の途中に設けた放散管(図示せず)から放散される。残りの混合ガスは、熱風発生炉4に送られる。   In FIG. 2, when the combustion is switched, a part of the mixed gas is diffused from a diffusion pipe (not shown) provided in the middle of the coke oven exhaust gas fluidized bed piping 15. The remaining mixed gas is sent to the hot air generating furnace 4.

(4)の方法は、燃焼切り替え中のAコークス炉排ガスの一部を、Bコークス炉排ガスと混合する前に、放散する方法である。   The method (4) is a method in which a part of the A coke oven exhaust gas during combustion switching is diffused before mixing with the B coke oven exhaust gas.

本方法の実施の際は、図2に示す制御演算装置31に、両半炉団の燃焼切り替えタイミングを入力しておき、各半炉団での燃焼切り替えのタイミングで、熱風発生炉出側の熱風中の酸素濃度を所定値まで下げるように、燃焼切り替え中の半炉団の排ガスを放散する制御を組み入れておけばよい。   When carrying out this method, the combustion switching timings of both half furnace groups are input to the control arithmetic unit 31 shown in FIG. 2, and at the timing of combustion switching in each half furnace group, In order to lower the oxygen concentration in the hot air to a predetermined value, a control for releasing the exhaust gas of the half furnace group during the combustion switching may be incorporated.

その際は、混合ガスと循環ガスの流量、温度、及び、酸素濃度を、それぞれ、流量計10−1、10−2、温度計21−1、21−2、及び、酸素濃度計22−1、22−2で測定して、フィードフォワード制御をすればよい。   In that case, the flow rate, temperature, and oxygen concentration of the mixed gas and the circulating gas are respectively measured by the flow meters 10-1, 10-2, the thermometers 21-1, 21-2, and the oxygen concentration meter 22-1. , 22-2, and feedforward control may be performed.

図2において、Aコークス炉が燃焼切り替えとなった際は、Aコークス炉排ガスの一部は、Aコークス炉出排ガス配管11A、Aコークス炉排ガス放散管12A、Aコークス炉煙突2Aを通じ、放散される。残りのAコークス炉の排ガスは、燃焼切り替え時以外の時と同様に、コークス炉排ガス流動層向け配管14Aを通じ、Bコークス炉排ガスと集合され、熱風発生炉4に送られる。   In FIG. 2, when the A coke oven is switched to combustion, a part of the A coke oven exhaust gas is dissipated through the A coke oven exhaust gas exhaust pipe 11A, the A coke oven exhaust gas diffusion pipe 12A, and the A coke oven chimney 2A. The The remaining exhaust gas from the A coke oven is collected with the B coke oven exhaust gas through the piping 14A for the coke oven exhaust gas fluidized bed, and sent to the hot air generating furnace 4 in the same manner as when the combustion is not switched.

また、(1)〜(4)のいずれの方法においても、発生した熱風の流量、温度、及び、酸素濃度を、それぞれ、流量計10−3、温度計21−3、及び、酸素濃度計22−3で測定して、その値に応じて、制御量を変えるフィードバック制御を合わせて行うことが、精度向上の点から好ましい。   In any of the methods (1) to (4), the flow rate, temperature, and oxygen concentration of the generated hot air are changed to the flow meter 10-3, the thermometer 21-3, and the oxygen concentration meter 22, respectively. It is preferable from the viewpoint of accuracy improvement to perform feedback control that changes the control amount according to the value measured at −3.

次に、以下では、2つの半炉団(A及びB)からの混合ガスに限らないで、上記(1)〜(4)のそれぞれの方法の特徴について説明する。   Next, the characteristics of each of the above methods (1) to (4) will be described without being limited to the mixed gas from the two half furnace groups (A and B).

上記方法中、コークス炉排ガスの顕熱を最も有効に使えるのは、(1)及び(2)である。但し、(1)の方法では、コークス炉の燃焼空気比を下げることができる範囲は、1.0〜1.15程度であり、制御幅が小さいので、熱風中の酸素濃度を下げられる割合は、2〜3割程度(例えば、酸素濃度6.5%→5%:4つの半炉団から混合ガスを構成したときの一例)である。それ故、制御前の熱風中の酸素濃度が元々高い場合、(1)の方法単独だけでは、流動層中の石炭の滞留凝集粒の赤熱及び発火を防止するまでに至らない場合がある。   Among the above-mentioned methods, (1) and (2) can use the sensible heat of the coke oven exhaust gas most effectively. However, in the method (1), the range in which the combustion air ratio of the coke oven can be lowered is about 1.0 to 1.15, and the control range is small, so the rate at which the oxygen concentration in the hot air can be reduced is , About 20 to 30% (for example, oxygen concentration 6.5% → 5%: an example when a mixed gas is composed of four half furnace groups). Therefore, when the oxygen concentration in the hot air before the control is originally high, the method (1) alone may not prevent redness and ignition of the staying coal agglomerates in the fluidized bed.

なお、本方法では、混合ガスを構成する複数の半炉団の数が多くなるほど、燃焼切り替え時の混合ガス中の酸素濃度低下防止効果が高くなり、好ましい。   In addition, in this method, it is preferable that the effect of preventing the decrease in oxygen concentration in the mixed gas at the time of combustion switching increases as the number of the plurality of half furnace groups constituting the mixed gas increases.

また、(2)の方法も、燃焼空気の全てを、コークス排ガスの混合ガス中の酸素で代替したとしても(燃焼空気を0としても)、通常操業時における元々の燃焼空気量が、混合ガス量に比べて、それほど多くないため(幾つの半炉団から混合ガスを構成するかにもよるが、例えば、1炉団(2つの半炉団)分で混合ガスを構成する場合では、2割程度、2炉団(4つの半炉団)分で混合ガスを構成する場合では、1割程度である)、混合ガス中の酸素が燃焼する量も限られる。   In the method (2), even if all of the combustion air is replaced with oxygen in the mixed gas of coke exhaust gas (even if the combustion air is 0), the original amount of combustion air during normal operation is the mixed gas. Since it is not so much compared to the amount (depending on how many half-furnace groups constitute the mixed gas, for example, in the case where the mixed gas is composed of one furnace group (two half-furnace groups), 2 About 20%, when the mixed gas is composed of two furnace groups (four half furnace groups), it is about 10%), and the amount of oxygen in the mixed gas is limited.

燃焼空気を全て混合ガス中の酸素で代替したとしても、熱風中の酸素濃度を下げられる割合は、2〜3割程度(例えば、酸素濃度6%→3%:2つの半炉団から混合ガスを構成したときの一例)であり、制御前の熱風中の酸素濃度が元々高い場合は、(2)の方法単独だけでは、流動層中の石炭の滞留凝集粒の赤熱及び発火を防止するまでには至らない場合がある。   Even if all the combustion air is replaced with oxygen in the mixed gas, the oxygen concentration in the hot air can be reduced by about 20-30% (for example, oxygen concentration 6% → 3%: mixed gas from two half furnace groups) If the oxygen concentration in the hot air before the control is originally high, the method (2) alone will prevent red heat and ignition of coal agglomerated particles in the fluidized bed. It may not reach.

なお、本方法では、混合ガスを構成する複数の半炉団の数が少なくなるほど、燃焼切り替え時の混合ガス中の酸素濃度低下防止効果が高くなり、酸素濃度低下防止の面からは好ましい。   In this method, the smaller the number of the plurality of half-furnace groups constituting the mixed gas, the higher the effect of preventing the decrease in oxygen concentration in the mixed gas at the time of combustion switching, which is preferable from the viewpoint of preventing the decrease in oxygen concentration.

(3)の方法は、コークス炉排ガスの混合ガスを、熱風発生炉への投入前に、一部放散するので、熱風流量が少なくなる分を、流動層の循環ガス量を増やして補う必要が生じ、コークス排ガスに比べて、排ガス顕熱の低いガスの量がより増えてしまい、コークス炉排ガスの比較的高温の顕熱を有効利用するという点では不利である。しかし、(3)の方法は、酸素濃度を低下させる範囲の自由度が高く、熱風中の酸素濃度を所定値まで低下させることが確実に可能である点で、有利である。   In the method (3), the mixed gas of the coke oven exhaust gas is partially dissipated before being introduced into the hot air generating furnace, so it is necessary to compensate for the decrease in the hot air flow rate by increasing the circulating gas amount in the fluidized bed. As a result, the amount of gas having low sensible heat of the exhaust gas is increased as compared with the coke exhaust gas, which is disadvantageous in that the relatively high temperature sensible heat of the coke oven exhaust gas is effectively used. However, the method (3) is advantageous in that the degree of freedom in the range in which the oxygen concentration is reduced is high, and the oxygen concentration in the hot air can be reliably reduced to a predetermined value.

(4)の方法は、(3)の方法で、コークス炉排ガス混合後の混合ガスの一部を放散していたことに替えて、混合前の切り替え中の半炉団からのコークス炉排ガスの一部を放散する方法であるので、放散ガス量に対する酸素放散の効率が、(3)の方法よりも高くなり、この点で好ましい方法である。但し、(1)や(2)の方法に比べると、コークス炉排ガスの比較的高温の顕熱を有効利用するという点では不利である。   The method of (4) is the method of (3), in which a part of the mixed gas after mixing the coke oven exhaust gas was dissipated, and the coke oven exhaust gas from the half furnace group being switched before mixing was removed. Since this is a method of partially diffusing, the efficiency of oxygen diffusion with respect to the amount of emitted gas is higher than the method (3), which is a preferable method in this respect. However, compared with the methods (1) and (2), it is disadvantageous in that the relatively high temperature sensible heat of the coke oven exhaust gas is effectively used.

しかし、本方法では、混合ガスを構成する複数の半炉団の数が多くなるほど、混合ガス量に対する放散ガス量の割合が少なくて済むため、コークス炉排ガス顕熱の利用率が高まり、好ましい。   However, in this method, the larger the number of the plurality of half furnace groups constituting the mixed gas, the smaller the ratio of the emitted gas amount to the mixed gas amount, which is preferable because the utilization rate of the coke oven exhaust gas sensible heat increases.

上記(1)〜(4)の方法の実施に当たっては、混合ガスを構成する複数の半炉団の数や、通常操業時の混合ガス中の酸素濃度や、石炭の水分率等の原料条件や、石炭の赤熱及び発火を防止できる熱風中の酸素濃度値などにより、適切な方法を適宜選択すればよい。   In carrying out the above methods (1) to (4), the number of a plurality of half-furnace groups constituting the mixed gas, the oxygen concentration in the mixed gas during normal operation, the raw material conditions such as the moisture content of coal, An appropriate method may be appropriately selected depending on the oxygen concentration value in hot air that can prevent red heat and ignition of coal.

複数の半炉団数としては、コークス炉排ガスの有効利用の面からは、数が多いほど好ましいが、半炉団数が多くなると、排ガス配管等が煩雑になることや、炉団同士が離れていると配管が長くなり、配管コストが高くなることや、途中の放熱により顕熱が低下することなどの問題も生じるので、1炉団分(2つの半炉団)又は2炉団分(4つの半炉団)のコークス炉排ガスを混合して利用することが、通常は好ましい。   As the number of multiple half-furnace groups, a larger number is preferable from the viewpoint of effective use of coke oven exhaust gas, but as the number of half-furnace groups increases, exhaust gas piping and the like become complicated, and the furnace groups are separated from each other. If this is the case, the piping will become longer, the cost of the piping will increase, and problems such as sensible heat decrease due to heat dissipation during the process will also occur, so one furnace group (two half furnace groups) or two furnace groups ( It is usually preferable to mix and utilize the coke oven exhaust gas of the four half furnace groups.

また、(1)〜(4)の方法を単独で実施するだけでなく、複数の方法を組み合わせて行うことで、より効果的に、コークス炉排ガスの顕熱を利用することができる。   Further, not only the methods (1) to (4) are carried out alone but also by combining a plurality of methods, the sensible heat of the coke oven exhaust gas can be used more effectively.

例えば、(1)の方法と(2)の方法のそれぞれ単独だけでは、熱風中の酸素濃度を所定値以下にできなかった場合でも(例えば、酸素濃度の目標値5体積%に対して、対応前後で8→6体積%)、両者を組み合わせることで、目的とする所定値以下とすることが可能となる(例えば、8→4.5体積%)。   For example, even if each of the method (1) and the method (2) alone is used, even if the oxygen concentration in the hot air cannot be reduced to a predetermined value or less (for example, it corresponds to the target value of 5% by volume of the oxygen concentration). By combining both, it becomes possible to make it below the target predetermined value (for example, 8 → 4.5% by volume).

また、(1)の方法と(2)の方法の組み合わせでは、コークス炉排ガスの全てを利用することが可能であるので、コークス炉排ガスの顕熱を、最も有効に活用することができる。この点で、複数の方法を組み合わせる方法は、より好ましい方法である。   Further, in the combination of the method (1) and the method (2), it is possible to use all of the coke oven exhaust gas, so that the sensible heat of the coke oven exhaust gas can be utilized most effectively. In this respect, a method of combining a plurality of methods is a more preferable method.

次に、熱風の温度及び酸素濃度を決定するための考え方を、図6に基づいて説明する。   Next, the concept for determining the temperature and oxygen concentration of hot air will be described with reference to FIG.

熱風温度の上限は、石炭の変性防止、及び、石炭からのタール等の流出による分散板の目詰まり防止の観点から決まり、350℃位であり、下限は、石炭を、所定の乾燥度まで乾燥するとの観点から、決まり、通常は250℃程度である。なお、できるだけ高温の方が、流動層設備容量の低減のために、好ましい。   The upper limit of the hot air temperature is determined from the viewpoint of preventing modification of coal and preventing clogging of the dispersion plate due to outflow of tar and the like from the coal, and is about 350 ° C., and the lower limit is for drying the coal to a predetermined dryness. From this point of view, it is determined and is usually about 250 ° C. Note that a temperature as high as possible is preferable in order to reduce the fluidized bed equipment capacity.

熱風中の酸素濃度の下限値は、熱風発生炉での燃焼性を確保するのに必要な空気量から決まる。燃焼空気比が低いと、その分、循環ガス量が増え、水分の相対割合が増えるため、熱風の露点が下がり、特に、低温熱風の時には、集塵機で結露を起こし、バッグフィルターの目詰まりが起きるので、熱風中の酸素濃度は、2体積%以上が好ましい。     The lower limit value of the oxygen concentration in the hot air is determined from the amount of air necessary to ensure the combustibility in the hot air generating furnace. If the combustion air ratio is low, the amount of circulating gas increases and the relative proportion of moisture increases, so the dew point of the hot air decreases, and in particular, in the case of low temperature hot air, condensation occurs in the dust collector and the bag filter becomes clogged. Therefore, the oxygen concentration in the hot air is preferably 2% by volume or more.

酸素濃度の上限は、流動層内における石炭の滞留凝集粒の赤熱と発火を防止して、安全性及び生産の安定性を確保する必要性から決まる。但し、上限値は、図に示すように、熱風温度が高温なほど低くなる(例えば、熱風温度が350℃の場合、上限酸素濃度は3%程度、250℃の場合、上限酸素濃度は7%程度である)。   The upper limit of the oxygen concentration is determined by the need to prevent red heat and ignition of the coal agglomerates in the fluidized bed to ensure safety and production stability. However, as shown in the figure, the upper limit value becomes lower as the hot air temperature becomes higher (for example, when the hot air temperature is 350 ° C., the upper limit oxygen concentration is about 3%, and when the hot air temperature is 250 ° C., the upper limit oxygen concentration is 7%. Degree).

したがって、熱風温度は、250〜350℃の間で、且つ、石炭の滞留凝集粒の赤熱と発火を防止できる酸素濃度から決められる。その際、設備容量低減の面からは、350℃が好ましいが、石炭が発火し易い性状の場合や、コークス排ガスの燃焼切り替え時の酸素濃度が高い場合(例えば、8体積%以上)には、赤熱・発火防止において許容される熱風中の酸素濃度(所定の目標値)を上げるため、熱風温度を下げて操業する。   Accordingly, the hot air temperature is determined between 250 to 350 ° C. and the oxygen concentration that can prevent the red heat and ignition of the staying coal agglomerates. At that time, from the viewpoint of reducing the equipment capacity, 350 ° C. is preferable. However, when the coal is easily ignited or when the oxygen concentration at the time of combustion switching of the coke exhaust gas is high (for example, 8% by volume or more), In order to increase the oxygen concentration (predetermined target value) in the hot air that is allowed for prevention of red heat and ignition, the hot air temperature is lowered to operate.

次に、本発明の方法を実施するための手順の一例を、図7に基づいて説明する。   Next, an example of a procedure for carrying out the method of the present invention will be described with reference to FIG.

(i)目標熱風温度と目標熱風量を、制御装置に入力する。これらは、石炭の乾燥仕様と分級仕様から決定される。
(ii)各炉の燃焼切り替え時刻、その時の想定排ガス量、及び、排ガス中の酸素濃度濃度を、制御装置に入力する。各炉の切り替えは、スケジュール化されている。
(iii)各炉の切り替え時のコークス炉排ガスの放散率(流動層向けに使用しないで放散する各炉の排ガス量の比率)を設定する。
(I) The target hot air temperature and the target hot air amount are input to the control device. These are determined from the coal drying and classification specifications.
(Ii) The combustion switching time of each furnace, the assumed exhaust gas amount at that time, and the oxygen concentration concentration in the exhaust gas are input to the control device. The switching of each furnace is scheduled.
(Iii) The coke oven exhaust gas emission rate (ratio of the amount of exhaust gas emitted from each furnace without being used for the fluidized bed) at the time of switching of each furnace is set.

(iv)各炉の切り替え時の集合排ガス量、集合排ガス中の酸素濃度、及び、集合排ガスが熱風発生炉に到着する時刻を、制御演算装置で算出する。
(v)各炉切り替え時の循環ガス量を設定する。
(vi)切り替え時の熱風発生炉燃料量及び燃焼空気量を設定する。
(vii)熱風発生炉出側の熱風量、熱風温度、及び、熱風中の酸素濃度濃度を、制御演算装置で算出する。
(Iv) The amount of the collective exhaust gas at the time of switching of each furnace, the oxygen concentration in the collective exhaust gas, and the time when the collective exhaust gas arrives at the hot air generating furnace are calculated by a control arithmetic unit.
(V) Set the amount of circulating gas at each furnace switching.
(Vi) Set the amount of hot air generating furnace fuel and combustion air at the time of switching.
(Vii) The amount of hot air at the exit side of the hot air generating furnace, the hot air temperature, and the oxygen concentration concentration in the hot air are calculated by the control arithmetic device.

(viii)この算出結果が、(i)の目標値と一致しなければ、(v)の循環量の設定値を変更して、一致するまで繰り返す。
(ix)(vii)で算出した熱風発生炉出側の熱風中の酸素濃度濃度が5%以上なら、(iii)で設定した放散率を、大きな値に再設定して、(iv)以降を再度行う。5%以下になるまで繰り返す。
(x)上記で決定された放散率及び循環ガス量に基づいて、切り替えタイミングの時刻に、ダンパー制御を行い、目標の熱風量、温度、及び、酸素濃度を得る。
(Viii) If this calculation result does not coincide with the target value of (i), the set value of the circulation amount of (v) is changed and repeated until it coincides.
(Ix) If the oxygen concentration concentration in the hot air at the exit side of the hot air generator calculated in (ix) (vii) is 5% or more, reset the dissipation rate set in (iii) to a large value and Try again. Repeat until less than 5%.
(X) Based on the diffusion rate and circulating gas amount determined above, damper control is performed at the time of switching timing to obtain the target hot air volume, temperature, and oxygen concentration.

(2つの半炉団のコークス炉排ガスを利用した実施例A)
図2に示すように、2つの半炉団(1炉団)からのコークス炉排ガス全量を用いた際の実施例を以下に示す。
(Example A using coke oven exhaust gas from two half furnace groups)
As shown in FIG. 2, an example in which the total amount of coke oven exhaust gas from two half furnace groups (one furnace group) is used is shown below.

前提条件は、以下の通りである。   The preconditions are as follows.

コークス炉排ガス条件:混合ガス流量通常操業時132,000Nm3/h、
混合ガス流量燃焼切り替え時100,000Nm3/h
混合ガス酸素濃度通常操業時3.1体積%
混合ガス酸素濃度燃焼切り替え時12.8体積%(酸素濃度低 減手段実行前)、
混合ガス温度通常操業時220℃、
混合ガス温度燃焼切り替え時210℃
燃焼空気比1.23(1炉団のコークス生産量120t/h) 、
Coke oven exhaust gas conditions: Mixed gas flow rate 132,000 Nm 3 / h during normal operation,
100,000 Nm 3 / h when mixed gas flow rate combustion switching
Mixed gas oxygen concentration 3.1% by volume during normal operation
12.8% by volume when switching to mixed gas oxygen concentration combustion (before execution of oxygen concentration reduction means)
Mixed gas temperature 220 ° C during normal operation,
210 ℃ at the time of mixed gas temperature combustion switching
Combustion air ratio 1.23 (coke production of one furnace group 120t / h),

循環ガス条件:循環ガス流量通常操業時185,000Nm3/h、
循環ガス流量燃焼切り替え時224,000Nm3/h、
循環ガス酸素濃度通常操業時3.3体積%、
循環ガス酸素濃度燃焼切り替え時7.9体積%(酸素濃度低減手段実行 前)、
Circulating gas conditions: Circulating gas flow rate 185,000 Nm 3 / h during normal operation,
224,000 Nm 3 / h when switching to circulating gas flow rate combustion
Circulating gas oxygen concentration 3.3% by volume during normal operation,
7.9 vol% at the time of switching to circulating gas oxygen concentration combustion (before execution of oxygen concentration reduction means),

石炭条件:投入量270dry−t/h、水分率10.1質量%、乾燥後の目標水分2質量%、微粉分級率(微粉捕集率)30質量%、   Coal conditions: input amount 270 dry-t / h, moisture content 10.1% by mass, target moisture 2% by mass after drying, fine powder classification rate (fine powder collection rate) 30% by mass,

流動層条件:流動層寸法3m(W)×12m(L)、
熱風温度(通常操業時、燃焼切り替え時)290℃、
熱風流量(通常操業時、燃焼切り替え時)356,000Nm3/h、
熱風酸素濃度通常操業時3.6体積%、
熱風酸素濃度燃焼切り替え時8.6体積%、
滞留凝集粉の赤熱・発火防止の目標酸素濃度5.3%以下(at 熱風温 度290℃)
Fluidized bed conditions: fluidized bed dimensions 3 m (W) x 12 m (L),
Hot air temperature (normal operation, combustion switching) 290 ° C,
Hot air flow rate (during normal operation, combustion switching) 356,000 Nm 3 / h,
Hot air oxygen concentration 3.6% by volume during normal operation,
8.6% by volume when switching to hot air oxygen concentration combustion
Target oxygen concentration of staying agglomerated powder to prevent red heat and ignition: 5.3% or less (at hot air temperature 290 ° C)

熱風発生炉条件:燃料はMixガス(COGとBFGの混合ガス、低位発熱量1200 kcal/Nm3
燃焼空気比:通常操業中の半炉団;1.5、燃料切り替え中の半炉団 ;1.05
Hot air generating furnace conditions: Fuel is Mix gas (COG and BFG mixed gas, lower heating value 1200 kcal / Nm 3 )
Combustion air ratio: Half furnace group in normal operation; 1.5, Half furnace group during fuel change; 1.05

上記前提条件において、実施例1では、燃焼切り替え時に、通常操業中(燃焼切り替えしていない)の半炉団におけるコークス炉燃焼室での燃焼空気比を、1.08に低減するとともに、熱風発生炉の燃焼空気の全量を、混合ガス中の酸素で代替した操業を行った。   In the above preconditions, in Example 1, the combustion air ratio in the coke oven combustion chamber in the half furnace group during normal operation (not switching combustion) is reduced to 1.08 and hot air is generated at the time of combustion switching. Operation was performed by replacing the entire amount of combustion air in the furnace with oxygen in the mixed gas.

実施例2では、燃焼切り替え時に、混合ガスの60%を放散し、その放散量に見合った量を循環ガスで補った操業を行った。   In Example 2, at the time of combustion switching, 60% of the mixed gas was diffused, and an operation corresponding to the amount of the diffused gas was supplemented with circulating gas.

実施例3では、燃焼切り替え時に、混合ガスの75%を放散し、その放散量に見合った量を循環ガスで補った操業を行った。   In Example 3, when the combustion was switched, 75% of the mixed gas was diffused, and an operation corresponding to the amount of the diffused gas was supplemented with the circulating gas.

実施例4では、燃焼切り替え時に、燃焼切り替え側の半炉団のコークス炉排ガスを55%放散した後、通常操業中の半炉団のコークス炉排ガスと混合し、その放散量に見合った量を循環ガスで補った操業を行った。   In Example 4, at the time of combustion switching, 55% of the coke oven exhaust gas of the half furnace group on the combustion switching side was released, and then mixed with the coke oven exhaust gas of the half furnace group under normal operation. Operation supplemented with circulating gas.

実施例5では、燃焼切り替え時に、燃焼切り替え側の半炉団のコークス炉排ガスを75%放散した後、通常操業中の半炉団のコークス炉排ガスと混合し、その放散量に見合った量を循環ガスで補った操業を行った。   In Example 5, at the time of combustion switching, 75% of the coke oven exhaust gas of the half furnace group on the combustion switching side was released, and then mixed with the coke oven exhaust gas of the half furnace group in normal operation. Operation supplemented with circulating gas.

その結果を、表1に示す。データは全て燃焼切り替え中の値である。   The results are shown in Table 1. All data are values during combustion switching.

なお、比較のため、本実施例を行わないときのデータ(酸素濃度低減手段実施前)も併せて表1に記載する。   For comparison, data when this example is not performed (before the oxygen concentration reducing means is implemented) is also shown in Table 1.

実施例のいずれも、燃焼切り替え時において、熱風中の酸素濃度を目標の5.3体積%以下にすることができ、流動層中の滞留凝集粉の赤熱発火を防止することができた。   In any of the examples, the oxygen concentration in the hot air could be reduced to 5.3% by volume or less at the time of combustion switching, and red hot ignition of the staying agglomerated powder in the fluidized bed could be prevented.

また、実施例1においては、燃焼切り替え時でも熱風発生炉での燃料使用量を増加せずに済み、コークス炉排ガスをより有効に利用することができた。   Further, in Example 1, it was not necessary to increase the amount of fuel used in the hot air generator even when switching to combustion, and the coke oven exhaust gas could be used more effectively.

また、実施例1では、(ア)燃焼切り替え時に、通常操業中(燃焼切り替えしていない)の半炉団におけるコークス炉燃焼室での燃焼空気比を、1.08に低減する操作と、(イ)熱風発生炉の燃焼空気の全量を、混合ガス中の酸素で代替した操作を両方行ったが、これを、それぞれ、1つの操作だけ行って操業した場合には、(ア)単独では、熱風の酸素濃度は7.2%に留まり、(イ)単独では、熱風の酸素濃度は6.8%に留まり、単独での操作で、目標の酸素濃度に到達しないときは、複数の操作を組み合わせると有効であることを確認することができた。   In Example 1, (a) at the time of combustion switching, an operation of reducing the combustion air ratio in the coke oven combustion chamber in the half furnace group during normal operation (not switching combustion) to 1.08; B) Both operations were performed by substituting the total amount of combustion air in the hot air generator with oxygen in the mixed gas. If the oxygen concentration of hot air stays at 7.2%, and (a) alone, the oxygen concentration of hot air stays at 6.8%. It was confirmed that it was effective when combined.

(4つの半炉団のコークス炉排ガスを利用した実施例B)
上記実施例で用いた2つの半炉団のコークス炉排ガスに加えて、更に2つの半炉団のコークス炉排ガスを使用した、4つの半炉団(2炉団)からのコークス炉排ガス全量を用いた際の実施例を以下に示す。
(Example B using coke oven exhaust gas from four half furnace groups)
In addition to the coke oven exhaust gas of the two half furnace groups used in the above example, the coke oven exhaust gas from the four half furnace groups (two furnace groups) using the coke oven exhaust gas of the two half furnace groups was further calculated. Examples of use are shown below.

前提条件は以下の通りである。4つの半炉団とすることで、酸素濃度低減手段をとる前でも、燃焼切り替え時の混合ガス酸素濃度を、2つの半炉団のときに比べて、より低減できている。   The preconditions are as follows. By using four half-furnace groups, the mixed gas oxygen concentration at the time of combustion switching can be further reduced as compared with the case of two half-furnace groups even before taking the oxygen concentration reduction means.

コークス炉排ガス条件:混合ガス流量通常操業時253,000Nm3/h、
混合ガス流量燃焼切り替え時222,000Nm3/h
混合ガス酸素濃度通常操業時3.0体積%
混合ガス酸素濃度燃焼切り替え時7.5体積%(酸素濃度低減 手段実行前)、
混合ガス温度通常操業時220℃、
混合ガス温度燃焼切り替え時210℃
燃焼空気比1.23(2炉団のコークス生産量240t/h) 、
Coke oven exhaust gas conditions: mixed gas flow rate 253,000 Nm 3 / h during normal operation,
Mixed gas flow rate combustion switching 222,000 Nm 3 / h
Mixed gas oxygen concentration 3.0% by volume during normal operation
7.5% by volume when switching to mixed gas oxygen concentration combustion (before oxygen concentration reduction means)
Mixed gas temperature 220 ° C during normal operation,
210 ℃ at the time of mixed gas temperature combustion switching
Combustion air ratio 1.23 (Coke production volume of 2 furnace groups 240t / h),

循環ガス条件:循環ガス流量通常操業時74,000Nm3/h、
循環ガス流量燃焼切り替え時111,000Nm3/h、
循環ガス酸素濃度通常操業時3.0体積%、
循環ガス酸素濃度燃焼切り替え時6.0体積%(酸素濃度低減手段実行 前)、
Circulating gas conditions: Circulating gas flow rate 74,000 Nm 3 / h during normal operation,
111,000 Nm 3 / h when circulating gas flow rate combustion switching
Circulating gas oxygen concentration 3.0% by volume during normal operation,
At the time of switching to circulating gas oxygen concentration combustion 6.0% by volume (before execution of oxygen concentration reducing means),

石炭条件:投入量270dry−t/h、水分率10.1質量%、乾燥後の目標水分2質量%、微粉分級率(微粉捕集率)30質量%、   Coal conditions: input amount 270 dry-t / h, moisture content 10.1% by mass, target moisture 2% by mass after drying, fine powder classification rate (fine powder collection rate) 30% by mass,

流動層条件:流動層寸法3m(W)×12m(L)、
熱風温度(通常操業時、燃焼切り替え時)290℃、
熱風流量(通常操業時、燃焼切り替え時)356,000Nm3/h、
熱風酸素濃度通常操業時3.3体積%、
熱風酸素濃度燃焼切り替え時6.5体積%、
滞留凝集粉の赤熱・発火防止の目標酸素濃度5.3%(at 熱風温度2 90℃)
Fluidized bed conditions: fluidized bed dimensions 3 m (W) x 12 m (L),
Hot air temperature (normal operation, combustion switching) 290 ° C,
Hot air flow rate (during normal operation, combustion switching) 356,000 Nm 3 / h,
Hot air oxygen concentration 3.3% by volume during normal operation
6.5% by volume when switching to hot air oxygen concentration combustion,
Target oxygen concentration of staying agglomerated powder for prevention of red heat and ignition 5.3% (at hot air temperature 290 ° C)

熱風発生炉条件:燃料はMixガス(COGとBFGの混合ガス、低位発熱量1200 kcal/Nm3
燃焼空気比:通常操業中の半炉団;1.5、燃焼切り替え中の半炉団 ;1.05
Hot air generating furnace conditions: Fuel is Mix gas (COG and BFG mixed gas, lower heating value 1200 kcal / Nm 3 )
Combustion air ratio: half furnace group in normal operation; 1.5, half furnace group during combustion switching; 1.05

上記前提条件において、実施例6では、燃焼切り替え時に、通常操業中(燃焼切り替えしていない)の半炉団におけるコークス炉燃焼室での燃焼空気比を、1.08に低減した操業を行った。   Under the above-mentioned preconditions, in Example 6, the combustion air ratio in the coke oven combustion chamber in the half furnace group during normal operation (not switching combustion) was reduced to 1.08 at the time of combustion switching. .

実施例7では、燃焼切り替え時に、通常操業中(燃焼切り替えしていない)の半炉団におけるコークス炉燃焼室での燃焼空気比を、1.08に低減するとともに、熱風発生炉の燃焼空気の全量を、混合ガス中の酸素で代替した操業を行った。   In Example 7, at the time of combustion switching, the combustion air ratio in the coke oven combustion chamber in the half furnace group during normal operation (not switching combustion) is reduced to 1.08, and the combustion air of the hot air generating furnace is reduced. The operation was performed in which the entire amount was replaced with oxygen in the mixed gas.

実施例8では、燃焼切り替え時に、混合ガスの50%を放散し、その放散量に見合った量を循環ガスで補った操業を行った。   In Example 8, at the time of combustion switching, 50% of the mixed gas was diffused, and an operation corresponding to the amount of the diffused gas was supplemented with circulating gas.

実施例9では、燃焼切り替え時に、混合ガスの75%を放散し、その放散量に見合った量を循環ガスで補った操業を行った。   In Example 9, when the combustion was switched, 75% of the mixed gas was diffused, and an operation corresponding to the amount of the diffused gas was supplemented with the circulating gas.

実施例10では、燃焼切り替え時に、燃焼切り替え側の半炉団のコークス炉排ガスを50%放散した後、通常操業中の半炉団のコークス炉排ガスと混合し、その放散量に見合った量を循環ガスで補った操業を行った。   In Example 10, at the time of combustion switching, 50% of the coke oven exhaust gas of the half furnace group on the combustion switching side was released, and then mixed with the coke oven exhaust gas of the half furnace group in normal operation. Operation supplemented with circulating gas.

実施例11では、燃焼切り替え時に、燃焼切り替え側の半炉団のコークス炉排ガスを75%放散した後、通常操業中の半炉団のコークス炉排ガスと混合し、その放散量に見合った量を循環ガスで補った操業を行った。   In Example 11, at the time of combustion switching, 75% of the coke oven exhaust gas of the half furnace group on the combustion switching side was released, and then mixed with the coke oven exhaust gas of the half furnace group in normal operation, and an amount commensurate with the amount of emission was obtained. The operation was supplemented with circulating gas.

その結果を、表2に示す。データは全て燃焼切り替え中の値である。   The results are shown in Table 2. All data are values during combustion switching.

なお、比較のため、本実施例を行わないときのデータ(酸素濃度低減手段実施前)も併せて表2に記載する。   For comparison, Table 2 also shows data when this example is not performed (before the oxygen concentration reduction means is implemented).

実施例6〜11のいずれも、燃焼切り替え時において、熱風中の酸素濃度を目標の5.3体積%以下にすることができ、流動層中の滞留凝集粉の赤熱発火を防止することができた。   In any of Examples 6 to 11, the oxygen concentration in the hot air can be reduced to 5.3% by volume or less at the time of combustion switching, and red hot ignition of the staying agglomerated powder in the fluidized bed can be prevented. It was.

また、4つの半炉団とすることで、2つの半炉団のときよりも、酸素濃度低減手段実施前の熱風中酸素濃度を低減でき(燃焼切り替え時の酸素濃度増加の影響を緩和でき)、更に、通常操業中(燃焼切り替えしていない)の半炉団におけるコークス炉燃焼室での燃焼空気比を、1.08に低減する操作の効果が、2つの半炉団のときよりも高くなり、有利であることが判る。   In addition, by using four half-furnace groups, the oxygen concentration in the hot air before implementation of the oxygen concentration reduction means can be reduced compared to the case with two half-furnace groups (the effect of increasing the oxygen concentration at the time of combustion switching can be mitigated). Furthermore, the effect of the operation of reducing the combustion air ratio in the coke oven combustion chamber in the half furnace group during normal operation (not switched to combustion) to 1.08 is higher than in the case of the two half furnace groups. It turns out that it is advantageous.

コークス炉の燃焼切り替えを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the combustion switching of a coke oven. 本発明を実施する装置構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the apparatus structure which implements this invention. コークス炉燃焼切り替え時の各弁の弁開度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the valve opening degree of each valve at the time of coke oven combustion switching. コークス炉燃焼切り替え時の各ガスの流量変化を示す図である。It is a figure which shows the flow volume change of each gas at the time of coke oven combustion switching. コークス炉燃焼切り替え時のコークス排ガス中の酸素濃度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the oxygen concentration in the coke exhaust gas at the time of coke oven combustion switching. 熱風温度を設定する考え方を示す図である。It is a figure which shows the view which sets a hot air temperature. 本発明の実施手順の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the implementation procedure of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1A Aコークス炉
1B Bコークス炉
2A Aコークス炉煙突
2B Bコークス炉煙突
3A−1 ダンパー
3A−2 ダンパー
3A−3 ダンパー
3B−1 ダンパー
3B−2 ダンパー
3B−3 ダンパー
3−4 ダンパー
3−5 ダンパー
4 熱風発生炉
5 流動層
6 集塵装置
7−1 ブロアー
7−2 ブロアー
7−3 ブロアー
8 燃料配管
9 燃焼空気配管
10−1 流量計
10−2 流量計
10−3 流量計
10−4 流量計
11A Aコークス炉出排ガス配管
11B Bコークス炉出排ガス配管
12A Aコークス炉排ガス放散配管
12B Bコークス炉排ガス放散配管
13A 流動層放散ガスA炉煙突放散配管
13B 流動層放散ガスB炉煙突放散配管
14A Aコークス炉排ガス流動層向け配管
14B Bコークス炉排ガス流動層向け配管
15 コークス炉排ガス流動層向け配管
16 流動層循環ガス配管
17 流動層供給熱風ガス配管
18 流動層出排ガス配管
19 集塵装置出排ガス配管
20 流動層放散ガス配管
21−1 温度計
21−2 温度計
21−3 温度計
22−1 酸素濃度計(O2計)
22−2 酸素濃度計(O2計)
22−3 酸素濃度計(O2計)
31 制御演算装置
5 流動層
51 風箱
52 分散板
53 流動室
54 フリーボード部
1A A coke oven 1B B coke oven 2A A coke oven chimney 2B B coke oven chimney 3A-1 damper 3A-2 damper 3A-3 damper 3B-1 damper 3B-2 damper 3B-3 damper 3-4 damper 3-5 damper DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Hot-air generating furnace 5 Fluidized bed 6 Dust collector 7-1 Blower 7-2 Blower 7-3 Blower 8 Fuel piping 9 Combustion air piping 10-1 Flowmeter 10-2 Flowmeter 10-3 Flowmeter 10-4 Flowmeter 11A A coke oven exhaust gas pipe 11B B coke oven exhaust gas pipe 12A A coke oven exhaust gas diffusion pipe 12B B coke oven exhaust gas diffusion pipe 13A Fluidized bed diffused gas A furnace chimney diffused pipe 13B Fluidized bed diffused gas B furnace chimney diffused pipe 14A A Pipe for coke oven exhaust gas fluidized bed 14B Pipe for B coke oven exhaust gas fluidized bed 15 Coke oven exhaust gas fluidized bed piping 16 Fluidized bed circulation gas piping 17 Fluidized bed supply hot air gas piping 18 Fluidized bed exhaust gas piping 19 Dust collector exhaust gas piping 20 Fluidized bed diffused gas piping 21-1 Thermometer 21-2 Thermometer 21 -3 Thermometer 22-1 Oxygen concentration meter (O 2 meter)
22-2 Oxygen concentration meter (O 2 meter)
22-3 Oxygen concentration meter (O 2 meter)
31 Control processing unit 5 Fluidized bed 51 Wind box 52 Dispersion plate 53 Fluidization chamber 54 Free board

Claims (3)

  1. 熱風発生炉に、コークス炉の排ガス、及び、流動層の排ガスを投入し、前記熱風発生炉内での燃料の空気燃焼により、前記両排ガスを加熱して熱風とし、当該熱風を前記流動層に導入して、前記コークス炉へ投入する石炭を、前記流動層で乾燥及び分級するための石炭の流動層乾燥分級方法であって、
    前記コークス炉の排ガスとして、燃焼切り替えのタイミングが異なる複数の半炉団からの排ガスの混合ガスを使用し、
    前記各半炉団の燃焼切り替えの際に、前記熱風中の酸素濃度が所定の濃度以下となるように制御して、
    前記流動層内における石炭の発火を防止することを特徴とする石炭の流動層乾燥分級方法。
    Coke oven exhaust gas and fluidized bed exhaust gas are charged into a hot air generating furnace, and both the exhaust gases are heated to hot air by air combustion of fuel in the hot air generating furnace, and the hot air is supplied to the fluidized bed. A coal fluidized bed drying and classifying method for introducing and drying coal into the coke oven for drying and classifying in the fluidized bed,
    As the exhaust gas of the coke oven, using a mixed gas of exhaust gas from a plurality of half furnace groups having different timings of combustion switching,
    At the time of switching the combustion of each half furnace group, the oxygen concentration in the hot air is controlled to be a predetermined concentration or less,
    A fluidized bed drying classification method for coal, wherein ignition of coal in the fluidized bed is prevented.
  2. 前記各半炉団の燃焼切り替えの際の熱風を、所定の酸素濃度以下に制御する手段が、
    (a)前記コークス炉の燃焼室での燃焼空気比を低減して前記コークス炉排ガスの混合ガス中の酸素濃度を低下すること、
    (b)前記熱風発生炉での燃焼空気の一部又は全部を前記コークス炉排ガスの混合ガス中の酸素で代替し燃焼用空気量を低減すること、
    (c)前記コークス炉排ガスの混合ガスを前記熱風発生炉への投入前に一部放散すること、及び、
    (d)前記燃焼切り替え中の半炉団からのコークス炉排ガスの一部を放散すること
    の1種又は2種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項1に記載の石炭の流動層乾燥分級方法。
    Means for controlling the hot air at the time of switching the combustion of each half furnace group below a predetermined oxygen concentration,
    (A) reducing the combustion air ratio in the combustion chamber of the coke oven to reduce the oxygen concentration in the mixed gas of the coke oven exhaust gas,
    (B) replacing part or all of the combustion air in the hot air generating furnace with oxygen in the mixed gas of the coke oven exhaust gas to reduce the amount of combustion air;
    (C) partially dissipating the mixed gas of the coke oven exhaust gas before being introduced into the hot air generating furnace; and
    (D) Fluidized bed drying of coal according to claim 1, characterized in that it is one type or a combination of two or more types of releasing a part of coke oven exhaust gas from the half furnace group during the combustion switching. Classification method.
  3. 前記複数の半炉団は、1炉団を構成する2つの半炉団で、かつ、該1炉団の1又は2以上から前記混合ガスを構成することを特徴とする請求項1又は2に記載の石炭の乾燥分級方法。   The plurality of half furnace groups are two half furnace groups constituting one furnace group, and the mixed gas is composed of one or more of the one furnace group. The dry classification method of coal as described.
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