JP2009540024A - 水平型コークス炉の床構造 - Google Patents

Abstract

本発明はＮｏｎ−Ｒｅｃｏｖｅｒｙ構造形式のコークス炉、いわゆるＮｏｎ−Ｒｅｃｏｖｅｒｙ又はＨｅａｔ−Ｒｅｃｏｖｅｒｙ−コークス炉であって、コークス炉床が少なくとも２つの層から構成され、各層が同じ又は異なるシリコン材料から形成されており、炉室から見て、第１の層が内実の耐火性材料から形成されており、第２の層が多数の開口、ギャップ、すき間又はそれに類似したものを有し、これらの開口、ギャップ、すき間又はそれに類似したもののガス空間がその下に延在する煙ガス通路と接続されている形式のものに関する。

Description

本発明は水平型の構造形式のコークス炉、いわゆるＮｏｎ−Ｒｅｃｏｖｅｒｙ又はＨｅａｔ−Ｒｅｃｏｖｅｒｙコークス炉であって、コークス炉床が少なくとも２つの層から構成されておりかつ該層が同じ又は異なる耐火性の材料から形成されている形式のものに関する。炉室から見て第１の層は内実の材料から形成されておりかつ第２の層は多数の開口、ギャップ、すき間又はそれに類似したものを有している。この場合、前記開口、ギャップ、すき間又はそれに類似したもののガス空間はその下に延在する煙ガス通路のガス空間と接続されている。さらに本発明は、前記両方の層を有する炉床セグメント並びに単数又は複数の前記コークス炉を使用する方法に関する。

Ｈｅａｔ−Ｒｅｃｏｖｅｒｙ−コークス化炉の加熱は通常は、コークス化に際して発生するガスの燃焼によって行なわれる。この場合、燃焼は石炭チャージの上側でガスの１部が炉室内の１次空気と燃焼させられるように制御される。この部分燃焼させられたガスはＤｏｗｎｃｏｍｅｒとも呼ばれる通路を介して炉室の床の加熱流に供給され、ここで別の燃焼空気、２次空気の添加によって完全に燃焼させられる。このような形式で石炭チャージには直接上からかつ間接的に下から熱は供給される。これはコークス化速度に、ひいては炉の仕事率に有利に作用する。

前記公知のコークス炉は原理的には信頼性をもって働くが、コークスケークを焼成するために６０時間までの長い焼成時間を必要とするという欠点を有している。したがって本発明の課題は短い焼成時間が達成されるコークス炉と方法とを提示することである。

ばら荷石炭を支持しなければならない内実の炉床が焼成時間の原因を成すことが見い出された。炉床は著しい熱伝導抵抗を有しているのでばら荷石炭の下側は上側よりも著しく長い焼成時間がかかる。したがって本発明の課題はコークス炉室、コークス炉床、コークス炉床の下側に配置された水平に延在する複数の煙ガス通路を有する水平型コークス炉によって解決された。コークス炉室と煙ガス通路との間にあるコークス炉床は垂直方向で見て、少なくとも２つの層から構成され、煙ガス通路の壁に支えられている。前記層の各々は同じ又は異なる耐火性の材料、例えばシリカ材料、シャーモット等から形成されている。本発明によるコークス炉は、炉室から見て第１の層が多数の開口、ギャップ、すき間、小通路又はそれに類似したものも有し、前記開口、ギャップ、通路又はそれに類似したもののガス空間がその下に延在する煙ガス通路のガス空間と接続されていることを特徴としている。

理想的には第２の層はアーチ状に湾曲した形を有し、第１の層は少なくとも１つの平らな上側面を有し、該上側面の上には、規定された運転中に、コークスケークもしくは石炭又はコークスばら荷が焼成時間の間、載せられている。この場合、コークス炉は第１と第２との層との間にはさらに少なくとも１つの別の層又は移行エレメントが配置されている。

８００℃の温度が存在している場合には熱伝導の対流性の割合は放射に基づく熱伝導の割合に対し優先するので、ガスが開口、通路等内に流れる必要はない。したがってこのようなグリッド機構の形をした第２の層を使用することで炉のスタティックは最小の影響しか受けないが支持するコークス炉床の厚さは４０％まで減じられることができる。これはコークス炉床の平均熱伝導抵抗を著しく低下させ、その結果、焼成時間の著しい短縮もしくは炉効率の上昇をもたらす。ポジティブな付加効果は、煙ガスカバーの高められた表面粗さが流動速度の局所的な低下をもたらし、これによって同様に単位時間あたり伝導可能な熱量が増大されることで行なわれる。

別の好適化は、第２の層が内実材料から成る成形ブロックから形成され、隣り合った成形ブロックの間に又は壁の間に開口、ギャップ、すき間又はそれに類似したものが形成されるように配置されることで達成される。この構成の利点は簡単な交換にある。何故ならば既に全面的で従来技術で公知である通路カバーのために使用できる同一の、楔状のカバー成形ブロックを使用できるからである。

コークス炉の好適化は、第２の層が成形ブロックから形成され、各個々の成形ブロックが少なくとも１つの開口、ギャップ、すき間、通路又はそれに類似したものを有し、理想的には各個々の成形ブロックが複数の開口、ギャップ、すき間、通路又はそれに類似したものを有していることで得られる。この場合には、構成的な要求に応じて、先に述べたすき間を形成するか又は成形ブロックが内実の成形ブロックと組合わされることができる。

所定の要求に対しては、下層における開口、ギャップ、すき間又は通路の開放横断面は異なることができる。開口の異なる差はガス案内及び熱流との好適化を許す。例えばガス流出通路の全領域にて熱流の均等な分配を可能にするために前記装備の開放横断面がドア及び炉壁の領域で増大させられることができる。開口の正確な寸法設定のためには開口横断面の口径が定められることができる。これによって本発明の構成に応じてコークスの焼成プロセスは炉の全長に亙って均等に構成されることができる。加えて開口形態の前記形式で加熱欠陥は補償されることができる。熱伝導の更なる改善は、第１と第２の層の間に、少なくとも１つの別の層が配置され、第１の層を形成する成形ブロック自体がカバー層と下層とを有し、この場合、カバー層が内実材料から形成され、下層が多数の開口、ギャップ、すき間、通路又はそれに類似したものを有しておりかつこれが付加的な中間層を形成していることによって達成される。

第１の層が２つの面平行な面を有し、第２の層がアーチ状に湾曲されて構成されていると、通常は、第１の層が理想的に第２の層に支持され得るためには補償する中間層又は移行エレメントを備えることが必要である。この場合には層の異なる輪郭を補償するために設けられた中間層又は移行層が成形ブロックから成り、該成形ブロックが開口、ギャップ、すき間、通路又はそれに類似したものを有していることで改善された実施形態が得られる。

きわめて多くの単個ブロックから形成されたコークス炉床は多くの時間を費やして構築されなければならない。構築に費やされる時間は本発明のコークス炉の別の実施形態によって、コークス炉床が垂直方向で唯一の内実の炉床セグメントから形成され、該炉床セグメントがカバー層と下層とを有し、この場合、カバー層が内実材料から形成されかつ下層が多数の開口、ギャップ、すき間、通路又はそれに類似したものを有していることにより著しく短縮された。

理想的には前記炉床セグメントは、該炉床セグメントが下層にコンカーブな湾曲を有するように成形される。前記炉床セグメントの下層は本発明の方法の実施形態では煙ガス通路のカバーをも形成することができる。装置を規定に従って運転した場合には、コークスケーク又はコークスばら荷はコークス炉床のカバー層の上に位置している。したがってカバー層は通常は湾曲されて形成されておらず、水平な構成形式を有している。

コークス炉の構成的な製作を容易にするためには、炉床成形ブロックは有利には外側の形状にて、完成した炉床の輪郭を有している。したがって第２の層のために設けられた炉床成形ブロックはすでに単個構成ブロックとして湾曲した形状を有することができる。第１の層のために設けられた炉床成形ブロックはこれに対し、単個構成ブロックとしてその上側面に、有利な形式で平らな圧刻部を有している。

構造形式を構成的に特別に簡易化するためには、炉床エレメントがすべての寸法で各煙ガス通路の幅と煙ガス通路壁の厚さとに適応するように成形されかつ寸法設定されている。各個別の炉床成形ブロックはこの場合には煙ガス通路をその全幅にて橋絡し、その端部で煙ガス通路壁に支持される。

以後、図１から図３ｂに基づき若干の変化実施例について詳細に記述する。

水平型の公知のコークス炉１の断面図。 コークス炉床１１の断面図。 カバー１２の下面図。 本発明による炉床セグメント１９が使用されたときのコークス炉床の構造を断面して示した図。 炉床セグメントの下面。

本来のコークス炉室２は外壁構造３によって取囲まれておりかつ１次空気通路９を介して燃焼空気が供給される。燃焼ガスはコークス炉室２から壁通路、いわゆるダウンコーマ（Ｄｏｗｎｃｏｍｅｒ）４を介して煙ガス通路５へ導かれる。煙ガス通路５はコークス炉床１１の下側に延在している。煙ガス通路５は仕切り壁６によって個別化されているが、図示されていない形式で接続されている。煙ガス通路５の下を２次空気通路８が延在し、この２次空気通路８を介して煙ガス通路５における燃焼が制御される。ばら荷石炭もしくはコークス１０は規定に従った運転に際してばら荷又はプレスされたケークとしてコークス炉床１１の上に位置している。

図２ａの断面図はコークス炉床１１を詳細に示している。両方の層１１ａと１１ｂから成るコークス炉床１１は仕切り壁ブロック２０から形成されている仕切り壁の上に載置されている。コークス炉床１１の本来の表面は水平な移行ブロック１３の上に載置された平らな炉床プレート１５から形成されている。この水平方向の移行ブロック１３は仕切り壁６の垂直な端部を形成している。移行ブロック１３の下側には２つの支持ブロック１７が配置され、支持ブロック１７自体は各仕切り壁６の壁クラウンの上に配置されている。仕切り壁６は方形の成形ブロック２０から形成されている。支持ブロック１７の側面には煙ガス通路５のカバー１２が支えられている。このカバー１２は円弧として形成され、多数の楔形のカバーブロック１６により形成されている。カバーブロック１６はカバーブロック１６の間に図２ａのカバー１２の下面図に示されているように常に１つのすき間１８又は通路が生じるように配置されている。本発明による別の利点は下層１１ｂにおけるグリッド機構で必要とされる構成材料が少ないことである。これは経済的な利点をもたらす。

図３ａは本発明による炉床セグメント１９が使用された場合のコークス炉床構造の断面図が示されている。炉床セグメント１９は垂直方向で一貫した成形ブロックとして構成され、組込まれた状態で、それぞれ２つの仕切り壁６の上に位置している。炉床セグメント１９には製造側で開口、通路１８又はそれに類似したものが設けられている。片側で開放した通路１８は煙ガス通路５のガス空間と接続されている。通路１８は図示の例では第１の層１１ａに対し垂直に配置されるのではなく、面状に配置されている。したがって第１の層１１ａのできるだけ小さな領域が通路１８の端部への接続なしで残る。図３ｂには炉床セグメント１９の下面図が示されている。カバー通路１８の影縁部は図面を見やすくするためにカバー通路１８の１列のためだけに破線で示してある。

１ コークス炉
２ コークス炉室
３ 外壁
４ ダウンコーマ
５ 煙ガス通路
６ 側方の仕切り壁
７ コークス炉基礎
８ ２次空気通路
９ １次空気通路
１０ コークスケーク、コークスばら荷
１１ コークス炉床
１２ 煙ガス通路のカバー
１３ 水平方向の移行ブロック
１４ 垂直方向の移行ブロック
１５ 炉床プレート
１６ 煙ガス通路のカバーブロック
１７ 支持ブロック
１８ カバー通路、すき間、開口
１９ 成形ブロック、炉床セグメント
２０ 仕切り壁の成形ブロック

Claims (19)

1. 水平型のコークス炉であって、コークス炉室と、コークス炉床と、該コークス炉床の下側に配置された、水平に延在する複数の煙ガス通路とを有し、前記コークス炉室と煙ガス通路との間にある前記コークス炉床が、垂直方向で見て、少なくとも２つの層から構成されておりかつ前記煙ガス通路の壁に支えられており、前記各層が同じであるか互いに異なった耐火性材料から形成されている形式のものにおいて、炉室から見て、
   （イ）第１の前記層が内実材料から形成されたカバー層を成しており、
   （ロ）第２の前記層が多数の開口、ギャップ、すき間又はそれに類似したものを有する下層を成しており、前記開口、ギャップ、すき間又はそれに類似したもののガス空間が、その下に延在する煙ガス通路のガス空間に接続されている、
   ことを特徴とする、水平型コークス炉。
2. 前記第２の層が円屋根状に湾曲した形を有し、前記第１の層が少なくとも１つの平らな表面側を有している、請求項１記載の水平型コークス炉。
3. 前記第１の層と前記第２の層との間にさらに少なくとも１つの別の層又は移行エレメントが配置されている、請求項１又は２記載の水平型コークス炉。
4. 前記第２の層が内実材料から成る成形ブロックから形成され、該成形ブロックが隣接する成形ブロックの間に開口、ギャップ、すき間又はそれに類似したものが形成されるように配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の水平型コークス炉。
5. 前記第２の層が成形ブロックから形成され、個々の成形ブロックが少なくとも１つの開口、ギャップ、すき間、通路又はそれに類似したものを有しており、理想的には各個々の成形ブロックが複数の開口、ギャップ、すき間、通路又はそれに類似したものを有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の水平型コークス炉。
6. 前記第２の層が内実材料から成る成形ブロックから成り、該成形ブロックが請求項５に従って形成されている、請求項４又は５記載の水平型コークス炉。
7. 前記第２の層が請求項４又は５による層構造の組合わせである、請求項４又は５記載の水平型コークス炉。
8. 前記第１の層と第２の層との間に少なくとも１つの別の層が配置され、前記第１の層を形成する成形ブロック自体がカバー層と下層とを有し、前記カバー層が内実材料から形成され、下層が多数の開口、ギャップ、すき間又はそれに類似したものを有しかつこの中間層を形成している、請求項１から７までのいずれか１項記載の水平型コークス炉。
9. 前記層の異なる輪郭を補償するために設けられている中間層又は移行ブロックが、少なくとも１つの開口、ギャップ、すき間、通路又はそれに類似したものを有する複数の成形ブロックから成っている、請求項３から７までのいずれか１項記載の水平型コークス炉。
10. コークス炉床が垂直方向で唯一の内実のセグメントから成り、該セグメントがカバー層と下層とを有し、カバー層が内実材料から形成されかつ下層が多数の開口、ギャップ、すき間、通路又はそれに類似したものを有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の水平型コークス炉。
11. コークス炉床を形成する成形ブロックが下面にてコンベックスに湾曲されている、請求項１０記載の水平型コークス炉。
12. 下層における開口、ギャップ、すき間、通路又はそれに類似したものの開放した横断面が、平方メートルあたり異なっている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の水平型コークス炉。
13. 前記開口、ギャップ、すき間、通路又はそれに類似したものの開放した横断面が平方メートルあたり、ドア及び／又は隣接炉のない炉壁の領域で増大されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の水平型コークス炉。
14. 前記開口、ギャップ及びすき間が炉床の基本面を目的に応じて加熱するために、異なって規定された開放横断面を備えている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の水平型コークス炉。
15. 水平型構造形式のコークス炉のための炉床成形ブロックにおいて、この炉床成形ブロックが内実の炉床セグメントであって、カバー層と下層とを有し、カバー層が内実材料から構成され、下層が多数の開口、ギャップ、すき間、通路又はそれに類似したものを有しかつ規定に従った運転で、
    −コークスケーク又はコークスばら荷がカバー層の上に充たされかつ
    −下層が煙ガス通路のカバーを形成する
    ことを特徴とする、炉床成形ブロック。
16. 第２の層の外側の輪郭が円屋根状に湾曲された形を有し、第１の層が少なくとも平らな上面を有している、請求項１５記載の炉床ブロック。
17. 炉床成形ブロックの幅が各煙ガス通路と煙ガス通路壁の厚さとに適合させられており、各炉床成形ブロックが各煙ガス通路を橋絡しかつ煙ガス通路壁の上に載置可能であり、規定に従った組込み場所にて、複数の平行な炉床成形ブロックが１つの煙ガス通路を覆っている、請求項１５又は１６記載の炉床成形ブロック。
18. 下層が下側にてカバー層に向かってコンカーブに湾曲されている、請求項１５から１７までのいずれか１項記載の炉床成形ブロック。
19. 請求項１から１１までのいずれか１項記載の水平型構造形式のコークス炉を使用することを特徴とする、コークスを製造する方法。

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