JP2010504379A - ガス室に３次的な加熱エレメントを備えたコークス炉 - Google Patents

Abstract

本発明は、水平構造（ノン／ヒートリカバリータイプ）のコークス炉であって、少なくとも１つの乾留チャンバと、乾留チャンバの側方に配置された鉛直の排ガス通路（下降管）と、乾留チャンバを非直接的に加熱するための、乾留チャンバの下方で水平に配置された底通路とを備えているものにおいて、コークス炉の特定の運転状態で固形物で充填されることのないように設けられたガス室に、単数または複数の加熱エレメントが配置されている。

Description

本発明は、水平構造（ノン／ヒートリカバリー型）のコークス炉であって、少なくとも１つの乾留チャンバと、乾留チャンバの側方に配置された鉛直の排ガス通路（下降管）と、乾留チャンバを非直接的に加熱するための、乾留チャンバの下方で水平に配置された底通路とを備えている形式のものに関しており、コークス炉の特定の運転状態で固形物で充填されることのないように設けられたガス室に、単数または複数の加熱エレメントが配置されている。

水平構造のコークス炉は、背景技術から公知であり、広く用いられている。たとえばこのようなコークス炉は、米国特許第４１１１７５７号明細書、米国特許第４３４４８２０号明細書、米国特許第６５９６１２８号明細書またはドイツ連邦共和国特許第６９１０６３１２号明細書に記載されている。

背景技術から、石炭の炭化化時間を早めて、装入石炭または突き固められた石炭かすにおける乾留の均等な進行を確実にするために様々な構成が公知である。

そこでは炉室内のガスガイドを大幅に改善する手段が講じられている。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００５０５５４８３号明細書では、炉扉を介して行われる給気を自動化し、炭化時間に応じて中央の駆動装置を介して制御することが提案されている。これにより良好な調整が達成されるが、依然として、扉付近の燃焼を不必要に高めることなく、炉室の奥行きに均等に燃焼空気を供給する問題が存在している。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００５０２５９５５号明細書では、燃焼空気の複数の供給が提案されており、供給は、分配系を介して実現され、分配系は、概ね炉天井に配置されている。分配系を介して、燃焼空気は、上方から多数の開口を通って炉天井を通過して、炉室にガイドされる。燃焼ガスの供給系は、炉扉の開口を介して燃焼空気を中央に導入することと比べて大幅な改善を成している。しかしながらコークス炉内のガスガイドをさらに改善し、乾留時間を短縮し、ひいては製法の経済性を改善する要求は存在したままである。

この課題は、独立請求項に規定した、水平構造（ノン／ヒートリカバリー型）のコークス炉によって解決される。このコークス炉は、少なくとも１つの乾留チャンバと、乾留チャンバの側方に配置された鉛直の排ガス通路（下降管）と、乾留チャンバを非直接的に加熱するための、乾留チャンバの下方で水平に配置された底通路とを備えており、コークス炉の特定の運転状態で固形物で充填されることのないように設けられたガス室に、単数または複数の加熱エレメントが配置されている。

加熱エレメントは、任意の形状を有してよく、理想的には懸下しているリブまたは懸下している壁として成形されており、したがってさらに改善することができ、開口または部分的に開いた構造を有している。

一般的に、加熱エレメントは、任意に炉チャンバ内に取り付けることができる。理想的には、３次的な加熱エレメントは、着脱可能に適切な保持体に懸下されており、保持体は、乾留チャンバの壁および／または天井に取り付けられている。その利点によれば、３次的な加熱エレメントは、一方では、コークス炉チャンバに作業が必要である場合に比較的簡単に取り外すことができ、他方では、膨張過程が炉壁に伝達されるのを回避することができる。

コークス炉のさらに改善された形態によれば、ガスガイドを加熱エレメントの位置に適合させることができる。したがって加熱エレメントによって乾留チャンバを複数の区分に分割すると、各区分に少なくとも１つの給気路が通じており、各区分から１つまたは２つの排ガス通路（下降管）が延びている。

コークス炉の改善された形態では、乾留チャンバの内壁の少なくとも一部および／または加熱エレメントの表面の一部は、２次的な加熱面として形成することができ、２次的な加熱面は、高放出被覆（Hochemissionsbeschichtung；ＨＥＢ）で被覆されており、高放出被覆（ＨＥＢ）では放出度は０．９以上である。

ＨＥＢは、有利には材料Ｃｒ₂Ｏ₃もしくはＦｅ₂Ｏ₃またはこれらの材料を含有する混合物から成っており、この場合混合物中のＦｅ₂Ｏ₃の割合は、少なくとも２５重量パーセントであり、混合物中のＣｒ₂Ｏ₃の割合は、少なくとも２０パーセント重量パーセントである。選択的にＨＥＢは、追加的に少なくとも２０重量パーセントの割合を有するＳｉＣを含有していてもよい。

コークス炉の良好な形態では、ＨＥＢは、追加的に単数または複数の無機質粘結剤を含有している。ＨＥＢの含有材料は、望ましくは１５μｍ以下であり、理想的には２．５μｍ〜１０μｍである特別な粒度を有している。

ＨＥＢによって、コークス炉室内の放射状況が大幅に改善され、上方から下方へ進行するコークス化過程がさらに加速される。

したがってコークス炉はさらに改良され、乾留チャンバの下方で水平に延びる排煙通路の壁が前述の物質組成のＨＥＢで全体的または部分的に被覆されており、これによってコークス炉チャンバの床を通る非直接的な熱伝達が改善される。

本発明は、前述のコークス炉を用いたコークスを製造する方法にも関しており、前述の１形態が用いられる。通常、記載した複数のコークス炉は、多少なりとも並行して運転される。

製造方法の特に適切な形態では、乾留過程中の乾留チャンバ内温度は、理想的には平均１０００度〜１４００度である。この温度は、短時間超過してもよい。

本発明によるコークス炉を示す断面図である。 本発明によるコークス炉を示す別の断面図である。 加熱エレメントの特別な懸下部を示す断面図である。

図１には、本発明によるコークス炉を断面図で示した。コークス炉１は、炉天井２と炉壁３と炉床４とを備えており、炉天井２と炉壁３と炉床４とは、炉室５を包囲している。炉室５に、波線で示した給気部６が通じている。炉床４に、装入された装入石炭７が積み置かれており、炉床４の下側で排煙通路８が延びている。さらに炉基部９に設けられた給気部１０が横断面で図示されており、給気部１０を介して、空気を排煙通路８にガイドすることができる。

鉛直の排煙通路１１（下降管）は、炉壁３内で、炉室５のガス室から炉床４の下方で水平の排煙通路８に延びており、排煙通路１１を介して、乾留時に発生するガスを導出することができる。

炉室５の内側表面はＨＥＢを有しており、ＨＥＢは、同じ部分でＣｒ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃およびＳｉＣから成っている。内壁のＨＥＢ（ＨＥＢによって内壁は２次的な加熱面になる）は、詳しくは図示していない。さらに炉室５内に、鉛直で互いに平行な加熱エレメント１２（３次的な加熱面）が取り付けられており、加熱エレメント１２は、装入石炭７の上方で自由な横断面を広く占めており、加熱エレメント１２も同様にＨＥＢで被覆されている。加熱エレメント１２は、保持エレメント１３（保持エレメント１３はここでは壁用アンカおよび天井用アンカの構成を有している）に取り付けられている。図示の形態では、環状に延びる比較的小さなギャップ１４が、炉室５の内壁面と装入石炭７と加熱エレメント１２の外縁との間に残存し、これによって炉室５内で水平の対流が実現され、構成部材の異なる膨張特性に基づく材料破損が防止される。

図２には、本発明によるコークス炉１を別の断面図で示した。ここでも図１の符合が適用される。明確に看取されるように、加熱エレメント１２によって炉室５は６つ区分に分けられており、この場合各区分に給気部６が通じており、開口１５と排煙通路８，１１とを介してガスを炉室５から排出することができる。炉扉１６に隣接する炉区分への燃焼空気の導入は、炉扉１６自体に設けられた給気部６を介して行われる。加熱エレメント１２は、保持エレメント１３で取り付けられており、保持エレメント１３は、炉天井２および炉壁３に設けられている。

図３には、加熱エレメント１２の特別な懸下部を断面図で示しており、ここではコークス炉１の、炉扉１６に隣接する区分を図示した。炉室５内で懸下している加熱エレメント１２は、ギャップ１４を設けて装入石炭７から離間している。加熱エレメント１２は、単数または複数の保持エレメントを介して炉天井２に取り付けられている。保持エレメントは、主に天板１７と引張棒１８と底板１９とから成っている。引張棒１８は、天井開口２０を貫通して延びていて、天板１７によって保持されており、天板１７は、天井開口２０を完全に閉じている。さらに引張棒は、上方から下方へ加熱エレメント１２を通ってガイドされているか、または保持エレメント１２に取り付けられている。加熱エレメント１２の主重量は、引張棒１８の下位端部に取り付けられた、保持エレメントの底板１９に支持されている。

区分ごとにガスガイドを備えた区分にコークス炉を分割すること、ならびに加熱エレメントによる放射を均等化することによって、炭化時間が短縮され、炉扉付近の生産物の損失が低減される。

Claims (12)

1. 水平構造（ノン／ヒートリカバリー型）のコークス炉であって、
   少なくとも１つの乾留チャンバと、該乾留チャンバの側方に配置された鉛直の排ガス通路（下降管）と、前記乾留チャンバを非直接的に加熱するための、前記乾留チャンバの下方で水平に配置された底通路とを備えている形式のものにおいて、
   当該コークス炉の特定の運転状態で固形物で充填されることのないように設けられたガス室に、単数または複数の加熱エレメントが配置されていることを特徴とする、コークス炉。
2. 前記加熱エレメントは、懸下しているリブまたは懸下している壁として成形されており、３次的な前記加熱エレメントは、開口または部分的に開いた構造を有している、請求項１記載の装置。
3. ３次的な前記加熱エレメントは、着脱可能に適切な保持体に懸下されており、該保持体は、乾留チャンバの壁および／または天井に取り付けられている、請求項１または２記載の装置。
4. 前記加熱エレメントによって前記乾留チャンバを複数の区分に分割すると、各区分に少なくとも１つの給気路が通じており、各区分から１つまたは２つの排ガス通路（下降管）が延びている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 前記乾留チャンバの内壁の少なくとも一部および／または前記加熱エレメントの表面の一部は、２次的な加熱面として形成されており、該２次的な加熱面は、高放出被覆（ＨＥＢ）で被覆されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 前記ＨＥＢは、材料Ｃｒ₂Ｏ₃もしくはＦｅ₂Ｏ₃またはこれらの材料を含有する混合物から成っており、混合物におけるＦｅ₂Ｏ₃の割合は、少なくとも２５重量パーセントであり、混合物におけるＣｒ₂Ｏ₃の割合は、少なくとも２０重量パーセントである、請求項５記載の装置。
7. 前記ＨＥＢは、追加的に少なくとも２０重量パーセントの割合を有するＳｉＣを含有している、請求項５または６記載の装置。
8. 前記ＨＥＢは、追加的に単数または複数の無機質粘結剤を含有している、請求項５から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 前記ＨＥＢに含有される材料の粒度は、１５μｍ以下であり、理想的には２．５ｍｍ〜１０μｍである、請求項５から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 前記乾留チャンバの下方で水平に延びる排煙通路の壁は、前記材料組成のうちの１材料組成のＨＥＢで完全にまたは部分的に被覆されている、請求項５から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項記載の単数または複数のコークス炉を使用してコークスを製造する方法。
12. 乾留を、１０００度〜１４００度の中程度の炉室温度で行う、請求項１１記載の方法。

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