JP2010538133A - 燃焼空気又はコークス化を促すガスをコークス炉の上部領域に供給するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、一次燃焼空気又はガスを、石炭をコークス化するための炉内に供給するための装置に関する。この場合、この装置は、複数のノズル状の開口より成っており、これらの開口の入口は、耐火性の材料より形成されていて、これらの開口は、コークス炉のドアの上又は上側のドアの領域内に配置されていて、空気又はガス貫流のための調整装置を有しておらず、一次空気又はガスの一部が前記開口を通ってガイドされ、炉の天井部に追加的な複数の開口が取り付けられていて、これらの開口を介して一次空気又はガスのさらに一部が供給され、調整ユニットが設けられており、該調整ユニットは、フラップ機構又はねじ山付きスピンドル又は円錐形閉鎖部材より成っていて、機械的な調節装置に接続されており、前記開口が天井部内において管として構成されていて、天井壁を通ってガイドされており、この場合、前記管が、外部の影響に対して保護するために、Ｕ字管として又はサイフォンとして構成されている。また本発明は、一次空気又はガスを供給するための前記装置に利用される、石炭をコークス化するための方法に関するものであって、この場合、コークス化プロセスの始動段階後に、ドア領域の上に設けられた前記ノズル状の開口を閉鎖するようにした。

Description

本発明は、コークス炉団に燃焼空気を供給するための装置であって、該装置によって、炉のドア開口の上の領域又はドア領域においてコークス炉への均一かつ効果的な空気又はガス供給が行われ、この空気又はガス供給が、炉の天井部に設けられた空気又はガス供給管路によって促進され、該空気又はガス供給管路にガス貫流量を制御するための調整装置が設けられており、この調整装置が、炉をコークス化及び装入する際に一般的である高い温度にさらされないようになっている形式のものに関する。また本発明は、改良された空気又はガス供給システムを備えた、石炭をコークス化するための方法に関する。

非回収型（Non-Recovery）又は熱回収型（Heat-Recovery）の炉の加熱は、一般的にコークス化において発生するガスを燃焼させることによって行われる。この場合、燃焼は、装入石炭（チャージ若しくは装入された石炭）の上方でガスの一部が炉室内で一次空気によって燃焼されるように制御される。この一部が燃焼されたガスは下降管とも称呼される管路を介して、炉室の底における煙道に供給され、ここでさらに燃焼空気及び二次空気が添加されることによって、完全に燃焼される。

このような形式で、装入石炭に、熱が上方から直接供給され、また下方から間接的に供給されるようになっており、これは、コークス化速度及びひいては炉の性能に有利に作用する。この方法を実施するために、供給された一次空気及び二次空気を正確に測定し、これをコークス化期間の継続中に亘って可変に制御する必要がある。従来技術によれば、フラット構造若しくは平形構造の「熱回収型」及び「非回収型」のコークス炉について記載されている。これについては、米国特許第４３４４８２０号明細書、米国特許第４２８７０２４号明細書、米国特許第５１１４５４２号明細書、英国特許第１５５５４００号明細書又はカナダ国基本特許第２０５２１７７号明細書に開示されている。

一般的に、このような方法を実施するためには、装入プロセス全体に亘って装入をとぎれさせないように相前後して装入される複数の炉が同時に運転される。複数の炉を運転する場合、複数の炉は一般的に互いに相前後して並べられている。このような複数の炉の組み合わせは、「非回収型（Non-Recovery-Typ；ノンリカバリータイプ）」又は「熱回収型（Heat-Recovery-Typ）；ヒートリカバリタイプ」と称呼される。これに対して、通常のコークス炉の組み合わせは、炉団（Ofenbatterie）と称呼されている。

従来技術によれば、一次空気は大気からドアの複数の開口を通して吸い込まれる。二次空気は、コークス炉室の底の複数の開口を通して吸い込まれ、通路を介して、コークス炉室の下にほぼ水平に延在している煙道にガイドされる。一次空気及び二次空気のための開口は、永久的に開放されているか、又は吸い込もうとする空気量を調整するための調整装置を備えている。

コークス炉の運転時に、天候条件に応じて異なる量の空気をコークス炉に供給するようにする必要がある。何故ならば、天候条件の変化によって、不均一な燃焼、及びコークス化プロセスの再現性の低下を招くからである。風が強い時には、ドアの周囲の燃焼速度が著しく高くなり、これに対して空気速度が遅い時には、不完全燃焼が発生する。しかも、炉の上部においては燃焼に常にむらがある。このような理由により、ドア領域の上方に開口を設ければ非常に有利である。しかしながら、ドア領域の上方に開口を設けるのは非常に困難である。何故ならば、ドア領域の構造に基づいて、ドア領域の上方に設けられた開口を使用するのは困難だからである。

コークス炉団の運転は、一般的に周期的に行われる。典型的なコークス化プロセスは、２０時間乃至９６時間かかる。次いでコークスはコークス化プロセス終了後にコークス炉室から取り出される。取り出されたコークスは次の処理作業箇所に供給され、コークス炉室は洗浄されることなく新たに充填若しくは装入される。このために、炉の両側に設けられたコークス炉室のドアが開放され、コークス炉室内が排出ラムによってそれぞれ別の側に向かって排出される。このようなプロセスは、一般的に数分かかる。コークス炉室の内室へのアクセスは、炉ドアを開放することによって行われる。炉ドアは、装入の際に炉開口の上の位置へ移動せしめられる。装入する間、炉ドアは炉開口の上の位置に留まる。

炉ドアは例えば金属より成っていて、数センチメートルの厚さを有している。従って、炉ドアはコークス化プロセス中に強く加熱される。炉ドアが装入過程のための位置に移動せしめられると、炉ドアの上に位置する炉室の外壁が著しく強く加熱される。何故ならば、装入位置における炉室から炉ドアまでの間隔は、非常に小さいからである。従って、この領域内における供給された一次空気量のための設けられた調整装置は、強い加熱によって変形せしめられる。従って、調整装置は、数回の装入サイクル後に新しいものに交換する必要がある。そのためにコストが高くなる。しかも、調整装置が変形することによって、調整装置はその調整機能を十分に発揮することができなくなる。その結果、コークス化プロセスが不均一になり、粗悪な品質のコークスが提供されることになる。

本発明の課題は、コークス炉団への空気の供給が、ドア構造の上で行われ、かつ「開放」位置にある炉ドアが加熱されることによって影響を受けることがないような、コークス炉団に空気を供給するシステムを提供することである。この装置は、構造費用が安価であり、しかも空気供給をドア領域の上の位置で確実かつ制御可能に実施できるものでなければならない。

この課題は本発明によれば、ドア領域の上に単数又は複数の追加的な開口が設けられており、これらの開口がノズル状に形成されていて、炉ドアの上に設けられた前記非制御式の開口が、耐火性のアルミニウムを含有する酸化物又は耐火性のシリコンを含有する酸化物より成るノズルとして構成されていることによって、解決された。この場合、ノズルとは、次第に狭くなるか又は部分的に狭くなっているすべての開口形状のことである。これによって、炉ドアの上の領域においても、ベンチュリ効果に基づいて、より狭い横断面において高い流過速度が得られる。

ノズルの横断面は、炉内への延在方向で次第に狭くなっているか、又は部分的に狭くなっている。これによって、炉ドアの上の領域においても、ベンチュリ効果に基づいて、より狭い開口横断面においてより高い流入速度を得ることができ、ノズルは、耐熱性でなければならない。

ノズルは制御装置を有しておらず、従って、装入プロセスの際にドアが炉壁に向かって上方に開放されてノズル構造に放熱される熱の影響を受けにくい。上記課題を解決した本発明によれば、さらに単数又は複数の追加的な空気供給管路が炉の天井部に通ってガイドされている。しかも、できるだけ天候の影響を受けない、制御可能な空気供給装置を構成するために、コークス炉の天井部に、空気流入を調整するための装置を備えた追加的な空気供給管路が設けられている。コークス化プロセスをさらに改善するために、空気の代わりに場合によって、外部媒体を供給することができる。外部媒体は、例えば燃料ガス又は不活性ガスである。

ドア領域の上方から空気を炉内に供給することによって、特にコークス化プロセスの開始段階において均一なコークス化プロセスが得られる。従って周期時間は短縮され、得られた生産物の品質は改善される。一次ガス媒体のための本発明による供給装置は、天候の影響に左右されないコークス炉の運転を可能にする。

本発明は、非回収型又は熱回収型のコークス炉のコークス化室内でコークス化ガスを燃焼させるための燃焼空気を供給するための装置であって、
コークス炉が、炉の上部に複数の開口を有していて、これらの開口を通してコークス炉内に一次空気又はガスが供給されるようになっており、
前記コークス炉が、炉の下部に複数の開口及び下降管を有しており、前記複数の開口を通してコークス炉が二次空気によって加熱され、前記下降管が、炉内に、炉の下部領域内で二次空気によって燃焼させるための部分燃焼されたガスをガイドするようになっている形式のものにおいて、
ドア領域の上の側方の炉壁に、又は上部のドア領域に、耐熱性材料より成る単数又は複数の非制御式の開口が設けられており、これらの開口を通して、一次空気の一部又は外部媒体がガイドされるようになっており、
炉の天井部に、この天井部を通ってガイドされた別の空気又はガス供給管路が設けられていて、該別の空気又はガス供給管路が制御可能な閉鎖部材を有しており、前記空気又はガス供給管路を介して追加的に一次空気又は外部媒体が供給されるようになっており、
炉ドアの上又は炉ドア内に設けられた前記非制御式の開口が、耐火性のアルミニウムを含有する酸化物又は耐火性のシリコンを含有する酸化物、又は耐火性のシリコン及びアルミニウムを含有する酸化物より成るノズル状の供給装置であり、
前記供給装置が、管路の延在方向で横断面が次第に狭くなっており、それによって管内の流過速度が高められるようになっている、
ことを特徴としている。

ノズルの構造において、耐火性の材料として、シリコンを含有する酸化物又はアルミニウムを含有する酸化物又はシリコン及びアルミニウムを含有する酸化物が使用される。一般的に、シリカ生成物より成るノズルが有利である。従って例えば、石英より成るノズルを使用することができる。また、粘土、耐火粘土（シャモット）又は長石を使用してもよい。また、アルミニウムを含有する酸化物より成るノズルを使用してもよい。この場合、例えばノズルのための適当な構造材料としてコランダムが挙げられている。適当な材料の選択は、" H. Salmang, H. Scholze, Keramik I., Allgemeine Grundlagen und wichtige Eigenschaften, Verlag Axel Springer, 1. Auflage, Berlin, 1982 "「エイチ．サルマング、エイチ．ショルツェ著、セラミック Ｉ，一般的な基礎及び重要な特性、アクセルシュプリンガー書店、第１版、ベルリン、１９８２年発行」による以下の表（表１）に記載されている。
表１

ノズルを構成するためには、シリコン又はアルミニウムを含有する酸化物より成る材料、或いはシリコン及びアルミニウムを含有する酸化物より成る材料が適している。

天井部におけるノズル及び空気供給管路の数は、本発明による装置を構成するために任意であってよい。各炉にそれぞれ２つのノズル及び２つの空気供給管路を使用してもよいが、２つ以上のノズル又は空気供給管路を使用してもよい。有利な実施例によれば、１つの炉の正面部に４つのノズルが設けられ、天井部に４つの空気供給管路が設けられている。

本発明による装置を構成するために、ノズルをドア内に組み込んでもよい。これは、炉構造において炉ドアがすべての炉開口を閉鎖する場合に、特に有利である。ノズルは、その炉の外方に向いた端部に、流入する空気又は流入するガスの流速を測定する測定装置を有していてよい。場合によっては、複数の測定装置が、高温に対する保護装置を備えていてもよい。

空気の流れを最適に制御するために、ノズルは有利には、ドアの上に設けられた炉壁を通って垂直にガイドされている。流入するガスを最適化するために、ノズルが炉壁又は炉ドアを通って斜めにガイドされていてもよい。コークス化プロセスの経過及び要求に応じて、ノズルが任意の角度で炉壁を通ってガイドされていてもよい。流入する空気流又はガス流を良好に制御するために、ノズルは、突起部又は渦流発生装置を備えていてもよい。この渦流発生装置は、溝として形成されているか或いは適当な空気又はガス供給装置であってよい。

天井部に設けられた追加的な空気供給管路は、コークス化プロセスの全過程又はそれ以上に亘って、コークス路段に追加的な一次空気を供給する。さらに、この追加的な空気供給管路には、調整装置を設けることができる。何故ならば天井部は、引き戻された炉ドアの熱にさらされることがないからである。炉の領域を汚れに対して保護するために、空気又はガス供給管路は、空気又はガス供給装置が天候の影響に対して保護されるように、構成されている。従って管は、有利には、水平軸線を中心にして９０°乃至２７０°の角度で湾曲されている。また、管を水平軸線を中心にして０°乃至３６０°の角度で湾曲してもよい。本発明の有利な実施例では、空気供給装置は天井部においてＵ字管として構成されている。また、空気供給システムをサイフォンとして構成するか、又は管を天候の影響に対して保護するための装置の下にガイドするようにしてもよい。

天井を通ってガイドされた供給管路の調整装置は、従来技術により一般的である。国際公開第２００７／０５７０７８号パンフレットには、コークス炉空気供給装置を制御するためのシステムについて記載されている。この場合、空気供給は、空気供給管路（この空気供給管路内に、可動に支承された閉鎖部材が挿入されているか又は設けられている）の複数の開口を介して行われ、空気供給管路の閉鎖部材は調節部材と機械的に接続されており、この調節部材は中央制御部によって制御され、かつ駆動される。コークス化室内で必要される燃焼空気量に応じて、閉鎖部材は調節部材によって操作される。各コークス化室の調整装置を個別の調整するために、中央の調整ユニットと各閉鎖部材との機械的な接続は、別個に行われる。

閉鎖部材として、まず閉鎖プレート又は閉鎖フラップが考慮されるが、スピンドル又は円錐形の閉鎖部材を使用してもよい。フラップを使用した場合、フラップは、有利な実施例によれば開口の横断面に適合されていて、回転対称的に可動に中心軸に懸架されている。ねじ山付きスピンドル又は円錐形部材を使用した場合、閉鎖部材は、炉とは反対側の横断面が、閉鎖開口よりも大きく、炉に向いた側の横断面が閉鎖開口よりも小さく構成されているので、閉鎖開口は、閉鎖部材が閉鎖開口に挿入されるにつれて、次第に閉鎖されていく。要求された空気貫流量に応じて押し開かれる、プレートより成るスライダも使用することができる。閉鎖部材は、管の任意の箇所にあってよい。しかも閉鎖部材は、流れ方向に対してそれぞれ任意の角度で懸架されていてよい。

調整部材の代わりに、プレートを空気供給管路の前に懸架してもよい。このプレートは、管状又はその他の任意の形状に構成されていてよい。要求された空気流入量に応じて、管に、種々異なる横断面を有するプレートを懸架してもよい。これによって同様に、空気供給管路内の空気貫流量を制御することができる。プレートは、管内の任意の箇所にあってよい。しかもプレートは、流れ方向に対してそれぞれ任意の角度で懸架される。しかしながら有利には、空気流入量を制御するために、制御可能な調節部材が使用される。

コークス化過程を視覚でコントロールするために、管路又は管壁内で空気又はガス供給管路が閉鎖可能なプレートを備えている。これらの閉鎖プレートは、コークス化過程をコントロールするために開放される。フラップの代わりにサイトガラスを使用してもよい。サイトガラスが耐火性であって、炉天井部の温度が高すぎなければ、コントロールフラップ又はサイトガラスを、管内に設ける代わりに、コークス炉の天井部に設けてもよい。

天井部を通って設けられた空気供給管路は、強風に対して保護するために回転可能に設置することができる。この場合、空気供給管路は、風の方向に応じて、開口が風向きとは逆向きに向けられるように、回転するようになっている。空気流を最適に制御するために、管路は、有利には炉の天井部に対して垂直に炉の天井部を通ってガイドされる。また、流入するガスを最適化するために、管路を、炉天井部を通って斜めにガイドしてもよい。コークス化プロセスの過程及び要求に応じて、管路を、炉壁に対して任意の角度で炉壁を通ってガイドすることができる。流入する空気流又はガス流を良好に制御するために、管路は、突起部を備えているか又は渦流発生装置を備えていてよい。これは、溝として構成されているか、或いは適当な空気又はガス流供給装置であってよい。

空気流入部材を制御するための調節ユニットの駆動は、コークス炉の高い温度、及び放出された汚れ粒子のために、有利には機械式に行われる。衝撃の伝達は、適当な伝達気候によって行われる。この場合、第１にチェーン及びロッドが適しているが、原則的に、ケーブル、レバー装置、歯車装置も適している。また適した構造及び保護装置において、電気的に駆動される調整装置も考えられる。原則的に、空気供給調節装置の駆動を可能にするすべての装置が適している。

本発明は、個別の炉のためにも、またあらゆる組み合わせコークス炉のために用いることができる。また本発明は、構造形式がコークス製造のために適している限りは、コークス炉の種々異なる構造形式のためにも使用することができる。

調節部材を駆動及び制御するための駆動及び制御装置は、これによって調節部材が個別に制御できるように、構成されている。費用を安価にするために、駆動及び制御装置は、これによって各炉の調整部材が制御されるようにも構成される。また、駆動及び制御装置は、全炉団又は全炉列の調整部材を同時に制御することができるようにも構成されている。従って例えば、１つのコークス炉の調整装置をコークス炉の長手方向に沿って制御すること可能である。また、コークス炉団又はコークス炉列の特別の調整装置列を、コークス炉の横方向に沿って同時に制御することも可能である。

管の開口は、本発明の方法を実施するために横断面が有利には丸く構成されている。また、この開口を楕円形又は長方形に構成してもよい。この場合、横断面の形状は、コークス炉団の三次元的及び幾何的な構造において最適であるように、形成される。空気又はガス供給管路の延在形状は、管の横断面を、管の延在方向で狭くするか又は部分的に狭くすることによって得られる。これによって、管内での空気の流過速度は、ベンチュリ効果に基づいて高められる。これは特に、スペース上の理由により横断面を大きくすることができないような狭い管において有利である。

本発明の実施例によれば、各空気供給管路は管によって互いに接続されている。それによって、全コークス炉団のために、１つ又は２つの空気供給開口だけを設ければよい。このような構造によって、空気供給過程は良好に制御され、開口は、異物及び汚れが侵入しないように保護される。

ノズルも、横断面が円形、楕円形又は方形に構成されているが、ドア領域の上のノズルの構成を安価にするためには、横断面が円形であれば有利である。炉内への移行部におけるノズルの内径横断面を次第に狭くするか又は部分的に狭くしてもよい。これによって、ドアの上の領域においても、ベンチュリ効果を利用して、より狭い横断面の箇所においてより高い流入速度を得ることが可能である。

炉ドアは、本発明による炉団の構造のために、持ち上げることによって炉が開放されるように、構成されている。しかしながら、炉ドアは、引き開けるか又は押し開けることによって開放されるように、構成されていてもよい。このような構造を実施するために、炉ドアは、最適には耐火性、かつ耐熱性の材料より成っている。このような構造の炉ドアにおいて本発明を実施するために、空気供給のための一般的な開口は省くことができる。また空気供給のための開口は残しておいてもよい。

本発明によるコークスを製造するための装置を駆動する方法が提案されている。特に石炭をコークス化するために利用する方法で、いわゆる「熱回収型」又は「非回収型」の炉を使用し、
炉の上部において石炭を一次空気又は外部媒体によって負荷し、
炉の下部において、燃焼されていない又は部分燃焼されたガスを空気又は二次空気によって燃焼させる、石炭をコークス化するための方法において、
一次空気又は外部媒体を、一方では、炉ドアの上に設けられた炉壁内又は上部の炉ドア領域内に組み込まれた単数又は複数の非制御式の開口を介してコークス炉内に供給し、他方では、炉の天井部を通ってガイドされた開口を介して、又は炉壁を通ってガイドされた、コークス炉の上部に設けられた複数の開口を介してコークス炉の上部に供給し、
前記単数又は複数の開口をノズルとして構成し、前記炉ドアの上の領域又は前記炉ドア内の前記ノズルの横断面を次第に狭くするか又は部分的に狭くし、それによって、ベンチュリ効果に基づいて流過速度を高くすることを特徴としている。

この方法によれば、コークス製造の細部まで従来の方法と同様に運転される、石炭コークス化プロセスを利用することができる。例えば、このために予熱されたコークス化室が石炭の層によって装入され、次いで閉鎖される。次いで石炭が加熱され、それによって液状の石炭成分が石炭から揮発される。液状の石炭成分は、一次空気によって空気によって部分的に酸化される。このガス混合物は、コークス化室又は側壁内に配置された煙道ガス管路を介してコークス炉底部に達し、ここで、未燃焼の液状石炭成分が燃焼される。供給された水蒸気がコークス化室の温度を制御するために使用される、特に適した実施例は、ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００６００５１８９号明細書に記載されている。

本発明による方法の実施例によれば、炉ドアの上及び炉壁内に設けられた複数の開口は、コークス炉の短い始動段階後に閉鎖される。これは特に、側方から炉内に不都合な風が吹き込むような場合に有利である。何故ならば、側方から炉内に風が吹き込むと、コークス化プロセスを過度に煽り、ひいては温度の不都合な上昇を招くからである。本発明の方法によれば、炉戸の上に設けられた複数のノズルだけによって、又は天井部内に設けられた空気又はガス供給管路だけによって駆動することができるが、多くの場合、このような駆動法では、コークス化プロセスが不都合に実施されることになる。

本発明による方法を実施するために、コークス化プロセスの全継続時間に亘ってノズルを閉鎖し、空気供給を天井部内における空気供給管路だけを介して行うことも可能である。しかしながらこのようなコークス化プロセスは、コークスケーキの上部において著しく遅く均一に進行する。従って、得られるコークスの品質は著しく低下する。同様に、本発明の方法を実施するために、天井部における空気供給管路を省いて、上部の炉壁内の耐火性のノズルだけを空気供給のために利用することも可能である。しかしながらこの場合も、コークス化プロセスは、コークスケーキの上部だけにおいて著しく遅く均一に進行し、これによって得られるコークスの品質は著しく低下する。

コークス炉団全体において均一なコークス化プロセスを保証するために、炉ドアの上の領域においてコークス炉団に空気を供給することが、特に始動段階において重要である。しかしながら、風速が著しく高い場合には、ノズルを始動段階後に閉鎖するのが望ましい。このために、特に円錐形の閉鎖部材又はねじ山付きスピンドルが考慮される。

空気を供給するための、このシステムによれば、空気の代わりに、燃焼のために外部媒体、例えばガス又は蒸気状の媒体を供給することも可能である。従って、液状成分の含有量が少ない石炭を使用した場合に、追加的に燃料ガスを使用する必要がある。これによって燃焼の改善が得られるので、良好なコークス品質が得られる。希なケースではあるが、不活性ガスをコークス炉内に導入しても有利である。これは、冷却又は温度調節のためにガスを使用する場合、又はコークス化過程の継続中にコークス化過程に影響を与えたい場合である。勿論、空気又は燃料ガス又は不活性ガスの代わりに、空気又は燃料ガス又は不活性ガスの混合気を使用することもできる。また、空気、任意の組合せ及び任意の量比の燃料ガス又は不活性ガスを使用してもよい。

燃料ガスとして、例えばコークス炉ガス、溶鉱炉ガス、排出ガス、発生器ガス、転炉ガス、煙道ガス、合成用ガス、液化ガス又はＬＰＧ、天然ガス、バイオガス又は水性ガスが使用される。これらのガスは、典型的な１実施例として挙げられたものである。不活性ガスとしては、特に水蒸気又は低圧ガスが適している。不活性ガスは、有利な実施例では空気と混合される。しかしながら、不活性ガスとして、窒素、二酸化炭素又は希ガスを使用してもよい。

本発明の１実施例によれば、供給された空気又は供給された外部媒体が予熱されてコークス炉内に導入される。このために、このガス（空気又は外部媒体）は、任意の構成された装置によって予加熱される。本発明の別の実施例によれば、このガスは、再生式又は復熱式に予熱される。必要であれば、供給された媒体は、僅かに過熱されて供給される。

原則として、外部媒体は、炉壁内に設けられたノズルによって、ドア領域又は炉ドアの上に供給される。特に、外部媒体は天井部内に設けられた空気又はガス供給管路を通って供給される。これは例えば、別の種類の石炭を使用した場合にコークス化プロセスを適合させる必要がある場合のために行われる。

本発明による方法の有利な実施例によれば、ノズルを、１回使用可能、かつ取り出し可能な材料によって閉鎖することが可能である。１回使用可能、かつ取り出し可能な材料とは、例えば、シリカ生成物、金属体、石膏又はモルタルである。しかしながら原則として、どのような耐火性の材料も適している。ノズルを、取り出し可能な栓、例えば栓ロッド（Stopfstange）又は絶縁栓（Isorierpfropfen）によって閉鎖することも可能である。閉鎖後に、炉天井部に設けられた空気又はガス供給管路を介して一次空気供給又はガス供給が行われる。始動段階後のノズルの閉鎖は、特に、横風がノズルを通してコークス化プロセスを過剰に煽る場合に、有利である。

本発明による方法の別の実施例によれば、ノズルをコークス化プロセス中に交換することが可能である。この場合、所望の空気又はガス流入量に応じて、種々異なる横断面を有するノズルが組み込まれる。これによって、炉内への空気又はガス流入を、炉戸の上の領域において良好に調節することができる。前記方法段階は、個別のコークス炉団においては勿論、コークス炉団の複数又はすべての炉において同時に又は時間をずらして実施することができる。

前記のような、コークス炉団の上に複数の開口を有する、本発明による方法は、コークス化プロセスが非常に一様に、かつコークス炉の全領域に亘って均一な温度分布で行われる、という利点を有している。従って、このようにして得られたコークスは高い品質を有しており、炭素消費量に対して高いコークス生産量が得られる。本発明による装置は、従来の装置と比較して、僅かな構造的な変更しか必要としないので、簡単かつ安価に製造することができる。

石炭をコークス化するための、本発明による装置の構成を、以下に２つの実施例を用いて説明する。この場合、本発明による方法は、図示の実施例だけに限定されるものではない。

１実施例によるコークス炉の概略的な正面図である。 別の実施例によるコークス炉の概略的な正面図である。 図１に示したコークス炉の概略的な側面図である。 図２に示したコークス炉の概略的な側面図である。

図１は、１実施例によるコークス炉の正面図を示す。コークス炉１は天井部に、図示の実施例ではＵ字管として構成された、一次空気のための本発明による空気又はガス供給管路２を有している。この空気又はガス供給管路は、空気又はガスの貫流を制御するための調整装置３を有している。炉ドアの領域の上に、耐火性材料より成る、一次空気又はガス供給のための本発明によるノズル状の開口６が設けられている。これらの開口６は、必要に応じて閉鎖することができる。これらの開口６の下に炉ドア７が配置されており、この炉ドア７は、図示の実施例では、コークス炉への入口開口を閉鎖している「閉鎖」位置にある。炉ドア９は、接続部材８を介して、炉ドア９を開放させるためのロッドに固定されている。このロッドによって、炉ドアは、「開放」位置に押しずらされるようになっている。炉ドア９の下に、下降管に接続された二次空気管路１２と、二次空気のための入口開口１３とが配置されている。

図２は、別の実施例によるコークス炉１の正面図を示す。コークス炉１は、天井部に、この実施例では天候の影響に対して保護するための装置４を備えた、一次空気のための本発明による空気又はガス供給管路２を有している。この空気又はガス供給管路は、空気又はガスの貫流を制御するための調整装置３を有している。図面では、調整装置３がロッド５に接続されており、それによって、炉の複数の調整装置を同時に操作することができる。炉の開口は、コークス炉の正面のほぼ全体に亘っており、この場合、ドア７は開口を全体的に覆っている。耐火性の材料より成る本発明によるノズル状の開口６は、この実施例ではドア７に取り付けられている。ドア７は、「閉鎖」位置にある。炉ドアは、接続部材８を介してロッド９に固定されており、このロッド９は、炉ドアは、「開放」位置に押しずらされるようになっている。ドアの下に、下降管に接続された二次空気管路１２と、この二次空気１３のための制御可能な入口開口とが配置されている。

図３は、図１に示したコークス炉の側面図を示す。コークス炉１は、この実施例ではＵ字管として構成された、一次空気のための本発明によるガス供給管路２を有している。この空気又はガス供給管路は、空気又はガスの貫流を制御するための調整装置３を有している。炉ドア７の上に、耐火性の材料より成る本発明によるノズル状の正面開口６が取り付けられており、このノズル状の正面開口６は、必要に応じて閉鎖することができ、石炭ケーキ又はコークスケーキ１１の領域内に突入している。前方に炉ドア７が配置されており、この炉ドア７は、図示の実施例では「閉鎖」位置にあって、コークス炉への入口開口を閉鎖している。炉ドア７は、下部にコークスケーキが装入されている炉の入口開口１０を閉鎖している。炉ドア７は、接続部材８を介してロッド９に固定されており、このロッド９によって、炉ドア７は「開放」位置へ押しずらすことができる。炉ドア７の下に、下降管に接続された二次空気管路１２及び、二次空気のための入口開口１３が配置されている。

図４は、図２に示したコークス炉の側面図を示す。コークス炉１は、天井部に、本発明による、一次空気のための空気又はガス供給管路２を有しており、この実施例では、天候の影響に対して保護するための装置４を備えている。この空気又はガス供給管路２は、空気又はガスの貫流を制御するための複数の調整装置３を有している。図面では、これらの調整装置３はロッド５によって接続されているので、炉の複数の調整装置は同時に操作することができる。本発明に従ってノズル状に構成された、耐火性の材料より成る開口６は、ドア内に取り付けられている。これらの開口６は、必要に応じて閉鎖され、石炭ケーキ又はコークスケーキ１１の領域内に突入してよい。前方には、炉ドア７が位置しており、この炉ドア７は、図面では、コークス炉への入口開口を閉鎖する「閉鎖」位置にある。複数の炉ドアは、下部にコークスケーキが装入されている炉への入口開口を閉鎖する。複数の炉ドアは、接続部材８を介してロッド９に固定されており、このロッド９によって、炉ドアは「開放」位置へ押しずらすことができる。炉ドアの下に、下降管に接続された二次空気管路１２及び、二次空気のための入口開口１３が配置されている。コークス炉室壁内の一次空気又はガスを供給するためのノズル状の開口６が延長管１４を有しており、この延長管１４内に、流速を測定するための装置が配置されていてよい。

１ コークス炉、 ２ 一次空気のための空気供給管又はガス供給管路、 ３ 空気又はガスの貫流を制御するための調整装置、 ４ 天候の影響に対して保護するための装置（カバープレート）、 ５ 調整装置又はフラップを制御するためのロッド、 ６ 一次空気又はガスを供給するためのノズル状の開口、 ７ 炉ドア、 ８ 制御ロッドと炉ドアとを接続する接続部材、 ９ 炉ドアを開放するためのロッド、 １０ 下部にコークスケーキが装入されている炉の入口開口、 １１ 石炭ケーキ又はコークスケーキ、 １２ 二次空気底又は二次空気管路、 １３ 二次空気のための入口開口、 １４ 流速測定装置のための延長管

Claims (46)

1. 非回収型又は熱回収型のコークス炉のコークス化室内でコークス化ガスを燃焼させるための燃焼空気を供給するための装置であって、
   コークス炉が、炉の上部に複数の開口を有していて、これらの開口を通してコークス炉内に一次空気又はガスが供給されるようになっており、
   前記コークス炉が、炉の下部に複数の開口及び下降管を有しており、前記複数の開口を通してコークス炉が二次空気によって加熱され、前記下降管が、炉内に、炉の下部領域内で二次空気によって燃焼させるための部分燃焼されたガスをガイドするようになっている形式のものにおいて、
   ドア領域の上の側方の炉壁に、又は上部のドア領域に、耐熱性材料より成る単数又は複数の非制御式の開口が設けられており、これらの開口を通して、一次空気の一部又は外部媒体がガイドされるようになっており、
   炉の天井部に、この天井部を通ってガイドされた別の空気又はガス供給管路が設けられていて、該別の空気又はガス供給管路が制御可能な閉鎖部材を有しており、前記空気又はガス供給管路を介して追加的に一次空気又は外部媒体が供給されるようになっている、
   ことを特徴とする、燃焼空気又はコークス化を促すガスをコークス炉の上部領域に供給するための装置。
2. 前記非制御式の開口が炉ドアの上に設けられており、該開口が、耐火性の材料より成るノズル状の供給装置である、請求項１記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
3. 前記非制御式の開口が炉ドアの上に設けられており、該開口が、耐火性のシリコンを含有する酸化物より成るノズル状の供給装置である、請求項１記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
4. 前記非制御式の開口が炉ドアの上に設けられており、該開口が、耐火性のアルミニウムを含有する酸化物より成るノズル状の供給装置である、請求項１記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
5. 前記非制御式の開口が炉ドアの上に設けられており、該開口が、シリカ生成物より成るノズル状の供給装置である、請求項１記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
6. 前記非制御式の開口が、ドア領域の上又は炉ドア内で、炉壁又は炉ドアに対して垂直に該炉壁又は炉ドアを通ってガイドされている、請求項１から５までのいずれか１項記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
7. 前記非制御式の開口が、ドア領域の上又は炉ドア内で、炉壁又は炉ドアに対して斜めに該炉壁又は炉ドアを通ってガイドされている、請求項１から５までのいずれか１項記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
8. 前記非制御式の開口が、ドア領域の上又は炉ドア内で、炉壁又は炉ドアに対して任意の角度を成して該炉壁又は炉ドアを通ってガイドされている、請求項１から５までのいずれか１項記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
9. 前記非制御式の開口内に、貫流するガスを安定化させるか又はガスに渦流を加えるガス流ガイド装置が設けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
10. 炉の天井部を通ってガイドされた、ガス流量を制御する前記空気又はガス供給管路は、炉内が異物又は天候の影響にさらされないように、構成されている、請求項１記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
11. 炉の天井部を通ってガイドされた、ガス流量を制御する前記空気又はガス供給管路が、水平軸線を中心にして０゜乃至３６０゜の湾曲角度で湾曲された管として構成されている、請求項１０記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
12. 炉の天井部を通ってガイドされた、ガス流量を制御する前記空気又はガス供給管路が、水平軸線を中心にして９０゜乃至２７０゜の湾曲角度で湾曲された管として構成されている、請求項１０記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
13. 炉の天井部を通ってガイドされた、ガス流量を制御する前記空気又はガス供給管路が、天候の影響に対して保護するための装置の下にガイドされている、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
14. ガス流量を制御する前記空気又はガス供給管路が、炉の天井部に対して垂直に該天井部を通ってガイドされている、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
15. ガス流量を制御する前記空気又はガス供給管路が、炉の天井部に対して斜めに該天井部を通ってガイドされている、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
16. ガス流量を制御する前記空気又はガス供給管路が、炉の天井部に対して任意の角度を成して該天井部を通ってガイドされている、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
17. 炉の天井部に設けられた開口内に、貫流するガスを安定化させるか又は貫流するガスに渦流を加える、ガス流をガイドする装置が配置されている、請求項１０から１６までのいずれか１項記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
18. 炉の天井部を通ってガイドされた、ガス流量を制御する前記空気又はガス供給管路が、鉛直軸線を中心にして回転可能に支承されている、請求項１０から１７までのいずれか１項記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
19. 複数の炉団のガス流量を制御する前記空気又はガス供給管路が、接続管によって互いに接続されていて、共通に排気されるようになっている、請求項１又は１０から１８までのいずれか１項記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
20. 炉の天井部を通ってガイドされた空気又はガス供給管路内に、炉内部を点検するために用いられる開口が設けられている、請求項１０から１９までのいずれか１項記載の一次空気又はガスを供給するための装置。
21. 炉内部を点検するために用いられる前記開口が、点検のために開放し、かつ再び閉鎖することができるフラップとして構成されている、請求項２０記載の装置。
22. 炉内部を点検するために用いられる前記開口が、サイトグラスとして構成されている、請求項２０記載の装置。
23. 空気量制御装置として、中央制御部によって制御され、かつ駆動される機械的な調節部材が設けられており、前記調節部材が機械的に接続されていて、二次空気のための閉鎖部材の少なくとも一部が別の調節部材に接続されている、請求項１又は１０から２２までのいずれか１項記載の装置。
24. 前記調節部材が、中央に回転可能に配置されたフラップである、請求項２３記載の装置。
25. 前記調節部材が、空気又はガス供給管路内に懸架された、大きさが変えられるフラップである、請求項２３記載の装置。
26. 特別なコークス炉の空気又はガス供給管路を同時に制御するために、コークス炉の長手方向に沿って設けられている、請求項１又は１０から２５までのいずれか１項記載の装置。
27. すべてのコークス炉の特別な空気又はガス供給管路を制御するために、コークス炉団の横方向に沿って設けられている、請求項１又は１０から２５までのいずれか１項記載の装置。
28. すべてのコークス炉の空気又はガス供給管路を個別に制御するために設けられている、請求項１又は１０から２５までのいずれか１項記載の装置。
29. 前記空気又はガス供給管路の横断面が丸い、請求項１から２８までのいずれか１項記載の装置。
30. 前記空気又はガス供給管路の横断面が楕円形である、請求項１から２８までのいずれか１項記載の装置。
31. 供給された空気量をガイドするための、炉ドアの上に配置された前記非制御式の前記複数の開口が、正確に合致する横断面を有している、請求項１から２８までのいずれか１項記載の装置。
32. 管路の延在方向で横断面が次第に狭くなっており、それによって管内の流過速度が高められる、請求項１から２８までのいずれか１項記載の装置。
33. 炉の天井部を通してコークス化過程を観察するための装置が設けられており、該装置が観察のために開放及び閉鎖可能なフラップとして構成されている、請求項１記載の装置。
34. 炉の天井部を通してコークス化過程を観察するための装置が設けられており、該装置がサイトガラスとして構成されている、請求項１記載の装置。
35. いわゆる熱回収型又は非回収型の炉を使用して石炭をコークス化するための、請求項１から３４までのいずれか１項記載の装置によって、
    炉の上部において石炭を一次空気又は外部媒体によって負荷し、
    炉の下部において、燃焼されていない又は部分燃焼されたガスを空気又は二次空気によって燃焼させる、石炭をコークス化するための方法において、
    一次空気又は外部媒体を、一方では、炉ドアの上に設けられた炉壁内又は上部の炉ドア領域内に組み込まれた単数又は複数の非制御式の開口を介してコークス炉内に供給し、他方では、炉の天井部を通ってガイドされた開口を介して、又は炉壁を通ってガイドされた、コークス炉の上部に設けられた複数の開口を介してコークス炉の上部に供給することを特徴とする、石炭をコークス化するための方法。
36. 外部媒体として燃料ガスを使用する、請求項３５記載の方法。
37. 外部媒体として、コークス炉ガス、溶鉱炉ガス、排出ガス、発生器ガス、転炉ガス、煙道ガス、煙道ガス、合成用ガス、液化ガス、バイオガス又は水性ガスを使用する、請求項３６記載の方法。
38. 外部媒体として不活性ガスを使用する、請求項３５記載の方法。
39. 不活性ガスとして、水蒸気、窒素、二酸化炭素又は希ガスを使用する、請求項３８記載の方法。
40. 外部媒体として、空気又は燃料ガスの混合物、又は任意の組成及び任意の比の不活性ガスを使用する、請求項３５から３９までのいずれか１項記載の方法。
41. 炉ドアの上の炉壁に設けられた複数の開口を介して、炉ドア内に設けられた複数の開口を介して、又は炉の天井部に設けられた複数の開口を介して供給された空気又はガスを、コークス化プロセスのために最適な温度に予熱する、請求項３５から４０までのいずれか１項記載の方法。
42. 炉ドアの上の炉壁に設けられた開口、又は炉ドアに設けられた開口、又は炉の天井部に設けられた開口を介して供給された空気又はガスを、復熱式の加熱プロセスによって、又は再生式の加熱プロセスによって、又は簡単な加熱によって、コークス化プロセスのために最適な温度に予熱する、請求項４１記載の方法。
43. 炉ドアの上に設けられた、非制御式の複数の開口を、コークス化プロセスの始動段階後に閉鎖する、請求項３５記載の方法。
44. 炉ドアの上に設けられた、非制御式の複数の開口を、コークス化プロセスの始動段階後に、耐火性の材料より成る取り外し可能な栓によって又は栓ロッドによって閉鎖する、請求項４３記載の方法。
45. 炉ドアの上に設けられた、非制御式の複数の開口を交換可能にし、別の入口開口を有する開口と交換する、請求項３５記載の方法。
46. 空気又は外部媒体を、僅かな過圧下で供給する、請求項３５から４５までのいずれか１項記載の方法。

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