JP2011148924A - Method for estimating coke oven gas yield and method for producing coke - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室炉式コークス炉における4800kcal/Nm3換算コークス炉ガス歩留りの推定方法及びその推定方法を用いたコークスの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for estimating a 4800 kcal / Nm 3 equivalent coke oven gas yield in a chamber-type coke oven and a method for producing coke using the estimation method.
石炭を室炉式コークス炉に装入してコークスを製造する際に、コークス炉ガスが発生する。コークス炉が一貫製鉄所の構内あるいは隣接地に配置されているときには、コークス炉ガスは製鉄所のエネルギー源として重要な位置を占めている。従って、コークス炉ガスの発生量やカロリーが予定外に変動すると、製鉄所内のエネルギーバランスに大きな影響を及ぼすため、常に計画通りの発生量およびそのカロリーを達成することが要求される。また、ガス発生量やカロリーに変動が生じる場合においても、事前に変動が予知され、その計画的な変動に応じて製鉄所内のエネルギーバランスに対処（例えば、エネルギー源の別途確保）を加えることが必要である。したがって、得られるコークス炉ガスの発生量を精度良く予測できることが求められている。 Coke oven gas is generated when coke is produced by charging coal into a chamber-type coke oven. Coke oven gas occupies an important position as an energy source for steelworks when coke ovens are located within or adjacent to the integrated steelworks. Accordingly, if the amount of generated coke oven gas and calories fluctuate unexpectedly, the energy balance in the steelworks will be greatly affected, so that it is always necessary to achieve the amount generated and the calories as planned. In addition, even when fluctuations occur in the amount of gas generated or calories, fluctuations are predicted in advance, and it is necessary to deal with the energy balance in the steelworks (for example, separately securing energy sources) according to the planned fluctuations. is necessary. Therefore, it is required to accurately predict the amount of coke oven gas generated.
該コークス炉ガスの発生量の予測において、コークス炉に装入する石炭の銘柄毎にコークス炉ガスの発生量が異なるので、配合する各単味炭の特性に基づいてコークス炉ガス発生量を精度良く予測することが要求される。なお、本明細書においては、コークス炉ガスの発生量とガス中のカロリーとを総合する指標として、石炭トン当たりに発生するコークス炉ガス発生量であって、カロリー4800kcal/Nm3換算したコークス炉ガス発生量（Nm3/t石炭）を、コークス炉ガス歩留りと呼んで用いることとする。 In the prediction of the amount of coke oven gas generated, the amount of coke oven gas generated differs for each brand of coal charged into the coke oven. Good prediction is required. In the present specification, as an index for combining the amount of coke oven gas generated and calories in the gas, the amount of coke oven gas generated per ton of coal, which is a coke oven converted to calories 4800 kcal / Nm 3 The amount of gas generated (Nm 3 / t coal) is called the coke oven gas yield.
ところで、従来、コークス炉ガスの発生量は、石炭の揮発分量VM（質量％、dry）の関数を用いて予測されていた。しかしながら、非微粘結炭を使用したときに生成ガスの発生量が予測値より低下する現象が見られた。そのため、非微粘結炭使用時においても精度よくコークス炉ガスの発生量を予測でき、さらにはコークス炉ガスのカロリーについても考慮したコークス炉ガス歩留り方法が提案されている（例えば特許文献１）。 By the way, conventionally, the generation amount of coke oven gas has been predicted using a function of the volatile matter amount VM (mass%, dry) of coal. However, when non-slightly caking coal was used, a phenomenon was observed in which the amount of generated gas decreased below the predicted value. Therefore, a coke oven gas yield method that can accurately predict the amount of coke oven gas generated even when using non-slightly caking coal, and further considers the calorie of the coke oven gas has been proposed (for example, Patent Document 1). .
特許文献１に記載のコークス炉ガス歩留り推定方法は、石炭の揮発分量VM（質量％、dry）と石炭の酸素含有量O（質量％、dry）とに基づき、VMとVM×Oの所定の関数を用いてコークス炉ガス歩留りを推定する。該特許文献１に記載のコークス炉ガス歩留り推定方法によれば、非微粘結炭使用時においてもコークス炉ガス歩留りを精度よく推定することができる。
The coke oven gas yield estimation method described in
しかしながら、近年、エネルギー利用のさらなる効率化に対する要求が高まっており、したがってコークス炉ガス歩留りをさらに精度よく推定できる方法が求められている。 However, in recent years, there has been an increasing demand for further efficiency in energy utilization, and therefore a method capable of estimating the coke oven gas yield with higher accuracy is required.
本発明はこのような事情に基づきなされたものであり、コークス炉ガス歩留りを従来よりも精度よく推定することができるコークス炉ガス歩留り推定方法を提供することを第１の目的とする。また、目標となるコークス炉ガス歩留りと実績との差異をより小さくすることができるコークスの製造方法を提供することを第２の目的とする。 The present invention has been made based on such circumstances, and a first object thereof is to provide a coke oven gas yield estimation method capable of estimating the coke oven gas yield more accurately than in the past. It is a second object of the present invention to provide a coke production method capable of reducing the difference between the target coke oven gas yield and the actual results.
本発明者はこのような課題の解決に取り組むにあたり、コークス炉ガス（COG:Coke Oven Gas）の発熱量の推定に基づきコークス炉ガス歩留りを推定することを着想した。そして、種々の組成を有する石炭を用い、推定されるコークス炉ガス発熱量とコークス炉ガス歩留り実績との関係を調査したところ、VMとVM×Oによって推定するよりもさらに精度よくコークス炉ガス歩留りを推定できることを見出し、本発明をなすに至った。 The present inventor came up with the idea of estimating the coke oven gas yield based on the estimation of the calorific value of coke oven gas (COG) when tackling the solution of such problems. Then, using coal having various compositions, we investigated the relationship between the estimated coke oven gas heating value and coke oven gas yield, and found that coke oven gas yield was more accurate than that estimated by VM and VM × O. Has been found to be able to be estimated, and the present invention has been made.
すなわち、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その発明の要旨とするところは以下のとおりである。
１）石炭の揮発分量VM（質量％、dry）、炭素含有量C（質量％、dry）、固定炭素量FC（質量％、dry）、酸素含有量O（質量％、dry）、硫黄含有量S（質量％、dry）および水素含有量H（質量％、dry）に基づき、下記式（１）を用いて、単位質量石炭から発生するコークス炉ガスCOGの発熱量（kcal/kg 石炭）の推定値である推定コークス炉ガス発熱量Ccog（kcal/kg 石炭）を算出し、
算出された該推定コークス炉ガス発熱量Ccogに基づき4800kcal/N m3換算コークス炉ガス歩留りY（N m3／ｔ 石炭）を推定することを特徴とするコークス炉ガス歩留りの推定方法。
Ccog=81×[C-(FC+d×VM)-(O/16)×e×12/2]+342.5×[H-O×(1-e)/8]+22.50×S-583.16×[8.94×H/100]・・・（１）
ここで、ｄおよびeは定数である。
２）前記定数ｄおよびeを、単位質量石炭から発生するコークス炉ガス発熱量の測定値である実績コークス炉ガス発熱量（kcal/kg 石炭）と、該実績コークス炉ガス発熱量（kcal/kg 石炭）と対応する石炭の揮発分量VM（質量％、dry）、炭素含有量C（質量％、dry）、固定炭素量FC（質量％、dry）、酸素含有量O（質量％、dry）、硫黄含有量S（質量％、dry）および水素含有量H（質量％、dry）との関係から算出することを特徴とする請求項１に記載のコークス炉ガス歩留りの推定方法。
３）前記定数eを、前記揮発分量VMに応じて設定することを特徴とする１)または２）に記載のコークス炉ガス歩留りの推定方法。
４）１)から３）のいずれか1つに記載のコークス炉ガス歩留りの推定方法を用いてコークス炉ガス歩留りを推定し、該推定したコークス炉ガス歩留りが予め定めた目標コークス炉ガス歩留りとなるように、配合炭を構成する各単味炭の配合比を調整することを特徴とするコークスの製造方法。
That is, the present invention has been made to solve the above problems, and the gist of the present invention is as follows.
1) Coal volatile content VM (mass%, dry), carbon content C (mass%, dry), fixed carbon content FC (mass%, dry), oxygen content O (mass%, dry), sulfur content Based on S (mass%, dry) and hydrogen content H (mass%, dry), the calorific value (kcal / kg coal) of coke oven gas COG generated from unit mass coal using the following formula (1) Calculate the estimated coke oven gas calorific value Ccog (kcal / kg coal),
A coke oven gas yield estimation method, wherein a 4800 kcal / N m 3 equivalent coke oven gas yield Y (N m 3 / t coal) is estimated based on the calculated estimated coke oven gas calorific value Ccog.
Ccog = 81 × [C- (FC + d × VM)-(O / 16) × e × 12/2] + 342.5 × [HO × (1-e) / 8] + 22.50 × S-583.16 × [8.94 × H / 100] (1)
Here, d and e are constants.
2) The above-mentioned constants d and e are the actual coke oven gas calorific value (kcal / kg coal) which is a measured value of the coke oven gas calorific value generated from unit mass coal, and the actual coke oven gas calorific value (kcal / kg). Coal) and corresponding coal volatile content VM (mass%, dry), carbon content C (mass%, dry), fixed carbon quantity FC (mass%, dry), oxygen content O (mass%, dry), The coke oven gas yield estimation method according to
3) The coke oven gas yield estimation method according to 1) or 2), wherein the constant e is set according to the volatile matter amount VM.
4) The coke oven gas yield is estimated using the coke oven gas yield estimation method described in any one of 1) to 3), and the estimated coke oven gas yield is a predetermined target coke oven gas yield. Thus, the manufacturing method of the coke characterized by adjusting the compounding ratio of each simple coal which comprises a blended coal.
本発明のコークス炉ガス歩留り推定方法によれば、コークス炉ガス歩留りを従来よりも精度よく推定することができる。また、本発明のコークスの製造方法によれば、コークス製造の際に、目標となるコークス炉ガス歩留りと実績との差異をより小さくすることができる。 According to the coke oven gas yield estimation method of the present invention, the coke oven gas yield can be estimated more accurately than in the past. Further, according to the coke production method of the present invention, the difference between the target coke oven gas yield and the actual performance can be further reduced during coke production.
表1に示す7種の石炭について成分分析を行うとともに、該石炭を用い、これら石炭を乾留したときに得られると推定される4800kcal/Nm3換算コークス炉ガス歩留りY（（N m3/t石炭）、以下、推定換算ガス歩留りYとも称す）と、実際に表1に示す石炭を乾留したときに得られる4800kcal/Nm3換算コークス炉ガス歩留り（以下、実績換算ガス歩留りとも称す）との関係を調査した。なお、表１に示す石炭銘柄のうち、C5、C6、C7が非微粘結炭に該当する。 In addition to conducting component analysis for the seven types of coal shown in Table 1, 4800 kcal / Nm 3 equivalent coke oven gas yield Y ((N m 3 / t coal), hereinafter, also referred to) and the estimated converted gas yield Y, actually 4800kcal / Nm 3 in terms of coke oven gas yield obtained when carbonization of coal shown in Table 1 (hereinafter, also referred to as actual conversion gas yield) and The relationship was investigated. Of the coal brands shown in Table 1, C5, C6, and C7 correspond to non-coking coal.
このうち、揮発分量VMの測定は、JIS M8812に記載されている方法に従い測定した。また、固定炭素量FCの測定は、JISM8812に記載されている方法に従い測定した。さらに、灰分（質量％、dry）、炭素含有量C（質量％、dry）、酸素含有量O（質量％、dry）、窒素含有量N（質量％、dry）、水素含有量H（質量％、dry）、および硫黄含有量S（質量％）についても公知の方法（JIS M8813に準じた方法）に従い元素分析を行って測定した。なお、灰分とは、石炭を８１５℃で加熱して灰化したときの残留無機物をいい、例えば、ケイ酸、アルミナ、酸化鉄、石灰、マグネシア、アルカリ金属などから構成されている。 Among these, the volatile content VM was measured according to the method described in JIS M8812. Further, the measurement of the fixed carbon amount FC was performed according to the method described in JISM8812. Furthermore, ash (mass%, dry), carbon content C (mass%, dry), oxygen content O (mass%, dry), nitrogen content N (mass%, dry), hydrogen content H (mass%) , Dry) and sulfur content S (mass%) were also measured by elemental analysis according to a known method (method according to JIS M8813). The ash content is a residual inorganic substance when coal is ashed by heating at 815 ° C., and is composed of, for example, silicic acid, alumina, iron oxide, lime, magnesia, alkali metal, or the like.
石炭の乾留は試験乾留炉にて行い、精製したガスを捕集して、ガスカロリー、実績ガス歩留り（測定値、および測定値を4800kcal/Nm3換算した値（実績換算ガス歩留まり））を算出した。石炭ごとのガスカロリー、実績ガス歩留りを表2に示す。 Coal dry distillation is performed in a test carbonization furnace, and the refined gas is collected to calculate gas calorie and actual gas yield (measured value and value obtained by converting the measured value to 4800kcal / Nm 3 (actually converted gas yield)). did. Table 2 shows gas calories and actual gas yield for each coal.
まず、特開2004-001994号公報に記載されたコークス炉ガス歩留りの推定方法を用いて、石炭ごとの推定換算ガス歩留りY（Nm3/t石炭）を算出した。 First, the estimated conversion gas yield Y (Nm 3 / t coal) for each coal was calculated using the coke oven gas yield estimation method described in JP-A-2004-001994.
具体的には、以下の式（Ａ）において、推定換算ガス歩留りYの値が実績換算ガス歩留りと良好な相関を表すように定数をA=16.494、B=0.7408、およびC=0と最適化し、各石炭の推定換算ガス歩留りYを算出した。 Specifically, in the following formula (A), the constants are optimized as A = 16.494, B = 0.7408, and C = 0 so that the value of the estimated converted gas yield Y shows a good correlation with the actual converted gas yield. The estimated conversion gas yield Y of each coal was calculated.
Y=A×VM-B×VM×O+C・・・（Ａ） Y = A × VM-B × VM × O + C (A)
図１においては、実績換算ガス歩留りを縦軸に、また、推定換算ガス歩留りYを横軸にとり、石炭ごとにその関係をプロットしている。図１における近似曲線の相関係数Ｒ２は、0.90であった。 In FIG. 1, the actual conversion gas yield is plotted on the vertical axis, and the estimated converted gas yield Y is plotted on the horizontal axis, and the relationship is plotted for each coal. The correlation coefficient R 2 of the approximate curve in Figure 1, was 0.90.
一方、本発明者は、揮発分量VM（質量％、dry）と石炭の酸素含有率O（質量％、dry）に基づく特開2006-001994号公報とは観点を異とし、単位質量石炭から発生するコークス炉ガスCOGの発熱量（kcal/kg石炭）の推定値Ccog（推定コークス炉ガス発熱量Ccogと称す）に基づきコークス炉ガス歩留りを推定することを着想した。しかしながら、石炭のような固体燃料は複雑な分子構造をしているため、単純に石炭の元素分析値から推定コークス炉ガス発熱量Ccogを算出することができない。このとき、発明者は、石炭の発熱量は、石炭熱分解によって生成するコークス、タールおよびコークス炉ガスCOGの発熱量に分配されるとまず仮定した。次いで該仮定に基づき、石炭の推定される真発熱量から、コークス、タールの発熱量を除くことによって、推定コークス炉ガス発熱量Ccogを算出するものとして推定式を構築した。 On the other hand, the present inventor is different from JP 2006-001994 based on the volatile content VM (mass%, dry) and the oxygen content O (mass%, dry) of coal, and is generated from unit mass coal. The coke oven gas COG calorific value (kcal / kg coal) was estimated based on the estimated value Ccog (referred to as the estimated coke oven gas calorific value Ccog). However, since solid fuel such as coal has a complicated molecular structure, the estimated coke oven gas heating value Ccog cannot be simply calculated from the elemental analysis value of coal. At this time, the inventor first assumed that the calorific value of coal is distributed to the calorific values of coke, tar and coke oven gas COG generated by coal pyrolysis. Next, based on this assumption, an estimation formula was constructed by calculating the estimated coke oven gas calorific value Ccog by excluding the calorific value of coke and tar from the estimated true calorific value of coal.
推定式の構築について、より具体的に説明する。まず、簡易的に真発熱量を元素分析値から概算できる式として、以下式（Ｂ）に示すDulongの式が公知となっている。当該式（Ｂ）において、まず、コークスおよびタール中の炭素分を石炭の炭素分から控除するものとした。このとき、コークスおよびタール中の炭素分は、揮発分量VM（質量％、dry）と固定炭素量FC（質量％、dry）に基づき、FC+d×VMとして表している。なお該FC+d×VMにおいて、コークス中の炭素分については、基本的には揮発分が揮発した後の残りがコークスであるので、固定炭素量ＦＣと対応する。一方、タール中の炭素分については、揮発分はＣＯＧとタールから構成されており、揮発分が高いほどタールが増えることから、タール中の炭素は揮発分に比例すると仮定し、d×VMとして表している。 The construction of the estimation formula will be described more specifically. First, the Dulong formula shown in the following formula (B) is publicly known as a formula that can simply estimate the true calorific value from the elemental analysis value. In the formula (B), first, the carbon content in coke and tar was subtracted from the carbon content of coal. At this time, the carbon content in coke and tar is expressed as FC + d × VM based on the volatile content VM (mass%, dry) and the fixed carbon content FC (mass%, dry). In the FC + d × VM, the carbon content in the coke basically corresponds to the fixed carbon amount FC because the remainder after the volatile component is volatilized is coke. On the other hand, for the carbon content in tar, the volatile content is composed of COG and tar, and the higher the volatile content, the greater the tar, so the carbon in the tar is assumed to be proportional to the volatile content, and d × VM Represents.
Hg(kcal/kg)=81×C+342.5×(H- O/8)+22.50×S-583.16×(8.94×(H/100))・・・(B) Hg (kcal / kg) = 81 × C + 342.5 × (H-O / 8) + 22.50 × S-583.16 × (8.94 × (H / 100)) ・ ・ ・ (B)
また、COGに含まれるガスのうちCO2については発熱量に寄与しないため、該CO2の炭素分を石炭の炭素分からさらに控除するものとした。ここで、石炭中の酸素含有率Oとコークス炉ガスCOG中のCO2濃度との間には図2に示すように強い相関がある。よって、石炭中の酸素のうちCO2として放出される酸素の割合を定数eで表し、さらにCO2における炭素含有量を(O/16)×e×12/2で表し、石炭の炭素分から控除するものとした。 Moreover, since CO 2 of the gas contained in COG does not contribute to the calorific value, the carbon content of CO 2 was further subtracted from the carbon content of coal. Here, there is a strong correlation between the oxygen content O in the coal and the CO 2 concentration in the coke oven gas COG as shown in FIG. Therefore, the proportion of oxygen released as CO 2 out of the oxygen in the coal is expressed by a constant e, and the carbon content in CO 2 is expressed by (O / 16) × e × 12/2, which is deducted from the carbon content of coal. To do.
このような着想に基づき、発明者は、以下の式（１）を構築した。すなわち、式（１）においては、揮発分量VM（質量％、dry）、固定炭素量FC（質量％、dry）、炭素含有量C（質量％、dry）、酸素含有量O（質量％、dry）、硫黄含有量（質量％、dry）および水素含有量H（質量％、dry）の各測定値に基づき、推定コークス炉ガス発熱量Ccogを算出する。また、推定換算ガス歩留りYは、算出された推定コークス炉ガス発熱量Ccogを以下の式（２）を用いて4800kcal/Nm3換算することにより算出するものとした。 Based on such an idea, the inventor constructed the following formula (1). That is, in the formula (1), the volatile content VM (mass%, dry), the fixed carbon quantity FC (mass%, dry), the carbon content C (mass%, dry), the oxygen content O (mass%, dry) ), Sulfur content (mass%, dry) and hydrogen content H (mass%, dry) are calculated to calculate the estimated coke oven gas calorific value Ccog. The estimated conversion gas yield Y was calculated by converting the calculated estimated coke oven gas calorific value Ccog to 4800 kcal / Nm 3 using the following equation (2).
Ccog=81×[C-(FC+d×VM)-(O/16)×e×12/2]+342.5×[H-O×(1-e)/8]+22.50×S-583.16×[8.94×H/100]・・・（１）
ここで、Ccogは推定コークス炉ガス発熱量Ccog (kcal/kg石炭)であり、ｄおよびeは定数である。
Ccog = 81 × [C- (FC + d × VM)-(O / 16) × e × 12/2] + 342.5 × [HO × (1-e) / 8] + 22.50 × S-583.16 × [8.94 × H / 100] (1)
Here, Ccog is the estimated coke oven gas calorific value Ccog (kcal / kg coal), and d and e are constants.
Y= (Ccog/4800)×1000・・・(２) Y = (Ccog / 4800) × 1000 (2)
図3に、表1に示した7種の石炭についての実績換算ガス歩留りと、式（１）および式（２）により算出された推定換算ガス歩留りYとの関係を示す。なお、このときの定数ｄおよびeの値は、d=0.39、e=0.4である。図3に示すように、実績換算ガス歩留りと推定換算ガス歩留りYは、図1で示した特開2006-001994号公報の推定方法を用いた場合よりもさらに良好な相関が得られており、図1における近似曲線の相関係数Ｒ２は、0.92であった。 FIG. 3 shows the relationship between the actual conversion gas yield for the seven types of coal shown in Table 1 and the estimated conversion gas yield Y calculated by Equation (1) and Equation (2). The values of constants d and e at this time are d = 0.39 and e = 0.4. As shown in FIG. 3, the actual conversion gas yield and the estimated conversion gas yield Y have a better correlation than when using the estimation method of JP-A-2006-001994 shown in FIG. the correlation coefficient R 2 of the approximate curve in Figure 1 was 0.92.
式（１）における定数ｄおよびeの具体的な数値は、当業者が適宜設定可能である。例えば、単位質量石炭から発生するCOGの発熱量の測定値（表２中の実績ガス歩留りの測定値に相当）である実績コークス炉ガス発熱量（kcal/kg 石炭）と、当該実績コークス炉ガス発熱量に対応する石炭の各成分の含有量の測定値との関係から求めることができる。例えば、より具体的には、定数ｄおよびeを仮に変数ＤおよびＥとし、式（１）におけるCcogに、複数種、例えば異なる２種の石炭についての、異なる値である単位質量石炭から発生する実績コークス炉ガス発熱量（kcal/kg 石炭）をそれぞれ代入する。次に、異なる２つの当該実績コークス炉ガス発熱量（kcal/kg 石炭）にそれぞれ対応する揮発分量VM、固定炭素量FC、炭素含有量C、酸素含有量O、硫黄含有量Sおよび水素含有量Hを式（１）にて当てはめ、変数ＤおよびＥの値として得られる定数ｄおよびeを算出する。算出される定数ｄの具体的な数値を挙げると、例えば0.39とすることができる。 Specific numerical values of the constants d and e in the formula (1) can be appropriately set by those skilled in the art. For example, the actual coke oven gas calorific value (kcal / kg coal), which is the measured value of the calorific value of COG generated from unit mass coal (corresponding to the measured value of the actual gas yield in Table 2), and the actual coke oven gas It can obtain | require from the relationship with the measured value of content of each component of coal corresponding to calorific value. For example, more specifically, constants d and e are assumed to be variables D and E, and Ccog in equation (1) is generated from unit mass coal having different values for a plurality of types, for example, two different types of coal. Substitute the actual coke oven gas calorific value (kcal / kg coal). Next, volatile content VM, fixed carbon content FC, carbon content C, oxygen content O, sulfur content S and hydrogen content respectively corresponding to two different actual coke oven gas calorific values (kcal / kg coal) H is applied by equation (1), and constants d and e obtained as values of variables D and E are calculated. A specific numerical value of the constant d to be calculated can be set to 0.39, for example.
定数eについても定数d同様に算出することができるが、eの値を石炭種の揮発分量VMに応じて設定することが好ましい。これは、揮発分の含有量が小さい石炭はCO２の排出量も減少することに基づいており、当該揮発分量VMに応じた定数eの設定を行うことで、さらに推定ガス歩留りYの精度を高めることができる。 The constant e can be calculated in the same manner as the constant d, but the value of e is preferably set according to the volatile content VM of the coal type. This is based on the fact that coal with low volatile content also reduces CO 2 emissions. By setting a constant e according to the volatile content VM, the accuracy of the estimated gas yield Y is further improved. Can be increased.
当該定数eの設定においては、揮発分量VMの値が低いほど定数eを小さな値とし、また、揮発分量VMの値が大きいほど定数eを大きな値に設定する。具体的には、VMが17.5質量％未満の場合はe=0.2、VMが17.5質量％以上22.5質量％未満の場合はe=0.3、VMが22.5質量％以上27.5質量％未満の場合はe=0.4、VMが27.5質量％以上32.5質量％未満の場合はe=0.5、VMが32.5質量％以上37.5質量％未満の場合はe=0.6、およびVMが37.5質量％以上の場合はe=0.7とすることができる。 In setting the constant e, the constant e is set to a smaller value as the value of the volatile content VM is lower, and the constant e is set to a larger value as the value of the volatile content VM is larger. Specifically, when VM is less than 17.5% by mass, e = 0.2, when VM is from 17.5% by mass to less than 22.5% by mass, e = 0.3, and when VM is from 22.5% by mass to less than 27.5% by mass, e = 0.4, e = 0.5 when VM is 27.5 mass% or more and less than 32.5 mass%, e = 0.6 when VM is 32.5 mass% or more and less than 37.5 mass%, and e = 0.7 when VM is 37.5 mass% or more can do.
表１で示した石炭について定数eの値を上記説明に従い設定した場合の実績換算ガス歩留りと推定換算ガス歩留りYとの関係を図４に示す。具体的には式（１）において、石炭C1についてはe=0.3として、石炭C2、石炭C3、および石炭C4についてはe=0.4として、また、石炭C5、石炭C6、および石炭C7についてはe=0.6として推定コークス炉ガス発熱量Ccogを算出した。図４から理解されるように、図３にて示した場合よりも実績換算ガス歩留りと推定換算ガス歩留りYとの関係の間にさらに良好な相関が得られており、図４における近似曲線の相関係数Ｒ２は、0.95であった。 FIG. 4 shows the relationship between the actual conversion gas yield and the estimated conversion gas yield Y when the value of the constant e is set according to the above description for the coal shown in Table 1. Specifically, in equation (1), e = 0.3 for coal C1, e = 0.4 for coal C2, coal C3, and coal C4, and e = 0.4 for coal C5, coal C6, and coal C7. The estimated coke oven gas calorific value Ccog was calculated as 0.6. As is understood from FIG. 4, a better correlation is obtained between the relationship between the actual conversion gas yield and the estimated conversion gas yield Y than in the case shown in FIG. the correlation coefficient R 2 was 0.95.
以上の検討では単一石炭銘柄毎の石炭組成とコークス炉ガス歩留りの関係について述べてきたが、複数の石炭銘柄を配合してコークスを乾留するに際しても、同じ方法を用いることができる。即ち、コークス炉に装入する配合炭について、配合炭の平均組成としての揮発分量VM、炭素含有量C、固定炭素量FC、酸素含有量O、硫黄含有量Sおよび水素含有量Hを算出し、これらの値に基づいて推定コークス炉ガス発熱量Ccogを式（１）を用いて算出し、さらに式（２）を用いて推定コークス炉ガス歩留りYを得るようにすればよい。 In the above examination, the relationship between the coal composition for each single coal brand and the coke oven gas yield has been described. However, the same method can be used when coking coal with a plurality of coal brands. That is, for the blended coal charged into the coke oven, the volatile content VM, carbon content C, fixed carbon content FC, oxygen content O, sulfur content S and hydrogen content H as the average composition of the blended coal are calculated. Based on these values, the estimated coke oven gas calorific value Ccog may be calculated using equation (1), and the estimated coke oven gas yield Y may be obtained using equation (2).
本実施形態のコークスの製造方法においては、上記本実施形態のコークス炉ガス歩留りの推定方法を用いてコークス炉ガス歩留りを推定し、該推定したコークス炉ガス歩留りが予め定めた目標コークス炉ガス歩留りとなるように、配合炭を構成する各単味炭の配合比を調整することとすると好ましい。本実施形態のコークス炉ガス歩留りの推定方法を用いることにより、精度良くコークス炉ガス歩留りを推定することができ、目標とするコークス炉ガス歩留りに近い実績コークス炉ガス歩留りが得られるからである。その結果、コークス炉ガスの換算ガス歩留りが予定外に変動することがなくなり、製鉄所内のエネルギーバランスを常に安定して保持することができるようになる。 In the coke production method of this embodiment, the coke oven gas yield is estimated using the coke oven gas yield estimation method of the above embodiment, and the estimated coke oven gas yield is a predetermined target coke oven gas yield. It is preferable to adjust the blending ratio of each simple coal constituting the blended coal. This is because the coke oven gas yield can be accurately estimated by using the method for estimating the coke oven gas yield of the present embodiment, and the actual coke oven gas yield close to the target coke oven gas yield can be obtained. As a result, the converted gas yield of the coke oven gas does not fluctuate unexpectedly, and the energy balance in the steel works can be constantly maintained stably.
また、配合する石炭の銘柄の関係上、換算ガス歩留りにやむを得ず変動が生じる場合においても、本発明の推定方法を用いてコークスを製造することによって事前に変動が予知され、その計画的な変動に応じて製鉄所内のエネルギーバランスに対処を加えることが可能となる。 In addition, even if fluctuations are unavoidable due to the coal brand to be blended, the fluctuations are predicted in advance by producing coke using the estimation method of the present invention, and the planned fluctuations. Accordingly, it becomes possible to cope with the energy balance in the steelworks.
A製鉄所のコークス工場における4800kcal/Nm3換算コークス炉ガス歩留り実績の２０日間の推移を図5に示す。このうち、前半の１０日間である期間Aは、特開2006-001994号公報の推定方法に基づき、4800kcal/Nm3換算コークス炉ガス歩留まりを推定している。一方、後半の１０日間である期間Bは、本実施形態の推定方法を実施して4800kcal/Nm3換算コークス炉ガス歩留まりを推定している。期間A、Bそれぞれにおいては、該推定されたコークス炉ガス歩留りに基づき、4800kcal/Nm3換算コークス炉ガス歩留りが予め定めた目標値となるように、配合炭を構成する各単味炭の配合比を調整することとした。図５において、■は4800kcal/Nm3換算コークス炉ガス歩留り実績値を示し、□は期間A、Bをとおしての目標値を示す。 The transition of the 20 days of 4800kcal / Nm 3 in terms coke oven gas yield performance in coke plants A steel plant shown in FIG. Of these, during the first 10 days period A, the 4800 kcal / Nm 3 equivalent coke oven gas yield is estimated based on the estimation method disclosed in JP-A-2006-001994. On the other hand, in period B, which is the last 10 days, the estimation method of this embodiment is performed to estimate the 4800 kcal / Nm 3 equivalent coke oven gas yield. In each of the periods A and B, based on the estimated coke oven gas yield, the blending of each simple coal constituting the blended coal so that the 4800 kcal / Nm 3 conversion coke oven gas yield becomes a predetermined target value. The ratio was adjusted. In FIG. 5, ■ indicates the actual value of the coke oven gas yield in terms of 4800 kcal / Nm 3 , and □ indicates the target value through periods A and B.
図５に示すように、特開2006-001994号公報の推定方法を適用した期間Aよりも、本実施形態の推定方法を適用した期間Bのほうが、4800kcal/Nm3換算コークス炉ガス歩留り実績値のばらつきを非常に小さくすることができた。 As shown in FIG. 5, 4800 kcal / Nm 3 equivalent coke oven gas yield actual value is greater in the period B in which the estimation method of the present embodiment is applied than in the period A in which the estimation method of JP-A-2006-001994 is applied. It was possible to reduce the variation of
すなわち、本実施形態の推定方法を適用することで、コークス炉ガス歩留まりのばらつきをより抑えることができ、また、目標値により近いコークス炉ガス歩留まりを得ることができた。したがって、本実施形態の推定方法によれば、製鉄所内などにおけるエネルギー需給管理をさらに計画通り順調に遂行することができる。
That is, by applying the estimation method of the present embodiment, the coke oven gas yield variation can be further suppressed, and the coke oven gas yield closer to the target value can be obtained. Therefore, according to the estimation method of the present embodiment, energy supply and demand management in a steelworks or the like can be performed smoothly as planned.
Claims (4)
算出された該推定コークス炉ガス発熱量Ccogに基づき4800kcal/N m3換算コークス炉ガス歩留りY（N m3／ｔ石炭）を推定することを特徴とするコークス炉ガス歩留りの推定方法。
Ccog=81×[C-(FC+d×VM)-(O/16)×e×12/2]+342.5×[H-O×(1-e)/8]+22.50×S-583.16×[8.94×H/100]・・・（１）
ここで、ｄおよびeは定数である。
Coal volatile content VM (mass%, dry), carbon content C (mass%, dry), fixed carbon content FC (mass%, dry), oxygen content O (mass%, dry), sulfur content S ( Estimating calorific value (kcal / kg-coal) of coke oven gas COG generated from unit mass coal using the following formula (1) based on mass%, dry) and hydrogen content H (mass%, dry) Calculate the estimated coke oven gas calorific value Ccog (kcal / kg coal),
A method for estimating coke oven gas yield, comprising estimating 4800 kcal / N m 3 equivalent coke oven gas yield Y (N m 3 / t coal) based on the calculated estimated coke oven gas calorific value Ccog.
Ccog = 81 × [C- (FC + d × VM)-(O / 16) × e × 12/2] + 342.5 × [HO × (1-e) / 8] + 22.50 × S-583.16 × [8.94 × H / 100] (1)
Here, d and e are constants.
A coke oven gas yield is estimated using the coke oven gas yield estimation method according to any one of claims 1 to 3, and the estimated coke oven gas yield becomes a predetermined target coke oven gas yield. And a method for producing coke, characterized in that the blending ratio of each simple coal constituting the blended coal is adjusted.
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