JP2011208010A

JP2011208010A - コークス炉装炭方法

Info

Publication number: JP2011208010A
Application number: JP2010077084A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kato; 元加藤; Takuya Tomooka; 卓也友岡; Yukinari Kaketani; 之成掛谷; Yasushi Arakawa; 康志荒川
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-20

Abstract

【課題】炭化室内への石炭装入直後の燃焼室内の不完全燃焼を抑制防止することが可能なコークス炉装炭方法を提供する。
【解決手段】例えば装炭管１１から石炭を装入するに際し、上昇管１２から遠い装炭口８ａ、８ｂからの石炭装入量に対し、上昇管１２に近い装炭口８ｃ、８ｄからの石炭装入量を減少させて、装入石炭の上面を上昇管１２側に向かって下降するように傾斜させて、上昇管１２の下方の空間を拡大させることにより、石炭装入後、装炭口に蓋が載置され、その段階から石炭乾留初期における炭化室内の圧力の上昇を効果的に抑制防止することができ、これにより燃焼室２への炭化室内ガスの侵入を抑制することができ、燃焼室２内の不完全燃焼を抑制防止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃焼室と炭化室とが交互に並ぶコークス炉の炭化室内に装炭口から石炭を装入するコークス炉装炭方法に関するものである。

コークス炉は、炉幅方向に、炭化室と、その炭化室に熱を供給する燃焼室とが交互に並んで配設され、炭化室と燃焼室とを隔てる炭化室の炉壁を介して、燃焼室から炭化室に熱の供給が行われる。また、燃焼室は、炉長方向に沿って所定間隔毎に区画され、多数のフリューが形成されている。炭化室に装入された石炭は、加熱されることでコークスに乾留され、その後、炭化室の一方の窯口から押し出される。

ところで、操業の繰り返しによって炭化室の炉壁は激しい熱サイクルを受けるため、どうしても損耗が進行しやすい。この炭化室の炉壁は、同時に燃焼室の炉壁でもある。炭化室の炉壁が損耗すると、亀裂や目地弛みが生じ、それらの亀裂や目地弛みから炭化室内の粉炭を含むガスが燃焼室内に侵入する。このように炭化室内のガスが燃焼室内に侵入すると、燃焼室内で不完全燃焼が生じ、例えば煙突から黒鉛が発生するなどの問題が生じる。
そこで、下記特許文献１では、燃焼室を構成する各フリューにエア吹込みランスを予め挿通し、炭化室内のガスが侵入したフリューには、エア吹込みランスからエアを吹込み、不完全燃焼を解消するようにしている。

特許第３５５７８１９号公報

ところで、前記炭化室及び燃焼室の上方には石炭を積載した装炭車が走行しており、炭化室内には、装炭車によって、上部の装炭口から石炭が装入される。従来は、炭化室内に石炭を装入する際、装炭口の高さから、そのまま、石炭を装入している。しかしながら、石炭を装入する際には、石炭装入直後から装入石炭の乾留初期にかけてガスが多量に発生し、炭化室内のガス圧力が上昇し、そのとき炭化室内に発生している粉炭を含むガスが、前述した炉壁の亀裂や目地弛みから燃焼室内に侵入する。この石炭装入直後の燃焼室内への炭化室内ガスの侵入量は、通常操業で生じる侵入量に比して大幅に大きいので、前記特許文献１に記載されるエア吹込みではエア吹込み量が不足し、燃焼室内で不完全燃焼が生じてしまい、例えば煙突から黒鉛が発生するなどの問題が生じる。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、炭化室内への石炭装入直後の燃焼室内の不完全燃焼を抑制防止することが可能なコークス炉装炭方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明のコークス炉装炭方法は、燃焼室と炭化室とが交互に並ぶコークス炉の炭化室内に上部の装炭口から石炭を装入するコークス炉装炭方法であって、前記炭化室内の上昇管側の石炭装入量を減少し、当該上昇管からの発生ガスの排出を促進することにより、燃焼室への炭化室内ガスの侵入を抑制することを特徴とするものである。

而して、本発明のコークス炉装炭方法によれば、炭化室内の上昇管側の石炭装入量を減少し、当該上昇管からの発生ガスの排出を促進することにより、石炭装入直後から初期乾留時に発生する発生ガスによる炭化室内空間のガス圧力の上昇を防止して燃焼室への炭化室内ガスの侵入を抑制することにより、炭化室内への石炭装入直後の燃焼室内の不完全燃焼を抑制防止することができる。

本発明のコークス炉装炭方法を適用したコークス炉の全体概略構成図である。図１のコークス炉で行われた装炭方法の説明図である。本発明の装炭方法のバリエーションの説明図である。

次に、本発明のコークス炉装炭方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明のコークス炉装炭方法を適用したコークス炉の全体概略構成図である。このコークス炉の構成自体は、従来既存のコークス炉と同等である。炉体上部には、炭化室１と燃焼室２とが炉壁レンガ３を介して交互に多数配設されている。燃焼室２内は、所定間隔毎に複数のフリュー４に画成されている。また、炉体下部には蓄熱室１０が形成されている。更に、蓄熱室１０の下方には、炉底１４が形成され、この炉底１４の炉長方向両端部に煙道９が形成されている。

炉底１４の上部には、富ガス配管５、貧ガス配管６、エア配管７などが配管されており、これらのガス配管５、６から燃焼ガス及びエア配管７からエアを各フリュー４の燃焼孔に供給し、燃焼室２内で燃焼ガスを燃焼させることで炭化室１内の石炭を乾留してコークスを生成する。生成されたコークスは、図示しない押出機によって押出され、ガイド車でガイドされた後、消火車で受け取られる。なお、富ガスにはコークス炉ガスなどが、貧ガスには高炉ガスなどが用いられる。

炭化室１及び燃焼室２の天井上には、図示しない装炭車が走行する。装炭車は、文字通り、炭化室１内に石炭を装入するための車両である。各炭化室１の天井には、装炭車から石炭を装入するための装炭口８が炉長方向に複数形成されている。図２は、装炭方法を模式的に表したものであり、図中の符号１３が装炭車である。装炭車１３から装炭管１１を介して装炭口８から炭化室１内に石炭を挿入する。装炭管１１の周囲は集塵フード１５が設置され、石炭装入中に発生する装炭口８からの粉塵、炭化室１の炉内側から漏れる炭化室１内ガスは吸引され、集塵処理される。即ち、石炭装入中は、装炭口８からの吸引により、炭化室１内の圧力上昇が実質的に抑制された状態で、装炭管１１の下端部から炭化室１内に落下して装入される。装炭口８からの装入が終了した段階で、装炭口８に蓋が載置され、その段階から炭化室１内の圧力が上昇し、その結果、炭化室１内で発生している粉炭を含むガスが、炉壁の亀裂や目地弛みから燃焼室２側へ侵入し、前述の煙突からの黒煙発生につながるのである。この現象は、炭化室１内への石炭装入直後、装炭口８に蓋が載置された段階から装入石炭の乾留初期に生じる。

図３ａ、図３ｂは、本発明の実施形態のコークス炉装炭方法を模式的に表したものである。本実施形態では、上昇管１２側の石炭装入量を、反対側の石炭装入量に対して、相対的に減少し、上昇管１２の下方に生じる空間を拡大し、上昇管１２を介しての排ガス排出の促進を図ることにより、前記装炭口８に蓋が載置され、その段階から炭化室１内の圧力上昇に基づく問題を解決するものであり、図３ａでは、装炭管１１から石炭を装入するに際し、上昇管１２から遠い装炭口８ａ、８ｂからの石炭装入量に対し、上昇管１２に近い装炭口８ｃ、８ｄからの石炭装入量を減少させることにより、装入石炭の上面を上昇管１２側に向かって下降するように傾斜させて、上昇管１２の下方の空間を拡大させている。また、図３ｂでは、装入石炭の上面が上昇管１２側に向かって下降するように傾斜させ、上昇管１２の下方の空間を拡大させるため、上昇管１２から遠い装炭口８ａからの石炭装入量＞装炭口８ｂからの石炭装入量＞装炭口８ｃからの石炭装入量＞上昇管１２に近い装炭口８ｄからの石炭装入量の順に減少させ、その結果、上昇管１２の下方の空間が拡大した例を示している。なお、図３ａでは、上昇管１２から遠い装炭口８ａ及び装炭口８ｂの石炭装入量を通常の石炭装入量より減少させ、それよりも更に上昇管１２に近い装炭口８ｃ及び装炭口８ｄの石炭装入量を減少させて、装入石炭の上面を上昇管１２側に向かって下降するように傾斜させ、結果的に上昇管１２の下方の空間を拡大することも本発明の実施形態である。

このように、上昇管１２に近い側の装炭口８ｃ及び装炭口８ｄの石炭装入量を減少させて、上昇管１の下方に生じる空間を拡大させることにより、石炭装入後、装炭口８ａ、装炭口８ｂ、装炭口８ｃ、装炭口８ｄに夫々蓋が載置されてから上昇する炭化室１内の圧力上昇も、上昇管１２の下方に生じる空間を拡大させているため、炭化室１内で発生している粉炭を含むガスは、上昇管１２側に向かう流れとなって上昇管１２から排出され、装炭口８ａ、装炭口８ｂ、装炭口８ｃ、装炭口８ｄに蓋が載置された段階から生じる炭化室１内の圧力上昇を抑制することができる。

図３ｃは、本発明の比較例を示すものであり、装炭口８ａ、装炭口８ｂ、装炭口８ｃ、装炭口８ｄからの石炭装入量自体は減少されたものの、前記図３ｂとは逆に、装入石炭の上面が上昇管１２側に向かって上昇するように傾斜させたものである。このように装入石炭の上面が上昇管１２側に向かって上昇するように傾斜すると、上昇管１２の下方の空間は、その他の部位より狭くなるため、上昇管１２側の排ガス排出促進効果が阻害され、石炭装入量の総量を減少させたとしても、却って、炭化室１内の圧力を上昇させる結果となった。また、単に石炭の装入量を減少させたとしても、装入石炭の上部に形成される空間が略一定では、上昇管１２側とは反対側の部分のガス排出が停滞し、炭化室１内のガス圧力が上昇しやすく、炭化室１内の圧力上昇を来すこととなった。

前述した装炭口８ａ、装炭口８ｂ、装炭口８ｃ、装炭口８ｄに蓋が載置され、その段階から炭化室１内のガスの燃焼室２への侵入は、前記蓋が載置された段階から生じる炭化室１内の圧力上昇によるものであり、本実施形態のように上昇管１２の下方に生じる空間を拡大させて石炭装入後に発生する炭化室１内のガスの排出を促進させることにより、石炭装入後の炭化室１内の圧力上昇を抑制することができれば、炭化室１内のガスの燃焼室２への侵入を抑制防止することができる。炭化室１内のガスの燃焼室２への侵入を抑制防止することができれば、燃焼室２内の不完全燃焼を回避して、煙突からの黒煙の発生もの防止することができる。

本実施形態のコークス炉装炭方法では、石炭装入完了後、装炭口に蓋が載置された段階から炭化室内の圧力の上昇を効果的に抑制防止することができる。例えば、装炭口８の高さが６．２ｍであるコークス炉も、図３ａでは、上昇管１２から遠い装炭口８ａ及び装炭口８ｂの装入石炭上面の高さを６．０ｍとし、上昇管１２に近い装炭口８ｃ及び装炭口８ｄの石炭装入量を更に減少させて、装入石炭上面が上昇管１２側に向かって下降するように傾斜させることにより、上昇管１２の下方の空間を拡大させることで、燃焼室２内への炭化室１内ガスの侵入を大幅に抑制防止することができる。また、図３ｂの場合も同様であり、上昇管１２から遠い装炭口８ａの装入石炭上面の高さを６．０ｍとし、装炭口８ｂ、装炭口８ｃ、装炭口８ｄの装入石炭上面高さを順次減少させ、装入石炭上面が上昇管１２側に向かって下降するように傾斜させることにより、上昇管１２の下方の空間を拡大させることで、燃焼室２内への炭化室１内ガスの侵入を大幅に抑制防止することができ、これにより炭化室１内への石炭装入直後から装入石炭の乾留初期に生じる燃焼室２内の不完全燃焼を抑制防止できる。

１は炭化室、２は燃焼室、３は炉壁レンガ、４はフリュー、５は富ガス配管、６は貧ガス配管、７はエア配管、８は装炭口、９は煙道、１０は蓄熱室、１１は装炭管、１２は上昇管、１３は装炭車、１４は炉底、１５は集塵フード

Claims

燃焼室と炭化室とが交互に並ぶコークス炉の炭化室内に上部の装炭口から石炭を装入するコークス炉装炭方法であって、前記炭化室内の上昇管側の石炭装入量を減少し、当該上昇管からの発生ガスの排出を促進することにより、燃焼室への炭化室内ガスの侵入を抑制することを特徴とするコークス炉装炭方法。