JP2012522851A - 石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室壁を通しての放熱損失を減じる方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を補償することによって、ドア及び端壁近傍の炉領域におけるコークス化時間を短縮しかつ、コークス品質及びエミッション状態を改善する方法に関する。前記補償は、正面のコークス炉室ドアの近傍における石炭ケーキの高さを変化させることによって行われ、この変化は、コークス炉室ドアの全長又はその長さの一部にわたる、石炭ケーキの増大又は減少によって行うことができる。石炭ケーキの高さの減少は、石炭又は石炭圧縮物の除去によって行うことができ、高さの増大は、石炭ばら荷の載積及び石炭圧縮物のプレス又は付け加えによって行うことができる。この場合プレスを省いて、石炭ケーキ密度を減じられた切欠きを得ることも可能であり、このような切欠きもまた同様に放熱を低下させる。

Description

本発明は、コークス炉室の運転時における熱放射による放熱損失を補償する方法であって、放熱はコークス炉室ドアを通しての熱損失であり、この熱損失は通常、コークス炉室のコークス炉室ドア又はコークス炉室端壁を通して発生し、放熱損失の補償は、石炭ケーキの特殊な形状付与によって行われ、この石炭ケーキの特殊な形状付与は、ドア及び端壁近傍の炉領域において、石炭の乾留のために必要な熱の損失を減少させ、ひいては当該領域におけるコークス品質を高め、石炭チャージのコークス化時間を短縮させる。同時に本発明によってコークスチャージを排出する際におけるエミッション状態が改善される。石炭ケーキの形状付与は、石炭をプレスすることによって形成される石炭ケーキの押し固め中に行われる。形状付与というのはこの場合、石炭ケーキの一部が存在しない切欠きのこと、又は増加された石炭量が石炭ケーキ上にばら荷として載積されてプレスもしくは押し固められた隆起のことである。

コークス炉室内に装入するために石炭を押し固めることは、公知である。適宜な装置を用いた石炭プレスケーキの製造が、ＷＯ２００６／０５６２８６Ａ１に記載されている。この明細書に記載された方法によって、石炭ケーキが定置のプレス装置を用いてプレス型において成形され、これらのプレス装置は水平方向にかつ制限された行程長さをもって働く。プレス型は、移動可能なストッパ壁を有しており、このストッパ壁は、石炭ケーキの増大と共に、逆向きに作用する適宜なブレーキ力を加えながら、プレス装置から離反運動させられる。この方法は、石炭運搬車又はコークス炉室内への装入前に石炭ケーキを押し固める。

その後でコークス炉室への装入は、従来技術に基づく方法に応じて行われる。水平なコークス炉室への装入のための通常の実施形式は、ＤＥ１９５４５７３６Ａ１に記載されている。石炭はこの場合、炉の外において均一な高さで平らな台板上にばら積みされ、次いで押し固められ、その後で押し固められた石炭ケーキは台板と一緒に炉室内に押し込まれ、台板は次いで、石炭ケーキの端面を固定した状態で炉室から引き戻される。この方法によって特に、底部加熱装置を備えた水平なコークス炉室への装入を行うことができる。

この方法では、規則的な形状を有する押し固められた石炭ケーキが、コークス炉室内に装入される。特に、コークス炉室のあまり断熱されていないドアに、石炭ケーキは密に接触しているので、ドアを通して放射による大きな熱損失が発生し、装入石炭のこの領域は多くの場合不完全にコークス化された状態で炉から出され、これによって、排出過程のエミッション状態が損なわれる。このことは特にコークス炉室ドアの領域において、コークスの品質を劣化させる。この理由から、コークス炉室ドアを通しての放熱損失を補償すること及びコークス化状態を改善することができる可能性が求められている。

ゆえに本発明の課題は、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁の近傍における領域においてコークス炉室からの放熱損失を補償すること、及びこれによって装入石炭のコークス化状態を改善することであり、この場合このような放熱損失の減少は石炭ケーキの特殊な形状付与によって達成されることが望ましい。形状付与はこの場合石炭ケーキの高さの増大又は減少を含んでおり、石炭ケーキの高さの増大又は減少は、石炭ケーキの、コークス炉室ドアの近傍に位置する部分に関して行われる。

上記課題を解決するために本発明の方法では、石炭ケーキに押し固め時に、装入された形においてコークス炉室ドアの近傍において石炭ケーキの高さを変化させる特殊な形状を付与し、この変化が石炭ケーキの高さの増大又は減少によって行われる。本発明による方法の１実施形態では、生じている切欠きを、ケーキ高さを同じままで、低い密度を有する石炭ケーキによって満たすことも可能である。本発明の別の実施形態では、コークス炉列又はコークス炉団のそれぞれ第１及び最後のコークス炉室が同様に、高さ又は密度を変えられた石炭ケーキを備えており、石炭ケーキの切欠きは、コークス炉室を画成する側部のコークス炉室端壁の近傍に位置していて、これによってコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる。

石炭ケーキ高さ及び石炭ケーキ密度を変化させることによって、この領域における装入物のコークス化時間は短縮され、これによってコークス品質が高められ、コークス炉室端壁又はコークス炉室ドアを通しての放熱は著しく減じられる。

切欠きを形成するためには、押し固められた石炭ケーキの製造時に押し固め体もしくは圧縮物（Kompaktat）が簡単に除去される。同様に石炭ケーキを部分的に隆起させることも可能であり、この石炭ケーキにおいては石炭圧縮物が所望の箇所に付け加えられる。この製造形式は、石炭ケーキが押し固め及び個々の押し固め体もしくは圧縮物への裁断によって形成される場合に、可能である。圧縮物の大きさに応じて、隆起又は切欠きを形成するために複数の圧縮物を使用することも可能である。石炭ケーキが簡単なプレスによって形成される場合には、切欠きは、押し固め型内への減じられた石炭量の導入と該押し固め型におけるプレス成形とによって形成することができる。同様な形式で、相応な隆起が形成され、この場合には相応な石炭量が付け加えられ、この石炭量を、側部を成形もしくは形状付与する適宜なエレメントによって盛り上げてプレスする。側部を成形もしくは形状付与する適宜なエレメントとして例えば金属薄板が挙げられる。さらに押し固められたケーキの側端部において、充填された石炭量をまったく押し固めず、ルーズなばら荷としてその下に位置する石炭圧縮物の上に載積することによって、前記切欠きを生ぜしめることもできる。

特に、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、ドア近傍領域における装入石炭のコークス化時間を減じるため及びコークス炉室ドアを通しての放熱損失を補償するための方法では、
石炭塊を、押し固め方法によって７００〜１３００ｋｇ／ｍ^３の密度を備えた押し固められた石炭ケーキにプレスし、
押し固められた石炭ケーキをコークス炉室の装入開口を通してコークス炉室内に装入する形式の方法において、
石炭ケーキの、コークス炉室ドアに向けられた上側に、押し固めに際して、石炭によってまったく又は僅かしか満たされていない切欠き又は隆起を生ぜしめるようにした。

通常はただ１つの切欠きしか必要ない。しかしながら幾つかの目的のために、石炭ケーキの１つの隆起を形成することも可能であり、またこのような隆起を選択的に１つの切欠きとの組合せにおいて形成することも可能である。切欠き又は隆起の深さもしくは高さは、様々なバリエーションが可能であるが、本発明による効果を得るためには有利には２０〜７００ｍｍである。押し固められた石炭ケーキの典型的な高さは、７００〜１３００ｍｍである。石炭ケーキの切欠き又は隆起の奥行きもまた同様に様々なバリエーション可能であるが、有利には０.２５〜５ｍである。ドアに沿った石炭ケーキの隆起又は切欠きの幅は、任意に変化可能である。

石炭ケーキの密度は、プレスされた形において通常７００〜１３００ｋｇ／ｍ^３である。切欠きが石炭ケーキの密度を減じることによって生ぜしめられる場合には、密度を２０〜３００ｋｇ／ｍ^３だけ低くすると有利である。このような密度の低減は、切欠きが形成され、この形成された切欠きに石炭ばら荷を補充し、これによって切欠きが減じられた石炭ケーキ密度を有することによって、行うことができる。減じられた密度を有する切欠きを設けることは、既に述べた石炭ケーキの通常の隆起及び切欠きと組み合わせることができる。

切欠きの幅が１ｍでドア幅が約４ｍである場合に奥行き２ｍの石炭ケーキ高さの切欠きを設けることによって、このケーキ領域におけるコークス化時間は、切欠きの高さ１００ｍｍ毎に６０時間のうちの約４時間減じられ、つまり約５６時間になる。切欠きの幅が１ｍでドア幅が約４ｍである場合に奥行き２ｍの減じられた密度を用いて石炭ケーキ高さの切欠きを設けることによって、このケーキ領域におけるコークス化時間は、切欠きの高さ１００ｍｍ毎に、減じられた密度の１００ｋｇ／ｍ^３毎に、６０時間のうちの約５時間減じられ、つまり約５５時間になる。

切欠き又は隆起を備えた石炭ケーキを形成する本発明による方法を実施するためには、それによって隆起又は切欠きを形成することができるならば、任意の方法を使用することができる。

本発明の別の構成では、コークス炉列又はコークス炉団の第１のコークル炉室及び最後のコークス炉室の石炭ケーキだけが、石炭ケーキの増大部又は減少部を備えている。この場合有利には、コークス炉団又はコークス炉列の第１のコークス炉室の石炭ケーキに石炭ケーキの増大部が設けられていて、コークス炉団又はコークス炉列の最後のコークス炉室の石炭ケーキに切欠き又は隆起が設けられている。この切欠き又は隆起は、石炭ケーキの、ドアに向けられた側にだけ形成されているのではなく、コークス炉団又はコークス炉列のコークス炉室の側部端壁にも形成されている。

そのために、最初に挙げた方法の変化実施形態では、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を補償するため及びコークス化時間を減じるための方法において、
コークス炉室はコークス炉団又はコークス炉列の一部であり、該コークス炉団又はコークス炉列の第１のコークス炉室は、側部を閉鎖するコークス炉室端壁に沿って石炭ケーキの隆起又は切欠きを備えており、
コークス炉団又はコークス炉列の最後のコークス炉室は、側部を閉鎖するコークス炉室端壁に沿って石炭ケーキの切欠きを備えている。

第１又は最後のコークス炉室の石炭ケーキの切欠き又は隆起の深さもしくは高さは、単純な石炭ケーキの場合におけるように、有利には２０〜７００ｍｍの値をもって形成される。コークス炉室の切欠き又は隆起の奥行きは、典型的には側部のコークス炉室壁の全長に相当しているが、しかしながらまた、それよりも僅かであってもよい。幅は有利にはドア長さの２５％である。コークス炉団又はコークス炉列毎のコークス炉室の数はこの場合、任意に変化させることが可能である。

第１及び最後のコークス炉室の切欠き又は隆起もまた、石炭圧縮物の除去によって又は付け加えによって形成することができる。隆起は石炭ばら荷の堆積や振動によって又は、単数又は複数の圧縮物の載積によって生ぜしめることができる。前記堆積や振動は、側部の形状付与エレメントつまり成形エレメントを用いたプレス及び石炭移動によって実施することができる。方法の別の実施形態では、第１及び最後のコークス炉室の石炭ケーキに切欠きを形成し、この切欠きを、石炭ケーキ密度の低い石炭圧縮物又は石炭ばら荷によって満たす。このような方法が使用されると、切欠きは典型的に、密度を２０〜３００ｋｇ／ｍ^３減じられた石炭ケーキによって満たされる。減じられた石炭ケーキ密度は例えば除去、ばら荷の堆積及び振動によって生ぜしめることができる。

本発明はまた、本発明によって形成され、コークス炉室への装入及び乾留のために設けられ、かつコークス炉室内における乾留のために使用される、石炭ケーキの使用にも関する。本発明のように形成された石炭ケーキを用いて乾留が行われる典型的なコークス炉室は、「ノンリカバリ」型又は「ヒートリカバリ」型のコークス炉室である。しかしながらまた、本発明のように形成された石炭ケーキを汎用のコークス炉室において使用することも可能である。

コークス炉室内に装入される石炭ケーキに切欠き又は隆起を設けることによる上記方法には、しばしば僅かな断熱作用しか有していないコークス炉室ドアを通しての放熱が減じられて、コークス化時間が短縮されることに基づいて、ドア又は端壁近傍の領域において改善されたコークス品質が得られるという利点がある。本発明による方法にはまた、本発明によって製造された石炭ケーキの使用により、コークス炉室から側部のコークス炉室壁を通しての放熱も減じられるという利点がある。

次に図面を参照しながら本発明を説明する。

コークス炉室ドアの近傍において本発明による切欠きを備えた石炭ケーキと、該石炭ケーキを装入されたコークス炉室とを示す図である。 コークス炉室ドアの近傍において、石炭密度を減じられた本発明による切欠きを備えた石炭ケーキと、該石炭ケーキを装入されたコークス炉室とを示す図である。 ４つのコークス炉室を備えたコークス炉列を示すものであって、コークス炉室のうちの第１のコークス炉室に切欠きを備えた石炭ケーキが装入され、最後にコークス炉室に石炭ケーキ密度を高められた石炭ケーキが装入されている形態を示す図である。 ４つのコークス炉室を備えたコークス炉列を示すものであって、コークス炉室のうちの第１及び最後のコークス炉室に、石炭ケーキ密度を減じられた切欠きを備えた石炭ケーキが装入されている形態を示す図である。

次に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１にはコークス炉室１が示されており、このコークス炉室１には石炭ケーキ２が装入されていて、その上にはガス室又は一次加熱室２ａが位置している。このコークス炉室１はコークス炉ドア３の近傍に本発明による切欠き２ｂを有しており、この切欠き２ｂは石炭によって満たされていない。この切欠き２ｂは０.２５〜５ｍの奥行き２ｃを有している。図１においてはさらに、コークス炉室ドア３の上方におけるコークス炉室壁４と、コークス炉室ドア３に固定されていて運動機構３ｂを備えた保持装置３ａと、開口６及び該開口６内に設けられた空気流調整装置６ａを備えたコークス炉室天井５と、開口７ａを備えていて部分燃焼した乾留ガスを二次空気ソール８に導く「ダウンカマー」管７と、二次空気ソール８の上方に位置している煙道ガス通路９とが示されており、煙道ガス通路９内において、部分燃焼した乾留ガスは二次空気を用いて完全燃焼され、これはコークスケーキを下から加熱するために働く。図１にはさらに、流入する二次空気の流れを調整する調整装置を備えた開口１０が示されている。

図２に示されたコークス炉室１には、石炭ケーキ２が装入されていて、その上にはガス室２ａが位置している。このコークス炉室１はコークス炉ドア３の近傍に本発明による切欠き２ｂを有しており、この切欠き２ｂは密度の低い石炭ばら荷によって満たされていて、この切欠き２ｂは０.２５〜５ｍの奥行き２ｅを有している。

図３には、４つのコークス炉室１ａ〜１ｄから成るコークス炉団が示されている。第１のコークス炉室１ａには石炭ケーキ２が装入されていて、この石炭ケーキ２は、終端のコークス炉室側に向けられた側に隆起２ｆを有している。この隆起２ｆは２０〜７００ｍｍの高さ２ｇを有している。最後のコークス炉室１ｄに装入された石炭ケーキ２は、終端のコークス炉室側に向けられた側に切欠き２ｈを有している。この切欠き２ｈは同様に２０〜７００ｍｍの深さ２ｇを有している。

図４には、４つのコークス炉室１ａ〜１ｄから成るコークス炉団が示されている。第１及び最後のコークス炉室１ａ，１ｄには、石炭ケーキ２が装入されていて、この石炭ケーキ２は、終端のコークス炉室側に向けられた側に切欠き２ｉを有している。この切欠き２ｉには、２０〜３００ｋｇ／ｍ^３の低い密度を有する石炭圧縮物又は石炭ばら荷が装入されている。

１ コークス炉室、 １ａ〜１ｄ コークス炉団のコークス炉室、 ２ 石炭ケーキ、 ２ａ 一次加熱室、 ２ｂ 切欠き、 ２ｃ 切欠きの奥行き、 ２ｄ 低い石炭ケーキ密度の切欠き、 ２ｅ 低い石炭ケーキ密度を有する切欠きの奥行き、 ２ｆ 石炭ケーキの隆起、 ２ｇ 隆起又は切欠きの高さもしくは深さ、 ２ｈ 石炭ケーキの切欠き、 ２ｉ 低い石炭ケーキ密度を有する石炭ケーキの切欠き、 ３ コークス炉室ドア、 ３ａ コークス炉室ドアの保持装置又は保持フレーム、 ３ｂ コークス炉室ドアの運動機構、 ４ コークス炉室壁、 ５ コークス炉室天井、 ６ コークス炉室天井を貫く開口、 ６ａ 空気流調整装置、 ７ 「ダウンカマー」管、 ７ａ 「ダウンカマー」管の開口、 ８ 二次空気ソール、 ９ 二次加熱室、 １０ 二次空気ソールの開口

Claims (11)

1. 石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる方法であって、
   石炭塊を、押し固め方法によって７００〜１３００ｋｇ／ｍ^３の密度を備えた押し固められた石炭ケーキにプレスし、
   押し固められた石炭ケーキをコークス炉室の装入開口を通してコークス炉室内に装入する形式の方法において、
   石炭ケーキの、コークス炉室ドアに向けられた上側に、押し固めに際して、石炭によってまったく又は僅かしか満たされていない切欠き又は隆起を生ぜしめ、
   該切欠きを、非充填及び圧縮によって又は、石炭ケーキにおける圧縮物の除去によって生ぜしめることを特徴とする、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる方法。
2. 切欠き又は隆起の深さもしくは高さが、２０〜７００ｍｍであり、コークス炉室内への切欠き又は隆起の奥行きが０.２５〜５ｍである、請求項１記載の、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる方法。
3. 隆起を、石炭ケーキにおける石炭の添加及び発生した空間の圧縮又は付加的な圧縮物の載積によって生ぜしめる、請求項１又は２記載の、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる方法。
4. 切欠きを、石炭ケーキにおける石炭の除去、形成された切欠きへの石炭ばら荷の補充又は振動を伴う充填によって生ぜしめ、このようにして形成された切欠きは、減じられた石炭ケーキ密度を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる方法。
5. 減じられた石炭ケーキ密度を有する切欠きは、２０〜３００ｋｇ／ｍ^３の減じられた石炭ケーキ密度を有している、請求項４記載の、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる方法。
6. コークス炉室はコークス炉団又はコークス炉列の一部であり、該コークス炉団又はコークス炉列の第１のコークス炉室は、該第１のコークス炉室の側部を画成するコークス炉室端壁に沿って、石炭ケーキの隆起を備えており、
   コークス炉団又はコークス炉列の最後のコークス炉室は、該最後のコークス炉室の側部を画成するコークス炉室端壁に沿って、石炭ケーキの切欠きを備えており、
   切欠き又は隆起を、石炭ケーキの、コークス炉室ドアに向けられた側以外にも生ぜしめる、請求項１記載の、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる方法。
7. 切欠きを、非充填及び圧縮によって又は圧縮物の除去によって生ぜしめる、請求項６記載の、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる方法。
8. 隆起を、石炭ケーキにおける石炭の添加及び発生した空間の圧縮又は付加的な圧縮物の載積によって生ぜしめる、請求項６記載の、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる方法。
9. コークス炉団の第１のコークス炉室の石炭ケーキにおける切欠きの深さと、最後のコークス炉室の石炭ケーキにおける隆起の高さが、２５〜７００ｍｍである、請求項６から８までのいずれか１項記載の、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる方法。
10. コークス炉室はコークス炉団又はコークス炉列の一部であり、該コークス炉団又はコークス炉列の第１のコークス炉室及び最後のコークス炉室は端壁に沿って切欠きを備えており、該切欠きは、石炭ケーキ密度の低い石炭圧縮物又は石炭ばら荷を有している、請求項６記載の、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる方法。
11. コークス炉団又はコークス炉列の第１のコークス炉室及び最後のコークス炉室の石炭ケーキにおける切欠きは、２０〜３００ｋｇ／ｍ^３の減じられた石炭ケーキ密度を有している、請求項１０記載の、石炭ケーキの高さ又は密度の適合によって、コークス炉室ドア及びコークス炉室端壁を通しての放熱損失を減じる方法。

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