JP2014505776A - 石炭突固めケーキをコークス炉バッテリの炉室に装入する際の浮揚ガスエミッションを低減するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、装入をすべき炉室（１）が、コークス炉バッテリの機械側（ＭＳ）を開放され、石炭突固めケーキ（１０）が開放した炉室（１）に導入される、ことを前提とする、コークス炉バッテリの炉室に装入をする際の浮揚ガスエミッションを低減するための方法に関する。石炭突固めケーキ（１０）を高温の炉室（１）に導入する際に放出される浮揚ガスは、炉室（１）に接続された浮揚ガス受容器（１１）によって導出され、特に次に除塵及び燃焼される。石炭乾留プロセス中に閉じた炉室（１）内で構成される生ガスは、炉室（１）に接続された生ガス受容器（３）によって導出され、少なくとも１つのガススクラビング部を有するガス処理装置に供給される。生ガス受容器（３）と浮揚ガス受容器（１１）を炉室（１）と接続する接続部は、炉室に装入をする際に生じる浮揚ガスが浮揚ガス受容器（１１）のみに到達し、閉じた炉室内で石炭乾留によって構成される生ガスが生ガス受容器（３）のみに到達するように、交互に開閉される。

Description

本発明は、石炭突固めスケーキをコークス炉バッテリの炉室に装入する際の浮揚ガスエミッションを低減するための方法に関する。

その炉室に石炭突固めケーキが挿入されるコークス炉バッテリの運転をする際の特殊性は、装入工程のために、該当する炉室は、コークス炉バッテリの機械側を開放しなければならない点にある。石炭突固めケーキを約１０００℃の高温の炉室に搬入している間、健康に有害な成分を含むいわゆる浮揚ガスが、自然発生的に生じる。適切な対策を講じない限り、炉室の開放によって、許容可能でない環境負荷が生じる。

実際に、炉室に接続された生ガス受容器に浮揚ガスの一部を吸引することによって前記問題を解決することが試みられている。このコンセプトの場合、少なくとも、石炭乾留プロセス中に閉じた炉室内で構成される浮揚ガスの一部が、少なくとも１つのガススクラビング部を有するガス処理装置に供給される。解放された炉室からの浮揚ガスの吸引は、誘導管によって支援され、これら誘導管によって、生じる浮揚ガスが、隣接する炉室に導かれ、そこから、生ガス受容器に到達する。但し、実地経験から、前記の措置が、激化した環境的制約を満足するために適していないことが分かっている。

いわゆるバルクフィードによって、その炉室が炉天井の装入口によって上から石炭を充填されるコークス炉バッテリでは、炉室内の圧力がときどきここにコントロールされ、コークス炉バッテリの生ガス受容器が、若干の負圧で運転される。炉室の充填時、生じる浮揚ガスを吸引し、ガス処理装置に供給するために、生ガス受容器の負圧が利用される。この方法が、その炉室が石炭突固めケーキを装入されるコークス炉バッテリに転用される限り、炉室に装入をする際の可視のエミッションは、確かに低減されるが、この運転方式は、生ガス内の酸素濃度を許容できないほど高くする。環境空気のシステム内への侵入を最小化するために、炉室の開口を装入工程中にフードで遮蔽する試みは、失敗しなかった。しかしながら、これらの努力は、所望の結果をもたらさなかった。吸引運転中に開放した炉室を通って侵入する空気は、静電的に運転される微小タールセパレータの自動的な停止を生じさせることがある。更に、これらは、酸素が生ガスの他の成分と反応することによって、明らかに、後続の設備のチューブラインシステム内に堆積し、典型的な産業炉を加熱するための石炭乾留時に生じるコークス炉ガスの使用を著しく制限するもしくは不可能にする化学的な化合物を構成した。生ガスシステム内への浮揚ガスの集中的な吸引時に生じる更なる欠点は、充填時のいわゆる“キャリーオーバー”によって、ガス処理装置の容器及びチューブライン内に堆積し、ガス処理装置内で得られるタールの品質にマイナスの影響も加える微小パーティクルが、生ガス内に到達することがある点にある。

その炉室が炉天井の装入口によって上から石炭を充填されるコークス炉バッテリに、独国特許第２ ２３８ ３７２号明細書（特許文献１）も関係する。炉室は、選択的に２つの受容器に接続可能であり、一方の受容器は、生産ガスの排出のために使用され、他方の受容器は、浮揚ガスの吸引のために使用される。吸引した浮揚ガスは、ガススクラビング器内で除塵され、タール成分をクリーニングされる。

独国特許第２ ２３８ ３７２号明細書

この背景から、本発明の根底にある課題は、適切な、石炭突固めケーキをコークス炉バッテリの炉室に装入する際の浮揚ガスエミッションを低減するための方法を提供することにある。この方法は、一方では、石炭突固めケーキを入れる時に生じる浮揚ガスをできるだけ完全に吸引し、これにより、浮揚ガスが、機械側のドアの開放によって雰囲気中に到達しない状況にあるべきであり、同時に、この方法は、できるだけ、生ガス受容器に、従ってコークス炉ガスに空気酸素が到達しないことを保証しなければならない。

発明の対象及び課題の解決策は、請求項１に記載の浮揚ガスエミッションを低減するための方法である。この方法は、石炭の装入をすべき炉室が、コークス炉バッテリの機械側を開放され、石炭突固めケーキが解放した炉室に導入されることを前提とする。石炭突固めケーキを高温の炉室に導入する際に放出される浮揚ガスは、本発明によれば、炉室に接続された浮揚ガス受容器によって導出され、特に、次に、除塵及び燃焼される。石炭乾留プロセス中に閉じた炉室内で構成される生ガスは、炉室に接続された生ガス受容器によって導出され、少なくとも１つのガススクラビング部を有するガス処理装置に供給される。ガススクラビング部で分離される生ガスの成分は、副産物に次処理することができる。生ガス受容器と浮揚ガス受容器を炉室と接続する接続部は、本発明によれば、炉室に装入をする際に生じる浮揚ガスが浮揚ガス受容器のみに到達し、閉じた炉室内で石炭乾留によって構成される生ガスが生ガス受容器のみに到達するように、交互に開閉される。

本発明による方法は、核心は、石炭乾留によって構成される生ガスを導出するための従来の生ガス受容器と、浮揚ガスを誘導ラインなしで生ガスのガス処理装置に吸引するためだけに使用される別個の浮揚ガス受容器とを組み合わせることに基づく。浮揚ガス受容器内の圧力は、特にコントロールされ、吸引は、場所の状況に適合させることができる。浮揚ガスが、副産物を生産するガス処理装置には供給されないので、浮揚ガス内への酸素の混入は無害である。特に、浮揚ガスは、完全に燃焼され、次に固定の除塵装置に供給される。このため、別個の除塵部を設けるか、場合によっては既存の固定の除塵装置を、石炭圧縮時に生じるエミッションを検出するために利用することができる。一方では石炭圧縮時に生じるエミッションの除塵のための、他方では浮揚ガスの除塵のための、固定の除塵装置の組合せの使用は、運転技術的な複雑化を生じさせないが、それは、石炭突固めケーキを入れることと、石炭を圧縮することが、同じ機会によって順次実施されるからである。

浮揚ガス受容器を形成及び運転するために複数の可能性が生じる。浮揚ガスを吸引するための浮揚ガス受容器は、コークス炉バッテリに沿って移動可能な浮揚ガス吸引車に接続することができる。この浮揚ガス吸引車は、燃焼室を有するように又は燃焼室有しないように形成することができ、石炭突固めケーキを装入すべき炉室にドッキングされる。更に、浮揚ガス吸引車は、オプションで、浮揚ガスの除塵をするための装置を備えることができる。炉室を浮揚ガス受容器と接続する接続部を遮断するため、耐熱性の閉鎖要素を有する遮断フラップ又は遮断スライダを使用すること又は水浸漬装置を有する外から操作可能な遮断装置を使用することができる。

更に、本発明の範囲内に、浮揚ガス受容器が、収集管としてコークス炉バッテリに沿って延在し、それぞれ１つの遮断装置を有する分岐ラインによって、コークス炉バッテリの炉室に接続されることがある。遮断装置は、耐熱性の閉鎖要素を有する遮断フラップ又は遮断スライダであるか、外から開放又は閉鎖可能な水浸漬装置である。

閉じた炉室内の圧力は、合目的に、石炭乾留プロセス中に個々にコントロールされる。生ガス受容器は、収集管としてコークス炉バッテリに沿って延在し、それぞれ１つの遮断装置を有する分岐ラインによってコークス炉バッテリの炉室に接続される。遮断装置は、水を充填した浸漬カップと、ガスを案内する分岐ラインに接続された浸漬管を備える。浸漬カップ内の液面が制御され、これによりガス路が開放又は遮断される。説明した装置によって、対応する炉室の圧力もコントロールすることができる。炉室内を所定の圧力値に維持するためのコントロール機構は、水浸漬装置を有する又は有しない耐熱性の要素から成っていてもよい。

生ガス受容器及び浮揚ガス受容器は、コークス炉バッテリの同じ側又はコークス炉バッテリの異なる側に設置して運転することができる。既存の多くのコークス炉バッテリでは、生ガス受容器が、コークス炉バッテリの機械側に配設されている。この場合、浮揚ガス受容器を、コークス炉バッテリの他方の側、即ち石炭側に設置して運転することが考えられる。鏡面対称に配設することも可能であることが理解できる。

本発明の対象は、請求項１２に記載の、説明した方法を実施するために適したコークス炉バッテリでもある。コークス炉バッテリの有利な形成は、請求項１３〜２０に記載されている。

以下で、ただ１つの実施例を図示した図面に基づいて本発明を説明する。

コークス炉バッテリの炉室を通る縦断面図 一実施バリエーションの、コークス炉バッテリの炉室を通る縦断面図

各図に図示した炉室１は、相並んで配設された複数の炉室を備えるコークス炉バッテリの一部である。炉室１は、機械側ＭＳと石炭側ＫＳに、それぞれドア２を備えている。機械側ＭＳとは、図１には図示してない圧縮機械が配設され、コークス炉バッテリに沿って移動される、コークス炉バッテリの側のことである。圧縮機械は、空気遮断下で石炭乾留によって構成される石炭を次処理のために圧縮するとの課題を有する。石炭側ＫＳは、焼きあがった石炭が炉室から落下し、誘導機械によって消火車に到達する、コークス炉バッテリの側である。

石炭乾留プロセス中に閉じた炉室内で構成される生ガスを導出するため、生ガス受容器３が設けられている。この生ガス受容器は、収集管としてコークス炉バッテリに沿って延在し、分岐ライン４によってコークス炉バッテリの炉室に接続されている。分岐ライン４は、それぞれ１つの遮断装置５を備え、この遮断装置は、図１に図示した実施例では、水を充填した浸漬カップ６と、ガスを案内する分岐ライン４に接続された浸漬管７とを備える。浸漬カップ６は、供給管８によって水を供給される。更に、浸漬カップ６内の液面を制御し、これによりガス路を開放又は遮断するための装置９が設けられている。図示した装置は、炉室１内の圧力を個々にコントロールすることもできる。炉室内を所定の圧力地に維持するためのコントロール機構として、水浸漬装置を有する又は有しない耐熱性の要素を使用することもできる。

コークス炉バッテリの炉室１は、石炭突固めケーキ１０を装入され、この石炭突固めケーキは、圧縮機械を使用して、それぞれ、機械側を開放した炉室に導入される。装入時に典型的に約１０００℃の温度を備える石炭突固めケーキを炉室に導入する際、浮揚ガスが放出され、この浮揚ガスは、炉室１に接続された浮揚ガス受容器１１によって導出され、特に、次に、除塵及び燃焼される。図１の実施例では、浮揚ガス受容器１１は、収集管としてコークス炉バッテリに沿って延在し、それぞれ１つの遮断装置１４を有する分岐ライン１３によってコークス炉バッテリの炉室１に接続されている。浮揚ガス受容器１１に付設された遮断装置１４は、装置９’によって外から開閉することができる水浸漬装置６’，７’である。図１に図示した遮断装置１４の代わりに、遮断フラップ又は遮断スライダとして形成され、耐熱性の閉鎖要素を備える遮断装置を使用してもよい。

一方では浮揚ガス受容器１１に接続され、他方では生ガス受容器３に接続された遮断装置１４もしくは５は、炉室に装入をする際に生じる浮揚ガスが浮揚ガス受容器１１のみに到達し、閉じた炉室内で石炭乾留によって構成される生ガスが生ガス受容器３のみに到達するように、交互に操作される。生ガスは、生ガス受容器３によって、副産物を生産するガス処理装置に供給される。ガス処理装置は、少なくとも１つのガススクラビング部を有する。浮揚ガス受容器１１によって別々に導出される浮揚ガスは、特に、除塵及び燃焼され、除塵をするために、石炭圧縮時に生じるエミッションを検出するためにも使用される固定の除塵装置を使用することができる。浮揚ガスの除塵をするために別個の除塵装置を設けてもよいことが理解できる。

図１には、コークス炉バッテリの閉じた炉室１が、縦断面図で図示されている。生ガス受容器３の遮断装置５が開放されているので、石炭乾留時に生じるガスは、生ガス受容器３によって導出することができる。これに対して、浮揚ガス受容器１１に付設された遮断装置１４は閉鎖されているので、生ガスは、浮揚ガス受容器に到達しない。

図２は、石炭突固めケーキ１０の装入中の炉室１を通る縦断面図を示す。石炭突固めケーキ１０は、圧縮機械１７によって、機械側ＭＳの開放したドア２を通って炉室１に挿入される。この場合、浮揚ガスが放出され、この浮揚ガスは、別個の浮揚ガス受容器１１によって導出され、次に除塵及び燃焼される。生ガス受容器３に付設された遮断装置５は、閉鎖されているので、浮揚ガスは、生ガス受容器３に到達することはできない。図２の実施例では、開放した炉室１の浮揚ガス受容器１１に、浮揚ガスを吸引するための浮揚ガス吸引車１５が接続されている。浮揚ガス吸引車１５は、コークス炉バッテリに沿って移動可能であり、特にコークス炉バッテリの炉天井上の走行路上に設置されている。炉室１を浮揚ガス受容器１１と接続する接続部を遮断するため、図２の実施例では、遮断フラップ又は遮断スライダの形態の耐熱性の閉鎖要素１６を有する遮断装置１４が設けられている。

１ 炉室
２ ドア
３ 生ガス受容器
４ 分岐ライン
５ 遮断装置
６ 浸漬カップ
７ 浸漬管
８ 供給管
９ ガス路を開放又は遮断するための装置
１０ 石炭突固めケーキ
１１ 浮揚ガス受容器
１３ 分岐ライン
１４ 遮断装置
１６ 閉鎖要素
１５ 浮揚ガス吸引車
１６ 閉鎖要素
１７ 圧縮機械
ＫＳ 石炭側
ＭＳ 機械側

Claims (20)

1. 石炭突固めスケーキをコークス炉バッテリの炉室に装入する際の浮揚ガスエミッションを低減するための方法において、
   装入をすべき炉室（１）が、コークス炉バッテリの機械側（ＭＳ）を開放され、石炭突固めケーキ（１０）が開放した炉室（１）に導入され、
   石炭突固めケーキ（１０）を高温の炉室（１）に導入する際に放出される浮揚ガスが、炉室に接続された浮揚ガス受容器（１１）によって導出され、
   石炭乾留プロセス中に閉じた炉室（１）内で構成される生ガスが、炉室に接続された生ガス受容器（３）によって導出され、少なくとも１つのガススクラビング部を有するガス処理装置に供給され、
   生ガス受容器（３）と浮揚ガス受容器（１１）を炉室（１）と接続する接続部は、炉室に装入をする際に生じる浮揚ガスが浮揚ガス受容器（１１）のみに到達し、閉じた炉室内で石炭乾留によって構成される生ガスが生ガス受容器（３）のみに到達するように、交互に開閉される
   こと、を特徴とする方法。
2. 浮揚ガス受容器（１１）によって導出される浮揚ガスが、次に除塵及び燃焼されること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 浮揚ガス受容器（１１）内の浮揚ガスが吸引され、浮揚ガス受容器内の圧力がコントロールされること、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 浮揚ガスが、特に完全に燃焼され、次に固定の除塵装置に供給されること、を特徴とする請求項１又は３に記載の方法。
5. 除塵装置が、石炭圧縮の際に生じるエミッションの除塵をするためにも使用されること、を特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 浮揚ガスの吸引のための浮揚ガス受容器（１１）が、コークス炉バッテリに沿って移動可能な浮揚ガス吸引車（１５）に接続されること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 炉室（１）を浮揚ガス受容器（１１）と接続する接続部を遮断するため、耐熱性の閉鎖要素を有する遮断フラップ及び遮断スライダが使用されること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 浮揚ガス受容器（１１）が、収集管としてコークス炉バッテリに沿って延在し、それぞれ１つの遮断装置（１４）を有する分岐ライン（１３）によって、コークス炉バッテリの炉室に接続され、遮断装置（１４）が、ガス路の開放又は遮断をするために外から開放又は閉鎖される水浸漬装置であること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
9. 閉じた炉室（１）内の圧力が、石炭乾留プロセス中に個々にコントロールされること、を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 生ガス受容器（３）が、収集管としてコークス炉バッテリに沿って延在し、それぞれ１つの遮断装置（５）を有する分岐ライン（４）によってコークス炉バッテリの炉室（１）に接続され、遮断装置（５）が、水を充填した浸漬カップ（６）と、ガスを案内する分岐ライン（４）に接続された浸漬管（７）を備えること、浸漬カップ（６）内の液面が制御され、これによりガス路が開放又は遮断されること、を特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 炉室内を所定の圧力値に維持するために、水浸漬装置を有する又は有しない耐熱性の要素から成るコントロール機構が使用されること、を特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。
12. 機械側（ＭＳ）と石炭側（ＫＳ）にドア（２）を備える相並んで配設された複数の炉室（１）と、機械側（ＭＳ）でコークス炉バッテリに沿って移動可能な圧縮機械（１７）と、石炭乾留プロセス中に閉じた炉室内で構成される生ガスを導出するための生ガス受容器（３）とを有し、圧縮機械（１７）によって、石炭突固めケーキ（１０）が、機械側（ＭＳ）を開放した炉室（１）内に導入可能で、石炭が、石炭乾留プロセス後に、石炭側（ＫＳ）を開放した炉室から排出可能である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法を実施するためのコークス炉バッテリにおいて、
    石炭突固めケーキ（１０）を高温の炉室に導入する際に放出される浮揚ガスを導出するために、別個の浮揚ガス受容器（１１）が設けられていること、浮揚ガス受容器（１１）と生ガス受容器（３）が、遮断装置（１４，５）を介在させて炉室（１）に接続され、一方では浮揚ガス受容器（１１）に接続され、他方では生ガス受容器（３）に接続された遮断装置（１４，５）が、炉室に装入をする際に生じる浮揚ガスは浮揚ガス受容器（１１）のみに到達し、閉じた炉室内で石炭乾留によって構成される生ガスは生ガス受容器（３）のみに到達するように、交互に操作可能であること、を特徴とするコークス炉バッテリ。
13. 浮揚ガスを吸引するために、コークス炉バッテリに沿って移動可能な浮揚ガス吸引車（１５）が設けられており、この浮揚ガス吸引車が、石炭を装入すべき炉室の浮揚ガス受容器（１１）に接続可能であること、を特徴とする請求項１２に記載のコークス炉バッテリ。
14. 浮揚ガス吸引車（１５）が、浮揚ガスを燃焼するための燃焼室を備えること、を特徴とする請求項１３に記載のコークス炉バッテリ。
15. 浮揚ガス吸引車が、浮揚ガスを除塵するための装置を備えること、を特徴とする請求項１３又は１４に記載のコークス炉バッテリ。
16. 浮揚ガス受容器（１１）の遮断装置（１４）が、遮断フラップ又は遮断スライダとして形成され、耐熱性の閉鎖要素を備えること、を特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のコークス炉バッテリ。
17. 浮揚ガス受容器（１１）が、収集管としてコークス炉バッテリに沿って延在し、それぞれ１つの遮断装置（１４）を有する分岐ライン（１３）によって、コークス炉バッテリの炉室（１）に接続され、遮断装置（１４）が、ガス路を開放又は閉鎖するために外から解放又は閉鎖可能な水浸漬装置（６’，７’）であること、を特徴とする請求項１２に記載のコークス炉バッテリ。
18. 浮揚ガス受容器（１１）が、コークス炉バッテリに沿って石炭側（ＫＳ）に配設され、生ガス受容器（３）が、コークス炉バッテリに沿って機械側（ＭＳ）に配設されていること、を特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載のコークス炉バッテリ。
19. 浮揚ガス受容器（１１）が、コークス炉バッテリに沿って機械側（ＭＳ）に配設され、生ガス受容器（３）が、コークス炉バッテリに沿って石炭側（ＫＳ）に配設されていること、を特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載のコークス炉バッテリ。
20. 浮揚ガス受容器（１１）と生ガス受容器（３）から成る装置が、設備コンポーネントとしてコークス炉バッテリの機械側（ＭＳ）と石炭側（ＫＳ）に配設されていること、を特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載のコークス炉バッテリ。

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