JP2564142B2 - ２分割燃焼方式のコークス炉燃焼制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は２分割燃焼方式のコークス炉燃焼制御方法お
よびその装置に関するものである。

（従来の技術） 従来から、２分割燃焼方式のコークス炉において、燃
焼室内や蓄熱室内を流れる気体の炉長方向の流量配分を
変更するには、気体の各流路に設けられた流路開口部の
面積を変化させる装置（例えば、上部スライドダンパー
を）変更して、各流路の通気抵抗をバランス良く調整す
る事により行なっていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、入気時のガスの流れは、下部水平煙道→蓄熱
室→燃焼室各フリュー→上部水平煙道であるのに対し
て、廃気時のガスの流れは、上部水平煙道→燃焼室各フ
リュー→蓄熱室→下部水平煙道というように、全く逆方
向であり、ガスの流れにおける合流，分岐が逆転する。

したがって、入気時と廃気時とでは、合流、分岐の逆
転によって各流路の通気抵抗が変化することになる。

ところが、従来の流路開口面積を調整する装置は、ガ
スの流れの方向に関係なく、各流路毎に一定の値に調整
する構造になっていた。このため、燃焼、廃気の切替え
が一定時間毎に交互にくり返される２分割燃焼方式のコ
ークス炉では、燃焼室内と蓄熱室内における炉長方向の
ガスの流量配分比が、燃料ガスや空気の流れる時（入気
時）と、燃焼廃ガスの流れる時（廃気時）とで各流路間
の通気抵抗のバランスが変化するため異なっていた。つ
まり、入気時と廃気時のそれぞれについて都合の良い流
路の開口面積がある場合でも、どちらかの場合のガス配
分を犠牲にした調整をしなければならなかった。その結
果、入気時と廃気時における燃焼室内及び蓄熱室内での
炉長方向のガスの流量配分比の違いは、蓄熱効率の低下
を招き、燃焼室内の温度分布が不適正になったり、廃ガ
ス損失熱量が増加するなどの問題を引きおこし、乾留熱
量を高いものにしていた。

そこで、本発明においては、ガス流量配分調整弁を用
いることにより、入気時の炉長方向のガス配分比と廃気
時の炉長方向のガス配分比をそれぞれの場合において最
適に調整し、その結果、入気時と廃気時に各流路を通過
するガスの流量配分比を適正化し、蓄熱室での廃ガス顕
熱の回収熱量を増加させて、蓄熱効率を向上させるとと
もに、燃焼室内の温度分布を適正化することを目的とす
る。

［発明の効果］ （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するために、２分割燃焼方
式のコークス炉燃炉燃焼制御方法において、入気時の燃
料ガス及び燃焼用空気の各流路開口を全開とし、廃気時
に一部を閉鎖して開口を制限する前記流路を部分的に遮
るガス流量配分調整弁を、各流路間の通気抵抗バランス
を炉長方向に一致させるべく、全流路もしくは一時流路
に配設し、入気時の燃焼ガス及び燃焼用空気の燃焼室及
び蓄熱室内における炉長方向のガスの流量配分と、廃気
時の燃焼ガスの炉長方向のガスの流量配分とを、それぞ
れ独立に制御することを特徴とする２分割燃焼方式のコ
ークス炉燃焼制御方法を構成したものである。

（作 用） 本発明においては、入気時のガス流量配分と廃気時の
ガス流量配分をそれぞれ独立に調整する手段としてガス
流量配分調整弁を用いるもので以下説明する。

ガス流量配分調整弁は、該調整弁の開時に入気時の炉
長方向の各流路を全開として各流路間の通気抵抗のバラ
ンスによりガス配分を行わせ、炉長方向のガス流量配分
を最適化し、当該ガス流量配分調整弁の閉時に廃気時の
炉長方向の各流路間の開口面積を制限して、この制限さ
れた開口の通気抵抗のバランスにより、燃焼廃ガスのガ
ス配分を行う。すなわち、入気時には、各流路が全開と
された開口面積で炉長方向のガス流量配分を行い、一
方、廃気時には制限された各流路の開口面積でガス流量
配分をそれぞれ行わせしめ、入気時と、廃気時におい
て、独立に制御するものである。

従って、ガス流量配分調整弁は、燃料ガス若しくは燃
焼用空気の入気時には、その通気力あるいは駆動力によ
って開き、該調整弁が開の状態に対して設定された各流
路間の開口面積に従う、通気抵抗のバランスに応じて、
燃料ガス若しくは燃焼用空気を、蓄熱室及び燃焼室内の
各フリューへ配分し、効率よく燃焼させる。

一方、廃気の際は、調整弁の自重あるいは駆動動力に
よって、ガス流量配分調整弁を閉鎖する。これにより該
調整弁が閉の状態に対して設定された各流路の通気抵抗
バランスに応じて、燃焼廃ガスを蓄熱室内に配分し、廃
ガス顕熱の回収熱量を増加させて蓄熱効果を向上させ
る。

このためのガス流量配分調整弁は、各流路の開口面積
よりも小さい面積とした弁体を持つもので、閉鎖して
も、残りの開口を通じて廃ガスが流れ、前記廃ガス配分
ができるようになっている。

なお、本発明は、カールスチル炉、コッパーズ式、オ
ットー式その他のコークス炉に適用することができる
が、カールスチル炉での適用例について説明する。

（実施例） 本発明方法及び装置を図面に示す実施例に基き詳細に
説明する。

第１図は本発明に係るコークス炉の燃焼制御の一実施
例を示す断面図で、右側の炉が入気、左側の炉が廃気の
状態を示す。第２図は第１図の縦断面図を示す。

本発明において、下部水平煙道１と蓄熱室２との間に
形成する流路3,3,…に夫々ガス流量配分調整弁4,4,…を
設置する。各ガス流量配分調整弁４は第5,6図に示すよ
うに、流路3,3,…の端部に１本の支持棒５を固定し、こ
の支持棒５に各流路3,3,…の上面を閉塞するフレキシブ
ルなガス流量配分調整弁４を固定し、ガス等の通気力で
ガス流量配分調整弁４を開閉できるようにする。尚、こ
のガス流量配分調整弁４は閉じた際に、廃気時のガス流
れの配分が最適になるように流路３よりも小さな面積で
形成する。ガス流量配分調整弁４は300℃程までの耐熱
性及び耐久性を有す材質から製作され、通気力により開
閉を可能にするためには、軽量であること（１〜2m/s程
度の風速でガス流量配分調整弁が開閉動作をするよう
に）が必要である。

具体的には特殊加工の炭酸繊維又はガラス繊維などで
形成し、支持棒５に一端を固定して構成され、フレキシ
ブルな材料で且つ軽量なので、通気力により十分に開閉
できるものである。

したがって、第１図に示すように右側の炉側を入気に
し、左側を廃気にすると、メーンガス配管６から供給さ
れた燃料ガス７は、空気８と共に下部水平煙道１から各
流路3,3,…を通り、ガス流量配分調整弁4,4,…を押上げ
て流路３を全部開放状態にして、蓄熱室２に送る。そし
て、蓄熱室２から燃料ガス７及び空気８は燃焼室９に送
られ、燃焼後は廃ガス11となり、上部水平煙道12から隣
接する（第１図において左側）炉の燃焼室９に入り、蓄
熱室２に送られる。

この蓄熱室２から下部水平煙道１に排出する際に、ガ
ス流量配分調整弁４をその通気力及びガス流量配分調整
弁の自重により閉じる。したがって各流路３の一部が閉
塞され、各流路抵抗のバランスに応じて、廃ガスは最適
に配分され、蓄熱効率を向上させる。下部水平煙道１か
らは小煙道13を介して排出される。

尚、炉を切替えた際は第3,4図に示すように左側の炉
が入気となり右側の炉が廃気となる。

図中10は炭化室、14は上部スライドダンパー、15は廃
棄弁である。

又、ガス流量配分調整弁４′は第7,8図に密度の小さ
い気体（例えばHe＋N₂の混合ガス）を封入したアルミパ
ックで形成し、その端部を取付部16,16により支持棒５
に可動できるように取付けてもよいものである。

さらに、ガス流量配分調整弁を通気力及び自重での可
能式にかえて、駆動源に接続した駆動方式を採っても良
く、ガス流量配分調整弁を支持棒に固設し、支持棒を回
動するテンションバー等の駆動源と接続することで実現
できる。

尚、第８図中17はガス流量配分調整弁４′の開圧を調
整するストッパーである。

尚、ガス流量配分調整弁は、流路開口の全部に取付け
ることもできるし、中央部あるいは両端部というふうに
偏流の著しい部分に取付けることもでき、炉の特徴に応
じ適宜に設置することができる。

又、ガス流量配分調整弁は、開口面積の変更により各
流路間のバランスを調整するという原理上、蓄熱室のど
の部分に設置してもよいが、設備上の制約（燃焼室及び
蓄熱室のレンガの積み換えは非常に困難である。）によ
る取付けや設置後のメンテナンス性などを考慮した場
合、下部水平煙道上部に設置することが最も望ましい。

［発明の効果］ 本発明においては、廃気時に流路を狭くして各流路抵
抗のバランスを変更することにより、入気時のガス配分
と廃気時のガル配分を、夫々の場合において最適に調整
することができ、その結果、蓄熱室での廃ガス顕熱の回
収熱量を増加させて、蓄熱効率を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコークス炉の燃焼制御方法および
その装置の一実施例を示す断面図で、右側の炉が入気、
左側の炉が廃気の状態を示す。第２図は第１図の縦断側
面図、第３図は入廃気を第１図と逆にした断面図、第４
図はその縦断側面図、第５図はガス流量配分調整弁の一
例を示す取付状態を示す一部の斜視図、第６図はその一
部の拡大斜視図、第７図はガス流量配分調整弁の他の側
の斜視図、第８図はその一部の拡大斜視図である。 １……下部水平煙道、２……蓄熱室、３……流路、4,
4′……ガス流量配分調整弁、５……支持棒、６……メ
ーンガス配管、７……燃料ガス、８……空気、９……燃
焼室、10……炭化室、11……廃ガス、12……上部水平煙
道、13……小煙道、14……上部スライドダンパー、15…
…廃気弁、16……取付部、17……ストッパー。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２分割燃焼方式のコークス炉燃炉燃焼制御
   方法において、入気時の燃料ガス及び燃焼用空気の各流
   路開口を全開とし、廃気時に一部を閉鎖して開口を制限
   する前記流路を部分的に遮るガス流量配分調整弁を、各
   流路間の通気抵抗バランスを炉長方向に一致させるべ
   く、全流路もしくは一時流路に配設し、入気時の燃焼ガ
   ス及び燃焼用空気の燃焼室及び蓄熱室内における炉長方
   向のガスの流量配分と、廃気時の燃焼ガスの炉長方向の
   ガスの流量配分とを、それぞれ独立に制御することを特
   徴とする２分割燃焼方式のコークス炉燃焼制御方法。