JP2930626B2 - １対の加熱炎道からなる加熱壁を有する富ガス‐又は複式コークス炉を加熱する際に廃ガス中のｎｏｘ含量を減少させる方法及び装置 - Google Patents
１対の加熱炎道からなる加熱壁を有する富ガス‐又は複式コークス炉を加熱する際に廃ガス中のｎｏｘ含量を減少させる方法及び装置Info
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Classifications
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B21/00—Heating of coke ovens with combustible gases
- C10B21/10—Regulating and controlling the combustion
- C10B21/18—Recirculating the flue gases
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は１対の加熱炎道からなる加熱壁、前記１対の
加熱炎道中の１段又は多段燃焼部、並びに廃ガスの熱回
収及びコークス炉の加熱媒体の予熱のための蓄熱室を備
えた富ガス−又は複式コークス炉の加熱に際して廃ガス
中のNOx−含量を減少させる方法に関する。更に本発明
は本方法を実施するためのコークス炉炉団に関する。
加熱炎道中の１段又は多段燃焼部、並びに廃ガスの熱回
収及びコークス炉の加熱媒体の予熱のための蓄熱室を備
えた富ガス−又は複式コークス炉の加熱に際して廃ガス
中のNOx−含量を減少させる方法に関する。更に本発明
は本方法を実施するためのコークス炉炉団に関する。
NOxの生成は、富ガスによるコークス炉の加熱に際し
て、１方ではガスの高い発熱量のため、他方では高い空
気の予熱のために、当然充分に高い火炎温度（約3000℃
まで）にとりわけ依存する。
て、１方ではガスの高い発熱量のため、他方では高い空
気の予熱のために、当然充分に高い火炎温度（約3000℃
まで）にとりわけ依存する。
それに対して貧ガスによるコークス炉の加熱に際して
は、ガスの発熱量がより低くかつ比廃ガス量がより大き
いため、富ガスを用いるコークス炉の加熱の場合よりも
低い火炎温度、ひいては廃ガス中の僅かなNOx−濃度が
生じる。
は、ガスの発熱量がより低くかつ比廃ガス量がより大き
いため、富ガスを用いるコークス炉の加熱の場合よりも
低い火炎温度、ひいては廃ガス中の僅かなNOx−濃度が
生じる。
コークス炉の廃ガス中のNOx−含量を減少させるため
に、循環流又は内部廃ガス返送が知られている。その際
１対の加熱炎道、例えば中央の結合壁中で、上部に逆流
個所、下部に開口部を有するコークス炉の場合には、廃
ガスはそのつど下降する加熱炎道からそのつど上昇する
かないしは燃焼した加熱炎道に導かれ、したがつて廃ガ
スは１対の加熱炎道内を自動的に循環する。
に、循環流又は内部廃ガス返送が知られている。その際
１対の加熱炎道、例えば中央の結合壁中で、上部に逆流
個所、下部に開口部を有するコークス炉の場合には、廃
ガスはそのつど下降する加熱炎道からそのつど上昇する
かないしは燃焼した加熱炎道に導かれ、したがつて廃ガ
スは１対の加熱炎道内を自動的に循環する。
更に外部廃ガス返送が知られており、その際廃ガスは
炎道から吸引され、かつ炉への侵入前又は侵入時に加熱
ガス及び／又は燃焼用空気に混合される。
炎道から吸引され、かつ炉への侵入前又は侵入時に加熱
ガス及び／又は燃焼用空気に混合される。
内部及び外部廃ガス返送の２つの公知の方法は、これ
までただ互いに無関係に使用されてきた。
までただ互いに無関係に使用されてきた。
周知のように外部廃ガス返送は若干の付加的な装置を
必要とする：廃ガスの吸引及び場合によつてはまた空気
の吸引のための送風機、調節機構及び制御機構を備えた
供給系及び分配系、大型の蓄熱室、更に高められた下だ
き量及び付加的な必要流量。従つて、設備及び操業コス
トが増大するために、外部廃ガス返送法は殆んど実際的
な意義を有しない。それに対して循環流法は前記欠陥に
妨げられず、それ故広く実施されてきた。両方法は勿論
到達できる返送速度に関連してそれぞれ特有の使用限界
を有する。更に、外部返送される廃ガスは燃焼加熱炎道
中で入口温度がやや低いため同一量の循環流ガスより大
きな冷却効果を有することに注意しなければならない。
必要とする：廃ガスの吸引及び場合によつてはまた空気
の吸引のための送風機、調節機構及び制御機構を備えた
供給系及び分配系、大型の蓄熱室、更に高められた下だ
き量及び付加的な必要流量。従つて、設備及び操業コス
トが増大するために、外部廃ガス返送法は殆んど実際的
な意義を有しない。それに対して循環流法は前記欠陥に
妨げられず、それ故広く実施されてきた。両方法は勿論
到達できる返送速度に関連してそれぞれ特有の使用限界
を有する。更に、外部返送される廃ガスは燃焼加熱炎道
中で入口温度がやや低いため同一量の循環流ガスより大
きな冷却効果を有することに注意しなければならない。
本発明は、特に富ガス操業のために、公知の方法のみ
によつて達成し得る場合よりも過剰の支出を可能な限り
少なくして、コークス炉の廃ガス中のNOxの生成をなお
さらに減少させるという課題に基づいている。
によつて達成し得る場合よりも過剰の支出を可能な限り
少なくして、コークス炉の廃ガス中のNOxの生成をなお
さらに減少させるという課題に基づいている。
前記課題を解決するために本発明は、コークス炉の加
熱媒体であるガス及び空気に炉への侵入前に廃ガス通路
から吸引された廃ガスを混合し、付加的に１対の加熱炎
道内で廃ガス循環を循環流で生じさせることを提供す
る。
熱媒体であるガス及び空気に炉への侵入前に廃ガス通路
から吸引された廃ガスを混合し、付加的に１対の加熱炎
道内で廃ガス循環を循環流で生じさせることを提供す
る。
外部及び内部廃ガス返送の本発明による組合せによつ
て、火炎温度は両者の公知の方法の一つのみによつては
実現することのできない程度にまで減少させることが可
能となる。この火炎温度の減少によりコークス炉中での
NOx生成は、特に富ガスでのコークス炉の加熱の際に炉
の能力を損なうことなしに、全く本質的に減少される。
前記組合せによつて、望ましい混入速度の増大が可能と
なり、それによつて外部廃ガス返送のみによる場合に比
して設備及び操業コストの著しい減少が得られる。
て、火炎温度は両者の公知の方法の一つのみによつては
実現することのできない程度にまで減少させることが可
能となる。この火炎温度の減少によりコークス炉中での
NOx生成は、特に富ガスでのコークス炉の加熱の際に炉
の能力を損なうことなしに、全く本質的に減少される。
前記組合せによつて、望ましい混入速度の増大が可能と
なり、それによつて外部廃ガス返送のみによる場合に比
して設備及び操業コストの著しい減少が得られる。
更に、本発明は、燃焼用空気を外部の大気中から送風
機を用いて、特に炉団の放出個所で、吸引し、かつ炉に
強制空気流として導管を通じて供給することを提供す
る。
機を用いて、特に炉団の放出個所で、吸引し、かつ炉に
強制空気流として導管を通じて供給することを提供す
る。
前記方法は、コークス炉の放出を十分に排除すること
と、コークス炉の加熱用空気を吸引することとを組合せ
るというコスト低減の可能性を提供する。
と、コークス炉の加熱用空気を吸引することとを組合せ
るというコスト低減の可能性を提供する。
更に本発明は、外部返送される廃ガスの流量を循環流
量を考慮しながら、加熱炎道中の熱バランスに基づい
て、炉中の火炎を望ましい温度に一定に保つように調節
することを提供する。本明細書中で提供された、ガスの
種類と無関係に内部及び外部煙道ガス返送の組合せによ
るコークス製造技術における火炎温度の新たな制御のた
めに特別の制御系が備えられ、その際流量、発熱量、O2
濃度及び温度の測定値がコンヒユーターによつて算出さ
れ、この場合このコンピユーターはそのつど必要量及び
望ましい火炎温度を考慮しながら必要な流量調節のため
の命令を与える。
量を考慮しながら、加熱炎道中の熱バランスに基づい
て、炉中の火炎を望ましい温度に一定に保つように調節
することを提供する。本明細書中で提供された、ガスの
種類と無関係に内部及び外部煙道ガス返送の組合せによ
るコークス製造技術における火炎温度の新たな制御のた
めに特別の制御系が備えられ、その際流量、発熱量、O2
濃度及び温度の測定値がコンヒユーターによつて算出さ
れ、この場合このコンピユーターはそのつど必要量及び
望ましい火炎温度を考慮しながら必要な流量調節のため
の命令を与える。
更に複式炉における富ガス加熱の際の外部返送廃ガス
は貧ガス操業でガスと反応作用させる蓄熱室にのみ供給
されねばならず、富ガス炉の場合には、それぞれ第２の
蓄熱室にのみ供給されねばならない。
は貧ガス操業でガスと反応作用させる蓄熱室にのみ供給
されねばならず、富ガス炉の場合には、それぞれ第２の
蓄熱室にのみ供給されねばならない。
更に、富ガスを外部返送廃ガスの混入によつて貧ガス
の品質にもたらし、次に再生予熱部に供給することを提
供する。この作業法の場合には、富ガスは、前記混合ガ
スの発熱量が貧ガスの発熱量と等しくなる（2500〜5200
KJ/Nm3）量で返送廃ガスと混合される。
の品質にもたらし、次に再生予熱部に供給することを提
供する。この作業法の場合には、富ガスは、前記混合ガ
スの発熱量が貧ガスの発熱量と等しくなる（2500〜5200
KJ/Nm3）量で返送廃ガスと混合される。
次に、前記“希釈された富ガスないしは合成貧ガス”
は“真の”貧ガスのように再生的に予熱され、１対の加
熱炎道中の燃焼生成物は、本発明によれば、付加的に循
環流と反応作用される。本発明による加熱装置の前記使
用は、複式炉の場合に富ガス分配系及びノズル孔を必要
としないという利点を有する。
は“真の”貧ガスのように再生的に予熱され、１対の加
熱炎道中の燃焼生成物は、本発明によれば、付加的に循
環流と反応作用される。本発明による加熱装置の前記使
用は、複式炉の場合に富ガス分配系及びノズル孔を必要
としないという利点を有する。
更に、本発明によれば、２つ又は複数の炉団の場合に
周期的な加熱の交代での切換休止を時間的にずらして行
ない、返送廃ガスを直接に燃焼される炉団の廃ガス通路
からのみ吸引することが提供される。それによつて、１
つの炉団の切換えの間ないしは新しい加熱周期の開始時
に固有の通路からの洗浄用空気の代りに廃ガスを他の炉
団の１つによつて吸引させ、この炉団を直接燃焼させる
ことが保証される。前記操作には相当する接続導管及び
制御機構を必要とする。また、前記方法の場合には、炉
団の一部を富ガスによつて炉団の他の部分を貧ガスによ
つて同時に加熱することが可能となる。
周期的な加熱の交代での切換休止を時間的にずらして行
ない、返送廃ガスを直接に燃焼される炉団の廃ガス通路
からのみ吸引することが提供される。それによつて、１
つの炉団の切換えの間ないしは新しい加熱周期の開始時
に固有の通路からの洗浄用空気の代りに廃ガスを他の炉
団の１つによつて吸引させ、この炉団を直接燃焼させる
ことが保証される。前記操作には相当する接続導管及び
制御機構を必要とする。また、前記方法の場合には、炉
団の一部を富ガスによつて炉団の他の部分を貧ガスによ
つて同時に加熱することが可能となる。
更に、本発明によれば、複式炉の場合に全てのガス蓄
熱室及び全ての空気蓄熱室の廃ガス取付部材での通風な
いしは富ガス炉の場合に全ての第１及び第２の蓄熱室の
廃ガス取付部材での通風を、連続的に別々に、それによ
つて両組の蓄熱室がそのつど同じか又は異なる量の廃ガ
スと反応作用され、その結果として全ての取付部材で廃
ガス温度が等しくなるように制御することを提供する。
例えば“合成貧ガス”の生成の場合には、廃ガスの混入
速度又は該廃ガスの温度の上昇と共に蓄熱室における貧
ガスの混合温度ないしは入口温度が絶えず上昇し、それ
に応じてガス蓄熱室の廃ガス温度も上昇する。前記効果
を妨げるために、接続したガス蓄熱室及び空気蓄熱室へ
の廃ガス流の分配を通常のように50％/50％とするので
はなく、出口温度がそのつど等しくなるような比率で実
施するのが望ましい。
熱室及び全ての空気蓄熱室の廃ガス取付部材での通風な
いしは富ガス炉の場合に全ての第１及び第２の蓄熱室の
廃ガス取付部材での通風を、連続的に別々に、それによ
つて両組の蓄熱室がそのつど同じか又は異なる量の廃ガ
スと反応作用され、その結果として全ての取付部材で廃
ガス温度が等しくなるように制御することを提供する。
例えば“合成貧ガス”の生成の場合には、廃ガスの混入
速度又は該廃ガスの温度の上昇と共に蓄熱室における貧
ガスの混合温度ないしは入口温度が絶えず上昇し、それ
に応じてガス蓄熱室の廃ガス温度も上昇する。前記効果
を妨げるために、接続したガス蓄熱室及び空気蓄熱室へ
の廃ガス流の分配を通常のように50％/50％とするので
はなく、出口温度がそのつど等しくなるような比率で実
施するのが望ましい。
本発明の他の１実施態様は、廃ガス取付部材で意図的
に異なる廃ガス温度が得られかつ外部廃ガス返送のため
に低温の廃ガス流のみが使用されるように両組の蓄熱室
の通風を制御することにある。該方法は、操業条件に応
じて前記方法よりは好ましくな、それによつて殊にコー
クス炉の加熱を節約することができる。
に異なる廃ガス温度が得られかつ外部廃ガス返送のため
に低温の廃ガス流のみが使用されるように両組の蓄熱室
の通風を制御することにある。該方法は、操業条件に応
じて前記方法よりは好ましくな、それによつて殊にコー
クス炉の加熱を節約することができる。
１対の加熱炎道から成る加熱壁、前記１対の加熱炎道
中の１段又は多段燃焼部並びに廃ガスの熱回収及びコー
クス炉の加熱媒体の予熱のための蓄熱室を有する、本発
明による方法を実施する富ガス炉又は複式コークス炉の
炉団のために、炉団は送風機、吸引−及び分配導管、絞
り取付部材及び仕切取付部材、測定装置及び調節装置の
ような外部廃ガス返送のための手段を備えており、更に
上部で逆流個所を有し、下部で加熱炎道の底部に１つ又
は複数の開口部を有するような１対の加熱炎道の中央結
合壁によつて廃ガスが下降加熱炎道から上昇するか又は
燃焼炎道に溢流することが設けられていることが提供さ
れる。
中の１段又は多段燃焼部並びに廃ガスの熱回収及びコー
クス炉の加熱媒体の予熱のための蓄熱室を有する、本発
明による方法を実施する富ガス炉又は複式コークス炉の
炉団のために、炉団は送風機、吸引−及び分配導管、絞
り取付部材及び仕切取付部材、測定装置及び調節装置の
ような外部廃ガス返送のための手段を備えており、更に
上部で逆流個所を有し、下部で加熱炎道の底部に１つ又
は複数の開口部を有するような１対の加熱炎道の中央結
合壁によつて廃ガスが下降加熱炎道から上昇するか又は
燃焼炎道に溢流することが設けられていることが提供さ
れる。
この際、富ガス−又は複式コークス炉の加熱壁は、同
一方向又は交互に燃焼する順序の１対の加熱炎道から構
成されていてよい。その際、更にコークス炉炉団は、例
えばベンチユリー混合機、渦動装置、充分な長さの混合
区間、迅速な混合を実現する集合体等のような分配導管
又は炉入口の自体公知の混合装置を備えていることが提
供される。
一方向又は交互に燃焼する順序の１対の加熱炎道から構
成されていてよい。その際、更にコークス炉炉団は、例
えばベンチユリー混合機、渦動装置、充分な長さの混合
区間、迅速な混合を実現する集合体等のような分配導管
又は炉入口の自体公知の混合装置を備えていることが提
供される。
更に、本発明によるコークス炉炉団は、ガスの種類に
関係なく、組合された内部及び外部の廃ガス返送によつ
て望ましい火炎温度に一定に保つための制御系を備え、
その際、存在する火炎温度は、必要な測定値、特に流
量、発熱量を、O2濃度及び温度からコンピユーターによ
つて算出され、更にこのコンピユーターはそのつど必要
熱量及び所定の火炎温度を考慮しながら必要な流量の調
節のための命令を与える。
関係なく、組合された内部及び外部の廃ガス返送によつ
て望ましい火炎温度に一定に保つための制御系を備え、
その際、存在する火炎温度は、必要な測定値、特に流
量、発熱量を、O2濃度及び温度からコンピユーターによ
つて算出され、更にこのコンピユーターはそのつど必要
熱量及び所定の火炎温度を考慮しながら必要な流量の調
節のための命令を与える。
更に、本発明によるコークス炉炉団は、測定系及び制
御系を備え、該系は、貧ガス操業の際にそのつどガス又
は空気が供給される偶数又は奇数の蓄熱室でそのつど平
均的な通風及び平均的な廃ガス温度を検出し、かつこの
所定値に従つて両蓄熱室の組での等しいか又は異なる廃
ガス温度を通風の制御によつて調節する。
御系を備え、該系は、貧ガス操業の際にそのつどガス又
は空気が供給される偶数又は奇数の蓄熱室でそのつど平
均的な通風及び平均的な廃ガス温度を検出し、かつこの
所定値に従つて両蓄熱室の組での等しいか又は異なる廃
ガス温度を通風の制御によつて調節する。
最後に、なお偶数又は奇数の蓄熱室ないしはガス又は
空気を供給する蓄熱室の組がそれぞれ別々の廃ガス通路
に接続されていることが提供される。
空気を供給する蓄熱室の組がそれぞれ別々の廃ガス通路
に接続されていることが提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギユンター・マイヤー ドイツ連邦共和国エツセン１・ヴオルト ベルクローデ 18 (56)参考文献 特開 昭50−62201（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−62301（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C10B 21/04 C10B 21/20
Claims (12)
- 【請求項１】１対の加熱炎道からなる加熱壁、前記１対
の加熱炎道中の１段又は多段燃焼部並びに廃ガスの熱回
収及びコークス炉の加熱媒体の予熱のための蓄熱室を有
する富ガス−又は複式コークス炉を加熱する際に廃ガス
中のNOx含量を減少させる方法において、コークス炉の
加熱媒体であるガス及び空気に炉への侵入前に廃ガス通
路から吸引された廃ガスを混合し、付加的に１対の加熱
炎道内で廃ガス循環を循環流で生じさせることを特徴と
する、１対の加熱炎道からなる加熱壁を有する富ガス−
又は複式コークス炉を加熱する際に廃ガス中のNOx−含
量を減少させる方法。 - 【請求項２】燃焼用空気を送風機を用いて外部の大気中
から、特に炉団の放出位置で吸引し、かつ強制空気流と
して導管を通じて炉に供給する請求項１記載の方法。 - 【請求項３】加熱炎道中の熱バランスに基づいて炉中の
望ましい火炎温度を一定に保つように、循環流量を考慮
して外部返送廃ガスの流量を制御する請求項１又は２記
載の方法。 - 【請求項４】複式炉中の富ガスの加熱の場合に外部返送
廃ガスを貧ガス操業でガスと反応作用させる蓄熱室にの
み供給し、富ガス炉の場合にはそれぞれ第２の蓄熱室に
のみ供給する請求項１から３までのいずれか１項に記載
の方法。 - 【請求項５】富ガスを外部返送廃ガスの混入によって貧
ガスの品質にもたらし、次に再生予熱部に供給する請求
項１から４までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】２つ又は複数の炉団の場合に周期的な加熱
の交代での切換休止を時間的にずらして行ない、返送廃
ガスを直接に燃焼される炉団の廃ガス通路からのみ吸引
する請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項７】複式炉の場合の全てのガス蓄熱室及び全て
の空気蓄熱室の廃ガス取付部材での通風ないしは富ガス
炉の場合の全ての第１及び第２の蓄熱室の廃ガス取付部
材での通風を、連続的に別々に、それによって両組の蓄
熱室がそのつど同じか又は異なる量の廃ガスと反応作用
され、その結果全ての取付部材で廃ガス温度が等しくな
るように制御する請求項１から６までのいずれか１項に
記載の方法。 - 【請求項８】前記装備で意図的に異なる廃ガス温度が得
られかつ外部廃ガス返送のために低温の廃ガス流のみが
供給されるように、両組の蓄熱室の通風を制御する請求
項１から７までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項９】１対の加熱炎道からなる加熱壁、前記１対
の加熱炎道中の１段−又は多段燃焼部並びに廃ガスの熱
回収及びコークス炉の加熱媒体の予熱のための蓄熱室を
有する請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法
を実施するための富ガス−又は複式コークス炉の炉団に
おいて、送風機、吸引導管及び分配導管、絞り取付部材
及び仕切取付部材、測定装置及び制御部材のような外部
廃ガス返送のための手段が備えられ、更に上部で逆流個
所を有し、下部で加熱炎道の底部に１個又は複数の開口
部を有するような１対の加熱炎道の中央結合壁によって
廃ガスが下降加熱炎道から上昇するか又は燃焼した加熱
炎道に溢流することを特徴とする、１対の加熱炎道から
なる加熱壁を有する富ガス−又は複式コークス炉を加熱
する際に廃ガス中のNOx含量を減少させる装置。 - 【請求項１０】ガスの種類と無関係に、組合された内部
及び外部の廃ガス返送によって望ましい火炎温度に一定
に保つための制御系を備え、その際存在する火炎温度
は、必要な測定値、特に流量、発熱量、O2−濃度及び温
度からコンピューターによって算出され、更にこのコン
ピューターはそのつど必要熱量及び所定の火炎温度を考
慮しながら必要な流量の調節のための命令を与える請求
項９記載の装置。 - 【請求項１１】貧ガス操業の際にそのつどガス又は空気
が供給される偶数又は奇数の蓄熱室でそのつど平均的な
通風及び平均的な廃ガス温度を検出しかつこの所定値に
従って両蓄熱室の組での等しいか又は異なる廃ガス温度
を通風の制御によって調節する測定系及び制御系が設け
られている請求項９又は10に記載の装置。 - 【請求項１２】偶数又は奇数の蓄熱室ないしはガス又は
空気を供給する蓄熱室の組がそれぞれ別々の廃ガス通路
に接続されている請求項９から11までのいずれか１項に
記載の装置。
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