JP3115004U - コークス炭化炉の加熱炉蓋 - Google Patents

Abstract

【課題】炉蓋本体３のコークス炭化炉側に設けた炉内ガス流通ボックス１２に流れ込む炉内発生ガスを供給する空気で燃焼させながら炉蓋近傍部に装入された石炭粒子２の乾留速度を速めると共に、空気の供給で微小爆発を起し易い前兆を察知したとき直ちに空気の供給を停止できるコークス炭化炉１の加熱炉蓋を提供するものである。
【解決手段】炉蓋本体３のコークス炭化炉側に設けた炉内ガス流通ボックス１２に、空気吹出先端部が該炉内ガス流通ボックス１２に指向する空気吹込ノズル１７の空気導入側に空気流入遮蔽弁１８を設けた空気供給ノズル１６を、前記炉内ガス流通ボックス１２の高さ方向に１基または離隔して２基以上を設けた加熱炉蓋である。
【選択図】図１

Description

本考案は、コークス炭化室（炉）に装入された石炭粒子の侵入を阻みながら該炭化炉の出入口（炉蓋）近傍部に装入された石炭粒子の乾留を促進する炉内ガス流通ボックスを設けた、コークス炭化炉の加熱ドア（炉蓋）に関するものである。

コークス炭化炉に装入された石炭粒子は、該コークス炭化炉の両側に設けた加熱室（炉）から炉壁煉瓦を通して乾留温度に加熱し、コークスを製造する。しかしながら、コークス炭化炉の出入口を閉塞する炉蓋の炉蓋付近に装入された石炭粒子から、未乾留コークスすなわち不良コークスが多く製造される問題があった。この問題は、コークス窯出し毎に開閉される炉蓋のコークス炭化炉側に突き出す様に設けた厚さ４００ｍｍ程度の大型耐火煉瓦が、開放時においては外気に触れて放熱しまた閉塞時においては装入された低温度の石炭粒子に触れて冷却された後大量に吸熱するため、炉蓋近傍部に装入された石炭粒子の乾留速度をコークス炭化炉の中央部よりも遅れ、乾留温度に到達する事なく窯出しされる点に原因があった。

この問題を解消するために、従来からコークス炭化炉蓋の熱伝導性を利用して石炭粒子を完全コークス化する多くの種類のコークス炭化炉蓋が開発されているが、実用化するに至っていない。例えば特公平３−４００７４号公報は「コークス炭化炉で生成した高い温度の熱を保有する炉内発生ガスを、炉蓋本体のコークス炭化炉側に石炭粒子と分離する熱伝導性金属隔壁体のガス通過室を通過させる事で、高温度に上昇した該ガス通過室の熱伝導性金属隔壁体を介して炉蓋近傍に装入された石炭粒子のコークス化を促進する方法」であるが、炉内発生ガス導入口が隔壁体部材の伸縮を吸収する程度の狭口のため生成したタールによって塞がれ、所定の目的が達成されない問題があった。炉内発生ガス導入口の閉塞を防止した炉蓋に、例えば特公昭６１−４９３５３号公報や実開昭６３−１５８９４８号公報などの様に、「コーキングプレートまたは金属製遮蔽板をスペーサ片または間隔片を、炉蓋本体のコークス炭化炉側に突出させて設けた炉蓋」もある。さらに特許第２９５３３１９号公報や特開平８−２８３７３５号公報や特開平９−５３０７８号公報などの様に「上記した熱伝導性金属隔壁体やコーキングプレートなどのガス通過室に、該ガス通過室を上昇する炉内発生ガスを燃焼させる空気または酸素を吹き込むノズルを設け、該ガス通過室内の温度を上昇せしめる炉蓋」も開発されている。しかしながら、開発されたいずれの炉蓋も、ガス通過室の熱導性金属隔壁体やコーキングプレートなどの板厚が薄いため、コークス炭化炉に装入された石炭粒子の押力と高い乾留温度の熱によって歪に変形し成形性が維持されず、変形によっては炭化炉壁煉瓦を削り落とす問題もあったものと考えられる。
特公昭６１−４９３５３号公報 実開昭６３−１５８９４８号公報 特許第２９５３３１９号公報 特開平８−２８３７３５号公報 特開平９−５３０７８号公報報

本考案者らは、上記した炉蓋本体のコークス炭化炉側に設けた熱伝導性金属隔壁体やコーキングプレートなどのガス通過室の問題点を解消すると共に炉蓋側に装入された石炭粒子の加熱を促進し乾留速度を速めるコークス炭化炉の加熱炉蓋を提供する事を目的に種々結果から、「炉蓋本体の炉内側に設けた断熱ボックスを炉高方向を複数段に分割する位置に、間隔横体枠を取付けかつ該間隔横体枠に石炭粒子侵入遮蔽用短冊板を左右に通気用の隙間を設けて縦横に並列しかつ遊動く可能に吊設した炉内発生ガス回遊隔離室を設けたコークス炉蓋（特開２００４−１８８５２号公報など）」を開発し、さらに「該炉内発生ガス回遊隔離室に流入した炉内発生ガスを燃焼させるに必要な量の空気を、乾留中のコークス炭化炉の炉圧変化に対応して送給する空気吹込ノズルを設けたコークス炉蓋（特開２００４−７５９６５号公報など）」を開発した。しかしながら、コークス操業において、炭化炉で発生し炉内発生ガス回遊隔離室すなわち炉内ガス流通ボックスに流入するガスの組成および量は急激に変化したとき、過剰な量の空気を送り込み、微小爆発を起こし易い環境を作り易い問題も考えられた。微小爆発は、コークス操業上においてまたコークス炉設備の保全管理において何ら支障来すものではないが、コークス炉を操業する者にとっては心理的に好ましい事ではなく、爆発の規模や回数に関係なく避けられるものであれば避けたいものである。本考案者らは、コークス炉を操業する者の安全性を確保しまた安心して作業が行える環境作りを目的に、爆発の規模に関係なく爆発を引き起こす前兆を察知したときまた微小爆発を起し始めたとき、空気の供給を咄嗟に停止できる空気流入遮断弁を設けた加熱炉蓋を提供するものである。

本考案はその目的を達成したもので、その要旨は、石炭粒子を加熱し乾留するコークス炭化炉の炉口枠に当接するシールプレートを介して該コークス炭化炉の出入口を開閉する炉蓋本体のコークス炭化炉側に断熱ボックスを介して炉内ガス流通ボックスを設けると共に、空気吹出先端部が前記断熱ボックスを貫通して該炉内ガス流通ボックスに指向する空気吹込ノズルの空気導入側に空気流入遮蔽弁を設けた空気供給ノズルを前記炉内ガス流通ボックスの高さ方向に１基または離隔して２基以上を設けたコークス炉の加熱炉蓋である。

上記した本考案の加熱炉蓋によれば、コークス炭化炉から炉内ガス流通ボックスに流入する炉内発生ガス中の可燃性ガスを燃焼させる必要な量の空気を供給する事で炉蓋近傍に装入された石炭粒子を積極的に加熱し乾留速度を速めコークス歩留を向上すると共に、炉内ガス流通ボックスに異常を感じたとき空気流入遮断弁の閉締動作で、爆発現象を未然に防止できる効果を奏する。

以下、本考案について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本考案の一実施例で、コークス炭化炉のコークス排出側（またはコークス押出側）の出入口を閉塞した炭化炉蓋近傍部の断面図を示す。１はコークス炭化炉で、石炭粒子２が装入されている。すなわち、コークス炭化炉１は、両側に隣接した加熱炉（図示せず）で、石炭粒子２を乾留する炉体構造に設けられている。３は炉蓋本体である。炉蓋本体３は、コークス炭化炉１の炉口枠４を押圧する締結構造の頑丈な鋼鉄製炉蓋フレーム５のコークス炭化炉側に、スライドプレート６、ナイフエッジ断面形状のフランジ部材７を周設して炉口枠４に当接する耐熱金属製のシールプレート８や炉内プレート９を一体的に装着して組立てた耐熱性の構造物である。すなわち、炉蓋本体３は、コークス炭化炉１を気密保持し、かつ出入口１０を閉塞しまた開放する開閉構造に組立てられている。１１は断熱ボックスである。断熱ボックス１１は、炉蓋本体３からコークス炭化炉１が保有する高温度の熱の放出を防止するもので、耐熱金属ボックスにアルミナシリケートやセラミックスなど一般に使用される断熱材を充填したものである。また断熱ボックス１１のコークス炭化炉側には、炉内ガス流通ボックス１２が設けられている。炉内ガス流通ボックス１２は、コークス炭化炉１で石炭粒子２を乾留する際に発生する炉内ガスが流れ込み易い様に、対面あるいは側面に石炭粒子２を通過させない程度のガス流通間隙または流通孔を設けた耐熱金属製の中空構造体であって、例えば図示する様に、断熱ボックス１１の炉高方向を複数段に分割する位置に固定した横支持枠１３に耐熱金属製の短冊板１４を、左右または上下あるいはその両者にガス流通間隙１５を設け、かつ着脱自在な係合手段を利用して縦横に架設した構造物である。また炉内ガス流通ボックス１２は、図示する様な構造体以外に、環状または不連続環状の水平型耐熱製短冊フレームあるいはコークス炭化炉側を低く断熱ボックス側を高く傾設した環状または不連続環状の傾斜型耐熱製短冊フレームの上下にガス流通間隙を設けあるいは該フレームにガス流通孔を穿設して多段状に横設した中空構造体であってもよい。本発明において、炉内ガス流通ボックス１２とは、炉内発生ガスが流れ込む炉内ガス流通構造に設けられたものであればよく、その構造を特に限定するものでない。

１６は空気供給ノズルである。空気供給ノズル１６は、空気吹出先端部が断熱ボックス１１を貫通して炉内ガス流通ボックス１２に指向する空気吹込ノズル１７の空気導入側にコークス炭化炉１から炉内ガス通ボックス１２に流れ込んだ炉内発生ガスを燃焼させるに必要な空気あるいは必要な量の空気を供給する空気流入遮蔽弁１８を連接して構成されたもので、炉内ガス流通ボックス１１に１基または炉高方向に任意な間隔で離隔して２基以上が炭化炉蓋本体３に架設されている。空気流入遮蔽弁１８は、円板を回転させて管路の開きを変えて流量を調整する蝶形弁の他に仕切弁、玉形弁、アングル弁、逆止弁、プラッグを回転させて流量を調整しあるいは停止するコック弁など各種の遮蔽弁が使用される。特に多数のコークス炭化炉が立ち並ぶコークス炉においては、爆発の前兆を察知したとき、中でも爆発現象を未然に防止し易い操作上の利点から、簡便な動作で空気の流入を直ちに停止するコック弁の使用が好ましい。またコークス炭化炉１の高所位置に取り付けたコック弁については、棒やロープなどの駆動用伝達具を地上に吊り下げ、空気の流入量の調整や停止する操作を行ってもよい。

上記の様に構成された本考案の加熱炉蓋は、前記した従来の「熱伝導性金属隔壁体を介して炉蓋近傍に装入された石炭粒子のコークス化を促進する炉蓋」や「コーキングプレートのガス通過室室に、上昇する炉内発生ガスを燃焼させる空気または酸素を吹き込むノズルを設けた炉蓋」と同様に、コークス乾留作業が行われる。
またコークス乾留中に何らかの原因で、炉内ガス流通ボックス１１に流れ込んだ炉内発生ガスを燃焼させるに必要な量以上の空気を供給し、局部的に小爆発を起こしあるいは起こす危険性を察知したときは、空気流入遮蔽弁１８を直ちに閉める事によって空気の供給を遮断し、爆発を大事に至らず防止できる。

世界的にコークス供給量の不足が叫ばれる中で乾留速度を速めコークス歩留を向上し、石炭粒子の乾留中に発生し漏出する可燃性ガスを炉蓋側で燃焼させるために環境汚染を防止すると共に、爆発現象を未然に防止して作業の安全性を確保する利点から、大いに実用化される可能性が高いものと思われる。

本考案の一実施例で、コークス炭化炉のコークス排出側の出入口を閉塞した炭化炉蓋近傍部の断面図を示す。

符号の説明

１ コークス炭化炉
２ 石炭粒子
３ 炉蓋本体
４ 炉口枠
８ シールプレート
１０ 出入口
１１ 断熱ボックス
１２ 炉内ガス流通ボックス
１６ 空気供給ノズル
１７ 空気吹込ノズル
１８ 空気流入遮蔽弁

Claims (1)

1. 石炭粒子を加熱し乾留するコークス炭化炉の炉口枠に当接するシールプレートを介して該コークス炭化炉の出入口を開閉する炉蓋本体のコークス炭化炉側に断熱ボックスを介して炉内ガス流通ボックスを設けると共に、空気吹出先端部が前記断熱ボックスを貫通して該炉内ガス流通ボックスに指向する空気吹込ノズルの空気導入側に空気流入遮断弁を設けた空気供給ノズルを前記炉内ガス流通ボックスの高さ方向に１基または離隔して２基以上設けて構成した事を特徴とするコークス炭化炉の加熱炉蓋。

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