JP3956727B2 - Method and apparatus for releasing coal gas from coke oven riser - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉上昇管からの石炭ガスの放出方法及び放出装置に係わり、特に、石炭の乾留末期にコークス炉から、その上昇管の蓋を開放して大気中に放出される石炭ガス中の未燃ガスの燃焼を促進し、放出ガスに含まれる炭化水素等の濃度を低減する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
コークス炉は、密閉された炭化室に装入された石炭へ、該炭化室に隣接する燃焼室で発生させた燃焼排ガスの熱を炉壁レンガを介して伝え、石炭をコークスヘと乾留する設備である。図2に、石炭乾留中の炭化室0内の様子を模式的に示す。石炭1の乾留時には、石炭1中の揮発成分が石炭ガス2として放出され、該石炭ガス2は、図2に矢印faで示すように、石炭層1の上部から上昇管3を通じてドライメーン4(一種のガス溜め)へ送り、回収して種々の用途に利用されている。この石炭ガス2は、乾留の進行に応じて発生量や組成が変化しており、乾留末期には、発生量が低下すると共に、主成分がほぼ水素となってガスカロリーが低下するため、回収する価値がなくなる。
【0003】
また、乾留後のコークスを炭化室0から外へ押出す前に、該炭化室0内の石炭装入孔8の周辺や炉壁上部に付着したカーボン5を燃焼除去する必要もあるため、図2に示すように、石炭乾留末期には、上昇管3の蓋6(トップカバーともいう)を開放すると共に、ドライメーン4側との連結を弁7で遮断し、石炭装入孔(以下、単に装入孔8という)から上昇管3へ向けてドラフトによる空気の流れ(矢印fb)を作り、カーボン焼きを実施している。このカーボン焼きにより、上記の炉内付着カーボン5が燃焼するばかりでなく、乾留末期に石炭から発生する炭化水素等のガスも燃焼し、それらの燃焼排ガスは上昇管3から大気中へ放出される。この上昇管3から放出される燃焼排ガスには、未燃の石炭ガスが混入しているため、上昇管3の上方へ放出される際に大気と接触することにより、燃焼し、火炎9が発生する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記装入孔8から空気を自然に吸引させる方法では、発生した未燃焼ガスを完全に燃焼できる酸素量が供給できず、また該装入孔8及び炉壁上部に付着したカーボン5及び炭化室0内で乾留を終了したコークスにも酸素が消費されるため、発生ガス中の未燃焼ガスに十分な酸素が与えられず、燃焼しきれないまま大気に放散されてしまうといった問題点があった。また、上昇管3の蓋6を開放した際には、該蓋6より上方に火炎9が形成されるが、放散流の周囲から大気を自然に供給する従来の方式では、周囲の横風に流されたり火炎9が乱たりして、放散ガスは未燃となり、未燃焼ガスが大気中に放出されるといった問題点もあった。
【0005】
本発明は、かかる事情に鑑み、大気中への未燃ガスの放散量を従来より格段に低減可能なコークス炉上昇管からの石炭ガスの放出方法及び放出装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため、種々研究を進め、その成果を本発明に具現化した。
【0007】
すなわち、本発明は、コークス炉の石炭乾留末期に、該コークス炉の上昇管の蓋を開放して、炭化室内で発生した石炭ガスを大気中へ放出させるに際して、前記上昇管の先端部の平面視で、該上昇管の外周複数位置で接線方向に助燃ガスを供給すると共に、該助燃ガスを衝突板に当てて上昇管の円周に沿って旋回させることを特徴とするコークス炉上昇管からの石炭ガスの放出方法である。
【0008】
また、本発明は、コークス炉で発生する石炭ガスを大気中に放出する上昇管の先端部外周の複数位置に設けられ、平面視で外周の接線方向に向けて助燃ガスを供給するガス噴射ノズルと、前記上昇管から放出される石炭ガスに旋回流を付与するように、供給された該助燃焼ガスに衝突させる衝突板とを備えたことを特徴とするコークス炉上昇管からの石炭ガスの放出装置である。
【0009】
本発明では、コークス炉上昇管の先端部に設けた蓋の上方に、放散される石炭ガスに対し旋回をかけるように、空気又は酸素等の助燃ガスを供給するようにしたので、石炭ガスの放散量の大小にかかわらず火炎は安定し、放散される石炭ガスの燃焼性が改善される。その結果、大気中に放出される未燃ガスが従来に比べて格段に低減する。
【0010】
【発明の実施の形態】
まず、発明者は、コークス炉上昇管の先端から石炭ガスが放散される際の状況を詳細に観察した。その結果を図3に示す。上昇管3の蓋6を開放した際には、蓋6の位置より上方に火炎9が形成されるが(図3(a)参照)、従来のような放散流の周囲から大気を自然に供給する方法では、周囲の横風に流されたり、火炎9が乱れたりして(図3(b)参照)、石炭ガスは未燃焼となり、未燃のガス成分が大気中に放出されることがわかった。
【0011】
そこで、発明者は、周囲の横風に流されたり、火炎9が乱れたりしない対策として、図4(b)に示すように、前記蓋6の上方で放散ガスに対して旋回をかけ、できるだけ鉛直方向に放出させることにした。具体的には、空気又は酸素等の助燃ガス13(矢印)を、ガス噴射ノズル14を介して放散ガスの側面に対して(上昇管3外周の接線方向に)積極的に吹き付けるようにした。これにより、火炎9の形状は安定し、放散ガスの燃焼性が改善されると考えたからである。
【0012】
ところが、コークス炉乾留末期に放散される石炭ガスの発生量は一定ではなく、炉の火落ちからの経過時間と共にその発生量が変化する。そのため、上昇管外周の接線方向に供給する空気等の助燃ガスの運動量に比べて、放散ガスの運動量が小さい場合、助燃ガス13が放散ガスの中を突き抜け、図4(c)に示すように膨らんだ火炎9を形成し、火炎温度が低下し、未燃ガスの燃焼反応速度が低下する。その結果、石炭ガスは燃焼反応が十分に進まない状態で大気中に放散されると考えられた。
【0013】
そこで、発明者は、火炎の形状安定には、放散ガスの旋回をもっと強化する必要があると考え、図1(a)及び(b)に示すように、上昇管3先端部の外周部に前記供給された助燃ガス13と衝突し、その流れを変える衝突阪15を設けることにしたのである。これにより、助燃ガス13は、放散ガスを突き抜けることが無くなり、その旋回を促進するようになる。つまり、放散ガスの量が変化しても、安定した形状の火炎9が形成されるようになり、放散ガスの燃焼性が改善されて大気中に放出される未燃ガス成分の量が低減する。
【0014】
また、上記衝突板15を設けない場合には、助燃ガス13を供給するガス噴射ノズル14は、上昇管3の外周に少なくとも6個は必要であったが、本発明により衝突板15を設け、放散ガスの旋回を強化すると、3個のガス噴射ノズル14及び衝突板15の設置で十分であることもわかった。従って、本発明により、ノズル14の数が低減でき、従来に比べノズル詰まり等の発生も低減できるようになる。
【0015】
【実施例】
以下、図面を参照して、より詳細に本発明を説明する。
【0016】
図1(a)及び(b)は、それぞれ本発明の一実施例を示す横断面図及び平面図である。
【0017】
それらの図より明らかなように、本発明に係る石炭ガスの放出装置は、コークス炉(図示せず)の上昇管3の先端部に設けた水封座12の周囲に、助燃ガス(空気、酸素等)13を供給するためのガスヘッダ16を取り付け、そのヘッダ16に複数のガス噴射ノズル14を設けてある。そして、該ガス噴射ノズル14の先端は、平面視で図1(a)に示すように、上昇管3からの放散ガスの接線方向に向けられている。また、ガスヘッダ16には、コンプレッサ10より電磁弁11を経て圧縮空気が供給されるようになっている。さらに、助燃ガスが噴射された先には、平面視で上昇管3の円周と同心の円弧形状を有する衝突板15が設置されている。
【0018】
かかる石炭ガスの放出装置を用いての放出方法は、以下の通りである。
【0019】
まず、コークス炉炭化室で石炭の乾留が終了すると、図2に示した装入孔8及び炉壁に付着したカーボン5を燃焼除去するために、上昇管3の蓋6を開放すると同時に、前記電磁弁11を開とし、コンプレッサ10より高圧の空気をガスヘッダ16に供給し、ガス噴射ノズル14から放散ガスに対し噴射する。
【0020】
その結果、上昇管3の上方で形成された火炎9は、正常な旋回流となり、横風があっても安定に維持された。また、火炎9の長さも、従来の1/2程度に短くなり、良好な火炎が形成された。さらに、従来の装入孔8及び上昇管3先端の蓋6を開放するだけ方法では、水封座12の上方4mの位置で測定した放散ガス中の炭化水素ガスの濃度は320mg/m3(標準状態)であったが、上記した本発明に係る放出方法によれば、炭化水素ガスの濃度は60mg/m3(標準状態)まで減少でき、約1/5とすることができた。
【0021】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、コークス炉の石炭乾留末期に上昇管の蓋を開放して炭化室内で発生したガスを大気中に放散するに際して、大気中への未燃ガスの放散量を従来より格段に低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るコークス炉上昇管からの石炭ガスの放出装置を示す図であり、(a)は横断面、(b)は平面である。
【図2】一般的なコークス炉を示す横断面図である。
【図3】コークス炉上昇管から放出された石炭ガスの燃焼による火炎を示す図であり、(a)は、正常な火炎、(b)は横風の影響で乱れた火炎である。
【図4】本発明の基礎としたコークス炉上昇管より放出された石炭ガスの火炎を観察した結果を示す図であり、(a)は石炭ガスの旋回がない場合、(b)は旋回が適正な場合、(c)は助燃ガスの供給過多の場合である。
【符号の説明】
0 炭化室
1 石炭
2 石炭ガス
3 上昇管
4 ドライメーン
5 カーボン
6 蓋
7 弁
8 石炭装入孔
9 火炎
10 コンプレッサ
11 電磁弁
12 水封座
13 助燃ガス
14 ガス噴射ノズル
15 衝突板
16 ガスヘッダ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for releasing coal gas from a coke oven riser pipe, and more particularly, in coal gas released from the coke oven at the end of the dry distillation of coal into the atmosphere by opening the lid of the riser pipe. The present invention relates to a technique for promoting the combustion of unburned gas and reducing the concentration of hydrocarbons contained in the released gas.
[0002]
[Prior art]
A coke oven is a facility that transfers the heat of combustion exhaust gas generated in a combustion chamber adjacent to the carbonization chamber to the coal charged in a closed carbonization chamber through the furnace wall bricks, and dry-coalizes the coal to coke. is there. FIG. 2 schematically shows the inside of the carbonization chamber 0 during coal carbonization. At the time of dry distillation of the coal 1, the volatile components in the coal 1 are released as the coal gas 2, and the coal gas 2 is dried from the upper part of the coal bed 1 through the
[0003]
Further, before extruding the coke after dry distillation from the carbonization chamber 0, it is necessary to burn and remove the carbon 5 adhering to the periphery of the coal charging hole 8 in the carbonization chamber 0 and the upper part of the furnace wall. As shown in FIG. 2, at the end of the coal dry distillation, the lid 6 (also referred to as a top cover) of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of naturally sucking air from the charging hole 8, the amount of oxygen that can completely burn the generated unburned gas cannot be supplied, and the carbon 5 attached to the charging hole 8 and the upper part of the furnace wall and Since oxygen is also consumed in the coke after the carbonization in the carbonization chamber 0, there is a problem in that sufficient oxygen is not given to the unburned gas in the generated gas and it is diffused to the atmosphere without being able to burn. there were. In addition, when the lid 6 of the
[0005]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for releasing coal gas from a coke oven riser that can significantly reduce the amount of unburned gas released into the atmosphere.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The inventor has advanced various studies in order to achieve the above object, and the results have been embodied in the present invention.
[0007]
That is, the present invention relates to a method for opening the cover of the riser pipe of the coke oven at the end of the carbonization period of the coke oven to release the coal gas generated in the carbonization chamber into the atmosphere. From the coke oven riser, characterized in that the auxiliary combustion gas is supplied in a tangential direction at a plurality of positions on the outer periphery of the riser, and the auxiliary combustion gas is applied to the collision plate and swirled along the circumference of the riser This is a coal gas release method.
[0008]
Further, the present invention is a gas injection nozzle that is provided at a plurality of positions on the outer periphery of the tip of the riser pipe that discharges coal gas generated in the coke oven to the atmosphere and supplies auxiliary combustion gas toward the tangential direction of the outer periphery in plan view And a collision plate that collides with the supplied auxiliary combustion gas so as to impart a swirling flow to the coal gas discharged from the riser pipe. It is a discharge device.
[0009]
In the present invention, an auxiliary combustion gas such as air or oxygen is supplied above the lid provided at the tip of the coke oven riser so as to swirl the emitted coal gas. Regardless of the amount of emission, the flame is stable and the flammability of the emitted coal gas is improved. As a result, unburned gas released into the atmosphere is significantly reduced compared to the conventional case.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the inventor observed in detail the situation when coal gas was released from the tip of the coke oven riser pipe. The result is shown in FIG. When the lid 6 of the
[0011]
Therefore, the inventor swirls the diffused gas above the lid 6 as shown in FIG. 4 (b) as a countermeasure against being blown by the surrounding crosswinds or disturbing the
[0012]
However, the amount of coal gas released at the end of coke oven dry distillation is not constant, and the amount generated changes with the time elapsed since the furnace burned down. For this reason, when the momentum of the diffusion gas is smaller than the momentum of the auxiliary combustion gas such as air supplied in the tangential direction of the riser outer periphery, the
[0013]
Therefore, the inventor considers that the swirling of the diffused gas needs to be further strengthened in order to stabilize the shape of the flame, and as shown in FIGS. The collision spar 15 that collides with the supplied
[0014]
Further, when the
[0015]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
[0016]
1A and 1B are a cross-sectional view and a plan view, respectively, showing an embodiment of the present invention.
[0017]
As is clear from these drawings, the coal gas releasing apparatus according to the present invention is provided with auxiliary combustion gas (air, air) around the water seal 12 provided at the tip of the rising
[0018]
The release method using such a coal gas release device is as follows.
[0019]
First, when the dry distillation of coal is completed in the coke oven carbonization chamber, the lid 6 of the
[0020]
As a result, the
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the gas generated in the carbonization chamber is released into the atmosphere by opening the lid of the riser pipe at the end of the carbonization of the coke oven, the amount of unburned gas released into the atmosphere is reduced. It will be much less than before.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing an apparatus for discharging coal gas from a coke oven riser according to the present invention, wherein (a) is a transverse section and (b) is a plane.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a general coke oven.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a flame caused by combustion of coal gas discharged from a coke oven riser, in which FIG. 3A shows a normal flame, and FIG. 3B shows a flame disturbed by the influence of cross wind.
FIG. 4 is a diagram showing the result of observing a flame of coal gas released from a coke oven riser based on the present invention, where (a) shows no swirling of coal gas, and (b) shows swirling. When appropriate, (c) is the case of excessive supply of auxiliary combustion gas.
[Explanation of symbols]
0 Coking chamber 1 Coal 2
Claims (2)
前記上昇管の先端部の平面視で、該上昇管の外周複数位置で接線方向に助燃ガスを供給すると共に、該助燃ガスを衝突板に当てて上昇管の円周に沿って旋回させることを特徴とするコークス炉上昇管からの石炭ガスの放出方法。At the end of coal coking in the coke oven, the cover of the riser pipe of the coke oven is opened to release the coal gas generated in the carbonization chamber into the atmosphere.
In the plan view of the tip of the riser, the auxiliary gas is supplied in a tangential direction at a plurality of positions on the outer circumference of the riser, and the auxiliary gas is applied to the collision plate and swung along the circumference of the riser A method for releasing coal gas from a coke oven riser.
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