JP4173373B2 - コークス炉団を作動するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、多数の同一のコークス化室、生成ガス集気本管、および、この生成ガス集気本管内に設けられた、これらコークス化室内におけるガス圧力の個々の制御のための装置（Drosselvorrichtungen）を有する、コークス炉団を作動するための方法に関する。これら装置は、それぞれ１つの、水によって作用を受ける、閉鎖可能な流出口を有する浸漬カップを備えている。これらコークス化室は、この生成ガス集気本管とガス導管を介して結合されており、これらガス導管が、浸漬管として、これら装置の浸漬カップ内において終わっている。

このような装置（絞り弁装置）は、ヨーロッパ特許第６４９ ４５５号明細書から公知である。浸漬カップ内における液体面の変化によって、所属して設けられたコークス化室のガス圧力は、ガス放出状態に依存して制御される。この浸漬カップ内における液体面の変化は、間接的に、水流入および水流出の制御によって行われる。その際に、平衡水準状態（Gleichgewichtswasserzustaende）が生じ、この平衡水準状態は、この浸漬カップ内における水柱の静圧、並びに、流出開口部の自由な断面積に依存し、且つ、流入量または流出量における変動の際に変化する。水流入および水流出を、コークス化工程の間じゅう確定するために、コークス炉団のそれぞれのコークス化室は、費用と労力のかかる制御が必要である。その際に、全てのコークス化室は、室圧のための測定装置を備えられねばならない。更に、これら装置において、水流入部と同様に、水流出部においても、流過測定装置、および流過制御装置が配置されねばならない。コークス炉団の自動的な作動のために制御技術的な経費は高い。

従って、本発明の根底をなす課題は、コークス炉団のコークス化室の、制御技術的に簡単で、確実な作動を可能にする方法を提供することである。

多数の同一のコークス化室、生成ガス集気本管、および、これらコークス化室内におけるガス圧力の個々の制御のための、この生成ガス集気本管内に設けられた装置を有する、コークス炉団は、前提条件として必要とされ、その際、これら装置が、それぞれ１つの、水によって作用を受ける、閉鎖可能な流出口を有する浸漬カップを備えており、且つその際、これらコークス化室が、この生成ガス集気本管とガス導管を介して結合されており、これらガス導管が、浸漬管として、これら装置の浸漬カップ内において終わっている。本発明の対象、および上記でのべた課題の解決策は、以下の特徴、即ち；
１．１） これらコークス化室内におけるガス圧力の個々の制御のために、
それぞれ１つの、水によって作用を受ける、閉鎖可能な流出口を有する浸漬カップを備え、並びに、位置調節駆動装置によって、垂直方向に位置調節可能な摺動体を浸漬カップ内における液体面を制御するために備える、上記装置が使用され、
その際、これらコークス化室が、この生成ガス集気本管とガス導管を介して結合されており、これらガス導管が、浸漬管として、これら装置の浸漬カップ内において終わっており、
その際、これら装置が、そのコークス化室に、コークス化室内における室圧力に関する測定装置および位置調節駆動装置の制御のための位置検出器を有する圧力制御装置が所属して設けられている、少なくとも１つの該コークス化室においてと同様に、
このような圧力制御装置の無い複数のコークス化室においても組み込まれており；
１．２） 室圧に関する測定装置および位置調節駆動装置を制御するための位置検出器を有する圧力制御装置が所属して設けられた、１つのコークス化室のために、
この位置調節駆動装置のための、石炭からコークスへのコークス化の際の時間的な圧力経過に対応する位置調節信号が、位置時間曲線の様式で描図され；
１．３） この位置時間曲線に応じて、これら圧力制御装置の無いコークス化室に所属して設けられている装置の位置調節駆動装置が制御される；
の特徴を有する、このようなコークス炉団を作動するための方法である。

本発明による方法は、コークス化室内におけるコークス化が、周期的なバッチプロセスであり、且つ、ガス発生が、このコークス化の間じゅう、全てのコークス化室内において、同一の、予測可能な経過を有していることを利用している。このことは、浸漬カップの液体レベルを、プロセス計算機内において保管されている位置時間曲線に応じて、制御することを可能にする。この位置時間曲線は、その場合に、位置調節信号として、このプロセス計算機から、これら位置調節信号に応じて、所属して設けられた溢流口を適当に位置決めする装置の位置調節駆動装置に対して伝達される。本発明による方法によって、ただ１つだけの、またはいくつかの数少ないコークス炉団のコークス化室が、圧力制御装置でもって装備を施されている場合は、十分である。この圧力制御装置は、室圧のための測定装置、および位置検出器を備えており、この位置検出器が、圧力値および目標値から、垂直方向に位置調節可能な摺動体の位置調節駆動装置のための位置調節信号を発生する。これら伝達された位置調節信号は、１つまたはそれぞれのガス発生サイクルのために、位置時間曲線として保存され、且つ、次の、または後のガス発生サイクルにおいて、位置調節信号として、直接的に圧力制御ユニットから来る位置調節信号の代わりに使用される。本発明により、この位置時間曲線は、同様に、如何なる圧力制御装置も有していないコークス化室を作動するためにも使用される。

本発明の有利な実施形態により、生成ガス集気本管内における圧力は測定され、且つ、この生成ガス集気本管内における圧力が、位置時間曲線の描図において測定された基準値と相違する場合、修正値がこの位置時間曲線の機能値に切り替えられる。このことによって、圧力変動は、ガス導出側で補償され、且つ、コークス化室の作動に、不利な影響を及ぼさない。ガス供給側、即ち製造側での外乱量（Stoergroessen）は、普通の場合に公知であり、且つ、作動パラメータの変更によって、例えばコークス化時間または加熱通気管温度（Heizzugtemperatur）の変更の場合に誘起される。このような場合、位置時間曲線は、新たに検出される。

本発明による方法の更に別の実施形態は、従属請求項２から４までの対象であり、且つ、次に、本発明を、単に１つの実施例に基づいて示された図に基づいて説明する。

本発明は、コークス炉団を作動するための方法に関し、このコークス炉団が、多数の同一のコークス化室、生成ガス集気本管、および、これらコークス化室内におけるガス圧力の個々の制御のための装置を有している。図１ａおよび１ｂにおいて、コークス化室１の内の１つのコークス化室が、所属して設けられた装置、および生成ガス集気本管２の一部分と共に図示されている。

装置は、コークス炉団の生成ガス集気本管２の内側に設けられており、且つ、上昇管３を介して、コークス化室１のガス空間と結合されている（図１ａ、１ｂ）。この装置の基本的な構造に、浸漬カップ４ −この浸漬カップに、絶え間なく水５が供給されている− 、並びに、浸漬管６ −この浸漬管が、上昇管エルボ７を介して、上昇管３と結合されており、且つこの浸漬カップ４内において終わっている− が所属している。この浸漬カップ４は、溢流口８、並びに、閉鎖可能な流出口９を有している。この浸漬管６は、端部分１０を有して形成されており、この端部分の自由なガス流出断面は、浸漬カップ４内における液体面１１に依存している。この実施例において、この端部分１０は、外套側面のスリット１２を有している（図２）。更に、下縁部は、成形されまたは面取りされていても良い。

図２から、液体面１１を制御するために、水のための流出管１３が設けられており、この流出管の入側の端部が、浸漬管６内に突出しており、且つ、外套側面の入側開口部１４を、水の流入のために有していることが見て取れる。この流出管１３の内側に、両端面が開放されている摺動体１５が設けられており、この摺動体が、この流出管１３の入側開口部１４を、この摺動体の、流出管の長手方向での位置に応じて閉鎖し、且つ、垂直方向に位置調節可能な溢流口を、この流出管１３内に流入する水のために形成している。この流出管１３の入側の端部は、サイホン管１６によって囲繞されており、このサイホン管が、この流出管１３を上側において閉鎖し、且つ、浸漬管６の下方で、浸漬カップ４内へと入り込む環状通路を、水の流入のために形成している。この摺動体１５の上の縁は、浸漬カップ４の内側の水位の高さを限定する。このサイホン管１６は、その際に、ガスが、この流出管１３を通って流動し、且つ水位制御に不利な影響を及ぼすことを防止する。

浸漬管６の端部分１０における、例えばスリット状に形成された外套側面の切欠き部１２は、長手方向に、区間ａにわたって延在し、この区間の長さが、流出管１３の内側の摺動体１５の調節範囲に適合されている。

摺動体１５は、調節ロッド１７を介して移動可能であり、この調節ロッドが、浸漬管６の一部分を通って案内されている。この調節ロッドは、その延長部が浸漬管６である上昇管エルボ７の壁部を通って外側へ案内されており、且つ、そこで、適当な位置調節駆動装置１８と結合されている（図１ａ、１ｂ）。合目的に、位置調節駆動装置１８として、駆動機構ユニットが使用され、この駆動機構ユニットは、この駆動機構ユニットの駆動エネルギーの突然の停止の際に、最後の制御位置において停留する。何故ならば、この制御位置は、その位置において、水位とガス圧力の組合せ（Kombination Wasserstand/Gasdruck）が、所定の安定した状態に相応するような位置であるからである。このことは、特に、コークス化室からの生成ガス導出の場合に意義がある。何故ならば、ここで、圧力は、過度に強度に上昇しても、過度に強度に降下してもいけないからである。制御されていない圧力上昇の場合、炉閉鎖部を介しての排気ガス放出の危険が存在し、および、圧力降下の場合、空気浸入が、コークス化室内へと可能であり、このことは、過熱による損傷を誘起する可能性がある。この位置調節駆動装置１８の駆動エネルギーの突然の停止、もしくはこの位置調節駆動装置１８のその他の故障の前の、最後に制御された水位は、同時に、この状態に関して、炉作動のための安定した位置である。

図３において図示された、装置の機能位置において、例えば長手方向スリットとして形成された外套側面の、流出管１３の入側開口部１４は、摺動体１５によって閉鎖されている。流入する水によって、浸漬カップ４は注水されている。この水は、この浸漬カップ４の溢流口８の上を通過して流出する。浸漬管６内における液柱ｂは、コークス化室１のガス空間と生成ガス集気本管２との間のガス経路が遮断されている程に大きい。このコークス化室１は開放され、且つ完全に乾留された（ausgegarter）コークスが押出される。本発明による装置は、空気が生成ガス集気本管２内に到達することを防止する。

流出管１３は、移動可能な位置調節部材として、流出口９に所属して設けられた閉鎖栓１９と接続されており、その際、この流出管１３内において流出する水が、浸漬カップ４を閉鎖する閉鎖栓１９の水管路を通って流出する（図１ａおよび２）。この閉鎖栓１９は、この流出管１３の往復運動によって、図４において図示された開放位置に移動可能であり、且つ、この浸漬カップ４の流出口９を、この浸漬カップの荷空け状態へと解放する。所属して設けられたコークス化室１が、新しく石炭でもって充填される場合、本発明による装置は、図４において図示された機能位置を占める。充填ガスは、生成ガス集気本管２内において存在している負圧によって、絞られていない状態で、生成ガス集気本管２内へと吸引される。

本発明による装置でもって、コークス化室の完全な作動サイクルは、制御、即ち調節される。充填ガスが、生成ガス集気本管２内において存在している負圧でもって、絞られていない状態で、この生成ガス集気本管２内へと吸引されるために、コークス化室１を石炭装填する際に、浸漬カップ４は完全に荷空けされる。コークス化の間じゅう、室圧は、液体面の制御によって、本発明による装置内において、設定値に応じて制御される。このコークス化室１からの完全に乾留されたコークスを押出すために、ガス経路は、浸漬カップ４の注水によって遮断され、従って、如何なる空気も、この生成ガス集気本管２内へと到達可能ではない。これら図の比較考察から、ガス経路の制御、閉鎖、および開放が、摺動体１５の同じに整向された移動によって行なわれることが見て取れる。この摺動体１５の位置調節移動によって、液体レベルは制御される（図２）。この摺動体の更なる位置調節移動によって、流出管１３の入側開口部１４は、閉鎖可能である（図３）。この摺動体１５は、当接部、例えばこの流出管１３の上側を閉鎖する蓋状部に向かって移動可能であり、且つ、更なる往復運動の際に、この流出管１３を、強固に接続された閉鎖栓１９と共に連行し、その際、この浸漬カップ４の流出口９が開放される（図４）。機能ステップの連続において、調節ロッド１７の必要な位置調節運動は小さく、従って、これら機能ステップが、迅速に実施される。

本発明によるコークス炉団の作動の場合、そのコークス化室に、室圧のための測定装置、および、位置調節駆動装置を制御するための位置検出器を有する圧力制御装置が所属して設けられている、１つのコークス化室のために、この位置調節駆動装置のための位置調節信号が、位置時間曲線（Stellungs-Zeit-Kurve）の様式で、しかも全コークス化プロセスに関して描図される。この位置時間曲線に応じて、その場合に、これらコークス化室に所属して設けられている装置の位置調節駆動装置が制御され、これらコークス化室は、如何なる圧力制御装置も有していない。本発明による方法において、１つのコークス化室、またはいくつかの数少ないコークス化室が、圧力制御装置でもって装備を施されている場合は、十分である。残りのコークス化室の装置は、全てのコークス化室に適用されるように描図された位置時間曲線により制御される。本発明による方法の更なる有利な実施形態により、生成ガス集気本管内における圧力は測定され、且つ、この生成ガス集気本管内における圧力が、位置時間曲線の描図において測定された基準値と相違する場合、修正値がこの位置時間曲線の機能値に切り替えられる。

位置調節駆動装置の、および従って、摺動体の位置の情報から、浸漬管の端部分１０における、スリット状に形成された、外套側面の切欠き部１２の、水面の上方に存在する自由なガス貫通面積が確認される。この自由なガス貫通面積、並びに、測定された室圧と測定された集気本管圧力との間の圧力差から、理論的な生成ガス容積流量が算出される。この理論的な生成ガス容積流量は、均衡化された、規格化された曲線として、全乾留時間にわたって保存される。後の乾留工程の間の、即ち他の炉における乾留時間にわたっての室圧を制御するために、保存された生成ガス容積流量時間曲線と、および、予め設定された室圧（目標値）と測定された集気本管との間の圧力差とを用いて、目標室圧を調節するために必要な、自由な、浸漬カップの端部分１０におけるスリット状に形成された外套側面の切欠き部１２のガス貫通面積が算出される。この値から、直接的な対応関係によって、摺動体、即ち位置調節駆動装置の位置が確認され、この位置調節駆動装置が、次いで、調節される。記載されたやり方の場合、（理論的な）生成ガス容積流量時間曲線は、乾留時間にわたっての実際上の生成ガス容積流量を描写しているのではなくて、むしろ、室と集気本管との間の圧力差によって修正済みの規格化された値を与え、この値が、駆動装置、即ち摺動体の位置として使用される。

記載されたやり方によって、圧力変動は、ガス導出側で補償される。ガス供給側、即ち製造側での外乱量は、普通の場合に公知であり、且つ、主としてただ作動パラメータ、例えば乾留時間または加熱通気管温度の変更が行われる場合だけ生じる。この様式の変更は、位置調節駆動装置を制御するための位置時間曲線が、規則的な間隔でもって、少なくとも、しかも作動パラメータの重大な変更の際に、新たに検出されるというやり方で、考慮に入れることが可能である。

コークス化室と生成ガス集気本管との間のガス経路内において設けられた、異なる機能位置において示されている装置を有するコークス炉団の一部分の図である。 コークス化室と生成ガス集気本管との間のガス経路内において設けられた、異なる機能位置において示されている装置を有するコークス炉団の一部分の図である。 図１ａおよび１ｂに比して拡大された図示における、装置の長手方向断面図である。 図２において図示された装置の、他の機能位置の図である。 図２において図示された装置の、他の機能位置の図である。

Claims (4)

1. 多数の同一のコークス化室、生成ガス集気本管、および、この生成ガス集気本管内に設けられた、これらコークス化室内におけるガス圧力の個々の制御のための装置であって、
   この装置が、
   水を供給される浸漬カップ（４）、並びに、
   コークス化室（１）のガス空間と結合されており且つこの浸漬カップ内において終わっている浸漬管（６）を有しており、
   この浸漬カップ（４）が、溢流口（８）、並びに、閉鎖可能な流出口（９）を有しており、
   この浸漬管（６）が、端部分（１０）を有して形成されており、
   この端部分（１０）の、ガスが通って流動される流出面が、浸漬カップ（４）内における液体面（１１）に依存しており、および、
   液体面（１１）を制御するために、水のための流出管（１３）が設けられており、この流出管の入側の端部が、浸漬管（６）内に突出しており、且つ、外套側面の入側開口部（１４）を、水の流入のために有しており、
   この流出管（１３）の内側に、両端面が開放されている摺動体（１５）が設けられており、
   この摺動体が、この流出管（１３）の入側開口部（１４）を、この垂直方向に位置調節可能な摺動体の、流出管の長手方向での位置に応じて閉鎖し、および、
   この流出管（１３）の入側の端部が、サイホン管（１６）によって囲繞されており、このサイホン管が、この流出管（１３）を上側において閉鎖し、且つ、浸漬管（６）の下方で、浸漬カップ（４）内へと入り込む環状通路を、水の流入のために形成している様式の上記装置を有する、コークス炉団を作動するための方法において、
   １．１） これらコークス化室内におけるガス圧力の個々の制御のために、
   それぞれ１つの、水によって作用を受ける、閉鎖可能な流出口を有する浸漬カップを備え、並びに、位置調節駆動装置によって、垂直方向に位置調節可能な摺動体を浸漬カップ内における液体面を制御するために備える、上記装置が使用され、
   これらコークス化室が、この生成ガス集気本管とガス導管を介して結合されており、これらガス導管が、浸漬管として、これら装置の浸漬カップ内において終わっており、
   これら装置が、そのコークス化室に、コークス化室内における室圧力に関する測定装置および位置調節駆動装置の制御のための位置検出器を有する圧力制御装置が所属して設けられている、少なくとも１つの該コークス化室においてと同様に、
   このような圧力制御装置の無い複数のコークス化室においても組み込まれており；
   １．２） 室圧に関する測定装置および位置調節駆動装置を制御するための位置検出器を有する圧力制御装置が所属して設けられた、１つのコークス化室のために、
   この位置調節駆動装置のための、石炭からコークスへのコークス化の際の時間的な圧力経過に対応する位置調節信号が、位置時間曲線の様式で描図され；
   １．３） この位置時間曲線に応じて、これら圧力制御装置の無いコークス化室に所属して設けられている装置の位置調節駆動装置が制御される；
   ことを特徴とする方法。
2. コークス化室内におけるコークス化プロセスの後、このコークス化室に所属して設けられた上記装置の、垂直方向に位置調節可能な溢流口は閉鎖され、且つ、コークスがこのコークス化室から押出される前に、浸漬カップが、浸漬カップ溢流口に至るまで、水でもって注水されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. コークス化室に石炭を供給する前に、供給の際に発生する排気ガス放出を絞り無しに生成ガス集気本管内において存在している負圧でもって吸引するために、所属して設けられた上記装置の浸漬カップは、荷空けされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 位置調節駆動装置によって、両端面が開放されている摺動体が、流出管内において操作され、この摺動体が、浸漬管内に至るまで突出する流出管の外套側面の入側開口部を、この摺動体の、流出管の長手方向での位置に応じて閉鎖し、且つ、溢流口を形成しており、
   この流出管の入側の端部が、サイホン管によって囲繞されており、このサイホン管が、この流出管を上側において閉鎖し、且つ、浸漬管の下方で、浸漬カップ内へと入り込む環状通路を、水の流入のために形成しており、
   この流出管が、移動可能な位置調節部材として、浸漬カップの流出口に所属して設けられた閉鎖栓と接続されており、且つ、この流出管内において流出する水が、浸漬カップを閉鎖する閉鎖栓の水管路を通って流出すること、および、
   この摺動体の往復運動によって、浸漬カップの液体面が、コークス化プロセスの間じゅう制御され、
   この浸漬カップを注水するために、入側開口部が、このコークス化プロセスの終了の後、閉鎖され、並びに、
   この浸漬カップを、新しい石炭でもってコークス化室を充填する前に荷空けするために、閉鎖栓が、引き続いて開放される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

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