JP4846512B2 - Carbon adhesion control method for coke oven carbonization chamber - Google Patents
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Description
本発明は、コークス炉炭化室の上部空間(以下、炉頂空間)に発生するカーボンの付着を抑制する方法に関する。 The present invention relates to a method for suppressing the adhesion of carbon generated in an upper space (hereinafter referred to as a furnace top space) of a coke oven carbonization chamber.
コークス炉で石炭を乾留する際には、炭化室内の炉壁面、炉頂空間や上昇管の内壁面に、石炭の発塵による微粉炭や、石炭から発生した炭化水素系のガス(以下、石炭ガス)の熱分解に由来する析出カーボン(以下、付着カーボン)が生成する。このような付着カーボン量が過大なるときは、コークスを押し出す際の抵抗が増大するほか、炭化室内容積の減少、上昇管基部の閉塞、等の問題が発生する。具体的には、炉頂空間の付着カーボン量が増大すると、乾留終了時にコークスを押し出す際の抵抗が増加し、最悪の場合にはコークスの押出し作業が途中で停止してしまうという大きなトラブルにつながる可能性が高くなる。また、石炭ガスは炉頂空間から上昇管を経て後処理工程へと送られるが、炉頂空間の通過断面積が小さくなると、通気抵抗が増大するため、装入口や炉蓋から石炭ガスが大気中に漏洩するので好ましくない。さらには、上昇管が閉塞すると乾留生成ガスが後処理工程へ送ることができなくなり、操業上極めて重要な問題が生じる、等である。 When carbonizing coal in a coke oven, pulverized coal generated from coal dust or hydrocarbon-based gas generated from coal (hereinafter referred to as coal) Precipitated carbon (hereinafter referred to as adherent carbon) derived from the thermal decomposition of the gas) is generated. When the amount of adhering carbon is excessive, the resistance when extruding coke is increased, and problems such as a decrease in the volume of the carbonization chamber and blockage of the riser base portion occur. Specifically, if the amount of carbon adhering to the top space of the furnace increases, the resistance when extruding coke at the end of dry distillation increases, and in the worst case, the coke extrusion operation stops halfway. The possibility increases. In addition, coal gas is sent from the furnace top space to the post-treatment process through the riser pipe. However, if the passage cross-sectional area of the furnace top space decreases, the ventilation resistance increases. Since it leaks in, it is not preferable. Furthermore, if the ascending pipe is blocked, the carbonized product gas cannot be sent to the post-treatment process, which causes a very important problem in operation.
付着カーボンの生成速度は、主に温度、装入石炭の揮発分と水分に対する依存性が高いことが広く知られており、温度が高いほど、揮発分が高いほど、水分が低いほど、炭化室内で生成する付着カーボンの量が増加する。したがって、付着カーボンの生成量を抑制するためには、1)炉頂空間や上昇管基部、及び、上昇管内壁面の温度を低く維持すること、2)装入石炭の揮発分を低くすること、3)装入石炭の水分を高くすること、等が有効な対策といえる。 It is widely known that the rate of carbon deposition is largely dependent on temperature, the volatile content and moisture of the charged coal, and the higher the temperature, the higher the volatile content, the lower the moisture, The amount of attached carbon generated in the process increases. Therefore, in order to suppress the production amount of adhering carbon, 1) keep the temperature of the furnace top space, the riser base, and the inner wall of the riser low, 2) lower the volatile content of the charged coal, 3) Increasing the moisture content of the charged coal is an effective measure.
このうち、前記2)の装入石炭の揮発分を低くすることは、付着カーボンの源となる石炭ガスの発生量を減少させるので、付着カーボン抑制には有効な手段といえる。しかし、エネルギーコストの高い日本においては、石炭ガスは製鉄所の重要なエネルギー源であるばかりでなく、タールを始めとする化成品の原料となるものであり、コークスに次ぐ重要な副生産物として位置づけられている。したがって、付着カーボンの抑制対策として装入石炭の揮発分を低くする方法を実施するには難がある。 Of these, lowering the volatile content of the charged coal in 2) reduces the amount of coal gas that is a source of attached carbon, and can be said to be an effective means for suppressing attached carbon. However, in Japan, where energy costs are high, coal gas is not only an important energy source for steelworks, but also a raw material for chemical products such as tar, and as an important by-product after coke. It is positioned. Therefore, it is difficult to implement a method for reducing the volatile content of the charged coal as a countermeasure for suppressing the attached carbon.
また、前記3)の装入石炭の水分を高くすることは、石炭ガスを希釈する作用があるため、付着カーボンの抑制に効果のあることが知られている。しかし、装入石炭の水分を高くすることは、装入密度の低下や不均一な乾留が発生する原因となるため、コークスの生産性や品質が低下するばかりでなく、乾留消費エネルギーの増加といった不利益をもたらすために好ましくない。 Further, it is known that increasing the water content of the charged coal in the above 3) has an effect of diluting the coal gas, and thus is effective in suppressing adhering carbon. However, increasing the water content of the charged coal causes a decrease in charging density and uneven carbonization, which not only reduces the productivity and quality of coke, but also increases the energy consumption of dry distillation. It is not preferable because it causes a disadvantage.
したがって、炉頂空間における付着カーボン量を抑制するためには、前記1)の温度を制御する方法について最も多くの検討がなされている。 Therefore, in order to suppress the amount of attached carbon in the furnace top space, most studies have been made on the method of controlling the temperature of 1).
前記1)の炉頂空間や上昇管基部、及び、上昇管内壁面の温度を低く維持するためには、コークス炉の操業温度(以下、炉温)を低下させることが有効である。しかし、炉温を低下させると乾留時間が長くなってしまい、コークスの生産量を減少させることにつながる。したがって、付着カーボン量を低減する方法としては効果が期待できるが、高生産操業の条件下では実施することが難しい手段と判断せざるを得ない。 In order to keep the temperature of the top space, riser base, and riser inner wall surface in 1) low, it is effective to lower the operating temperature (hereinafter, furnace temperature) of the coke oven. However, if the furnace temperature is lowered, the carbonization time becomes longer, leading to a reduction in coke production. Therefore, although an effect can be expected as a method for reducing the amount of attached carbon, it must be determined that it is a difficult means to implement under conditions of high production operation.
そこで、高生産操業下でも炉頂空間や上昇管基部、及び、上昇管内壁面の温度を、炉温とは独立に制御できる方法が提案されている。この方法は、冷却用の媒体を直接、炉頂空間部に導入する方法と、天井煉瓦内部に配管を敷設して冷媒を流し、間接的に温度を下げる方法に大別される。 In view of this, a method has been proposed in which the temperature of the top space of the furnace, the riser base, and the inner wall of the riser can be controlled independently of the furnace temperature even under high production operation. This method is roughly classified into a method of directly introducing a cooling medium into the furnace top space portion and a method of laying a pipe inside the ceiling brick and flowing a refrigerant to indirectly lower the temperature.
前者の方法の例としては、特許第3284032号で提案されているように、石炭乾留中に炉頂空間に水を噴霧する方法や、特開平03−210389で提案されているように、炭化室の装入口に隣接して設けたガス吹込み管から石炭ガス吹き込む方法、或いは、特開平03−212486で提案されているように、燃焼排ガスの一部を吹き込んで、排ガス中のCO2及びH2Oと付着カーボンとの反応でCOを生じる吸熱反応で雰囲気温度を低下させる、等である。 As an example of the former method, as proposed in Japanese Patent No. 3284032, a method of spraying water into the furnace top space during coal carbonization, or as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 03-210389, A method of injecting coal gas from a gas injection pipe provided adjacent to the charging inlet of the exhaust gas, or as proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 03-212486, a part of combustion exhaust gas is injected, and CO 2 and H in the exhaust gas are injected. The atmospheric temperature is lowered by an endothermic reaction in which CO is generated by the reaction between 2 O and adhering carbon.
一方、後者の方法の例としては、特許第0975687号、及び、特開平10−1676で提案されているように、炭化室の天井煉瓦に通気孔を設け、冷却用ガス導入管より流体を流通させて炭化室の天井煉瓦を冷却することで、炉頂空間を冷却する方法、等である。 On the other hand, as an example of the latter method, as proposed in Japanese Patent No. 0975687 and Japanese Patent Laid-Open No. 10-1676, vent holes are provided in the ceiling brick of the carbonization chamber, and fluid is circulated from the cooling gas introduction pipe. And cooling the ceiling brick of the carbonization chamber to cool the furnace top space.
上述した付着カーボンの生成量を抑制する方法は、何れも原理的に有効な方法であるが、その目的を達成するためには、冷却用の流体を供給するための配管を当該炭化室に設置する必要がある。特に、天井煉瓦に通気孔を設けて冷却する方法は、配管敷設工事以外にも煉瓦のハツリや、切断といった工事費用が発生するために、少数の炭化室に対して適用する場合を除いて、投資額が過大になるという問題点がある。 All of the above-described methods for suppressing the amount of attached carbon are effective in principle, but in order to achieve the purpose, piping for supplying a cooling fluid is installed in the carbonization chamber. There is a need to. In particular, the method of cooling by providing ventilation holes in the ceiling bricks, in addition to the pipe laying work, causes construction costs such as crushing and cutting of the bricks, except when applied to a small number of carbonization chambers. There is a problem that the amount of investment becomes excessive.
そこで、このような配管を必要とする手段によらないで付着カーボンの生成を抑制する方法が必要とされている。 Therefore, there is a need for a method for suppressing the formation of attached carbon without using such means that requires piping.
本発明は上記の問題点に鑑み、コークス炉の操業条件や石炭の性状(揮発分、水分)を調整することなく、炉頂空間、上昇管基部および上昇管内壁面に石炭装入直後、および、石炭乾留中に生成する付着カーボンの量を抑制する方法を提供する。 In view of the above problems, the present invention, without adjusting the operating conditions of the coke oven and the properties of the coal (volatile matter, moisture), immediately after charging the coal into the furnace top space, the riser base and the riser inner wall, and A method for suppressing the amount of attached carbon produced during coal carbonization is provided.
本発明者らは、上記の問題点を解決するために種々検討を重ねた結果、炭化室に石炭を装入した直後に装入物の表層面に、中空構造を有する構造体を載置することで付着カーボンの生成を抑制できることを見出し、この知見に基づき本発明を完成するに至ったものである。 As a result of various studies to solve the above problems, the present inventors place a structure having a hollow structure on the surface layer of the charge immediately after charging coal into the carbonization chamber. Thus, it has been found that the formation of attached carbon can be suppressed, and the present invention has been completed based on this finding.
すなわち、本発明の要旨とするところは、以下の通りである。
(1)コークス炉の炭化室内に装入された石炭充填層の表面に、石炭乾留中に炭化する材質からなり、内部に炉長方向に貫通する空洞からなるガス流通路を有し、且つ、底面に開口部からなるガス流入口を有する整流ボックスを載置して、石炭乾留中に石炭から生成する付着カーボンを該整流ボックス内で捕捉することを特徴とするコークス炉炭化室のカーボン付着抑制方法。
(2)前記整流ボックスの空洞内には、該空洞を区画し、天井板と底面板の変形を防止するために炉長方向に沿った仕切り壁が設けられたことを特徴とする上記(1)に記載のコークス炉炭化室のカーボン付着抑制方法。
(3)前記整流ボックス内の天井板表面には、前記空洞上部にガスの循環流を生成するために炉幅方向に沿って分画板が複数設けられたことを特徴とする上記(1)または(2)に記載のコークス炉炭化室のカーボン付着抑制方法。
(4)前記整流ボックスは、コークス炉炭化室へ石炭を装入した直後に、炭化室上部に設けられた装入口、もしくは、炉蓋上部に設けられた均し蓋から挿入することを特徴とする上記(1)〜(3)に記載のいずれかに記載のコークス炉炭化室のカーボン付着抑制方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) The surface of the coal packed bed charged in the carbonization chamber of the coke oven is made of a material that carbonizes during coal carbonization, and has a gas flow passage formed of a cavity penetrating in the furnace length direction inside, and A carbon flow control in a coke oven carbonization chamber characterized in that a flow straightening box having a gas inlet comprising an opening is placed on the bottom surface, and carbon adhering to the coal produced during coal carbonization is captured in the flow straightening box. Method.
(2) In the cavity of the rectifying box, a partition wall is provided along the furnace length direction to partition the cavity and prevent deformation of the ceiling plate and the bottom plate (1) The carbon adhesion suppression method of the coke oven carbonization chamber as described in 1).
(3) The above (1) or characterized in that a plurality of partition plates are provided on the surface of the ceiling plate in the rectifying box along the furnace width direction in order to generate a gas circulation flow in the upper part of the cavity. The method for suppressing carbon adhesion in a coke oven carbonization chamber according to (2).
(4) The rectifying box is inserted immediately after charging coal into the coke oven carbonization chamber, or from a charging inlet provided in the upper portion of the carbonization chamber or a leveling lid provided in the upper portion of the furnace lid. The method for suppressing carbon adhesion in a coke oven carbonization chamber according to any one of (1) to (3) above.
本発明によれば、コークス炉において石炭を乾留する際にコークス炉炭化室内の石炭充填層の表層に内部に炉長方向に貫通する空洞を有し、且つ、底面に開口部を有する整流ボックスを載置して、その内部に熱分解由来、あるいは微粉炭由来の付着カーボンを優先的に捕捉することにより、炭化室内の炉頂空間に生成する付着カーボン量を大幅に低減することができる。これにより、コークスの押出し負荷が低減して、製骸量の増加や炉体損傷の防止といった効果が得られる。 According to the present invention, when the coal is carbonized in the coke oven, the surface of the coal packed bed in the coke oven carbonization chamber has a cavity penetrating in the furnace length direction inside, and a rectifying box having an opening on the bottom surface. The amount of adhering carbon generated in the furnace top space in the carbonization chamber can be significantly reduced by placing and preferentially capturing the adhering carbon derived from pyrolysis or pulverized coal. Thereby, the extrusion load of coke is reduced, and effects such as an increase in the amount of wreckage and prevention of furnace damage can be obtained.
以下に本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳しく説明する。
本願発明の特徴は、図1に示すように、炉長方向に貫通するガス流通路をなす空洞4を有し、且つ、底面板3にガス流入口をなす開口部5を設けた整流ボックス1を、コークス炉の炭化室内に装入された石炭充填層の表面に載置することである。石炭の乾留中に発生した石炭ガス6は、該ボックスの底面板3に設けられた開口部5から空洞4の中へ入り、炉長方向に横向きの流れとなって開放端7から排出される。整流ボックス1は、炭化室内の850℃以上の高温空間に置かれ、石炭乾留中に石炭から発生する付着カーボン、すなわち微粉炭由来、もしくは石炭ガスから生成する熱分解由来の付着カーボンは、整流ボックスの内部で捕捉される結果、炭化室の炉壁面に生成する付着カーボンの量は低減される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the present invention is characterized by a rectifying
なお、底面板3に設けられる開口部5は炉長さ方向に複数個設けられることが好ましく、開口部5の形状は、図1においては、底面板の開口部5の形状は円としたが、石炭ガスが通過できる形状であれば特に円に限定するものではなく、四角でも三角でも良いことは言うまでもない。 It should be noted that a plurality of openings 5 provided in the bottom plate 3 are preferably provided in the furnace length direction, and the shape of the openings 5 is a circle in FIG. Needless to say, the shape is not particularly limited to a circle as long as it allows coal gas to pass through, and may be square or triangular.
また、整流ボックスの材質は、商業生産を行っているコークス炉で使用することを考慮すると、以下の機能を全て満足することが必要となる。
(1)700℃以上の高温で溶融したり消滅することなく、少なくとも乾留1サイクルの間は当初の形状が維持されること。
(2)コークスを押し出す時に容易に破壊し炉壁に損傷を与えないこと。
(3)軽量であり、人力で扱えること、あるいは、石炭表層に載置した時に充填層内部に潜り込まないこと。
(4)コークス炉からコークスが排出された後、搬送される過程で、他の生産設備に損傷を与えないこと。
In addition, the material of the rectification box must satisfy all the following functions in consideration of use in a commercial coke oven.
(1) The original shape must be maintained for at least one cycle of dry distillation without melting or disappearing at a high temperature of 700 ° C. or higher.
(2) When extruding coke, it should be easily destroyed and the furnace wall should not be damaged.
(3) It is lightweight and can be handled by human power, or it must not enter the packed bed when placed on the coal surface.
(4) Do not damage other production equipment in the process of transporting coke after it is discharged from the coke oven.
以上の機能を具備する整流ボックスの材質としては、例えば紙、木材等のように石炭乾留中に炭化する材質が最適である。 As a material of the rectifying box having the above functions, a material that carbonizes during coal carbonization, such as paper and wood, is optimal.
紙、木材等のように石炭乾留中に炭化する材質からなる整流ボックスをコークス炉の炭化室に装入した場合には、無酸素かつ高温度の雰囲気下でも溶融することなく、石炭乾留中に炭化し、整流ボックスはほぼ原形を維持し、付着カーボンを溶接する機能を維持することが可能である。 When a rectifying box made of a material that carbonizes during coal carbonization, such as paper or wood, is charged into the carbonization chamber of a coke oven, it does not melt even in an oxygen-free and high-temperature atmosphere, It is possible to carbonize and maintain the function of welding the attached carbon while the flow straightening box remains almost intact.
また、石炭乾留終了までに整流ボックスが炭化すると、乾留後のコークス押出し時に炭化した整流ボックスが炉壁と接触しても比較的容易に崩壊するので、炉壁に損傷を与えることがない。上記したように、炭化室内の温度は850℃以上に設定されるが、整流ボックスには炭化室内よりも低い温度である700℃以上で炭化する材質を選定すれば、充分に本発明の効果が得られることを、本発明者らは実際に試験を行って確認している。 Further, if the flow straightening box is carbonized before the end of coal carbonization, the flow straightened during the coke extrusion after dry distillation collapses relatively easily even if it comes into contact with the furnace wall, so that the furnace wall is not damaged. As described above, the temperature in the carbonization chamber is set to 850 ° C. or higher. However, if a material that carbonizes at 700 ° C. or higher, which is a lower temperature than the carbonization chamber, is selected for the rectification box, the effect of the present invention can be obtained sufficiently. The present inventors have confirmed that it is obtained by actually conducting tests.
また、紙、木材等の石炭乾留中に炭化する材質は密度が比較的小さく、軽量のため、整流ボックスをコークス炉炭化室内に挿入する場合に人力での取り扱いが簡単でなる他、石炭充填層表面に載置した後、石炭充填層内に潜り込むこともない。 In addition, the material that carbonizes during coal carbonization, such as paper and wood, has a relatively low density and is light in weight, making it easy to handle manually when inserting a rectification box into a coke oven carbonization chamber, After being placed on the surface, it does not sink into the coal packed bed.
さらに、炭化室から排出されたコークスは、ガイド格子を経てワーフ、もしくは、乾式消火用のバケットに排出されるが、この際、炭化した整流ボックスは、その時の落下衝撃で容易に砕片されて小片化するので、消火プロセスを経て高炉まで搬送される間に、他の生産設備に損傷を与える心配がない。また、コークス炉の炭化室内は通常は無酸素雰囲気であるので、燃焼によって焼損することもない。 Furthermore, the coke discharged from the carbonization chamber is discharged to the wharf or dry fire extinguishing bucket through the guide grid. At this time, the carbonized rectification box is easily broken into small pieces by the drop impact at that time. Therefore, there is no risk of damaging other production equipment while being transported to the blast furnace through the fire extinguishing process. Further, since the carbonization chamber of the coke oven is usually an oxygen-free atmosphere, it does not burn out due to combustion.
なお、プラスチック等の高分子材料は構造体を軽量化できる点で前記(3)の条件を満足するが、耐熱性が十分ではないので炭化室に入れた直後に700℃未満の高温で溶融するか、ガス化してしまい、前記(1)の条件を満足しない。また、金属では前記(1)の条件は満足するが、押出し時に炉壁を損傷する可能性が高く、前記(2)と(3)の条件を満足しない。 A polymer material such as plastic satisfies the above condition (3) in that the structure can be reduced in weight. However, since the heat resistance is not sufficient, the polymer material melts at a high temperature of less than 700 ° C. immediately after entering the carbonization chamber. Or it gasifies and does not satisfy the condition (1). Further, although the condition (1) is satisfied with a metal, the furnace wall is highly likely to be damaged during extrusion, and the conditions (2) and (3) are not satisfied.
また、本願発明のもう一つの特徴は、同じく図1に示すように、整流ボックスの空洞4内に、炉長方向に沿った仕切り壁8を設置することである。この仕切り壁は、ボックスの天井板2から底面板3まで到達しており、該ボックスの天井板2および底面板3の変形を防止し、該ボックスの原形を維持する役目を果たすとともに、整流ボックスの空洞を区画し、内部表面積を増加させて、付着カーボンをより効率的に捕捉する役目を果たしている。
Further, another feature of the present invention is that a
また、本願発明のさらなる特徴は、図2に示すように、整流ボックス1の天井板2表面に、炉幅方向に沿って分画板9を複数設置することである。この分画板の役割は、整流ボックス1の側面および仕切り壁8に垂直な方向の変形を防止するとともに、空洞上部の分画板で区画された空間10内に石炭ガスの循環流11を作り出し、ボックス内部における石炭ガスの滞留時間を長くし、整流ボックス1内での付着カーボンの生成効率を高め、これにより捕捉効率を向上させることである。
Further, as shown in FIG. 2, a further feature of the present invention is that a plurality of separation plates 9 are installed on the surface of the
分画板9は天井板2に吊り下げた状態で取り付けてあるが、これは、ボックス内部に入った石炭ガスは天井面に沿って流れるので、隙間があると循環流11が形成され難くなるためである。逆に、分画板9と底面板3の間は隙間を空けておく必要があることは言うまでもない。
The separation plate 9 is attached to the
次に、本願発明で使用する整流ボックスを炭化室内部に設置する際の形態について説明する。前述したように、石炭ガスは整流ボックス下部の開口部5から空洞4に侵入するので、コークス炉の炭化室の表層面に設置するのが最も適している。その他にも、充填層の内部に埋め込むことも考えられるが、その場合は、設置した高さよりも上部の石炭から発生した石炭ガスは整流ボックス内部には侵入できないので、本願発明による効果が低減してしまう。 Next, the form at the time of installing the rectification box used by this invention in the inside of a carbonization chamber is demonstrated. As described above, the coal gas enters the cavity 4 through the opening 5 at the bottom of the rectifying box, so that it is most suitable to install it on the surface layer of the carbonization chamber of the coke oven. In addition, it may be embedded in the packed bed, but in that case, coal gas generated from the coal above the installed height cannot enter the rectification box, so the effect of the present invention is reduced. End up.
次に、整流ボックスを充填層の表層に載置する方法について、図3を用いて説明する。前述したように、整流ボックスの効果は石炭ガスが整流ボックス内部を通過することによって発揮されることを考えると、コークス炉の炭化室へ石炭を装入し、表層面を平滑にする作業(均し作業)が終了してから直ちに載置することが望ましい。石炭18が装入されてから時間が経ってから載置しても整流ボックスによる付着カーボンの低減効果は得られるが、載置するまでの時間が長くなるほど、その間に発生した石炭ガスからの付着カーボンが炉頂空間17で生成してしまうので、その分、整流ボックスの効果が低減してしまう。
Next, a method for placing the rectifying box on the surface layer of the packed bed will be described with reference to FIG. As described above, considering that the effect of the rectification box is exerted by the coal gas passing through the rectification box, the coal is charged into the carbonization chamber of the coke oven and the surface is smoothed (equalization). It is desirable to place it immediately after finishing the work. Even if the
また、石炭装入後に整流ボックスを炭化室内に入れるのは、炭化室上部に設置されている装入口13から、あるいは、通常は押出し機側の炉蓋上部に設置されている均し蓋16からとする。なお、その他に整流ボックスを炉内に挿入するための専用開口部を設けても良い。
Moreover, the flow straightening box is put into the carbonization chamber after the coal is charged from the charging port 13 installed at the upper part of the carbonization chamber or from the leveling
本発明を、商業生産を実施している室式コークス炉に適用し、付着カーボン抑制効果を確認する試験を行った。試験を実施した炭化室の大きさは、炉幅(平均):0.4m、炭化室高さ:5m、有効炉長:14m、装入口数:5、である。 The present invention was applied to a room type coke oven that is performing commercial production, and a test for confirming the adhesion carbon suppression effect was conducted. The size of the carbonization chamber in which the test was performed is: furnace width (average): 0.4 m, carbonization chamber height: 5 m, effective furnace length: 14 m, and number of inlets: 5.
先ず、表1に示すように、炉内に載置する整流ボックスの個数を変えた試験を行った。使用した整流ボックスは、5層構造の段ボール(厚み8mm)を加工して製作し、一個の大きさは、幅:300mm、高さ:100mm、長さ:1500mmとした。
整流ボックスの形状は、図2に示した如くである。すなわち、ボックス内部の仕切り壁8の数は2個とした。また、開口部5は60mmφの円形とした。分画板9の高さ(天井面からの長さ)は40mmとし、下部にほぼ同程度の空間ができるようにした。また、炉長方向に設けた分画板の数は15個とした。
The shape of the rectification box is as shown in FIG. That is, the number of the
なお、整流ボックスの炭化室内への挿入は、炭化室への石炭装入が終了して装入車が待避してから、図3に示す所定位置の装入蓋13(a〜e)を取り外し、人力で整流ボックス15(a〜e)を挿入して、石炭18の表層面に載置した。
The rectification box is inserted into the carbonization chamber after the coal charging into the carbonization chamber is completed and the charging vehicle is withdrawn, and the charging lids 13 (a to e) at predetermined positions shown in FIG. 3 are removed. The rectification box 15 (a to e) was inserted manually and placed on the surface of the
本発明の効果を確認するために、図3に示すように上昇管14に最も近い装入口13eから試験片12(材質:珪石煉瓦、寸法:30×30×60mm)を懸垂し、乾留一サイクル中の付着カーボン量を測定した。また、試験片と同位置に温度計19を設置して炉頂空間17の温度を測定した。
In order to confirm the effect of the present invention, as shown in FIG. 3, a test piece 12 (material: quartz brick, size: 30 × 30 × 60 mm) is suspended from the
得られた試験結果を図4に示す。この図において、縦軸は一乾留中に試験片に析出したカーボン量であり、この値が小さいほど本願発明の付着カーボン量の低減効果が大きいことを意味する。図4より、整流ボックスを炭化室内に装入された石炭充填層表面に載置することにより、試験片に生成する付着カーボン量は低下し、しかも、その載置数が多いほど、本願発明の効果が大きくなっていることがわかる。 The test results obtained are shown in FIG. In this figure, the vertical axis represents the amount of carbon deposited on the test piece during one dry distillation, and the smaller this value, the greater the effect of reducing the amount of attached carbon of the present invention. From FIG. 4, by placing the flow straightening box on the surface of the coal packed bed charged in the carbonization chamber, the amount of attached carbon generated on the test piece decreases, and as the number of loaded carbons increases, It can be seen that the effect is increasing.
次に、整流ボックスの載置数を表1の水準6と同様に5個とした場合に、整流ボックス内の分画板9の枚数を変えた試験を実施した。試験の結果を図5に示すが、分画板の枚数が多いほど、付着カーボンの抑制効果が大きいことがわかる。
Next, when the number of rectifying boxes was set to five as in
さらに、整流ボックスの載置数を表1の水準6と同様に5個とし、各整流ボックスにおける分画板の枚数を15枚とした場合に、整流ボックスを炉頂空間に載置するタイミングを種々に変える試験を実施した。ただし、試験の結果を図6に示すが、整流ボックスは石炭装入直後から乾留が終了する8時間までの乾留の全期間に渡って炉頂空間に載置した場合に最も大きい効果が得られていることがわかる。乾留の途中で載置しても付着カーボンを減らす効果が得られるが、載置するタイミングが遅くなるにつれて、本発明の効果が低減していることがわかる。
Furthermore, when the number of rectifying boxes is set to 5 as in
なお、個々の実施水準においては、炭化室の上部空間17の温度は全て異なっている。付着カーボン量は温度に依存することが広く知られているので、試験片12の付着カーボン量をそのまま比較したのでは、正しい評価にはならない。そこで、個々の実施水準で測定された付着カーボンの重量を、個々の実施水準における上部空間の温度の平均値(図4、図5、図6のグラフ中に記載した温度)を用いて、1)式で補正した。
Exp(−7950/TO)
WM=WO× ---------------------------------- ----- 1)
Exp(−7950)/Tave)
ただし、 WO:実測した付着カーボンの重さ(kg)
WM:温度補正した付着カーボンの重さ(kg)
Tave:空間温度の平均値(K)
TO:個々の測定における実測温度(K)
In each implementation level, the temperatures of the
Exp (-7950 / T O )
W M = W O × ---------------------------------- ----- 1)
Exp (-7950) / T ave )
W O : Actually measured weight of attached carbon (kg)
W M : Weight of adhering carbon corrected for temperature (kg)
T ave : Average value of space temperature (K)
T O : Actual temperature (K) in each measurement
1・・・整流ボックス
2・・・天井板
3・・・底面板
4・・・空洞
5・・・開口部
6・・・石炭ガス
7・・・開放端
8・・・仕切り壁
9・・・分画板
10・・・分画板で区画された空間
11・・・循環流
12・・・試験片
13a〜13e・・・装入口
14・・・上昇管
15a〜20e・・・整流ボックス
16・・・均し蓋
17・・・上部空間
18・・・石炭
19・・・温度計
DESCRIPTION OF
7 ...
13a to 13e ... charging port 14 ... ascending pipes 15a to 20e ...
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