JP4930961B2

JP4930961B2 - コークス炉ダクトのガス漏れ防止方法およびその装置

Info

Publication number: JP4930961B2
Application number: JP2002338778A
Authority: JP
Inventors: 政利酒谷; 充山本; 和喜町田; 文一佐藤; 英明村上; 清一中村; 正男佐久間; 久典加来
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP2004168954A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉の蓄熱室間に位置し、燃焼室に供給されるガスを通すダクトでのガス漏れ防止方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に、一般的なコークス炉炉幅方向断面図を示す。また、図４は、従来の炭化室と燃焼室の一対部分拡大図である。この図３および図４に示すように、コークス炉においては、通常、炭化室１と燃焼室２が交互に配置され、燃焼室２で生じた熱で炭化室１の石炭を乾留してコークスを製造している。また、これらの下方には、蓄熱室が設置されている。蓄熱室は隣接する２つが一組となっていて、図３の場合は、片側の蓄熱室（Ａ）３で燃焼室２へ供給するガスを予熱し、もう片側の蓄熱室（Ｂ）４で燃焼室にて燃焼した高温の排ガスを導入して廃熱回収をしており、隣り合う蓄熱室内では必ずガスは互いに逆方向に流れるようになっている。
【０００３】
ここで複式コークス炉においては、通常使用している燃料が停止している場合に備えて別途燃焼室へ燃料ガス等を供給するためのガスダクト５が蓄熱室間に設置されているが、このガスダクト５と蓄熱室は、通常は煉瓦６のみで仕切られているため、図５に示すように、煉瓦の老朽化などで亀裂や目地切れ７等が発生すると、燃焼室予熱中のガスの一部が、直接廃熱回収を行っている蓄熱室へ漏洩する。蓄熱室間のガス流れの短絡８を引起し、結果としてガス使用量の増加や蓄熱室内での異常燃焼により他の煉瓦の劣化を引起こす等の問題がある。
【０００４】
すなわち、図５は、ガスダスト内ガス漏れ状態を示す図で、図５（ａ）は縦方向断面図、図５（ｂ）は横方向断面図である。なお、符号９は石炭装入入口であり、矢印はガスの流れ方向を示す。このため、亀裂や目地切れ等の損傷部の補修は非常に重要で、従来から損傷部にモルタルを浸透させるモルタル補修という方法が行われており、また、実開昭５６−１１１１４６号公報（特許文献１）などにおいては、特にガスダクト下方の煉瓦温度が１００〜３００℃の比較的低温な部分の劣化を防止する目的で耐熱性の樹脂をガスダクト内に被覆させると言う方法が提案されている。
【０００５】
【引用文献】
（１）特許文献１（実開昭５６−１１１１４６号公報）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、その調査により、煉瓦損傷は実際には煉瓦温度が３００℃以上の比較的高温なガスダクト上方にも及んでいこと、そしてこれらによる燃焼用ガスの損失が多大な製造費の増加を招いていることが明らかになって来た。一方、従来の耐熱性樹脂による補修の場合では材質から修復可能な個所が比較的低温部に限定されてしまうという欠点がある。また、モルタル補修の場合も、モルタルが液状であるため亀裂が大きい場合には、十分に亀裂を閉塞する前に流れてしまうため、損傷が軽微な場合以外には殆ど効果がないという問題があった。本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解消し、ガスダクト高温部から低温部までの幅広い損傷への対策を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
その発明の要旨とするところは、
（１）コークス炉の蓄熱室間に位置し、燃焼室に供給されるガスを通すダクトにおいて、該ガスダクト内のガスダクトの高温部から低温部に渡ってガス漏れ防止材をガスダスト内ガス通路１１の断面積を該ガス漏れ防止材の挿入前のガスダクト断面積の３０〜９０％になるように挿入して亀裂や目地切れ等によって生ずるガスダクトと蓄熱室間のガス流れを防止することを特徴とするコークス炉ダクトのガス漏れ防止方法。
【０００８】
（２）コークス炉の蓄熱室間に位置し、燃焼室に供給されるガスを通すダクトのガス漏れ防止装置において、該ガスダクト内の挿入しガスダクトの高温部から低温部に渡ってガス漏れ防止材をガスダスト内ガス通路１１の断面積を該ガス漏れ防止材の挿入前のガスダクト断面積の３０〜９０％になるように挿入してなることを特徴とするコークス炉ダクトのガス漏れ防止装置。
【０００９】
（３）前記（２）に記載のガス漏れ防止材の内部にガス通路を設けたことを特徴とするコークス炉ダクトのガス漏れ防止装置。
（４）前記（２）または（３）に記載のガス漏れ防止材の本体または継ぎ手を可撓性としたことを特徴とするコークス炉ダクトのガス漏れ防止装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係るコークス炉ダクトのガス漏れ防止装置を設置した状態を示す図であり、図２は、本発明に係るガスダスト内にガス漏れ防止装置を設置した状態の拡大図で、図２（ａ）は縦方向断面図、図２（ｂ）は横方向断面図である。この図１および図２に示すように、本発明はガスダクト５内にガス漏れ防止材１０を挿入して亀裂や目地切れ等によって生ずる蓄熱室間のガス流れを防止するものである。このガス漏れ防止材１０を挿入しない場合は、ガスダクト５内のガス流路１１に蓄熱室間のガス流れ８を阻害するものは全くなく、大量のガスが廃熱回収中の蓄熱室へ漏れてしまうが、ガス漏れ防止材１０を装入すると、ガスダクト５内のガス流路１１が狭くなり、通気抵抗が増すため、蓄熱室間へのガス流れが阻害され、短絡するガス量を減らすことが出来る。
【００１１】
このガス漏れ防止材は、耐高温、耐食性を備えたセラミックスやＳＵＳが望ましく、また、ガスダクト５内の温度等の環境が位置により変化するので位置により適した材質にする方が好ましい。これは連続的に材質を変化させても良いし、継ぎ手１２等で複数種の材質や部分的に取り替える場合や長さに制約がある場合、さらには、長さの異なるガス漏れ防止材を組合せることが出来る構造とすることが望ましい。例えば、図２に示すように燃焼室近くの高温部にあるガス漏れ防止材１０を高耐熱性材料を用いる方が好ましいが、燃焼室から離れた位置の低温部１３のガス漏れ防止材は雰囲気温度が低いため耐熱性を下げることができる。また、狭く曲がったガスダクト５内にできるだけ広い範囲で挿入するために、このガス漏れ防止材は例えば金属などの可撓性を持つ材質とすることが好ましい。
【００１２】
また、このガス漏れ防止材の効果は、ガスダクト内の流路を狭め、ガスの流れを防止することによって生じているため、あまりに小さなガス漏れ防止材は効果が少ない。内部が中空であっても問題はないが、本発明者らが試験を行った結果では、ガス漏れ防止材を挿入することによりガスダクト５内ガス通路１１が本来のガスダクト５内の流路断面積の９０％以下となることが好ましい。しかし、３０％未満になるとその効果が十分でない。従って、その最適範囲を３０〜９０％とする。さらに、このガス漏れ防止材を挿入するガスダクトにはガスを通す場合があるので、任意のタイミングでガスダクトより着脱可能とするため継ぎ手１２等で取り付けておくことが好ましい。
【００１３】
あるいは、ガスを通すために図２のように、このガス漏れ防止材である中空体のガス通路１４を有する構造となっても良い。この場合燃焼室に供給するガスの一部をこのガス漏れ防止材内を通すことで、漏れなく燃焼室に供給できるため燃焼室温度の上昇を図ることも可能である。また、ガス漏れ防止材は、これまで述べたような特徴の複数以上を同時に持ち合わせている方が現実の操業を考慮した場合には好ましい。なお、符号１５は挿入物固定用フランジであり、１６はガス漏れ防止材中空体にガスを吹き込むガス配管を示す。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
大きさを変えた中実または中空のガス漏れ防止材を数種類製作し、ガスダクトに設置した。ここでガス漏れ防止材の上部の燃焼室付近の部分は耐熱性金属で作製し、燃焼室から離れた部分のガス漏れ防止材は耐熱性の低い金属で作製した。ガス漏れ防止材を設置後１ケ月間、操業に使用するガス量一定のまま操業し、燃焼室温度を測定した結果を表１に示す。この表に示すように、設置前に比較して最高で１７℃上昇した。これは蓄熱室間を短絡するガス流れを防止できるためである。また、中空のガス漏れ防止材も殆ど効果は変わらなかった。
【００１５】
【表１】

【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるガス漏れ防止材を使用することで、同じガス量で燃焼室の温度を上げることが出来た。これによって燃料ガスの節約を図ることができ、極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコークス炉ダクトのガス漏れ防止装置を設置した状態を示す図、
【図２】本発明に係るガスダスト内にガス漏れ防止装置を設置した状態の拡大図、
【図３】一般的なコークス炉炉幅方向断面図、
【図４】従来の炭化室と燃焼室の一対部分拡大図、
【図５】ガスダスト内ガス漏れ状態を示す図である。
【符号の説明】
１炭化室
２燃焼室
３蓄熱室（Ａ）
４蓄熱室（Ｂ）
５ガスダクト
６煉瓦
７亀裂や目地切れ
８ガス流れの短絡
９石炭装入入口
１０ガス漏れ防止材
１１ガスダクト内ガス通路
１２継ぎ手
１３低温部
１４中空体のガス通路
１５挿入物固定用フランジ
１６ガス配管

Claims

コークス炉の蓄熱室間に位置し、燃焼室に供給されるガスを通すダクトにおいて、該ガスダクト内のガスダクトの高温部から低温部に渡ってガス漏れ防止材をガスダスト内ガス通路１１の断面積を該ガス漏れ防止材の挿入前のガスダクト断面積の３０〜９０％になるように挿入して亀裂や目地切れ等によって生ずるガスダクトと蓄熱室間のガス流れを防止することを特徴とするコークス炉ダクトのガス漏れ防止方法。
コークス炉の蓄熱室間に位置し、燃焼室に供給されるガスを通すダクトのガス漏れ防止装置において、該ガスダクト内のガスダクトの高温部から低温部に渡ってガス漏れ防止材をガスダスト内ガス通路１１の断面積を該ガス漏れ防止材の挿入前のガスダクト断面積の３０〜９０％になるように挿入してなることを特徴とするコークス炉ダクトのガス漏れ防止装置。
請求項２に記載のガス漏れ防止材の内部にガス通路を設けたことを特徴とするコークス炉ダクトのガス漏れ防止装置。
請求項２または３に記載のガス漏れ防止材の本体または継ぎ手を可撓性としたことを特徴とするコークス炉ダクトのガス漏れ防止装置。