JP5217577B2 - 室炉式コークス炉の運転方法及び室炉式コークス炉 - Google Patents

Description

本発明は、炭化室に石炭を装入する際に発生する発生ガスを吸引するに際しての室炉式コークス炉の運転方法及び室炉式コークス炉に関するものである。

室炉式コークス炉は、多数の炭化室と燃焼室とが交互に配置され、炭化室に装入した石炭を高温で乾留し、コークスを製造する。図５にコークス炉炭化室の断面図を示す。コークス乾留中に発生するコークス炉ガスは、各炭化室２の天井部２３に設けた上昇管６からベンド部７を経て、集合管であるドライメーン８にガスが排出される。ベンド部７内に安水が噴射され、安水噴射のエジェクター効果によってコークス炉ガスが吸引される。ベンド部７から噴射する安水の系統としては、低圧安水と高圧安水とが準備される。石炭乾留中はコークス炉ガス発生量が比較的少ないので、低圧安水をベンド部から噴射してコークス炉ガスの吸引を行う。

原料石炭は装炭車５によって炭化室の上部に運ばれ、炭化室２の天井部２３に設けられた装入口４から装入される。高温状態にある炭化室内に石炭を装入すると、石炭中に含まれる揮発分が急激に揮発し、大量のガスが発生する。石炭装入時には、ベンド部から噴射する安水を、低圧安水から高圧安水に切り替え、ガス吸引量の増大を図る。しかし、石炭装入時に大量に発生するガスは、高圧安水を噴射したとしても、上昇管からのガス吸引のみでは吸引しきれない。従来のコークス炉においては、装炭車５に設けた装炭車集塵装置３４によってガスを吸引し、上昇管６からのガス吸引と装炭車集塵装置２４によるガス吸引によって、石炭装入時の発生ガスを吸引していた。

近年、石炭を装入する炭化室２（以下「装入窯２１」ともいう。）とそれに隣接する炭化室（以下「隣接窯２２」ともいう。）を協働させ、装入窯２１で発生する大量のガスを、装入窯２１と隣接窯２２両方の上昇管を経由してドライメーン８へのみ吸引する方法が採用され始めた。例えば、非特許文献１、非特許文献２に記載されている。

各炭化室の天井部２３を貫通してコークス炉炉上に突出する縦パイプを設ける。図４に示すように、以下、この縦パイプを「ミニスタンドパイプ１１」と呼ぶ。ミニスタンドパイプ１１は、各炭化室の上昇管６と反対側の端部付近に設ける。各炭化室のミニスタンドパイプ１１が、同じ間隔で１列に並んで配置される。隣接する炭化室の２つのミニスタンドパイプ間を連通することのできるジャンパーパイプ１３を設ける。多数の炭化室のうちの一の炭化室に石炭を装入するに際し、その炭化室（装入窯２１）のミニスタンドパイプと、それに連接する炭化室（隣接窯２２）のミニスタンドパイプの間をジャンパーパイプ１３で連通する。これにより、装入窯２１と隣接窯２２の間はジャンパーパイプ１３を介して連通することになる。そして、装入窯２１と隣接窯２２の両炭化室とも、ベンド部７から高圧安水を噴射し、ガス吸引量の増大を図る。これにより、従来のように装炭車に装炭車集塵装置を設けることなく、装入窯への石炭装入時に発生する大量のガスを、装入窯と隣接窯の両方からそれぞれの上昇管を経てドライメーンに吸引・排出することが可能となる。

多数の炭化室を有する室炉式コークス炉において、石炭を装入する炭化室は、コークス炉炉上に配置した装炭車が移動することによって順次次の炭化室に移行する。上記ジャンパーパイプ１３は装炭車５に設けられ、装炭車５の移動にともなってジャンパーパイプ１３は位置を移動する。ある時点で石炭を装入する装入窯２１の上に装炭車５が移動すると、ジャンパーパイプ１３はその装入窯２１に設けられたミニスタンドパイプ１１と、装入窯に隣接する隣接窯２２に設けられたミニスタンドパイプ１１との間を連通するように位置が決まる。その位置でジャンパーパイプ１３を下降することにより、ジャンパーパイプ１３の２つの先端部は、２つのミニスタンドパイプ先端部と接合する。なお、ジャンパーパイプを接合する装入窯と隣接窯以外の炭化室については、ミニスタンドパイプ１１の先端に蓋３３をかぶせておく。

各炭化室に高圧安水と低圧安水を供給する系統について、図１（ｂ）に示す。各炭化室に接続するベンド部７に低圧安水系統１９と高圧安水系統１８のいずれの安水系統から供給するかについては、各炭化室に設けられた三方弁２６の操作によって選択される。ジャンパーパイプを用いる上記室炉式コークス炉においては、その時点での装入窯２１と接続するベンド部７ａ、隣接窯２２と接続するベンド部７ｂには高圧安水系統１８が選択され、それ以外の乾留窯については低圧安水系統１９が選択される。高圧安水を同時に２窯（装入窯と隣接窯）に供給するため、高圧安水供給量としては、装入窯２１と隣接窯２２の合計発生ガスを十分に吸引できるように定められる。高圧安水ポンプ１４の容量がこのような考え方に基づいて定まる。

W. Wisenhut et.al. "Safety and Health at Work and Environmental Protection at Coke Oven Plants" J. P. Buysschaert "Air Pollution Control Process in Coke Oven Plants"

炭化室に石炭を装入するに際してのガス発生量は、装入開始直後が最も多く、乾留中のガス発生量の５倍程度のガスが発生する。ジャンパーパイプを用いる室炉式コークス炉における高圧安水の供給量は、装入開始時の最もガス発生量が多い時期において、装入窯（石炭装入中）での発生ガス量と隣接窯（乾留中）での発生ガス量の合計を、装入窯と隣接窯の各ベンド部に高圧安水を噴射することによって吸引できる能力が要求される。

図１（ｂ）に示すように、高圧安水系統１８は１系統であり、１台の高圧安水ポンプ１４から供給される高圧安水が、三方弁２６の操作によって装入窯２１と隣接窯２２に供給される。従って、高圧安水噴射量は、装入窯２１と隣接窯２２とで同じ噴射量である。このような条件下で、装入窯と隣接窯で発生する合計のガスを吸引することができるように、高圧安水供給量が定められる。このため、高圧安水の所要量が大きく、安水を処理するための安水処理ラインの負荷が過重となっていた。

石炭装入時の装入窯のガス発生量は、図２（ａ）に示すように、装入開始から時間が経過すると次第に減少する。しかし、高圧安水の供給量は一定であるため、ガス吸引能力を下げることができず、装入の末期には吸引能力が大きすぎ、炭化室への空気の吸い込みが発生していた。

ジャンパーパイプを用いる従来の方法では、石炭装入時に微粉炭の一部が上昇管からドライメーンに排出される、いわゆるキャリーオーバーが発生していた。

本発明は、石炭装入時にジャンパーパイプを用いて発生ガスを吸引する室炉式コークス炉において、高圧安水の所要量を低減し、装入末期における炭化室への空気の吸い込みを減少し、炭化室からの微粉炭のキャリーオーバーを減少することのできる室炉式コークス炉の運転方法、及び当該運転方法を実現する室炉式コークス炉を提供することを目的とする。

即ち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
（１）複数の炭化室２が並列して並び、各炭化室から上昇管６とベンド部７を経てドライメーン８に接続され、ベンド部７には低圧安水と高圧安水から選択して安水を供給する室炉式コークス炉の運転方法において、
石炭を装入する炭化室である装入窯２１と、装入窯に隣接する炭化室である隣接窯２２との間をジャンパーパイプ１３によって連通し、装入窯２１に石炭を装入する際には、装入窯２１と隣接窯２２に接続されたベンド部７から高圧安水を噴射することによって発生ガスの吸引を行い、装入窯高圧安水比Ｒを下記（１）式のように定め、石炭の装入初期には装入窯高圧安水比Ｒを０．５より小さい値とし、装入開始後の時間経過と共に装入窯高圧安水比Ｒを０．５に近づけるように変化させることを特徴とする室炉式コークス炉の運転方法。
装入窯高圧安水比Ｒ＝（装入窯高圧安水流量）／（（装入窯高圧安水流量）＋（隣接窯高圧安水流量）） （１）
（２）高圧安水ポンプ１４の出側から高圧安水系統を２系統設け、第１系統１６、第２系統１７のいずれも各炭化室に接続したベンド部７から噴射可能であり、第１系統１６は系統分岐部とベンド部供給部との間に流量調整弁２０を設け、第１系統１６を経由した安水を装入窯２１に接続するベンド部７ａから噴射し、第２系統１７を経由した安水を隣接窯２２に接続するベンド部７ｂから噴射し、流量調整弁２０の開度調整によって装入窯高圧安水比Ｒを制御することを特徴とする上記（１）に記載の室炉式コークス炉の運転方法。
（３）装入窯２１に接続されたベンド部７ａから噴射する高圧安水の流量と、隣接窯２２に接続されたベンド部７ｂから噴射する高圧安水の流量との合計流量を一定に保持することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の室炉式コークス炉の運転方法。
（４）複数の炭化室２が並列して並び、各炭化室から上昇管６とベンド部７を経てドライメーン８に接続され、ベンド部７には低圧安水と高圧安水から選択して安水を供給する室炉式コークス炉において、
石炭を装入する炭化室である装入窯２１と、装入窯に隣接する炭化室である隣接窯２２との間を連通することのできるジャンパーパイプ１３を有し、高圧安水ポンプ１４の出側から高圧安水系統を２系統設け、第１系統１６、第２系統１７のいずれも各炭化室に接続したベンド部７から噴射可能であり、第１系統１６は系統分岐部とベンド部供給部との間に流量調整弁２０を設け、各炭化室に供給する安水系統の選択及び流量調整弁の制御を行う流量制御装置２４を有し、
流量制御装置２４は、装入窯２１に石炭を装入する際には、第１系統１６を経由した安水を装入窯に接続するベンド部７ａから噴射し、第２系統１７を経由した安水を隣接窯に接続するベンド部７ｂから噴射し、装入窯に接続されたベンド部７ａと隣接窯に接続されたベンド部７ｂから高圧安水を噴射することによって発生ガスの吸引を行い、装入窯高圧安水比Ｒを下記（１）式のように定め、石炭の装入初期には前記流量調整弁２０の開度を小さくすることによって装入窯高圧安水比Ｒを０．５より小さい値とし、装入開始後の時間経過と共に流量調整弁２０の開度を全開に近づけるように変化させることによって装入窯高圧安水比Ｒを０．５に近づけるように変化させることを特徴とする室炉式コークス炉。
装入窯高圧安水比Ｒ＝（装入窯高圧安水流量）／（（装入窯高圧安水流量）＋（隣接窯高圧安水流量）） （１）

本発明は、装入窯と隣接窯の間をジャンパーパイプによって連通し、装入窯と隣接窯の両方について高圧安水を噴射して発生ガスの吸引を行うに際し、石炭の装入初期には装入窯高圧安水比Ｒを０．５より小さい値とし、装入開始後の時間経過と共に装入窯高圧安水比Ｒを０．５に近づけるように変化させることにより、合計の高圧安水所要量を低減することができる。

本発明が対象とするコークス炉は、複数の炭化室が並列して並ぶ室炉式コークス炉である。図４に示すように、コークス乾留中に発生するコークス炉ガスは、各炭化室２の天井部２３に設けた上昇管６からベンド部７を経て、集合管であるドライメーン８にガスが排出される。ベンド部内７に設けた噴射ノズル９から安水が噴射され、安水噴射のエジェクター効果によってコークス炉ガスが吸引される。

図４に示すように、各炭化室２には、炭化室２の天井部２３を貫通してコークス炉炉上に突出する縦パイプを有する。縦パイプの先端部は開口している。この縦パイプを「ミニスタンドパイプ１１」と呼ぶ。ミニスタンドパイプ１１は、通常は各炭化室２の上昇管６と反対側の端部付近に設ける。各炭化室のミニスタンドパイプ１１が、同じ間隔で炭化室配列方向に１列に並んで配置される。

隣接する炭化室の２つのミニスタンドパイプ間を連通することのできるジャンパーパイプ１３を設ける。ジャンパーパイプ１３は装炭車５に設けられ、上下動が可能である。装炭車５の移動にともなってジャンパーパイプ１３は炭化室配列方向に移動する。

多数の炭化室のうちの一の炭化室に石炭を装入するに際し、その炭化室（装入窯２１）のミニスタンドパイプ１１と、それに連接する炭化室（隣接窯２２）のミニスタンドパイプ１１の間をジャンパーパイプ１３で連通する。これにより、装入窯２１と隣接窯２２の間はジャンパーパイプ１３を介して連通することになる。そして、装入窯２１と隣接窯２２の両炭化室とも、ベンド部７から高圧安水を噴射し、ガス吸引量の増大を図る。これにより、従来のように装炭車に装炭車集塵装置を設けることなく、装入窯への石炭装入時に発生する大量のガスを、装入窯２１と隣接窯２２の両方からそれぞれの上昇管６を経てドライメーン８に吸引・排出することが可能となる。なお、ジャンパーパイプ１３を接合する装入窯と隣接窯以外の炭化室については、ミニスタンドパイプの先端に蓋３３をかぶせておく。

前述のとおり、コークス乾留中及び石炭装入時に発生するコークス炉ガスは、各炭化室２の天井部２３に設けた上昇管６からベンド部７を経て、集合管であるドライメーン８にガスが排出される。ベンド部内７に設けた噴射ノズル９から安水が噴射され、安水噴射のエジェクター効果によってコークス炉ガスが吸引される。ベンド部７から噴射する安水の系統としては、低圧安水と高圧安水とが準備される。石炭乾留中はコークス炉ガス発生量が比較的少ないので、低圧安水をベンド部から噴射してコークス炉ガスの吸引を行う。

装入窯に石炭を装入するに際しては、装入窯と隣接窯の間をジャンパーパイプによって連通するとともに、装入窯と隣接窯の両方についてベンド部の噴射ノズルから噴出する安水系統を高圧安水系統に切り替え、発生ガスの吸引を行う。各炭化室に接続するベンド部に低圧安水と高圧安水のいずれの安水系統から供給するかについては、三方弁の操作によって選択される。ジャンパーパイプを用いる従来のコークス炉においては、装入窯と隣接窯とに均等に高圧安水が供給され、それぞれの噴射ノズルから均等に高圧安水が噴射されていた。

図２（ａ）に石炭装入の時間経過とガス発生量の関係を示す。石炭の装入を開始した初期において、装入窯２１で発生する発生ガス量は最大量となる。このときの装入窯発生ガス量を１０とおき、以下、各窯、各時点でのガス発生量を相対的に表現する。隣接窯２２は石炭を乾留中であり、こちらのガス発生量は２程度である。装入窯２１でのガス発生量は、石炭装入開始からの時間経過と共に減少し、装入末期においてはガス発生量が６程度となる。

石炭装入初期において、図３（ａ）に示すように、装入窯２１の中はまだ石炭が充填されておらず、発生したガスはさほどの抵抗を受けることなく、ガス流れ２９を形成して上昇管６ａ及びミニスタンドパイプ１３に到達することができる。一方、図３（ｂ）に示すように、隣接窯２２はコークス乾留中であり、炭化室内の空隙は装入炭２８と天井部２３との間の僅かな隙間のみである。そのため、装入窯２１のミニスタンドパイプからジャンパーパイプ１３を経て隣接窯に入った装入窯の発生ガスは、隣接窯２２の天井部付近の僅かな隙間にガス流れ２９を形成し、隣接窯上昇管６ｂに到達するまでの区間、装入窯２１に比べて大きな通気抵抗を受けることとなる。

ところで、従来方法において、装入窯２１と隣接窯２２それぞれの噴射ノズル９から供給される高圧安水は同じ量であり、ガス吸引能力も同様であるため、装入窯２１から直接装入窯上昇管６ａに排出される方は通気抵抗が小さいため多くのガスが吸引され、装入窯２１からジャンパーパイプ１３と隣接窯２２を経由して隣接窯上昇管６ｂに排出される方は装入窯２１に比べて抵抗が大きいため少量のガスしか吸引されないという実態であった。具体的には、装入初期に装入窯で発生する発生ガス１０のうち、８．５程度が装入窯上昇管６ａから排出され、装入窯発生の残りの１．５及び隣接窯で発生する発生ガス２の合計３．５が、隣接窯上昇管６ｂから排出されていた。そして、これだけの発生ガスを吸引するために、高圧安水として、例として挙げるコークス炉において、装入窯２１と隣接窯２２のそれぞれに３０ｍ³／Ｈ（圧力３．５ＭＰａ）の高圧安水が必要とされた。

本発明においては、装入窯と隣接窯に同量の高圧安水を供給する上記従来の方法において、隣接窯側は装入窯側に比べて隣接窯内の通気抵抗が大きいことから吸引能力が不足し、一方で装入窯側は通気抵抗が小さいことから吸引能力に余力があることを明らかにした。そして、装入初期において、隣接窯側の高圧安水供給量を装入窯側に比べて増大し、一方で装入窯側については高圧安水供給量を減少することとすれば、装入窯と隣接窯の合計高圧安水供給量を削減できることを明らかにした。具体的には、高圧安水の圧力を３．５ＭＰａのままで保持し、装入窯の高圧安水供給量を３０ｍ³／Ｈから２２．５ｍ³／Ｈに減少し、隣接窯の高圧安水供給量を３０ｍ³／Ｈから３３ｍ³／Ｈに増大する。このとき、発生ガス排出量は、装入窯上昇管６ａを通しての排出量が８．５から６．５に減少し、隣接窯上昇管６ｂを通しての排出量が３．５から５．５に増大する。装入窯と隣接窯合計のガス排出量は同一（１２）であるのに対し、合計の高圧安水供給量を６０ｍ³／Ｈから５５．５ｍ³／Ｈに減少することが可能となった。

以上のとおり、装入窯高圧安水比Ｒを下記（１）式のように定め、石炭の装入初期には装入窯高圧安水比Ｒを０．５より小さい値とすることにより、装入窯と隣接窯合計の高圧安水供給量を低減することが可能となった。
装入窯高圧安水比Ｒ＝（装入窯高圧安水流量）／（（装入窯高圧安水流量）＋（隣接窯高圧安水流量）） （１）

従来方法において、石炭装入の初期に装入窯で発生する発生ガス１０のうち、８．５程度が装入窯上昇管６ａから排出されていた。装入窯２１の内部において、天井部の装入口４から石炭を装入した結果として、大量の微粉炭が浮遊している。このような状況において装入窯上昇管６ａから発生ガス量の８５％という大量のガスを排出する結果として、浮遊する微粉炭が排出ガスに伴われてドライメーン８に排出されていた。いわゆるキャリーオーバーである。

本発明においては、装入初期において装入窯上昇管６ａから排出するガスの量が減少するため、装入窯上昇管６ａへ向かうガスの流速が減少し、ガスに伴われて排出される微粉炭の量を低減することができる。即ち、炭化室からの微粉炭のキャリーオーバーを減少することが可能になる。

本発明において、装入初期の装入窯と隣接窯それぞれへの高圧安水の供給量は、装入初期の発生ガスをすべて吸引するに十分な量となっている。一方、装入開始から時間が経過するとともに、装入窯での発生ガス量は漸次低減する。これに対し、装入の全期間を通じて同じガス吸引能力を保持したのでは、装入の中期から末期にかけてはガス発生量よりもガス吸引能力の方が勝ってしまい、炭化室への空気の吸い込みが発生することになる。

本発明においては、石炭装入期間中、装入窯と隣接窯それぞれへの高圧安水供給量を一定に保持するのではなく、装入開始後の時間経過と共に装入窯高圧安水比（（装入窯高圧安水流量）／（装入窯と隣接窯合計の高圧安水流量））Ｒを０．５に近づけるように変化させる。これにより、石炭装入期間中、時間の経過と共に、装入窯高圧安水供給量は増大するので装入窯上昇管からのガス吸引能力は増大し、隣接窯高圧安水供給量は減少するので隣接窯上昇管からのガス吸引能力は減少するが、装入窯と隣接窯合計のガス吸引能力は減少する方向である。そのため、装入開始からの時間の経過と共に装入窯でのガス発生量は減少するものの、同時に装入窯・隣接窯合計のガス吸引能力も減少するので、装入末期における炭化室への空気の吸い込みを減少することができる。

例えば、ジャンパーパイプを用いる方法での装入窯と隣接窯合計の高圧安水供給量が、従来の６０ｍ³／Ｈから本発明法の５５．５ｍ³／Ｈに減少する上記事例の場合、装入末期において、従来法も本発明法も装入窯と隣接窯に均等に高圧安水を供給しているので、装入窯、隣接窯ともに、装入末期は従来法に比較して本発明法は高圧安水供給量が減少し、発生ガス吸引能力も減少していることがわかる。

石炭の装入末期において、装入窯のガス発生量が６、乾留中の隣接窯のガス発生量が２程度であるとき（装入初期の装入窯ガス発生量を１０としている）、合計の高圧安水供給量が５５．５ｍ³／Ｈであるから、装入窯と隣接窯それぞれに均等に高圧安水を２７．７４ｍ³／Ｈずつ供給する。このとき、装入窯の上昇管からは４だけのガスが吸引され、隣接窯の上昇管からは４だけのガスが吸引される。

本発明において、石炭装入期間中に装入窯高圧安水比Ｒを時間とともに変化させるために、図１（ａ）に示すような高圧安水系統を用いることとすると好ましい。

即ち、高圧安水ポンプ１４の出側から分岐させ、高圧安水系統を第１系統１６と第２系統１７の２系統設ける。第１系統１６、第２系統１７のいずれも各炭化室に接続したベンド部７から噴射可能とする。低圧安水ポンプ１５に接続した低圧安水系統１９についても、各炭化室に接続したベンド部７から噴射可能とする。通常は、各炭化室毎に、三方弁２６を直列で２個設置し、第１高圧安水系統１６、第２高圧安水系統１７、低圧安水系統１９のいずれかを選択できるように配置する。第１系統１６は系統分岐部とベンド部供給部との間に流量調整弁２０を設ける。

石炭装入時、第１系統１６（流量調整弁２０を有する系統）を経由した安水を装入窯２１に接続するベンド部７ａから噴射し、第２系統１７を経由した安水を隣接窯２２に接続するベンド部７ｂから噴射する。流量調整弁２０を全開とすれば、装入窯２１と隣接窯２２に均等に高圧安水が供給され、装入窯高圧安水比Ｒは０．５となる。流量調整弁２０を絞ることにより、第１系統１６に流れる高圧安水が減少し、かわりに第２系統１７に流れる高圧安水が増加するので、装入窯高圧安水比Ｒは０．５より小さい値となる。

石炭の装入初期には、流量調整弁２０の開度を絞り、装入窯高圧安水比を０．５より小さい値とする。装入開始後の時間経過と共に流量調整弁２０の開度を全開に近づけ、これによって装入窯高圧安水比Ｒを０．５に近づけるように変化させることができる。即ち、流量調整弁２０の開度調整によって装入窯高圧安水比Ｒを制御する。

上記のように装入窯２１と隣接窯２２に供給する高圧安水の比率を変化させるに際し、装入窯に接続されたベンド部７ａから噴射する高圧安水の流量と、隣接窯に接続されたベンド部７ｂから噴射する高圧安水の流量との合計流量を一定に保持すると好ましい。これにより、装入窯高圧安水比Ｒを０．５より小さい値としたときに装入窯・隣接窯合計のガス吸引能力を好適に増大し、装入窯高圧安水比Ｒを０．５に近づけたときに合計のガス吸引能力を好適に低減することができる。結果として、装入初期に必要とする高圧安水の合計流量を低減することが可能となり、また装入末期に炭化室への空気巻き込みを低減することができる。通常は、高圧安水ポンプ１４を１台設置し、この高圧安水ポンプから２系統に分岐して使用する。これにより、この高圧安水ポンプの安水供給能力が、高圧安水の合計流量となる。

石炭装入は概ね９０秒〜３００秒程度の時間内に行われる。本発明のコークス炉運転方法において、石炭装入時間を１３０秒とした場合、装入初期の装入窯と隣接窯への高圧安水流水比率を装入窯：隣接窯＝３５：６５（装入窯高圧安水比Ｒ＝０．３５）とし、約５０秒後に装入窯：隣接窯＝５０：５０（装入窯高圧安水比Ｒ＝０．５）となるように穏やかにフィードフォワード制御すると良い。なお、石炭装入時間が１３０秒である場合、ガス発生量がピークとなるのは装入開始後８秒程度である。装入窯高圧安水比を順次増加させる制御は、石炭装入時間の前半４０％程度までに行うのが効率的である。石炭装入時間が１３０秒であれば、４０％はほぼ上記で採用した５０秒に対応する。

装入窯高圧安水比Ｒの制御方法としては、上記のようなフィードフォワード制御の他、以下のようなフィードバック制御を行っても良い。即ち、ジャンパーパイプの隣接窯側もしくは隣接窯上昇管部に圧力検出端を設置し、当該圧力が一定になるように装入窯高圧安水比Ｒを制御する。ジャンパーパイプ部の圧力は、炉仕様に依存するが、−４００〜６００Ｐａ程度であり、隣接窯上昇管部の圧力は−８００〜−１０００Ｐａ程度とすると好適である。

本発明で用いる室炉式コークス炉において、高圧安水の圧力は５．０〜８．０ＭＰａ程度、低圧安水の圧力は３．０〜３．５ＭＰａ程度とすると好ましい。

次に、本発明の室炉式コークス炉について説明する。

本発明の室炉式コークス炉は、図４に示すように、複数の炭化室２が並列して並び、各炭化室から上昇管６とベンド部７を経てドライメーン８に接続され、ベンド部７には低圧安水と高圧安水から選択して安水を供給する室炉式コークス炉において、石炭を装入する炭化室である装入窯２１と、装入窯に隣接する炭化室である隣接窯２２との間を連通することのできるジャンパーパイプ１３を有する。図１（ａ）に示すように、高圧安水ポンプ１４の出側から高圧安水系統を２系統設け、第１系統１６、第２系統１７のいずれも各炭化室に接続したベンド部７から噴射可能であり、第１系統１６は系統分岐部とベンド部供給部との間に流量調整弁２０を設け、各炭化室に供給する安水系統の選択及び流量調整弁２０の制御を行う流量制御装置２４を有する。通常は、各炭化室毎に、三方弁２６を直列で２個設置し、第１高圧安水系統１６、第２高圧安水系統１７、低圧安水１９のいずれかを選択できるように配置する。

流量制御装置２４は、装入窯２１に石炭を装入する際には、装入窯２１に第１高圧安水系統１６を接続し、隣接窯２２に第２高圧安水系統１７を接続する。装入窯２１と隣接窯２２以外の炭化室については、低圧安水系統１９を接続しておく。これにより、第１系統１６を経由した高圧安水を装入窯に接続するベンド部７ａから噴射し、第２系統１７を経由した高圧安水を隣接窯に接続するベンド部７ｂから噴射する。装入窯に接続されたベンド部７ａと隣接窯に接続されたベンド部７ｂから高圧安水を噴射することによって発生ガスの吸引を行う。さらに流量調整装置２４は、石炭の装入初期には流量調整弁２０の開度を小さくし、装入開始後の時間経過と共に流量調整弁２０の開度を全開に近づけるように変化させる。これにより、石炭の装入初期には装入窯高圧安水比Ｒを０．５より小さい値とし、装入開始後の時間経過と共に装入窯高圧安水比Ｒを０．５に近づけるように変化させることができる。

以上のように、本発明の室炉式コークス炉を用いることにより、本発明の好ましいコークス炉運転を実施することが可能となる。

室炉式コークス炉と安水供給系統を示す図であり、（ａ）は本発明例、（ｂ）は従来例である。 石炭装入中の時間経過を示す図であり、（ａ）は装入窯での発生ガス量の時間経過、（ｂ）（ｃ）は高圧安水合計供給量、装入窯高圧安水比、発生ガス分配を示す図であり、（ｂ）は本発明例、（ｃ）は従来例である。 装入窯と隣接窯のガス流れ状況を示す図である。 ジャンパーパイプを用いたコークス炉を示す図であり、（ａ）は装入窯の断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）のジャンパーパイプを上昇した状況を示す図である。 ジャンパーパイプを用いない従来のコークス炉を示す断面図である。

符号の説明

１ コークス炉
２ 炭化室
３ 燃焼室
４ 装入口
５ 装炭車
６ 上昇管
６ａ 装入窯上昇管
６ｂ 隣接窯上昇管
７ ベンド部
７ａ 装入窯ベンド部
７ｂ 隣接窯ベンド部
８ ドライメーン
９ 安水噴射ノズル
１１ ミニスタンドパイプ
１３ ジャンパーパイプ
１４ 高圧安水ポンプ
１５ 低圧安水ポンプ
１６ 第１高圧安水系統
１７ 第２高圧安水系統
１８ 高圧安水系統
１９ 低圧安水系統
２０ 流量調整弁
２１ 装入窯
２２ 隣接窯
２３ 天井部
２４ 流量制御装置
２６ 三方弁
２８ 装入炭
２９ ガス流れ
３４ 装炭車集塵装置

Claims (4)

1. 複数の炭化室が並列して並び、各炭化室から上昇管とベンド部を経てドライメーンに接続され、ベンド部には低圧安水と高圧安水から選択して安水を供給する室炉式コークス炉の運転方法において、
   石炭を装入する炭化室である装入窯と、装入窯に隣接する炭化室である隣接窯との間をジャンパーパイプによって連通し、装入窯に石炭を装入する際には、装入窯と隣接窯に接続されたベンド部から高圧安水を噴射することによって発生ガスの吸引を行い、装入窯高圧安水比Ｒを下記（１）式のように定め、石炭の装入初期には装入窯高圧安水比Ｒを０．５より小さい値とし、装入開始後の時間経過と共に装入窯高圧安水比Ｒを０．５に近づけるように変化させることを特徴とする室炉式コークス炉の運転方法。
   装入窯高圧安水比Ｒ＝（装入窯高圧安水流量）／（（装入窯高圧安水流量）＋（隣接窯高圧安水流量）） （１）
2. 高圧安水ポンプの出側から高圧安水系統を２系統設け、第１系統、第２系統のいずれも各炭化室に接続したベンド部から噴射可能であり、第１系統は系統分岐部とベンド部供給部との間に流量調整弁を設け、第１系統を経由した安水を装入窯に接続するベンド部から噴射し、第２系統を経由した安水を隣接窯に接続するベンド部から噴射し、前記流量調整弁の開度調整によって装入窯高圧安水比Ｒを制御することを特徴とする請求項１に記載の室炉式コークス炉の運転方法。
3. 装入窯に接続されたベンド部から噴射する高圧安水の流量と、隣接窯に接続されたベンド部から噴射する高圧安水の流量との合計流量を一定に保持することを特徴とする請求項１又は２に記載の室炉式コークス炉の運転方法。
4. 複数の炭化室が並列して並び、各炭化室から上昇管とベンド部を経てドライメーンに接続され、ベンド部には低圧安水と高圧安水から選択して安水を供給する室炉式コークス炉において、
   石炭を装入する炭化室である装入窯と、装入窯に隣接する炭化室である隣接窯との間を連通することのできるジャンパーパイプを有し、高圧安水ポンプの出側から高圧安水系統を２系統設け、第１系統、第２系統のいずれも各炭化室に接続したベンド部から噴射可能であり、第１系統は系統分岐部とベンド部供給部との間に流量調整弁を設け、各炭化室に供給する安水系統の選択及び流量調整弁の制御を行う流量制御装置を有し、
   前記流量制御装置は、装入窯に石炭を装入する際には、第１系統を経由した安水を装入窯に接続するベンド部から噴射し、第２系統を経由した安水を隣接窯に接続するベンド部から噴射し、装入窯に接続されたベンド部と隣接窯に接続されたベンド部から高圧安水を噴射することによって発生ガスの吸引を行い、装入窯高圧安水比Ｒを下記（１）式のように定め、石炭の装入初期には前記流量調整弁の開度を小さくすることによって装入窯高圧安水比Ｒを０．５より小さい値とし、装入開始後の時間経過と共に流量調整弁の開度を全開に近づけるように変化させることによって装入窯高圧安水比Ｒを０．５に近づけるように変化させることを特徴とする室炉式コークス炉。
   装入窯高圧安水比Ｒ＝（装入窯高圧安水流量）／（（装入窯高圧安水流量）＋（隣接窯高圧安水流量）） （１）

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