JP5504653B2 - Molded coke production facility - Google Patents
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Description
本発明は、炭素含有物質の成型物を竪型乾留炉で乾留する成型コークスの製造設備に関する。 The present invention relates to a facility for producing molded coke in which a molded product of a carbon-containing material is carbonized in a vertical carbonization furnace.
高炉の操業を効率よく行うために、石炭をコークス炉で乾留してコークスを製造し、コークスを高炉に装入する操業が行われている。高炉内でのコークスには、高炉内の通気をよくするためのスペーサーの役割、還元材としての役割、熱源としての役割などがある。 In order to efficiently operate the blast furnace, coal is carbonized in a coke oven to produce coke, and the operation of charging the coke into the blast furnace is performed. Coke in the blast furnace has a role of a spacer for improving ventilation in the blast furnace, a role as a reducing material, a role as a heat source, and the like.
近年、室炉式コークス製造方法に代わるコークス製造方法として、連続式成型コークス製造法が開発されている。連続式成型コークス製造法では、乾留炉として、珪石煉瓦ではなくシャモット煉瓦にて構成される竪型シャフト炉を用い、石炭を冷間で所定の大きさに成型後、竪型シャフト炉に装入し、循環熱媒ガスを用いて加熱することにより成型炭を乾留し、成型コークスを製造する。成型コークスは竪型シャフト炉内を降下しながら竪型シャフト炉底部より送風される冷却ガスにより冷却されて、炉外へ排出される(例えば、非特許文献1参照。)。成型コークスの場合、石炭の成型物が原料となるため資源埋蔵量が豊富で安価な非微粘結炭を多量に使用しても、通常の室炉式コークス炉と同等の強度を有するコークスが製造可能なことが確認されている。 In recent years, a continuous molding coke manufacturing method has been developed as a coke manufacturing method that replaces the chamber furnace coke manufacturing method. In the continuous molding coke manufacturing method, a vertical shaft furnace composed of chamotte bricks instead of silica brick is used as a carbonization furnace, and coal is molded into a predetermined size in the cold and then charged into the vertical shaft furnace. Then, the charcoal is dry-distilled by heating using a circulating heat medium gas to produce a molded coke. The formed coke is cooled by the cooling gas blown from the bottom of the vertical shaft furnace while descending the vertical shaft furnace, and discharged outside the furnace (for example, see Non-Patent Document 1). In the case of molded coke, coke with a strength equivalent to that of a normal chamber-type coke oven can be obtained even if a large amount of non-slightly caking coal, which is abundant in resource reserves and inexpensive, is used as a raw material. It has been confirmed that it can be manufactured.
非特許文献1に記載の連続式成型コークス製造法の竪型シャフト炉は中段以上の加熱乾留部、中段以下の冷却ガスによる冷却部で構成され、竪型シャフト炉下部の排出部は水封されている。水冷される目的は、竪型シャフト炉内で成型コークスが十分に冷却されなかった場合の対策や竪型シャフト炉内への空気流入を抑制するための対策である。空気の流入を許すと竪型シャフト炉内で成型コークスが空気と反応し燃焼及び品質低下が起こる。 The vertical shaft furnace of the continuous molding coke manufacturing method described in Non-Patent Document 1 is composed of a middle or higher heating / distillation section and a cooling section using a cooling gas of the middle or lower stage, and the discharge section below the vertical shaft furnace is sealed with water. ing. The purpose of water cooling is a countermeasure when the molded coke is not sufficiently cooled in the vertical shaft furnace or a countermeasure for suppressing air inflow into the vertical shaft furnace. If the inflow of air is allowed, the molded coke reacts with air in the vertical shaft furnace, and combustion and quality deterioration occur.
しかし、成型コークスを水冷すると、竪型シャフト炉内で十分に冷却されずに排出された成型コークスが発生した場合、水との温度差によって急冷されて、亀裂を生じ強度低下する恐れがある。また、成型コークスの水分が高くなるため、高炉に装入する際の持ち込み水分が増加し高炉への投入エネルギーが増加するという問題もある。 However, when the formed coke is cooled with water, if the formed coke discharged without being sufficiently cooled in the vertical shaft furnace is rapidly cooled due to a temperature difference with water, there is a risk of cracking and a decrease in strength. Moreover, since the water | moisture content of a molding coke becomes high, there also exists a problem that the carrying-in water | moisture content at the time of charging to a blast furnace increases, and the input energy to a blast furnace increases.
そこで本発明では、成型コークスを製造するに際して、製品の水分の上昇を伴うことなく竪型シャフト炉内への空気流入を抑制し、また、製品を室温程度にまで冷却することのできる成型コークスの製造設備を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, when producing molded coke, the flow of air into the vertical shaft furnace is suppressed without increasing the moisture content of the product, and the molded coke that can cool the product to about room temperature. The purpose is to provide manufacturing equipment.
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
(1)炭素含有物質の成型物を乾留して成型コークスを製造するための設備であって、前記成型物を乾留して成型コークスを製造する竪型乾留炉と、該乾留炉の下部に設置され、該乾留炉から排出された前記成型コークスを冷却するための乾式冷却装置とを備えることを特徴とする成型コークスの製造設備。
(2)乾式冷却装置内が窒素雰囲気であり、竪型乾留炉と前記乾式冷却装置との接続部分が二重の遮断弁で遮断されていることを特徴とする(1)に記載の成型コークスの製造設備。
(3)遮断弁がダンパー式であることを特徴とする(2)に記載の成型コークスの製造設備。
(4)遮断弁がスライド部分を有するスライド式であり、前記スライド部分に窒素パージノズルを具備していることを特徴とする(2)に記載の成型コークスの製造設備。
The features of the present invention for solving such problems are as follows.
(1) A facility for producing carbonized coke by carbonizing a molded product of a carbon-containing substance, which is installed in a vertical distillation furnace for carbonizing the molded product to produce molded coke, and at the bottom of the carbonization furnace And a dry cooling device for cooling the molded coke discharged from the carbonization furnace.
(2) Molded coke according to (1), characterized in that the inside of the dry cooling device is a nitrogen atmosphere, and the connecting portion between the vertical distillation furnace and the dry cooling device is shut off by a double shut-off valve Manufacturing equipment.
(3) The production apparatus for molded coke according to (2), wherein the shut-off valve is a damper type.
(4) The equipment for producing molded coke according to (2), wherein the shut-off valve is a slide type having a slide portion, and the slide portion includes a nitrogen purge nozzle.
本発明によれば、成型コークスの水分上昇を伴うことなく竪型シャフト炉内への空気流入を抑制し、成型コークスを十分に冷却することが可能であり、製品強度を維持した成型コークスを製造することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the air inflow into the vertical shaft furnace without increasing the moisture content of the molded coke, and to sufficiently cool the molded coke, and to produce a molded coke that maintains product strength. can do.
石炭等の炭素含有物質を成型し、乾留して得られる成型コークスを製造する際に、乾留炉内部への外気(空気)の流入を抑制する方法として水封による方法が考えられる。しかし、被冷却物である成型コークスと水との温度差によっては成型コークスが急激に冷却されて、亀裂を生じ強度低下の要因となる。そこで、水封以外の方法を用いる必要がある。本発明では、製品強度および製品の水分を上昇させることなく、製品を排出することができる方法として、乾式排出方法を用いることとし、竪型乾留炉を用いて成型コークスの製造を行なう際に、竪型乾留炉の下部に乾式冷却装置を設けることにより成型乾留物の冷却が可能なことを見出した。さらに検討を進めた結果、乾式冷却装置内が窒素雰囲気であり、竪型乾留炉と乾式冷却装置との接続部分が二重の遮断弁で遮断されていることが好ましいことが分かった。 A water-sealing method is conceivable as a method for suppressing the inflow of outside air (air) into the inside of a dry distillation furnace when a carbon-containing substance such as coal is formed and carbonized obtained by dry distillation. However, depending on the temperature difference between the molded coke, which is the object to be cooled, and water, the molded coke is rapidly cooled, causing cracks and reducing the strength. Therefore, it is necessary to use a method other than water sealing. In the present invention, as a method that can discharge the product without increasing the product strength and the moisture of the product, the dry discharge method is used, and when the molded coke is produced using the vertical carbonization furnace, The present inventors have found that the molded dry product can be cooled by providing a dry cooling device at the bottom of the vertical dry distillation furnace. As a result of further investigation, it was found that the inside of the dry-type cooling device is a nitrogen atmosphere, and it is preferable that the connection portion between the vertical distillation furnace and the dry-type cooling device is shut off by a double shut-off valve.
二重の遮断弁はダンパー式またはスライド式であることが好ましい。遮断弁がスライド部分を有するスライド式である場合は、スライド部分に窒素パージノズルを具備していることが好ましい。窒素パージノズルによりスライド部分に残留した成型コークスを除去することで、遮断弁の故障を防止し、スライド部分の開閉をスムーズに維持することができる。 The double shut-off valve is preferably a damper type or a slide type. When the shut-off valve is a slide type having a slide portion, it is preferable that the slide portion is provided with a nitrogen purge nozzle. By removing the molded coke remaining on the slide portion by the nitrogen purge nozzle, it is possible to prevent the shut-off valve from being broken and to smoothly open and close the slide portion.
本発明について、図面に基づいて詳細に説明する。 The present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に本発明の一実施形態を示す。成型コークス原料を乾留する竪型乾留炉本体2の下部に乾式冷却装置3が設置されている。乾式冷却装置3の詳細は後述する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. A
図1の設備を用いて成型コークスを製造する際には、まず乾留の前工程である成型工程において、石炭等の炭素含有物質を用いて、所定の条件で成型された成型物は、成型物装入装置1に送り込まれ、所定量の成型物が竪型乾留炉本体2に装入される。成型物は低温ガス吹き込み羽口4および高温ガス吹き込み羽口5から吹き込まれた加熱ガスにより乾留され、成型物中の炭素分はコークスとなる。竪型乾留炉本体2からの排出ガスは、循環ガス冷却装置8、9でタール除去、冷却され、低温ガス加熱装置10および高温ガス加熱装置11で加熱されて、循環ガスとして乾留炉本体2に送り込まれる。乾留された成型物(成型コークス)は、循環ガス冷却装置8、9でタール除去、冷却されたガスの一部を冷却媒体として使用し、冷却される。冷却ガス吹き込み羽口7から吹き込まれた冷却ガスにより冷却され、乾式冷却装置3へ排出される。冷却ガス吹き込み羽口7から吹き込まれた冷却ガスは、乾留された高温の成型物(成型コークス)と熱交換しながら、成型コークスを冷却し、熱交換により加熱されたガスは冷却ガス抜き出し羽口6から抜き出され、低温ガス吹き込み羽口4に送り込まれ、成型物の乾留熱として使用される。
When producing molded coke using the equipment shown in FIG. 1, first, in a molding process, which is a pre-process of dry distillation, a molded product molded under a predetermined condition using a carbon-containing substance such as coal is a molded product. It is fed into the charging device 1 and a predetermined amount of the molded product is charged into the vertical dry distillation furnace
図2に乾式冷却装置の一実施形態の概略図を示す。乾式冷却装置3は上部ホッパー21と中間ホッパー24と下部ホッパー27とからなり、上部ホッパー21と中間ホッパー24との間に上部ゲート弁22と上部シール弁23とが、中間ホッパー24と下部ホッパー27との間に下部ゲート弁25と下部シール弁26とが設置され、上部と下部との二重遮断弁として構成されている。また下部ホッパー27の出口部分にはストップ弁28が設置されている。さらに上部ゲート弁22と上部シール弁23との間に窒素ガスN1の吹き込み口が、中間ホッパー24に窒素ガスN2の吹き込み口が、下部ゲート弁25と下部シール弁26との間に窒素ガスN3の吹き込み口が、下部ホッパー27に窒素ガスN4の吹き込み口が、それぞれ設置されている。
FIG. 2 shows a schematic view of an embodiment of the dry cooling device. The
このような二重遮断弁を有する乾式冷却装置を用いて以下のようにして成型コークスを竪型乾留炉本体から排出する。竪型乾留炉本体で乾留、冷却された成型コークスXは上部ホッパー21に送り込まれる。上部ホッパー21に送り込まれた成型コークスは、上部ゲート弁22を開くことにより上部シール弁23上に送り込まれる。その後、上部ゲート弁22は閉じられ、N1から窒素が吹き込まれ、空間ガスが窒素に置換される。窒素ガスへの置換完了後、上部シール弁23が開き、成型コークスは中間ホッパー24に送り込まれる。成型コークスが中間ホッパー24に送り込まれた後、上部シール弁23を閉じ、N2から窒素が吹き込まれる。冷却された成型コークスは下部ゲート弁25を開くことにより下部シール弁26上に送り込まれる。その後、下部ゲート弁25は閉じられ、N3から窒素が吹き込まれ、空間ガスが窒素に置換される。窒素ガスへの置換完了後、下部シール弁26が開き、成型コークスは下部ホッパー27に送り込まれる。その後ストップ弁28を開いて成型コークスYは排出される。このように二重遮断弁の開閉、窒素ガスの吹き込みタイミングを制御することで、乾留された成型コークスは冷却され、また、外気(空気)を乾留炉内部に巻き込むことも無く排出することが可能となる。
Using such a dry cooling device having a double shutoff valve, the molded coke is discharged from the vertical dry distillation furnace main body as follows. Molded coke X that has been carbonized and cooled in the vertical carbonization furnace main body is fed into the
本発明の成型コークスの製造設備は、炭素含有物質と鉄含有物質との成型物を乾留する際にも用いることができる。 The molded coke production facility of the present invention can also be used for dry distillation of a molded product of a carbon-containing material and an iron-containing material.
乾式冷却装置を用いた窒素冷却の効果をより明確にするため、石炭と鉄鉱石を混合して成型した鉄含有物質の成型物をシャフト炉で乾留後、成型物を浸水した後に乾燥して、成型物の還元率を測定した。結果を図3に示す。乾留直後の成型物の温度は約200℃であり、成型物を5〜30分間水冷した後、100℃で1時間乾燥した成型物の還元率を測定した。一部の成型物については、水冷後に室温で24時間乾燥して還元率を測定した。 In order to clarify the effect of nitrogen cooling using a dry-type cooling device, the molded product of iron-containing material formed by mixing coal and iron ore is carbonized in a shaft furnace, and then the molded product is submerged and dried. The reduction rate of the molded product was measured. The results are shown in FIG. The temperature of the molded product immediately after dry distillation was about 200 ° C., and after the molded product was water-cooled for 5 to 30 minutes, the reduction rate of the molded product dried at 100 ° C. for 1 hour was measured. Some molded products were dried for 24 hours at room temperature after water cooling, and the reduction rate was measured.
図3によれば、浸水前の、乾留直後(窒素冷却済)の成型物の還元率は98.3%だったが、浸水すると還元率70〜90%に低下しており、水冷により金属鉄の再酸化が起きることが明確になった。 According to FIG. 3, the reduction rate of the molded product immediately before dry distillation (nitrogen-cooled) before water immersion was 98.3%, but when immersed, the reduction rate was reduced to 70-90%. It was clarified that reoxidation of.
1 成型物装入装置
2 竪型乾留炉本体
3 乾式冷却装置
4 低温ガス吹き込み羽口
5 高温ガス吹き込み羽口
6 冷却ガス抜き出し羽口
7 冷却ガス吹き込み羽口
8 循環ガス冷却装置
9 循環ガス冷却装置
10 低温ガス加熱装置
11 高温ガス加熱装置
21 上部ホッパー
22 上部ゲート弁
23 上部シール弁
24 中間ホッパー
25 下部ゲート弁
26 下部シール弁
27 下部ホッパー
28 ストップ弁
N1 窒素ガス
N2 窒素ガス
N3 窒素ガス
N4 窒素ガス
X 成型コークス
Y 成型コークス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記成型物を乾留して成型コークスを製造する竪型乾留炉と、
該乾留炉の下部に接続して設置され、該乾留炉から排出された前記成型コークスを冷却するための乾式冷却装置であって、上部ホッパーと中間ホッパーと下部ホッパーとを有する乾式冷却装置と、を備え、
前記上部ホッパーと前記中間ホッパーとの間及び前記中間ホッパーと前記下部ホッパーとの間には遮断弁が設置され、前記中間ホッパーには窒素ガス吹き込み口が設置されていることを特徴とする成型コークスの製造設備。 Equipment for producing carbonized coke by carbonizing molded carbon-containing materials,
A vertical carbonization furnace for producing molded coke by dry distillation of the molded product;
A dry cooling device that is installed in connection with the lower part of the carbonization furnace and cools the molded coke discharged from the carbonization furnace, the dry cooling apparatus having an upper hopper, an intermediate hopper, and a lower hopper , equipped with a,
Wherein said upper hopper and between the intermediate hopper and the intermediate hopper shutoff valve is installed between the lower hopper, molded coke said the intermediate hopper, characterized that you have placed a nitrogen gas blowing inlet Manufacturing equipment.
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