JP7135755B2 - コークス炉の操業方法 - Google Patents
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Description
この炭化室付着カーボンの除去方法としては、以下に述べる方法がよく知られている。
(a)先端の尖った、長さ4~5mのやり状の治具を用い、人力で突き落とす。
(b)コークス押出し用の炉蓋のうち一方、もしくは両方およびガス上昇管を開放し、自然ドラフトにより炉蓋部から空気を炭化室に導入する。
[1]
コークス炉の操業方法であって、
前記コークス炉の炭化室内に付着したカーボンを、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去する際に、
該燃焼排ガスのCO2 濃度と次押出時の押出抵抗値との相関、および押出抵抗値が極小となる時のCO2 濃度=X(%)をあらかじめ把握しておき、
該燃焼排ガスのCO2 濃度がX(%)より低いときは次回以降カーボン焼却時の気体吹込み時間および/またはカーボン焼却時の単位時間当り気体吹込み量を短縮または減少し、X(%)より高いときは次回以降カーボン焼却時の気体吹込み時間および/またはカーボン焼却時の単位時間当り気体吹込み量を延長または増大すること、に加えて、
装入物を装入し乾留してコークスを製造する際に、
該炭化室内に付着するカーボンの成長速度を数式化しておき、あらかじめ許容成長速度を把握しておき、コークス炉の炭化室内に付着したカーボンを、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去する際のカーボン焼却量とバランスするように該装入物条件および/または該コークス炉温を調整すること、
を含む、コークス炉の操業方法。
[2]
コークス炉の操業方法であって、
前記コークス炉の炭化室内に付着したカーボンを、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去する際に、
該燃焼排ガスのCO2 濃度と次押出時の押出抵抗値との相関、および押出抵抗値が極小となる時のCO2 濃度=X(%)をあらかじめ把握しておき、
該燃焼排ガスのCO2 濃度がX(%)より低いときは次回以降カーボン焼却時の気体吹込み時間および/またはカーボン焼却時の単位時間当り気体吹込み量を短縮または減少し、X(%)より高いときは次回以降カーボン焼却時の気体吹込み時間および/またはカーボン焼却時の単位時間当り気体吹込み量を延長または増大すること、に加えて、
装入物を装入し乾留してコークスを製造する際に、
該炭化室内に付着するカーボンの成長速度を数式化しておき、あらかじめ許容成長速度を把握しておき、コークス炉の炭化室内に付着したカーボンを、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去する際のカーボン焼却量とバランスするように該装入物の粒径0.3mm以下の比率[vol%]、水分[wt%]、揮発分[wt%]の少なくとも一つおよび/または該コークス炉温を調整すること、
を含む、コークス炉の操業方法。
[3]
コークス炉の操業方法であって、
前記コークス炉の炭化室内に付着したカーボンを、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去する際に、
該燃焼排ガスのCO2 濃度と次押出時の押出抵抗値との相関、および押出抵抗値が極小となる時のCO2 濃度=X(%)をあらかじめ把握しておき、
該燃焼排ガスのCO2 濃度がX(%)より低いときは次回以降カーボン焼却時の気体吹込み時間および/またはカーボン焼却時の単位時間当り気体吹込み量を短縮または減少し、X(%)より高いときは次回以降カーボン焼却時の気体吹込み時間および/またはカーボン焼却時の単位時間当り気体吹込み量を延長または増大すること、に加えて、
装入物を装入し乾留してコークスを製造する際に、
該炭化室内に付着するカーボンの成長速度を数式化しておき、あらかじめ許容成長速度を把握しておき、コークス炉の炭化室内に付着したカーボンを、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去する際のカーボン焼却量とバランスするように該装入物の粒径0.3mm以下の比率[vol%]、水分[wt%]、揮発分[wt%]の少なくとも一つおよび/または該コークス炉温を調整すること、に加えて、
該燃焼排ガスのCO2 濃度がX-1(%)より低い場合にはコークス炉の炭化室内に付着したカーボンを、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去することを停止すること、
を含む、コークス炉の操業方法。
なお、該燃焼排ガスのCO2 濃度がX-1(%)より低い場合にはコークス炉の炭化室内に付着したカーボンを、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去することを停止してもよい。CO2 濃度がX-1(%)未満のように著しく低い場合は、カーボン付着量が著しく少ないかまたは存在しないことが考えられる。そのような場合に、炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射するのは、かえって炉壁を損傷するおそれがあるためである。噴射を停止することにより、そのような炉壁損傷を防ぐことができる。ここで、著しく低いCO2 濃度とは、コークス炉ごとの操業条件等に応じて、適宜決定されるものである。著しく低いCO2 濃度として、X/2(%)以下を採用してもよく、X/5(%)以下またはX/10(%)以下を採用してもよい。
このような方法によって常に最適なカーボン付着量を維持することによって、レンガ目地部のシール性を損なわない程度の最適なカーボン焼却を可能とならしめるものである。
また、石炭中の揮発分(VM)[wt%]は、炭化水素ガスの発生量を決め、これがカーボン成長量に影響するので、石炭中の揮発分(VM)[wt%]を調整することにより、カーボン成長量を調整することが可能である。石炭中の揮発分(VM)[wt%]の調整は、原料の石炭種の配合(ブレンド)を調整することで可能である。
一方、石炭中の水分量[wt%]は、炭化水素ガスの濃度を希釈するので、石炭中の水分量[wt%]を調整することにより、カーボン成長量を調整することも可能である。石炭中の水分量[wt%]の調整は、石炭を乾燥または調湿することで可能である。
微粉粒子には、重質炭化水素が付着しやすく、それが接着剤の働きをすることで、微粉粒子が直接炉壁に付着し、さらに重質炭化水素が熱によって重合してカーボンを形成する。そのため、微粉粒子の量[vol%]を調整することにより、カーボン成長量を調整することが可能である。概して、粒子の粒径が小さいほど上記の性質は強くなると考えられ、装入物の粒径0.3mm以下のものを微粉粒子としてもよい。これは、装入物(石炭)の粉砕程度を調整することにより可能である。
製品であるコークスの品質を調整する等の目的で、装入物にタールを添加することがある。タール添加率[wt%]は石炭の熱分解反応中間体(多環芳香族)の濃度を高める作用があり、カーボン成長量にも影響する。そのため、タール添加率[wt%]を調整することにより、カーボン成長量を調整することが可能である。
これまでの操業記録に基づくと、本コークス炉では、1バッチでの1チャネルあたりのカーボン成長速度を0.15-0.20mm/chに収めると、押し詰まり等の問題が少なかったことが分かったため、その範囲に収まるよう炉温および装入物条件を調整することによりカーボン成長量を制御し、さらに排ガスCO2 濃度に関する制御を行った。その結果、本発明の使用前(排ガスCO2 濃度に関する制御のみ)には7.5-9.5%にばらついていた排ガスCO2濃度が、本発明(カーボン成長量制御+排ガスCO2 濃度に関する制御)によって9-10%に収束し、押詰リスクが低下した。
一方、図4の下部には、本発明を実施して約1ヶ月継続的に操業したときの、カーボン成長速度および排ガスCO2濃度を整理したものを示す。カーボン成長速度は、制御されて、0.15-0.20mm/ch の範囲内におさまった。また、CO2濃度は概ね9-10%に収束した。図5ではCO2濃度を示すプロットが全て白丸(○)であり、白丸(○)は押詰が発生しなかった。
Claims (3)
- コークス炉の操業方法であって、
前記コークス炉の炭化室内に付着したカーボン(以下、「炉壁カーボン」と称する)を、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去する際に、
該燃焼排ガスのCO2 濃度と次押出時の押出抵抗値との相関、および押出抵抗値が極小となる時のCO2 濃度=X(%)をあらかじめ把握しておき、
該燃焼排ガスのCO2 濃度がX(%)より低いときは次回以降、炉壁カーボン焼却時の気体吹込み時間および/または炉壁カーボン焼却時の単位時間当り気体吹込み量を短縮または減少し、X(%)より高いときは次回以降、炉壁カーボン焼却時の気体吹込み時間および/または炉壁カーボン焼却時の単位時間当り気体吹込み量を延長または増大すること、に加えて、
装入物を装入し乾留してコークスを製造する際に、
炉壁カーボンの成長速度を数式化しておき、あらかじめ許容成長速度を把握しておき、炉壁カーボンの成長量を、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去する際の炉壁カーボン焼却量とバランスするように、該装入物条件および/または該コークス炉温を調整すること、
を含む、コークス炉の操業方法。 - コークス炉の操業方法であって、
前記コークス炉の炭化室内に付着したカーボン(以下、「炉壁カーボン」と称する)を、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去する際に、
該燃焼排ガスのCO2 濃度と次押出時の押出抵抗値との相関、および押出抵抗値が極小となる時のCO2 濃度=X(%)をあらかじめ把握しておき、
該燃焼排ガスのCO2 濃度がX(%)より低いときは次回以降、炉壁カーボン焼却時の気体吹込み時間および/または炉壁カーボン焼却時の単位時間当り気体吹込み量を短縮または減少し、X(%)より高いときは次回以降、炉壁カーボン焼却時の気体吹込み時間および/または炉壁カーボン焼却時の単位時間当り気体吹込み量を延長または増大すること、に加えて、
装入物を装入し乾留してコークスを製造する際に、
炉壁カーボンの成長速度を数式化しておき、あらかじめ許容成長速度を把握しておき、炉壁カーボンの成長量を、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去する際の炉壁カーボン焼却量とバランスするように、該装入物の粒径0.3mm以下の比率[vol%]、水分[wt%]、揮発分[wt%]の少なくとも一つおよび/または該コークス炉温を調整すること、
を含む、コークス炉の操業方法。 - コークス炉の操業方法であって、
前記コークス炉の炭化室内に付着したカーボン(以下、「炉壁カーボン」と称する)を、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去する際に、
該燃焼排ガスのCO2 濃度と次押出時の押出抵抗値との相関、および押出抵抗値が極小となる時のCO2 濃度=X(%)をあらかじめ把握しておき、
該燃焼排ガスのCO2 濃度がX(%)より低いときは次回以降、炉壁カーボン焼却時の気体吹込み時間および/または炉壁カーボン焼却時の単位時間当り気体吹込み量を短縮または減少し、X(%)より高いときは次回以降、炉壁カーボン焼却時の気体吹込み時間および/または炉壁カーボン焼却時の単位時間当り気体吹込み量を延長または増大すること、に加えて、
装入物を装入し乾留してコークスを製造する際に、
炉壁カーボンの成長速度を数式化しておき、あらかじめ許容成長速度を把握しておき、炉壁カーボンの成長量を、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去する際の炉壁カーボン焼却量とバランスするように、該装入物の粒径0.3mm以下の比率[vol%]、水分[wt%]、揮発分[wt%]の少なくとも一つおよび/または該コークス炉温を調整すること、に加えて、
該燃焼排ガスのCO2 濃度がX-1(%)より低い場合には炉壁カーボンを、該炭化室内に噴射ノズルを挿入して酸素を含む気体を噴射しつつ燃焼除去することを停止すること、
を含む、コークス炉の操業方法。
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