JP7155994B2 - コークス炉ガスの燃焼放散管及び燃焼放散方法 - Google Patents
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Description
未精製のコークス炉ガスを誘導する垂直円筒管、
垂直円筒管の頂上部内に、垂直円筒管に平行に配置され、上下に開口する短筒管、
短筒管の下部から垂直円筒管に向かって下向きに傾斜して、短筒管の下部と垂直円筒管を接続し、短筒管に空気を導入する複数のエゼクタ管、
エゼクタ管の下方の垂直円筒管の周囲に配置され、複数のエゼクタ管に蒸気を噴射する複数の噴射ノズルを備え、噴射する蒸気の量を制御できる下部蒸気供給管、及び、
下部蒸気供給管の上方の垂直円筒管の周囲に配置され、垂直円筒管の開口の上方に蒸気を噴射する複数の噴射ノズルを備え、噴射する蒸気の量を制御できる上部蒸気供給管からなり、
上部蒸気供給管の噴射ノズルから噴射する蒸気の量と、下部蒸気供給管の噴射ノズルから噴射する蒸気の量を、それぞれ独立して制御する
ことを特徴とするコークス炉ガスの燃焼放散管。
下部蒸気供給管からエゼクタ管に噴射する蒸気の量と、上部蒸気供給管から垂直円筒管の開口の上方に噴射する蒸気の量の合計を、コークス炉ガス10kNm3当たり3ton以上とする
ことを特徴とするコークス炉ガスの燃焼放散方法。
下部蒸気量率Z=X/(X+Y) ・・・(1)
X:下部蒸気供給管からエゼクタ管に噴射する蒸気の量(ton/10kNm3)
Y:上部蒸気供給管から垂直円筒管の開口の上方に噴射する蒸気の量(ton/10
kNm3)
未精製のコークス炉ガスを燃焼させて放散する燃焼放散管であって、
未精製のコークス炉ガスを誘導する垂直円筒管、
垂直円筒管の頂上部内に、垂直円筒管に平行に配置され、上下に開口する短筒管、
短筒管の下部から垂直円筒管に向かって下向きに傾斜して、短筒管の下部と垂直円筒管を接続し、短筒管に空気を導入する複数のエゼクタ管、
エゼクタ管の下方の垂直円筒管の周囲に配置され、複数のエゼクタ管に蒸気を噴射する複数の噴射ノズルを備え、噴射する蒸気の量を制御できる下部蒸気供給管、及び、
下部蒸気供給管の上方の垂直円筒管の周囲に配置され、垂直円筒管の開口の上方に蒸気を噴射する複数の噴射ノズルを備え、噴射する蒸気の量を制御できる上部蒸気供給管からなり、
上部蒸気供給管の噴射ノズルから噴射する蒸気の量と、下部蒸気供給管の噴射ノズルから噴射する蒸気の量を、それぞれ独立して制御する
ことを特徴とする。
本発明燃焼放散管を用いて、未精製のコークス炉ガスを燃焼させて放散する燃焼放散方法において、
下部蒸気供給管からエゼクタ管に噴射する蒸気の量と、上部蒸気供給管から垂直円筒管の開口の上方に噴射する蒸気の量の合計を、コークス炉ガス10kNm3当たり3ton以上とする
ことを特徴とする。
下部蒸気量率Z=X/(X+Y) ・・・(1)
X:下部蒸気供給管からエゼクタ管に噴射する蒸気の量(ton/10kNm3)
Y:上部蒸気供給管から垂直円筒管の開口の上方に噴射する蒸気の量(ton/10
kNm3)
図2に、コークス炉ガスの燃焼放散管の断面態様を模式的に示す。未精製のコークス炉ガス(未精製ガス)Gを上部に誘導し燃焼させて放散する垂直円筒管7の頂上部の内に、垂直円筒管7に平行に、上下に開口する短筒管8が配置されている。
未精製ガスの火炎内に、エゼクタ管から空気を導入し、未精製ガスの燃焼を促進することは基本的な手法(例えば、特許文献1、参照)であるが、これまで、黒煙の発生リスクと、エゼクタ管で導入する燃焼用空気の量との関係は明確にされておらず、未精製ガスを、近くから黒煙を視認できないレベルまで完全燃焼させるのに必要な燃焼用空気の量を確保し得るエゼクタ管の設計が困難であった。
X:下部蒸気供給管からエゼクタ管に噴射する蒸気の量(ton/10kNm3)
Y:上部蒸気供給管から垂直円筒管の開口の上方に噴射する蒸気の量(ton/10
kNm3)
B:従来構造での数値シミュレーションによる煤排出量(mg/Nm3)
C:本発明構造での数値シミュレーションによる煤排出量(mg/Nm3)
従来型の燃焼放散管と、基本型の本発明燃焼放散管において、未精製のコークス炉ガス(未精製ガス)を燃焼させたときに発生する煤の量を数値シミュレーションで算出した。
(a)未精製ガス
水分含有量:50%
ガスの組成:H2=58%、CO=7%、CH4=27%、C2H4=3%
他の炭化水素:5%
燃焼放散量:104Nm3/h(dry)
(b)数値シミュレーション
計算:汎用解析コードのFLUENT(Ver.17.1)
乱流モデル:k-ε
燃焼モデル:部分予混合
煤解析モデル:Moss-Brookes
2 原料炭
3 上昇管
4 ドライメーン
5 ガス精製設備
6 誘導管
7 垂直円筒管
7a 開口
8 短筒管
8a 小孔
9、9a エゼクタ管
10 下部蒸気供給管
10a 噴射ノズル
11 上部蒸気供給管
11a 噴射ノズル
12 風防管
G コークス炉ガス(未精製ガス)
Claims (7)
- 未精製のコークス炉ガスを燃焼させて放散する燃焼放散管であって、
未精製のコークス炉ガスを誘導する垂直円筒管、
垂直円筒管の頂上部内に、垂直円筒管に平行に配置され、上下に開口する短筒管、
短筒管の下部から垂直円筒管に向かって下向きに傾斜して、短筒管の下部と垂直円筒管を接続し、短筒管に空気を導入する複数のエゼクタ管、
エゼクタ管の下方の垂直円筒管の周囲に配置され、複数のエゼクタ管に蒸気を噴射する複数の噴射ノズルを備え、噴射する蒸気の量を制御できる下部蒸気供給管、及び、
下部蒸気供給管の上方の垂直円筒管の周囲に配置され、垂直円筒管の開口の上方に蒸気を噴射する複数の噴射ノズルを備え、噴射する蒸気の量を制御できる上部蒸気供給管からなり、
上部蒸気供給管の噴射ノズルから噴射する蒸気の量と、下部蒸気供給管の噴射ノズルから噴射する蒸気の量を、それぞれ独立して制御し、
前記下部蒸気供給管から前記エゼクタ管に噴射する蒸気の量と、前記上部蒸気供給管から前記垂直円筒管の開口の上方に噴射する蒸気の量の合計が、コークス炉ガス10kNm 3 当たり3ton以上であって、
前記下部蒸気供給管からエゼクタ管に噴射する蒸気の量について下記式(1)で定義する下部蒸気量率Zが0.2~0.85であることを特徴とするコークス炉ガスの燃焼放散管。
下部蒸気量率Z=X/(X+Y) ・・・(1)
X:下部蒸気供給管からエゼクタ管に噴射する蒸気の量(ton/10kNm 3 )
Y:上部蒸気供給管から垂直円筒管の開口の上方に噴射する蒸気の量(ton/10kNm 3 ) - 前記エゼクタ管が、式:L/D≧4(L:エゼクタ管の長さ、D:エゼクタ管の管径)を満たし、かつ、垂直円筒管の外側に突出して配置されていることを特徴とする請求項1に記載のコークス炉ガスの燃焼放散管。
- 前記短筒管の上部に、コークス炉ガスと空気の混合を促進する小孔が、複数、穿孔されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のコークス炉ガスの燃焼放散管。
- 前記垂直円筒管の上方に、垂直円筒管の頂上部を覆う風防管が配置されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のコークス炉ガスの燃焼放散管。
- 前記下部蒸気量率Zが0.3~0.7であることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のコークス炉ガスの燃焼放散管。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載のコークス炉ガスの燃焼放散管を用いて、未精製のコークス炉ガスを燃焼させて放散することを特徴とするコークス炉ガスの燃焼放散方法。
- 前記下部蒸気量率Zが0.3~0.7であることを特徴とする請求項6に記載のコークス炉ガスの燃焼放散方法。
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