JPH0145511B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はコークス炉における石炭乾留の完了、
すなわち火落時間を高い精度で予測する方法に関
する。

（従来の技術） コークス炉における石炭乾留プロセスは、通常
１炉団当り100余の同一形状、同一性状の窯に順
次石炭を装入し、火落（乾留完了）した後、一定
の置時間を得て装入窯順に窯出しを行なう。各窯
には両側に30余の独立した燃焼炉（フリユー）が
設けられ、高炉ガスおよびコークス炉ガスを利用
した供給燃料により約30分毎にガス流路を切り替
え乍ら常時加熱されている。

こゝにおいて通常一定の時間間隔でシーケンシ
ヤルに窯出しが行なわれるためある窯が予定時刻
より早く火落した場合は供給燃料の浪費となり、
予定時刻より遅く火落した場合には置時間が短か
すぎてコークス品質の低下をもたらす。また、火
落後コークス押出し迄の間には上昇管内の付着カ
ーボン除去、装入口付着カーボン除去、あるいは
炉体補修など実施するのでこれらの作業時間が確
保できるか、また確保できない場合にはコークス
押出し順序の変更などの作業計画を立案しなけれ
ばならない。このため、コークス炉の操業におい
て従来から火落時刻を一定、あるいは予測する努
力がなされてきた。

従来、コークス炉の火落時刻予測方法として例
えば特開昭55−98280に示されるようにコークス
炉で発生するガス温度、および燃焼室温度を連続
的に測定し、測定値より算出式を用い、石炭の乾
留が完了する時間を算出予測する方法がある。

（発明が解決しようとする問題点） 前記、特開昭55−98280の火落時間予測方法は
ガス温度の検出が困難である。すなわち上昇管部
で熱電対などで検出すると燃焼放散炎により急激
な温度上昇や、腐蝕ガスにより熱電対が破損し、
頻繁に取替が必要となり、またベンド部で検出す
ると温度計にスプレー安水がかゝり大きな誤差を
生じる。さらに、この方法を適用した場合本発明
者らが実験したところによると炉況によつて最高
温度を過ぎてからの発生ガス温度パターンに変動
があり、正確な火落予測時間は得られなかつた。

（問題を解決するための手段） 本発明者らは先に特願昭55−54937号でコーク
ス炉炭化室から発生するガスが集合する上昇管部
に投光器と受光器を対向させて設け上昇するガス
の透過光量を連続測定し、その吸収光率の変化パ
ターンより石炭の乾留管理を行なうことを提供し
た。本発明者らはさらに研究を続け、この上昇す
る発生ガスの透過光量の吸収光率変化パターンと
操業諸元装入炭量、装入炭水分および燃焼室温度
との関係式より最終的な火落時間を予測するもの
である。

このことを詳細に説明すると、発生ガス濃度は
第１図に示すようなパターンを示す。すなわち、
石炭装入直後に１回目の極大値を示し、その後徐
徐に下降し再度上昇して火落約3.5時間程度前に
２回目の極大値が出現し、その後急激にガスの透
明度が増し火落時にはほぼ一定値を示す。火落予
測方法として２回目の極大値（以下この点を
K_MAXと呼ぶ）、すなわちK_MAX出現迄の石炭装入か
らの時間をｘ、火落時間をｙとし、あらかじめ炉
団単位毎に多数の実績データーを収集し、これを
統計解析処理により１次の関係式を求めると、 ｙ＝ａ、ｘ＋ｂ ……(1) 但しａ、ｂ：炉によつて決まる定数 となり、K_MAX出現迄の時間ｘが求まつた時点、
すなわち火落の約3.5時間前に予測可能となる。
しかし、本発明者らが種々実験した結果前記(1)式
では火落予測にまだバラツキがあることが判明し
た。その原因は装入炭量、装入炭の水分、及び燃
焼室温度によつてK_MAX以降の下降濃度勾配が変
化することである。つまり装入炭量および炭中水
分が多いと火落が遅くなり、少ないと早くなる。
炉の燃焼温度が高いと早く、低いと遅くなる。そ
こで本発明は、予測火落時間ｙの推定精度を高め
るためK_MAXまでの経過時間ｘと以降の乾留末期
のガス濃度下降勾配の要因に装入炭量、炭中水分
および燃焼温度の要因を加えた判定式により最終
的に精度よく火落時間を判定するものである。

具体的には、最終判定火落時間をｙとし、
K_MAXが出現したときの経過時間x₀、装入炭量x₁、
炭中水分量x₂、燃焼温度x₃、との関係を統計的に
求め次式を得るものである。

ｙ＝ax₀＋bx₁＋cx₂＋dx₃＋ｅ ……(2) 但し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは定数 このように乾留中の発生ガス濃度を逐次測定す
ると共に各変数を上記(2)式に代入することによつ
て火落時間を高い精度で予測することができる。
なお、さらに火落予測精度を高めるためには
K_MAX出現以降の濃度勾配を逐次算出し、これを
(2)式の結果に補正すればより高精度の予測が得ら
れる。

（作用） 乾留中の発生ガス濃度のK_MAXは通常火落の約
3.5時間前に出現するのでK_MAXが出現時点、すな
わち火落の約3.5時間前に乾留完了を正確に予測
できるのでコークス炉団各窯の操業計画が可能と
なるものである。

（実施例） 本発明の実施例について説明する。第２図はコ
ークス炉上昇管であつてその上部にトツプカバー
２を有し、炭化室３内の石炭４よりの発生ガスを
集合管５に導いている。６は石炭装入孔である。
７ａ，ｂは上昇管１内を上昇する発生ガス濃度の
透過光量を連続測定するための検出器で投光器７
ａに対向して受光器７ｂを設置し、かゝる炉にお
いて石炭装入から火落までの発生ガス濃度を経時
的に測定すると、前記第１図のような吸収光率の
変化パターンを示した。すなわち、石炭装入直後
に極大値を示し、その後徐々に下降し再度上昇し
て火落約3.5時間程度前に２回目の極大値K_MAXが
出現し、その後急激にガスの透明度が増し火落時
にほぼ一定値を示した。前記説明した如く２回目
の極大値K_MAX出現までの時間x₀を実測し、その
時点であらかじめ計測した装入炭量x₁、炭中水分
x₂、その時の燃焼室フリユー温度x₃を前記関係式
(2)に代入計算し、火落、すなわち乾留完了を予測
した。その結果を通常行なわれている上昇管のト
ツプカバー２を開放して発生ガスの色調を熟練作
業者の目視によつて判断したものを第３図に示し
た。該第３図において〇印は本実施例による予測
時間、●印はK_MAX時点で単に予測したものであ
り、この図からも明らかの如く、本発明法は熟練
者の目視判定と比べてすべて±15分以内に入つて
おり、火落時刻約3.5時間前には±15分以内の高
精度で予測が可能となつた。

（発明の効果） 本発明は、以上の如く石炭乾留中に発生する２
回目の極大値が出現した時点で装入炭量、装入炭
水分、および燃焼温度によつて修正し精度よく予
測するものである。従つて火見の熟練者も必要と
せず、上昇管のトツプカバーの開放も要しないの
で大気汚染もない。しかも早期の火落時間予測に
よる効果的な火落時間制御、総合炭化時間短縮に
よる生産性の向上、炉作業能率の向上、コークス
品質の安定など多大な効果をもたらすものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発生ガス濃度と乾留経過時間
との関係図、第２図は実施例におけるコークス炉
上昇管部近傍の概略側断面図、第３図は同じく実
施例における予測火落時間と実測火落時間との関
係図である。 １……上昇管、２……トツプカバー、３……炭
化室、４……石炭、５……発生ガス集合管、６…
…石炭装入孔、７ａ……投光器、７ｂ……受光
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コークス炉炭化室から発生するガスが集合す
   る上昇管に投光器と受光器を対向させて乾留中に
   発生するガス濃度を検出し、該濃度パターン中２
   回目の極大値が発生する迄の時間と装入炭量、装
   入炭水分、および燃焼室温度により下記の関係式
   で火落時間を予測することを特徴とするコークス
   炉の火落時間予測方法。 関係式 ｙ＝ax₀＋bx₁＋cx₂＋dx₃＋ｅ 但しｙ：予側火落時間 ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ：コークス炉によつて決まる
   定数 x₀：濃度が２回目の極大値が発生する時間 x₁：装入炭量 x₂：装入炭水分 x₃：燃焼室温度