JPH0249094A - 乾式消火装置を備えたコークス炉の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、乾式消火装置（以下、ＣＤＱという）を備え
たコークス炉の制御方法に関する。

〈従来の技術〉 石炭を乾留してコークスを製造するコークス炉において
、乾留消費熱量原単位を低減するための対策の１つとし
てコークス炉から押出される赤熱コークス（以下、押出
コークスという）の顕熱を低減する方法がある。

しかし、押出コークスの温度を低下させるに従い、押出
時の発生ダストが増加するため環境問題につながる恐れ
があり、またコークス品質、特にコークス強度を低下さ
せる恐れがある。

そこで、このようなコークス押出時の発生ダスト量と押
出コークスの温度を管理の指針として、コークス品質に
基づいたコークス炉の燃焼管理を実現するとかでき、省
エネ志向のアクションがとれる技術が提案されている（
例えば、特開昭６２−１１２６８１号公報参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、近年になってコークスの消火装置として従来
の湿式消火に代わり、押出コークスの顕熱を有効に回収
できるＣＤＱが用いられるようになってきた。

第１図はＣＤＱの一例を示す概要図で、コークス巻揚塔
Ｉ、コークス冷却塔２、廃熱ボイラー３、送風機４等で
構成され、押出コークスは前記コークス巻揚塔１からコ
ークス冷却塔２の上部のブリチャンバー２８に装入され
塔内を降下する間に塔内下方から送風機４の作動によっ
て吹込まれる循環ガスで冷却され、コークスの顕熱は廃
熱ボイラー３で蒸気として回収される。

このようなＣＤＱを備えたコークス炉において、上記従
来の技術による省エネ思量の燃焼管理を適用した場合に
はＣＤＱ操業との関連が考慮されていないため種々の重
大な問題をひき起す恐れがある。

例えば、前記ブリチャンバー２ａに挿入される押出コー
クスの温度が所定の温度より低くなると、循環ガス中の
成分組成が変化して水素濃度が上昇し、廃熱ボイラー３
のチューブが破損する等のトラブルを発生させる恐れが
ある。

本発明は、コークス炉における省エネと押出時の環境と
ＣＤＱの安定操業とを総合的に管理することのできるＣ
ＤＱを備えたコークス炉の制御方法を提供することを目
的としている。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明によれば、窯内のコ
ークスケーキ押出時に測定したダスト濃度またはダスト
量を数値化し、これを乾留状態の指標とし、この指標と
相関関係にある押出コークス温度が前記指標を一定基準
値に保持する温度範囲内にあり、かつ前記押出コークス
温度と相関関係にある乾式消火装置におけるプリチャン
バー温度が該乾式消火装置の操業適正範囲内にあるよう
押出コークス温度を調整してコークスの押出しを行うこ
とを特徴とする乾式消火装置を備えたコークス炉の制御
方法が提供される。

以下に、本発明をさらに詳細に説明する。

本発明においては、ＣＤＱのブリチャンバーへ装入する
コークスの装入毎のコークス温度と、コークス炉におけ
るコークスケーキ押出時のダストおよび押出コークス温
度とを測定するが、その−例を第１図ないし第３図に基
づいて説明する。

まず、ＣＤＱにおける装入毎のコークス温度について述
べる。　第１図において、押出コークスを積んだコーク
ス運搬車５のパケット５ａは、コークス巻揚塔１の下部
から巻揚げられ、コークス冷却塔２の上方へ横行移動し
たのち、赤熱コークスをブリチャンバー２ａ内へ装入し
、空になったパケット５ａはコークス巻揚塔１上へ横行
移動したのち塔内を下降する。

このようなパケット５ａの位置は、通常巻揚レベル計（
図示せず）によって検出し監視するようになっている。

一方、プリチャンバー２８には上側方の複数箇所から温
度計６が挿入されている。　この温度計６が示すブリチ
ャンバー温度と前記巻揚レベル計が示すコークス装入作
業との関係は、例えば第２図に示す通りである。　即ち
、図において、上部の曲線はパケット５ａの巻揚レベル
の推移を、下部の曲線はプリチャンバー温度の推移を示
し、矢印はコークスの装入を、０印は温度が安定してい
る部分を示している。　つまり、この図では約１０分間
隔でコークスが挿入され、数分後にプリチャンバー温度
が安定することかわる。　従って、次回のコークス装入
予定時刻の直前における所定時間のプリチャンバー温度
の平均値をもって前回装入コークスの温度とすればよい
。

なお、前記プリチャンバー温度とＣＤＱにおける上記発
生原単位との間には、一般に第３図に示すような関係が
ありＣＤＱの操業は蒸気発生原単位を指標とすることが
できる。　図ではプリチャンバー温度が９６０〜９８０
℃の範囲が適正範囲となっているが、この範囲はＣＤＱ
の能力や操業条件によって決まるものである。　なお、
一般にボイラー設備の制約から１０００℃を越えること
はできない。

つぎに、コークス炉におけるコークスケーキ押出時のダ
ストおよび押出コークス温度について述べる。

第４図において、７はコークス炉、８はガイド車、９は
ガイド車８に設けられた集塵フード、９ａは集塵ダクト
を示し、ダストは、集塵ダクト９ａの吸引端部に設けた
煤塵濃度計１０で測定し、押出コークス温度は、ガイド
車８のコークスケーキ通過側壁に２色温度計１１を高さ
方向に複数箇所に設けてコークス表面温度を測定し、そ
の平均値を測定温度とする。　なお、第４図中５８はＣ
ＤＱへ搬送する赤熱コークス用のパケットである。

本発明で使用する煤ｍ濃度計１０は、第５図に示すよう
な、光透過型を用いる。　即ち、投光器１２からは投光
強度Ｉ０の光が発せられ、この光は、煤塵ダストの流れ
を通過し、任意の時刻ｔで受光強度ｒｔの光として受光
器１３で検出される。

なお、投光器１２、受光器１３の各前方にはエアーパー
ジ手段１４を設け、ダストの付着による光透過量の変化
を防止している。

この煤塵濃度計１０で計測される受光強度と投光強度の
Ｉ　ｔ　／　Ｉ　ｏをもとにダスト量を求めるもので、
ガイド車集塵ダスト濃度の定量化をつぎのようにして行
った。

この定量化においては、算出を簡素化するため、 溶液の光吸収に関するＬａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則
をもとに、押出時の発生ダスト濃度を定量する式（１）
を導いた。

ｔ Ｃｔ　＝Ａ−ｆｌｏｇ□　　・・・・・・　（１）Ｏ ここで、Ｃｔ　；押出中の任意の時刻ｔでの集塵ダスト
濃度［ｇ／Ｎｍ″］ Ｉｏ；投光強度［−］ ■ｔ　；押出中の任意の時刻ｔでの受光強度 Ａ　；係数（Ａ＜Ｏ）［ｇ／Ｎｒｎ’１つぎに乾留状態
の指標化について説明する。

窯毎の発生ダスト量は、（１）式による発生ダスト濃度
をもとに（２）式で算出できる。

Ｄ＝Σ（Ｃｔ　−Ｖｔ　・Ａ　ｔ）　・”””　（２）
ただし、Ｄ　；窯毎の発生ダスト量［ｇｌｖｔ　；ダス
ト濃度Ｃｔ観測時の集塵吸引流量［Ｎｒｎ”／ｓｅｃコ Δｔ；ダスト濃度Ｃｔの測定時間Δｔ ［ｓ　ｅ　ｃｌ ここで、Ｖｔ＝Ｖｏ（一定）、Δｔ−Δｔ０（一定）と
おくと、 Ｄ−（Ｖｏ　　・　Δ　ｔｏ　）　・　ΣＣｔ　　・−
−−−−（３）＝ＷＯ・　Σ　Ｃｔ ただし、ＷＯ−Ｖ、・Δｔｏ　　［Ｎｒｎ’］したがっ
て、集塵吸引流量ｖｔが窯によっであるいは毎回の押出
で著しく異なる場合は、窯毎の発生ダスト量りは（２）
式で評価しなければならないが、実際のガイド車集塵に
おいて発生ダストが、その量が多い場合集塵フードから
洩れ出すことも想定されるため、窓間での発生ダスト量
の相対的比較を行うことを目的とした場合、（３）式で
表わす方が妥当と考えられる。　窯毎の発生ダスト量り
を（３）式で表わした場合、Ｗ０＝一定より、結果的に
は［）ｏｃΣＣｔとＤが直接ΣＣｔと比例関係になって
いることがわかる。

以上の説明から、窯毎の発生ダスト量の評価をもとに、
窯毎の乾留状態の指標を（４）式で表わすことを考えた
。

Ｅ＝［Σ（ｔ］１／４　　　・・・・・・（４）ここで
、Ｅ；乾留状態の指標 ［（ｇ／Ｎｒｎ’）　”’　］ （４）式では、乾留状態の指標ＥをΣＣｔの１／４乗根
で表わしているが、これは、こうして求まる指標Ｅと押
出コークス温度（窯毎平均値）をプロットすると第６図
に示す如くよい直線関係が得られたからである。　しか
し、乾留状態の指標Ｅは、一般的にはΣＣｔの関数とし
て（５）式のように表わせるものとして取扱うことがで
きる。

Ｅ＝ｆ　　（Σｃｔ）　　　　　　　・・・・・・　（
５）上記のようにして、乾留状態の良否を指ＰＡＥで表
わすことができる。

即ち、第６図は、一定の稼働率で操業するコークス炉に
おける押出コークス温度と指標Ｅとの関係の一例を示し
たもので、Ｔｓは採取データの全平均温度、Ｅｓは指標
Ｅの環境上の目標値、ＴｓｍはＥｓの時の温度目標値で
ある。　今、指標ＥをＥｓ以下に抑えるには、押出コー
クス温度がＴｓｍ以上になるように調整すればよい。　
そして、この時のコークス温度の上限は、例えば直線の
σを用いて（Ｔｓｍ＋σ）と設定でき、図の斜線部が仮
りの目標ゾーン、その中央値Ｔｚｍが押出コークス温度
の仮りの管理目標値となる。

第７図は、押出コークス温度とそのコークスをプリチャ
ンバーへ装入した時のプリチャンバー温度の関係の一例
を示した図で、このプリチャンバー温度が第３図に示す
適正温度範囲になるための押出コークス温度は斜線で示
す範囲となり、その中央値ＴｐｍがＣＤＱ操業に適した
押出コークス温度の目標値となる。　この押出コークス
温度とプリチャンバー温度の差は押出コークス移送中の
温度降下を示している。

このようにして、コークス品質および環境面から定めら
れる押出コークス温度の目標値Ｔｚｍを中心とする目標
ゾーンの範囲内であって、かつＣＤＱ操業面から定めら
れる押出コークス温度の適正温度範囲を選定してこれを
押出コークスの温度目標値として調整すれば、コークス
押出時の適正な環境を維持し、適正なコークス品質を確
保し、かつＣＤＱの適正効率を保持した操業を達成する
とともにコークス炉乾留消費熱量原単位が低減で縫る。

〈実施例〉 以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

第６図には、稼働率一定（この例では、１４０％）で操
業中に採取したデータをもとに、押出コークス温度の窯
毎平均値Ｔｓと乾留状態の指標Ｅをプロットしている。

　なお、コークス温度は２色温度計で測定した。　ここ
で、両者の関係を求めると、 Ｅ−ａ−Ｔｓ＋ｂ、Ｒ２＝０．８２ ・・・・・・（６） ａ、ｂは係数 と表わされる。

ここで、乾留状態の指標Ｅにある基準値を置き、この基
準値に対する押出コークス温度Ｔｓｍを求めることを考
えるならば、押出コークス温度Ｔｓを従属変数とする次
式を求めるのが妥当であろう。

Ｔｓｍａ　　−Ｅ＋ｂ　’　　−＝・　（７）ａ　　　
ｂ’は係数 つぎに、指標Ｅの基準値を目視判定結果等を基にかりに
Ｅ＝１．５５と置くならば、これを（７）式に代入する
ことにより、例えば第６図の場合Ｔｓｍ−９８３℃と求
まる。

つまり、指標Ｅを基準値以下に抑えるには、窯の温度を
押出コークス温度がこのＴｓｍ（＝９８３℃）以上にな
るように調整すればよいといえる。　さらに、押出コー
クス温度の上限は、例えば直線のσを用いてＴｓｍ＋δ
と設定できる。　このようにして、押出コークス温度の
管理目標ゾーンを設定し、この目標ゾーンの平均値Ｔｚ
ｍを押出コークス温度の仮りの管理目標値とすることが
できる。　第６図の場合、Ｔｚｍは９９０℃となり、仮
りの管理目標ゾーンは９８３〜９９７℃となる。

一方、上記押出コークスを消火するために約１０分間隔
で約２３トン／回の赤熱コークスをＣＤＱに装入した。

　このときの循環風量は１３５０〜１４５　ＯＮｍ’　
／１−ｃｏｋｅ　、希釈エアー量は２０〜３０　Ｎｍ３
／１−ｃａｋｅの条件下で、プリチャンバー温度の適正
範囲実績値は９７０〜９９０℃、プリチャンバー温度と
押出コークス温度との関係は第７図のとおりであった。

従って、この場合ＣＤＱ操業に適した押出コークス温度
の目標値Ｔｐｍは９９９℃、適正目標範囲は９８７〜１
０１０℃となる。

そこで、前記仮りの管理目標ゾーンの範囲内であって、
かつＣＤＱ操業面から定められる押出コークスの適正温
度範囲を選定すれば、９８７〜９９７℃が押出コークス
の温度目標値となり、９９２℃がその中央値となる。　
次回の押出コークス温度がこの中央値になるようコーク
ス炉温を調整して操業すれば ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔｚｍ　（ｔ）に見合ったコークス炉乾留
消費熱量原単位の低減が期待できる。

なお、前記Ｔｓは採取した押出コークス温度の全平均値
である。

〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように構成されているので、コ
ークス押出時の適正な環境を維持し、適正なコークス品
買を確保し、かつＣＤＱの適正効率を保持した操業を達
成できるような押出コークス温度目標値に基づいたコー
クス炉の制御ができ、コークス炉乾留消費熱量原単位低
減のアクションをとることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣＤＱの概要説明図である。 第２図はＣＤＱにおける巻揚レベルの推移とプリチャン
バー温度の推移との関係を示す図である。 第３図はプリチャンバー温度と蒸気発生原単位との関係
を示す図である。 第４図はガイド車における煤塵濃度計および２色温度計
の設置箇所を示す側面図である。 第５図は光透過型煤塵濃度計を示す概略図である。 第６図は２色温度計を用いて測定した押出コークス温度
と乾留状態の指標との関係を示す図である。 第７図は押出コークス温度とプリチャンバー温度との関
係を示す図である。 ８・・・ガイド車、 ９・・・集塵フード、 １０・・・煤塵濃度計、 １１・・・２色温度計、 １２・・・投光器、 １３・・・受光器、 １４・・・エアーバージ手段 符号の説明 １・・・コークス巻揚塔、 ２・・・コークス冷却塔、 ３・・・廃熱ボイラー ４・・・送風機、 ５・・・コークス運搬車、 ６・・・温度計、 ７・・・コークス炉、 Ｆ　Ｉ　Ｇ。 ＦＩＧ、３ ブリｆヤー７／マー温度じＣ） ＦＩＧ、２ 特 刻 ＦＩＧ、４ Ｆ　Ｉ　Ｇ、　５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）窯内のコークスケーキ押出時に測定したダスト濃
   度またはダスト量を数値化し、これを乾留状態の指標と
   し、この指標と相関関係にある押出コークス温度が前記
   指標を一定基準値に保持する温度範囲内にあり、かつ前
   記押出コークス温度と相関関係にある乾式消火装置にお
   けるプリチャンバー温度が該乾式消火装置の操業適正範
   囲内にあるよう押出コークス温度を調整してコークスの
   押出しを行うことを特徴とする乾式消火装置を備えたコ
   ークス炉の制御方 法。