JPH06192659A - コークス炉蓄熱室及びコークス炉加熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 端部燃焼室２の温度を維持しつつ、端部燃焼
室２からの排ガスを効率良く熱交換する。 【構成】 端部燃焼室２に接続される端部蓄熱室４を中
央部蓄熱室５と仕切り壁１３によって区画する。区画し
た端部蓄熱室４に充填する煉瓦６を、その比表面積が中
央部蓄熱室５に充填される蓄熱用煉瓦７よりも大きい煉
瓦とする。端部蓄熱室４に中央部蓄熱室５より多くの燃
料ガス及び燃焼用空気、並びに燃焼排ガスを流通させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コークス炉蓄熱室及び
この蓄熱室を備えたコークス炉の加熱方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】現在使用されているコークス炉の多く
は、炉団方向に交互に並んだ炭化室と加熱燃焼室（以
下、単に「燃焼室」という）を、炉長方向に、炉長によ
って数は異なるが、複数個設けるとともに、その下方に
蓄熱室を設置した形式の水平式室炉コークス炉である。
そして、この蓄熱室には蓄熱煉瓦が充填されており、蓄
熱煉瓦を通して加熱に使う燃料ガス及び燃焼用空気（以
下、単に「空気」という）の予熱と、燃焼排ガスの蓄熱
を行う。なお、炉の形式によっては、炉長方向がいくつ
かに分割されるように仕切り壁がある蓄熱室も存在する
が、充填されている蓄熱煉瓦は同一形状である。

【０００３】また、炉長方向に設けられた１列の燃焼室
には、通常２基あるいは４基の蓄熱室がつながってお
り、この内の半数の蓄熱室で燃料ガスと空気の予熱を行
い、残りの半数で燃焼排ガスの蓄熱を行う。

【０００４】かかる形式のコークス炉では、燃料ガス及
び空気は、それぞれ別個に蓄熱室を通って予熱された
後、燃焼室に供給されて燃焼する。なお、富ガス燃焼の
場合には、空気のみが予熱される。そして、燃料ガスが
燃焼した後の燃焼排ガスは、残りの蓄熱室内を流れ、こ
こで煉瓦と熱交換して排出される。

【０００５】そして、１５〜３０分程度でガスの流れを
切替えて逆向きとし、前記蓄熱された蓄熱室で燃料ガス
及び空気の予熱を行い、先の予熱で温度が低下した蓄熱
室で蓄熱を行う。

【０００６】ところで、各燃焼室の炉温は、炉長方向に
均一に乾留が終了するように制御されているが、端部燃
焼室では、熱放散の影響のために炉温が低くなるので、
その結果、窯口部ではコークスの乾留が遅くなり、十分
乾留されないまま炭化室から排出される。従って、窯口
部のコークス品質が悪くなり、更に悪い場合にはタール
が発生して作業環境が劣悪となる。特に、低稼働率では
このような影響は顕著に現れる。なお、このような状況
を避けるために、置き時間を長くしたり、全体の炉温を
高くしたりすることが考えられるが、このような方法で
はコストが高くなる。

【０００７】上記したような問題を解決するための手段
として、端部燃焼室のガス供給量を増加させて温度を維
持する方法がある。そして、この方法を実施するための
ガス供給量を増加する手段として、例えば特開昭５４−
１１６００２号公報では、端部蓄熱室の通気抵抗を中央
部蓄熱室に比べて低減させて端部蓄熱室から端部燃焼室
へ流れるガス流量を増加させるものが開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蓄熱室
を流れるガス流量が多くなると出口燃焼排ガスの温度が
上昇し、蓄熱効率が低下するという欠点がある。蓄熱効
率が低下すると、燃焼室に供給される燃料ガスや空気の
予熱温度が低くなる。また、端部蓄熱室の温度上昇は大
気への放熱量の増加につながるという欠点もある。その
結果、端部燃焼室の炉温を維持するのに多くの熱量を必
要とし、コークス製造に必要な熱量が増加してコストが
高くなるという欠点がある。

【０００９】本発明は、上記したような問題点に鑑みて
なされたものであり、端部燃焼室の温度を維持しつつ、
端部燃焼室からの排ガスを効率良く熱交換できるコーク
ス炉蓄熱室及びこの蓄熱室を備えたコークス炉の加熱方
法を提供することを特徴としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】蓄熱煉瓦と、燃焼排ガス
あるいは燃料ガス・燃焼用空気との間で熱交換される熱
量は、煉瓦の比表面積、ガスと煉瓦との温度差に比例し
て大きくなるが、ガス流量が多くなっても交換熱量はそ
れに比例する程多くはならない。これに対して、同一熱
量が煉瓦と交換された場合、ガス流量が多い程ガス温度
の変化は小さい。従って、ガス流量が多くなると蓄熱室
からでる燃焼排ガスの温度は高くなり、他方、燃料ガス
・空気の予熱温度は低くなる。

【００１１】本発明はかかる知見に基づいて成されたも
のであり、本発明のコークス炉蓄熱室は、端部燃焼室に
接続される端部蓄熱室を中央部蓄熱室と区画するととも
に、この区画した端部蓄熱室に充填する煉瓦を、その比
表面積が中央部炭化室に充填される蓄熱用煉瓦よりも大
きい煉瓦としたことを要旨としている。

【００１２】また、本発明のコークス炉加熱方法は、上
記した蓄熱室を備えたコークス炉を加熱するに際し、端
部蓄熱室に中央部蓄熱室より多くの燃料ガス及び燃焼用
空気、並びに燃焼排ガスを流通させ、端部燃焼室に供給
される燃料ガスや燃焼用空気を増加して端部燃焼室の温
度を維持するとともに、端部蓄熱室で十分に排ガス顕熱
を蓄熱することを要旨としている。

【００１３】

【作用】本発明のコークス炉蓄熱室は、端部燃焼室に接
続される端部蓄熱室を中央部蓄熱室と区画するととも
に、この区画した端部蓄熱室に充填する煉瓦を、その比
表面積が中央部蓄熱室に充填される蓄熱用煉瓦よりも大
きい煉瓦としたので、端部蓄熱煉瓦と、燃焼排ガスある
いは燃料ガス・燃焼用空気との間で熱交換される煉瓦１
個当たりの熱量は、中央部蓄熱煉瓦で熱交換される熱量
より多くなる。

【００１４】また、本発明のコークス炉加熱方法は、上
記した蓄熱室を備えたコークス炉を加熱するに際し、端
部蓄熱室に中央部蓄熱室より単位断面積当たりあるいは
煉瓦１個当たり、多くの燃料ガス及び燃焼用空気、並び
に燃焼排ガスを流通させるので、端部燃焼室に供給され
る燃料ガスや燃焼用空気が増加して温度が維持されると
ともに、燃焼排ガス温度を通常の煉瓦でガス流量を多く
する前の温度と同様にできるので、端部蓄熱室で十分に
排ガス顕熱が蓄熱できる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図１及び図２に示す１実施例
に基づいて説明する。図１は本発明の蓄熱室を備えたコ
ークス炉の炉長方向の断面図、図２は同じく炉団方向の
断面図である。

【００１６】図面において、１は炭化室、２は端部燃焼
室、３は中央部燃焼室であり、これらは図２に示すよう
に、炉団方向に交互に並んで配置されている。４は前記
炭化室１及び端部燃焼室２の下方に配置された端部蓄熱
室、５は前記炭化室１及び中央部燃焼室３の下方に配置
された中央部蓄熱室であり、その内部には、それぞれ端
部蓄熱煉瓦６及び中央部蓄熱煉瓦７が充填されている。

【００１７】そして、端部燃焼室２、中央部燃焼室３に
は、図２に示すように、４ａ・５ａから４ｄ・５ｄの４
つの端部及び中央部蓄熱室が通じており、このうち、４
ａと５ａの蓄熱室は燃料ガス吸気弁８を通って供給され
る燃料ガスの、また、４ｂと５ｂの蓄熱室は空気吸入蓋
９を通って供給される空気の予熱を行う。なお、富ガス
燃焼の場合は、共に空気の予熱を行う。

【００１８】しかして、上記した蓄熱室４ａ・５ａ及び
４ｂ・５ｂで予熱された燃料ガスと空気は、分配煉瓦１
０を通って燃焼室２ａ・３ａに入り、ここで燃焼した
後、加熱燃焼室２ｂ・３ｂを通って４ｃ・５ｃ及び４ｄ
・５ｄの蓄熱室に流れ、燃焼排ガスの顕熱を蓄熱する。
そして、その後、開操作された給排切替え弁１１を通っ
て煙道へ続く通路１２を流れて排気される。

【００１９】以上のガスの流れを１０〜３０分程度で逆
転させ、燃料ガス、空気を４ｃ・５ｃ及び４ｄ・５ｄの
蓄熱室で予熱し、燃焼室２ｂ・３ｂで燃焼した後、４ａ
・５ａ及び４ｂ・５ｂの蓄熱室で蓄熱する。

【００２０】ところで、本発明では、端部蓄熱室４と中
央部蓄熱室５とを仕切り壁１３で区画し、かつ、端部蓄
熱煉瓦６の比表面積を、中央部蓄熱煉瓦７よりも大きく
しているのである。そして、本発明では、ガス分配調整
弁１４を操作して、中央部蓄熱室５に比べて端部蓄熱室
４に多くの燃料ガス・空気・燃焼排ガスを流通させ、端
部燃焼室４の温度を維持するとともに、端部蓄熱室４で
十分に排ガス顕熱を蓄熱するのである。なお、蓄熱煉瓦
の比表面積を大きくするには、蓄熱煉瓦の孔を小さくし
て、数を増加することにより、容易に達成することがで
きる。

【００２１】次に、本発明の効果を確認するために行っ
た実験結果について説明する。端部蓄熱室に、中央部蓄
熱室と比べて１．８倍の比表面積を持つ煉瓦を充填し、
端部燃焼室に、中央部燃焼室と比べて多量の燃料ガス・
空気を供給した。その際の燃料ガス流量・端部フリュー
炉温・排ガス温度等を下記表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】参考例は、端部蓄熱室と中央部蓄熱室とに
同じ比表面積の煉瓦を充填し、端部フリューに供給され
る燃料ガス量と中央部フリューに供給される燃料ガス量
を同量とした場合である。端部フリュー温度は熱損失の
ために、中央部フリューの平均温度く比べて大きく低下
している。そして、フリュー温度が低いために、端部蓄
熱室の排ガス温度は中央部蓄熱室の排ガス温度より低い
温度となっている。

【００２４】従来例は、参考例と同じく、端部蓄熱室と
中央部蓄熱室とに同じ比表面積の煉瓦を充填したが、端
部フリュー温度が中央部フリュー温度とほぼ同じとなる
ように、端部フリューの供給燃料ガス量を増加し、空気
量も燃料ガス量に応じて増加した例である。端部フリュ
ーへの供給燃料ガス量を中央部フリューへの供給ガス流
量の７５％増しで、端部フリュー温度が中央部フリュー
温度と同じ温度となった。この時、端部蓄熱室の排ガス
は中央部に比べて高温で排出されていた。従って、燃焼
室での燃焼排ガスの顕熱が十分に蓄熱されていないこと
が判る。このことは、逆に供給燃料ガスや空気の予熱が
中央部ほど行われていないことを示している。

【００２５】実施例１は、端部蓄熱室に比表面積の大き
い煉瓦を充填し、従来例と同じ流量で燃料ガスと空気を
供給した場合である。先にも述べたように、比表面積の
大きい煉瓦を使用すれば、ガスと煉瓦の熱伝達速度が速
くなるので、その結果、燃焼排ガス顕熱が十分蓄熱さ
れ、端部蓄熱室の排ガス温度は中央部蓄熱室の排ガス温
度とほぼ同じ温度で排出された。蓄熱が効率よく行われ
ることは、燃料ガスや空気の予熱も効率よく行われるこ
とになるので、予熱温度が高くなり、端部フリュー温度
が高くなった。

【００２６】実施例２は、端部フリュー温度が中央部フ
リュー温度と同じ温度となるように、端部フリューへの
供給燃料ガス量を調整したものである。本実施例の場
合、供給ガス流量を従来例よりも減らすことができた。
すなわち、端部フリュー温度を維持するのに必要な熱量
を従来に比べて減らすことができる。必要熱量の低下
は、コークス製造コストの低減につながる。

【００２７】以上の実施結果から判るように、本発明に
よれば、端部燃焼室の温度を中央部燃焼室と同程度の温
度に維持しながら、端部蓄熱室で端部燃焼室の燃焼排ガ
スの持つ顕熱を効率よく蓄熱でき、端部燃焼室の温度維
持に必要な熱量を軽減できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
端部燃焼室の温度を維持して、端部蓄熱室で燃焼排ガス
を効率よく熱交換できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓄熱室を備えたコークス炉の炉長方向
の断面図である。

【図２】同じく炉団方向の断面図である。

【符号の説明】

２ 端部燃焼室 ４ 端部蓄熱室 ５ 中央部蓄熱室 ６ 端部蓄熱煉瓦 ７ 中央部蓄熱煉瓦 １３ 仕切り壁 １４ ガス分配調節弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端部加熱燃焼室に接続される端部蓄熱室
   を中央部蓄熱室と区画するとともに、この区画した端部
   蓄熱室に充填する煉瓦を、その比表面積が中央部蓄熱室
   に充填される蓄熱用煉瓦よりも大きい煉瓦としたことを
   特徴とするコークス炉蓄熱室。
2. 【請求項２】 請求項１記載の蓄熱室を備えたコークス
   炉を加熱する方法であって、端部蓄熱室に中央部蓄熱室
   より多くの燃料ガス及び燃焼用空気、並びに燃焼排ガス
   を流通させ、端部加熱燃焼室に供給される燃料ガスや燃
   焼用空気を増加して端部加熱燃焼室の温度を維持すると
   ともに、端部蓄熱室で十分に排ガス顕熱を蓄熱すること
   を特徴とするコークス炉加熱方法。