JPH0688076A - コークス炉炭化室群の気密性の測定方法及び炭化室の補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数の炭化室からなるコークス炉団の気密性
能を定量的に測定する方法及び気密性不良の炭化室を補
修する方法を提供する。 【構成】 コークス炉発生ガス集合管単位で、ドライメ
ーン圧力設定値を変化させながら、コークス炉発生ガス
の発熱量またはガス組成を測定し、該測定値と標準値を
比較するコークス炉炭化室群の気密性の測定方法。上記
方法で炉団内のコークス炉発生ガス集合管単位の気密性
の不良の炭化室群を把握し、次いで当該炭化室群の気密
性の不良の炭化室を個別に検知し、当該炭化室の不良箇
所を耐火物で吹付補修する炭化室の補修方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数の炭化室からなる
コークス炉団の気密性能を定量的に測定する方法及び気
密性不良の炭化室を補修する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に工業用室炉式大型コークス炉は、
多数のそれぞれ独立した炭化室と燃焼室が交互に隣接し
構成されており、一般に炭化室１００室前後を配置して
１炉団を構成している。更に、１炉団のコークス炉は、
石炭乾留中に発生するコークス炉発生ガス（以下ＣＯＧ
と称する。）を安定的に吸引する為に、炭化室２０〜３
０室分程度を一括吸引する集合管単位に区分されてい
る。

【０００３】図１のＣＯＧ吸引排送経路の説明図に示す
ように、炭化室で発生したＣＯＧはベンド管２の安水ス
プレー３によるエジェクター吸引力により各上昇管１よ
り導かれ、更に、ＣＯＧは、集合管であるドライメーン
４、サクションメーン５を介してその下流側に設けた吸
引ブロワー（図示せず）によって、ガス精製工程に圧送
される。

【０００４】尚、ＣＯＧの圧送を効果的に行うため、ド
ライメーンの圧力を５〜１０ｍｍＡｑ程度に保持すべ
く、サクションメーン５に設置されているダンパー６の
開度を自動的に調整する事が一般的である。

【０００５】室炉式コークス炉を管理する上で最も重要
な事は、石炭を装入し乾留を行う炭化室の気密性能の維
持である。コークス炉炭化室は、高温に耐えうる硅石煉
瓦を主体に構築されているものの、長年の稼動により硅
石煉瓦相互を接着しているモルタルの剥離・脱落による
目地切れ、あるいは、煉瓦そのものの割れ・欠損等によ
り隣接する燃焼室及び大気との気密性が経年とともに喪
失する傾向にある。特に、炭化室の炉蓋近傍は石炭乾留
後のコークス排出毎に蓋を外すため、その近傍の煉瓦壁
は加熱と冷却の繰り返しからなる熱負荷を受け、損傷し
易い。

【０００６】炭化室の気密性能の低下を防止するには、
煉瓦・目地切れ部に対して、モルタル吹きつけ等の補修
を迅速に行う必要があるが、補修能力及びコークス炉の
操業を継続しながらの補修である事から、１日で補修を
する量が限られており、どこの炭化室が損傷している
か、また、対象炭化室のどの部位の損傷が激しいのか、
等を正確に且つ迅速に把握する必要がある。

【０００７】従来行われてきた方法としては、例えば、
炭化室硅石煉瓦の目地切れであれば、赤熱コークス押出
し後、炭化室を空の状態とし、熟練作業者が目視にて炭
化室内を観察する事により、損傷炭化室の損傷程度、損
傷部位を特定する事が行われていた。しかし、目視観察
法であると、多数の炭化室の全数を定期的に観察するこ
とは、大変な高熱作業であり効率が極めて悪い作業であ
った。

【０００８】これを改善する方法として、例えば、特開
昭５４−０４１９０２号は、煙道または煙突に設けた煤
煙濃度計の黒煙検知信号とタイミングと装入作業との対
応関係を用いて黒煙を出した炭化室を判別する方法を開
示している。また、特開昭５７−０９４０８５号に上記
同様の技術開示がある。また、特開平０１−０３３１８
４号は、煙道でＳＯ₂ 濃度を測定し、上記同様の判別を
する方法を開示している。

【０００９】上記した各方法は目地切れした等の炭化室
を特定しようとするものであり、最も有用な方法と考え
られるが、石炭装入作業時のトラブル、例えば過装入に
よる炭化室内異常圧力時には、誤った判断をする事にな
ると言う問題点等もあり、更なる改善が要望されてい
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図２の炭化室と燃焼室
の配置態様の一例を示す概要図に示すように、炭化室の
気密性が低下すると、炭化室へ石炭を装入した直後の石
炭乾留初期にはＣＯＧが大量に発生し、ＣＯＧの一部が
燃焼室側に流入して燃焼室での燃料ガスが不完全燃焼と
なり、黒煙が大気に放出されるという環境上の問題が発
生する。また、石炭乾留末期のＣＯＧの発生が少ない時
期には、炭化室内圧力が低下するので、燃焼室から廃ガ
ス、大気から空気を吸い込む事になり、乾留中のコーク
スの燃焼及び発生したＣＯＧが燃焼することとなる。

【００１１】大型のコークス炉においては、４〜６炉団
程度、炭化室数にすると４００〜６００程度の規模とな
り、これら多数の炭化室の内、損傷の激しい炭化室を迅
速に且つ正確に把握し、補修する事はコークス炉の寿命
延長の観点から重要であると同時に、乾留中のコークス
の燃焼、発生ＣＯＧの燃焼は歩留りの低下を招き、コー
クス製造コストの上昇につながる事からも改善が必要で
あった。

【００１２】更には、炭化室内を目視観察する作業は、
典型的な高熱作業であり、昨今の作業環境改善ニーズの
高まりからも、その軽減を図ることが強く望まれてい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明は、コークス炉発生ガス（ＣＯＧ）集合管
単位で、ドライメーン圧力設定値を変化させながら、コ
ークス炉発生ガスの発熱量またはガス組成を測定し、該
測定値と標準値を比較することを特徴とするコークス炉
炭化室群の気密性の測定方法である。

【００１４】また本発明は、上記（１）項記載の方法で
炉団内のコークス炉発生ガス集合管単位の気密性の不良
の炭化室群を把握し、次いで当該炭化室群の気密性の不
良の炭化室を個別に検知し、当該炭化室の不良箇所を溶
射補修することを特徴とする炭化室の補修方法である。

【００１５】

【作用】本発明は、ＣＯＧ集合管単位で、ドライメーン
圧力設定値を変化させながら、コークス炉発生ガスの発
熱量またはガス組成を測定するので、ＣＯＧ集合管単
位、即ち炭化室２０〜３０室群からの平均されたＣＯＧ
発熱量またはガス組成が得られる。

【００１６】しかもドライメーン圧力設定値を変化、具
体的にはドライメーン圧力設定値を低下させるので炭化
室からドライメーンへガスが流れ易くなる。

【００１７】結果として炭化室に隣接する燃焼室との間
に目地切れ等があったり、あるいは、炭化室と外気との
間に目地切れ等が存在すると酸素含有ガス（燃焼排ガ
ス、大気）が炭化室に流入し、ＣＯＧの一部を酸化する
ので、ＣＯＧ発熱量を低下したりあるいはガス組成割合
を変動させる。従って、当該炭化室群に装入した石炭の
種類等でＣＯＧ発熱量またはガス組成は既知なのでその
標準値と比較することでコークス炉炭化室群の気密性の
良否が判定できる。

【００１８】上記したように、炭化室の気密性が低下す
ると、燃焼室から例えば酸素分５％程度の燃焼廃ガスが
流入する。また、場合によっては大気を吸い込み、これ
らが乾留中に発生しているＣＯＧを燃焼させる事にな
る。従って、炭化室の気密性能が低下するほど、言い換
えれば、燃焼廃ガスあるいは空気の炭化室への流入が多
い程、発生ＣＯＧ中の可燃性成分割合が低下し、また、
燃焼廃ガスあるいは空気中の窒素がＣＯＧ中に混入する
ので、ＣＯＧ中の窒素割合が上昇し、結果的にガス組成
が変動することになる。

【００１９】上記コークス炉発生ガスの発熱量またはガ
ス組成の測定は、コークス炉での石炭装入作業とか、乾
留完了後のコークス押出し作業等を行っていない時、即
ち、対象とする炭化室群が閉鎖状態にある時に行うと外
乱が侵入しないので精度良く測定できる。

【００２０】また本発明は、上記測定結果から気密性能
の低下している炭化室群を選定し、その炭化室群を対象
として気密性の不良の炭化室を個別に検知する。例えば
当該炭化室のそれぞれに設置されている上昇管１を介し
てＣＯＧのサンプリングを行い、ＣＯＧ発熱量またはガ
ス組成成分値を測定して標準値と比較することにより当
該乾留時間帯で、亀裂、目地切れ等により気密性の不良
な炭化室を特定することができる。

【００２１】また、コークス押し出し後の炭化室に隣接
する燃焼室に発煙筒を投入すると、有色発煙が亀裂、目
地切れ等から流出するので損傷箇所を特定できる。ある
いは熟練作業者による目視観察のみによっても損傷箇所
を特定できる。

【００２２】上記特定の炭化室群から気密性不良の炭化
室を特定し、当該炭化室の損傷部位の特定からなる測定
作業は、４〜６炉団、４００〜６００炭化室数の内の２
０〜３０室を対象とするものであり、大幅の作業負荷、
時間の軽減となる。

【００２３】上記のようにして対象炭化室毎に損傷部位
が特定されるとモルタル吹付け補修あるいは溶射補修に
より修復できるものである。

【００２４】

【実施例】４炉団からなるコークス炉において、炭化室
２５室毎にサクションメーンが設置されており、４炉団
合計で１５個の集合管がある。図１に示したように、サ
クションメーン５の途中にサンプリング管７を設け、ダ
ンパー６の開度を調節してドライメーン４の設定圧力値
をそれぞれ７，６，５ｍｍＡｑの３水準に変化させてＣ
ＯＧをサンプリングした後分析した。

【００２５】図３は、ガス組成として窒素含有量、ガス
発熱量について、１５個の集合管の内、特に変動の大き
い３個の集合管、即ち、気密性の不良な炭化室を含む炭
化室群と気密性の不良でない平均的な炭化室群を示し
た。図から判る通り、ドライメーン設定圧力値を５ｍｍ
Ａｑに低下させた時、その差が最も明確に現れた。

【００２６】この結果を元に、第４コークス炉のＣ，Ｄ
ドライメーン、第２コークス炉Ｄドライメーンと接続し
ている炭化室のみについて、集中的に炭化室内の目視観
察を行い、損傷炭化室の特定、損傷部位の特定を行い、
溶射補修によって気密性を修復することができた。

【００２７】

【発明の効果】本発明は多数の炭化室を集合管単位で特
定し、特定された炭化室群から気密性不良の炭化室を検
知、特定するので高熱作業の大幅な軽減となり、コーク
スの燃焼ロス防止、発生ＣＯＧの回収量の向上等、大き
な効果を享受する事が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＯＧ吸引排送経路の説明図。

【図２】炭化室と燃焼室の配置態様の一例を示す概要
図。

【図３】ドライメーン設定圧力値を変化させてＣＯＧ中
の窒素含有量、発熱量を測定したドライメーン単位の値
を示す図。

【符号の説明】

１…上昇管 ２…ベンド管 ３…安水スプレー ４…ドライメーン ５…サクションメーン ６…ダンパー ７…サンプリング管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤洋一 東海市東海町５−３ 新日本製鐵株式会社 名古屋製鐵所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コークス炉発生ガス集合管単位で、ドラ
   イメーン圧力設定値を変化させながら、コークス炉発生
   ガスの発熱量またはガス組成を測定し、該測定値と標準
   値を比較することを特徴とするコークス炉炭化室群の気
   密性の測定方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法で炉団内のコークス
   炉発生ガス集合管単位の気密性の不良の炭化室群を把握
   し、次いで当該炭化室群の気密性の不良の炭化室を個別
   に検知し、当該炭化室の不良箇所を耐火物で吹付補修す
   ることを特徴とする炭化室の補修方法。