JPH07126654A - 塊成炭由来の可燃性ガスの異常燃焼防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 急速加熱による塊成炭での高炉用コークス製
造方法において、塊成化プロセス以降の塊成炭より発生
する可燃性ガスの異常燃焼を防止する方法を提供する。 【構成】 石炭を、石炭の軟化溶融域まで急速加熱し、
熱間成形して塊成化した後、コークス炉へ装入して乾留
し、コークス炉より窯出されたコークスを、酸化性ガス
と接触させ部分燃焼により加熱することで高強度のコー
クスを得る方法において、塊成炭から発生する可燃性ガ
スを含む系内雰囲気を可燃性ガス爆発限界外となるよう
に不活性ガスを供給することにより達成される。 【効果】 塊成化プロセス以降の半溶融状態の塊成炭の
ハンドリング工程において、設備の安全運転（ガス爆発
防止）が計れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な塊成炭由来の可
燃性ガスの異常燃焼防止方法に関するものである。より
詳しくは、高炉用コークスの製造方法において、塊成化
プロセス以降の塊成炭をコークス炉まで安定的に搬送す
るための搬送および貯蔵装置の系内ガスの異常燃焼防止
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の高温（１０００℃程度）乾留によ
る高炉用コークス製造方法は、図２に示すように、大き
く分けて石炭事前処理工程、石炭乾留工程および赤熱コ
ークス消火工程で順で行われている。

【０００３】まず、石炭事前処理工程では、乾留前のコ
ークス炉装入炭の調整を行うもので、かかる調整作業
は、一般に適当な粉砕機を用いて石炭の粉砕を行い、続
いて適当な配合機により、使用用途に応じたコークス強
度となるように数種の石炭の配合が行われる（なお、逆
の配合、粉砕の順で行われる場合もある）。

【０００４】続いて、石炭乾留工程では、石炭事前処理
工程で調整された石炭（装入炭）が、コークス炉５０上
にある装入車５１へと一定量積み込まれ、コークス炉の
炭化室５２へと、該炭化室５２上部の装入口５３から装
入される（装入炭の温度は常温である）。続いて、コー
クス炉５０では、炭化室５２の下部にある耐火煉瓦製の
蓄熱室５４で予熱された空気および貧ガスあるいは富ガ
ス（予熱されない）が、上部に立ち上がり、燃焼室５５
で燃焼される。このときのフリュー温度は、通常１２０
０〜１３５０℃程度である。上記炭化室５２と燃焼室５
５とは、珪石煉瓦製の壁面で区画されて交互に配置され
ており、燃焼室５５の燃焼熱が珪石煉瓦を通して炭化室
５２内の石炭に伝えられるもので、炭化室５２における
乾留は、１０００〜１３００℃程度で間接加熱により行
なわれる。その後炭化室５３両側の炉蓋が開けられ、押
出機５６に設置された押出ラム５７により、生成した赤
熱状コークスが押し出される。

【０００５】その後、赤熱コークス消火工程では、石炭
乾留工程で乾留され押出された赤熱コークス（８００〜
１０００℃）が、コークスガイド車５８の格子を通って
コークバケット５９へと積載された後に、電車（図示せ
ず）でコークス乾式消火塔６０へと導かれ、消火塔内に
装入され、該消火塔６０内で不活性ガスと接触され熱交
換して約１００℃程度まで消火降温され、取出され、高
炉用コークスとされるものである。

【０００６】しかしながら、こうした従来のコークス製
造方法では、石炭は熱伝導率が極めて低いので、熱は炭
化室の両側壁から中心部に向って徐々に伝熱し熱分解が
起る。従来、炭化室の炉壁近傍と炉中心部とでは、大き
な温度差が生じており、石炭装入後かなりの時間、例え
ば１０時間程経過し、炉壁近傍部においては石炭が８０
０〜１０００℃に達しコークス化した状態にあっても、
炉中心部の石炭温度は未だ２００〜３００℃程度という
ものであった。このように、コークス炉における石炭の
平均の昇温温度は３〜５℃／分と非常に遅いため、乾留
時間として１４〜２０時間程度と長持間を要し、生産性
および消費エネルギーの面で問題の大きいものであっ
た。さらに、上記のように炉壁付近と炉中央部では昇温
速度および高温に置かれる時間が非常に異なっており、
炉中央部においては水分蒸発が完全に終わるまでに要す
る時間が前記乾留時間の約１／２〜２／３を占め、結果
として炉中央部において得られるコークスは軟化溶融か
ら再固化にかけて圧縮力を受けることが少ないためスポ
ンジコークスになりやすく、通常この部分の品質確保の
ために乾留時間の後に１〜３時間程度の置時間を設けて
おり、プロセスの長持間化を助長するものであった。

【０００７】こうしたコークス製造において、乾留時間
を短縮する手段として、石炭事前処理工程において装入
炭をコークス炉に装入する前に、例えば気流加熱方式に
おいて１００〜２００℃程度に乾燥予熱する方法が知ら
れている。

【０００８】このような方法によれば、通常の水分を含
む石炭に比べてコークス炉に装入する装入炭の嵩密度を
約１０％上昇させることができ、これにより乾留時間は
通常の装入炭を装入した場合と比べて約３０％減少させ
ることができるとするものである。

【０００９】しかしながら、近年のコークス炉の熱効率
の向上により、この予熱に要するエネルギーとその後の
乾留に要するエネルギーとの合計は、常温にてコークス
炉に装入した場合において乾留に要するエネルギーと比
べて、ほとんど変わらないかあるいは若干高いものとな
り、消費エネルギーの面においての利点はみられないも
のとなっている。

【００１０】そこで、本出願人は、こうした高炉用コー
クス製造において、乾留時間を短縮する手段として、特
願平５−２６７５９２号に、石炭を、該石炭の軟化開始
温度から軟化開始温度よりも５０℃低い温度までの範囲
内にある所定温度へと１００℃／分以上の加熱速度で急
速加熱し、次いで、前記温度域を保持した状態で１ｋｇ
／ｃｍ² 以上の圧力で熱間成形して塊成化した後、コー
クス炉へ装入して、６００〜９００℃の温度まで乾留
し、その後、コークス炉より窯出されたコークスを、酸
化性ガスと接触させ部分燃焼により少なくとも９００℃
まで加熱することで高強度のコークスを得る新規な高炉
用コークス製造方法（以下、単に急速加熱による塊成炭
での高炉用コークス製造方法ともいう）を開示してい
る。なお、本明細書内においては、上記熱間成形して塊
成化を行うプロセスを、単に塊成化プロセスともいう。

【００１１】上記急速加熱による塊成炭での高炉用コー
クス製造方法によれば、乾留時間の短縮以外にも生産性
の向上、省エネルギー性の向上、設備コストの削減、環
境汚染性の低減ならびに原料石炭の多様化への対応を図
ることができるとするものである。

【００１２】しかしながら、急速加熱による塊成炭での
高炉用コークス製造方法では、石炭を急速加熱して半溶
融状態にて熱間成形により塊成化した塊成炭は、そのま
ま恒温状態（通常（加熱後温度−１００℃）以内程度）
にて移送もしくは搬送する場合、塊成炭表面よりしみ出
す粘結性物質あるいは塊成炭の溶融化物質から可燃性ガ
スとして水素、一酸化炭素および炭化水素等が発生す
る。こうした可燃性ガスが上記移送もしくは搬送装置ま
たは貯蔵装置中に滞留した場合に、該可燃性ガスのガス
組成濃度およびガス温度が、該可燃性ガスの爆発限界範
囲に達する危険性があり、こうした状態では、わずかな
点火エネルギーにより、異常燃焼（爆発）を起こすた
め、極めて危険な状態となる問題があった。そのため、
急速加熱による塊成炭での高炉用コークス製造方法にお
いては、塊成炭をコークス炉まで安全に搬送するための
装置内の可燃性ガスの異常燃焼を防止することが、上記
の新規製造方法を実用化する上で解決しなければならな
い重要な課題となっている。

【００１３】他方、こうした装置内の異常燃焼を防止す
る方法としては、装入炭をコークス炉に装入する前に１
００〜２００℃程度で乾燥予熱する方法において、予熱
乾燥した装入炭（予熱炭）の装入時にコークス炉内から
発生するガスが逆流し、これに同伴されて排出される石
炭粉塵の量も増大し、搬送装置であるチェーンコンベア
装置内でガス爆発を起こす危険性がある等の問題があ
り、こうした予熱炭をコークス炉まで搬送する装置内の
異常燃焼（爆発）を解決する手段として、特公昭５５−
５６１８６号に、コークス炉の予熱炭装入用チェーンコ
ンベア装置への窒素供給法が記載されている。この方法
は、チェーンコンベア装置内への予熱炭供給が停止した
後、該チェーンコンベア装置から予熱炭をコークス炉へ
接続して装入している間、チェーンコンベア装置内へ供
給する窒素ガス量を増加して、該チェーンコンベア装置
から炉内に装入する予熱炭に相当する容量を窒素ガスで
置換することを特徴とするものである。

【００１４】しかしながら、上記解決手段においては、
半溶融状態にある塊成炭温度（４００〜５００℃）より
も低い温度１００〜２００℃での予熱乾燥であるので、
予熱炭は、半溶融化していないので、かかる予熱炭から
は可燃性ガスの発生はなく、装置内に滞留する揮発分を
多量に含む石炭微粒子の濃度が適当な範囲内にある時
に、点火エネルギーが与えられると燃焼から激しい爆発
を生じる炭塵爆発の防止がその対象となるものであっ
た。そのため、こうした石炭微粒子の濃度を即座に検出
することは困難であることから、炭素微粒子濃度に関係
なく、搬送装置を運転している間、予熱炭に相当する一
定容量を供給し置換するものであり、装置内の石炭微粒
子が一部に残留し、部分的に炭塵爆発が起こり得る炭素
微粒子濃度に達する危険性がなお残るなど、必ずしも万
全であるとはいえないものであった。

【００１５】さらに、上記解決方法は、該搬送装置内の
圧力低下を防止するために窒素ガスの供給を行うこと
で、搬送装置への炉内発生ガスの逆流を防止し、装置内
に滞留する石炭粉塵の増大を抑えるものであり、これに
より炭塵爆発限界よりも低い石炭微粒子濃度が得られる
ものであるが、上記塊成炭のように半溶融状態のまま搬
送する必要のある場合においては、ガス爆発を引き起こ
す塊成炭由来の可燃性ガス自体の発生、増大を抑えるこ
とは事実上不可能であり、上記粉塵爆発防止における技
術的思想をそのままガス爆発防止に適用することはでき
ないものであった。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、新規な塊成炭由来の可燃性ガスの異常燃焼防止
方法を提供するものである。

【００１７】また本発明の目的は、塊成炭での高炉用コ
ークス製造方法において、塊成化プロセス以降の塊成炭
より発生する可燃性ガスの異常燃焼を防止する方法を提
供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために、新規な塊成炭由来の可燃性ガスの異常
燃焼防止方法について鋭意研究した結果、可燃性ガスの
爆発限界はガスの組成濃度、温度および圧力により決ま
るが、常圧下でかつ半溶融状態を維持可能な温度下で
は、可燃性ガスの組成濃度を爆発範囲外になるように調
節すればよく、該ガス組成濃度は、従来の石炭微粒子濃
度と異なり、特定の装置を組合せることにより瞬時に検
出し分析できる手段が確立し得ることに着目し、これら
装置と制御装置を接続して用いることにより常時、塊成
炭を搬送し、貯蔵する装置系内のガスの組成濃度の分布
状態を知り得ることができるため、該装置系内の雰囲気
をガス爆発範囲外となるように、適当量の不活性ガスの
導入により、装置系内のガスの組成濃度を調整すること
ができることを知り、この知見に基づき本発明を完成す
るに至ったものである。

【００１９】さらに、上記不活性ガスに上記保持温度よ
りも低い温度のものを用いる場合には、温度低下を招く
ため、塊成炭が半溶融状態の維持が困難となることから
温度を高める必要があり、逆に不活性ガスにコークス炉
等からの高温の排ガスを利用する場合には、温度上昇を
招くため、温度を下げる必要があることも考えられる。
こうした場合でもガス温度は既存の装置で検出可能であ
ることから、上記可燃性ガスの組成濃度に加えて、ガス
温度の検出装置も制御装置で接続して用いることにより
常時、塊成炭を搬送し、貯蔵する装置系内のガスの組成
濃度および温度の分布状態を知ることができるため、該
装置系内の雰囲気をガス爆発範囲外となるように、不活
性ガスの導入し、さらに両装置内のガス温度分布が最適
温度（塊成炭が半溶融状態を維持できる温度）になるよ
うに両装置各部に付設された温度調節装置にも制御装置
と接続して、該温度調節装置を制御運転することによ
り、装置系内のガスの組成濃度および温度を調整するこ
とができることを知り、この知見に基づき本発明を完成
するに至ったものである。

【００２０】すなわち、本発明の目的は、（１）石炭
を、石炭の軟化溶融域まで急速加熱し、熱間成形して塊
成化した後、コークス炉へ装入して、６００〜９００℃
の温度まで乾留し、その後、コークス炉より窯出された
コークスを、酸化性ガスと接触させ部分燃焼により少な
くとも９００℃まで加熱することで高強度のコークスを
得る方法において、塊成化プロセス以降の急速加熱した
半溶融状態の塊成炭から発生する可燃性ガスを含む系内
雰囲気を可燃性ガス爆発限界外となるように不活性ガス
を供給することを特徴とする塊成炭由来の可燃性ガスの
異常燃焼防止方法により達成される。

【００２１】また、本発明の他の目的は、上記（１）の
高強度のコークスを得る方法において、塊成化プロセス
以降の急速加熱した半溶融状態の塊成炭搬送装置および
貯蔵装置の系内各部のガス組成を、該塊成炭搬送装置お
よび貯蔵装置の系内各部に設けたガス検出器によって検
出し、該ガス検出器による検出値を制御装置に入力し、
制御装置は入力信号に基づいて系内のガス組成濃度分布
を演算し、この演算結果に基づいてガス組成分布が可燃
ガス爆発範囲外となるように系内に供給すべき不活性ガ
ス総量の演算を行い、系内各部の不活性ガス供給部ごと
の不活性ガス量の分布演算を行い、次に制御装置は、こ
の演算結果に応じた不活性ガス供給量が系内各部に供給
されるように、各不活性ガス供給配管からのガス流量を
調整する流量調節弁を駆動してその開度を調整すること
を特徴とする塊成炭由来の可燃性ガスの異常燃焼防止方
法によっても達成される。

【００２２】さらに、本発明の他の目的は、上記（１）
の高強度のコークスを得る方法において、塊成化プロセ
ス以降の急速加熱した半溶融状態の塊成炭の搬送装置お
よび貯蔵装置の系内各部のガス組成並びにガス温度を、
両装置各部に設けたガスおよび温度検出器によって検出
し、該ガスおよび温度検出器による検出値を制御装置に
入力し、制御装置は入力信号に基づいて両装置内のガス
組成およびガス温度分布を演算し、この演算結果に基づ
いて、ガス組成およびガス温度分布が可燃ガス爆発範囲
外となるように両装置内に供給すべき不活性ガス総量の
演算を行い、各装置の不活性ガス供給部ごとの不活性ガ
ス量の分布演算を行い、次に制御装置は、この演算結果
に応じた不活性ガス供給量が各装置内に導入されるよう
に、各不活性ガス供給配管からのガス流量を調整する流
量調節弁を駆動してその開度を調整することを特徴とす
る塊成炭由来の可燃性ガスの異常燃焼防止方法によって
も達成される。

【００２３】さらにまた、本発明の他の目的は、上記
（１）の高強度のコークスを得る方法において、塊成化
プロセス以降の急速加熱した半溶融状態の塊成炭の搬送
装置および貯蔵装置の系内各部のガス組成並びにガス温
度を、両装置各部に設けたガスおよび温度検出器によっ
て検出し、該ガスおよび温度検出器による検出値を制御
装置に入力し、制御装置は入力信号に基づいて両装置内
のガス組成およびガス温度分布を演算し、この演算結果
に基づいて、ガス組成およびガス温度分布が可燃ガス爆
発範囲外となるように両装置内に供給すべき不活性ガス
総量の演算を行い、各装置の不活性ガス供給部ごとの不
活性ガス量の分布演算を行い、また制御装置は両装置内
の最適温度を算出し、次に制御装置は、この演算結果に
応じた不活性ガス供給量が各装置内に供給されるよう
に、不活性ガス供給配管からのガス流量を調整する流量
調節弁を駆動してその開度を調整し、また、制御装置
は、算出結果に応じて両装置内のガス温度分布が最適温
度になるように両装置各部に付設された温度調節装置の
起動、停止を調整することを特徴とする塊成炭由来の可
燃性ガスの異常燃焼防止方法によっても達成される。

【００２４】

【作用】本発明の塊成炭由来の可燃性ガスの異常燃焼防
止方法においては、塊成炭の搬送装置および貯蔵装置系
内各部のガス組成を、該系内各部に設けた検出器によっ
て検出することで、局所的なガス組成濃度のバラツキや
変動を適格かつ瞬時に把握することができるため、一部
に爆発範囲に達するような動きがあっても、これを容易
に検出することができる。また、装置系内各部に任意に
設置することが可能なため、かかる装置の選定によら
ず、例えば、バッチ式、連続式（ベルトコンベアやパイ
プ）さらには密閉式、開放式等いかなる搬送あるいは貯
蔵装置の選定にも対応することができる。

【００２５】さらに、上記検出器による検出値を制御装
置に入力し、制御装置は入力信号に基づいて系内のガス
組成濃度分布を演算し、この演算結果に基づいて、ガス
組成分布が可燃ガス爆発範囲外となるように系内に供給
すべき不活性ガス総量の演算を行い、系内各部の不活性
ガス供給部ごとの不活性ガス量の分布演算を行うこと
で、こうした一連の演算操作を正確かつ短時間に処理で
きる。さらにかかる演算において、可燃ガス爆発範囲外
として、直接爆発限界値を基準値としてもよいが、任意
に基準値を設定できるため、爆発範囲よりも特定範囲だ
け外側に基準値を設けて、常に基準値以下となるように
演算を行うことで、より高い安全性を確保することがで
きる。

【００２６】次に、制御装置は、この演算結果に応じた
不活性ガス供給量が系内各部に供給されるように、不活
性ガス供給配管からのガス流量を調整する流量調節弁を
駆動してその開度を調整することで、遠隔操作が可能で
あり作業上、高い安全性が得られ、人為的な判断または
操作ミスを防止でき、爆発による重大な事故を回避でき
る。また、局所的な濃度の増加に対応して、必要な部分
に必要な量だけ、不活性ガスを導入する事ができるため
極めて経済的である。

【００２７】また、本発明においては、上記ガス組成濃
度に加えて、塊成炭の搬送装置および貯蔵装置内各部の
ガス温度を、両装置各部に設けた検出器によって検出す
ることで、上記ガス組成濃度と同様な作用に加えて、一
部に塊成炭が半溶融状態から外れそうな動きがあって
も、これらを容易に検出することができる。

【００２８】さらに、上記検出器による検出値を制御装
置に入力し、制御装置は入力信号に基づいて系内のガス
組成濃度および温度分布を演算し、この演算結果に基づ
いて、ガス組成および温度分布が可燃ガス爆発範囲外と
なるように系内に供給すべき不活性ガス総量の演算を行
い、系内各部の不活性ガス供給部ごとの不活性ガス量の
分布演算を行うことで、上記ガス組成濃度と同様な作用
を得ることができる。

【００２９】次に、制御装置は、この演算結果に応じた
不活性ガス供給量が系内各部に供給されるように、不活
性ガス供給配管からのガス流量を調整する流量調節弁を
駆動してその開度を調整することで、上記ガス組成濃度
と同様な作用を得ることができる。

【００３０】さらに、制御装置は、算出結果に応じて両
装置内のガス温度分布が最適温度になるように両装置各
部に付設された温度調節装置の起動、停止を調整するこ
とで、常に塊成炭を半溶融状態に維持して、コークス炉
に装入することができるため、高強度の高炉用コークス
の品質を安定させることができる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例について実施態様に基
づき、より詳細に説明する。

【００３２】図１は、急速加熱による塊成炭での高炉用
コークスの製造方法において、本発明の塊成炭由来の可
燃性ガスの異常燃焼防止方法を適用してなる高炉用コー
クスの製造装置の一例の構成を示す概略図である。

【００３３】この装置を用いて高炉用コークスを製造す
るためには、まず、常法に基づき非微粘結炭を３０％、
粘結炭を７０％含む石炭を予め粉砕し、粒度調整する。
粉砕され粒度調整された常温（２０〜３０℃）の粉炭
は、乾燥機２１へと装入され、排ガスに搬送されて上昇
し、この搬送の間に排ガスのもつ顕熱によって予熱乾燥
されて温度３７０℃となる。予熱乾燥された粉炭は、捕
集装置（図示せず）により排ガスより分離され、適宜の
輸送手段を介して、プレヒーター２２へと運ばれる。

【００３４】プレヒーター２２内に装入された粉炭は、
プレヒーター２２内でこの燃焼排ガスと接触することに
より、１０⁴ ℃／分で急速加熱され、この石炭の軟化開
始温度Ｔ_s 直前の温度、具体的には、石炭の温度ｔがＴ
_s ＞ｔ≧（Ｔ_s −５０）の温度範囲内とされる。なお、
石炭の軟化開始温度Ｔ_s は、急速加熱型プラストメータ
ーにより１００℃／分以上の加熱速度で測定される軟化
開始温度である。また、乾留炉における石炭の温度は、
特に断りのない限り、コークス中心部位の石炭の温度を
示すものである。今回の急速加熱条件ではＴ_s は３９０
℃であった。

【００３５】次に、プレヒーター２２によって軟化開始
温度直前の温度まで加熱された粉炭は、捕集装置（図示
せず）により熱媒ガスより分離され、適宜の輸送手段を
介して成形機２４へと運ばれ、その温度状態を保持した
まま、１０ｋｇ／ｃｍ² で熱間成形し、塊成化され、成
形機２４より、コークス炉１０の炭化室１２上部に開口
された装入口１３に設けられたホッパー１１へと供給さ
れる。

【００３６】なお、成形機２４からホッパー１１までの
搬送経路２７、すなわち石炭を急速加熱して熱間成形
し、コークス炉１０の炭化室１２へ装入するまでの経
路、およびホッパー１１には、本発明の塊成炭由来の可
燃性ガスの異常燃焼防止方法において用いられる装置と
して、搬送経路２７およびホッパー１１内各部にガスサ
ンプリング部２８を設け、該ガスサンプリング部２８と
ガス組成検出器としてのガス組成分析器２９とを配管３
０により連結し、また搬送経路２７およびホッパー１１
内の各部にガス温度検出器として熱電対３１を設置し、
両種の検出器を制御装置３２に接続する。さらに、搬送
経路２７およびホッパー１１内の各部に不活性ガス供給
部として吹出ノズル３３を設け、各吹出ノズル３３と不
活性ガス貯蔵装置３４とを不活性ガス供給配管（ガス
管）３５で連結し、各ガス管３５の経路上に流量調整弁
３６を設け、該流量調整弁３６に駆動装置３７を設け、
各駆動装置３７に前記制御装置３２を接続している。こ
れら本発明の塊成炭由来の可燃性ガスの異常燃焼防止方
法において用いられる装置の動作については、後述す
る。

【００３７】次に、ホッパー１１より炭化室１２へと所
定の時間間隔、すなわちコークス炉１０における乾留の
サイクルごとに、所定量装入され、石炭の温度が９００
℃となるまで乾留が続けられ、９００℃に達したところ
で窯出しされる。

【００３８】その後、炭化室１２両側の炉蓋が開けら
れ、押出機１６に設置された押出ラム１７により、生成
した乾留コークスが押し出される。押出されたコークス
はコークバケット１９へと積載された後に、電車（図示
せず）でコークス改質装置２０へと導かれる。コークス
改質装置２０内に装入された９００℃の乾留コークス
は、コークス改質装置２０内の上段部にあるプレチャン
バー２５において、外部より導入された酸化性ガスと接
触させ、コークスの残留揮発分を燃焼させて、コークス
を１０００℃まで加熱する。加熱されたコークスは、直
ちにコークス改質装置２０の下段にある冷却チャンバー
２６へと移り、この冷却チャンバー２６内を流通する不
活性ガスにより２００℃以下まで冷却された後、系外へ
取出される。

【００３９】なお、上記急速加熱による塊成炭での高炉
用コークス製造方法のより詳細な操作などに関しては、
特願平５−２６７５９２号に準じて行った。

【００４０】上記装置構成により急速加熱による塊成炭
での高炉用コークス製造方法を行う際に、本発明に係る
急速加熱炭由来の可燃性ガスの異常燃焼防止方法におい
て用いられる装置は、以下のように動作する。

【００４１】まず、搬送経路２７およびホッパー１１内
の各部のガス温度を搬送経路２７およびホッパー１１内
の各部に設けた熱電対３１によって検出し、搬送経路２
７およびホッパー１１内の各部のガス組成濃度を搬送経
路２７およびホッパー１１内の各部に設けたガスサンプ
リング部２８より配管３０を介してガス成分分析器２９
によって検出する。

【００４２】このガス成分分析器２９および熱電対３１
による検出値は制御装置３２に入力されることになる
が、制御装置３２は、ガス成分分析器２９および熱電対
３１からの信号に基づいて、搬送経路２７およびホッパ
ー１１内のガス組成濃度およびガス温度が搬送経路２７
およびホッパー１１の内部でどのように分布しているの
かを演算する。このガスサンプリング部２８および熱電
対３１は、前述のとおり搬送経路２７およびホッパー１
１の内部に多数設けられているので、すべてのガスサプ
リング部２８からの検出ガス組成濃度およびすべての熱
電対３１の検出ガス温度を参照することで搬送経路２７
およびホッパー１１内のガス組成濃度およびガス温度分
布を演算している。表１は、任意の１箇所のガスサンプ
リング部２８よりサンプリングを行い、ガス成分分析器
２９にて分析している可燃性ガス組成のある時間での一
例を示す。例えば、この場合に表１に示すガス組成が、
ガス成分分析器２９により検出され、制御装置に送ら
れ、可燃性ガスの組成成分は、加重平均されて任意の時
間における任意の箇所のガスサンプリング部２８におけ
る可燃性ガスのガス組成濃度として演算処理されるもの
である。

【００４３】

【表１】

【００４４】そして、この演算結果に基づいて、ガス組
成濃度およびガス温度分布が可燃性ガス爆発範囲外とな
るように搬送経路２７およびホッパー１１内に供給すべ
き不活性ガス総量の演算を行い、搬送経路２７およびホ
ッパー１１内の各部に設けられた吹出ノズル３３ごとの
不活性ガスの吹出量の分布演算を行う。なお、表２に上
記可燃性ガスの爆発限界濃度および最低発火温度の一例
を示す。例えば、この場合に表２に示す爆発限界値、好
ましくは爆発限界値よりも低い設定基準値に対する上記
検出値との差をそれぞれ算出し、かかる差の変遷からそ
の後の変化を予測し、これに基づいて吹出ノズル３３ご
との不活性ガスの吹出量の分布演算を行うものである。

【００４５】

【表２】

【００４６】また、上記不活性ガスとしては、窒素ガ
ス、二酸化炭素ガスの他に、コークス炉の排ガスの利用
も可能である。また不活性ガス温度は、塊成炭の半溶融
状態を保持する観点から、塊成炭温度とほぼ同じ温度に
予め調整されたものを用いることが望ましい。したがっ
て、排ガスを利用する場合でも、不活性ガス貯蔵装置内
部で予め温度調節を行ったものを使用することが望まし
い。また、本実施例以外にも、本発明では、搬送経路２
７およびホッパー１１内の各部に制御装置３２に接続さ
れた温度調節装置を付設することができるものであり、
該温度調節装置（図示せず）を用いる場合には、事前に
温度調節を行うことなく直接排ガスなどの高温不活性ガ
スあるいは窒素ガスなどの低温不活性ガスを搬送経路２
７およびホッパー１１内に送り込むことが可能である。
すなわち、排ガスなどの高温不活性ガスを用いる場合に
は、温度調節装置として冷却ファンなどを用いて、これ
を始動、停止させることで、搬送経路およびホッパー内
部のガス温度を任意に冷却制御するものであり、また通
常の窒素ガスを用いる場合には、温度調節装置として加
熱ヒータなどを用いて、これを起動、停止させること
で、搬送経路２７およびホッパー１１内部のガス温度を
任意に加熱制御するものである。

【００４７】次に制御装置３２は、この演算結果に応じ
た不活性ガス供給量が搬送経路２７およびホッパー１１
内の各部に供給されるように、不活性ガス貯蔵装置３４
より各ガス管３５を通じて供給される不活性ガス流量を
調整する流量調整弁３６に取り付けられた駆動装置３７
を動作させ該流量調整弁３６の開度を調整する。すなわ
ち、搬送経路２７およびホッパー１１内で発生する可燃
性ガスが常に爆発限界外、好ましくは、爆発限界外の設
定基準値以下となるようなガス組成濃度およびガス温度
に調整するために搬送経路２７およびホッパー１１内に
滞留する可燃性ガス量の分布が、通常は、場所によらず
爆発限界外の設定基準値以下で均一となるように、ま
た、局所的に滞留してガス組成濃度の上昇が生じ、上記
基準値を越えるような場合には、かかる異常箇所のガス
組成濃度が低下するように、搬送経路２７およびホッパ
ー１１内の各部に設けられているそれぞれの吹出ノズル
３３の不活性ガス流量を該吹出ノズル３３につながる流
量調整弁３６に取り付けられた駆動装置３７を個々に動
作させてその開度を調整するものである。

【００４８】

【発明の効果】本発明により、塊成化プロセス以降の半
溶融状態の塊成炭のハンドリング工程において、設備の
安全運転（ガス爆発防止）が計れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の塊成炭由来の可燃性ガスの異常燃焼
防止方法の構成を示す概略図である。

【図２】 従来の高炉用コークスの製造方法の模式図で
ある。

【符号の説明】

１０…コークス炉、 １１…ホッパー、１
２…炭化室、 １３…装入口、１４…
蓄熱室、 １５…燃焼室、１６…押出
機、 １７…押出ラム、１９…コーク
バケット、 ２０…コークス改質装置、２１…
乾燥機、 ２２…プレヒーター、２３
…熱風炉、 ２４…成形機、２５…プ
レチャンバー、 ２６…冷却チャンバー、２７
…搬送経路、 ２８…ガスサンプリング
部、２９…ガス組成分析器、 ３０…配管、３
１…熱電対、 ３２…制御装置、３３
…吹出ノズル、 ３４…不活性ガス貯蔵装
置、３５…不活性ガス供給配管、 ３６…流量調整
弁、３７…駆動装置、 ５０…コークス
炉、５１…装入車、 ５２…炭化室、
５３…装入口、 ５４…蓄熱室、５５
…燃焼室、 ５６…押出機、５７…押
出ラム、 ５８…コークガイド車、５９
…コークバケット、 ６０…コークス乾式消火
塔（ＣＤＱ）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石炭を、石炭の軟化溶融域まで急速加熱
   し、熱間成形して塊成化した後、乾留し、その後、コー
   クス炉より窯出されたコークスを、酸化性ガスと接触さ
   せ部分燃焼により高強度のコークスを得る方法におい
   て、塊成炭から発生する可燃性ガスを含む系内雰囲気を
   可燃性ガス爆発限界外となるように不活性ガスを供給す
   ることを特徴とする塊成炭由来の可燃性ガスの異常燃焼
   防止方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の高強度のコークスを得
   る方法において、塊成化プロセス以降の急速加熱した半
   溶融状態の塊成炭搬送装置および貯蔵装置の系内各部の
   ガス組成を、該塊成炭搬送装置および貯蔵装置の系内各
   部に設けたガス検出器によって検出し、該ガス検出器に
   よる検出値を制御装置に入力し、制御装置は入力信号に
   基づいて塊成炭搬送装置および貯蔵装置系内のガス組成
   濃度分布を演算し、この演算結果に基づいてガス組成分
   布が可燃ガス爆発範囲外となるように系内に供給すべき
   不活性ガス総量の演算を行い、塊成炭搬送装置および貯
   蔵装置系内各部の不活性ガス供給部ごとの不活性ガス量
   の分布演算を行い、次に制御装置は、この演算結果に応
   じた不活性ガス供給量が塊成炭搬送装置および貯蔵装置
   系内各部に供給されるように、各不活性ガス供給配管か
   らのガス流量を調整する流量調節弁を駆動してその開度
   を調整することを特徴とする塊成炭由来の可燃性ガスの
   異常燃焼防止方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の高強度のコークスを得
   る方法において、塊成化プロセス以降の急速加熱した半
   溶融状態の塊成炭の搬送装置および貯蔵装置の系内各部
   のガス組成並びにガス温度を、両装置各部に設けたガス
   および温度検出器によって検出し、該ガスおよび温度検
   出器による検出値を制御装置に入力し、制御装置は入力
   信号に基づいて両装置内のガス組成およびガス温度分布
   を演算し、この演算結果に基づいて、ガス組成およびガ
   ス温度分布が可燃ガス爆発範囲外となるように両装置内
   に供給すべき不活性ガス総量の演算を行い、各装置の不
   活性ガス供給部ごとの不活性ガス量の分布演算を行い、
   次に制御装置は、この演算結果に応じた不活性ガス供給
   量が各装置内に導入されるように、各不活性ガス供給配
   管からのガス流量を調整する流量調節弁を駆動してその
   開度を調整することを特徴とする塊成炭由来の可燃性ガ
   スの異常燃焼防止方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の高強度のコークスを得
   る方法において、塊成化プロセス以降の急速加熱した半
   溶融状態の塊成炭の搬送装置および貯蔵装置の系内各部
   のガス組成並びにガス温度を、両装置各部に設けたガス
   および温度検出器によって検出し、該ガスおよび温度検
   出器による検出値を制御装置に入力し、制御装置は入力
   信号に基づいて両装置内のガス組成およびガス温度分布
   を演算し、この演算結果に基づいて、ガス組成およびガ
   ス温度分布が可燃ガス爆発範囲外となるように両装置内
   に供給すべき不活性ガス総量の演算を行い、各装置の不
   活性ガス供給部ごとの不活性ガス量の分布演算を行い、
   また制御装置は両装置内の最適温度を算出し、次に制御
   装置は、この演算結果に応じた不活性ガス供給量が各装
   置内に供給されるように、不活性ガス供給配管からのガ
   ス流量を調整する流量調節弁を駆動してその開度を調整
   し、また、制御装置は、算出結果に応じて両装置内のガ
   ス温度分布が最適温度になるように両装置各部に付設さ
   れた温度調節装置の起動、停止を調整することを特徴と
   する塊成炭由来の可燃性ガスの異常燃焼防止方法。