JPH07242878A - コークス乾式消火設備の操業方法 - Google Patents

コークス乾式消火設備の操業方法

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JPH07242878A
JPH07242878A JP6036126A JP3612694A JPH07242878A JP H07242878 A JPH07242878 A JP H07242878A JP 6036126 A JP6036126 A JP 6036126A JP 3612694 A JP3612694 A JP 3612694A JP H07242878 A JPH07242878 A JP H07242878A
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JP
Japan
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coke
gas
chamber
heat
steam
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Withdrawn
Application number
JP6036126A
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English (en)
Inventor
Kazutoshi Matsumoto
和俊 松本
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

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  • Coke Industry (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、CDQの操業方法に係り、コー
クス炉からの赤熱コークスの供給が停止した際に生じる
排ガスの減熱量を熱補償して、赤熱コークスの供給が停
止しても、排熱回収ボイラーを長時間正常運転させるこ
とが出来る。 【構成】 CDQ1の消火室3への赤熱コークスの装入
を停止した際に、その停止中、吹込み空気の供給管21
と吹込み蒸気の供給管22から、消火室3に空気と蒸気
を吹込み、消火室3の貯留しているコークスと反応させ
る。熱量測定用センサー23により、消火室から出るガ
スの熱量算出に必要な流量、ガス分析値、温度等を検出
して、その検出信号を制御機構24に入力し、そこで消
火室から出る排ガスの熱量と設定値とを比較演算して、
それに基づいて吹込み空気の供給管21と吹込み蒸気の
供給管22のバルブ25a、25bを調節して、空気と
蒸気を消火室に吹込み、排熱回収ボイラー5に送入され
る排ガスの熱量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、循環ガス系統に排熱
回収ボイラーを有するコークス乾式消火設備(Coke
Dry Quenching Equipment、
以下CDQという)の操業方法に係り、コークス炉から
の赤熱コークスの供給が停止した際に生じる排ガスの減
熱量を熱補償して、排熱回収ボイラーを長時間正常運転
させることの出来るコークス乾式消火設備の操業方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】CDQはコークス炉から窯出しされた赤
熱コークスの顕熱を回収して、省エネルギーを図ること
が出来る。図4はプレチャンバーを有するCDQの一例
を示す図である。図4において、1はCDQ、2はプレ
チャンバー、3は消火室、4は循環ガス系統、5は排熱
回収ボイラーである。
【0003】CDQ1はプレチャンバー2と消火室3で
構成されており、消火室3での赤熱コークスの消火に用
いたN2 を主成分としたガスは、消火室のガス出口から
排ガスとして循環ガス系統4に排出され、そこで排熱回
収ボイラー5内で熱交換された後、再び、消火用のガス
として消火室3に循環して吹込まれる。
【0004】ここでは、図示しないコークス炉から窯出
しされた赤熱コークスが、コークバケット車6および装
入クレーン7により、CDQ1のプレチャンバー2の頂
部に運搬され、プレチャンバー2に装入される。プレチ
ャンバー2は生産変動を吸収し、かつ操業の安定性を得
るために設けられている。
【0005】そのプレチャンバー2を介して消火室3に
装入された赤熱コークスは、ガス吹込み口8から吹き込
まれるN2 を主成分とした不活性ガスと熱交換して冷却
され、消火室3の下部の切出し口9で切出され、高炉に
送られる。一般にCDQでは装入コークス温度が100
0℃〜1050℃で出口コークス温度が200℃程度で
ある。
【0006】一方、消火室3で熱交換されて高温となっ
たガスは、空気吹込み口10から消火室3内に吹き込ま
れた空気により、ガス中のH2 、CO等の可燃成分を燃
焼させた後、排熱ボイラー5に導入される。そして、排
熱ボイラー5において、高温ガスの保有する高温の熱に
より、高温、高圧の蒸気を発生させる。高温、高圧の蒸
気はタービン室11に送られ、発電機12の駆動原とし
て利用される。
【0007】しかし、CDQでの排熱ボイラー5へ供給
する循環ガスは、赤熱コークス装入時の予期しない排ガ
ス温度の低下や、又はコークス炉での窯出し間断中(6
0〜150分)、更にはコークス炉の定期修理時のCD
Qへの赤熱コークスの装入停止や、コークバケット車6
の巻上げ装置、冷却コークスの排出装置等の故障時によ
る赤熱コークスの装入停止によって、排ガス温度が低下
するので、それにともない排熱ボイラー5の蒸気発生量
が低下する。
【0008】蒸気発生量が低下すると、発電機12等へ
の影響を生じるので、種々の対策が行われている。 (1)特開昭61−37893号公報に開示されている
技術は、プレチャンバーの上部に加圧空気導入管を設け
て、プレチャンバー内に空気を加圧導入し、可燃性ガ
ス、コークス微粉および赤熱コークスを部分的に燃焼さ
せるものである。この高温ガスの顕熱を、消火室で熱交
換してきた不活性ガスの顕熱と共に排熱回収ボイラーに
供給し、排熱回収ボイラーの入熱量を一定範囲になるよ
うに制御する。 (2)特開昭63−101484号公報に開示されてい
る技術は、水及び/又は余剰汚泥を連続的にプレチャン
バー内に吹込むとともに、赤熱コークス装入時の装入蓋
開放に先立ち、空気をプレチャンバー内へ緩徐に導入す
るものである。水及び/又は余剰汚泥を連続的にプレチ
ャンバー内に吹込むことによって、コークスと水及び/
又は余剰汚泥の水分を反応させ、全体的に循環不活性ガ
ス中のCO、H2 等の可燃ガス成分を増加せしめ、希釈
空気を増量して可燃ガス成分を燃焼させることによっ
て、排熱回収ボイラー入口の循環不活性ガス温度を上昇
し、全体として発生蒸気量を増大させる。空気をプレチ
ャンバー内へ緩徐に導入するのは、ガス爆発を避けるた
めである。
【0009】(3)特開昭60−90291号公報に開
示されている技術は、排熱回収ボイラーから消火室への
系路に、水または水蒸気を添加し、消火室からの出口ガ
ス温度と切出しコークス温度に基づいて制御し、かつ余
剰循環ガスは回収するものである。これによって、赤熱
コークスの装入時の消火室でのコークスの温度分布のバ
ラツキを解消する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来の技術
は、赤熱コークスの装入停止が2時間以下である場合に
はそれなりの効果がある。しかし、装入停止が2時間を
越える場合には、プレチャンバー内の赤熱コークスが降
下し、消火室にのみコークスが貯留している状態とな
る。このような状態では、前記従来の技術には以下のよ
うな問題がある。
【0011】(1)特開昭61−37893号公報に開
示された方法 消火室にのみコークスが貯留している状態でプレチャン
バーの上部から空気を加圧導入した場合、発熱反応であ
るため、消火室の温度が必要以上に高温となり、発生し
た消火室の灰が溶融してクリンカーを生成し、循環ガス
の流れを阻害し、操業が困難となる。
【0012】(2)特開昭63−101484号公報に
開示された方法 消火室にのみコークスが貯留している状態で、プレチャ
ンバー内に、水及び/又は余剰汚泥を連続的に吹込む
と、コークスと水及び/又は余剰汚泥の水分の反応は吸
熱反応であるために、消火室の温度が必要以上に降下し
て、その調整が困難である。
【0013】(3)特開昭60−90291号公報に開
示された方法 消火室にのみコークスが貯留している状態に対しては、
消火室からの出口ガス温度と切出しコークス温度、排熱
回収ボイラーの出側に設けたガス分析計で測定されるガ
ス組成に基づいての制御は、そのまま適用することは困
難である。
【0014】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、赤熱コークスの装入が長時
間停止し、プレチャンバー内の赤熱コークスが降下し、
主として消火室にのみコークスが貯留している場合の上
記のような問題点の解決を図ったものであり、コークス
炉からの赤熱コークスの供給が停止した場合でも、排熱
回収ボイラーを長時間正常運転させることの出来るコー
クス乾式消火設備の操業方法を提供することを目的とす
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は循環ガス系統に
排熱回収ボイラーを有するコークス乾式消火設備の操業
方法において、上記コークス乾式消火設備の消火室への
赤熱コークスの装入を停止している間、消火室に空気と
蒸気を吹込み、消火室のガス出口の排ガスの熱量(Kc
al/Hr)を設定値になるように制御することを特徴
とするコークス乾式消火設備の操業方法である。
【0016】
【作用】本発明は、プレチャンバーにてコークスと空
気、コークスと水との反応により、COガス、水素ガス
を発生させ、これらを燃焼させることにより、赤熱コー
クスの減少に伴う排ガス顕熱の減少量を補償して、排ガ
スボイラーの停止を防止するものである。即ち、本発明
では消火室に空気と蒸気を吹込み、消火室のガス出口の
排ガスの熱量(Kcal/Hr)を設定値になるように
熱補償する。
【0017】消火室に空気と蒸気を吹込んで熱補償する
理由は以下の通りである。 (1)空気吹込みによるコークスとの反応による生成ガ
ス C+O2 +3.76N2 →CO2 +3.76N2 +97600 (Kcal /Kmol ) (1) C+CO2 →2CO−38800 (Kcal /Kmol ) (2) 2C+O2 +3.76N2 →2CO+3.76N2 +58800 (Kcal /Kmol ) (3) (3)式より、コークス1kg の燃焼に必要な空気量や生成
ガスは、必要空気量:4.44 (Nm3)、生成ガス量: CO:1.
87 (Nm3)、N2:3.51 (Nm3)となる。生成ガス熱量はコ
ークス燃焼熱:2450 (Kcal)、生成ガス潜熱:5650 (Kcal
)となる。
【0018】(2)蒸気吹込みによる生成ガス 赤熱したコークスに水蒸気を吹込むと次式の反応が起こ
り、水性ガスが生成する。 C+H2 O→CO+H2 −29400 (Kcal /Kmol ) (4) 生成ガス量:CO:1.245 (Nm3)、H2:1.245 (Nm3) 。 生成ガス熱量: 吸熱量 :−1630(Kcal)、 生成ガス潜
熱:6960 (Kcal )。
【0019】(2)燃焼コークス量及び吹込蒸気量 今燃焼コークス量1kg に対して、0.35Kgの水蒸気を吹込
むとすると、所要燃焼コークス量は次式により求められ
る。 コークス量(Kg/H)=所要熱補償量((Kcal/H)/(8100+
5330×0.35) 上記によって、所要コークス量、吹込み空気量、吹込み
水蒸気量等を計算した結果を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】以上のことから水性ガス生成時の吸熱反応
と、COガス発生時の発熱反応を組み合わせれば、コー
クス燃焼温度を上昇させないで、CDQの操業を行な
い、所要熱補償量(Kcal/H)を排ガスの熱量として付与す
ることができる。そして、この排ガスを燃焼させること
によりこの熱量を回収し、排熱回収ボイラーの運転を円
滑にすることが出来る。
【0022】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。図1は本発明のCDQの操業状態を示す図である。
図4 のCDQの操業状態を示す図と共通するものについ
ては説明を省略する。図1において、21は吹込み空気
の供給管、22は吹込み蒸気の供給管で、いずれも、供
給量を調節するためのバルブを設けている。
【0023】23は熱量測定用センサーで、排ガスの熱
量算出に必要な流量、ガス分析値、温度等を計測するも
のである。24は制御機構で熱量測定用センサー23に
よる検出信号により、空気と蒸気の供給量を制御するも
のである。
【0024】CDQ1の消火室3のガス出口4aに熱量
測定用センサー23を設置して、通過する排ガスの熱量
算出に必要な流量、ガス分析値、温度等を検出すること
が出来るようにしている。
【0025】一方、吹込み空気の供給管21と吹込み蒸
気の供給管22を、循環ガス系統4の循環ガス吹込み口
近傍の配管4aに接続している。CDQ1の消火室3へ
の赤熱コークスの装入を停止した際に、その停止中、循
環ガス系統4の循環ガス吹込み口8近傍の配管4bに接
続している吹込み空気の供給管21と吹込み蒸気の供給
管22から、消火室3に空気と蒸気を吹込み、消火室3
の貯留しているコークスと反応させる。
【0026】消火室3のガス出口4aに熱量測定用セン
サー23を設置し、消火室から出るガスの熱量算出に必
要な流量、ガス分析値、温度等を検出して、その検出信
号を制御機構24に入力する。制御機構24では消火室
から出る排ガスの熱量と設定値とを比較演算して、それ
に基づいて吹込み空気の供給管21と吹込み蒸気の供給
管22のバルブ25a、25bを調節して、空気と蒸気
を消火室に吹込む。
【0027】上記によって、循環ガス系統4に設置した
排熱回収ボイラー5に送入される排ガスの熱量が制御さ
れる。制御機構24は演算処理装置25、記憶装置2
6、表示装置27、指令装置28から成っている。
【0028】図2は本発明の制御のフローチャートであ
る。制御機構24の演算処理装置25では、熱量測定用
センサー23の信号を入力して、ステップSP1で消火
室出口ガスの熱量を計算する。ステップSP2でSP1
で計算された熱量と設定値とが比較演算されて、それか
ら熱補償量が計算される。
【0029】ステップSP3でSP2で計算された熱補
償量から、コークス燃焼用空気量と水蒸気供給量が計算
される。ステップSP4では、SP3で計算されたコー
クス燃焼用空気量と水蒸気供給量になるように、指令装
置28からの指令によって、コークス燃焼用空気制御弁
25aと、水蒸気供給制御弁25bで制御する。
【0030】表示装置では必要なデーターが表示され
る。本発明の赤熱コークス停止時の操業方法を具体的に
詳述する。CDQは前述した表1の諸元を使用した。
【0031】CDQには赤熱コークスの停止中、消火室
に空気と蒸気の吹込みを行うために、次のコークス燃焼
用空気供給設備と水蒸気供給設備を設けた。 (1)コークス燃焼用空気供給設備 送風機 18000 (Nm3/H)× 1台 風量制御装置 × 1式 (2)水蒸気供給設備 蒸気配管 (1400 (kg/H)) ×1式 流量制御装置 × 1式
【0032】(3)生成ガス燃焼用空気吹込装置の増強
(+26000 (Nm3/H)) 図3は本発明による消火室出口の排ガスの熱量(Kca
l/Hr)の経時変化を示す図である。排ガスの熱量の
設定値は7.0×107 (Kcal/Hr)とし、一点
鎖線で示した。
【0033】図3では、操業中に赤熱コークスの供給が
停止し、且つ、プレチャンバー内の貯留赤熱コークスが
底をついた時点で、コークスの切出しを停止した後、消
火室に空気と蒸気の吹込み、消火室出口の排ガスの熱量
(Kcal/Hr)を熱補償した場合の経時変化を示し
たものである。Aで示す矢印は空気と蒸気の吹込み開始
点である。図3から明らかなように、赤熱コークスの停
止が4時間継続した間、排熱回収ボイラーの入熱に必要
な消火室出口の排ガスの熱量は略設定値に保持すること
が出来た。排熱回収ボイラーでは所要の蒸気発生量を得
ることが出来、それに伴い、タービンを円滑に動かすこ
とが出来た。
【0034】本発明によれば、赤熱コークスの短期停止
が有っても、排熱回収ボイラーの入熱に必要な消火室出
口の排ガスの熱量を保持することが出来るので、排熱回
収ボイラーの連続運転が可能である。
【0035】
【発明の効果】コークス乾式消火設備の操業方法によれ
ば、コークス炉からの赤熱コークスの供給が停止した際
に生じる排ガスの減熱量を熱補償して、排熱回収ボイラ
ーを長時間正常運転させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施例のCDQの操業状態を示
す図である。
【図2】本発明の実施例の制御フローチャートである。
【図3】本発明の実施例における消火室出口の排ガスの
熱量(Kcal/Hr)の経時変化を示す図である。
【図4】従来のプレチャンバーを有するCDQの一例を
示す図である。
【符号の説明】
1 CDQ 2 プレチャンバー 3 消火室 4 循環ガス系統 5 排熱回収ボイラー 8 ガス吹込み口 10 空気吹込み口 23 熱量測定用センサー 24 制御機構

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 循環ガス系統に排熱回収ボイラーを有す
    るコークス乾式消火設備の操業方法において、コークス
    乾式消火設備の消火室への赤熱コークスの装入を停止し
    ている間に、消火室に空気と蒸気とを吹き込み、消火室
    のガスの出口の排ガスの熱量(Kcal/Hr)を設定
    値になるように制御することを特徴とするコークス乾式
    消火設備の操業方法。
JP6036126A 1994-03-07 1994-03-07 コークス乾式消火設備の操業方法 Withdrawn JPH07242878A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004016713A1 (ja) * 2002-08-12 2004-02-26 Nippon Steel Corporation Cdqの循環送風方法およびそのシステム
KR100593754B1 (ko) * 2001-12-17 2006-06-30 주식회사 포스코 코크스 건식소화설비 및 그 방법

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KR100593754B1 (ko) * 2001-12-17 2006-06-30 주식회사 포스코 코크스 건식소화설비 및 그 방법
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