JPH07278561A - 冶金用成型コークス製造方法 - Google Patents

冶金用成型コークス製造方法

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JPH07278561A
JPH07278561A JP7345194A JP7345194A JPH07278561A JP H07278561 A JPH07278561 A JP H07278561A JP 7345194 A JP7345194 A JP 7345194A JP 7345194 A JP7345194 A JP 7345194A JP H07278561 A JPH07278561 A JP H07278561A
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JP
Japan
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gas
coke
cooling
tar
temperature
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Pending
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JP7345194A
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English (en)
Inventor
Ikuo Komaki
古牧育男
Kenji Kato
加藤健次
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コークス製造に要するエネルギー使用量が少
なくかつ設備の簡素化が可能な、成型コークス製造方法
を提示する。 【構成】 竪型シャフト炉により連続的に循環使用され
る熱媒ガスにて成型炭を加熱してコークス化し冶金用成
型コークスを製造する方法において、シャフト炉炉頂よ
り抜き出された熱媒ガスを冷却し安水およびタールを分
離する工程において、ガス冷却を安水散布による直接熱
交換器のみにておこないかつガス冷却温度を70℃以上
90℃以下とする冶金用成型コークス製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭とバインダーを混
練しブリケットとした成型炭を竪型シャフト炉でコーク
ス化するにあたり成型炭の熱分解により発生するガスを
熱媒として循環利用し冶金用成型コークスを製造する設
備の運転方法に関わるものである。
【0002】
【従来の技術】近年冶金用成型コークス製造方法とし
て、竪型シャフト炉を用いて循環熱媒ガスによる2段加
熱により成型炭を乾留し成型コークスを製造する製造方
法が開発されている(例として特公昭60−38437
号)。
【0003】この方法では成型炭より発生する、水素6
0容量%、メタン20容量%、一酸化炭素10容量%、
窒素10容量%の組成である石炭熱分解ガスを成型炭加
熱用熱媒として循環使用するが、単位時間あたりの循環
ガス量は発生ガス量の5ないし10倍に達する。
【0004】熱媒循環ガスは、竪型シャフト炉での成型
炭乾留温度である約1000℃迄加熱器にて加熱され羽
口よりシャフト部に吹き込まれ、成型炭を加熱した後通
常300℃から400℃にてシャフト炉頂部より抜き出
される。
【0005】その後ガスはガス中不純物であるタールを
凝集除去する為約35℃に冷却され、成型炭より発生し
た余剰分を系外へ放出した後再び加熱器へブロワーにて
圧送され循環使用される。
【0006】図3は竪型シャフト炉による成型コークス
製造プロセスを示す模式図であり、ブリケット装入装置
1より装入された成型炭は、シャフト上部乾留室2、シ
ャフト下部冷却室3を経て、成型コークス排出口4より
製品として取り出される。一方、加熱ガスは低温加熱ガ
ス吹込み羽口5、高温加熱ガス吹込み羽口6よりシャフ
ト炉へ吹き込まれる。7はシャフト下部冷却室への冷却
ガス吹込み羽口であり、8は冷却室でコークスから抜熱
した昇温ガス抜き出しダクトである。炉頂部循環ガス抜
き出しダクト9でシャフト炉から抜き出された循環ガス
は、水スプレー型循環ガス冷却器10、間接熱交換型循
環ガス冷却器11で冷却された後、低温吹込みガス加熱
器12、高温吹込みガス加熱器13にて昇温され熱媒ガ
スとして循環使用される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上に述べた成型炭より
発生する熱分解ガスの循環使用は砂やセラミクスボール
等の固体熱媒を使用する方法に比較して製品と熱媒の分
離が容易でありかつシャフト炉内の温度分布の調整が任
意に可能であることから最も有力な成型炭の乾留方法と
いえよう。
【0008】しかしながら、上記の方法では成型炭より
通常10重量%程度発生するタールが循環ガス中に混入
した場合、高温吹込みガス加熱器後の高温部分でのコー
キングが発生する危険があり、極端な場合は高温ガスダ
クトおよび高温ガス吹込み羽口の閉塞に至る。この為通
常の操業では炉頂部より抜き出されたガスを水スプレー
による冷却をほどこした後、間接熱交換器にて30℃な
いし40℃に冷却しタール分および水分を凝縮除去した
後、ガス加熱器に送ることにしている。
【0009】この操作により高温ガスダクト閉塞の危険
は回避される。又直接水スプレー後には循環ガス中に2
0〜30容量%含まれる飽和水蒸気を、冷却により6容
量%程度に低下させ水蒸気とコークスとの水性ガス反応
に起因するコークスロスを2%以下に抑制している。
【0010】しかし、この方法では高温でシャフト部よ
り抜き出された循環ガスを一度冷却し、再度加熱しシャ
フト部に吹込むことから、循環ガス冷却器における冷却
時に抜熱されるガス顕熱は何ら利用されることなく廃棄
されるという問題点を有している。
【0011】本発明は、コークス製造に要するエネルギ
ー使用が少なくかつ設備の簡素化が可能な成型コークス
製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、竪型シ
ャフト炉に連続的に循環使用される熱媒ガスにより成型
炭を加熱して冶金用成型コークスを製造する方法におい
て、シャフト炉炉頂より抜き出された熱媒ガスを冷却し
安水およびタールを分離する際に、当該熱媒ガスの冷却
を安水散布による直接熱交換器のみにておこないかつガ
ス冷却温度を70℃以上90℃以下とする冶金用成型コ
ークス製造方法にある。
【0013】
【作用】本発明の作用を実施態様に基づいて説明する。
【0014】図1に本発明を用いた場合の、竪型シャフ
ト炉による成型コークス製造プロセスの模式図を示す。
ブリケット装入装置1、シャフト上部乾留室2、シャフ
ト下部冷却室3、成型コークス排出口4、低温加熱ガス
吹込み羽口5、高温加熱ガス吹込み羽口6、冷却ガス吹
込み羽口7、昇温ガス抜き出しダクト8、炉頂部循環ガ
ス抜き出しダクト9は従来技術と何ら変わるところはな
い。
【0015】抜き出した循環ガスは、水スプレー循環ガ
ス冷却器10で1段で70〜90℃に冷却された後、耐
熱湿式電気集塵機14にてタール分を除去され、低温吹
込みガス加熱器12、高温吹込みガス加熱器13に至
る。
【0016】即ち、本発明においては熱媒ガスの1段冷
却による循環使用方法、およびそのことを可能とするた
めの、(1)タール分を除去するための耐熱電気集塵機
の設置、(2)高濃度の水蒸気ガスとコークスの反応を
抑制する加熱ガス温度調整の実施、が新しい技術として
包含されている。
【0017】以下に、その作用につき説明する。
【0018】従来技術の問題点で述べたように、炉頂部
から抜き出された循環ガスの顕熱は冷却器にて抜熱され
何ら利用されることなく廃棄されている。この熱損失を
低減するためには、冷却温度幅を縮小し循環ガスの顕熱
を吹込みガス顕熱として再利用することが必要である。
この目的を達成するためには、冷却器の廃止が最も有効
であるが、その場合には200ないし300℃の炉頂ガ
スを送風ブロワーにてガス加熱器へ圧送することとな
り、設備の耐熱対策が経済的に重い負担となる。本発明
では、冷却効率が高くコンパクトな設備である直接水ス
プレー型冷却器のみでガス冷却をおこなうこととした。
使用される水は望ましくはFCPより自己発生するアン
モニアを含有した安水であるが、この場合循環使用する
ため循環水温度は60℃から80℃となると予測され
る。このような安水によるスプレー冷却器では炉頂抜き
出しガスを70℃以下迄冷却することは伝熱的に困難で
あり、一方通常型の送風ブロワーを使用するうえでは通
過ガス温度は90℃以下が望ましい。
【0019】一方、従来技術で述べたように、循環ガス
に含まれるタール分は高温雰囲気でのコーキングにより
高温ガスダクトの閉塞等のトラブルを引き起こす。循環
熱媒ガスの高温加熱器後の高温部分でのタールのコーキ
ングを抑制するにはガス中タールミスト濃度を0.1g
/Nm3 以下とすることが必要である。そのためには電
気集塵機によるタールミスト除去が最適であるが、10
0℃近い高温かつ高濃度水蒸気雰囲気でのタールミスト
除去が課題となる。電気集塵機の耐熱性は電圧印加され
る碍子の耐熱性で決定され、一般に碍子の温度が上がる
と碍子素地の電気抵抗が低下し碍子に過度の電流が流れ
局部的な温度上昇により碍子が破壊される。この対策と
して望ましくはアルミナ含有磁器製の碍子を用い、同時
に碍子部へのタール付着と碍子の冷却を目的に窒素等の
不活性ガスによるパージが必要である。又、使用される
電気集塵機は電極線へのタール付着抑制と高い水蒸気分
圧に対応できる湿式電気集塵機が最適である。適当な電
気集塵機の設計により出口タールミスト濃度は0.05
g/Nm3 以下となると予測されており、後工程の高温
加熱器以降でのタールコーキングによるトラブルは回避
することができる。
【0020】このような措置を講じたとしても間接熱交
換器を廃止し直接水スプレー冷却のみとした場合、循環
ガス中の水蒸気濃度は従来の約6容量%に比し20〜3
0容量%と大幅に高くなり、コークスとの水性ガス反応
に起因するコークスロスの危険が生じる。コークスの水
蒸気との反応は水蒸気濃度および反応温度により支配さ
れるが、その関係を調査した結果を図2に示す。即ち、
高温加熱ガス温度を950℃以下望ましくは900℃程
度に厳密に制御することによりコークスの水性ガス反応
量は本プロセスの目標とする2%以下へ調整することが
できる。
【0021】なお、このような高濃度の水蒸気を含むガ
スの熱媒としての能力については、乾燥ガスと水蒸気含
有ガスの比熱が殆ど同一であることからも問題はないと
考えられる。又、一連の実験の中でタールのコーキング
する条件での水蒸気含有ガスのコーキングへ与える影響
を調査したが、ガス中水蒸気はコーキングコークスと徐
々に反応し付着物を消費せしめることから、寧ろこのよ
うなタール含有ガスを高温で使用する場合、水蒸気は好
ましい効果を与えることを確認している。
【0022】
【実施例】成型コークス生産能力が200t/Dの製造
設備を例に実施例を説明する。
【0023】使用される原料炭は揮発分20〜30%の
配合炭であり、水分2%以下に乾燥した後ハンマークラ
ッシャーで粉砕されダブルロールプレスにより成型され
る。
【0024】高さ14m、長さ6m、幅1.3mの竪型
シャフト炉の頂部より装入された成型炭は約650℃の
低温加熱ガスおよび約900℃の高温加熱ガスにより逐
次昇温され、コークス化する。シャフト下部の冷却室で
200℃以下迄冷却された後排出される。
【0025】シャフト炉より抜き出された200〜30
0℃の熱媒ガスは、水スプレー式冷却器にて70〜90
℃迄冷却された後電気集塵機にてタール分濃度が0.5
mg/m3 迄タール分が除去される。その後循環ガス
は、各々流量調整ダンパーにて所定量の高温加熱用ガ
ス、低温加熱用ガス、冷却用ガスに分配される。低温ガ
ス加熱器および高温ガス加熱器では各々600℃および
900℃に循環ガスを加熱しシャフト炉へ吹き込む。こ
こで高温ガス加熱器後のガス温度は精密な調整が必要で
あり、レキュペレーター型加熱器を使用する場合温度フ
ィードバック制御により燃料ガス量の調整が行われる。
【0026】本発明のフローでは、伝熱面積が3000
2 の大型間接熱交換器の必要がなくなり、成型コーク
ス製造設備の大幅な簡素化が可能となる。
【0027】又、冷却時のガス顕熱の損失が減少するこ
とにより、全体ヒートバランスからは成型炭トンあたり
使用熱量を10Mcal/t−BRQ削減することがで
きる。
【0028】
【発明の効果】今後、室式コークス製造設備に比べて環
境汚染の少ない成型コークス製造設備の実用化が期待さ
れているが、本発明は成型コークスの経済性を改善し、
その工業化に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による竪型シャフト炉による成型コーク
ス製造プロセスフロー図。
【図2】循環ガス中水蒸気濃度と反応温度およびコーク
ス反応量の関係を示す図。
【図3】竪型シャフト炉による成型コークス製造プロセ
スフロー図。
【符号の説明】
1…ブリケット(成型炭)装入装置 2…シャフト上部
乾留室 3…シャフト下部冷却室 4…成型コークス
排出口 5…低温加熱ガス吹き込み羽口 6…高温加熱ガス
吹き込み羽口 7…冷却ガス吹き込み羽口 8…昇温ガス抜き
出しダクト 9…炉頂部循環ガス抜き出しダクト 10,11…循環
ガス冷却器 12…低温吹き込みガス加熱器 13…高温吹き込
みガス加熱器 14…湿式電気集塵機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 竪型シャフト炉に連続的に循環使用され
    る熱媒ガスにより成型炭を加熱して冶金用成型コークス
    を製造する方法において、シャフト炉炉頂より抜き出さ
    れた熱媒ガスを冷却し安水およびタールを分離する際
    に、当該熱媒ガスの冷却を安水散布による直接熱交換器
    のみにておこないかつガス冷却温度を70℃以上90℃
    以下とする冶金用成型コークス製造方法。
JP7345194A 1994-04-12 1994-04-12 冶金用成型コークス製造方法 Pending JPH07278561A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010215689A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Jfe Steel Corp 成型コークスの製造装置
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EP2657320B1 (en) * 2010-12-21 2020-06-17 Posco Method for manufacturing partially carbonized coal briquettes

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030204