JPH09316452A - Control over grade of tar formed as by-product in production of coke - Google Patents

Control over grade of tar formed as by-product in production of coke

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JPH09316452A
JPH09316452A JP8733297A JP8733297A JPH09316452A JP H09316452 A JPH09316452 A JP H09316452A JP 8733297 A JP8733297 A JP 8733297A JP 8733297 A JP8733297 A JP 8733297A JP H09316452 A JPH09316452 A JP H09316452A
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JP
Japan
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coke
tar
product
production
yield
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JP8733297A
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Japanese (ja)
Inventor
Fuminori Munekane
史典 宗兼
Yukio Yamaguchi
由岐夫 山口
Seiichi Tanioka
誠一 谷岡
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the efficient production of a tar formed as a by-product when baking a raw material coal and producing coke in response to the quantity demanded in good yield. SOLUTION: When the operation rate of a coke oven, properties of a raw material coal such as the moisture content or volatile content and the required production amount of a tar formed as a by-product are determined, the set reference temperature for baking coke is set at a value computed by the simulation in relation to the heat transfer and reaction in a carbonization chamber of the coke oven and the set reference temperature is maintained to control the production yield of the tar formed as the by-product.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コークス製造にお
ける副生タールの歩留り制御方法に関し、さらに詳しく
は、原料炭を焼成して製品コークスを製造するコークス
炉、特に室炉式コークス炉において、燃焼室温度を一定
にする均一加熱法によってコークスを製造する際に、副
産物として得る副生タールの歩留り制御方法の改良に係
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling the yield of by-product tar in the production of coke, and more specifically, in a coke oven for burning product coal to produce product coke, particularly in a chamber furnace type coke oven. The present invention relates to an improvement in a yield control method of by-product tar obtained as a by-product when coke is produced by a uniform heating method in which a room temperature is kept constant.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、この種の室炉式コークス炉(以
下、単にコークス炉という)の場合、原料炭の装入から
乾留処理の終了後に、製品コークス(以下、単にコーク
スという)として排出するまでに必要な1操業毎の所要
時間は、コークス炉の稼働率によって一義的に決定さ
れ、該1操業毎の所要時間が“焼成サイクル”と呼ばれ
ている。
2. Description of the Related Art Generally, in the case of this type of chamber furnace type coke oven (hereinafter, simply referred to as "coke oven"), the raw material coal is discharged as product coke (hereinafter simply referred to as "coke") after completion of carbonization treatment. The time required for each operation up to this point is uniquely determined by the operating rate of the coke oven, and the time required for each operation is called a "firing cycle".

【0003】而して、前記コークス炉における焼成サイ
クルは、原料炭の装入開始から乾留処理の終了、いわゆ
る火落ちまでの〈焼成時間〉と、該火落ちからコークス
として排出されるまでの〈置き時間〉とに分けられてお
り、このときの燃焼室の温度には、予め、ある基準温度
が設定され、操業中は、該基準温度を維持し得るように
燃料の供給を制御している。
Thus, the firing cycle in the coke oven is the <burning time> from the start of the charging of the raw coal to the end of the carbonization process, the so-called fire burn, and the time from the burn burn to the discharge of coke. Placement time>, and a certain reference temperature is set in advance as the temperature of the combustion chamber at this time, and during operation, fuel supply is controlled so that the reference temperature can be maintained. .

【0004】ここで、従来の場合、前記基準温度につい
ては、省エネルギーの観点から、乾留処理に必要な熱エ
ネルギー量を低減するため、コークスの品位が所期通り
に保持されるだけの最短の〈置き時間〉を目標にして可
及的に低く設定する方がよいものとされている。従っ
て、コークス炉の稼働率、原料炭の水分や揮発分等の変
動に対応して基準温度を調整する際には、該基準温度が
常に前記最短の〈置き時間〉に維持される如く、経験か
ら得られた温度変化の割合で行なっている。
Here, in the conventional case, from the viewpoint of energy saving, the above-mentioned reference temperature is set to a minimum value <coke quality so that the quality of coke can be maintained as expected in order to reduce the amount of heat energy required for dry distillation. It is said that it is better to set the storage time as a target and set it as low as possible. Therefore, when adjusting the reference temperature in response to fluctuations in the operating rate of the coke oven, the water content and the volatile matter of the raw coal, the reference temperature should always be maintained at the shortest <dwell time>. The temperature change rate obtained from the above is used.

【0005】即ち、従来のコークス炉に対する燃料の供
給制御のための基準温度の設定は、コークスの品位保持
と乾留所要熱量の低減とを主眼にしており、原料炭乾留
の副産物として得る副生タール(以下、単にタールとい
う)については成り行きまかせとなっているのが現状で
ある。
That is, the conventional setting of the reference temperature for controlling the fuel supply to the coke oven is aimed at maintaining the quality of the coke and reducing the amount of heat required for carbonization, and the by-product tar obtained as a byproduct of carbonization of the raw coal. In the present situation, (hereinafter, simply referred to as tar) is left to rest.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上のようにコークス
炉の操業における基準温度の設定については、省エネル
ギーという立場からは乾留所要熱エネルギー量を低減す
るのが望ましいのであるが、一方で、乾留処理時に炭化
室から発生するタールの有効利用という面からみると、
タールの需要が多いときには、該タール自体の分解を抑
制して、これをタールそのものの形で回収し、また、タ
ールが供給過多のときには、該タール自体の分解を促進
して、これをガスやコークスの形で回収する方が望まし
いものと云える。
As described above, in setting the reference temperature in the operation of the coke oven, it is desirable to reduce the amount of heat energy required for carbonization from the standpoint of energy saving. From the perspective of effective utilization of tar generated from the carbonization chamber,
When the demand for tar is high, the decomposition of the tar itself is suppressed and recovered in the form of the tar itself. When the tar is in excess supply, the decomposition of the tar itself is promoted and the tar It can be said that it is more desirable to collect in the form of coke.

【0007】つまり、前記基準温度設定のための従来の
方法では、対象基準温度をコークスの品位が維持される
最短の〈置き時間〉になるまで下げることで、基準温度
に対して正の相関をもつ乾留所要熱エネルギー量を低減
できはするものの、炭化室から発生するタール量は、基
準温度に対して負の相関をもつために増加し、この結果
的、タール自体の受給バランスとは無関係に、該タール
が増産傾向を示すという問題点を有している。
That is, in the conventional method for setting the reference temperature, the target reference temperature is lowered to the shortest <dwell time> at which the quality of the coke is maintained, so that a positive correlation with the reference temperature is obtained. Although the amount of heat energy required for carbonization can be reduced, the amount of tar generated from the carbonization chamber increases because it has a negative correlation with the reference temperature, and as a result, it is independent of the balance of the tar itself. However, there is a problem that the tar tends to increase production.

【0008】本発明は、このような従来の問題点を解消
するためになされたもので、その目的とするところは、
原料炭を焼成してコークスを製造する際に、副産物とし
て発生するタールを需要量対応に歩留りよく効率的に生
産し得るようにしたコークス製造における副生タールの
歩留り制御方法を提供することである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems.
It is an object of the present invention to provide a yield control method of by-product tar in coke production, which enables efficient production of tar generated as a by-product with high yield corresponding to demand when coking coal from coking coal. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明者らは、鋭意開発努力を続けた結果、コーク
ス炉炭化室内の伝熱および反応に関するシュミレーショ
ンモデルを用いて演算を行ない、コークス品位が維持さ
れる温度範囲内で、タールの受給バランスが一致する量
となるコークス炉の燃焼室の基準温度、あるいは炭化室
の上部空隙部の基準温度、もしくは上昇管内の基準温度
を得て、これらの何れかの基準温度による制御によっ
て、先に述べた従来の問題点を改善できることを見出
し、本発明を完成するに至った。
In order to achieve the above-mentioned object, the inventors of the present invention continued their earnest development efforts, and as a result, carried out calculations using a simulation model of heat transfer and reaction in the coke oven carbonization chamber, Within the temperature range where coke quality is maintained, obtain the reference temperature of the combustion chamber of the coke oven or the reference temperature of the upper void of the carbonization chamber, or the reference temperature of the riser pipe, where the tar balance is the same. The inventors have found that the conventional problems described above can be improved by controlling any of these reference temperatures, and have completed the present invention.

【0010】ここで、原料炭の乾留過程でのモデル化に
おいては、該原料炭が軟化溶融してメタプラストにな
り、これが再固化してセミコークスになるときにガスと
タールとを発生し、且つ該セミコークスが水素に富んだ
ガスを放出してコークスになるといういわゆる逐次一次
反応モデルが知られている。一方、コークス炉において
は、炭化室両側の加熱壁を通して加熱が行なわれると共
に、発生する熱が該炭化室の両側壁から内部中心に向か
って徐々に伝熱されるもので、このような現象を表現し
た伝熱モデルもまたよく知られている。さらに、これら
の逐次一次反応モデルと伝熱モデルとを組み合わせたモ
デルについても知られてはいるが、これらの各モデル
は、原料炭の焼成時に発生するタールの歩留りを推算す
るのに十分なものとは云い得ない。
In the modeling of the raw coal in the carbonization process, the raw coal is softened and melted to metaplast, which is re-solidified into semi-coke to generate gas and tar, and A so-called sequential first-order reaction model is known in which the semi-coke releases a gas rich in hydrogen to form coke. On the other hand, in a coke oven, heating is performed through the heating walls on both sides of the carbonization chamber, and the generated heat is gradually transferred from the both side walls of the carbonization chamber toward the inner center. The heat transfer model is also well known. Furthermore, although models that combine these sequential first-order reaction models and heat transfer models are also known, each of these models is sufficient to estimate the yield of tar generated during the firing of coking coal. It cannot be said that.

【0011】そこで、本発明者らは、炭化室内での原料
炭の乾留の進行と、該乾留処理に伴うガスの発生速度と
発生ガスの組成変化およびタールの発生速度とを詳細に
検討した結果、種々の操業条件におけるタールの歩留り
の推算を可能にした。
Therefore, the present inventors have made a detailed study on the progress of dry distillation of the raw coal in the carbonization chamber, and the rate of gas evolution and the composition change of the evolved gas and the rate of tar evolution accompanying the carbonization treatment. , It was possible to estimate the yield of tar under various operating conditions.

【0012】図1には、本発明における反応モデルの概
要を示し、図2には、本反応モデルに対応される実験炉
装置(小型乾留試験炉装置)の概要構成を示してある。
ここで、本発明による反応モデルは、前記従来の逐次一
次反応モデルに加えて、この場合、タールの熱分解およ
び原料炭の熱分解反応の際に発生する反応水も考慮して
いる点が特長である。
FIG. 1 shows an outline of a reaction model in the present invention, and FIG. 2 shows an outline structure of an experimental furnace apparatus (small-scale carbonization test furnace apparatus) corresponding to this reaction model.
Here, the reaction model according to the present invention is characterized in that, in addition to the conventional sequential first-order reaction model, in this case, the reaction water generated during the thermal decomposition reaction of tar and the thermal decomposition reaction of the raw coal is also taken into consideration. Is.

【0013】この図1の反応モデルおよび図2の対応す
る実験炉装置の構成において、炉装置31の炭化室32
内に装入される原料炭11は、熱分解反応により、メタ
プラスト12からセミコークス13の過程を経て乾留さ
れ、コークス14として取り出される。また、この過程
でガス15aおよび15bがそれぞれに回収され、且つ
熱分解反応の際にタール16および反応水17が発生す
る。
In the reaction model of FIG. 1 and the structure of the corresponding experimental furnace apparatus of FIG. 2, the carbonization chamber 32 of the furnace apparatus 31 is used.
The raw coal 11 charged therein is subjected to a pyrolysis reaction to be carbonized from the metaplast 12 through the process of semi-coke 13 and taken out as coke 14. Further, in this process, the gases 15a and 15b are respectively recovered, and the tar 16 and the reaction water 17 are generated during the thermal decomposition reaction.

【0014】前記原料炭11の熱分解反応によって発生
するタール16は、一部が炭化室32内の中心部側に向
かって流れ、温度の低い原料炭11の層内で凝縮され
る。一方、大部分のタール15は、加熱壁33方向側に
向かい温度の高いセミコークス13の層内とコークス1
4の層内とを順次に流れてさらに熱分解され、重質ガス
(CmHn)18を放出して比重の高いタール16aに
なり、且つ未反応のままのタール16もある。
The tar 16 generated by the thermal decomposition reaction of the raw coal 11 partially flows toward the center of the carbonization chamber 32 and is condensed in the bed of the low-temperature raw coal 11. On the other hand, most of the tar 15 is directed toward the heating wall 33 side and in the layer of the semi-coke 13 having a high temperature and the coke 1
There is also tar 16 that remains unreacted, and flows into the layers of No. 4 in sequence and is further thermally decomposed to release heavy gas (CmHn) 18 to become tar 16a having high specific gravity.

【0015】そして、前記タール16aの一部分は、そ
の場での熱分解によってガスを放出した後、同様に、デ
ポジットコークス14aとして取り出され、同時に反応
によって生ずる粗軽油19と、メタン(CH4 )20お
よび水素(H2 )21と、それに未反応のタール16a
等が回収される。
Then, a part of the tar 16a is released as gas by in-situ thermal decomposition and then similarly taken out as deposit coke 14a, and at the same time, crude gas oil 19 and methane (CH 4 ) 20 produced by the reaction are discharged. And hydrogen (H 2 ) 21 and unreacted tar 16a
Etc. are collected.

【0016】また、留められた他部のタール16bにつ
いても、ガス放出に伴い気体としては存在できなくな
り、コークス14中に留められてデポジットコークス1
4bとして取り出されると共に、同様に、メタン(CH
4 )20および水素(H2 )21が回収される。
Further, the tar 16b of the other part that has been stopped becomes unable to exist as a gas as the gas is released, and the tar 16b is stopped in the coke 14 and is deposited in the deposit coke 1
4b, and likewise methane (CH
4 ) 20 and hydrogen (H 2 ) 21 are recovered.

【0017】さらに、前記重質ガス18は、前記タール
16の熱分解反応時だけではなく、前記原料炭11の熱
分解反応の際に発生するガス15aにも含まれており、
該重質ガス18についても、前記セミコークス13の層
内およびコークス14の層内を通過することで熱分解反
応して発生する水素(H2 )21が回収され、且つここ
でもデポジットコークス14cとして取り出されるほ
か、未反応の重質ガス18も回収される。
Further, the heavy gas 18 is contained not only in the thermal decomposition reaction of the tar 16 but also in the gas 15a generated in the thermal decomposition reaction of the raw coal 11.
With respect to the heavy gas 18, hydrogen (H 2 ) 21 generated by the thermal decomposition reaction by passing through the layer of the semi-coke 13 and the layer of the coke 14 is recovered, and again as the deposit coke 14c. In addition to being taken out, the unreacted heavy gas 18 is also recovered.

【0018】一方、発明者らは、図2の実験炉装置を用
いて、前記二次分解の炉温度を種々に変化させることに
より、図1の反応モデルにおける各反応の際の反応速度
定数k1 〜k7 を決定するための活性化エネルギーおよ
び頻度因子を得た。また、前記原料炭11の熱分解反応
の際に発生する反応水17についても、ある割合いで同
様に加熱壁33方向側に流れ、温度が700〜800℃
以上あるコークス14の層内を通過することで水性ガス
化反応を生ずるが、このときの反応速度定数k8 を決定
するための活性化エネルギーおよび頻度因子も同時に得
た。
On the other hand, the inventors of the present invention changed the furnace temperature of the secondary decomposition variously by using the experimental furnace apparatus of FIG. 2 so that the reaction rate constant k in each reaction in the reaction model of FIG. to obtain the activation energy and frequency factor for determining the 1 to k 7. The reaction water 17 generated during the thermal decomposition reaction of the raw coal 11 also flows to the heating wall 33 direction side at a certain ratio, and the temperature is 700 to 800 ° C.
The water gasification reaction is caused by passing through the layer of the coke 14 as described above, and the activation energy and the frequency factor for determining the reaction rate constant k 8 at this time were also obtained.

【0019】図3には、前記一次分解の炉温度を5℃/
minで1000℃まで昇温させ、且つ前記二次分解の
炉温度を825℃で一定にしたときのガス発生速度の経
時変化(a)およびガス組成の経時変化(b)につい
て、ここでの実験結果と前記反応モデルを用いた演算結
果とを示す。これらの実験結果と演算結果とはよい一致
をみており、前記問題点の解消のための反応モデルとし
て使用可能なことが確認された。
In FIG. 3, the furnace temperature for the primary decomposition is 5 ° C. /
Experiments were carried out on the time-dependent change in the gas generation rate (a) and the time-dependent change in the gas composition (b) when the furnace temperature for the secondary decomposition was kept constant at 825 ° C. while the temperature was raised to 1000 ° C. in min. The result and the calculation result using the reaction model are shown. There was a good agreement between these experimental results and calculation results, and it was confirmed that they can be used as a reaction model for solving the above-mentioned problems.

【0020】また、一般的にコークス炉の構成におい
て、前記タール16や重質ガス18が熱影響を受ける部
分は、これらが発生して前記加熱壁33方向側へ流れる
際のセミコークス13層内やコークス14層内と、該加
熱壁33に沿って上方に流れる際の壁面とコークス14
層との空隙と、炭化室32の上部空隙などとである。前
記反応モデルは、原料炭11の層、コークス14の層に
ついて、中心部から加熱壁33までの一次元で考えてい
るために、実際のコークス炉に対して該反応モデルの展
開を図るに当たっては、これを該加熱壁33とコークス
14の層との空隙部を含めた原料炭11の充填部分の平
均値として捉えることにし、且つ炭化室32の上部空隙
部については、各滞溜時間に相当する区間に区切ると共
に、原料炭11の充填部分の演算によって得られるター
ルや発生ガスを、それぞれの各区間を流れるタールや発
生ガスに加え、個々の各区間において熱分解反応を演算
するようにしたが、ここでの反応速度式は、原料炭11
の層、コークス14の層でのものと同一にした。
Generally, in the structure of the coke oven, the portion where the tar 16 and the heavy gas 18 are thermally affected is in the semi-coke 13 layer when these are generated and flow toward the heating wall 33 side. And the wall of the coke 14 and the wall surface of the coke 14 when flowing upward along the heating wall 33.
A void with the layer, an upper void of the carbonization chamber 32, and the like. In the reaction model, the layer of the coking coal 11 and the layer of the coke 14 are considered in one dimension from the center to the heating wall 33. Therefore, in developing the reaction model in an actual coke oven, This is taken as an average value of the filling portion of the raw coal 11 including the void portion between the heating wall 33 and the layer of the coke 14, and the upper void portion of the carbonization chamber 32 corresponds to each retention time. In addition to dividing into sections, the tar and the generated gas obtained by calculating the filling portion of the raw coal 11 are added to the tar and the generated gas flowing in each section, and the thermal decomposition reaction is calculated in each section. However, the reaction rate formula here is
Of the coke 14 layer.

【0021】以上のようにして作成したシュミレーショ
ンモデルを用い、種々のコークス炉稼働率における装入
原料炭の揮発分27%、水分9%、置き時間一定となる
設定基準温度にした標準的な操業条件で演算を行なっ
た。このときの結果を図4に示す。該図4は、タールの
歩留り(a)と、4700kcal/Nm3 に換算した
原料炭1t当たりのガス発生量(b)とについての実績
値と演算値とを示しており、両者はよい一致をみてお
り、ここでは、本発明での実施態様例における効果を容
易に確認できるのである。
Using the simulation model created as described above, a standard operation was carried out at a set reference temperature with a volatile matter content of 27%, a water content of 9%, and a fixed standing time at various coke oven operating rates. Calculation was performed under the conditions. The result at this time is shown in FIG. FIG. 4 shows the actual value and the calculated value for the yield of tar (a) and the amount of gas generated per ton of coking coal converted to 4700 kcal / Nm 3 (b), and both are in good agreement. Therefore, the effect of the embodiment of the present invention can be easily confirmed here.

【0022】即ち、本発明に係る請求項1に記載の発明
は、コークス炉の稼働率、原料炭の水分・揮発分等の性
状、および副生タールの必要生産量が定められたとき、
コークス焼成のための設定基準温度を、コークス炉炭化
室内の伝熱および反応に関するシュミレーションによっ
て演算された値とし、該設定基準温度を維持して副生タ
ールの生産歩留りを制御することを特徴とするコークス
製造における副生タールの歩留り制御方法である。
That is, the invention according to claim 1 of the present invention is such that when the operating rate of the coke oven, the properties of the raw material coal such as water and volatile matter, and the required amount of by-product tar are determined,
The set reference temperature for coke firing is a value calculated by simulation relating to heat transfer and reaction in the coke oven carbonization chamber, and the set reference temperature is maintained to control the production yield of by-product tar. It is a method for controlling the yield of by-product tar in coke production.

【0023】従って、請求項1の副生タールの歩留り制
御方法では、コークス焼成のための設定基準温度をシュ
ミレーションによって演算された値に設定し、且つ維持
するようにしたので、副生タールの生産歩留りが所期通
りに制御される。
Therefore, in the yield control method for the by-product tar according to the first aspect, the set reference temperature for coke firing is set and maintained at the value calculated by the simulation. Yield is controlled as expected.

【0024】また、本発明に係る請求項2に記載の発明
は、コークス炉の稼働率、原料石炭の水分・揮発分等の
性状、および副生タールの必要生産量が定められたと
き、コークス炉炭化室の上部空隙部内の温度を、該炭化
室内の伝熱および反応に関するシュミレーションによっ
て演算された値にするため、該炭化室の上部空隙部内の
温度を前記演算値に対応する基準温度値に維持し、該基
準温度値で副生タールの生産歩留りを制御することを特
徴とするコークス製造における副生タールの歩留り制御
方法である。
Further, the invention according to claim 2 of the present invention is such that when the operating rate of the coke oven, the properties of the raw material coal such as water content and volatile content, and the required production amount of by-product tar are determined, In order to make the temperature in the upper void portion of the furnace carbonization chamber a value calculated by a simulation relating to heat transfer and reaction in the carbonization chamber, the temperature in the upper void portion of the carbonization chamber is set to a reference temperature value corresponding to the calculated value. A method for controlling the yield of by-product tar in coke production, which is characterized by maintaining and controlling the production yield of by-product tar at the reference temperature value.

【0025】従って、請求項2の副生タールの歩留り制
御方法では、コークス炉炭化室の上部空隙部内の温度を
シュミレーションによって演算された値にするため、該
上部空隙部内の温度を演算値に対応する基準温度値に維
持するようにしたので、副生タールの生産歩留りが所期
通りに制御される。
Therefore, in the yield control method for by-product tar according to the second aspect, the temperature in the upper void portion of the coke oven carbonization chamber is set to a value calculated by simulation, and therefore the temperature in the upper void portion corresponds to the calculated value. The production yield of the by-product tar is controlled as expected because it is maintained at the standard temperature value.

【0026】また、本発明に係る請求項3に記載の発明
は、前記請求項2に記載の制御方法において、前記炭化
室の上部空隙部内に所要量の空気を導入すると共に、コ
ークス焼成時に発生するガスおよび/または副生タール
の一部を燃焼させ、該燃焼によって前記上部空隙部内の
温度を前記基準温度値に維持することを特徴とするコー
クス製造における副生タールの歩留り制御方法である。
The invention according to claim 3 of the present invention is the control method according to claim 2, in which a required amount of air is introduced into the upper void portion of the carbonization chamber, and is generated during coke firing. A method for controlling the yield of by-product tar in coke production, which comprises burning a part of the gas and / or the by-product tar and maintaining the temperature in the upper void portion at the reference temperature value by the combustion.

【0027】従って、請求項3の副生タールの歩留り制
御方法では、前記請求項2に記載の制御方法において、
上部空隙部内に空気を導入して発生ガスおよび/または
副生タールの一部を燃焼させ、該上部空隙部内の温度を
基準温度値に維持するようにしたので、同様に、副生タ
ールの生産歩留りが所期通りに制御される。
Therefore, in the yield control method for by-product tar according to claim 3, in the control method according to claim 2,
Since air is introduced into the upper void portion to burn some of the generated gas and / or the by-product tar to maintain the temperature in the upper void portion at the reference temperature value, the production of the by-product tar is similarly performed. Yield is controlled as expected.

【0028】また、本発明に係る請求項4に記載の発明
は、コークス炉の稼働率、原料石炭の水分・揮発分等の
性状、および副生タールの必要生産量が定められたと
き、コークス炉上昇管内の温度を、コークス炉炭化室内
の伝熱および反応に関するシュミレーションによって演
算された値にするため、該上昇管内の温度を外部からの
加熱により、前記演算値に対応する基準温度値に維持
し、該基準温度値で副生タールの生産歩留りを制御する
ことを特徴とするコークス製造における副生タールの歩
留り制御方法である。
Further, the invention according to claim 4 of the present invention is such that when the operating rate of the coke oven, the properties of the raw material coal such as moisture and volatile matter, and the required production amount of by-product tar are determined, In order to make the temperature in the furnace riser pipe a value calculated by a simulation of heat transfer and reaction in the coke oven carbonization chamber, the temperature in the riser pipe is maintained at a reference temperature value corresponding to the calculated value by external heating. Then, the yield control method of the by-product tar in coke production is characterized in that the production yield of the by-product tar is controlled by the reference temperature value.

【0029】従って、請求項4の副生タールの歩留り制
御方法では、コークス炉上昇管内の温度をシュミレーシ
ョンによって演算された値にするため、該上昇管内の温
度を演算値に対応する基準温度値に維持するようにした
ので、副生タールの生産歩留りが所期通りに制御され
る。
Therefore, in the yield control method of the by-product tar according to the fourth aspect, since the temperature in the riser pipe of the coke oven is set to the value calculated by the simulation, the temperature in the riser pipe is set to the reference temperature value corresponding to the calculated value. Since it is maintained, the production yield of by-product tar is controlled as expected.

【0030】さらに、本発明に係る請求項5に記載の発
明は、コークス炉の稼働率、原料石炭の水分・揮発分等
の性状、および副生タールの必要生産量が定められたと
き、コークス炉炭化室内の温度を、該炭化室内の伝熱お
よび反応に関するシュミレーションによって演算された
値にするため、コークス焼成時に発生する副生タールの
一部を前記シュミレーションによる演算割合いで原料炭
に混合して燃焼させ、該燃焼によって前記炭化室内の温
度を演算値に対応する基準温度値に維持し、該基準温度
値で副生タールの生産歩留りを制御することを特徴とす
るコークス製造における副生タールの歩留り制御方法で
ある。
Further, the invention according to claim 5 of the present invention is such that when the operating rate of the coke oven, the properties of the raw material coal such as water and volatile matter, and the required production amount of by-product tar are determined, In order to bring the temperature in the furnace carbonization chamber to a value calculated by a simulation relating to heat transfer and reaction in the carbonization chamber, a part of the by-product tar generated during coke firing is mixed with the coking coal at a ratio calculated by the simulation. Combustion, the temperature in the carbonization chamber is maintained at a reference temperature value corresponding to the calculated value by the combustion, and the production yield of the by-product tar is controlled by the reference temperature value. This is a yield control method.

【0031】従って、請求項5の副生タールの歩留り制
御方法では、コークス炉炭化室内の温度をシュミレーシ
ョンによって演算された値にするため、副生タールの一
部を該シュミレーションによる演算割合いで原料炭に混
合燃焼させて、該炭化室内の温度を演算値に対応する基
準温度値に維持するようにしたので、副生タールの生産
歩留りが所期通りに制御される。
Therefore, in the yield control method of the by-product tar according to the fifth aspect, since the temperature in the coke oven carbonization chamber is set to the value calculated by the simulation, a part of the by-product tar is calculated at the calculation ratio by the simulation. Since the mixed combustion is performed to maintain the temperature in the carbonization chamber at the reference temperature value corresponding to the calculated value, the production yield of the by-product tar is controlled as expected.

【0032】[0032]

【発明の実施の態様】以下、本発明に係る副生タールの
歩留り制御方法における基準温度設定の一実施態様例に
つき、上記図1ないし図4を参照し、且つ図5について
詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a reference temperature setting in the method for controlling the yield of by-product tar according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. 1 to 4 and FIG.

【0033】図5は、本実施態様での種々のコークス炉
稼働率において、設定基準温度を変化させて演算し、こ
のときのタール歩留りの変化(a)とガス発生量の変化
(b)とを示したものである。
FIG. 5 shows various coke oven operating rates in this embodiment, which are calculated by changing the set reference temperature, and show changes in the tar yield (a) and changes in the gas generation amount (b). Is shown.

【0034】本図5に示す実施態様では、一例として稼
働率130%の場合について、現在のコークス品位を維
持できる最低の温度を1210℃として操業させたもの
であるが、基準温度を上昇させることにより、タール歩
留りが減少し、且つガス発生量が増加していることが分
かる。即ち、これからタールの需要量に見合った基準温
度が与えられる。ここでは、原料炭の揮発分や水分が変
化した場合においても、同様にして、タールの需要量に
見合った基準温度が与えられ、且つ与えられた基準温度
に設定することによって、タールの有効利用の面で大き
な効果が得られるのである。
In the embodiment shown in FIG. 5, as an example, when the operation rate is 130%, the lowest temperature at which the current coke quality can be maintained is set to 1210 ° C., but the reference temperature is raised. It can be seen that the tar yield is decreased and the gas generation amount is increased. That is, the reference temperature suitable for the tar demand will be given. Here, even when the volatile matter and water content of the coking coal change, the reference temperature corresponding to the demand amount of tar is given in the same manner, and by setting the given reference temperature, the effective use of tar In terms of, a great effect can be obtained.

【0035】また、タールの熱分解の促進という面から
は、炭化室の上部空隙部内に熱を加える手段が考えら
れ、且つ該熱の加え方としては、炭化室への加熱と同様
に燃焼室から熱を与える手段、つまり、燃焼室上部の温
度を上昇させる手段とか、炭化室の上部空隙部内に空気
を導入して発生ガスを燃焼させる手段がある。
From the viewpoint of accelerating the thermal decomposition of tar, means for applying heat to the upper void portion of the carbonization chamber is conceivable, and the method of applying the heat is the same as heating in the combustion chamber. There is a means for giving heat from the above, that is, a means for raising the temperature of the upper part of the combustion chamber, or a means for introducing air into the upper void portion of the carbonization chamber to burn the generated gas.

【0036】このような方法により、一例として炭化室
の上部空隙内の温度を200℃だけ上昇させた場合につ
いて、前記シュミレーションモデルを用いた演算を行な
うと、タール歩留りが0.1%減少し、且つガス発生量
が1.5Nm3 /t増加する。このようにしてタールの
生産歩留りを容易に制御することができる。
When the temperature in the upper void of the carbonization chamber is increased by 200 ° C. as an example by such a method, the calculation using the above simulation model reduces the tar yield by 0.1%, Moreover, the gas generation amount increases by 1.5 Nm 3 / t. In this way, the production yield of tar can be easily controlled.

【0037】同様に、タールの熱分解を促進することの
可能な炉構成部分としては、コークス炉内で発生したガ
スを回収する回収配管と該炉内との接続部としての上昇
管の部分があり、該上昇管部分の外周は大気に接触し、
現状では管内を流れるガスが冷却されるようになってい
るが、これを外部加熱する手段とか、あるいは、現状の
上昇管の場合には、回収配管と合流する直前で原料炭中
の水分を回収した循環水によって冷却させているが、該
相当部分の冷却ではなくて、上昇管の後に外部加熱装置
と冷却装置とを設け、該外部加熱装置で加熱する手段な
どがある。
Similarly, as a furnace constituent part capable of promoting thermal decomposition of tar, a recovery pipe for recovering gas generated in the coke furnace and a rising pipe part as a connecting portion with the furnace are provided. Yes, the outer circumference of the riser portion comes into contact with the atmosphere,
At present, the gas flowing in the pipe is cooled, but in the case of the current rising pipe, or in the case of the current riser pipe, the water in the coking coal is recovered immediately before it joins with the recovery pipe. Although it is cooled by the circulating water described above, there is a means for providing an external heating device and a cooling device after the riser pipe and heating with the external heating device instead of cooling the corresponding portion.

【0038】ここでも、このような方法により、発生ガ
スを加熱させた場合について、前記シュミレーションモ
デルを用いた演算を行なうと、1400℃, 滞溜時間6
secという条件で、炭化室の上部空隙部内の温度を2
00℃だけ上昇させたときと同等の効果が得られる。
Also in this case, when the generated gas is heated by such a method, the calculation using the simulation model is carried out at 1400 ° C. and the retention time of 6
Under the condition of sec, the temperature in the upper void part of the carbonization chamber is set to 2
The same effect as when the temperature is increased by 00 ° C is obtained.

【0039】さらに、発生タールを原料炭に混合して装
入する場合について、前記シュミレーションモデルを用
いた演算を行なうと、一例として設定基準温度1200
℃で5%混合したときには、該混合したタールの30%
がコークス、25%がガス、10%が軽質油になり、こ
こでは混合の割合い、基準温度の設定値によってタール
歩留りを容易に制御することができる。
Further, when the generated tar is mixed with the raw coal and charged, the calculation using the simulation model is performed. As an example, the set reference temperature 1200 is set.
30% of the mixed tar when mixed 5% at ℃
Is coke, 25% is gas, and 10% is light oil. Here, the tar yield can be easily controlled by the mixing ratio and the set value of the reference temperature.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明に係る請
求項1ないし5に記載のコークス製造における副生ター
ルの歩留り制御方法によれば、タールの受給バランスに
対応してコークス炉の各操業条件の変化させること、つ
まり、ここでは燃焼室の基準温度、あるいは炭化室の上
部空隙部の基準温度、もしくは上昇管内の基準温度を得
た上で、これらの何れかの基準温度による制御により、
発生するタールをタール自体として回収するか、または
該タールをガスおよびコークスとして回収するようにし
たから、具体的なタールの生産歩留りの選択、ひいては
生産目標への対応が可能になって、その有効利用を図り
得るという優れた特長がある。
As described above in detail, according to the yield control method for the by-product tar in the coke production according to the first to fifth aspects of the present invention, the coke oven is controlled corresponding to the balance of receiving and supplying tar. Changing each operating condition, that is, obtaining the reference temperature of the combustion chamber, the reference temperature of the upper void portion of the carbonization chamber, or the reference temperature in the rising pipe, and then controlling by any of these reference temperatures Due to
Since the generated tar is recovered as the tar itself or the tar is recovered as gas and coke, it is possible to specifically select the production yield of the tar and, eventually, meet the production target. It has an excellent feature that it can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のコークス製造における副生タールの歩
留り制御方法に適用する反応モデルの概要を示す説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of a reaction model applied to a yield control method of by-product tar in coke production of the present invention.

【図2】同上反応モデルに対応される実験炉装置の概要
を模式的に示す構成説明図である。
FIG. 2 is a structural explanatory view schematically showing an outline of an experimental furnace apparatus corresponding to the reaction model of the above.

【図3】同上二次分解の炉温度を一定にしたときのガス
発生速度の経時変化(a)およびガス組成の経時変化
(b)につき、実験結果と反応モデルを用いた演算結果
とを示すグラフである。
FIG. 3 shows an experimental result and a calculation result using a reaction model with respect to a time-dependent change in gas generation rate (a) and a time-dependent change in gas composition (b) when the furnace temperature for secondary decomposition was kept constant. It is a graph.

【図4】同上タールの歩留り(a)と、4700kca
l/Nm3 に換算した原料炭1t当たりのガス発生量
(b)とについての実績値と演算値とを示二次分解の炉
温度を一定にしたときのガス発生速度の経時変化(a)
およびガス組成の経時変化(b)につき、実験結果と反
応モデルを用いた演算結果とを示すグラフである。
[FIG. 4] Yield of tar as above (a) and 4700 kca
The actual value and the calculated value of the gas generation amount (b) per ton of coking coal converted to 1 / Nm 3 are shown, and the change over time in the gas generation rate when the furnace temperature for secondary decomposition is kept constant (a)
3 is a graph showing the experimental results and the calculation results using a reaction model for the change with time (b) in the gas composition.

【図5】本発明の一実施態様例における各コークス炉稼
働率で設定基準温度を変化させて演算したときのタール
歩留りの変化(a)とガス発生量の変化(b)とを示す
グラフである。
FIG. 5 is a graph showing a change in tar yield (a) and a change in gas generation amount (b) when calculation is performed by changing the set reference temperature at each coke oven operating rate in the embodiment of the present invention. is there.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 原料炭 12 メタプラスト 13 セミコークス 14 コークス 14a〜14c デポジットコークス 15a、15b、18 ガス 16、16a、16b タール 17 反応水 31 炉装置 32 炭化室 33 炭化室の加熱壁 k1 〜k8 各反応の際の反応速度定数11 Coking coal 12 Metaplast 13 Semi-coke 14 Coke 14a-14c Deposit coke 15a, 15b, 18 Gas 16, 16a, 16b Tar 17 Reaction water 31 Furnace apparatus 32 Carbonization chamber 33 Heating wall of carbonization chamber k 1 to k 8 For each reaction Reaction rate constant

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コークス炉の稼働率、原料炭の水分・揮
発分等の性状、および副生タールの必要生産量が定めら
れたとき、コークス焼成のための設定基準温度を、コー
クス炉炭化室内の伝熱および反応に関するシュミレーシ
ョンによって演算された値とし、該設定基準温度を維持
して副生タールの生産歩留りを制御することを特徴とす
るコークス製造における副生タールの歩留り制御方法。
1. When the operating rate of the coke oven, the properties such as the water content and volatile content of the raw coal, and the required production amount of by-product tar are determined, the set reference temperature for coke firing is set in the coke oven carbonization chamber. A method of controlling the yield of by-product tar in coke production, wherein the value is calculated by a simulation of heat transfer and reaction of the product, and the production yield of the by-product tar is controlled by maintaining the set reference temperature.
【請求項2】 コークス炉の稼働率、原料炭の水分・揮
発分等の性状、および副生タールの必要生産量が定めら
れたとき、コークス炉炭化室の上部空隙部内の温度を、
該炭化室内の伝熱および反応に関するシュミレーション
によって演算された値にするため、該炭化室の上部空隙
部内の温度を前記演算値に対応する基準温度値に維持
し、該基準温度値で副生タールの生産歩留りを制御する
ことを特徴とするコークス製造における副生タールの歩
留り制御方法。
2. When the operating rate of the coke oven, the properties of the raw coal such as water and volatile matter, and the required amount of by-product tar are determined, the temperature in the upper void portion of the coke oven carbonization chamber is set to
In order to obtain a value calculated by simulation relating to heat transfer and reaction in the carbonization chamber, the temperature in the upper void portion of the carbonization chamber is maintained at a reference temperature value corresponding to the calculated value, and by-product tar is produced at the reference temperature value. Control method for yield of by-product tar in coke production, characterized in that the production yield of the product is controlled.
【請求項3】 前記請求項2に記載の制御方法におい
て、前記炭化室の上部空隙部内に所要量の空気を導入す
ると共に、コークス焼成時に発生するガスおよび/また
は副生タールの一部を燃焼させ、該燃焼によって前記上
部空隙部内の温度を前記基準温度値に維持することを特
徴とするコークス製造における副生タールの歩留り制御
方法。
3. The control method according to claim 2, wherein a required amount of air is introduced into the upper void portion of the carbonization chamber, and a part of gas and / or by-product tar generated during coke firing is combusted. And maintaining the temperature in the upper void portion at the reference temperature value by the combustion, the yield control method of by-product tar in coke production.
【請求項4】 コークス炉の稼働率、原料炭の水分・揮
発分等の性状、および副生タールの必要生産量が定めら
れたとき、コークス炉上昇管内の温度を、コークス炉炭
化室内の伝熱および反応に関するシュミレーションによ
って演算された値にするため、該上昇管内の温度を外部
からの加熱により、前記演算値に対応する基準温度値に
維持し、該基準温度値で副生タールの生産歩留りを制御
することを特徴とするコークス製造における副生タール
の歩留り制御方法。
4. When the operating rate of the coke oven, the properties such as the water content and volatile content of the raw coal, and the required production amount of by-product tar are determined, the temperature inside the coke oven riser pipe is used to determine the temperature inside the coke oven carbonization chamber. In order to obtain the value calculated by the heat and reaction simulation, the temperature in the riser pipe is maintained from the outside by the reference temperature value corresponding to the calculated value, and the production yield of the by-product tar is maintained at the reference temperature value. Controlling the yield of by-product tar in the production of coke, which is characterized by controlling the temperature.
【請求項5】 コークス炉の稼働率、原料炭の水分・揮
発分等の性状、および副生タールの必要生産量が定めら
れたとき、コークス炉炭化室内の温度を、該炭化室内の
伝熱および反応に関するシュミレーションによって演算
された値にするため、コークス焼成時に発生する副生タ
ールの一部を前記シュミレーションによる演算割合いで
原料炭に混合して燃焼させ、該燃焼によって前記炭化室
内の温度を前記演算値に対応する基準温度値に維持し、
該基準温度値で副生タールの歩留りを制御することを特
徴とするコークス製造における副生タールの生産歩留り
制御方法。
5. When the operating rate of the coke oven, the properties such as the water content and volatile content of the raw coal, and the required production amount of by-product tar are determined, the temperature inside the coke oven carbonization chamber is set to the heat transfer inside the carbonization chamber. In order to obtain a value calculated by a simulation related to the reaction, a part of the by-product tar generated during coke firing is mixed with the raw coal at a ratio calculated by the simulation and burned, and the temperature in the carbonization chamber is set to the above by the combustion. Maintain the reference temperature value corresponding to the calculated value,
A method for controlling the production yield of by-product tar in coke production, which comprises controlling the yield of by-product tar at the reference temperature value.
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