JPH10279947A - コークス炉上昇管内の付着カーボンの除去方法 - Google Patents
コークス炉上昇管内の付着カーボンの除去方法Info
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- JPH10279947A JPH10279947A JP9101697A JP9101697A JPH10279947A JP H10279947 A JPH10279947 A JP H10279947A JP 9101697 A JP9101697 A JP 9101697A JP 9101697 A JP9101697 A JP 9101697A JP H10279947 A JPH10279947 A JP H10279947A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コークス炉の付着カーボンの除去。
【解決手段】 コークス炉炭化室の上昇管配置側の炭化
室上部から上昇管内にノズルを介して圧縮した酸素含有
気体吹き出して上昇管下部に負圧を発生させ、上昇管内
にコークス炉外から高速導入した空気により上昇管内壁
に付着したカーボンを燃焼除去するコークス炉上昇管の
付着カーボン燃焼除去方法において、該箇所の付着カー
ボンを所定の速度で燃焼除去するのに必要な圧縮気体供
給装置からのガス供給速度を、必要とする付着カーボン
の燃焼除去速度に対応して（４）式で求まる圧縮気体供
給装置からのガス供給速度になるように制御することを
特徴とするコークス炉上昇管内の付着カーボンの除去方
法。 Ｖ１＝γＧ （４） Ｖ１；圧縮気体供給装置からのガス供給速度（Ｎｍ3 ／
時） Ｇ；必要とする付着カーボン燃焼除去速度（ｋｇ／分） γ；係数
室上部から上昇管内にノズルを介して圧縮した酸素含有
気体吹き出して上昇管下部に負圧を発生させ、上昇管内
にコークス炉外から高速導入した空気により上昇管内壁
に付着したカーボンを燃焼除去するコークス炉上昇管の
付着カーボン燃焼除去方法において、該箇所の付着カー
ボンを所定の速度で燃焼除去するのに必要な圧縮気体供
給装置からのガス供給速度を、必要とする付着カーボン
の燃焼除去速度に対応して（４）式で求まる圧縮気体供
給装置からのガス供給速度になるように制御することを
特徴とするコークス炉上昇管内の付着カーボンの除去方
法。 Ｖ１＝γＧ （４） Ｖ１；圧縮気体供給装置からのガス供給速度（Ｎｍ3 ／
時） Ｇ；必要とする付着カーボン燃焼除去速度（ｋｇ／分） γ；係数
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコークス炉の上昇管
内の付着カーボンの除去方法に関する。
内の付着カーボンの除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭乾留中にコークス炉の上昇管内に付
着するカーボンは、そのまま放置すると上昇管を閉塞さ
せ、乾留中に石炭から発生する乾留ガスが炭化室からド
ライメーンへ出ていくのを阻害し、コークス炉の安定操
業を不可能にする。
着するカーボンは、そのまま放置すると上昇管を閉塞さ
せ、乾留中に石炭から発生する乾留ガスが炭化室からド
ライメーンへ出ていくのを阻害し、コークス炉の安定操
業を不可能にする。
【０００３】特に、最近のコークス炉の操業は、乾留消
費熱量の低減と生産性向上のために、装入する石炭の水
分を低下させた操業が主体であり、その結果、炭化室内
におけるカーボン付着量が増加する傾向にある。
費熱量の低減と生産性向上のために、装入する石炭の水
分を低下させた操業が主体であり、その結果、炭化室内
におけるカーボン付着量が増加する傾向にある。
【０００４】コークス炉の上昇管内壁部へのカーボン付
着防止対策としては従来から多くの公知の技術がある。
しかしながら、該箇所へのカーボン付着を完全に防止す
る方法は未だに確立されているとは言い難く、付着した
カーボンを何らかの方法で除去しているのが現状であ
る。
着防止対策としては従来から多くの公知の技術がある。
しかしながら、該箇所へのカーボン付着を完全に防止す
る方法は未だに確立されているとは言い難く、付着した
カーボンを何らかの方法で除去しているのが現状であ
る。
【０００５】上昇管内壁部に付着したカーボンの除去方
法に関しても多くの公知技術があり、特開平７−２４７
４８２号公報において述べられているように、これらの
技術は、１）機械的に除去する方法、２）空気等の酸素
含有気体を用いて除去する方法、３）これらの組合せに
よる方法、に分類することができる。
法に関しても多くの公知技術があり、特開平７−２４７
４８２号公報において述べられているように、これらの
技術は、１）機械的に除去する方法、２）空気等の酸素
含有気体を用いて除去する方法、３）これらの組合せに
よる方法、に分類することができる。
【０００６】上昇管内壁部（竪管＋基部）に付着してい
るカーボン除去に最も効果的な方法は、圧縮空気を付着
しているカーボンに直接吹き付けて燃焼除去する方法で
あるが、コークス炉において生産作業をしながら圧縮空
気を吹き付けることが可能な時間は２〜３分、稼働率の
高い場合には１〜２分と極めて短い。そのため、特開平
７−２４７４８２号公報では、上昇管竪管下部に配置し
た空気吹き出し装置から圧縮空気を吹き出して、上昇管
下部に負圧の発生を促進し、エジェクター効果によって
コークス炉外から上昇管内に高速導入された空気によ
り、上昇管内壁に付着したカーボンを効率よく燃焼除去
する方法が提案されている。
るカーボン除去に最も効果的な方法は、圧縮空気を付着
しているカーボンに直接吹き付けて燃焼除去する方法で
あるが、コークス炉において生産作業をしながら圧縮空
気を吹き付けることが可能な時間は２〜３分、稼働率の
高い場合には１〜２分と極めて短い。そのため、特開平
７−２４７４８２号公報では、上昇管竪管下部に配置し
た空気吹き出し装置から圧縮空気を吹き出して、上昇管
下部に負圧の発生を促進し、エジェクター効果によって
コークス炉外から上昇管内に高速導入された空気によ
り、上昇管内壁に付着したカーボンを効率よく燃焼除去
する方法が提案されている。
【０００７】この場合、付着カーボンに吹き付ける圧縮
空気は、通常、圧縮空気供給装置にて製造される。圧縮
空気供給装置に要求される圧縮空気の製造能力は、付着
カーボンが少ない場合には２００〜３００Ｎｍ3 ／時程
度でよいが、付着カーボンが多い場合には５００〜６０
０Ｎｍ3 ／時程度、時にはそれ以上の供給量が必要とな
る場合がある。
空気は、通常、圧縮空気供給装置にて製造される。圧縮
空気供給装置に要求される圧縮空気の製造能力は、付着
カーボンが少ない場合には２００〜３００Ｎｍ3 ／時程
度でよいが、付着カーボンが多い場合には５００〜６０
０Ｎｍ3 ／時程度、時にはそれ以上の供給量が必要とな
る場合がある。
【０００８】付着カーボン除去に必要な酸素含有気体の
必要導入量の決定、あるいは、カーボン除去の終了を判
断する技術に関して、前者については、例えば、特開昭
５９−１５９８８４号公報に見られるように、カーボン
付着速度式の予測に基づいて付着カーボンの所要量を燃
焼するのに必要な酸素量を算出する方法が提案されてお
り、また、後者については、例えば、特開平６−２９９
１５５号公報に見られるように、酸素含有気体の供給後
における排気ガス温度を基に付着カーボン除去完了時期
を判定する方法や、特開平７−１３８５７２号公報に見
られるように、燃焼除去による排気ガス圧力を基に酸素
が入気体の吐出量、吐出時間を制御する方法が代表的な
事例である。
必要導入量の決定、あるいは、カーボン除去の終了を判
断する技術に関して、前者については、例えば、特開昭
５９−１５９８８４号公報に見られるように、カーボン
付着速度式の予測に基づいて付着カーボンの所要量を燃
焼するのに必要な酸素量を算出する方法が提案されてお
り、また、後者については、例えば、特開平６−２９９
１５５号公報に見られるように、酸素含有気体の供給後
における排気ガス温度を基に付着カーボン除去完了時期
を判定する方法や、特開平７−１３８５７２号公報に見
られるように、燃焼除去による排気ガス圧力を基に酸素
が入気体の吐出量、吐出時間を制御する方法が代表的な
事例である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】カーボン付着速度式の
予測に基づいてカーボン除去に必要な酸素含有気体の量
を算出する従来の方法は、炭化室内壁面の付着カーボン
に酸素含有気体を直接吹き付けて燃焼除去することを対
象としている技術であり、したがって、エジェクター効
果による炭化室外からの外気導入がほとんどない条件下
では適用可能な技術といえる。
予測に基づいてカーボン除去に必要な酸素含有気体の量
を算出する従来の方法は、炭化室内壁面の付着カーボン
に酸素含有気体を直接吹き付けて燃焼除去することを対
象としている技術であり、したがって、エジェクター効
果による炭化室外からの外気導入がほとんどない条件下
では適用可能な技術といえる。
【００１０】また、排気ガスの温度や圧力からカーボン
除去作業の終了点を判断する方法は、付着カーボンが除
去されたことを示す判断基準を得る方法としては優れて
いるが、どれだけの酸素含有気体を導入したら良いかに
関する情報は得られない。
除去作業の終了点を判断する方法は、付着カーボンが除
去されたことを示す判断基準を得る方法としては優れて
いるが、どれだけの酸素含有気体を導入したら良いかに
関する情報は得られない。
【００１１】上昇管内に付着したカーボンを燃焼除去す
るのに必要な酸素含有気体を限られた処理時間内に効率
的に供給するための明確な指標は見当たらないのが現状
である。
るのに必要な酸素含有気体を限られた処理時間内に効率
的に供給するための明確な指標は見当たらないのが現状
である。
【００１２】したがって、設定した圧縮気体供給装置の
酸素含有気体の供給能力が実際よりも過剰であったり、
時には不十分であったりするなど問題を生じているのが
現状である。供給能力が過剰であった場合には、圧縮気
体供給装置からの酸素含有気体の供給量を少なくすれば
実用上問題はないが、設備投資の面でデメリットを伴
う。一方、供給能力が不十分であった場合には、圧縮気
体供給装置の能力を最大限にしても、限られた時間内に
付着カーボン除去に必要な酸素を供給できないといった
問題が生じる。
酸素含有気体の供給能力が実際よりも過剰であったり、
時には不十分であったりするなど問題を生じているのが
現状である。供給能力が過剰であった場合には、圧縮気
体供給装置からの酸素含有気体の供給量を少なくすれば
実用上問題はないが、設備投資の面でデメリットを伴
う。一方、供給能力が不十分であった場合には、圧縮気
体供給装置の能力を最大限にしても、限られた時間内に
付着カーボン除去に必要な酸素を供給できないといった
問題が生じる。
【００１３】本発明が解決すべき課題は、上昇管内部に
付着したカーボンを除去することを目的としてコークス
炉の上昇管下部に配置した空気吹き出し装置から圧縮空
気を吹き出して、上昇管下部に負圧を発生させて上昇管
内にコークス炉外から高速導入した空気により上昇管内
部の付着カーボンを燃焼除去する際に、付着カーボン除
去に必要な圧縮空気供給装置からの酸素含有気体の供給
能力を精度良く推定する方法を提供することである。
付着したカーボンを除去することを目的としてコークス
炉の上昇管下部に配置した空気吹き出し装置から圧縮空
気を吹き出して、上昇管下部に負圧を発生させて上昇管
内にコークス炉外から高速導入した空気により上昇管内
部の付着カーボンを燃焼除去する際に、付着カーボン除
去に必要な圧縮空気供給装置からの酸素含有気体の供給
能力を精度良く推定する方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点を解決するために種々検討した結果、コークス炉の
上昇管下部に配置した酸素含有気体吹き出し装置から圧
縮した酸素含有気体を吹き出して、上昇管内部の付着カ
ーボンを燃焼除去する際に燃焼除去されるカーボン量
が、圧縮気体供給装置からノズルを介して上昇管内に吹
き込まれる圧縮した酸素含有気体量と、エジェクター効
果によってコークス炉外から導入される空気量の合計量
と一定の関係を示すこと、また、圧縮空気を吹き込むノ
ズルの形状ごとに、圧縮空気供給装置からノズルを介し
て上昇管内に吹き込まれる圧縮空気量とエジェクター効
果によってコークス炉外から導入される空気量が一定の
関係を示すことを見い出し、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。
題点を解決するために種々検討した結果、コークス炉の
上昇管下部に配置した酸素含有気体吹き出し装置から圧
縮した酸素含有気体を吹き出して、上昇管内部の付着カ
ーボンを燃焼除去する際に燃焼除去されるカーボン量
が、圧縮気体供給装置からノズルを介して上昇管内に吹
き込まれる圧縮した酸素含有気体量と、エジェクター効
果によってコークス炉外から導入される空気量の合計量
と一定の関係を示すこと、また、圧縮空気を吹き込むノ
ズルの形状ごとに、圧縮空気供給装置からノズルを介し
て上昇管内に吹き込まれる圧縮空気量とエジェクター効
果によってコークス炉外から導入される空気量が一定の
関係を示すことを見い出し、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。
【００１５】すなわち、コークス炉炭化室の上昇管配置
側の炭化室上部から上昇管内にノズルを介して圧縮した
酸素含有気体吹き出して上昇管下部に負圧を発生させ、
上昇管内にコークス炉外から高速導入した空気により上
昇管内壁に付着したカーボンを燃焼除去するコークス炉
上昇管の付着カーボン燃焼除去方法において、該箇所の
付着カーボンを所定の速度で燃焼除去するのに必要な圧
縮気体供給装置からのガス供給速度を、必要とする付着
カーボンの燃焼除去速度に対応して（４）式で求まる圧
縮気体供給装置からのガス供給速度になるように制御す
ることを特徴とするコークス炉上昇管内の付着カーボン
の除去方法である。
側の炭化室上部から上昇管内にノズルを介して圧縮した
酸素含有気体吹き出して上昇管下部に負圧を発生させ、
上昇管内にコークス炉外から高速導入した空気により上
昇管内壁に付着したカーボンを燃焼除去するコークス炉
上昇管の付着カーボン燃焼除去方法において、該箇所の
付着カーボンを所定の速度で燃焼除去するのに必要な圧
縮気体供給装置からのガス供給速度を、必要とする付着
カーボンの燃焼除去速度に対応して（４）式で求まる圧
縮気体供給装置からのガス供給速度になるように制御す
ることを特徴とするコークス炉上昇管内の付着カーボン
の除去方法である。
【００１６】 Ｖ１＝γＧ （４） Ｖ１；圧縮気体供給装置からのガス供給速度（Ｎｍ3 ／
時） Ｇ；必要とする付着カーボン燃焼除去速度（ｋｇ／分） γ；係数
時） Ｇ；必要とする付着カーボン燃焼除去速度（ｋｇ／分） γ；係数
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１８】上述したように、上昇管内壁部に付着した
カーボンを効率よく燃焼除去するためには、上昇管内に
酸素含有気体を高速で供給するのが有効である。
カーボンを効率よく燃焼除去するためには、上昇管内に
酸素含有気体を高速で供給するのが有効である。
【００１９】本発明の技術を確立するに当たって、先ず
第一番目に、上昇管内に供給される酸素含有気体の供給
量と燃焼除去されるカーボン量の関係を求める実験を稼
働中の実コークス炉において実施した。実験方法の概略
を図１で説明する。すなわち、図１において、圧縮気体
供給装置９で圧縮した酸素含有気体をフレキ接続管２
０、続いてガス導管１８を通じて酸素含有気体吹き出し
装置７の環状管１に送り込む。送り込まれた酸素含有気
体は環状管１内に均一に分配された後に噴射ノズル２か
ら上昇管３の下部へ噴出して、エジェクター効果により
負圧を発生させ、上昇管内にコークス炉外から空気を高
速導入する。吹き込まれた空気と酸素含有気体は上昇管
基部４、および上昇管竪管６の付着カーボン５と反応し
ながら上昇管３の上部へと向かい、最終的に炉外へ排出
される。
第一番目に、上昇管内に供給される酸素含有気体の供給
量と燃焼除去されるカーボン量の関係を求める実験を稼
働中の実コークス炉において実施した。実験方法の概略
を図１で説明する。すなわち、図１において、圧縮気体
供給装置９で圧縮した酸素含有気体をフレキ接続管２
０、続いてガス導管１８を通じて酸素含有気体吹き出し
装置７の環状管１に送り込む。送り込まれた酸素含有気
体は環状管１内に均一に分配された後に噴射ノズル２か
ら上昇管３の下部へ噴出して、エジェクター効果により
負圧を発生させ、上昇管内にコークス炉外から空気を高
速導入する。吹き込まれた空気と酸素含有気体は上昇管
基部４、および上昇管竪管６の付着カーボン５と反応し
ながら上昇管３の上部へと向かい、最終的に炉外へ排出
される。
【００２０】試験は炭化室の炉容積、および上昇管の水
平断面積の異なる４つの炉（Ａ炉、Ｂ炉、Ｃ炉、および
Ｄ炉とする）にて実施した。また、酸素含有気体吹き出
し装置７は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す３種類
を用いた。図２において、（ａ）に示すタイプは特開平
７−２４７４８２号公報で提案された形状のものであ
り、環状管１の上面円周上に複数個の噴射ノズル２を配
設したものであり、環状管１の円周内部を気体が通過で
きないように閉塞板１９を取り付けてある。（ｂ）に示
すタイプはタイプ（ａ）と同様の形状を有するが、環状
管１の円周内部を気体が通過できるように、閉塞板１９
は取り付けていない。
平断面積の異なる４つの炉（Ａ炉、Ｂ炉、Ｃ炉、および
Ｄ炉とする）にて実施した。また、酸素含有気体吹き出
し装置７は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す３種類
を用いた。図２において、（ａ）に示すタイプは特開平
７−２４７４８２号公報で提案された形状のものであ
り、環状管１の上面円周上に複数個の噴射ノズル２を配
設したものであり、環状管１の円周内部を気体が通過で
きないように閉塞板１９を取り付けてある。（ｂ）に示
すタイプはタイプ（ａ）と同様の形状を有するが、環状
管１の円周内部を気体が通過できるように、閉塞板１９
は取り付けていない。
【００２１】（ｃ）に示すタイプは（ａ）に示すタイプ
や（ｂ）に示すタイプと同様の噴射ノズルを同数本、一
カ所に束ねて配置したものである。
や（ｂ）に示すタイプと同様の噴射ノズルを同数本、一
カ所に束ねて配置したものである。
【００２２】酸素含有気体吹き出し装置７から噴射する
圧縮した酸素含有気体の流量、すなわち、圧縮気体供給
装置９からの供給速度（Ｖ１）と圧縮気体供給装置の出
口に設置した圧力計１４の指示値Ｐの関係をあらかじめ
求めておけば、実験中のＶ１は圧力計のＰを読みとるこ
とで知ることができる。なお、いずれのタイプの酸素含
有気体吹き出し装置７を用いても、Ｐが同じ場合にはＧ
ｐは同じであった。
圧縮した酸素含有気体の流量、すなわち、圧縮気体供給
装置９からの供給速度（Ｖ１）と圧縮気体供給装置の出
口に設置した圧力計１４の指示値Ｐの関係をあらかじめ
求めておけば、実験中のＶ１は圧力計のＰを読みとるこ
とで知ることができる。なお、いずれのタイプの酸素含
有気体吹き出し装置７を用いても、Ｐが同じ場合にはＧ
ｐは同じであった。
【００２３】エジェクター効果によってコークス炉外か
ら上昇管内に導入される空気の供給速度（Ｖ２）を精度
良く測定することは技術的に難しい。そこで、付着カー
ボンが燃焼除去された後の燃焼排ガスを含む気体の流量
（Ｖ３）とガス組成を測定し、その結果からＶ２を求め
ることとした。
ら上昇管内に導入される空気の供給速度（Ｖ２）を精度
良く測定することは技術的に難しい。そこで、付着カー
ボンが燃焼除去された後の燃焼排ガスを含む気体の流量
（Ｖ３）とガス組成を測定し、その結果からＶ２を求め
ることとした。
【００２４】すなわち、燃焼排ガス中の酸素に着目する
と、上昇管下部から導入される空気中の酸素は、圧縮気
体供給装置から供給される酸素含有気体中の酸素（Ｏｘ
１）とエジェクター効果でコークス炉外から導入される
空気中の酸素（Ｏｘ２）しかない。
と、上昇管下部から導入される空気中の酸素は、圧縮気
体供給装置から供給される酸素含有気体中の酸素（Ｏｘ
１）とエジェクター効果でコークス炉外から導入される
空気中の酸素（Ｏｘ２）しかない。
【００２５】一方、付着カーボンの燃焼後に上昇管内を
通過するガス中の酸素は、付着カーボンの燃焼で生成し
た一酸化炭素ＣＯ（Ｏｘ３）と二酸化炭素ＣＯ2 （Ｏｘ
４）、および未反応の酸素（Ｏｘ５）である。酸素に関
する物質収支式として、Ｏｘ１＋Ｏｘ２＝Ｏｘ３＋Ｏｘ
４＋Ｏｘ５が成立し、Ｏｘ１、Ｏｘ３、Ｏｘ４、およ
び、Ｏｘ５が既知であるから、簡単な計算でＯｘ２が求
まり、大気中の窒素と酸素の割合を考慮するとＶ２が求
められる。
通過するガス中の酸素は、付着カーボンの燃焼で生成し
た一酸化炭素ＣＯ（Ｏｘ３）と二酸化炭素ＣＯ2 （Ｏｘ
４）、および未反応の酸素（Ｏｘ５）である。酸素に関
する物質収支式として、Ｏｘ１＋Ｏｘ２＝Ｏｘ３＋Ｏｘ
４＋Ｏｘ５が成立し、Ｏｘ１、Ｏｘ３、Ｏｘ４、およ
び、Ｏｘ５が既知であるから、簡単な計算でＯｘ２が求
まり、大気中の窒素と酸素の割合を考慮するとＶ２が求
められる。
【００２６】なお、Ｖ３は付着カーボンが燃焼除去され
た後の上昇管内を通過するガスの流速と上昇管内のガス
通過断面積から簡単な計算で求めることができる。ガス
の流速は、図１に示したように上昇管竪管部６にピトー
管１７を配設し、管内を流れる気体の静圧と動圧を測定
して求めた。その際に、常温状態における気体流量に換
算するために、熱電対１６を用いてピトー管の先端部近
傍のガス温度も測定した。
た後の上昇管内を通過するガスの流速と上昇管内のガス
通過断面積から簡単な計算で求めることができる。ガス
の流速は、図１に示したように上昇管竪管部６にピトー
管１７を配設し、管内を流れる気体の静圧と動圧を測定
して求めた。その際に、常温状態における気体流量に換
算するために、熱電対１６を用いてピトー管の先端部近
傍のガス温度も測定した。
【００２７】また、燃焼排ガスの組成は、図１に示すよ
うに上昇管竪管の上部にガス捕集管１５を配設し、捕集
したガスをガスクロマトグラフで分析して求めた。
うに上昇管竪管の上部にガス捕集管１５を配設し、捕集
したガスをガスクロマトグラフで分析して求めた。
【００２８】燃焼排ガスの組成とガス流量Ｖ３の値か
ら、付着カーボンの燃焼除去量（Ｗ）を知ることもでき
る。また、燃焼除去に要した時間をΔｔとすれば、付着
カーボンの燃焼除去速度（Ｇ）はＷ／Δｔで求められ
る。
ら、付着カーボンの燃焼除去量（Ｗ）を知ることもでき
る。また、燃焼除去に要した時間をΔｔとすれば、付着
カーボンの燃焼除去速度（Ｇ）はＷ／Δｔで求められ
る。
【００２９】なお、図１において、２１は酸素含有気体
吹き出し装置７を支える支持フレーム、８は圧縮した酸
素含有気体の供給量を制御する流量制御バルブ、１０は
酸素含有気体吹き出し装置７を水平方向に移動させる装
置、１１は圧縮気体供給装置９と水平移動装置１０を乗
せる台座、１２は台座を上下方向に移動させる装置、１
３は押出機を示している。
吹き出し装置７を支える支持フレーム、８は圧縮した酸
素含有気体の供給量を制御する流量制御バルブ、１０は
酸素含有気体吹き出し装置７を水平方向に移動させる装
置、１１は圧縮気体供給装置９と水平移動装置１０を乗
せる台座、１２は台座を上下方向に移動させる装置、１
３は押出機を示している。
【００３０】次に、得られた測定結果を基に、本発明に
至った経緯を詳細に説明する。
至った経緯を詳細に説明する。
【００３１】図３に酸素含有気体吹き出し装置７を介し
て上昇管内へ導入された酸素分子の供給速度（ＶＯｘ
１）と付着カーボンの燃焼除去速度（Ｇ）の関係を示す
が、両者間には一定の関係は認められない。したがっ
て、図３から圧縮空気供給装置に必要な能力を精度良く
推定することはできない。この結果は、上昇管内に導入
される酸素分子は、空気吹き出し装置７を介して圧縮気
体供給装置によって供給される酸素だけでなく、エジェ
クター効果でコークス炉外から導入される酸素分子も含
まれることを考えると当然の結果といえる。
て上昇管内へ導入された酸素分子の供給速度（ＶＯｘ
１）と付着カーボンの燃焼除去速度（Ｇ）の関係を示す
が、両者間には一定の関係は認められない。したがっ
て、図３から圧縮空気供給装置に必要な能力を精度良く
推定することはできない。この結果は、上昇管内に導入
される酸素分子は、空気吹き出し装置７を介して圧縮気
体供給装置によって供給される酸素だけでなく、エジェ
クター効果でコークス炉外から導入される酸素分子も含
まれることを考えると当然の結果といえる。
【００３２】そこで、次に上昇管内に導入された全酸素
分子の供給速度（ＶＯｘｔ）とＧの関係を求めた結果を
図４に示す。図から明らかなように、両者は間には相関
係数（Ｒ2 ）＝０．９以上の良好な対応関係が認めら
れ、しかも、この関係はコークス炉が異なっていても成
立することがわかる。
分子の供給速度（ＶＯｘｔ）とＧの関係を求めた結果を
図４に示す。図から明らかなように、両者は間には相関
係数（Ｒ2 ）＝０．９以上の良好な対応関係が認めら
れ、しかも、この関係はコークス炉が異なっていても成
立することがわかる。
【００３３】参考までに、図５にエジェクター効果によ
ってコークス炉外から上昇管内に導入される酸素分子の
供給速度（ＶＯｘ２）とＧの関係を示す。両者間に良好
な対応関係が認められるが、この場合の相関係数は０．
８６であり、図４の場合よりも相関性は劣っている。
ってコークス炉外から上昇管内に導入される酸素分子の
供給速度（ＶＯｘ２）とＧの関係を示す。両者間に良好
な対応関係が認められるが、この場合の相関係数は０．
８６であり、図４の場合よりも相関性は劣っている。
【００３４】以上の結果から、上昇管内に付着したカー
ボンを速度Ｇで燃焼除去しようとした場合に必要な酸素
供給速度ＶＯｘｔを精度良く推定する方法が得られた。
ボンを速度Ｇで燃焼除去しようとした場合に必要な酸素
供給速度ＶＯｘｔを精度良く推定する方法が得られた。
【００３５】次に、エジェクター効果も考慮して、必要
なＶＯｘｔなる酸素供給速度を得るにはどのような条件
が必要かについて検討した結果を説明する。
なＶＯｘｔなる酸素供給速度を得るにはどのような条件
が必要かについて検討した結果を説明する。
【００３６】図６に圧縮気体供給装置９からの酸素含有
気体の供給速度Ｖ１とエジェクター効果によってコーク
ス炉外から上昇管内に導入される空気の供給速度Ｖ２の
関係を示す。図６において、ハッチングをした領域は、
それぞれ同じタイプの酸素含有気体吹き出し装置を用い
たことを示しており、図中のＩはタイプＩ、IIはタイプ
II、IIIはタイプIIIの酸素含有気体吹き出し装置である
ことを意味している。図６より、同タイプの酸素含有気
体吹き出し装置であれば、Ｖ２はＶ１にほぼ直線的に比
例して増加しており、この関係から酸素含有気体吹き出
し装置のタイプごとにＶ１とＶ２の関係が求められる。
気体の供給速度Ｖ１とエジェクター効果によってコーク
ス炉外から上昇管内に導入される空気の供給速度Ｖ２の
関係を示す。図６において、ハッチングをした領域は、
それぞれ同じタイプの酸素含有気体吹き出し装置を用い
たことを示しており、図中のＩはタイプＩ、IIはタイプ
II、IIIはタイプIIIの酸素含有気体吹き出し装置である
ことを意味している。図６より、同タイプの酸素含有気
体吹き出し装置であれば、Ｖ２はＶ１にほぼ直線的に比
例して増加しており、この関係から酸素含有気体吹き出
し装置のタイプごとにＶ１とＶ２の関係が求められる。
【００３７】なお、酸素含有気体吹き出し装置のタイプ
が同じもので、Ｖ１に対してＶ２に幅があるのは、ノズ
ル先端部と炭化室天井部間の距離、およびタイプＩとタ
イプIIでは環状管１の中心、タイプIIIでは束ねたノズ
ル群の中心と上昇管基部４の開口部の中心との位置関係
が試験ごとに微妙に異なるためと推定され、実機におけ
る試験ではやむおえない結果である。
が同じもので、Ｖ１に対してＶ２に幅があるのは、ノズ
ル先端部と炭化室天井部間の距離、およびタイプＩとタ
イプIIでは環状管１の中心、タイプIIIでは束ねたノズ
ル群の中心と上昇管基部４の開口部の中心との位置関係
が試験ごとに微妙に異なるためと推定され、実機におけ
る試験ではやむおえない結果である。
【００３８】図４と図６の関係を一次式で近似するとそ
れぞれ次の関係式が得られる。
れぞれ次の関係式が得られる。
【００３９】 Ｇ＝αＶＯｘｔ＝α（ＶＯｘ１＋ＶＯｘ２） （１） ＶＯｘ２＝βＶ１ （２） （α、βは係数） （２）式を（１）式に代入し、また、ＶＯｘ１＝０．２
１×Ｖ１なる関係を用いてＶ１とＧの関係を整理する
と、以下の結果が得られる。
１×Ｖ１なる関係を用いてＶ１とＧの関係を整理する
と、以下の結果が得られる。
【００４０】 Ｇ＝α（０．２１×Ｖ１＋βＶ１） ＝α（０．２１＋β）Ｖ１ （３） ∴ Ｖ１＝γＧ （４） ここで、係数γは吹き出し装置の形式によって決まる係
数、また、０．２１なる数値は空気中の酸素分率に相当
する値である。
数、また、０．２１なる数値は空気中の酸素分率に相当
する値である。
【００４１】（４）式は、上昇管内の付着カーボンを速
度Ｇで燃焼除去したい場合の圧縮気体供給装置からのガ
ス供給速度Ｖ１が、吹き出し装置の形式ごとに一義的に
設定できることを示している。
度Ｇで燃焼除去したい場合の圧縮気体供給装置からのガ
ス供給速度Ｖ１が、吹き出し装置の形式ごとに一義的に
設定できることを示している。
【００４２】したがって、（４）式の関係を基に上昇管
内に付着するカーボン量に応じて最適能力を有する圧縮
気体供給装置を設計、選定することが可能となる。ま
た、実操業において、限られた時間内で付着カーボンを
除去するためには如何なる速度で酸素含有気体を供給す
べきか、という課題に対して明確な指針を与える。
内に付着するカーボン量に応じて最適能力を有する圧縮
気体供給装置を設計、選定することが可能となる。ま
た、実操業において、限られた時間内で付着カーボンを
除去するためには如何なる速度で酸素含有気体を供給す
べきか、という課題に対して明確な指針を与える。
【００４３】なお、（２）式の係数βや（４）式の係数
γは、酸素含有気体吹き出し装置７の形式によって決ま
る定数である。本発明では３種類の酸素含有気体吹き出
し装置について実施したが、他の異なる形式の酸素含有
気体吹き出し装置を用いた場合でも、係数の値は異なる
が同様の考え方で係数を設定できることは言うまでもな
い。
γは、酸素含有気体吹き出し装置７の形式によって決ま
る定数である。本発明では３種類の酸素含有気体吹き出
し装置について実施したが、他の異なる形式の酸素含有
気体吹き出し装置を用いた場合でも、係数の値は異なる
が同様の考え方で係数を設定できることは言うまでもな
い。
【００４４】酸素含有気体としては通常空気で良いが、
付着カーボンの燃焼除去効率を上げる場合に、供給する
酸素含有気体中の酸素濃度を高めることも一つの方法で
ある。酸素濃度を高めた場合は、（３）式中の係数を酸
素分率に合わせた値に変更してやればよい。
付着カーボンの燃焼除去効率を上げる場合に、供給する
酸素含有気体中の酸素濃度を高めることも一つの方法で
ある。酸素濃度を高めた場合は、（３）式中の係数を酸
素分率に合わせた値に変更してやればよい。
【００４５】
【発明の効果】本発明により、上昇管内に付着したカー
ボンを所定の速度で燃焼除去する際に必要な酸素含有気
体の供給速度を精度良く推定することが可能となった。
ボンを所定の速度で燃焼除去する際に必要な酸素含有気
体の供給速度を精度良く推定することが可能となった。
【００４６】その結果、圧縮気体供給装置の必要供給能
力を的確に設計、選定することができ、投資コストの低
減が図れる。また、決められた時間内で付着カーボンの
除去作業が可能となり、操業の安定化が図ることができ
る。したがって、経済的な意義がきわめて大きい。
力を的確に設計、選定することができ、投資コストの低
減が図れる。また、決められた時間内で付着カーボンの
除去作業が可能となり、操業の安定化が図ることができ
る。したがって、経済的な意義がきわめて大きい。
【図１】本発明の実施の形態を説明するものであり、上
昇管基内に酸素含有気体を吹き込む方法の概略を示す
図。
昇管基内に酸素含有気体を吹き込む方法の概略を示す
図。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形
態を説明するものであり、実験に用いた酸素含有気体吹
き出し装置の概略を示す図。
態を説明するものであり、実験に用いた酸素含有気体吹
き出し装置の概略を示す図。
【図３】本発明の実施の形態を説明するものであり、上
昇管内へ導入される酸素のうち、圧縮気体供給装置から
供給される酸素の供給速度と付着カーボンの燃焼除去速
度との関係を示す図。
昇管内へ導入される酸素のうち、圧縮気体供給装置から
供給される酸素の供給速度と付着カーボンの燃焼除去速
度との関係を示す図。
【図４】本発明の実施の形態を説明するものであり、上
昇管内へ導入される全酸素の供給速度と付着カーボンの
燃焼除去速度との関係を示す図。
昇管内へ導入される全酸素の供給速度と付着カーボンの
燃焼除去速度との関係を示す図。
【図５】本発明の実施の形態を説明するものであり、上
昇管内へ導入される酸素のうち、コークス炉外からエジ
ェクター効果によって導入される酸素の供給速度と付着
カーボンの燃焼除去速度との関係を示す図。
昇管内へ導入される酸素のうち、コークス炉外からエジ
ェクター効果によって導入される酸素の供給速度と付着
カーボンの燃焼除去速度との関係を示す図。
【図６】本発明の実施の形態を説明するものであり、上
昇管内へ導入される酸素含有気体のうち、圧縮気体供給
装置から供給される気体の供給速度と、エジェクター効
果によってコークス炉外から導入される酸素の供給速度
の関係を示す図。
昇管内へ導入される酸素含有気体のうち、圧縮気体供給
装置から供給される気体の供給速度と、エジェクター効
果によってコークス炉外から導入される酸素の供給速度
の関係を示す図。
１・・・ 管状管 ２・・・ 噴射ノズル ３・・・ 上昇管 ４・・・ 上昇管基部 ５・・・ 付着カーボン ６・・・ 上昇管竪管部 ７・・・ 酸素含有気体吹き出し装置 ８・・・ 流量制御バルブ ９・・・ 圧縮気体供給装置 １０・・・ 水平移動装置 １１・・・ 台座 １２・・・ 上下移動装置 １３・・・ 押出機 １４・・・ 圧力計 １５・・・ ガス捕集管 １６・・・ 熱電対 １７・・・ ピトー管 １８・・・ ガス導管 １９・・・ 環状管内部閉塞板 ２０・・・ フレキ接続管 ２１・・・ 支持フレーム
フロントページの続き (72)発明者 池永 淳一郎 北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 岡西 和也 大分市大字西ノ洲１番地 新日本製鐵株式 会社大分製鐵所内 (72)発明者 合▲崎▼ 創 東海市東海町５−３ 新日本製鐵株式会社 名古屋製鐵所内 (72)発明者 古澤 厚 千葉県君津市八重原1338−１
Claims (1)
- 【請求項１】 コークス炉炭化室の上昇管配置側の炭化
室上部から上昇管内にノズルを介して圧縮した酸素含有
気体吹き出して上昇管下部に負圧を発生させ、上昇管内
にコークス炉外から高速導入した空気により上昇管内壁
に付着したカーボンを燃焼除去するコークス炉上昇管の
付着カーボン燃焼除去方法において、該箇所の付着カー
ボンを所定の速度で燃焼除去するのに必要な圧縮気体供
給装置からのガス供給速度を、必要とする付着カーボン
の燃焼除去速度に対応して（４）式で求まる圧縮気体供
給装置からのガス供給速度になるように制御することを
特徴とするコークス炉上昇管内の付着カーボンの除去方
法。 Ｖ１＝γＧ （４） Ｖ１；圧縮気体供給装置からのガス供給速度（Ｎｍ3 ／
時） Ｇ；必要とする付着カーボン燃焼除去速度（ｋｇ／分） γ；係数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09101697A JP4358314B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | コークス炉上昇管内の付着カーボンの除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09101697A JP4358314B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | コークス炉上昇管内の付着カーボンの除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10279947A true JPH10279947A (ja) | 1998-10-20 |
| JP4358314B2 JP4358314B2 (ja) | 2009-11-04 |
Family
ID=14014774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09101697A Expired - Fee Related JP4358314B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | コークス炉上昇管内の付着カーボンの除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4358314B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020132812A (ja) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 日本製鉄株式会社 | コークス上昇管基部の付着カーボン燃焼除去方法及び燃焼除去装置 |
| CN113429989A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-24 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种防止或减少焦炉上升管内壁结焦的方法 |
| CN114574228A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-06-03 | 金能科技股份有限公司 | 一种上升管根部石墨清理的方法和装置 |
-
1997
- 1997-04-09 JP JP09101697A patent/JP4358314B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020132812A (ja) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 日本製鉄株式会社 | コークス上昇管基部の付着カーボン燃焼除去方法及び燃焼除去装置 |
| CN113429989A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-24 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种防止或减少焦炉上升管内壁结焦的方法 |
| CN113429989B (zh) * | 2021-07-01 | 2024-01-26 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种防止或减少焦炉上升管内壁结焦的方法 |
| CN114574228A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-06-03 | 金能科技股份有限公司 | 一种上升管根部石墨清理的方法和装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4358314B2 (ja) | 2009-11-04 |
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