JPS5889684A - コ−クス炉燃焼室内の温度分布制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コークス炉燃焼室内の高さ方向温度分布を積
極的に制御することにより成品コークス品質を均一化さ
せる方法に関する。

コークス炉燃焼室内の成品コークスの品質は、かならず
しも均一なものでなく、燃焼室の長手方向および高さ方
向で偏差をもつことが知られている。なかでも高さ方向
の偏差は特に大きく、これをなくすことがコークス炉操
業における大きな課題である。このため、最近建設され
る大型コークス炉では、燃焼室内のバーナーを高さ方向
に複数段配設する多段バーナ一方式を採用するところが
多く、また従来の、バーナーを燃焼室底に１個設ける単
段バーナ一方式のものでも、２つめ燃焼室が隣接し一組
で燃焼、排気を行なう構造の炉では、火炎長大化のため
に、燃焼室間の仕切壁に穴をあけ、排ガスの一部を燃料
ガスが燃焼している燃焼室に自然循環させることが行な
われてムる（通常コレラサーキュレーションと呼んでい
る）。

しかしながら、多段バーナ一方式のコークス炉では、炉
体構造が複雑化するので炉体強度面で難があり、地震が
多発する地域では採用できない制約がある。加えて、こ
の方式をもってしても、燃料ガス量が変化すると（操業
度が変化すると）、高さ方向各位置の各バーナーでのガ
ス分配比が変化するため、燃焼室内の温度分布を最適に
制御しようとするには、バーナー開口面積も変化させな
ければならず、適正な温度分布を得ることは非常に難し
い。また、後者の、サーキュレーション孔を有する単段
バーナ一方式の炉でも、排ガス循環量は火炎温度、サー
キュレーション孔面積等によって決まり循環量を任意に
調整することはできず火炎長さを積極的に制御するまで
には至らない。

本発明は上記に鑑みなされたもので、その目的は、設備
を複雑化させることなく、また操業度や装入原料が変っ
た場合にも、常に安定した最適高さ方向温度分布を得る
ことが可能な温度分布制御方法を提供することにある。

ところで、コークス炉燃焼室内の火炎長さを変えれば、
燃焼室内の高さ方向温度分布が制御されることは周知で
ある。また、火炎長さを変化（長炎化）させる手段とし
て、次の３つの方法力；あることも知られている。

■　投入分ス量の増加 ■　燃料ガスカロリーの低下 ■　排ガスの燃焼用エアー又は燃焼室への循１環 しかしながら、■の方法は乾留熱量、の上昇や負荷率の
上昇を伴ない、必ずしも有効な対策とはいえない。また
、■の方法も排ガス量が増加する欠点がある。これに対
し、■の方法はこのような欠点がなく、また、多段バー
ナ一方式のものにおいて指摘されている設備複雑化の問
題も解決することができ、サーキュレーション孔を有す
る単段バーナ一方式の炉はこの方法を利用したものであ
るが、この方式の炉では、前述したとおり、火炎長さの
積極的な制御が困難である。

そこで本発明番らは、燃焼排ガスを利用してしかも火炎
長さが積極的に制御できる方法の開発を企画し、鋭意研
究を重ねだ。その結果、燃焼排ガスを冷やすことなく燃
料ガス中へ供給させれば、燃料ガスカロリーが変化し、
その結果、火炎長さの積極的な制御が可能となるばかり
でなく、従来の燃料ガスカロリー制御方法（■の方法）
において問題となる系外への排出排ガス量の増大をも抑
制し得ることが明ら示となった。

本発明の温度分布制御方法はこの知見に基づくものでミ
その特徴とするところは、コークス炉の燃料ガス中に当
該コークス炉で使用した燃焼排ガスの一部を冷却するこ
となく高温のまま供給し、該供給量の調節により燃料ガ
スカロリーを変化させて燃焼室内の火炎長さを制御する
ことにより、設備を複雑化させることなく燃焼室内の高
さ方向温度分布を積極的に制御し、合わせて系外への排
出排ガス量の増大も可及的に抑止するようにした点にあ
る。

すなわち、従来から製銑所で広く行われている燃料ガス
カロリー制御方法には、高カロリーガスであるコークス
炉ガス（Ｃガス）と低カロリーガスである高炉ガス（Ｂ
ガス）の混合比率を調整するものがあるが、この方法で
火炎を長くするにはＢガスの混合比率を上げることにな
る。その結果、前述したように排ガス量が増大し、排ガ
スの炉外への持ち出し顕熱がふえて炉の熱効率をその分
区下させる結果となる◎これに対し、本発明の方法では
、燃料ガスカロリー制御に高温の燃焼排ガスを使用する
から、炉体から大気へ放散される排ガ・ス量は、カロリ
ー制御前と事実と変わらず、排ガス温度が若干上昇する
のみで炉の熱効率をほとんど１氏下させることがないの
である。

以下、本発明の方法を具体例に基づいて更に詳しく説明
する。

第１図の模式平面図において、（ＩＸＩ）・・・はコー
クス炉、（２）（２）・・・は煙道を示し、煙道（２）
（２）・・・に流入した燃焼排ガスは、集合煙道（３）
を経て煙突（４）から外部へ排出される。また、燃料ガ
スは本管（５）から゛流量制御弁（６）、支管（７）を
経て上記コークス炉（１）（１）・・・の燃焼室バーナ
ー（図示せず）に送られるＯ流量制御弁（６）の４人側
には流量測定器（８）とガス組成分析計（９）とが設け
られ、流量測定器（８）の信号が流量制御弁（６）に入
力されるとともに、１流量測定器（８）の信号とガス組
成分析計（９）の信号が演算器００に入力される。

一方、集合煙道（３）には排ガス取出口αつが設けられ
、ここからブロア（６）により吸引された燃焼排ガスの
一部が上記流量制御弁（６）の出側で燃料ガスと混合す
る。ブロア＠の出側には流量測定器α枠が設けられ、そ
の信号が上記演算器（ＩＯに入力するとともに、演算器
（１０の信号が上記ブロア（６）の回転数制御器Ｑ４に
入力される。

本方法では先ず、サンプリングした燃料ガスをガス組成
分析計（９）にかけてその発熱量（燃料ガス元カロリー
）を求め、合せて流量測定器（８）により燃料ガス流量
を求める。

一方、コークス炉の寸法、炉に入れる原料性状などが決
まると、これらに基づいて所定の温度分布すなわち成品
コークス品質を均一にするための燃焼室内の最適高さ方
向温度分布が求まる。また、炉の操業度が決まり、更に
、単位時間に焚く燃料ガス量が決まると、これらに基づ
いて燃焼室内の最適高さ方向温度分布を実現するために
必要な燃料ガスカロリーが求まる。

具体的に説明すると、実炉での測定から、コークス炉の
様な乱流拡散型バーナにおいては燃焼室内の火炎長さ、
すなわち燃焼室内の高さ方向温度分布は、（Ｉ）式で表
わされることが知られている。

したがって、この関数を経験的に求めておけば、炉の操
業条件（Ｖ、Ａ）を与えることにより、燃焼室内の最適
高さ方向温度分を実現するのに必要な燃料ガスカロリー
が逐次算出できるのである。

Ｌ＝ｆｎ（Ｖ、Ａｓ　Ｑｌｌ”　ｆ　ｓ　／’Ｑｓδ）
・・・・・・（■）ただし、Ｌ：火炎長さ ■＝燃料ガス流量 Ａ：空気流、量 Ｑ：燃料ガスカロリー ρｆ：火炎ガス密度 ρ０＝噴出口での混合ガス密度 δ　：ガスバーナとエアーバーナとの距離この一連の計
算は演算器ａＯにて行い、演算器００は更に、求めた燃
料ガスカロリーを実現するのに必要な排ガス供給量を計
算し、その値に基づいてブロアＱつの回転数制御器（ｌ
Ｌ→を指示する。その結果、必要量の排ガスが燃料ガス
中に供給することになる０ 排ガス供給量の制御は、本方法ではブロアＱ２の回転数
制御で行っているが、流量制御弁による制御でもよい。

第１表に諸元を示すコークス炉において、燃焼排ガスの
１７６を供給にあてたところ、燃料ガスカロリーは１０
５０　ｋａ＋ｇ／Ｎｍ”から９００に、ｄ／Ｎ♂へ１５
０ｋｊ／Ｎｍ”低下し、その結果、燃焼室内の高さ方向
温度偏差は２０’Ｃ減少した。更に、その結果として炭
化室内の高さ方向の火落偏差は約１時間減少し、コーク
スの冷間強度偏差も０．３％減少し、本発明の有効性を
確認することができた。第２図にこのときの温度分布変
化を、第３図に火落時間偏差変化および冷間強度偏差変
化をそれぞれ示す０以上の説明から明らかなように、本
発明の方法は、コークス炉燃焼室内の高さ方向温度分布
をｆｆ１ｌＪ御し、高さ方向温度偏差を小さくして良質
のコークスを製造するのに有効であるばかりでなく、単
段バーナ一方式の炉に実施できるから設備の複雑化が回
避され、更に、排ガス量が増大することも事実上ないか
ら、熱効率の低下を伴うことも殆どない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するのに適した装置の説明図、第
２図および第３図は本発明の有効性を示すグラフである
。 図中、ｌ：コークス炉、２：煙道、４：煙突、５：燃料
ガス本管、６二流量制岬弁、７：燃料ガス支管、８．１
３：流量測定器、９：ガス組成分析計、１０：演算器、
１２ニブロア、１４：回転数制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　コークス炉の燃料ガス中に当該コークス炉か
   ら排出される燃焼排ガスの一部を冷やすことなく供給し
   、該供給量の調節により前記燃料ガスカロリーを変化さ
   せて燃焼室内の火炎長さを制御することにより燃焼室内
   の高さ方向温度分布が所定温度分布になるように制御す
   ることを特徴とするコークス炉燃焼室内の温度分布制御
   方法。