JPS5940870B2 - 石炭乾燥方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石炭とくにコークス原料炭の乾燥方法に係り、
詳しくは熱媒体を用いて、コークス炉発生ガス顕熱を熱
交換し、この顕熱保有熱媒体を主熱源として乾燥する石
炭の乾燥方法に関する。

原料炭を乾留してコークスを製造するコークス炉におい
て、原料炭乾留中に発生するコークス炉ガスは炭化室よ
り上昇管を通過してドライメーンに通ずるベンド管で安
水にて注水冷却されており、ドライメーンに集合された
コークス炉ガスはさらにガスクーラーで常温近くまで冷
却される。

このコークス炉ガスは６００〜８００℃の温度を有して
いるが、従来は効率の良い熱回収手段がないこと、ある
いはこの熱の利用先として最適な用途が見い出せないこ
と等の理由により、前記コークス炉ガスの排熱回収は行
われていなかった。

そこで本出願人は、さきにコークス炉ガスの保有する顕
熱を回収して省エネルギーに役立たせるべく新たな提案
を行った（特開昭５５−４０７３６号公報「コークス炉
発生ガスの熱回収方法」）。

これはコークス炉上昇管内壁に配設した伝熱管内に、有
機熱媒体（高沸点で低温での流動性に富み、常圧液相で
使用可能な熱安定性に優れた性質を有するもの、例えば
アルキルジフェニル等）を供給し、この熱媒体を介して
コークス炉ガスの顕熱を回収し、この回収熱シこよって
熱風炉の燃焼用ガスの予熱を行うことを自答としている
。

この方法は効率の高い熱回収が計れる点できわめて有効
な手段であることが確認されている。

本発明は冷却水中に無駄に放散されていたコークス炉ガ
スの顕熱をコークス炉上昇管部において熱媒体により回
収し、これをコークス炉装入炭の乾燥用熱源として用い
、これにより省エネルギー効果を達成させると共に、操
業面および設備面での有利性の大きいコークス炉ガスの
顕熱回収利用方法を提供することを目的としてなされた
もので、その特徴とするところは、コークス炉発生ガス
顕熱を用いて熱交換し回収する工程、乾燥後石炭水分値
が目標水分値に到達するに相当する温度に、コークス炉
発生ガス顕熱保有熱媒体を昇温する工程、乾燥重石炭水
分値、乾燥後石炭目標水分値及びコークス炉発生ガス顕
熱保有熱媒体温度から該熱媒体の一部若しくは全部を冷
却器へバイパスさせる工程、前記コークス炉発生ガス顕
熱保有熱媒体により石炭を乾燥する工程、熱媒体を熱交
換器の目標入口温度に保持させる工程を含み、且つ前記
各工程を熱媒体流路で連通した石炭乾燥方法にある。

すなわち、本発明はコークス炉上昇管部に設けたコーク
ス炉ガス顕熱回収用熱交換手段により通常６００〜８０
０℃のコークス炉ガス顕熱を金属製内筒および外筒の間
に形成した流路を流れる有機熱媒体で排熱回収し、これ
を配管を介して間接型石炭乾燥機へ送給して、石炭乾燥
用熱源として利用するものである。

一般にコークス炉装入炭中の水分は、コークス炉操業に
おいて乾留中に蒸発するが、この場合水分蒸発に要する
熱量は理論値の約２．５倍あり、多くの燃料が必要であ
り、省エネの面からコークス炉装入前に石炭中の水分を
０％近くまで減少させることが望ましい。

しかし石炭取扱いの面からは、石炭水分が減少するに従
って輸送中の発塵及び装入中の爆発を生じるために既設
炉において、石炭乾燥を行なう場合は、石炭中の水分低
減量に限度がある。

発明者等の調査によれば輸送中の発塵は第１図に示した
様に、石炭中水分が５％までは少ない発塵であり、それ
以下では急激に増加することが判明した。

また、水分５％では装入中の爆発もないことが確認され
た。

以上の結果石炭中の水分を５％にとどめることで新たな
集塵設備、及び装入車の改造等を実施せずに省エネルギ
ー効果を達成出来る。

一方コークス原料石炭中の水分は、第２図の如く、石炭
ヤード、貯炭中に、天候の変化で７〜１１％の間で変動
するが、コークス炉ガスから回収出来る熱は水分を４％
乾燥する量に匹敵し、原料石炭中の水分が７％の時は、
コークス炉発生ガス顕熱の回収量が余剰となるので、石
炭水分を７→５％にするに必要な熱媒量を乾燥機に流し
、残りの熱媒はバイパス管を通し、乾燥機を出た熱媒と
合流させる。

この場合は熱媒体の放出熱量が少ないので熱媒温度が上
昇する。

上昇管熱交入口熱媒体温度は一定であることが望ましい
ので、熱媒冷却器を乾燥機と上昇管熱交群の間に設け、
熱媒体を冷却する。

以上のシステムで目標の石炭中水分５％達成が出来る。

また原料石炭中の水分が１１％の場合は７％となり、省
エネルギー効果を充分に達成させるため【こは安定的に
５％とする必要があり、この差２％を補う熱媒加熱設備
を設けることが有効である。

つまり原料石炭中の水分変動に合わせて、熱媒加熱炉燃
料使用量を調節し、乾燥機入口熱媒温度を制御すること
で、乾燥機出口石炭水分を第３図の如く、はぼ５％一定
とすることを特徴としている。

また上昇管に入る熱媒温度は ■ 回収熱量を多くするために、コークス炉発生ガス温
度と熱媒温度の差を大きくとる。

つまり低い熱媒温度が良い。

■ 間接型石炭乾燥機での熱交換量を多くするためには
熱媒温度と石炭温度差を大きくとる。

つまり高い熱媒温度が良い。

■ 熱媒の輸送動力費、及び配管設備費を少なくするた
めに熱媒を液状で使用することが望ましい。

つまり熱媒を沸点以下の温度で使用する。■ 熱媒循環
系内の制御性を良好及び簡素化にするためには一定温度
が良い。

以上の理由で一定値となる様に調節することが必要であ
る。

石炭乾燥機出口熱媒温度が設定値より高い場合は上昇管
前に設けた冷却器を稼動させる。

また低い場合は熱媒加熱炉燃料使用量を増加させること
により上昇管入口熱媒温度を制御する。

つまり上昇管入口熱媒温度を目見ロ面１房−１酉１司−
しｌ囮ゴと連結させることで一定値に制御することを特
徴としている。

以上のように本発明は熱媒体によりコークス炉ガスの顕
熱を回収し、これを石炭乾燥用熱源に使用するものであ
るが、上昇管における熱交換手段の構成には何ら限定を
加えるものではない。

すなわち、上昇管熱交換手段の筒鉄皮内側はライニング
施工せず直接コークス炉ガスを鉄皮を介して熱媒体によ
り冷却してもよいし、また適度なライニングを施しても
良い。

いずれにしろ金属製鉄皮である内外筒の間に通路を形成
させるか、パイプをラセン状あるいは直線的に配置して
熱媒体通路を形成させ、熱媒体を循環せしめてコークス
炉ガスの顕熱を回収し、該熱媒体を昇温させる形式であ
れば、いかなる構造であっても良い。

次に本発明を実施例に基づいて説明する。

本発明はコークス炉上昇管部における熱回収を計ると共
にこれと熱媒加熱炉、間接型石炭乾燥機及び冷却器を合
理的に連結せしめたものでその一例を第４図に示す。

第４図において、コークス炉上昇管におけるコークス炉
ガス顕熱回収システムは、コークス炉上昇管８の後述す
る熱交換手段の入側および出側に熱媒体循環配管９を接
続し、その出側配管９に熱媒体循環ポンプ１０を、また
配管９の中間適宜個所に膨張タンク１１および熱媒体貯
蔵タンク１２と供給ポンプ１３を付設して構成する。

一方、石炭乾燥の熱利用システムは、前記上昇管熱回収
システムの配管９の中途に熱媒加熱炉１４を、その後に
間接型石炭乾燥機１５、冷却器１６を、また熱媒加熱炉
１４の出側に温度検出器１７、冷却器１６出側に温度検
出器１８、間接型石炭乾燥機１５のバイパス管１９の中
途に流量調節弁２０、冷却器１６のバイパス管２１の中
途に流量調節弁２２、石炭乾燥機１５への石炭供給ホッ
パー２３には水分計２４、切出し計量器２５、乾燥機出
側受入れホッパー２６に水分計２７、乾燥後石炭水分を
５％に制御する計算機２８、熱媒加熱炉にガスバーナー
２９、ガス量調節弁３０、ガス供給ブロワ−３１から構
成されている。

熱媒体は通常第４図の実線を矢印の方向に流れる。

上昇管８で加熱された熱媒体は循環ポンプ１０で昇圧さ
れ熱媒加熱炉１４を通り間接型石炭乾燥機１５に入り、
ここで石炭側に放熱するが、放熱量が上昇管で抜熱した
量とほぼ同じ約５万ｋｃａｌ／Ｔ−石炭となる乾燥機の
能力となっている。

これは石炭中水分を４％乾燥するだけの熱量であり、乾
燥機入口水分が１１％の場合は出口水分で７％となる。

従って目標水分５％に乾燥するために熱媒の温度を加熱
炉で２００℃から２２０°Ｃに昇温する。

この方法は石炭切出し量を切出し計量器２５で検知し、
石炭中水分を水分計２４、及び２７で検知後、その信号
を計算機処理して、乾燥機入口熱媒温度１７を設定する
。

熱媒加熱炉ではこの温度信号を受け、設定値を維持する
様に燃焼ガス量を流量調節弁３１で制御する。

また、乾燥機人口水分が７％の場合は出口水分が３％と
なる。

これは過乾燥状態であり発塵等のトラブルを生じる。

従って目標水分５％に乾燥するためにバイパス管１９を
通過させる熱媒量を増加させ乾燥機に入る量を減少させ
る。

この方法は石炭切出し量を、切出し計量器２５で検知し
石炭中水分を水分計２４、及び２７で検知後、その信号
を計算機処理して、乾燥機バイパス管１９を通過する熱
媒量を流量調節弁２０で制御する。

熱媒体の劣化防止及び循環ポンプの空運転防止のために
熱媒体は液体で使用する。

このために例えば熱媒体沸点が２８０℃の場合は８０°
Ｃの余裕を見て２００℃以下で使用することが望ましい
。

この場合の上昇管入口熱媒体温度は１６０℃出口で２０
０℃に設定される。

もし乾燥機入口石炭水分が７％近で連続した場合にはバ
イパス管１９を通る熱媒体の量が増加して、上昇管入口
温度が上昇して、やがては熱媒体沸点を超える温度とな
る。

これを防止するために上昇管入口熱媒温度を一定に制御
する冷却器１６を備えておく。

この方法は冷却器出側の温度１８を検知して冷却器バイ
パス管２１の通過量を制御して温度を一定とする。

しかし冷却方法には何ら制限を加えるものではない。

第１表に本発明を実施する場合の諸元および効果を示す
。

以上説明したように本発明方法によれは、コークス炉ガ
スの顕熱を効率よく回収できると同時にその回収熱をコ
ークス炉装入炭の乾燥熱源として有効に利用できる。

これをこよりコークス炉燃焼ガス量の大巾な低減、及び
塊歩留の向上等の効果があり、本発明は省エネルギーの
点で工業的に非常に優れた成果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は輸送中の発塵量と石炭中水分の関係図。 第２図は原料石炭中水分の度数分布を示す図。 第３図は乾燥後の石炭中水分の度数分布を示す図。 第４図は本発明方法を実施するための設備を示す全体図
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コークス炉発生ガス顕熱を熱媒体を用いて熱交換し
   回収する工程；乾燥後石炭水分値が目標水分値に到達す
   るに相当する温度に、コークス炉発生ガス顕熱保有熱媒
   体を昇温する工程；乾燥重石炭水分値、乾燥後目標水分
   値及びコークス炉発生ガス顕熱保有熱媒体温度から該熱
   媒体の一部若しくは全部を冷却器へバイパスさせる工程
   ；前記コークス炉発生ガス顕熱保有熱媒体により石炭を
   乾燥する工程；熱媒体を熱交換器の目標入口温度に保持
   させる工程を含み、且つ前記各工程を熱媒体流路で連通
   したことを特徴とする石炭乾燥方法。