JPS61115993A - コ−クス炉の火落判定方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はコークス炉操業における石炭の乾留完了、すな
わち１火落”の判定方法に関するものである。

（従来の技術） ：−りｙ、　Ｆの操業において石炭の乾留が完全に完了
したことを１火落”と称し、この欠落ち以前には決して
コークスが押出てれることはない。従来、欠落の判定に
ついては人間が上昇管上部に設げられた覗き穴の蓋を少
し開いてもれ出るガスの色を見ることによ〕推定あるい
は確認を行なってきた。また、この人の官能検査以外に
提案されている方法は１例えば特開昭５２−１２１６０
２号にあるようにコークス炉上昇管頂部から上昇管の内
部を通して炉内のコークス表層部を覗き込み、このとき
得られる内部からの光の強さの変化から判定する法、或
は特開昭５４−１４６８０２号にあるように乾留中に発
生するガスの最高温度を検出し、その後の降下温度勾配
および装入炭の条件との関係式で判定する方法等がある
。

（本発明が解決しようとする問題点） 前述従来技術の作業者の目視判定は官能検査であり、熟
練度、感覚の個人差に大きく左右される難点がある。ま
た前記特開昭５４−１４６８０２号は発生ガス温度の検
出が困難である。例えば上昇管部で熱電対などで検出す
ると燃焼放散により急激な温度上昇や、腐蝕ガスによシ
熱電対ｄｌ破損し、頻繁に取替が必要となる。また、ベ
ンド管で検出すると温度計にスプレー安水がかか夛大き
な誤差が生じる。さらに、この方法を適用した場合本発
明者らが実験したところによると、炉況によって最高温
度を過ぎてから発生ガス温度が炭中温度分布に；シ急に
降下するときもあれば緩や−ａ＝に降下することもある
ため誤差を生じやすい難点力；ある。特開昭５２−１２
１６０２号は装入炭条件、乾留条件によって大巾に欠落
ち時間が変るので光の強さだけをもって欠落を判定する
には至っていない。結局熟練者の目視判定に頼らざるを
得ないのが現状でちりた。このような実情によシ省力化
および精度の高い自動判定が関係者よシ望まれていた。

（問題を解決する九めの手段） 本発明は前述の難点を有利に解決するためになされたも
ので、コークス炉炭化室から発生するガスが集合する上
昇管に投光器と受光器を対向させて乾留中に発生するガ
ス濃度ツクター／を検出し、該濃度・り一ン末期の勾配
が関係式ｄ　ｘ　＜　ｍＯ（但ｔ し、ｄｘ：ガス濃度変化量、ｄｔ：経過時間、ｍＯ：濃
度勾配定数）となった時刻を基準として、当該窯の装入
炭量、および直近の複数窯の炭化室壁温度分布を平滑処
理して入力補正し欠落を判定することを特徴とするもの
である。

本出願人は先に特願昭５５−５４９３７号でコークス炉
炭化室から発生するガスが集合する上昇管部に投光器と
受光器を対向させて設は上昇するガスの透過光量を連続
測定し、その吸収光率の変化ノ９ターンより石炭の乾留
管理を行うことを提供した。光透過度は次に示すＬａｍ
ｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則からもわかるように物理情報
として発生ガス濃度と等価である。

Ａ　＝　Ｉ／Ｔｏ　＝　６−”’　　　　　　＝　（１
）μ：光透過度　　　　ＩＯ＝投光器からの入射光量Ｉ
　：受光器での透過光量　Ｋ：定数 ｃ：ｆ！ス濃度　　　　Ｌ：光路長 すなわち、透過光量を基に欠落判定金行えば、古来性な
われてきた発生ガス濃度変化を基にした目視欠落判定法
によく対応すると考えられる。典型的な発生ガス光透過
度（ガス濃度）パターンを第”１図に示す。すなわち、
石炭装入直後に極大値を示し、その後徐々に下降し再度
上昇する。そして欠落ち約３．５時間程前に２回目の極
大値が出現し、その後急激にガスの透明度が増し欠落時
近くになるとほぼ一定値を示す。本発明の基本的な欠落
判定ロジックは、目視判定基準が色調変化時点（茶→育
白）であることに対応して濃度の傾きがほぼゼロ（丹＜
　ｍｏ）となった時点とする。

しかしながら、個々の炭化室の装入石炭量が基準装入量
を越えた場合や、大型炉な□どにおいて炉高に対して燃
焼フレームが短かい場合に炭化室上部の装入石炭が低温
乾留の傾向とな９、このときは発生するガスに透明な重
質系炭化水素成分（ＣｍＨｎ　）が多く含まれ単純な発
生ガス濃度検出のみでは正確な欠落判定が不可能である
。そこで本発明は欠落判定する窯の前記ガス濃度の傾き
がほぼ零（賛＜ｍｏ）　　となった時点で轟該窯の装入
炭量および゛炉団の直近に押出された複数窯の炭化室壁
温度分布を平滑処理して補正し欠落を判定するものであ
る。

まず、装入炭量の補正について説明すると、炭化室の基
準装入炭量に対して、数−の装入炭量の変動は通常操業
時多々発生している。装入炭量変動のうち基準装入炭量
を越えた場合は、炭化室内の゛装入石炭の高さが適正レ
ベルを越え、上層部の装入石炭に充分熱が伝導せず、低
温乾留の傾向となりて透明なＣｍＨｎが発生ガスに多く
含まれ濃度検°出のみでは誤差を生じる。そこで基準装
入炭量ＴＯに対する実装入炭量Ｔの変動分（Ｔ−Ｔｏ）
を説明変数として次式で補−正を行う。

α＝　ａ　・（Ｔ−Ｔｏ　）／Ｔｏ＋ｂ　　　　　　　
＝（２）但し、α＝火欠落刻バイアス ＆　＋　ｂ　：定数 次に炭化室壁温度補正について説明すると、大型コーク
ス炉の場合炉高が高く、かつ燃焼形態が単段燃焼の場合
、フレームが燃焼室上部迄伸びず炭化室上部の温度が炭
化室底部に比較して１００℃前後も低い場合がよくある
。この場合、炭化室上部の装入石炭が低温乾留の傾向と
なシ、装入炭量補正で述べた内容と同様の理由により発
生ガス濃度による判定のみでは誤差を生じる。従って炭
化室温度データーによる判定の補正が必要となるが、６
窯の炭化室の上下方向に数個の熱電対などの温度センサ
ーを設置することを考えた場合、炉団当り数百側ものセ
ンサーを設置しなければならず非現実的である。そこで
本発明では押出機ラム先端に設置した放射温度計により
得られる炭化室壁温度分布のデーターを用いて補正し精
度高か欠落ち判定を行う。但し、炉壁温度データーは個
々の窯については押出時測定されるものであシ、欠落判
定時点においては未知である。本発明においては、判定
対象窯の直近に押出された他の数窯の炉壁温度データー
を基に補正を行う。通常のコークス炉操業においては、
稼動率変更、定期修理、あるいは燃料ガス切替などの操
業変化が割合頻繁に行なわれ、それらにより炉団単位で
燃料ガス流量変化、燃焼形態変化が発生し、全窯共通の
温度傾向が現われる。そこで、直近に押出された窯の炉
壁温度デーに判定対象窯の温度状態の良い近似となる。

具体的には、直近数個の窯の温度デーｈくより指数平滑
、あるいは移動平滑によシスムージング処理を行い個々
の窯のバラツキを吸収する。また、温度デーンノ平均化
により完全に操業が定常状態の場合も個々の窯のバラツ
キを吸収し、一定の補正が可能である。具体的には次式
で補正を行う。

β＝ａ　（、ＴＩ　−Ｔｓ　）／ＴＩ　＋ｂ　（Ｔｚ　
−Ｔｓ　）／Ｔｚ　＋ｅ　　＝　（３）但し、β：火欠
落刻バイアス Ｔ１＝平均炉壁上段温度 Ｔ！＝平均炉壁中段温度 ニ Ｔｓ：・平均炉壁下段温度 ａ、ｂ、ｅ：定数 次にこれら本発明の判定方法をまとめると下記の式とな
る。

このように乾留中の発生ガス濃度を逐次測定し、たとき
各変数を（４）式に代入することによりて判定を行うも
のである。

（作用） 本発明は乾留中の発生がス濃度だけでは乾留温度によっ
て生じる不正確な判定が直近の複数窓の炭化室壁温度分
布と判定対象窯の装入炭量を測定しこれらを補正するこ
とによシ正確な欠落判定が可能となジ、従来から一般に
行なわれてきた熟練者の火見による判定が不要となるな
どの作用効果がおる。

（実施例） 次に本発明の実施例について説明する。第２図はコーク
ス炉上昇管部近傍の概略を示し、１は上昇管であってそ
の上部にドッグカバー２を有し、炭化室３内の発生ガス
を集合管４に導いている。

５は石炭装入孔である。６ａ＋ｂは上昇管１内を上昇す
る発生ガス濃度を連続測定するための検出器で、投光器
６ａに対抗して受光器６ｂを設置し、かかる炉において
石炭装入から欠落までの発生ガス濃度を経時的に測定す
ると、前記第１図のような発生ガス濃度・臂ターンを示
した。

第３図は炭化室壁温度測定の概略図で、炭化室３内にお
いて、炭化完了後の赤熱コークス７を押出すラム８のラ
ムヘッド９に高さ方向上、中、下と３段に壁温度検出器
１０ｍ、１０ｂ、１０ｃ（本実施例では輻射温度計）を
取付け、赤熱コークス７を押出過程で一往復温度分布を
炉団の６窯について測定した。このような装置で上、中
、下の各温度差を、直近データー０．３、過去データー
０．７の割合で指数平滑処理を行って前記（３）式に代
入し、補正入力とした。

また、実装入炭量の補正は、装入車の切出し秤量機（図
示せず）で秤量し前記（２）式に代入し、その判定する
窯に補正入力した。

そして、判定する窯の発生ガス濃度が第１図のｘ −＝−−＜ｒＨとなった時刻すなわち（４）式に代入計
算し、ｔ “欠落”すなわち乾留完了を判定した。これらはすべて
計算機によって処理した。

その結果を通常行なわれている上昇管のトップカバー２
を開放して発生ガスの色調を熟練者の目視によって判断
したものと比較して第４図に示したＯ 該第４図において、Ｏ印は本実施例による判定、Ｘ印は
比較例として発生ｆス濃度だゆで判定したものである。

この図からも明らかな如く、本発明法は熟練者の目視判
定と比べて±１０以内に入っており、高精度の自動判定
が可能となった。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明法によれば高精度の自動判定
ができるので火見の熟練者を必要とせず、省力化に役立
ちコークス炉の自動化、生産性の向上、コークス品質の
安定など、実用的に価値の高い発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の乾留経過時間と発生ガス濃度の関係図
、第２図、第３図及び第４図は実施例の説明図で、第２
図は発生ガス濃度検出位置を示す概略側断面図、第３図
は炭化室壁温度検出方法を示す炭化室内概略側断面図、
第４図は目視欠落判定と本発明法欠落判定の関係図であ
る。 １・・・上昇管、　　　　２・・・ト、グカパー、３・
・・炭化室、 ６　ａ　＋　６　ｂ・・・ガス濃度検出器、８・・・押
出しラム、　　１０・・・壁温度検出器。 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コークス炉炭化室から発生するガスが集合する上昇管に
   投光器と受光器を対向させて乾留中に発生するガス濃度
   パターンを検出し、該濃度パターン末期の勾配が関係式
   （ｄｘ）／（ｄｔ）＜ｍ＿０（但し、ｄｘ：ガス濃度変
   化量、ｄｔ：経過時間、ｍ＿０：濃度勾配定数）となっ
   た時刻を基準として、当該窯の装入炭量、および直近の
   複数窯の炭化室壁温度分布を平滑処理して入力補正し火
   落を判定することを特徴とするコークス炉の火落判定方
   法。