JPS61143486A - 連続式コ−クス製造方法およびその装置 - 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） この明細書で述べる内容は、コークス製造技術に関し、
特に高炉や鋳物用の冶金コークスあるいは化学原料用コ
ークス（水性ガス製造用能）として用いられるコークス
を連続成形および連続乾留することによって得る技術に
関する。

（従来の技術） 第１１図に従来のトップ装入法に従う技術の下で使用さ
れる一般的なコークス炉を示す。その概略を説明すると
、まず装入炭をコークス炉上を走行する装入車８に積載
して移動させながら装入孔から炉内７に重力によって落
下装入させた後、レベラーで均してはげ等しい装入高さ
にした後乾留する。乾留を終えたコークスを押出機９で
炉外に押出し、ガイドカーｌＯを介して消火車１１中に
落下させる。上述した従来のトップ装入法と呼ばれるコ
ークス炉によるコークスの製造技術は、バッチ処理のた
め装入時に発生ガス洩れ、粉炭飛散等の公害防止対策が
必要となる。

しかもこの従来法によるときは、装入炭の性状に応じた
理想的なヒートパターンに合わせた加熱が困難であり、
殆んど自由度が無い。このためある一定のヒートパター
ンで所定のコークス強度が達せられるように装入炭の性
状を管理しているのが実状である。また、通常のコーク
ス炉の操業においては、コークス化の過程で有機物の熱
分解が起るが、例えばガス成分でみると、４００〜５５
０°Ｃでは炭化水素、６００〜７５０°Ｃでは一酸化炭
素、７００℃以上の温度では水素の発生量が増加する。

しかしながら従来法では、ガス、タール等の副産物は全
乾留期間を通じて平均化された状態で一括回収されてお
り、特定の乾留時期に応じて発生する副産物種別毎の回
収はできない構成となっていた。

その他、従来の技術では、室炉を建設して一旦スタート
すると炉温を低下させて一定期間休止することができな
いこと、また炉の周辺が高温・粉塵の環境にあるため、
自動化のための精密な装置の保守に難点があること、さ
らには炉上や炉前において高熱作業を必要とする欠点が
あった。

一方、他の従来技術として、傾斜式室炉、シャフト炉を
用いた成形コークス法がある。いずれも石炭ドパインダ
ーを混練してダブルロール成Ｊ［ｌＩでブリケットにし
乾留する方式であるため、高価なバインダーを必要とす
ること、さらにはバインダーの軟化温度が常温より高い
場合は石炭も加熱する必要があるので、熱エネルギーを
消費して成形費用が高くなる欠点があった。しかもこの
方法の場合もまた、上記トップ装入法と同様に特定の乾
留時期に発生する副産物を分別回収することがその構成
上困難であった。その上、傾斜式室炉では、成形炭を加
熱するヒートパターンの自由度が少ないし、またシャフ
ト炉にしてもヒートパターンの調整ができる加熱ガスは
数種類にしかすぎず、ヒートパターンを自由に選択でき
る設計範囲が狭いという問題点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 従来技術の解決課題としては次の点が挙げられる。

■　圧縮成形炭の成形工程から炉内への装入、乾留、炉
外でのコークス回収各工程間で発生する粉塵の飛散やガ
ス洩れを狙止すること、■　乾留炉のヒートパターンが
一定であり、乾留工程に応じたヒートパターンの選択が
できないのを克服すること、 ■　副産物回収が一系統に一本化されているため分別回
収ができない弱点を除くこと、 ■　従来のトップ装入法にみられる炉上、炉前の高熱作
業を原因とする作業環境が悪い点を克服すること、 ■　さらに、一旦炉団がスタートしたら、休止して再稼
動するようなことができない不便を解消　　□すること
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、゛従来技術の把える上記問題点を克服するた
めに、以下に述べるような連続式コークス製造方法を提
案すると同時にその方法の実施に当って使用する装置に
ついて提案する。

（１）　　原料炭を連続的に圧縮成形して得た室炉断面
に近い長尺状もしくは適当な長さに切断した圧縮成形炭
を、引続いて乾留炉内に送り込むと同時に該圧縮成形炭
を順次に移動させながら乾留し、逐時排出していくこと
を特徴とする連続式コークス製造方法。

（２）　原料炭を圧縮成形して圧縮成形炭を製造する装
置と、前記圧縮成形炭を連続的につながった状態もしく
は適当な長さに切断したブロックにして乾留炉へ装入す
る装置と、装入された圧縮成形炭を炉内で移動させる手
段を設けてなる乾留炉と、炉内移動の過程で乾留し終え
て出口に達したコークスを排出する装置とからなる連続
式コークス製造装置〇 （８）　　原料炭を圧縮成形して圧縮成形炭を製造する
装置と、前記圧縮成形炭を連続的につながった状態もし
くは適当な長さに切断したブロックにして乾留炉へ装入
する装置と、装入された圧縮成形炭を炉内で移動させる
手段、ならびに装入圧縮成形炭の移動方向に沿って天井
に複数個の画成された回収ホールを設けてなる乾留炉と
、炉内移動の過程で乾留し終えて出口に達したコークス
を排出する装置とからなる連続式コークス製造コスト 装置泪） 本発明は次のような知見にもとづいてなされたものであ
る。すなわち、嵩密度が１．０湿トン／−以上の圧縮成
形炭は、数メートルの高さでも自立でき、また移動の際
の揺れや衝撃に耐えて崩れない特性がある。さらにコー
クス化する際にも加熱壁に接触していなくても、移動し
ながら団塊化して塊状のコークスとなるという知見がそ
のｆＪｌである。

第２に１石炭の流動性、膨張性に応じたヒートパターン
、特に軟化、溶融、セミコークス化の過程で、適正な昇
温速度で乾留するとコークス強度が向上すること、乾留
末期の加熱量は少なくてもよいこと、コークス化過程で
副生ずる副産物は被乾留物の温度により成分が異なる“
ということである。

＃￥８にクリーンなコークス工場、高熱作業からの開放
、生産性の向上、そしてコークス製造コストの低減を目
的として、先ず圧縮成形炭を製造すると、そのまま引続
いて乾留炉へ装入して圧縮成形炭を移動させながら乾留
すれば工程間での各種のトラブルや四スがなくなり、従
来技術にみられない有利なコークスの製造が可能になる
ことの知見である。

（、実施例） 本発明において採用する圧縮成形炭の製造手段は、本発
明者らが先に発明した方法、例えば特公昭５９−１！７
１０号において開示した方法等により実施される。すな
わち、その先行技術を第２図に示す。概略を説明すると
、まずホッパー２の下のゲートダンパー８を開いて金型
１に原料炭を充填し、ゲートダンパー８を閉じた後、押
板４を前進させて圧縮する。金型１の出口側には既に圧
縮を終えた圧縮成形炭６ｂが残されており、この既圧縮
成形炭６ｂと金型との間に発生する摩擦力にもとづいて
押板４の加圧力が得られる。加圧力は圧縮が進むにした
がって大きくなるが、嵩密度が１．０湿トン／−以上で
は既圧縮成形炭６ｂと後続的に生成する圧縮成形炭６ａ
が合体し、さらに加圧を続けると金型の出口側から既圧
縮成形炭６ｂを押し出すことができる。このような操作
の順次間欠的な反復によりエンドレスな圧縮成形炭が製
造できる。

このようにして得られた圧縮成形炭をそのまま第１図に
示すように乾留炉１２に入れ、炉内を移動させながら乾
留してコークス化させた後、炉外へ排出する。圧縮成形
炭を乾留炉内で移動することについては、圧縮成形炭と
炉壁との間にクリアランスを設ければ、圧縮成形炭に影
響を与えないで容易に移動させることができる。即ち、
通常圧縮成形炭は表面から乾留され中心に向かってコー
クス化していくとき、溶融物が溶融時にガス圧により膜
状に膨張するが、その状態のときに炉壁面に接触するか
全く接触しない程度に上記クリアランスを設計する。

このようなりリアランス設計をすれば、圧縮成形炭の溶
融物がガス圧で膜状に膨れても移動が妨げられるような
ことなく、被乾留物は計画速度で乾留炉内を移動する。

そして表面がコークス化す・るとガス膜の影響は無くな
り加熱壁との間にクリアランスが保持される。

圧縮成形炭高さが高くなると、乾留末期にコークス粒子
間にすべりが生じて加熱壁にもたれかかる現象も見られ
たが、コークス粒子の方がクリアランスよりも大きいの
で、クリアランスの間に落下してつまることは全くなく
、もたれかかった状態で移動ができ−ていた。

本発明で採用する乾留炉１２は、炉床が移動する移動床
タイプと、移動しない固定床タイプの３１類がある。移
動床タイプは例えば炉床にスラットコンベヤーやニブ四
ンコンベヤー、パレットコンベヤー、牽引台車等の移動
装置を配置したものを用いる。後者の固定床タイプは、
固定床の上に圧縮成形炭あるいは圧縮成形炭を乗せたシ
ュープレートをすべらせながら移動させる形式である。

まず第８図に示すものは、移動床タイプの乾留炉である
。金型ｌで成形された圧縮成形炭６Ｅは、予め切断され
、成形押出時に前進して移動装置１８の上に積載される
。移動装置１８は駆動装置１９で駆動されて、無限軌道
式に移動回転する。

圧縮成形炭６Ｅから既に乾留を終えたコークス６Ｌにい
たる被乾留物は、移動装置１８に積載された状態で出口
に向って順次移動する。移動装置１８の前端に到達した
コークス６Ｌは移動装置１８から分離して自重により落
下する。乾留炉１２は被乾留物の昇温速度からコークス
化できる長さに設計する。

上記乾留炉１２の燃焼室１８は、炉長方向に分割されて
おり、被乾留物が理想的に昇温されるような速度で乾留
するよう加熱壁１８Ａの温度を制御する。第８図の例で
は被乾留物から発生する副産物を回収するため、天井１
６を炉長方向に４区分して、乾留段階に応じて発生する
副産物を夫々分別回収するための回収ホール１７を設け
たものを示す。本発明の場合、炉上はトップ装入法にみ
られる装入車を必要としないので、構造上水平にする必
要はなく、従って自由に副産物の改質装置を設置できる
。例えば回収ホール１７Ｂの場合は、天井１６Ｂを通常
の天井１６ムよりも高くして副産物の熱改質用の燃焼室
１８Ｂ０を上乗せした事例を示している。熱改質用燃焼
室１８Ｂ□では、ガス成分やタール成分等の熱分解、重
縮合反応を促進させ、タール中のベンゼン不溶分、キノ
リンネ溶分等の成分調整を行う。

乾留炉の形式としては、水平型、傾斜型、竪型のいずれ
も適用可能であり、また内熱加熱、外熱加熱もしくはこ
れらを組合わせた混合加熱の採用が可能であるが、副産
物の分別回収をも目的とする場合は外部加熱の方が好ま
しい。

次に移動しない固定床タイプの乾留炉１２としてシュー
プレートを使用するものの構成例を第５図にもとづいて
説明する。圧縮成形炭製造設備２０で調製して金型から
押出された圧縮成形炭６は、切断機２ａで切断された後
、ローラーテーブル２４でシュープレート５とともに移
動してストッパー２５の位置で停止する。装入設備２６
でシュープレート５を押して前進させ、既に乾留炉１２
へ装入しているシュープレートと接してもさらに押して
、乾留炉内で接しあっている全てのシュープレートを前
進させる。この前進速度により炉内保持時間が決まる。

シュープレート５を押しきった後、装入設備２６は後退
して新たな圧縮成形炭６をのせたシュープレート５を受
は入れる。

この操作を繰返すことによりシュ−プレート５に積載し
ている圧縮成形炭６は乾留炉１２の予熱帯、加熱帯、冷
却帯の順に前進移動してコークス化される。

冷却帯の終端にあるコークスを乗せたシュープレート５
はローラーテーブル２４に乗って炉端のストッパー２５
で停止する。この時コークス２７はガイドウェイ８４コ
ークス排出設備２８によって誘導された後、速やかに排
出されコークスホッパー８５へ入る。コークスを排出し
た空のシュープレートｂはローラーテーブル２４で移動
し圧縮成形炭製造設備２０へ戻される。

シュープレート５は、第６図に示しているように炉内温
度に耐える材質例えば炭化けい素を用いり板で、シュー
プレート５の頂面は乾留炉１２の炉底のレベルに位置す
る。装入設備２６に押されて耐火物２９の上を移動する
。シュープレート５の下部は直接輻射熱で加熱されない
よう第７図に示すように砂８０でシールしている。予熱
帯、加熱帯、冷却帯の入口、出口は限界寸法に近い間隙
に調節して輻射熱を防止する。冷却帯、コークス排出設
備で顕熱回収した空気は燃焼用に利用する。

ローラ一式シュープレート戻し設備８１はカバー８７に
より外界と遮断しており、系全体としてクローズドシス
テムとなっている。ローラ一式シュープレート戻し設備
８１の入口側にエヤー力−テ、ンを設けると遮蔽性能が
向上する。コークスホッパー３５は、コークス排出設備
２８で排出されたコークス２７を受は入れる。パケット
カー８２を用いて、ダンパー８８を開いている状態を第
８図に、ダンパー８８で外界と遮断している状態を第９
゛図に示す。また、パケットカー８２の代りに乾式消火
設備のブリチャンバーを利用する状態を第１０図に示す
。この場合は圧縮成形炭６を金型から押出すところから
冷却されたコークスを製造する全工程が完全にクローズ
ド化される。湿式消火の際はパケットカー８２の代りに
消火車を使用すればよい。

なお、乾留炉に入れる成形炭としては、自立できるもの
であれば本発明の乾留炉で乾留できるので、例えばダン
パーを自由落下させて箱型金型で成形した石炭ケーキあ
るいは箱型金型で垂直にプレス成形を繰返して得られる
石炭ケーキ等はいずれも自立できるので本発明の乾留炉
に適用できる。

乾留を終えたコークスは移動装置１８の先端から排出さ
れるが、その排出部には乾式消火設備を・連結すること
ができる。特に第４図に示すように乾式消火設備２２を
用いる場合クローズドシステムとなり、公害防止および
省エネルギーに効果がある。

（製造例） （１）　　配合炭（表・２ケースＵ）を圧縮成形して表
・ｌに示す高密度１．１５の圧縮成形炭（８３０闘巾、
重量９５Ｉａｉ）を調製した。゛この圧縮成形炭を耐熱
板（シュープレート、材質：炭化けい素）の上に積載し
た状態で耐熱板とともに乾留炉（４００ｍ＋１１巾）に
装入した。装入位置はコークスサイドのドアー側、炉巾
方向の中心であった。ドアーを閉めた後、耐熱板（シュ
ープレート）をマシンサイドの方向に１．８１１１Ｉ／
ｍｉｎの移動速度で炉内を移動させながら乾留し、火落
ち後も８０分間移動を継続した。コークスを押出した後
、湿式消火したコークス品゛質を表・２゜ケースＩに示
す。

表　１　圧縮成形炭 参考のため、前述の従来乾留炉（４００■巾）にトップ
装入して、乾留した時のコークス品質を表・セ、ケース
■に示す。その結果表・２にみられるように本発明のコ
ークス品質はドンブ装入法と比較して同等以上の結果が
得られた。また、熱伝導率を測定したところ、圧縮成形
炭はトップ装入法と比較して１０数／＜−セントも高い
値が得られた。この結果から１．コークス炉生産性の向
上を達成できることがわかる。

（２）　　上記製造例１において火落ちまでの時間を４
区分して被乾留物から発生するガス成分を分析した結果
を表・δに示す。被乾留物のコークス化過程でガス成分
が大巾に変化していることが゛わかる。

本発明では被乾留物が乾留炉内を移動した位置即ちコー
クス化の程度が乾留炉の長さ方向の位置によって決定さ
れるので、天井１６に仕切りを設けて４個の回収ホール
１７から表・８の副産物をそれぞれ抜き出すことができ
る。化学原料として副産物を利用する場合、例えばケー
スＤではガス中のＨ８濃度が高いので、Ｈ３の分離、精
製コストが・安くなる。また合成用ガス原料としての用
途がひらけ、Ｉｓを低コストで製造できる利点がある。

注１）装入後の乾留経過時間− （発明の効果） 本発明によれば、コークス製造工程をクリーンな連続式
製造工場とすることができ、その上原料炭コスト低減な
らびにコークス炉生産性の向上をはかることができる。

しかもコークス化過程で両生ずる副産物のうち目標の成
分、例えばＨ３を高濃度で回収できる等乾留過程に応じ
た副産物の分別回収が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１ｖ！ｉは、本発明についてのブロックダイアダラム
を示す図、 第２図は、圧縮成形炭製造工程（イ〜ハ）を示す工程図
、 第８ｖｔｉは、移動床式乾留炉の例を示す路線図と同図
中車−人部の位置における切断端面の図、第４ｖ！Ｊは
１別の実施例について示す本発明のブロックダイアダラ
ムの図、 第５ｖ！Ｊは、固定床式乾留炉の例を示す断面図、第６
図は、ｔｌｉｓ図Ｂ−Ｂ部所面図、第７図は、シュープ
レートの支持部の詳細を示す部分断面図、 第８図は、コークスホッパーの開状態におケルパケット
カーとの接続状態を示す路線図、第９′ｇ：ｉは、コー
クスホッパーの路線図、第１０図は、ブリチャンバ一式
のコークス消火設備の路線図、 第１１図は、従来乾留炉の一部切欠き正面図である。 ｌ・・・金型　　　　　　　２・・・ホッパー８…ゲー
トダンパー　　４・・・押板 ６・・・シュープレート　　６・・・圧縮成形炭６ａ・
・・後続的に生成する圧縮成形炭６ｂ・・・金型内の既
圧縮成形炭 ａｃ　、　ａａ・・・金型から押出された圧縮成形炭６
Ｘ〜６Ｋ・・・乾留炉内の被乾留物 ６Ｌ・・・乾留炉から排出されるコークス７・・・室炉
　　　　　　、　８・・・装入車９・・・押出機　　　
　　　１０・・・ガイドカー１１・・・消火車　　　　
　　１２・・・乾留炉１８・・・燃焼室 １８Ｂ１・・・熱改質用燃焼室 １８ム・・・加熱壁　　　　　１４・・・煙道１５・・
・蓄熱室　　　　　　１５ム〜１５Ｄ・・・蓄熱室分室
１６ム・・・乾留炉天井　　　１７・・・副産物回収ホ
ール・１７ム〜１７Ｄ・・・各乾留ゾーンにおける副産
物回収ホール １８・・・移動装置 １９・・・移動装置の駆動装置 ２０・・・圧縮成形炭製造設備 ２１・・・副産物回収設備　　２３・・・乾式消火装置
２８・・・切断機　　　　　　２４・・・ローラーテー
ブルｚ器・・・ストッパー　　　　２６・・・装入設備
２７・・・コークス ２８・・・シャツトル式コークス排出設備２９・・・シ
ュープレート移動用耐火物８０＃−砂 ８１・・・ローラ一式シュープレート戻し設備８２・・
・パケットカー　　　８８・・・ダンパー８４・・・横
行式ガイドウェイ ８５・・・コークスホッパー ８６・・・冷却塔プレチャンバ− ８７・・・カバー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原料炭を連続的に圧縮成形して得た室炉断面に近い
   長尺状もしくは適当な長さに切断した圧縮成形炭を、引
   続いて乾留炉内に送り込むと同時に該圧縮成形炭を順次
   に移動させながら乾留し、逐時排出することを特徴とす
   る連続式コークス製造方法。 ２、原料炭を圧縮成形して圧縮成形炭を製造する装置と
   、前記圧縮成形炭を連続的につながつた状態もしくは適
   当な長さに切断したブロックにして乾留炉へ装入する装
   置と、装入された圧縮成形炭を炉内で移動させる手段を
   設けてなる乾留炉と、炉内移動の過程で乾留し終えて出
   口に達したコークスを排出する装置とからなる連続式コ
   ークス製造装置。 ３、原料炭を圧縮成形して圧縮成形炭を製造する装置と
   、前記圧縮成形炭を連続的につながつた状態もしくは適
   当な長さに切断したブロックにして乾留炉へ装入する装
   置と、装入された圧縮成形炭を炉内で移動させる手段、
   ならびに装入圧縮成形炭の移動方向に沿つて天井に複数
   個の画成された回収ホールを設けてなる乾留炉と、炉内
   移動の過程で乾留し終えて出口に達したコークスを排出
   する装置とからなる連続式コークス製造装置。