JPS6241636B2

JPS6241636B2 -

Info

Publication number: JPS6241636B2
Application number: JP7774382A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Tawara; Koichi Yuda; Takashi Tomonaga; Masamichi Koga; Fumiaki Hiura
Original assignee: NIPPON TETSUKO RENMEI
Current assignee: NIPPON TETSUKO RENMEI
Priority date: 1982-05-10
Filing date: 1982-05-10
Publication date: 1987-09-03
Also published as: JPS58194979A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はガス直接加熱式の直立型成型コークス
乾留炉における乾留用ガス加熱用蓄熱式ガス加熱
炉のパージおよび除媒方法に関するものである。
例えば冶金用成型コークスの製造法として竪型乾
留炉内に塊成炭を装入し、乾留炉内で熱ガスを媒
体として塊成炭を乾留し、所望の成型コークスを
得ることが知られている（特開昭52―23107号）。
この竪形乾留炉はその上部から低温乾留室及び高
温乾留室が設けられ、更にそのそれぞれに設けら
れた導入口から乾留用熱媒体ガスが乾留炉へ導入
される。低温乾留用熱媒体ガスを得るためには既
に次の方法が知られている。すなわち、高温乾留
室に直結して設けられた熱成型コークスの冷却室
下部から乾留炉々頂ガスを冷却用ガスとして導入
し、熱コークスと熱交換させ加熱用熱媒体ガスと
して低温乾留用熱媒体ガス導入口へ導くという方
法である（特開昭52―23102号）。また高温用乾留用熱媒体ガスを得るためには、
製品コークス品質・回収ガス発熱量への影響と、
加熱ガス温度が1000℃以上になりうることを考慮
すると、炉頂ガスの一部を蓄熱式ガス加熱炉によ
り加熱する方法が最も適していることが、既に本
発明者らの別の発明（昭和55年８月８日出願特願
昭55―108927号（特開昭57―34181号）、特願昭55
―108928号（特開昭57―47381号）「竪型成型コー
クス乾留炉における蓄熱式ガス加熱炉のパージ方
法」(1)(2)）に開示しているところで、蓄熱式ガス
加熱炉は、既に製鉄プロセスでは高炉送風用の熱
風炉として一般化しているが、高炉用熱風炉では
被加熱ガスは空気であるため、燃焼期から送風期
へ、または、その逆に送風期から燃焼期へ移行す
る際に、蓄熱炉内の雰囲気をパージする必要は基
本的にはない、さらに被加熱ガスが空気で熱的に
安定であるためダクトを閉塞する要因もない。ところが、成型コークス製造プロセスでは、被
加熱ガスは、通常のコークス炉ガスと比較的似た
組成で炭化水素ガス成分濃度が10〜50vol％の可
燃性ガスであるため、燃焼期から送ガス期へ、ま
たはその逆に送ガス期から燃焼期へ移行する際
に、蓄熱炉内の雰囲気をパージする必要がある。さらに、本プロセスでは製品成型コークスの十
分な品質を得るため、被加熱ガスである高温乾留
用熱媒体ガスは、1000℃以上にする必要がある
が、こうした温度域では被加熱ガス中の炭化水素
ガスの熱分解により多量の煤が発生すると考えら
れる。本発明者らが行つたガス流路を含む蓄熱炉に関
する実験によれば、この煤は付着性があり、長期
間運転を続けるとガス流路を閉塞する性質をもつ
ていることがわかつた。このため、実際の乾留炉
で長期間操業する場合、乾留炉内へ熱媒体ガスを
供給する羽口部への煤の付着により、複数の羽口
間のガス量バランスがくずれ、さらに蓄熱炉から
乾留炉の間の流路に著しく付着した場合は、操業
が継続できなくなる可能性がある。本発明は、上述の如き問題を解決すべく連続式
成型コークスプロセスにおける蓄熱炉を含むガス
流路の閉塞防止方法を提供するものである。すなわち本発明の特徴は、１切替サイクル内に
蓄熱炉と乾留炉を結ぶガス流路に付着した煤を除
去するために、酸素含有ガスを１サイクルの燃焼
期の後に１回、同流路に通すことにある。以下、
蓄熱炉の運転サイクルに従つて本発明の内容を説
明する。各燃焼期の後にたとえば、空気、または
空気をN₂または（および）水蒸気で稀釈したガ
スなどからなる。酸素を含む除煤ガスを、蓄熱炉
低温側から導入し、まず蓄熱炉内に残留している
加熱ガス（燃焼ガス）を系外にパージする。次
に、除煤ガスを、引続き供給しながら、この除煤
ガスを蓄熱炉と乾留炉の間のガス流路を経て乾留
炉へ導くことにより、除煤ガス中の酸素で、この
ガス流路に付着している煤を燃焼させ除去する。以上の方法により、操業に与える影響を最小限
に抑えつつガス流路の煤による閉塞を防止するこ
とができる。次に、上記パージおよび閉塞防止方法をとる理
由について述べる。まず流路に付着した煤の防去
方法としては、反応の迅速性を考慮して空気よる
焼落しを基本とする。ただし、煤の燃焼反応によ
るダクト表面の急激な温度上昇を防ぐ必要がある
場合は除煤ガスとして、空気を稀釈したガスや理
論空気量以上の空気比で燃焼させた燃焼排ガスな
どを用いることも可能である。稀釈ガスとしては
入手が容易な不燃性ガスであるN₂または（およ
び）水蒸気が最適である。また、除煤ガスを供給するパターンとしては、
次の２通りがある。 (1) 毎回除煤方式……１回の送ガス期に付着した
煤を１サイクルに１回除去する。 (2) 集中除煤方式……複数回の送ガス期に１回、
それまでに付着した煤を除去する。次に本発明者らが行つた実験のデータに基づ
き、除煤に必要な総酸素量を一定として両方式の
特徴を比較した結果を示す。１送ガス期を30分、
除煤ガス中O₂濃度を11％とすると、毎回除煤方
式では、ある操業条件では、１送ガス期に付着し
た煤を除去するのに必要な除煤時間を２分とした
場合、除煤ガス量は通常送ガス量の20％となる。
一方、同一操業条件において同一濃度の除煤ガス
を用いた集中除煤方式では１日分の付着煤を除去
する場合除煤ガス量を通常送ガス量の60％とし、
除煤に必要な総酸素量を毎回方式と一定とする
と、必要な除煤時間：ｔ〔min／Ｄ〕は 0.2V〔Ｎm³／Ｈ〕×（２／６０）〓〓 ×２４〓〓×６０〓〓／３０〓〓×0.11 ＝0.6V〔Ｎm³／Ｈ〕×（ｔ／６０）〓〓×0.11 ｔ＝０．２×２×２４×６０／０．６×３０＝32〔min
／Ｄ〕（ここで、Ｖ；通常送ガス量）となり、１日の操業につき、除煤のために１回の
送ガス期行の時間を要することがわかる。ただし、集中除煤方式で、除煤ガス量を、通常
ガス量の60％とした理由は、N₂稀釈の場合は、
除煤ガスを供給することにより回収ガス量が増加
して、ガス処理設備の処理能力限界を継続的に越
えるのを防ぐため、また、水蒸気稀釈の場合は、
乾留炉内でのソリユーシヨンロスを抑制するた
め、いずれの場合も操業率を操業可能範囲で最低
の60％にする必要があるためである。上述の実験結果を含む両方式の比較検討結果を
第１表に示す。第１表からわかるように毎回方式
の方が集中方式に比べて操業安定性・製品品質に
及ぼす影響が少ない。これは種々の影響を時間的
に分散させた効果によるものであり、こうした意
味から除煤方式としては最も影響を分散させた毎
回方式が最も適している。

【表】つぎに、除煤ガスの供給位置は、蓄熱炉低温端
が適している。これは、蓄熱炉低温端側から供給
された除煤ガスが、蓄熱炉内・蓄熱炉高温端を経
て乾留炉へ向うことにより、除煤ガス供給時のダ
クトの温度降下が防がれ、蓄熱炉高温端側ダクト
接続部の除煤も十分行われるためである。さら
に、１サイクル内の除煤のタイミングとしては、
送ガス期後と燃焼期後の２種類が考えられる
が、では送ガス期間内に蓄熱室内に付着した煤
により、除煤ガス中の酸素が消費され効率的でな
いため、が適している。さらにによれば燃焼
期直後に蓄熱室内に充満している燃焼ガスを除煤
ガスでパージした後、蓄熱室出口ガスを乾留炉へ
通じるガス流路に導くことにより、パージ直後蓄
熱室内に充満している除煤ガスを、除煤用として
使用することができるためよりも除煤所要時間
を節減できる。したがつて除煤は焼期後が最適である。なお、
１サイクル当りの除煤ガス供給量は、除煤ガス中
O₂濃度と付着煤量により決定する。次に本発明による方法を、蓄熱炉２基・燃焼炉
一基で構成された成型コークス乾留設備を例に、
図面を用いて詳細に説明する。なお、ここでは除
煤ガスとして空気稀釈ガスを用いた場合に関して
説明する。第１図において、まず塊成炭１は低温乾留室
２、高温乾留室３および冷却室４から構成されて
いる直立乾留炉５の炉頂から炉内に装入され、炉
内を降下する過程で羽口６，７から導入される加
熱用熱媒体ガスにより乾留され、さらに冷却ガス
導入口８から導入され、冷却ガス排出口９から排
出される冷却用ガスにより冷却されて成型コーク
ス１０として乾留炉下部から排出される。一方、
炉頂から抜出されたガスは直接クーラー１１およ
び間接クーラー１２で冷却され、循環ブロワー１
３で昇圧され、一部は回収ガス３４として系外へ
導かれ、残りは循環ガスとして系内を循環する。
循環ガスの一部は、第１蓄熱室１７、または、第
２蓄熱室２４で加熱され、高温乾留室熱媒体ガス
供給羽口７から高温乾留室３へ導入される。次に一切替サイクルのガス流れについて図を用
いて説明する。 (1) 燃焼期〔第２図ａ〕蓄熱炉加熱用燃焼炉１６において燃料１４と燃
焼用空気１５の燃焼により発生させた燃焼ガスを
燃焼ガス入口弁１８から第１蓄熱室１７に入れ内
部のチエツカーレンガを加熱させた後、燃焼ガス
出口弁２１から排出し煙突３３から系外に放散さ
せる。 (2) 燃焼期終了後パージ期〔第２図ｂ〕弁３１から供給されるN₂または水蒸気と、弁
３２から供給される空気を混合して得られる除煤
ガスを弁２３から第１蓄熱室１７に導入し、蓄熱
室内残留燃焼ガスをパージガス出口弁２０を経由
して煙突３３へパージする。 (3) 除煤期〔第２図ｃ〕 (2)と同様にして得られる除煤ガスを引き続き第
１蓄熱炉１７へ導入し、加熱された除煤ガスを循
環ガス出口弁１９、高温乾留室熱媒体ガス供給羽
口７を経由して乾留炉へ導入することにより、弁
１９から羽口７までの間のガス流路に付着してい
る煤を除去する。 (4) 除煤後パージ期〔第２図ｄ〕空気供給弁３２を閉め、弁３１から引き続き供
給されるN₂または水蒸気を弁２３から第１蓄熱
室１７に導入することにより蓄熱室から残留除煤
ガスを、循環ガス出口弁１９を経由してパージす
る。 (5) 送ガス期〔第２図ｅ，ｆ〕循環ガス入口弁２２から導入され第１蓄熱室１
７内でチエツカーレンガにより加熱された循環ガ
スを、循環ガス出口弁１９、高温乾留室熱媒体ガ
ス供給羽口７を経由して乾留炉へ導入する。 (6) 送ガス後パージ期〔第２図ｂ〜ｅ〕第２蓄熱室２４において循環ガス入口弁２９、
循環ガス出口弁２６を閉め、送ガスを一時中断す
る。（第２図ｂ〜ｄ）次に、第一蓄熱炉１７の除
煤終了後弁３１，３０を経由してN₂または水蒸
気を第２蓄熱室２４へ導入し、同蓄熱室内残留循
環ガスを循環ガス出口弁２６高温乾留室熱媒体ガ
ス供給羽口７を経由して高温乾留室３へパージす
る。（第２図ｅ）以上の説明は蓄熱炉の数を２基の場合に関する
ものであるが、３基以上の蓄熱炉で構成されるガ
ス加熱炉についても、説明内容本質は同様であ
る。また、運転条件により煤付着量が少ない場合
は、酸素含有ガス供給頻度を１サイクルに１回以
下（例えば２〜５サイクルに１回）とすることが
できるが、こうした操業方法も本発明の主旨から
はずれるものではない、さらに、もし圧力バラン
ス上可能ならば、燃焼期末期に空気比を調整する
ことにより除煤に必要な酸素濃度にした燃焼排ガ
スを除煤ガスとして、蓄熱炉から乾留炉へ導入す
ることもできる。このように本発明によれば、乾留炉操業安定
性・製品品質に及ぼす影響を最小限に抑えつつガ
ス流路の煤による閉塞を防止する成型コークス乾
留システムを得ることができ、その実用的価値は
非常に高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるパージおよび閉塞防止
方法を用いた竪型成型コークス乾留炉ガス循環シ
ステムを示す図、第２図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ
は１切替サイクル内のガス流れを示す図、第３図
は蓄熱炉まわりのバルブの開閉のタイムスケジユ
ールを示す図である。１…塊成炭、２…低温乾留室、３…高温乾留
室、４…冷却室、５…直立乾留炉、６…低温乾留
室熱媒体ガス供給羽口、７…高温乾留室熱媒体ガ
ス供給羽口、８…冷却ガス導入口、９…冷却ガス
排出口、１０…成型コークス、１１…直接ガスク
ーラー、１２…間接ガスクーラー、１３…循環ブ
ロワー、１４…蓄熱室加熱用燃料、１５…蓄熱室
加熱用燃焼用空気、１６…蓄熱室加熱炉、１７…
第１蓄熱室、１８…第１蓄熱室燃焼ガス入口弁、
１９…第１蓄熱室循環ガス出口弁、２０…第１蓄
熱室パージガス出口弁、２１…第１蓄熱室燃焼ガ
ス出口弁、２２…第１蓄熱室循環ガス入口弁、２
３…第１蓄熱室パージガス入口弁、２４…第２蓄
熱室、２５…第２蓄熱室燃焼ガス入口弁、２６…
第２蓄熱室循環ガス出口弁、２７…第２蓄熱室パ
ージガス出口弁、２８…第２蓄熱室燃焼ガス出口
弁、２９…第２蓄熱室循環ガス入口弁、３０…第
２蓄熱室パージガス入口弁、３１…N₂または水
蒸気遮断弁、３２…空気遮断弁、３３…煙突、３
４…回収ガス。

Claims

【特許請求の範囲】１直立型連続式乾留炉の炉頂部から排出された
発生ガスの一部を循環させ、蓄熱式ガス加熱炉に
より加熱し、乾留用熱媒体ガスとして再び乾留炉
に供給し、塊成炭を乾留して成型コークスを製造
する方法において、該蓄熱式ガス加熱炉の切替サイクルの燃焼期の
後に酸素を含有したガスを、該蓄熱式ガス加熱炉
と該乾留炉を結ぶガス流路に通すことを特徴とす
る、成型コークス乾留炉における蓄熱式ガス加熱
炉ガス流路の閉塞防止方法。