JPWO2011125696A1 - Coal dry distillation gas hot treatment equipment and coke oven gas hot treatment equipment - Google Patents
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Abstract
この石炭乾留ガス熱間処理設備は、複数の石炭乾留装置から抽気した石炭乾留ガスを700℃以上かつ1200℃以下の流入温度で熱間処理することで、炭素含有固形物を乾留する設備であって、前記石炭乾留装置毎に設けられた抽気管と;これら抽気管のそれぞれに設けられた逆止弁と;前記各抽気管が接続された集合管と;この集合管に接続された石炭乾留ガス処理装置と;を備え、前記各抽気管、前記各逆止弁、前記集合管、及び前記石炭乾留ガス処理装置が、700℃以上かつ1200℃以下の加熱雰囲気内に設けられ;前記各石炭乾留装置、前記各抽気管、前記各逆止弁、前記集合管、そして前記石炭乾留ガス処理装置の順で、前記石炭乾留ガスが流される。This coal dry distillation gas hot treatment facility is a facility for dry distillation of carbon-containing solids by hot treatment of coal dry distillation gas extracted from a plurality of coal dry distillation devices at an inflow temperature of 700 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. An extraction pipe provided for each of the coal distillation apparatuses; a check valve provided for each of the extraction pipes; a collecting pipe to which the extraction pipes are connected; and a coal dry distillation connected to the collecting pipe Each bleed pipe, each check valve, the collecting pipe, and the coal dry distillation gas treatment apparatus are provided in a heating atmosphere of 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less; The coal dry distillation gas is flowed in the order of the dry distillation device, the respective extraction pipes, the check valves, the collecting pipe, and the coal dry distillation gas processing device.
Description
本発明は、石炭乾留装置から抽気した高温の石炭乾留ガスを熱間で処理する石炭乾留ガス熱間処理設備に関する。より詳しく言うと、本発明は、この石炭乾留ガス熱間処理設備の中でも、コークス炉窯から抽気した高温のコークス炉ガスを熱間で処理するコークス炉ガス熱間処理設備に関する。
本願は、2010年03月31日に、日本国に出願された特願2010−082294号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coal dry distillation gas hot treatment facility for hot treatment of hot coal dry distillation gas extracted from a coal dry distillation apparatus. More specifically, the present invention relates to a coke oven gas hot treatment facility for treating hot coke oven gas extracted from a coke oven kiln hot among the coal dry distillation gas hot treatment facilities.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2010-082294 for which it applied to Japan on March 31, 2010, and uses the content here.
例えば製鉄用のコークス炉では、石炭の乾留時に発生するコークス炉ガス(Coke Oven Gas。以下、「COG」と称する)を集合管で回収して燃料に使用している。発生するCOGは、1200℃程度まで達する高温状態にあるので、ガスの顕熱を回収する、又は、その高温を利用してガスの改質を図る等の利用が可能である。以下、このような高温COGを処理する装置を、高温コークス炉ガス処理設備と呼ぶ。例えば、特許文献4には、高温COGの改質を行うガス改質装置が開示されている。また、特許文献5には、COGの顕熱回収装置が開示されている。
For example, in a coke oven for iron making, coke oven gas (Coke Oven Gas, hereinafter referred to as “COG”) generated during the dry distillation of coal is collected in a collecting pipe and used as fuel. Since the generated COG is in a high temperature state up to about 1200 ° C., it can be used to recover the sensible heat of the gas or to modify the gas using the high temperature. Hereinafter, an apparatus for processing such high-temperature COG is referred to as a high-temperature coke oven gas processing facility. For example,
コークス炉においては、個々のコークス炉窯でバッチ式に石炭の乾留を行うため、一般的には乾留初期に多量のCOGが発生する。続いて、COGは、その発生量が徐々に低下し、それに伴ってその成分も変化するという非定常なパターンで発生する。そのため、互いに隣接する多数のコークス炉窯を、それらの乾留開始時刻を互いにずらすことが行われている。これにより、コークス炉窯全体として平均化した場合にCOGの発生量が時間的に平準化できる。高温コークス炉ガス処理設備において、流入するガス量や成分が大きく変動すると、処理上の大きな阻害要因となり得る。よって、可能な限り、多数のコークス炉窯から抽気したCOGを混合することで、その発生量及び成分の変動を少なくするニーズがある。 In a coke oven, since coal is carbonized in a batch manner in individual coke oven kilns, a large amount of COG is generally generated at the initial stage of carbonization. Subsequently, COG is generated in an unsteady pattern in which the generation amount is gradually decreased and the components are changed accordingly. For this reason, a number of coke oven kilns adjacent to each other are shifted in their dry distillation start times. Thereby, when it averages as the whole coke oven kiln, the generation amount of COG can be leveled temporally. In a high-temperature coke oven gas processing facility, if the amount of gas or components that flow in varies greatly, it can be a significant obstacle to processing. Therefore, as much as possible, there is a need to reduce fluctuations in the generation amount and components by mixing COG extracted from a large number of coke oven kilns.
特許文献2には、複数のコークス炉窯のそれぞれに対して抽気管及び遮断弁を設けて、これらを集合管に接続してCOGを集めるCOG処理装置(熱回収装置)が提案されている。
従来のコークス炉の一例を、図1を用いて説明する。同図に示すように、本例のコークス炉に備えられている複数のコークス炉窯21には、上昇管25と、この上昇管25に接続された水封弁22及びスプレー装置23とが、それぞれ設けられている。そして、全ての上昇管25を通して抽気されたCOGは、集合管であるドライメーン24に集められた後、図示しないCOG処理装置へと送られる。水封弁22とスプレー装置23は、通常、一体構造のものが使用される。各水封弁22は、各コークス炉窯21とドライメーン24との間におけるCOGの流通を必要に応じて阻止する。各スプレー装置23は、COGの冷却と、各コークス炉窯21内の圧力調整とを行う。
An example of a conventional coke oven will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the plurality of
前述の特許文献2の装置では、図2に示すように、図1に示した従来のコークス炉窯21に対して抽気管26及び遮断弁37を設け、これらを介して各コークス炉窯21よりCOGを抽気して集合管28に集めている。さらに、この集められたCOGは、集合管28の下流にあるCOG処理装置29へと供給される。
尚、「石炭乾留ガス」とは、石炭または石炭由来の原料を乾留して発生するタール蒸気およびその他の可燃性ガスを含む混合ガスのことであり、COG、キルン等の連続または半連続式加熱炉で石炭を乾留したガスや、ピッチ等のコーキングガスを含む。In the apparatus of the above-mentioned
The “coal dry distillation gas” is a mixed gas containing tar vapor generated by dry distillation of coal or coal-derived raw materials and other combustible gases, and continuous or semi-continuous heating such as COG and kiln. Includes gas obtained by carbonizing coal in a furnace and coking gas such as pitch.
しかし、この図2に示す従来技術には、以下の問題があった。
第1の問題は、各コークス炉窯21から抽気した高温COG(以下、「ウェットCOG」と称する)に接する、遮断弁37を含む管路内に、大量の付着物が生じるという問題である。具体的には、ウェットCOG中には高沸点ガスであるタールが含有されているため、700℃未満にウェットCOGの温度が低下すると、タールが凝縮する。一旦凝縮した後のタールは性質が変化しており、再度加熱しても容易には蒸発しない場合が多い。また、ウェットCOG中にメタン等の炭化水素の形で含有されていた炭素が、700℃以上の高温で分解して固体の炭素(煤)として析出する(この現象を「コーキング」と称する)。一旦析出した固体炭素は、互いに強固に結合しているため、その温度を再度低下させても容易には炭化水素化しない。However, the prior art shown in FIG. 2 has the following problems.
The first problem is that a large amount of deposits are generated in the pipe line including the shut-off
従来技術においては、ウェットCOGを流通させると、これに含まれるタールや固体炭素が、管路系設備(管路、弁、送風機等)中の接触面に多量に付着するため、管路系設備の操作が困難となる場合がある。このような事情があるため、従来では、各コークス炉窯21で発生したウェットCOGは、各上昇管25から排出されると直ちに水冷されて常温化されていた。この際、タールは凝縮してウェットCOGから分離されて冷却水中に混和して除去されるので、常温のウェットCOG中の低沸点ガス(以下、「ドライCOG」と称する)のみが燃料として回収される。このドライCOGを流通させる際に、特段の問題は生じないので、一般的な産業用の管路系設備を適用することができる。よって、管路内のガス流れを自由に制御できる。
In conventional technology, when wet COG is circulated, tar and solid carbon contained in the wet COG adhere to a large amount of contact surfaces in pipe line equipment (pipe lines, valves, blowers, etc.). May be difficult to operate. Due to such circumstances, conventionally, wet COG generated in each
一方、各上昇管25の内面は、タールが除去されていないウェットCOGと接触せざるを得ないので、これら上昇管25の内面へのコーキングは避けられない。また、ウェットCOGは、一連の石炭乾留作業のプロセスにおいて低温化する場合がある。この場合、ウェットCOG中のタールの凝縮物が各上昇管25の内面に付着して強固な固着層を形成することもある。これらの付着物は、操業を継続すると増え続けて各上昇管25の管路を閉塞させるので、一定短周期毎、例えば、毎日、上昇管25の内面に付着した炭素を焼き取る作業を必要とする。このような、上昇管25で生じるタール付着やコーキングの問題は、上昇管25に限らず、ウェットCOGを流通させる管路系全体で起こりえる問題である。
On the other hand, since the inner surface of each
また、ウェットCOG中には、粉石炭に由来する、直径数μmから数mm程度の煤塵が、例えば1g/m3以上といった高濃度で浮遊している。このため、ウェットCOGをシールするために精緻なメカニカルシールを採用したとしても、前記煤塵がメカニカルシールのシール部に容易に噛みこんでシール性を極端に悪化させる問題がある。In addition, in the wet COG, soot dust having a diameter of several μm to several mm derived from powdered coal is suspended at a high concentration of, for example, 1 g / m 3 or more. For this reason, even if a precise mechanical seal is used to seal wet COG, there is a problem that the dust easily bites into the seal portion of the mechanical seal and extremely deteriorates the sealing performance.
このため、従来技術においては、タール付着やコーキング、さらにはガス中の煤塵に起因する問題が有るため、ウェットCOGの顕熱は殆ど利用されることなく、速やかに水冷されていた。例えば特許文献1に示すような、上昇管25とドラインメーン24との間に流量調整弁を設置する方法においては、流量調整弁を流通するウェットCOGが、スプレー水の散布によって既に低温化されたものであり、また、流量調整弁単独ではガスの流通を遮断することができないので、別途、水封弁を必要とする。
For this reason, in the prior art, there are problems due to tar adhesion, coking, and dust in the gas, so that the sensible heat of wet COG is hardly utilized and is quickly cooled with water. For example, in the method of installing a flow control valve between the
これらの問題に対処するため、特許文献2には、遮断弁内部における大量のタール付着を避けられないものと考え、図2に示すように、高温の酸化性ガスを別途発生させる熱風発生装置38を設けて、個々の遮断弁37に対して熱風導管39を通じて、弁箱内に高温の酸化性ガスを導入する構成が開示されている。この構成によれば、弁箱内の非シール部に付着したタールを焼き飛ばす処理を、弁の閉止毎に行うことができる。しかしながら、操業が煩雑、かつ、頻繁な開閉が困難である。また、この装置では、不可避であるタール付着を積極的に利用して、弁の閉止時に高い接触圧力を付与しながら弁体を弁座上で回転摺動させることによって、弁座や弁体に付着したタールを変形させて封止材として利用して弁の封止を行う。そのため、特許文献2の技術ではタールの付着が必須条件であり、タールを凝縮させるための条件である、少なくとも700℃未満、望ましくは600℃以下の温度にウェットCOGを冷却する必要がある。
In order to cope with these problems,
同時に、開閉動作のために大きな力を弁体や弁座に付与することが必要なので、弁構成材料の機械強度を確保するためには、弁箱内の温度(即ち、ウェットCOGの温度)を600℃以下の低い温度に保持する必要がある。さらに、遮断弁への熱供給は、弁箱内を通過する酸化性の熱風、又は、ウェットCOGの顕熱による内部加熱により行うので、特に、抽気管を通過するウェットCOGの流量が小さい場合には、遮断弁に供給できる熱量が不足してしまう。この場合、遮断弁内面の温度が極端に下がってウェットCOG中のタールの大半が遮断弁の内面に凝縮して弁を閉塞させてしまう虞がある。 At the same time, it is necessary to apply a large force to the valve body and valve seat for opening and closing operations. Therefore, in order to ensure the mechanical strength of the valve component material, the temperature inside the valve box (ie, the temperature of the wet COG) It is necessary to keep the temperature as low as 600 ° C or lower. Furthermore, the heat supply to the shut-off valve is performed by oxidizing hot air that passes through the valve box or internal heating by sensible heat of the wet COG, particularly when the flow rate of the wet COG that passes through the bleed pipe is small. The amount of heat that can be supplied to the shutoff valve will be insufficient. In this case, there is a possibility that the temperature of the inner surface of the shut-off valve is extremely lowered and most of the tar in the wet COG condenses on the inner face of the shut-off valve and closes the valve.
第2の問題は、特許文献2の方法では、ウェットCOGがCOG処理装置に至るまでの間にタールが管路系内に凝縮してしまうので、COG処理装置に到達するタールの量が減ってしまうことである。COG処理装置の主な用途は、COG中のタールの改質であるので、少なくとも、この用途に上記抽気系装置を応用することはできない。
The second problem is that, in the method of
第3の問題は、上記特許文献2の技術では、弁の予熱やタールの焼き落としのために、遮断弁37内に酸化性熱風ガスを供給し、その排気を集合管28経由でCOG処理装置29に供給せざるを得ないことである。ウェットCOGは還元性のガスであるので、このような酸化性熱風ガスと混合すると、ウェットCOG中の有用成分が燃焼して、CO、CO2、又は、水蒸気といった、用途として低級なガス成分をウェットCOG中で増大させてしまうので好ましくない。The third problem is that, in the technique of the above-mentioned
第4の問題は、上記特許文献2の装置では、遮断弁の開閉操作を各コークス炉窯21におけるウェットCOGの発生量に基づいて判断しているが、後述のように、このような操作では、各コークス炉窯21への抽気COGの逆流を生じる可能性があることである。
The fourth problem is that in the apparatus of
すなわち、上昇管25の管路を開閉する必要があるので、付着物析出によって上昇管25の蓋(不図示)が上昇管25に固着してしまうことを避けるために、上昇管25と蓋との間に予め隙間を設けて完全にはウェットCOGを封止しない構造もかつては採用されてきた。しかし、このような蓋では、高温のウェットCOGを直接、流通させることができるが、蓋を閉止した際にガスの流通を阻止する機能が低く、ダンパ並みの閉止力しか得られない。そして、コークス炉窯21内よりも下流側の方が圧力の高い場合には、前記蓋の周囲の隙間を通じて、大量にガスが逆流することを防止できないことを、本願発明者らは見出した。抽気ガス中には、一般に外気が混入しているので、外気中の酸素を含んだ抽気ガスを1000℃以上の高温になり得るコークス炉窯21に流入させることは、COG品質や操業性悪化等の様々な観点から好ましくない。また、本発明が対象とするようなCOG処理装置では抽気COGを抽気温度よりも高温に加熱する場合があり、このような高温COGがコークス炉窯に逆流すると、炉材を損傷するなどの問題がある。また、各コークス炉窯21はバッチ式生産を行うので、各コークス炉窯21へのコークスの装入、取り出し、又は、炉内清掃のために、コークス炉窯21は、しばしば大気に対して開放される。このように大気に開放されたコークス炉窯21に対して、抽気されたウェットCOGが逆流することは、これを大気中に放散することになるので好ましくない。このようなコークス炉操業プロセスの中で特定の窯が外気に対して開放されている以外の場合(即ち、全ての窯が外気に対して密閉されている場合)にも特定の窯から弁の窯へのCOGの逆流は生じ得る。各窯でのCOG発生速度は非定常に変動し、これにともない窯内の圧力も変化するため、このような逆流の発生は予測し難い。このため、逆流発生タイミングを予測して、予め抽気を中断するような作業方法を適用することもできない。
That is, since it is necessary to open and close the pipe of the rising
複数のコークス炉窯21からウェットCOGを抽気してCOG処理を行う際には、抽気したウェットCOGを低温化させてタールを大量に凝縮させるか、あるいは、閉止時の隙間が大きいダンパを採用してガスの逆流を許容するかの何れかを選択するしかなかった。このため、各コークス炉窯21から抽気されたウェットCOGが熱的にも成分的にも質が低く、コークス炉ガスを700℃以上で熱間処理することは極めて制約が大きいため、殆ど実用化されていなかった。
When COG treatment is performed by extracting wet COG from a plurality of
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ウェットCOGを高温に維持したままコークス炉ガス処理装置に供給すると共に、そのコークス炉への逆流を防止することが可能な、石炭乾留ガス熱間処理設備及びコークス炉ガス熱間処理設備の提供を目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and is capable of supplying wet COG to a coke oven gas treatment device while maintaining a high temperature and preventing backflow to the coke oven. The purpose is to provide dry distillation gas hot treatment equipment and coke oven gas hot treatment equipment.
上記課題を解決するために、以下の態様を採用した。
(1)すなわち、本発明の一態様に係る石炭乾留ガス熱間処理設備は、複数の石炭乾留装置から抽気した石炭乾留ガスを700℃以上かつ1200℃以下の流入温度で熱間処理することで、炭素含有固形物を乾留する設備であって、前記石炭乾留装置毎に設けられた抽気管と;これら抽気管のそれぞれに設けられた逆止弁と;前記各抽気管が接続された集合管と;この集合管に接続された石炭乾留ガス処理装置と;を備え、前記各抽気管、前記各逆止弁、前記集合管、及び前記石炭乾留ガス処理装置が、700℃以上かつ1200℃以下の加熱雰囲気内に設けられ;前記各石炭乾留装置、前記各抽気管、前記各逆止弁、前記集合管、そして前記石炭乾留ガス処理装置の順で、前記石炭乾留ガスが流される。In order to solve the above-mentioned problems, the following aspects are adopted.
(1) That is, the coal dry distillation gas hot treatment facility according to one aspect of the present invention is a hot treatment of coal dry distillation gas extracted from a plurality of coal dry distillation devices at an inflow temperature of 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less. An apparatus for carbonizing carbon-containing solids, a bleed pipe provided for each of the coal carbonization apparatuses; a check valve provided for each of the bleed pipes; and a collecting pipe to which the bleed pipes are connected And a coal dry distillation gas treatment device connected to the collecting pipe, wherein each of the extraction pipes, each check valve, the collecting pipe, and the coal dry distillation gas treatment apparatus are 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less. The coal dry distillation gas is flowed in the order of the coal dry distillation devices, the extraction pipes, the check valves, the collecting pipes, and the coal dry distillation gas treatment device.
(2)また、本発明の他の態様に係るコークス炉ガス熱間処理設備は、複数のコークス炉窯から抽気したコークス炉ガスを700℃以上かつ1200℃以下の流入温度で熱間処理する設備であって、前記コークス炉窯毎に設けられた抽気管と;これら抽気管のそれぞれに設けられた逆止弁と;前記各抽気管が接続された集合管と;この集合管に接続されたコークス炉ガス処理装置と;を備え、前記各抽気管、前記各逆止弁、前記集合管、及び前記コークス炉ガス処理装置が、700℃以上かつ1200℃以下の加熱雰囲気内に設けられ;前記各コークス炉窯、前記各抽気管、前記各逆止弁、前記集合管、そして前記コークス炉ガス処理装置の順で、前記コークス炉ガスが流される。 (2) In addition, the coke oven gas hot treatment facility according to another aspect of the present invention is a facility that hot-treats coke oven gas extracted from a plurality of coke oven kilns at an inflow temperature of 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less. A bleed pipe provided for each coke oven kiln; a check valve provided for each of the bleed pipes; a collecting pipe to which the bleed pipes are connected; connected to the collecting pipe A coke oven gas treatment device, wherein each of the extraction pipes, each check valve, the collecting pipe, and the coke oven gas treatment device are provided in a heating atmosphere of 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less; The coke oven gas is flowed in the order of each coke oven kiln, each bleed pipe, each check valve, the collecting pipe, and the coke oven gas treatment device.
(3)また、上記(2)に記載のコークス炉ガス熱間処理設備が、前記各コークス炉窯から前記各逆止弁の入口までの間にそれぞれ設けられ、前記各コークス炉窯内における第1の圧力を測定する炉内圧力計と;前記各逆止弁の出口から前記集合管までの間に設けられ、前記集合管内における第2の圧力を測定する集合管圧力計と;前記第1の圧力及び前記第2の圧力の差圧を算出して前記各抽気管における逆流の発生を検知すると共に、前記各抽気管のうち、前記コークス炉ガスの逆流が発生している抽気管が有る場合に、この抽気管に設けられている前記逆止弁を閉じる逆止弁制御装置と;をさらに備えてもよい。 (3) Further, the coke oven gas hot treatment facility according to (2) is provided between each coke oven kiln and the inlet of each check valve, and the coke oven gas hot treatment facility is provided in each coke oven kiln. An in-furnace pressure gauge that measures a pressure of 1; a collecting pipe pressure gauge that is provided between an outlet of each check valve and the collecting pipe and measures a second pressure in the collecting pipe; The pressure difference between the first pressure and the second pressure is calculated to detect the occurrence of backflow in each extraction pipe, and among the extraction pipes, there is an extraction pipe in which the backflow of the coke oven gas is generated. A check valve control device that closes the check valve provided in the extraction pipe.
(4)上記(3)に記載のコークス炉ガス熱間処理設備の場合、前記各逆止弁のそれぞれが、弁箱と;この弁箱内の底部に設けられ、常温から900℃までの温度範囲で耐熱性を有する封止材と;前記弁箱の内部でかつ前記封止材の表面よりも上方の内部空間で開口するように、前記弁箱及び前記封止材を貫通するとともに、前記各コークス炉窯からの前記コークス炉ガスが流れ込むガス流入管と;前記内部空間で開口するとともに、前記内部空間から前記集合管を介して前記コークス炉ガス処理装置に向かって前記コークス炉ガスを排出するガス流出管と;前記ガス流入管の開口を覆った状態で少なくともその開口部が前記封止材内に埋没する閉止位置と、前記封止材より前記開口部が取り出された開放位置との間で移動自在に配置された弁体と;この弁体を、前記閉止位置と前記開放位置との間で移動させる弁体移動装置と;を備えてもよい。 (4) In the case of the coke oven gas hot treatment facility described in (3) above, each of the check valves is provided with a valve box; a temperature from room temperature to 900 ° C. provided at the bottom of the valve box; A sealing material having heat resistance in a range; penetrating through the valve box and the sealing material so as to open in an internal space inside the valve box and above the surface of the sealing material; A gas inflow pipe into which the coke oven gas flows from each coke oven kiln; an opening in the internal space, and discharge of the coke oven gas from the internal space to the coke oven gas processing device through the collecting pipe A closed position where at least the opening of the gas outflow pipe covers the opening of the gas inflow pipe, and an open position where the opening is taken out of the sealing material. Arranged movably between Body and; a valve body, a valve body moving device which moves between said open position and said closed position; may comprise.
なお、上記(2)に記載の態様の特徴について説明すると、逆止弁を含むコークス炉ガス(以下、ウェットCOG)を流通させる管路系を加熱雰囲気内に配置することによって、ウェットCOGを高温に維持したままコークス炉ガス処理装置に供給することと、抽気管に逆止弁を設けることによって、抽気したウェットCOGがコークス炉窯へ逆流してしまうのを防止することとの2つの技術を初めて両立させ、その結果、コークス炉ガスを確実に熱間処理可能としたことにある。前述したように、従来では、この両立が困難であり、コークス炉ガスの熱間処理を実施できなかった。 The characteristics of the aspect described in the above (2) will be described. The wet COG is heated to a high temperature by disposing a pipe system for circulating a coke oven gas (hereinafter referred to as wet COG) including a check valve in a heated atmosphere. The two techniques of supplying to the coke oven gas treatment device while maintaining the flow rate and preventing the extracted wet COG from flowing back to the coke oven kiln by providing a check valve in the extraction pipe are provided. For the first time, the coke oven gas can be reliably hot-treated. As described above, in the past, this coexistence was difficult and hot processing of coke oven gas could not be performed.
また、上記(3)に記載の場合では、複数のコークス炉窯から同時にウェットCOGの抽気を行って集合管に集める場合に、ドライメーン側の水封弁の開閉状態の如何に係らず、抽気したウェットCOGが特定のコークス炉窯に逆流するという従来知られていなかった問題を本発明者らが初めて見出し、この解決策を講じたことに特徴がある。すなわち、単に、各コークス炉窯からのウェットCOGの発生量を把握するだけではなく、コークス炉窯と集合管での圧力差に応じて逆流を防止する逆止弁を抽気管に設けたことにある。 In the case described in (3) above, when wet COG is simultaneously extracted from a plurality of coke oven kilns and collected in the collecting pipe, the extraction is performed regardless of the open / close state of the water seal valve on the dry main side. The present inventors found for the first time a problem that has not been previously known that the wet COG flows back to a specific coke oven kiln and is characterized by taking this solution. That is, not only to grasp the amount of wet COG generated from each coke oven kiln, but also to provide a check valve in the extraction pipe that prevents backflow according to the pressure difference between the coke oven kiln and the collecting pipe is there.
また、上記(4)に記載の場合の仕切弁の特徴について説明すると、まず、第1の特徴は、常温から900℃程度までの温度範囲で物理的な性質が大きく変化しない粒状材料を仕切弁の封止材として用いることで、広い動作範囲における弁の封止性を確保できる点にある。これに対して、従来技術の封止方法、例えば水封弁の場合は、高温では水を液相として維持できないので、これを適用することができない。 The features of the gate valve in the case of (4) will be described. First, the first feature is that a granular material whose physical properties do not change greatly in a temperature range from room temperature to about 900 ° C. is used. By using as a sealing material, the sealing property of the valve in a wide operating range can be secured. On the other hand, in the case of the sealing method of a prior art, for example, a water seal valve, since water cannot be maintained as a liquid phase at high temperature, this cannot be applied.
上記仕切弁の第2の特徴は、次の通りである。
仕切弁は、要求される機能に応じてその各部品間で互いに異なる材料を組み合わせて用いることが一般的である。このような仕切弁が広い温度範囲で使用される場合、前記各部品間で熱膨張差が生じるので、これら部品間の接触、例えば、弁座と弁体との間の接触において、機械加工で言うところの嵌め合いを広い温度範囲で同一状態に維持することは困難である。また、900℃といった高温で弁が使用される場合、長期的には、クリープによって材料が変形することが避けられないので、作動温度が一定であっても、長期間に渡って同一の嵌め合いを維持することは困難である。従来の仕切弁は、弁体を弁座に締め付けることによって作動流体の封止を行う構造であるので、弁座に対する弁体の嵌め合いが変化すると、弁体と弁座との間に隙間を生じて封止が不完全となることや、逆に、弁体と弁座との間の接触力が過大となって、弁体が動かなくなるといった問題が起きる。一方、本態様では、可動性の高い、比較的厚い封止材の層内に弁体を埋没させることによって封止を行うので、嵌め合いを考慮する必要はなく、上記の問題を回避することができる。The second feature of the gate valve is as follows.
In general, the gate valve is used by combining materials different from each other in accordance with required functions. When such a gate valve is used in a wide temperature range, there is a difference in thermal expansion between the parts. For example, in contact between these parts, for example, contact between a valve seat and a valve body, It is difficult to maintain the same fit over the wide temperature range. In addition, when the valve is used at a high temperature of 900 ° C., it is inevitable that the material will be deformed by creep in the long term. Therefore, even if the operating temperature is constant, the same fit over a long period of time. Is difficult to maintain. Since the conventional gate valve has a structure in which the working fluid is sealed by tightening the valve body to the valve seat, when the fitting of the valve body to the valve seat changes, there is a gap between the valve body and the valve seat. This causes problems such as incomplete sealing, and conversely, the contact force between the valve body and the valve seat becomes excessive and the valve body does not move. On the other hand, in this aspect, sealing is performed by burying the valve body in a layer of a relatively thick sealing material having high mobility, so that it is not necessary to consider fitting, and the above problem is avoided. Can do.
上記仕切弁の第3の特徴は、次の通りである。
すなわち、本態様では、比較的多量の粒状体からなる封止材を用いるので、ウェットCOGに接触する材料で避けることのできない、材料へのコーキングやタール凝縮固化による封止性への悪影響を受け難い。即ち、本態様では、表層の封止材の一部にコーキングを生じた場合でも、弁体の開閉動作等による封止材の撹拌によって速やかに層内に析出カーボンを分散化するので、封止材の封止性・流動性悪化の影響を低減することができる。また、本態様では、弁体を頻繁に封止材に埋没させることにより、封止材による弁体の研磨効果を得ることが出来るので、弁体表面の付着物を除去することができる。The third feature of the gate valve is as follows.
That is, in this aspect, since a sealing material made up of a relatively large amount of granular material is used, there is an adverse effect on sealing performance due to caulking to the material and tar condensation and solidification, which cannot be avoided with a material in contact with wet COG. hard. That is, in this embodiment, even when caulking occurs in a part of the sealing material on the surface layer, the precipitated carbon is quickly dispersed in the layer by stirring the sealing material by the opening and closing operation of the valve body. It is possible to reduce the influence of deterioration of sealing properties and fluidity of the material. Moreover, in this aspect, since the valve body is frequently buried in the sealing material, the polishing effect of the valve body by the sealing material can be obtained, so that the deposits on the surface of the valve body can be removed.
上記仕切弁の第4の特徴は、次の通りである。
すなわち、金属ガリウムなどを封止材に用いることにより、本態様では、ほぼ常温から900℃といった広い温度範囲で動作可能で、かつ、完全な封止ができる仕切弁を実現することができる。従来のメタルタッチによる封止構造を持つ弁の場合、このような広い温度範囲で動作可能なものは、弁座と弁体が接触可能な特定の温度以外の温度域では、各部品間の熱膨張率差によって弁座及び弁体間で隙間を生じる虞があるため、確実な封止性を確保することはできない。The fourth feature of the gate valve is as follows.
That is, by using metallic gallium or the like as the sealing material, in this embodiment, it is possible to realize a gate valve that can operate in a wide temperature range from about room temperature to 900 ° C. and can be completely sealed. In the case of a valve having a conventional metal touch sealing structure, a valve that can be operated in such a wide temperature range is the heat between each component in a temperature range other than a specific temperature at which the valve seat and valve body can contact. Since there is a possibility that a gap is generated between the valve seat and the valve body due to the difference in expansion coefficient, it is not possible to ensure a reliable sealing property.
上記仕切弁の第5の特徴は、次の通りである。
すなわち、本態様では弁の構成要素の大半を加熱雰囲気内(例えば加熱炉内)に配置するので、弁の各部品間の温度差を低減することができる。従来の高温ガスを流通させる弁では、高温ガスとの接触部位である内側を高温に保ち、かつ、弁の外側を低温に保つことにより、弁の強度と作業性とを確保することが指向されてきた。このような設計前提で、弁に加熱装置を設けない場合、弁を通過する高温ガスは弁によって冷却されるので、例えばウェットCOGを流通させる際にタールが弁内面に析出するのを避けられない。また、弁の内部に加熱装置を設けることによって弁を通過する高温ガスからの抜熱を避ける方法も考えられるが、この場合、弁の内部と外部との間で温度差が大きくなるため、弁の内部を一様に一定温度に制御することが困難である。また、これら従来の方法では、弁の各部品間に大きな温度差が生じるので、900℃といった高温で弁を使用する場合、大きな熱応力を生じて弁の寿命を著しく短くしてしまう問題も生じる。本態様では、弁を通過する高温ガスとほぼ同一の温度に保持された加熱雰囲気内(例えば加熱炉内)に弁を配置することによって弁全体の温度を一様、かつ、一定に保持できるので、上記の従来技術での問題を回避することができる。The fifth feature of the gate valve is as follows.
That is, in this aspect, most of the components of the valve are arranged in the heating atmosphere (for example, in the heating furnace), so that the temperature difference between the components of the valve can be reduced. In conventional valves that circulate high-temperature gas, it is aimed to ensure the strength and workability of the valve by keeping the inside, which is the contact area with the high-temperature gas, at a high temperature and keeping the outside of the valve at a low temperature. I came. Under such a design premise, when a heating device is not provided in the valve, the high-temperature gas passing through the valve is cooled by the valve, so it is inevitable that tar is deposited on the inner surface of the valve when, for example, wet COG is circulated. . A method of avoiding heat removal from the high-temperature gas passing through the valve by providing a heating device inside the valve is also conceivable, but in this case, the temperature difference between the inside and outside of the valve becomes large. It is difficult to control the inside of the chamber uniformly at a constant temperature. In addition, since these conventional methods cause a large temperature difference between the components of the valve, when the valve is used at a high temperature of 900 ° C., there is a problem that a great thermal stress is generated and the life of the valve is remarkably shortened. . In this aspect, the temperature of the entire valve can be maintained constant and constant by arranging the valve in a heating atmosphere (for example, in a heating furnace) maintained at substantially the same temperature as the hot gas passing through the valve. The problems with the prior art described above can be avoided.
以上に説明したように、本発明の上記(1)や(2)に記載の態様によれば、石炭乾留ガス(ウェットCOG)の顕熱を利用する各種ガス改質技術や顕熱回収技術の適用が可能になり、石炭乾留ガス(ウェットCOG)を、高温を維持したまま、石炭乾留ガス処理装置(コークス炉ガス処理装置)に供給すると共に、抽気石炭乾留ガス(抽気COG)の石炭乾留装置(コークス炉)への逆流を防止可能することが可能な、石炭乾留ガス熱間処理設備(コークス炉ガス熱間処理設備)を提供することができる。 As described above, according to the aspects described in the above (1) and (2) of the present invention, various gas reforming techniques and sensible heat recovery techniques that utilize sensible heat of coal dry distillation gas (wet COG). It is possible to apply and supply coal dry distillation gas (wet COG) to a coal dry distillation gas treatment device (coke oven gas treatment device) while maintaining a high temperature, and also extract coal dry distillation gas (extraction COG). It is possible to provide a coal dry distillation gas hot treatment facility (coke oven gas hot treatment facility) capable of preventing backflow to the (coke oven).
以下に添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、本願明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することによりそれらの重複説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function, those duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
(高温コークス炉ガス熱間処理設備)
<装置構成>
図3を用いて、本実施形態に係る高温コークス炉ガス熱間処理設備を説明する。図3に示す高温コークス炉ガス熱間処理設備では、図1に示した従来の各コークス炉窯21に対応する各コークス炉窯21a〜21cのそれぞれに対して抽気管26と逆止弁27を設けるとともに、これらを介してウェットCOG(以下、単にCOGと称する場合がある)を集合管28に集めている。そして、この集合管28に接続されたCOG処理装置29にCOGを供給している。これら一連の機械要素、すなわち、抽気管26、逆止弁27、集合管28、COG処理装置29は、加熱炉33内に収納されており、COGの改質時には、加熱炉33の炉内温度(加熱雰囲気温度)を700℃以上、より好ましくは、800℃以上に保持して、配管系内でのタールの凝縮を防止する。
各コークス炉窯21a〜21c内において発生するCOGの温度(発生COG温度)は概ね1200℃以下であるので、加熱炉33内の温度は、この発生COG温度を維持できるように1200℃以下とすることが好ましい。また、大半の操業時間において、発生するCOGの温度は900℃以下であるので、COGの通気に用いる装置の耐熱性を考慮すると、本実施形態での加熱炉33の炉内温度を900℃以下に維持することが好ましい。この場合、発生したCOG温度を常に測定して、この温度が900℃を超えた場合に逆止弁27を閉止することによって、その下流側の装置への高温COGの供給を遮断することができる。(High temperature coke oven gas hot treatment equipment)
<Device configuration>
The high temperature coke oven gas hot treatment facility according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the high-temperature coke oven gas hot treatment facility shown in FIG. 3, a
Since the temperature of the COG generated in each of the
各抽気管26の途中(コークス炉窯21a〜21cと集合管28との接続部以外の任意の位置)には、逆止弁27が設けられている。この逆止弁27は、その入側−出側間の圧力差に応じて開閉する。COG処理装置29で処理されたCOGは、適宜、冷却装置30で冷却されてCOG精製装置32、又は、COG貯留装置(図示せず)に供給される。COG処理装置29内での通気抵抗が大きい場合には、冷却後のCOGをブロワ31で吸引して所要流量を確保してもよい。冷却装置30によって常温程度まで冷却されたCOGは、タール分が除去されたドライな状態にあるので、ブロワ31としては、市販の一般的なブロワや弁等を用いることができる。また、冷却装置30には、市販のスクラバ等を用いることができる。また、管路系の途中に適宜、サイクロン等の集塵機を設けてもよい。
A
抽気するコークス炉窯21a〜21cの窯数は、COGの発生量と成分を平準化する観点から、3窯以上であることが好ましい。抽気する窯数の最大値に特に制約はないが、窯数を多くするとCOG集合管の長さが長くなり、COG送気時の加熱・保温が不効率になる場合があるので、コークス炉1炉当たりの窯数は、例えば、100窯以下とすることができる。
The number of kilns of the
<COG処理装置>
COG処理装置29には、例えば、特許文献4に示されるCOG改質装置や、特許文献5に示されるCOG排熱回収装置を適用することができる。これらの装置では、供給されるCOG温度が700℃から900℃〜1200℃程度であることが好ましいので、本実施形態の装置を好適に適用することができる。<COG processing equipment>
As the
<抽気管、集合管>
抽気管26及び集合管28は、耐熱ステンレス製、耐熱ニッケル合金製、又は、耐熱セラミックス製の管を使用することができる。各コークス炉窯21a〜21c内の炉内温度が900℃を超える場合には、耐熱セラミックス等の材料を用いることが好ましい。本実施形態では、抽気COGを700℃以上に保持するのでタールの凝縮が生じないものの、高温でのCOG熱分解による管路内面への炭素の析出が多少は避けられないので、閉塞防止の観点から、抽気管及び集合管の内径は、100mm以上であることが好ましい。また、配管径が大き過ぎると各コークス炉窯21a〜21c間に配管が設置できなくなるので、抽気管の外径は、各コークス炉窯21a〜21c間の平均間隔、例えば、1m未満であることが好ましい。集合管の管径の最大値に特段の制約はないが、極端に大きい管径の場合、加熱炉が巨大となって非効率なので、例えば、直径3m以下とすることが好ましい。<Bleeding pipe, collecting pipe>
The
<加熱炉>
加熱炉33としては、市販の電気炉や燃焼炉を用いることができる。上記の加熱されるべき機械要素の全てを1台の加熱炉33に収めてもよいし、抽気管26及び逆止弁27、集合管28、COG処理装置29のそれぞれについて個別に加熱炉33を設けてもよい。さらに、各コークス炉窯21a〜21cの抽気管26及び逆止弁27毎に個別に加熱炉33を設けてもよい。<Heating furnace>
As the heating furnace 33, a commercially available electric furnace or combustion furnace can be used. All of the mechanical elements to be heated may be housed in one heating furnace 33, or the heating furnace 33 is individually provided for each of the
<COGの流れ>
図3において、各コークス炉窯21a〜21cから抽出されたCOGが好適な条件にある場合、各抽気管26の逆止弁27がそれぞれ開放されて、コークス炉窯21a〜21cからCOG処理装置29までウェットCOGが供給される。ここで言う、好適な条件とは、少なくとも、集合管28側の圧力がコークス炉窯21a〜21c側の圧力よりも小さい状態であり、この他、後述のように、逆止弁27として仕切弁を用いて任意のタイミングで開閉できる機能とする場合には、COGが所定温度以上にあることも好適なCOGの条件に加えてよい。
各コークス炉窯21a〜21c内でのCOG温度は、従来のコークス炉窯21に標準的に備えられている炉温計と同等ものを用いて測定すればよい。逆止弁27が開放されている状態では、そのコークス炉窯21a〜21cの水封弁22は開放されていてもよいし、閉止されていてもよい。ここで、水封弁22が開放されている場合には、コークス炉窯21a〜21cから集合管28とドライメーン24の双方にCOGが流出するように、図示されない、スプレー装置の圧力調整機構等を操作することが好ましい。<Flow of COG>
In FIG. 3, when the COG extracted from each
What is necessary is just to measure the COG temperature in each
全ての逆止弁27が開放され、かつ、全ての水封弁22が閉止されている状態では、コークス炉窯21a〜21c内でCOGが発生し続けている限りにおいて、長時間平均的に、各コークス炉窯21a〜21cで発生したCOGは全て集合管28に放出されるので、長時間平均的に逆流は生じない。即ち、平均的に、[コークス炉窯21a〜21c内圧力]−[集合管28内圧力]で定義されるコークス炉窯−集合管間の圧力差は正であり、かつ、この圧力差は各コークス炉窯21a〜21cでのCOG発生量に比例(1次の比例とは限らない)した値となる。しかしながら、瞬時でみると、コークス炉窯21a〜21c内でのCOG発生速度は一定ではなく、短時間でも大きく変動する。この変動要因としては、例えば、加熱された焼結コークス塊が部分的に変形、断裂する際に、瞬間的にそのコークス炉窯21a〜21c内でCOG発生量が急増し、これに伴って集合管28の内圧も急上昇することが挙げられる。従って、このような逆止弁・水封弁設定条件であっても、非定常的に、コークス炉窯−集合管間の圧力差は特定のコークス炉窯21a〜21cで負の値となって、抽気COGのコークス炉窯21a〜21cへの逆流が生じる場合がある。
In the state where all the
また、特定の逆止弁27を閉止した際に、これに対応するコークス炉窯21a〜21c内でCOGが発生している場合には、水封弁22を開放して発生COGをコークス炉窯21a〜21cから排出する必要がある。
Further, when COG is generated in the
複数の逆止弁27が開放されていて、これに対応するコークス炉窯21a〜21cのうちの複数において水封弁22が開放されている場合(これは、発生COG量がCOG処理装置29の処理能力を超えた場合等に生じる)には、各コークス炉窯21a〜21cでのCOG発生量とその圧力との関係は予測できない。即ち、より大量にCOGが発生しているコークス炉窯21a〜21cの方が、内圧が高いとは限らない。これは、従来技術におけるスプレー装置によるコークス炉窯圧力設定技術では、高精度での炉圧調整を行い得ないため、コークス炉窯21a〜21c間で本来、大きな圧力差を生じ得ることによる。この結果、集合管28の圧力、即ち、各コークス炉窯21a〜21cの中で、これらの平均的圧力よりも低圧になるものの発生が避けられず、逆止弁27を適宜動作しない限り、抽気COGがコークス炉窯21a〜21cに向かって逆流することが定常的に生じ得る。従って、特許文献2に示される、コークス炉窯21a〜21c内でのCOG発生量に応じた遮断弁の開閉操作のみでは、抽気COGのコークス炉窯21a〜21cへの逆流を防止できない。
When the plurality of
以上の点から、抽気管26に設けられる弁には、前後の圧力差に応じて開閉する逆止弁の機能を少なくとも有していることが、高温コークス炉ガス熱間処理設備では必須である。このことは、本願発明者による詳細な調査の結果、初めて明らかになった事項である。
From the above points, it is essential in the high-temperature coke oven gas hot treatment facility that the valve provided in the
(逆止弁)
<逆止弁の構成>
逆止弁(以下、仕切弁と呼ぶ場合もある)27は、加熱炉33内の高温環境(700℃以上、より好ましくは800℃以上)に耐え、コーキングによるカーボンの析出によっても動作が阻害されず、かつ、逆止弁27の入側−出側間の圧力差に応じて、コークス炉窯21a〜21cへの抽気ガスの逆流を防止できるものであれば、どのような形式のものでも採用することができる。(Check valve)
<Check valve configuration>
The check valve (hereinafter also referred to as a gate valve) 27 can withstand a high temperature environment (700 ° C. or higher, more preferably 800 ° C. or higher) in the heating furnace 33, and its operation is hindered by carbon deposition due to coking. Any type can be used as long as it prevents backflow of extracted gas to the
但し、一般的に使用される、バネ式で弁体を弁座に押し付けておき、作動ガスが順流れ時には流れの動圧によって、弁体−弁座間の隙間を押し広げる形式のものを用いる場合には、微小な力で弁体−弁座間の隙間が押し広げられるように、特に設計には配慮を払う必要がある。なぜならば、作動ガスとしてウェットCOGを用いる場合、コーキングによる閉塞防止のため、抽気管及び逆止弁の内径は一般に大きく設定せざるを得ないので、作動ガスの動圧が一般に微小となることが避けられないからである。また、少なくとも900℃程度まで弾性を維持し得るバネ材料を探すことも容易ではない。 However, in the case of using a generally used spring type that presses the valve body against the valve seat and expands the gap between the valve body and the valve seat by the dynamic pressure of the flow when the working gas flows forward In particular, it is necessary to pay particular attention to the design so that the gap between the valve body and the valve seat can be expanded with a small force. This is because, when wet COG is used as the working gas, the inner diameter of the bleed pipe and check valve must generally be set large in order to prevent clogging due to coking, so that the dynamic pressure of the working gas generally becomes very small. It is inevitable. It is also not easy to search for a spring material that can maintain elasticity up to at least about 900 ° C.
より汎用的に、ウェットCOGに対して適用できる逆止弁27は、図3において、逆止弁27を仕切弁とし、コークス炉窯21a〜21cからこれら逆止弁27の流入口の間に設けられる各炉内圧力計34と、逆止弁27の流出口から集合管28までの間に設けられる集合管圧力計35と、逆止弁制御装置36とを設ければよい。この逆止弁27の構成を採用した場合、逆止弁制御装置36に対し、各炉内圧力計34の測定値と集合管圧力計35の測定値とが入力され、これらの差圧を算出して、集合管圧力計35での測定値が炉内圧力計34での測定値よりも大きい場合には、抽気管26において逆流が発生したものと検知する。そして、逆流検知時には、逆流が発生した抽気管26に接続されている仕切弁27を閉止する指令をこの仕切弁27に出力することによって、抽気ガスがコークス炉窯21a〜21cに逆流してしまうのを防止することができる。
The
また、上記構成の場合、逆止弁制御装置36が逆流を検知しない状態では、仕切弁27を開放してもよいし、他の操業上の理由によって閉止状態としてもよいので、運用の選択肢を増やすことができる。ここで言う他の操業上の理由とは、例えば、個々の逆止弁27に対応するコークス炉窯21a〜21cが大気に対して開放状態にある場合であり、その期間は、逆止弁27を逆流検知の有無にかかわらず、常に閉止することができる。
ここで、逆止弁27として用いる弁が、ダンパ等の流量調整弁ではなく、仕切弁に限定されるのは、以下の理由による。前述のように、ウェットCOGを操作する際には、タールやカーボンの析出・付着が多かれ少なかれ避けられないので、弁体と弁座との間に常に隙間を設けることが前提とされるが、ダンパ等の流量調整弁では、このようなタールやカーボンの析出・付着によって弁体の動作を阻害しないように、隙間幅を大きく設定せざるを得ない。一方、前述のように、ウェットCOGが通過する抽気管26及び逆止弁27の内径は、十分に大きく設定しなければならない。このため、ダンパの隙間の面積(≒隙間幅×管の円周)は、ウェットCOGの流量に対して、十分に小さく設定することが困難であり、ダンパの隙間を通過するウェットCOGの流速を十分に高めることができない。ダンパでは、ダンパ隙間での作動ガスの増速による圧力損失によって流量を制御する原理であるので、このようなウェットCOGの流れ条件では、ダンパは流量調整装置として機能し得ないので、逆止弁27には適用できないからである。これに対して、仕切弁であれば、ウェットCOGの動圧が低くても、その流れを阻止することができるので、逆止弁27への適用に好適である。
このような構造の逆止弁27の場合、弁の構造体が900℃以上である場合には、適用可能な材料の制約が大きくなる。一方、ウェットCOGが逆止弁27を通過する時間は比較的短く、かつ、逆止弁27の温度が700℃程度以上と比較的高温であれば、一般に逆止弁27中でCOGの平均温度は大きくは変動しない。そこで、900℃以上の加熱炉33内に逆止弁27を設ける場合には、逆止弁27を冷却して、少なくとも、弁構造体の一部を900℃未満に維持してもよい。加熱炉33内で弁を冷却する手段として、弁箱の外側にガス冷却ジャケットを設け、これに加熱炉33外から導入したガスを流通させて弁の冷却を行うことができる。また、前記の駆動装置を用いる逆止弁27の場合、ガスシリンダ等の駆動装置自身は、ウェットCOGと接触するわけではないので、この部分のみ、700℃未満に冷却してもよい。さらに、駆動装置のみ加熱炉33の外に設けて、加熱炉33の壁を貫通する伝導機構(コネクティングロッド等)を用いて、加熱炉33内の弁体を駆動してもよい。即ち、逆止弁27を加熱炉33内に設けて700℃以上の温度に維持するとは、少なくとも、弁箱を加熱炉33内に設けて700℃以上の温度に維持すればよい。
これに対して、もし、逆止弁27を加熱炉33(加熱装置)内に設けず、保温材等のみを逆止弁27の周囲に設ける場合には、仮に、逆止弁27を通気するCOGが700℃以上であっても、逆止弁27のCOGとの接触部において、固体(または液体)タール等の析出物が顕著となる、700℃未満の領域が発生することを防止することは困難である。なぜならば、このような構造の場合、逆止弁27の加熱源は、COGから伝熱される熱量のみであるからである。通常、バッチ式生産を行う、コークス炉の操業において発生する(即ち、抽気可能な)COGは、しばしば、少量化または停止する。このため、いかに保温を厳重に行ったとしても、逆止弁27にCOGから供給される時間当たり熱量がほとんど0になることが生じる。このとき、逆止弁27の弁箱は外部に放熱する一方であるので、弁箱全体の温度が低下し、通気部位にも700℃未満の領域を生じうる。弁内のCOG接触部に700℃未満の低温部位を生じた場合、仮にCOGの平均温度を大きく低下させないとしても、少なくともこの低温部位近傍のCOGは700℃未満に低下し、固体または液体タールを生じて低温部位に付着しうる。この結果、この低温部位で選択的に固体または液体タール付着物が成長して弁内流路を閉塞させる問題を生じる。一方、本実施形態でのように、弁箱を700℃以上に保持された加熱炉33内に設ける場合には、通気COG流量にかかわらず、常に弁内のCOG接触部全域を700℃以上に保つことができる。In the case of the above configuration, in the state where the check
Here, the reason why the valve used as the
In the case of the
On the other hand, if the
<圧力計>
集合管圧力計35及び炉内圧力計34としては、例えば、市販のマノメータやダイヤフラム型圧力計を用いることができる。マノメータを用いる場合には、炉内や管内のガスを直接作動流体に接触させるのではなく、間に不活性ガス等の断熱流体を介することによって、高温のウェットCOGであっても圧力を計測することができる。<Pressure gauge>
As the collecting
また、集合管圧力計35を常に負圧に、かつ、抽気すべきコークス炉窯21a〜21cの炉窯内圧力を常に正圧に設定する前提であれば、炉内圧力計34として簡易な圧力検出手段を採用することができる。例えば、コークス炉窯21a〜21cの一部を外気に対して常に開放し(例えば、上昇管25の上蓋部の隙間を開放する)、ここでのガス流れの向きを吹き流し法等で求める。そして、コークス炉窯21a〜21c内から大気中にガスが流出する場合は、コークス炉窯21a〜21c内が正圧であり、流れが逆向きであればコークス炉窯21a〜21c内が負圧であるという方法等を、コークス炉窯21a〜21c内の圧力の簡易な検出手段として用いればよい。
If the precondition is that the collecting
<仕切弁の構造>
逆止弁27として採用した仕切弁を、図4及び図5を用いて説明する。なお、図4が弁の開放状態を示し、図5が弁の閉止状態を示す。
まず、図4に示すように、弁体2の開口2aが封止材5の表面5aよりも上方にある弁開放状態のとき、高温の作動ガスは、ガス流入管3から弁箱1内に流入し、流出口4から流出する。このときの弁体2の位置を、以下、弁体上昇位置と呼ぶ。なお、ガス流入管3が、前記抽気管26のコークス炉窯21a〜21c側に接続された部分であり、流出口4が、前記抽気管26の集合管28側に接続された部分である。
一方、図5に示すように、弁が閉止状態のとき、弁体2の開口2aを含む下端が上方より下方に向かって封止材5内に埋没した弁体2によって、弁箱1内は、ガス流入管3が有る側の空間19と、それ以外のガス流出管側の空間20とに隔てられる。その結果、ガス流入管3からガス流出管4への高温の作動ガスの流通が遮断される。このときの弁体2の位置を、以下、弁体下降位置と呼ぶ。微量の作動ガスは、封止材5の隙間を通じて流通し得るが、弁体2の封止材5への埋没深さが十分である場合には、通気抵抗の十分に大きい封止材5を用いれば、実質的なガス封止を実現できる。弁体2の封止材5への埋没深さは、例えば、10mm以上1m以下とすることができる。これよりも浅い埋没量である場合には、封止材5による封止性能が不足し、一方、これ以上の深さの埋没量である場合には、実現できる封止能力に比べて装置が高価になり過ぎる。ガス流入管3の上端の開口3aに接触して弁体2が降下するときの下端位置を固定するストッパ18の位置を調整することによって、この弁体2の封止材5への埋没深さを所望の深さに設定することができる。<Structure of gate valve>
A gate valve employed as the
First, as shown in FIG. 4, when the
On the other hand, as shown in FIG. 5, when the valve is in a closed state, the inside of the
弁体上昇位置と弁体下降位置との間で弁体2を移動させるためには、弁体2に接続された弁体昇降装置8を動作させる。弁箱1の密閉を維持するために、弁体2と弁箱1との間にベローズ14を設け、弁体2と弁箱1との間での相対移動量の影響をここで吸収する。
In order to move the
<弁箱>
弁箱1は、高温の加熱炉33内に設置される。弁箱1の高さは、例えば、100mm以上4m以下とすることができる。封止材5の層厚は、例えば、10mm以上1m以下とすることができる。ガス流入管3及びガス流出管4の弁箱1内での開口径は、例えば、10mm以上300mm以下とすることができる。<Valve box>
The
<弁体昇降装置>
弁体昇降装置8を加熱炉33外に設置する場合には、昇降運動可能な市販のアクチュエータを使用することができる。例えば、エアシリンダ、油圧シリンダ、ラックアンドピニオン推進装置、ボールねじ推進装置、又は、リニアモータを用いることができる。耐熱性のアクチュエータを弁体昇降装置8に用いて、これを加熱炉33内に設置し、設備の小型化を図ってもよい。弁体2の昇降位置を調整する方法は、手動で行ってもよいし、別途、距離計又は荷重計、並びに、制御装置を設けて自動制御してもよい。弁体昇降装置8のストロークは、例えば、20mm以上2m以下とすることができる。<Valve lifting device>
When the valve
<構造材の材質>
加熱炉33内に配置される装置は、炉温を900℃以下に限定する場合には、常温から900℃程度までの高温環境において、所要の強度、剛性、耐久性を有したものであればどのようなものでも使用することができる。例えば、変形する部品であるベローズ14には、耐熱ステンレス鋼、又は、インコネルやハステロイ等の耐熱ニッケル合金等の金属を、これ以外の部品に関しては、前記の材料に加えて、黒鉛、カーボンコンポジット、アルミナ、カルシア、マグネシア、炭化ケイ素、又は、窒化ケイ素等を用いることができる。尚、黒鉛等、耐酸化性の低い材料を用いる場合には、加熱炉33内を非酸化性雰囲気、例えば、窒素雰囲気に維持することで、これらの材質を適用することができる。また、加熱炉33内の炉温を、900℃を超える値に設定し得る場合には、構造材の材料として、耐熱セラミックス等の材料を用いることが好ましい。<Material of structural material>
In the case where the furnace temperature is limited to 900 ° C. or less, the apparatus disposed in the heating furnace 33 has the required strength, rigidity, and durability in a high temperature environment from room temperature to about 900 ° C. Anything can be used. For example, the
封止材5に金属ガリウムを用いる場合には、金属材料との間で合金を生じ得るので、金属ガリウム接液部には、上述の各種セラミックスを用いた構造材、又は、上述の各種セラミックス材を金属材料に被覆した構造材を用いることができる。
When metal gallium is used for the sealing
<封止材>
封止材5には、常温から900℃〜1200℃程度の高温において、流動化に耐え得る強度を有し、かつ、作動ガスとの化学反応、自身の熱分解、焼結、相変態を生じない粒状の材料であれば、どのような材質のものでも用いることができる。<Encapsulant>
The
封止材5に粒体を用いる場合には、例えば、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化珪素、炭化珪素の内、1種又は2種以上の組み合わせを主体とする材質を用いることができる。これらの物質は、工業的に容易に得られ、常温から900℃〜1200℃までの温度範囲で安定であり、ウェットCOGとの反応性が低く、さらに、この温度域では焼結性も低いので粒体の流動性が損なわれることが少ないので好適である。他の物質、例えば、珪砂の場合、この温度域で変態を生じるため、粒子が崩壊し易く、封止材5として好適ではない。また、ソーダガラス粒を用いる場合、この温度域では軟化、焼結を生じ得ることから、粒体の流動性を確保できずに、弁体2の封止材5への挿入を阻害し得るので、封止材5として好適ではない。
In the case of using particles for the sealing
ここで、前記主体とは、上記の粒体が50質量%以上を占めるものを指し、上記の粒体の性質、特に、常温から900℃〜1200℃までの温度範囲で安定であり、ウェットCOGとの反応性が低く、さらに、この温度域では焼結性も低いという利点を大きく損なわない範囲で、微量の不純物又は添加物が上記の粒体に、粒子として、又は、上記粒体の個別粒子の成分として含まれ得る。例えば、窒化ホウ素の粒体を上記粒体に、例えば5質量%程度以下の範囲で添加することができる。窒化ホウ素は高温での固体潤滑性が高いので、上記の粒体に少量添加することによって、粒体の流動性を向上する効果が期待できる。但し、窒化ホウ素粒体は機械的強度が低く、容易に崩壊するので、以下に示す望ましい粒体範囲を長期に維持することが困難であるため、大量に添加することには問題がある。また、上記流体の粒子として、必ずしも高純度の粒体を用いる必要はなく、例えば、酸化珪素を含有し、ムライト化させたアルミナ−シリカ組成である粒子によって構成される粒体であっても、上記の粒体の性質を大きく損なわないシリカ含有比率範囲(例えば、30質量%以下)であれば、適用することができる。 Here, the main body means that the above-mentioned particles occupy 50% by mass or more, and is stable in the properties of the above-mentioned particles, particularly in a temperature range from room temperature to 900 ° C. to 1200 ° C., and wet COG The amount of impurities or additives added to the particles, as particles, or as individual particles within a range that does not greatly impair the advantage of low sinterability at this temperature range. It can be included as a component of the particles. For example, boron nitride particles can be added to the particles in a range of, for example, about 5% by mass or less. Since boron nitride has high solid lubricity at high temperatures, an effect of improving the fluidity of the particles can be expected by adding a small amount to the above particles. However, since boron nitride grains have low mechanical strength and easily disintegrate, it is difficult to maintain the desirable grain range shown below for a long period of time, so there is a problem in adding a large amount. Moreover, it is not always necessary to use high-purity particles as the fluid particles, for example, particles containing silicon oxide and composed of particles having a mullite alumina-silica composition, Any silica content ratio range (for example, 30% by mass or less) that does not significantly impair the properties of the above-described granules can be applied.
封止材5の粒径は、好ましくは直径10μm以上500μm以下が好ましい。この粒径範囲よりも小さい場合、弁体2の開閉動作時の弁箱1中に、弁体2に随伴して粒体の巻き上げを生じ、作動ガスと共にガス流出管4から粒体が流出するので好ましくない。また、粒体の粒径がこの範囲よりも大きい場合、粒体による封止性が極端に悪化するので好適でない。封止材5の形状は、大半の粒体において、略球形であることが好ましい。略球形とは、粒体の個々の粒子の真球度(粒子の表面に外接する最小球面と粒子表面との半径方向の最大距離)が粒子半径の概ね20%以下の粒子であり、かつ、鋭利な角部を有しない形状であればよい。このような粒子は、積層した際の充填率を高くすることができるので、封止性を確保する観点から封止材5として好適であり、また、流動性に優れるので弁体2を封止材5に埋没させる際の抵抗が小さい点でも封止材5として有利である。
The particle diameter of the sealing
略球形の粒子は、転動造粒法、噴霧乾燥造粒法、又は、溶射法等によって形成することができ、市販のものを用いることができる。一方、例えば、破砕法によって製造された粒子は、粒子表面に鋭利な部位を有するので、封止材5として好適ではない。好ましい粒子の粒体を用いた場合、例えば、弁閉止の状態で、ガス流入管側空間19とガス流出管側空間20との間で例えば100Paの差圧が与えられた場合でも、封止材層を通じて流通する作動ガスの流速を1mm/秒以下にすることができ、弁の高い封止性を確保することができる。
The substantially spherical particles can be formed by a tumbling granulation method, a spray drying granulation method, a spraying method, or the like, and commercially available ones can be used. On the other hand, for example, particles produced by a crushing method have a sharp portion on the particle surface and are not suitable as the sealing
封止材5には、金属ガリウムを主体とした液体金属を用いることができる。金属ガリウムの融点は29℃であり、沸点は2000℃以上であるので、加熱炉33の炉温を上記融点以上に維持することにより、作動ガス温度が常温から1200℃の範囲で封止材5が液相を維持できる。例えば、900℃における金属ガリウムの蒸気圧は、0.1Pa程度以下と極めて低いので、封止材5の蒸発によって生じ得る数々の不具合、例えば、逆止弁27の下流側設備内で封止材5が凝固した付着物となることを回避することができる。
As the sealing
ここで、前記主体とは、液体金属中の金属ガリウムが50質量%以上を占めるものを指し、上記の金属ガリウムの性質、特に、常温程度以下の低温融点、かつ、ウェットCOGの操作温度よりも十分に高温の沸点を有するという利点を大きく損なわない範囲で、微量の不純物又は添加物が金属ガリウムに含まれ得る。例えば、金属ガリウム68.5質量%、インジウム21.5質量%及び錫10質量%を含有する液体金属は、成分中でガリウムが大半を占め、かつ、融点が−19℃、沸点が1300℃以上であり、金属ガリウムの性質を大きく損なうとは言えないので、本実施形態でいうところの金属ガリウムを主体とした液体金属に含まれる。また、不純物を合計約1質量%のオーダで含み得る再生ガリウム等の材料も、常温程度以下の低温である融点、かつ、ウェットCOGの操作温度よりも十分の高温である沸点という条件を満たす限り、本実施形態でいうところの金属ガリウムを主体とした液体金属に含まれる。 Here, the main body means that the metal gallium in the liquid metal occupies 50% by mass or more, which is higher than the properties of the metal gallium, particularly the low-temperature melting point of about room temperature or less, and the operating temperature of wet COG. A small amount of impurities or additives can be contained in the metal gallium, as long as the advantage of having a sufficiently high boiling point is not significantly impaired. For example, the liquid metal containing 68.5% by mass of metal gallium, 21.5% by mass of indium and 10% by mass of tin occupies most of the components, and has a melting point of −19 ° C. and a boiling point of 1300 ° C. or higher. Therefore, it cannot be said that the properties of metallic gallium are greatly impaired. Therefore, it is included in the liquid metal mainly composed of metallic gallium in the present embodiment. In addition, a material such as recycled gallium, which can contain impurities in the order of about 1% by mass, also satisfies the condition that the melting point is a low temperature of about room temperature or lower and the boiling point is sufficiently higher than the operating temperature of wet COG. In this embodiment, it is included in the liquid metal mainly composed of metallic gallium.
封止材5に金属ガリウムを用いる場合、酸化性の作動ガスに対しては、液体ガリウムが表面から酸化して酸化ガリウムの硬い表層が生じ、弁の開閉動作を阻害し得ると共に、金属ガリウムの損耗を生じる問題がある。また、金属ガリウムは凝固する際に膨張するため、弁の不使用時に弁を周囲から均一に冷却すると、金属ガリウム表面から凝固を生じ、内部に閉じ込められた液体が後に凝固する際、強い圧力を発生して容器を破壊する可能性がある。
When metal gallium is used for the sealing
これらの問題を回避するために、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化珪素、炭化珪素のうち、1種又は2種以上の組み合わせを主体とした粒体を、封止材5である金属ガリウムの上に積載することができる。これらの粒体は、いずれも金属ガリウムよりも密度が小さいので、金属ガリウム上に安定した層を形成する。粒体を積載する際には、強く撹拌すると金属ガリウム中に粒体が取り込まれてしまうので、粒体は、金属ガリウム上に静置すべきである。このような粒体を金属ガリウム上に積載することで、金属ガリウム表面上での通気を阻害して金属ガリウムの酸化を抑制することができる。また、金属ガリウム上の粒体層は断熱材として機能して、弁を冷却する際に金属ガリウム表面を保温するので、凝固は、表面以外の容器壁から生じて最後に金属ガリウム表面が凝固する。よって、上述の容器破損の問題を回避することができる。なお、金属ガリウム上の粒体は、互いに自由に分離可能なので、弁体2の粒体層の通過を妨げないように粒体を配置することができる。
In order to avoid these problems, the metal gallium which is the sealing
粒体層(封止材5)の厚みは、1mmから100mmの範囲が好ましい。この範囲よりも薄い粒体層の場合、通気性が高く、保温性も低いので粒体層の効果が著しく減少する。この範囲よりも厚い粒体層の場合、弁体2が粒体層を通過する際の抵抗が大きくなり、弁の開閉を阻害する可能性があるので好ましくない。粒体の粒子直径は、10μm以上かつ500μm以下であることが好ましい。この範囲よりも小さい粒子の場合、弁箱1内部で粒子の飛散を生じ易いので好ましくない。また、この範囲よりも大きい粒子の場合、通気性を阻害する能力が極端に低くなるので好ましくない。
The thickness of the granular layer (sealing material 5) is preferably in the range of 1 mm to 100 mm. In the case of a granular layer thinner than this range, since the air permeability is high and the heat retention is low, the effect of the granular layer is remarkably reduced. In the case of a granular layer thicker than this range, the resistance when the
なお、封止材5は、本実施形態において述べた種類のみに限定されるものではない。例えば、高純度の酸化タングステンは高温で安定性の高い物質であるので、これを所定の粒径で大量に製造できれば、本発明での封止材に適用することができる。
In addition, the sealing
以上説明のように、本実施形態の骨子は以下の通りである。
(1)すなわち、本実施形態のコークス炉ガス熱間処理設備(石炭乾留ガス熱間処理設備)は、複数のコークス炉窯(石炭乾留装置)21a〜21cから抽気したウェットCOG(コークス炉ガス、石炭乾留ガス)を700℃以上かつ1200℃以下の流入温度で熱間処理することによって所望の物質またはエネルギを得る。そして、このコークス炉ガス熱間処理設備は、コークス炉窯(石炭乾留装置)21a〜21c毎に設けられた抽気管26と;これら抽気管26のそれぞれに設けられた逆止弁27と;各抽気管26が接続された集合管28と;この集合管28に接続されたCOG処理装置(石炭乾留ガス処理装置)29と;を備える。さらに、各抽気管26、各逆止弁27、集合管28、及びCOG処理装置(石炭乾留ガス処理装置)29が、加熱炉33内に形成される700℃以上かつ1200℃以下の加熱雰囲気内に設けられている。そして、各コークス炉窯(石炭乾留装置)21a〜21c、各抽気管26、各逆止弁27、集合管28、そしてCOG処理装置(石炭乾留ガス処理装置)29の順で、ウェットCOG(石炭乾留ガス)が流される。As described above, the outline of the present embodiment is as follows.
(1) That is, the coke oven gas hot treatment facility (coal dry distillation gas hot treatment facility) of this embodiment is a wet COG (coke oven gas, extracted from a plurality of coke oven kilns (coal dry distillation devices) 21a to 21c). Coal dry distillation gas) is hot-treated at an inflow temperature of 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less to obtain a desired substance or energy. And this coke oven gas hot processing equipment includes a
(2)さらに、このコークス炉ガス熱間処理設備は、コークス炉窯21a〜21cから各逆止弁27の入口までの間にそれぞれ設けられ、各コークス炉窯21a〜21c内における第1の圧力を測定する炉内圧力計34と;各逆止弁27の出口から集合管28までの間に設けられ、集合管28内における第2の圧力を測定する集合管圧力計35と;前記第1の圧力及び前記第2の圧力が入力され、これらの差圧を算出して各抽気管26における逆流の発生を検知すると共に、各抽気管26cのうち、コークス炉ガスの逆流が発生している抽気管26が有る場合に、この抽気管26に設けられている逆止弁(仕切弁)27を閉じる逆止弁制御装置36と;をさらに備える。
(2) Further, the coke oven gas hot treatment facility is provided between the
(3)さらに、このコークス炉ガス熱間処理設備では、各逆止弁(仕切弁)27のそれぞれが、弁箱1と;この弁箱1内の底部に設けられ、常温から900℃までの温度範囲で耐熱性を有する封止材5と;弁箱1の内部でかつ封止材5の表面5aよりも上方の内部空間A1で開口するように、弁箱1及び封止材5を貫通するとともに、各コークス炉窯21a〜21cからのコークス炉ガスが流れ込むガス流入管3と;前記内部空間A1で開口するとともに、前記内部空間A1からCOG処理装置(コークス炉ガス処理装置、石炭乾留ガス処理装置)29に向かってコークス炉ガスを排出するガス流出管4と;ガス流入管3の開口3aを覆った状態で少なくともその開口部2aが封止材5内に埋没する閉止位置と、封止材5より開口部2aが取り出された開放位置との間で移動自在に配置された弁体2と;この弁体2を、前記閉止位置と前記開放位置との間で移動させる弁体昇降装置(弁体移動装置)8と;を備える。
(3) Further, in this coke oven gas hot treatment facility, each check valve (gate valve) 27 is provided at the bottom of the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例のみに限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to only such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
本発明によれば、ウェットCOGを高温に維持したままコークス炉ガス処理装置に供給すると共に、抽気COGのコークス炉への逆流を防止することが可能な、高温石炭乾留ガス熱間処理設備及び高温コークス炉ガス熱間処理設備を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while supplying wet COG to a coke oven gas processing apparatus, maintaining high temperature, the high temperature coal dry distillation gas hot processing equipment which can prevent backflow of extraction COG to a coke oven, and high temperature Coke oven gas hot treatment equipment can be provided.
1 弁箱
2 弁体
3 ガス流入管
4 ガス流出管
5 封止材
7 弁箱
8 弁体昇降装置
9 下流側主管路
14 ベローズ
16 炉壁
18 蓋
19 流入管側の空間
20 流出管側の空間
21 コークス炉窯
22 水封弁
23 スプレー装置
24 ドライメーン
25 上昇管
26 抽気管
27 逆止弁
28 集合管
29 COG処理装置
30 冷却装置
31 ブロワ
32 COG精製装置
33 加熱炉
34 コークス炉内圧力計
35 集合管圧力計
36 制御装置
37 遮断弁
38 熱風発生装置
39 熱風導管DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記石炭乾留装置毎に設けられた抽気管と;
これら抽気管のそれぞれに設けられた逆止弁と;
前記各抽気管が接続された集合管と;
この集合管に接続された石炭乾留ガス処理装置と;
を備え、
前記各抽気管、前記各逆止弁、前記集合管、及び前記石炭乾留ガス処理装置が、700℃以上かつ1200℃以下の加熱雰囲気内に設けられ;
前記各石炭乾留装置、前記各抽気管、前記各逆止弁、前記集合管、そして前記石炭乾留ガス処理装置の順で、前記石炭乾留ガスが流される;
ことを特徴とする石炭乾留ガス熱間処理設備。It is an equipment for carbonizing carbon-containing solids by hot-treating a coal carbonization gas extracted from a plurality of coal carbonization devices at an inflow temperature of 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less,
A bleed pipe provided for each of the coal carbonization apparatuses;
A check valve provided in each of these bleed pipes;
A collecting pipe to which each extraction pipe is connected;
A coal dry distillation gas treatment device connected to the collecting pipe;
With
Each said bleed pipe, each said check valve, the said collecting pipe, and the said coal dry distillation gas processing apparatus are provided in the heating atmosphere of 700 degreeC or more and 1200 degrees C or less;
The coal dry distillation gas is flowed in the order of the coal dry distillation apparatus, the extraction pipes, the check valves, the collecting pipe, and the coal dry distillation gas treatment apparatus;
Coal dry distillation gas hot treatment facility characterized by that.
前記コークス炉窯毎に設けられた抽気管と;
これら抽気管のそれぞれに設けられた逆止弁と;
前記各抽気管が接続された集合管と;
この集合管に接続されたコークス炉ガス処理装置と;
を備え、
前記各抽気管、前記各逆止弁、前記集合管、及び前記コークス炉ガス処理装置が、700℃以上かつ1200℃以下の加熱雰囲気内に設けられ;
前記各コークス炉窯、前記各抽気管、前記各逆止弁、前記集合管、そして前記コークス炉ガス処理装置の順で、前記コークス炉ガスが流される;
ことを特徴とするコークス炉ガス熱間処理設備。A facility that hot-treats coke oven gas extracted from a plurality of coke oven kilns at an inflow temperature of 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less,
A bleed pipe provided for each coke oven kiln;
A check valve provided in each of these bleed pipes;
A collecting pipe to which each extraction pipe is connected;
A coke oven gas treatment device connected to the collecting pipe;
With
Each bleed pipe, each check valve, the collecting pipe, and the coke oven gas treatment device are provided in a heating atmosphere of 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less;
The coke oven gas is flowed in the order of the coke oven furnace, the bleed pipes, the check valves, the collecting pipe, and the coke oven gas treatment device;
Coke oven gas hot treatment facility characterized by that.
前記各逆止弁の出口から前記集合管までの間に設けられ、前記集合管内における第2の圧力を測定する集合管圧力計と;
前記第1の圧力及び前記第2の圧力の差圧を算出して前記各抽気管における逆流の発生を検知すると共に、前記各抽気管のうち、前記コークス炉ガスの逆流が発生している抽気管が有る場合に、この抽気管に設けられている前記逆止弁を閉じる逆止弁制御装置と;
をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載のコークス炉ガス熱間処理設備。An in-furnace pressure gauge provided between each coke oven kiln and each check valve inlet for measuring a first pressure in each coke oven kiln;
A collecting pipe pressure gauge provided between an outlet of each check valve and the collecting pipe and measuring a second pressure in the collecting pipe;
The differential pressure between the first pressure and the second pressure is calculated to detect the occurrence of a back flow in each extraction pipe, and the extraction of the coke oven gas in the extraction pipe is generated. A check valve control device for closing the check valve provided in the bleed pipe when there is a trachea;
The coke oven gas hot treatment facility according to claim 2, further comprising:
弁箱と;
この弁箱内の底部に設けられ、常温から900℃までの温度範囲で耐熱性を有する封止材と;
前記弁箱の内部でかつ前記封止材の表面よりも上方の内部空間で開口するように、前記弁箱及び前記封止材を貫通するとともに、前記各コークス炉窯からの前記コークス炉ガスが流れ込むガス流入管と;
前記内部空間で開口するとともに、前記内部空間から前記集合管を介して前記コークス炉ガス処理装置に向かって前記コークス炉ガスを排出するガス流出管と;
前記ガス流入管の開口を覆った状態で少なくともその開口部が前記封止材内に埋没する閉止位置と、前記封止材より前記開口部が取り出された開放位置との間で移動自在に配置された弁体と;
この弁体を、前記閉止位置と前記開放位置との間で移動させる弁体移動装置と;
を備えることを特徴とする請求項3に記載のコークス炉ガス熱間処理設備。Each of the check valves
With a valve box;
A sealing material provided at the bottom of the valve box and having heat resistance in a temperature range from room temperature to 900 ° C .;
The coke oven gas from each coke oven kiln passes through the valve box and the sealing material so as to open in the internal space above the surface of the sealing material and above the sealing material. A gas inlet pipe that flows in;
A gas outflow pipe that opens in the internal space and discharges the coke oven gas from the internal space through the collecting pipe toward the coke oven gas treatment device;
Arranged so as to be movable between a closed position where at least the opening is buried in the sealing material in a state of covering the opening of the gas inflow pipe and an open position where the opening is taken out from the sealing material. With a discretized valve body;
A valve body moving device for moving the valve body between the closed position and the open position;
The coke oven gas hot treatment facility according to claim 3, comprising:
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