KR880001395B1 - Method and apparatus for controlling the rich gas heating of coke ovens - Google Patents
Method and apparatus for controlling the rich gas heating of coke ovensInfo
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Abstract
Description
제1도는 가열온도가 중간 페더위를 통하고 이중벽 버너가 중간 페더를 통해있는 중간페더의 개략단면도임.1 is a schematic cross-sectional view of an intermediate feather with a heating temperature above the intermediate feather and a double wall burner through the intermediate feather.
제2도는 제1도중 선 A-A선 단면도임.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG.
제3도는 제1도중 선 B-B선 단면도임.3 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
제4도는 제1도중 선 C-C선 단면도임.4 is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG.
제5도는 제1도중 선 D-D선 단면도임.5 is a cross-sectional view taken along the line D-D in FIG.
제6도는 공기강제 분산장치의 개략도임.6 is a schematic view of an air forced dispersing device.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 중간페더 2 : 가열온도1: intermediate feather 2: heating temperature
3 : 버너 배출구 4 : 연도 지붕3: burner outlet 4: flue roof
6 : 외부 벽돌 8 : 내부 벽돌6: outside brick 8: inside brick
9 : 환상관 15 : 칼라9: annular hall 15: color
16 : 공급실 17 : 스피곳16: supply room 17: spigot
22 : 송풍기22: blower
본 발명은 코우코스 오븐의 리치가스(rich gas) 가열온도에 있어서의 불꽃길이를 조절하고 수직적 온도분배를 최적화하는 방법에 관한 것이다. 이 리치가스는 오븐 배터리의 노즐 셀라(Cellar)로부터 그 위에 있는 각각의 중간 페터(feather)로 연장되어 이 가열온도의 하부에 위치한 버너 헤드에서 종결되는 라인을 통하여 가열온도로 공급된다. 한편, 재생기에서 가열된 연소 지지공기는 연도 베이스의 구멍의 통하여 가열연도로 도입된다.The present invention relates to a method of adjusting the flame length at the rich gas heating temperature of a cocos oven and optimizing vertical temperature distribution. The rich gas is supplied to the heating temperature through a line extending from the nozzle cellar of the oven battery to each intermediate feather thereon and terminating at the burner head located below this heating temperature. On the other hand, the combustion support air heated in the regenerator is introduced into the heating flue through the hole of the flue base.
최적의 가열조절은 코우킹시간이 짧아지며 8m까지의 챔버높이로 코우크스 오븐구조가 대형화되는 경향과 연소폐기가스중의 NOX성분에 대해 몇몇나라의 환결보호국이 규정하는 법적제한으로 인한 문제로 결정된다. 이러한 법적제한은 코우크스 오븐의 리치가스 가열에 특히 적용되는데, 그 이유는 오븐 높이가 증가됨에 따라 가열온도에서의 수직온도 분산이 최적화 되도록 가열을 조절하는 것은 점점 더 어려워지고 있기 때문이다. 또한, 코우킹 시간이 짧을때, 상응하는 가열연도 온도는 NOX의 방출 즉, 폐기연소가스에 있으서 환경보호국에 의해 점점 더 제한을 받게되는 비유를 증가시킨다. 또, 리치가스 가열시 버너 배출구에서의 흑연 형성을 막는 것은 매우 힘들다는 것이 입증되었다.Optimal heating control is determined by the problem of shortening of coking time and the increase of coke oven structure with chamber height of up to 8m and the legal restrictions prescribed by some countries' NOX components in combustion waste gas. do. This legal restriction applies particularly to rich gas heating of coke ovens because it is becoming increasingly difficult to adjust the heating to optimize vertical temperature dispersion at the heating temperature as the oven height is increased. In addition, when the coking time is short, the corresponding heating flue temperature increases the likelihood of being more and more restricted by the Environmental Protection Agency in the release of NOx, ie waste combustion gases. In addition, it has proved very difficult to prevent graphite formation at the burner outlet during rich gas heating.
비록 비용은 들지만, 폐기가스중 NOX함량을 감소하고 버너헤드에서의 흑연 형성을 방지하면서 가열온도에서의 수직적 온도분산을 증지시키는데 역점을 두어 종래보다 문제를 더 간단히 해결하려는 것이 본 발명의 목적이다.Although costly, it is an object of the present invention to address the problem more simply than conventionally by focusing on increasing the vertical temperature dispersion at the heating temperature while reducing the NOx content in the waste gas and preventing graphite formation at the burner head.
상기 방법을 시초로 본 발명에 따라 송풍기는 연도가스의 연소에 필요한 조절가능한 비율의 연소 지지 공기를 버너출구 근처의 분리된 가열온도로 강제 공급한다. 강제 공급된 공기는 버너 구 주위로 연장된 환상관을 통하여 공급된다. 본 발명에 따라서, 가열 연도당 연소지지공기의 강제유입비율은 연소 지지 공기의 총량중 30부피%(5-15부피%가 양호함)이하이다.Starting with the method, the blower according to the invention forcibly supplies an adjustable rate of combustion support air for the combustion of the flue gas at a separate heating temperature near the burner outlet. Forced air is supplied through an annular tube extending around the burner sphere. According to the present invention, the forced inflow rate of the combustion support air per heating year is 30 vol% or less (preferably 5-15 vol%) of the total amount of the combustion support air.
본 발명의 또다른 양상에 따라, 차거운 연소 폐기 가스는 강제 유입된 공기와 함께 공급되며, 이 경우에, 강제유입 공기대 연소 폐기가스이 비율은 잘해야 1 : 2(2 :1 내지 1 : 1이 양호함)이다.According to another aspect of the invention, cold combustion waste gas is supplied with forced air, in which case the ratio of forced air to combustion waste gas should be good at a ratio of 1: 2 (2: 1 to 1: 1 is good). Is).
또한, 본 발명은 버너튜브가 이중벽 튜브이며 그 장치의 특성이 청구범위에 나타낸 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.The invention also relates to an apparatus for carrying out the method wherein the burner tube is a double wall tube and the characteristics of the apparatus are indicated in the claims.
분리된 가열온도에 도입되는 공기량은 종래의 공기분사형태와 정확히 같지 않으며 여러가지 이유로 양이 변한다. 본 발명에 따라, 이 결점을 없애기 이해서 대부분의 연소 지지 공기는 가열연도 베이스의 구멍을 통하여 재생기에서 가열된 연소 지지 공기 형태로 통상적으로 도입된다. 그러나, 이 분산에 있어서 가장 결점이 많은 가열온도가 공기를 약간 모자르게하고 어떤 조작을 하지 않고 약간 검댕이 있는 불꽃으로 연소할 수 있을정도의 전체양으로 도입된다. 이들 가열 연도에는 특정비의 강제 유입공기가 도입되는데, 여기서 더 작은 양의 공기는 연소폐기가스중의 산소비가 증가된 다른 가열연도로 공급된다. 결과적으로, 연소 폐기가스의 산소 함량이 3%이하로 유지될 수 있도록 감소될 수 있다. 또, 그 폐기가스의 양이 감소하므로 연료를 연소할 필요성도 감소된다.The amount of air introduced at the separated heating temperature is not exactly the same as the conventional air injection type and the amount varies for various reasons. According to the invention, in order to eliminate this drawback, most of the combustion support air is typically introduced in the form of heated combustion support air in the regenerator through holes in the heated flue base. However, the most flawed heating temperature in this dispersion is introduced in such a way that it will burn the air slightly and burn it with a slightly soot flame without any manipulation. These heating years introduce a certain ratio of forced inlet air, where a smaller amount of air is supplied to another heating flue with an increased oxygen ratio in the combustion waste gas. As a result, the oxygen content of the combustion waste gas can be reduced to be kept below 3%. In addition, since the amount of the waste gas is reduced, the need to burn fuel is also reduced.
또한, 과잉산소를 감소시키면 NOX형성을 감소시킨다. NOX형성은 가열연도로 도입하기 위해 이중벽 튜브버너의 덜뜨거운 내부튜브를 통하여 흐르는 연소지지가스의 보통이하의 유입온도에 의해 더욱 감소된다. 배출되는 리치가스류 주위에 환 같이 연장된 강제 유입공기의 사실상 일정한 출구속도 때문에 연소지지 가스를 대기압이 산소와 서서히 혼합하면 연소율을 감소시키므로 국소적 불꽃온도는 감소하고 NOX형성은 더 억제된다. 가열 연도에서의 리치가스 불꽃은 본 발명의 방법에 의해 길이가 조절된다. 특히, 차가운 연도가스가 강제 유입 공기에 혼합될 때 온도분산이 증진된다.In addition, reducing excess oxygen reduces NOx formation. NOx formation is further reduced by sub-ordinary inlet temperatures of the combustion support gas flowing through the less hot inner tubes of the double wall tube burners for introduction into the heating flue. Due to the virtually constant outlet velocity of the forced inlet air extending around the discharged rich gas stream, the slow mixing of the combustion support gas with oxygen reduces the combustion rate, thus reducing the local flame temperature and further suppressing NOx formation. The rich gas flame in the heated flue is length controlled by the method of the present invention. In particular, temperature dispersion is enhanced when cold flue gas is mixed with forced inlet air.
또한, 버너배출구에서의 흑연 형성을 크게 줄일 수 있는데, 그 이유는 종래 경우보다 연소 지지 가스의 오리피스에서 더 차갑고 이 지역의 강제 유입공기와 필요에 따라 비교적 차가운 연소폐기가스에 의해서 연속적으로 청소되기 때문이다.In addition, the formation of graphite at the burner outlet can be significantly reduced because it is colder at the orifice of the combustion support gas than in the conventional case and is continuously cleaned by forced inlet air in this area and, if necessary, by relatively cold combustion waste gas. to be.
특정 연료를 연소하려면 강제유입 공기의 결과로서 보통보다 덜 예열될 것을 요하므로 연소 지지 가스는 보통보다 더 낮은 온도에서 유입되며 잘해야 4%이다. 공기 송풍기에 대한 전력소비는 연료연소 필요량에 대해 0.1%이하이다. 폐기가스중 산소함량이 1%감소하면 연소 연료 소비를 5%이상까지 감소시킨다고 가정할때, 본 발명에 따른 방법으로 실시하면 에너지를 절약할 수 있다.Combustion support gases are introduced at lower temperatures than normal and, at best, 4%, since combustion of certain fuels requires less preheating as a result of forced inlet air. Power consumption for air blowers is less than 0.1% of the fuel burning requirements. Assuming a 1% reduction in the amount of oxygen in the waste gas reduces combustion fuel consumption by more than 5%, energy savings can be achieved by the method according to the invention.
본 발명의 실시상태를 도면으로 나타낸다.Embodiments of the present invention are shown in the drawings.
제1도는 리치가스버너(3)이 가열온도(2)의 하부에 연장되어 있고 가열온도(2)가 중간페더(1)위에 위치한 개략 단면도이다. 본 발명에 따라서, 버너 튜브는 이중벽 튜브이고, 바닥 연동 지붕(4)로부터 중간 페더(1) 및 가열연도 베이스(5)를 통하여 가열연도(2)로 연장되어 있다. 이중벽 버너는 중앙원통형 보어(bore)(7)로 형성된 외부 자켓 벽돌(6)과 그 보어에 수용되는 환상벽돌(8)로부터 고안되어 벽돌(8)의 외부직경은 보어(7)의 직경보다 작다.1 is a schematic sectional view in which the
제2~4도는 높이가 서로 다른 이중벽 버너의 구조가 어떻게 변하는가를 나타낸다. 제 2도는 제 1도중 선A-A의 단면도이다. 가연온도로 연장된 버너배출에서, 내부벽돌(8)은 간단한 중공 실린더 형태를 갖는데 그 외부벽은 환상관 또는 통로(9)을 결합하기 위해서 보어(7)을 결합하는 벽과 상호작용이다.2-4 show how the structure of double wall burners of different heights changes. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. In the burner discharge extended to the combustible temperature, the
하부층의 내부벽돌(8)은 외부벽돌(6)의 벽까지 반경방향으로 연장되고 대칭적으로 배열된 3개의 관(11)을 떠나기 위해 함께 계합하는 3개의 랜드(10)(제 3도)을 갖는다. 지붕(4)주위의 하부 4 또는 5열의 벽돌에서, 랜드(10)은 안정성을 증가시키고 외부 벽돌(6)에 계합하는 러그(12)를 갖는다.The
리치 가스는 본관(나타내지 않았음)에서 갈라지는 각 공급라인(14)에 의해 내부벽돌(8)중의 내부통로(13)으로 종래방법으로 공급된다(제 1도). 지붕(4)에서 라인(14)는 각 버너의 바닥내부 벽돌(8)을 지지하는 지지칼라(15)를 갖는다. 칼라(15)밑에 환상공급실(16)이 라인(14)주위로 연장되어 있고 공급실(16)은 강제 유입공기를 공급하고 통로 또는 관(11)과 연관된다.The rich gas is supplied in a conventional manner to the
제 5도에 나탄낸 바와 같이, 공급실(16)은 콘트롤밸크(18)과 강제 공기 본관(20)을 갖는 각 공급라인(19)에 의해서 서로 연결되는 접선 스피곳(17)을 갖는다.As shown in FIG. 5, the
제 1도에 나타낸 바와 같이, 이중벽 버너에 사용된 각 외부벽은 각 내부 벽돌과 관련하여 수직으로 엇갈린다. 벽돌은 내화물질로 만들어져 있다. 벽돌의 각열은 그 열밑에 연결된 흠이파이고 돌출된 연결부를 갖는다.As shown in FIG. 1, each outer wall used in the double wall burner is vertically staggered with respect to each inner brick. Bricks are made of refractory materials. Each row of bricks has flawed and protruding connections connected under it.
제6도는 강제공기, 양조절 및 공기대 연료연소에 사용된 폐기가스비의 조절에 대한 분산장치의 개략도이며 가스는 강제유입공기와 함께 도입되며 취해진 시료는 한쌍의 가열연도의 것이다. 이 도면은 한쌍의 연도를 갖는 5개의 가열벽을 나타내며 홀수 및 짝수는 쌍동이 연도의 각 반에서 버너를 나타내는 데 사용된다. 가열구조에서 모든 가열벽의 홀수 또는 짝수 버너는 변경기간동안 공급된다. 한 가열벽에서 짝수 버너를 이용하고 다음 가열벽에서는 홀수 버너를 이용하는 대체배열을 이용할 수 있다. 본관(20a, 20b) 는 별도의 두 구조만으로 분리되며 하나는 홀수 버너를 공급하고 다른 하나는 짝수 버너를 공급한다. 전환밸브(21a, 21b)에 의해서, 강제 공기이 공급은 동시 및 가열시 전환될 수 있다.6 is a schematic diagram of a dispersing device for the control of the waste gas ratio used for forced air, volume control and air-to-fuel combustion, where gas is introduced with forced inlet air and the sample taken is of a pair of heated flues. This figure shows five heating walls with a pair of flues and odd and even numbers are used for twins to represent burners in each half of the year. In the heating construction, all or even odd or even burners of the heating walls are supplied during the changeover period. Alternative burners can be used with one burner and even burners in the next. The
연료 연소에 대한 폐기가스와 함께 강제공기는 송풍기(22)에 의해서 라인(23)으로부터 본관(20a, 20b)로 강제 유입된다. 폐기가스는 라인(24)를 통해 스택(25)로 가며, 그 일부는 라인(26)을 통하여 전환될 수 있다. 비율 조절은 밸브(27)에 의해서 조절되며 폐기가스의 산소함량에 따라 양을 조절하는 것은 바이패스(29)에 위치한 밸브(28)을 포함한 바이패스 콘트롤에 의해서 제공된다.The forced air together with the waste gas for fuel combustion is forced into the
상기 방법은 기타 가열장치에 준용해서 이용된다.The method is applied mutatis mutandis to other heating devices.
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