TW202307372A - 擴散洩放器 - Google Patents

Abstract

提供一種擴散洩放器，係能夠抑制擴散洩放器之改造成本，促進含有可燃性氣體之煉焦爐擴散氣體之燃燒，並削減未燃燒狀態之煉焦爐擴散氣體之擴散量。 一種擴散洩放器(1)，係使煉焦爐擴散氣體燃燒並釋出至大氣中；其特徵為：具有：洩放管(3)，係使煉焦爐擴散氣體(17)流通；罩(2)，係設於洩放管(3)之上端側(3A)，內徑比洩放管(3)之外徑更大，且下端側(2A)內包有洩放管(3)之上端側(3A)；吹入管(4)，係沿著洩放管(3)之周方向設置，從洩放管(3)與罩(2)之間隙(5)，將促進燃燒之燃燒促進氣體(8)吹入至罩(2)；以及點火裝置(6)，係配置於罩(2)之內壁，罩(2)，係在對於吹入管(4)所配置之周方向之位置，隔著罩(2)之中心軸線(O)為對向之位置，具有缺口部(7)。

Description

擴散洩放器

本發明係關於一種擴散洩放器，其能夠促進煉焦爐擴散氣體之燃燒，並削減未燃燒狀態之煉焦爐擴散氣體之擴散量。

煉鐵廠及石油化學工廠等，作為各種燃燒製程中不完全燃燒所導致之副產品，會排出甲烷、一氧化碳、氫等可燃性氣體。若為將該等可燃性氣體無害化而進行燃燒後擴散至大氣中之際，若發生不完全燃燒，則會產生黑煙(煤)。因此，於將可燃性氣體擴散至大氣中之際，必須使該等可燃性氣體完全燃燒再進行擴散。

作為於可燃性氣體之擴散時所使用之裝置，係有擴散洩放器。以往之擴散洩放器，係具備以下者構成之雙重管構造：罩，係於上部之開放端部連通至大氣；以及洩放管，係內包於與罩之開放端部為相反側之下端側，並連通至可燃性氣體之來源。並且，對於洩放管壓送可燃性氣體，藉由因此於罩內產生之負壓，從罩與洩放管間之間隙將含有氧之氣體(例如空氣)接收至罩之內側，並使該等氣體混合，再藉由點火裝置點火以燃燒可燃性氣體。

作為揭示有關於如此之擴散洩放器之文獻，於專利文獻1中，係揭示有調節設於外管之空氣通路(52、92)之尺寸、數目及間隔等，藉此調節從外管接收之空氣量，以使燃燒效率提升(參照專利文獻1之[0005]及圖3等)技術。

並且，於專利文獻2，係揭示有使空氣通過洩放管，並從洩放管與外管之間隙接收可燃性氣體，而藉此使燃燒效率之技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開2010-236856號公報 專利文獻2：日本特開2010-286230號公報

[發明所欲解決之問題]

然而，若僅於罩如前述般藉由負壓接收空氣，則會有氣體之混合、攪拌不充分，而難以使可燃性氣體完全燃燒，導致大量未燃燒狀態之可燃性氣體擴散至大氣中之問題。

並且，就專利文獻1所揭示之技術而言，必須增設用從控制從外管接收之空氣量之構件或系統等，而有裝置之構成及運轉方法複雜化之問題。特別是，必須對於擴散洩放器之外管大幅進行改造。

並且，為將專利文獻2所揭示之技術運用於以往一般之擴散洩放器，必須使氣體之流動，成為與使可燃性氣體通過洩放管並將空氣接收至外管之以往之氣體之流動完全不同者，而有必須對於設備整體進行改造之問題。

本發明，係有鑑於前述問題而完成者，目的在於提供一種擴散洩放器，其能夠抑制擴散洩放器之改造成本，促進含有可燃性氣體之煉焦爐擴散氣體之燃燒，並削減未燃燒狀態之煉焦爐擴散氣體之擴散量。 [解決問題之技術手段]

用以解決前述問題之本發明之主要構成，係如以下記載。 [1]一種擴散洩放器，係使煉焦爐擴散氣體燃燒並釋出至大氣中；其特徵為：具有：洩放管，係使前述煉焦爐擴散氣體流通；罩，係設於前述洩放管之上端側，內徑比前述洩放管之外徑更大，且下端側內包有前述洩放管之前述上端側；吹入管，係沿著前述洩放管之周方向設置，從前述洩放管與前述罩之間隙，將促進燃燒之燃燒促進氣體吹入至前述罩；以及點火裝置，係配置於前述罩之內壁，前述罩，係在對於前述吹入管所配置之周方向之位置，隔著前述罩之中心軸線為對向之位置，具有缺口部。 [2]如[1]所述之擴散洩放器，其中，前述缺口部，係於以對於前述吹入管所配置之位置隔著前述中心軸線對向之位置作為起點，往前述罩之周方向之兩方向分別為1°以上70°以下之範圍內，前述缺口部之最下部設於比前述點火裝置更靠上側之位置。 [3]如[1]或[2]所述之擴散洩放器，其中，前述吹入管，係以使從該吹入管噴出之前述燃燒促進氣體之噴流，從斜下方衝撞前述洩放管之外壁之方式，對於前述洩放管之管軸線傾斜配置。 [4]如[3]所述之擴散洩放器，其中，前述吹入管，係以使該吹入管之吹入軸線對於前述洩放管之前述管軸線呈10°以上30°以下之角度之方式傾斜配置。 [發明之效果]

本發明，係能夠抑制擴散洩放器之改造成本，促進含有可燃性氣體之煉焦爐擴散氣體之燃燒，並削減未燃燒狀態之煉焦爐擴散氣體之擴散量。

以下，藉由本發明之實施形態進行說明。

使用圖1，針對煉焦爐之概要進行說明。煉焦爐11，係將碳化室12與燃燒室13交互配置。燃燒室13，係藉由燃燒氣體之燃燒而產生熱。碳化室12，係藉由相鄰之燃燒室13所產生之熱使煤炭乾餾。於煤炭之乾餾過程中，會產生為可燃性氣體之一種之稱為煉焦爐氣體之可燃性氣體。作為煉焦爐氣體之主要成分，係可舉出H ₂、CO及其他各種烴氣。又，圖1雖僅各表示2個碳化室12及燃燒室13，然而實際上該等碳化室12與燃燒室13之組合係往圖之裏側設有多個。

於各個碳化室12之上部，係設有：上昇管14，係收集上昇而來之煉焦爐氣體16；以及集氣管15，係稱為乾主管(dry main)，匯集從複數個碳化室12經由上昇管14吸起之煉焦爐氣體16。擴散洩放器1，係連接至集氣管15。於複數個碳化室12產生之煉焦爐氣體16，係通過上昇管14及集氣管15，經由擴散洩放器1作為煉焦爐擴散氣體17擴散至大氣中。

於工廠之一般運作時，於碳化室12所產生之煉焦爐氣體16，會受到氣體吸引設備(未圖示)吸引、回收，並再利用作為各種設備之運作用氣體。另一方面，於工廠發生停電等問題時，會無法將於碳化室12產生之煉焦爐氣體16充分進行回收、再利用，而必須經由擴散洩放器1作為煉焦爐擴散氣體17擴散至大氣中。

接著，使用圖2，針對本發明之擴散洩放器1進行說明。圖2，係簡易表示本發明之實施形態之擴散洩放器1之構成之一例之示意圖。並且，圖式中之上下方向，係相當於本發明之擴散洩放器1之垂直方向。如圖2所示，擴散洩放器1，係具備罩2、洩放管3、吹入管4及點火裝置6。並且，於罩2設有缺口部7，針對該缺口部7係後述。

洩放管3，係於未圖示之末端部(圖下方之端部)經由集氣管15與煉焦爐氣體之產生部連通，使含有可燃性氣體之煉焦爐擴散氣體17往罩2流通。於圖2中，煉焦爐擴散氣體17係從下部往上部流動。罩2，係使通過洩放管3流通而來之煉焦爐擴散氣體17，從開放端部(圖上方之端部)擴散至大氣中。並且，洩放管3之上端側3A，係於內徑比洩放管3之外徑更大之罩2之下端側2A，被內包於罩2之內側。

具體而言，罩2之下端側2A之下端部，係位於比洩放管3之上端側3A之上端部更下側，藉此於罩2之內側形成內包有洩放管3之區域。於該罩2之內側內包有洩放管3之範圍，係於罩2之內壁與洩放管3之外壁之間形成有間隙5。並且，於罩2之內壁，設有使煉焦爐擴散氣體17含有之可燃性氣體燃燒之點火裝置6。

於實施形態中，係設有：吹入管4，係從藉由洩放管3與罩2形成之間隙5往罩2之內側，以高速吹入促進煉焦爐擴散氣體17之燃燒之燃燒促進氣體8。吹入管4，係以能夠壓送燃燒促進氣體8之方式，例如連接有未圖示之壓縮機等亦可。並且，從吹入管4吹入燃燒促進氣體8之際，不僅是燃燒促進氣體8，亦會產生從燃燒促進氣體之周圍被捲入而流入至間隙5之伴隨氣體之流動。藉此，除了燃燒促進氣體8以外，尚將大量伴隨氣體接收至罩2內。

被吹入至間隙5之燃燒促進氣體8及伴隨氣體，係沿著洩放管3之外壁上昇，而與從洩放管3之內側輸送而來之煉焦爐擴散氣體17於罩2內側混合，並受到攪拌。將受到攪拌之氣體藉由點火裝置6點火並燃燒，藉此從洩放管3之上端側3A往上方向形成火焰(未圖示)。並且，與來自吹入管4之燃燒促進氣體8一併將大量伴隨氣體(特別是空氣)接收至罩2之內側，使煉焦爐擴散氣體17含有之可燃性氣體與燃燒促進氣體8及伴隨氣體充分攪拌，以促進可燃性氣體之燃燒。

吹入管4，係設於能夠將燃燒促進氣體8注入至間隙5之位置即可，例如以使吹入管4之前端部位於比洩放管3之上端側3A更下方之方式設置即可。吹入管4，係對於1組之洩放管3與罩2之組合，於洩放管3之外壁之周方向之預定位置設有1個部位以上即可。並且，於1個部位，將1根以上之複數根吹入管4於周方向排列而集中配置亦可。

燃燒促進氣體8，若係氣體則無特別限制，然而為防止於罩2內爆炸或不完全燃燒，以非可燃性之氣體為佳。於非可燃性氣體當中，特別是以包含空氣、氮氣及水蒸氣之至少1種以上之氣體為佳。即便於採用氮氣作為燃燒促進氣體8之情形，前述般伴隨氮氣被接收至罩2內之空氣等伴隨氣體當中所含有之氧亦會與可燃性氣體反應，故能夠促進可燃性氣體之燃燒。

被吹入至罩2內之燃燒促進氣體8與進入至罩2內之煉焦爐擴散氣體17之體積比，係1:10~7:10較佳。若燃燒促進氣體8之比例小於體積比1:10，則有氣體之攪拌效果減弱，而導致煉焦爐擴散氣體17含有之可燃性氣體無法充分燃燒之可能性。並且，若燃燒促進氣體8之比例大於體積比7:10，則有發生於遠離洩放管3之上端側3A之位置產生火焰之稱為跳脫火焰(煽火, lifted flame)之現象之可能性，或是發生火焰被吹滅之稱為吹熄(blow off)之現象之可能性。

於本發明中，罩2，係在對於吹入管4所配置之周方向之位置，隔著罩2之中心軸線為對向之位置，具有缺口部7。在此，本發明者們，為說明思及於罩2設置缺口部7之理由，係首先使用圖3，針對未於罩2設置圖2所示之缺口部7之情形下之擴散洩放器內之煉焦爐擴散氣體及燃燒促進氣體之噴流之狀態進行說明。圖3，係簡易表示吹入管4之配置所導致之擴散洩放器1內之噴流之示意圖。

如圖3所示，於從罩2與洩放管3之間隙5噴射而來之燃燒促進氣體8之噴流沿著罩2之內壁上昇之際，會產生從洩放管3之內側輸送而來之煉焦爐擴散氣體17被往罩2之內壁拉入之現象(圖3中A)。此係能夠藉由噴流之黏性之效果將周圍之流體拉入之現象進行說明，其係於噴流附近平行設有壁面時，噴流與壁之間之流體因拉入之作用流走而形成負壓，為了補充不足量，而使噴流被往壁拉近之效果(以下稱為「附壁效應」)所導致者。

並且，煉焦爐擴散氣體17之流動，會一邊靠近吹入管4所配置之周方向之預定部位之罩2之內壁側，一邊縮窄流路而成為偏流，並一邊逐步使流速加快一邊上昇。

另一方面，在對於吹入管4所配置之周方向之位置隔著罩2之中心軸線O為對向之位置，使大氣(空氣)從罩2之開放端部往於罩2之內側偏流之煉焦爐擴散氣體17之流動(圖3中A)被拉入(圖3中B)，並使空氣與煉焦爐擴散氣體17受到攪拌，而對於火焰之內側供給氧。並且，煉焦爐擴散氣體之流動剛從罩2被釋出之後，相同之使大氣(空氣)捲入至火焰之內側(圖3中C)之供氧效果亦會持續，而能夠促進煉焦爐擴散氣體17之燃燒。

如前述般，若使罩2內之煉焦爐擴散氣體17往吹入管4側之罩2之內壁側偏流(圖3中A)，則如圖3所示，會於罩2之內部產生填充有從罩2之開放端部被捲入之大氣(空氣)之空間區域(圖3之以虛線包圍之範圍)。該空間區域，係產生在對於吹入管4所配置之周方向之位置，隔著罩2之中心軸線O為對向之相反側之位置(圖3中D)，且係未流動有煉焦爐擴散氣體之區域。

因此，本發明係如圖2所示，於罩2設有缺口部7。亦即，藉由使圖3之空間區域與罩2之內壁接觸之罩2之周壁部之區域缺口，更容易從外部將大氣(空氣)捲入至罩2之內部，且捲入大氣令與煉焦爐擴散氣體17之攪拌能力受到增強，而能夠促進煉焦爐擴散氣體17之燃燒。

在此，針對吹入管4與罩2之缺口部7之位置關係，使用圖4進行說明。圖4(a)，係表示於具備罩2、洩放管3及吹入管4之擴散洩放器1中，於罩2設有缺口部7之構成。圖4(c)，係表示於圖4(a)之擴散洩放器1中，未於罩2設有缺口部7之構成。並且，圖4(b)，係表示俯視觀察圖4(a)之擴散洩放器1時，罩2、洩放管3及吹入管4之平面上之位置關係。圖4(d)，係表示俯視觀察圖4(c)之擴散洩放器時，罩2、洩放管3及吹入管4之平面上之位置關係。

如圖4(b)及(d)所示，洩放管3係被內包於罩2之內側。吹入管4，係於藉由罩2與洩放管3所形成之間隙5，沿著洩放管3之周方向配置。並且，圖中之罩2，係具有虛線部及粗線部，粗線部係表示罩2本身之周壁部，虛線部係表示於罩2之周壁部設有缺口部7之範圍。

如圖4(b)所示，表示設有缺口部7之虛線部，係沿著罩2之周壁部以弧狀延伸。並且，弧狀之中點G，係隔著罩2之中心軸線O，與吹入管4所配置之周方向之位置對向之位置。亦即，罩2，係在對於吹入管4所配置位置隔著中心軸線O為對向之位置，設有缺口部7。

並且，表示設有缺口部7之虛線部之範圍，係如圖4(b)所示，為以弧狀之中點G作為起點，往圖中之正方向及負方向之角度，亦即往罩2之周方向之兩方向，於罩2之周壁部之周方向僅涵蓋缺口角度θ量之範圍。並且，設於罩2之周方向之缺口部7之缺口角度θ，係於罩2之周方向之兩方向分別涵蓋1°以上70°以下之範圍為佳，分別為40°以上50°以下更佳。

針對關連於該缺口角度θ之合適範圍，缺口部7之缺口角度θ與煤產生量比之關係，使用圖5進行說明。

圖5(a)，係針對使缺口部7之缺口角度θ於45°~165°之範圍變更時之煤產生量，以未設有缺口部7之情形(缺口角度θ=0°)之煤產生量作為基準，表示煤產生量比。圖5(b)，係將圖5(a)之煤產生量比放大表示者。

若使缺口角度θ為45°，則相較於未設有缺口部7之情形，能夠使煤產生量減少18%。然而，若使缺口角度θ超過90°，則煤產生量相較於未設有缺口部7之情形會大幅增加，反而阻礙煉焦爐擴散氣體之完全燃燒。並且，如圖5(b)所示，在缺口角度θ為45°與90°之間且煤產生量比成為1.0之角度，從45°及90°之2點內插係73°。藉此，若欲藉由設置缺口部7以促進煉焦爐擴散氣體之燃燒並抑制煤之產生，係使缺口角度θ為使煤產生量比低於1.0之1°以上70°以下之範圍為佳。並且，係煤產生量比低於0.85 (煤產生量減少15%~18%)之40°以上50°以下更佳。

在此，針對使缺口部7之缺口角度θ為0°(未設有缺口部7之情形)、45°、135°之情形之燃燒狀況，將O ₂濃度分布及壓力分布表示於圖6。若使缺口部7之缺口角度θ增大，則更容易從外部經由缺口部7直接將空氣(大氣)接收至罩2，然而會更難形成捲入空氣所必要之罩2之內部之負壓(參照於圖6表示壓力分布之圖中之四角虛線框內之影線部位)，故於使缺口角度θ為135°之情形，空氣之捲入量減少，且對於火焰之供氧量減少(比較參照於圖6表示O ₂濃度之分布之圖中之四角虛線框內之O ₂濃度0.05以下(影線部位)之區域之大小)。

關於在罩2之周壁部設有缺口部7之範圍，將缺口部7之最下部設於比點火裝置6更上側之位置為佳。缺口部7之最下部，若比點火裝置6更位於下側，則於點火之前煉焦爐擴散氣體會從罩2之周壁部洩漏，而在未燃燒狀態下釋出至大氣中。

在此，針對罩2之缺口部7之形狀，使用圖7具體說明。圖7(a)及圖7(b)，係表示將吹入管4設置於洩放管3之周方向之1部位之情形之缺口部7之形狀之一例。

圖7(a)，係以使罩2之周壁部之高度方向上之缺口部7之最下部，比點火裝置6更位於上側之方式，使與前述之圖3之空間區域相接之罩2之周壁部缺口為V字形，而形成缺口部7之構成。並且，圖7(b)係不同於圖7(a)之形態，使罩2之周壁部缺口為矩形，而形成缺口部7。如此，缺口部7之形狀，係使罩2之周壁部缺口為V字形之形狀亦可，係缺口為矩形之形狀亦可。

並且，吹入管4，係以使從配管噴出之燃燒促進氣體8之噴流，從斜下方衝撞洩放管3之外壁之方式，對於洩放管3之管軸線傾斜配置為佳。

針對吹入管4之配置構成所造成之噴流之狀態，使用圖8進行說明。圖8(a)及(b)，係表示以使吹入管4之吹入軸線Q對於洩放管3之管軸線P為相同方向之方式，配置吹入管4之情形下之噴流之狀態(以下稱為「垂直噴射」)。圖8(c)及(d)，係表示以使吹入管4之吹入軸線Q對於洩放管3之管軸線P傾斜，使從設置為預定角度(以下稱為「安裝角度α」)之吹入管4噴出之燃燒促進氣體8之噴流從斜下方衝撞洩放管3之外壁之方式，配置吹入管4之情形下之噴流之狀態(以下稱為「衝撞噴射」)。

圖8(a)及(c)，係簡易表示擴散洩放器1之罩2、洩放管3及吹入管4之配置構成之立體圖。圖8(b)係表示圖8(a)中之VV剖面之罩2、洩放管3及吹入管4之位置關係之剖面圖，圖8(d)係表示圖8(c)中之WW剖面之罩2、洩放管3及吹入管4之位置關係之剖面圖。並且，於圖8(a)及(c)中，係以圖中之箭號表示從吹入管4噴出之燃燒促進氣體8之噴流，就該燃燒促進氣體8之噴流之剖面上之擴展狀態而言，於圖8(b)係表示作為噴流R，於圖8(d)係表示作為噴流S。

於圖8(a)及(b)所示之垂直噴射之情形下，燃燒促進氣體之噴流，係往罩2之上方以吹入管4之吹入軸線Q作為中心，些微向半徑方向擴展。並且，噴流之速度，係大致保持剛從吹入管4噴出後之速度，往罩2之上方前進。

相對於此，於圖8(c)及(d)所示之衝撞噴射之情形下，燃燒促進氣體8之噴流會碰撞洩放管3之外壁，噴流速度減慢並擴散，噴流之範圍往周方向攤薄擴展(圖8(d)之噴流S)。並且，若噴流之範圍往周方向擴展，則噴流與大氣接觸之面積增加，使從燃燒促進氣體8之周圍被捲入而流入至間隙5之空氣等之伴隨氣體增加。因此，被捲入罩2之內部之來自外部之大氣之量增加，而促進煉焦爐擴散氣體之燃燒。

圖9，係將從洩放管3與罩2之間隙5藉由吹入管4吹入至罩2之燃燒促進氣體之噴流之狀態，作為垂直方向之速度分布(朝向上方為正)例示者。於垂直噴射(圖9(a)，安裝角度為0°)之情形下，從吹入管4噴出之燃燒促進氣體之噴流，於從吹入管4被噴射之後，以吹入管4之吹入軸線Q(未圖示)作為中心，成為逐漸往半徑方向以扇狀擴展之噴流。相對於此，於衝撞噴射(圖9(b)，安裝角度為30°)之情形下，藉由使燃燒促進氣體之噴流對於洩放管3之外壁傾斜並衝撞，係成為往洩放管3之外壁之周方向攤薄擴展(參照圖8(d)之噴流S)，並且往管軸線P之方向沿著外壁上昇之受到整流化之噴流(參照圖8(c))。於衝撞噴射(圖9(b))之情形下，罩2之上方之速度15m/s之噴流之厚度Wb，係比垂直噴射(圖9(b))之厚度Wa更薄(Wb＜Wa)，Wb為Wa之大約30%。因此，藉由設為衝撞噴射，使沿著罩2之內壁上昇之受到整流化之噴流造成之附壁效應提高，而能夠捲入更多空氣。

於圖10，係表示有對應於擴散洩放器之內部及周邊部之氣體(煉焦爐擴散氣體、燃燒促進氣體、燃燒氣體、大氣)之流動之垂直方向之速度分布(朝向上方為正)之，垂直方向之高度位置之煤之產生量(體積)分布。圖10(a)係表示垂直噴射(安裝角度α=0°)造成之氣體之速度分布，圖10(b)係表示衝撞噴射(安裝角度α=30°)造成之氣體之速度分布。並且，圖10(c)，係表示進行圖10(a)及(b)之垂直噴射及衝撞噴射之際之煤產生狀況之圖表。

又，圖10(c)之圖表之縱軸(高度)係對應於圖10(a)及(b)之垂直方向之位置，橫軸係表示該垂直方向之各位置之煤之產生量(體積)。並且，圖10所示之氣體之速度分布，係包含燃燒促進氣體之噴流之速度、煉焦爐擴散氣體之速度、燃燒氣體及大氣(空氣)之速度。

與圖10(a)之垂直噴射時相比，於圖10(b)之衝撞噴射時，能夠確認到附壁效應導致煉焦爐擴散氣體之流動靠近吹入管4所配置之側之罩2之內壁面，並且大幅偏流之情形。並且，自圖10(c)所示之垂直方向之高度位置之煤產生狀況可知，於離開罩2之附近(圖10(c)之高度為4m左右)，垂直噴射及衝撞噴射之煤產生量皆為最大值，然而衝撞噴射之煤產生量係抑制在垂直噴射之約25%。

在此，吹入管4，係以使該吹入管4之吹入軸線Q對於洩放管3之管軸線P呈10°以上30°以下之角度(安裝角度α)之方式傾斜配置為佳。

若吹入管4之安裝角度α未滿10°，則不易獲得使噴流衝撞洩放管3之外壁造成之整流化作用。並且，若吹入管4之安裝角度α比30°更大，則衝撞之噴流之往垂直方向上方之流動以外，往垂直方向下方之流動(倒流)會增加，而會阻礙從洩放管3與罩2之間隙5接收之伴隨氣體之流入，故反而會阻礙煉焦爐擴散氣體之完全燃燒。

自以上可知，藉由將本發明之擴散洩放器1運用於煉焦爐11，即便於發生停電等問題時，亦能夠促進於碳化室12產生之煉焦爐擴散氣體之完全燃燒，而能夠作為CO ₂或H ₂O等危害小之物質釋出至大氣中。

並且，運用於煉焦爐11之際，使用空氣作為從吹入管4注入之燃燒促進氣體為佳。為了於工廠內供給水蒸氣或氮氣，係必須使緊急用鍋爐或空氣分離裝置等進行運作，相對於此，藉由使用空氣作為燃燒促進氣體，即便於緊急時亦能夠藉由附引擎之壓縮機等迅速且簡便地對於擴散洩放器1供給燃燒促進氣體。 實施例

以下，說明使用了本實施形態之擴散洩放器之實施例。

於本實施例，係如圖11所示，於高度10m、橫方向3m之尺寸之框體內，配置洩放管之內徑為100mm之擴散洩放器，重現於框體內流動有風速為0.1m/s之空氣之狀態，並且重現於洩放管內流通有流體之速度為2.5m/s之可燃性氣體之狀態之條件下，使用模擬模型等比較煤產生量(體積)。

煤之產生預測，係使用Wen等所提出之預測核生成、凝集、表面成長、氧化反應所構成之煤之產生、成長、消滅之煤核生成模型(Acetylene inception model、Z. Wen et al,“Combustion and Flame”, 2003, Vol.135, p.323-340)。

於表1顯示模擬結果。所推測之煤產生量，係藉由本發明例1作為基準(1.0%)之煤產生量比表示。

以往例1，係未藉由吹入管4吹入燃燒促進氣體者。以往例2，係未於罩2設置缺口部7，並使吹入管4之安裝角度α為0°而進行垂直噴射者。煤產生量比，於任一情形皆超過1.0，煉焦爐擴散氣體之燃燒未充分進行。

本發明例1，係於罩2設置缺口角度θ為本發明之合適範圍(1°~70°)內之1°之缺口部7，並使吹入管4之安裝角度α為本發明之合適範圍(10°~30°)內之30°而實施者。如前述般，本發明例1係作為本實施例之煤產生量之基準，表1「中」之煤產生量比係1.00，與以往例1及以往例2相比，煉焦爐擴散氣體之燃燒獲得充分進行，而使煤產生量比改善。

本發明例2~本發明例5，係使吹入管4之安裝角度α固定為本發明之合適範圍(10°~30°)內之30°，並將罩2之缺口角度θ變更為本發明之合適範圍(1°~70°)內之20°、45°、60°、70°者。煤發生量比皆未滿1.0，且煤產生量比本發明例1更為改善。

本發明例6~本發明例7，係使罩2之缺口角度θ固定為本發明之合適範圍(1°~70°)內之45°，並使吹入管4之安裝角度α為本發明之合適範圍(10°~30°)內之10°、20°者。煤產生量比於任一情形皆未滿1.0，與以往例1及以往例2相比，煉焦爐擴散氣體之燃燒獲得充分進行，且煤產生量比本發明例1更為改善。

本發明例8~本發明例9，係使吹入管4之安裝角度α為本發明之合適範圍(10°~30°)內之30°，並使罩2之缺口角度θ為本發明之合適範圍(1°~70°)外之90°、135°而設有較大缺口者。並且，煤產生量比雖相較於以往例1、以往例2有所改善，然而缺口角度θ越大則煤產生量比而超過1.0，煉焦爐擴散氣體之燃燒效率比罩之缺口角度θ及吹入管4之安裝角度α皆為本發明之合適範圍內之本發明例1~本發明例7更為低落。

本發明例10~本發明例11，係使罩2之缺口角度θ固定為本發明之合適範圍(1°~70°)內之45°，並使吹入管4之安裝角度α為本發明之合適範圍(10°~30°)外之5°、40°者。煤產生量比雖相較於以往例1、以往例2皆有所改善，然而皆超過1.0，煉焦爐擴散氣體之燃燒效率比吹入管4之安裝角度α及罩之缺口角度θ皆為本發明之合適範圍內之本發明例1~本發明例7更為低落。

1:擴散洩放器 2:罩 2A:下端部 3:洩放管 3A:上端側 4:吹入管 5:間隙 6:點火裝置 7:缺口部 8:燃燒促進氣體 11:煉焦爐 12:碳化室 13:燃燒室 14:上昇管 15:集氣管 16:煉焦爐氣體 17:煉焦爐擴散氣體 O:中心軸線 P:管軸線 Q:吹入軸線 θ:缺口角度 α:安裝角度

[圖1]係表示煉焦爐之示意圖。 [圖2]係表示本發明之實施形態之擴散洩放器之構成之一例之示意圖。 [圖3]係說明吹入管之配置所導致之擴散洩放器內之噴流狀態之圖。 [圖4]係說明本發明之實施形態之擴散洩放器之吹入管與罩之缺口部之位置關係之圖。 [圖5]係表示本發明之實施形態之擴散洩放器之缺口部之缺口角度與煤產生量比之關係之圖。 [圖6]係表示氧濃度及壓力對於本發明之實施形態之擴散洩放器之缺口部之缺口角度之分布之圖。 [圖7]係表示設於本發明之實施形態之擴散洩放器之罩之缺口部之形狀之一例之圖。 [圖8]係說明吹入管對於洩放管之傾斜配置差異導致從吹入管噴出之燃燒促進氣體之噴流狀態差異之圖。 [圖9]係將從洩放管與罩之間隙藉由吹入管吹入至罩之燃燒促進氣體之噴流之狀態，作為垂直方向之速度分布表示之圖。 [圖10]係表示對應於擴散洩放器內部及其周邊部之氣體(煉焦爐擴散氣體、燃燒促進氣體、燃燒氣體、大氣)之流動之垂直方向之速度分布之，垂直方向之高度位置之煤之產生量(體積)分布之圖。 [圖11]係說明本發明之實施例之擴散洩放器之模擬條件之圖。

1:擴散洩放器

2:罩

2A:下端側

3:洩放管

3A:上端側

4:吹入管

5:間隙

6:點火裝置

7:缺口部

8:燃燒促進氣體

17:煉焦爐擴散氣體

Claims (4)

1. 一種擴散洩放器，係使煉焦爐擴散氣體燃燒並釋出至大氣中；其特徵為：具有： 洩放管，係使前述煉焦爐擴散氣體流通； 罩，係設於前述洩放管之上端側，內徑比前述洩放管之外徑更大，且下端側內包有前述洩放管之前述上端側； 吹入管，係沿著前述洩放管之周方向設置，從前述洩放管與前述罩之間隙，將促進燃燒之燃燒促進氣體吹入至前述罩；以及 點火裝置，係配置於前述罩之內壁， 前述罩，係在對於前述吹入管所配置之周方向之位置，隔著前述罩之中心軸線為對向之位置，具有缺口部。
2. 如請求項1所述之擴散洩放器，其中， 前述缺口部，係於以對於前述吹入管所配置之位置隔著前述中心軸線對向之位置作為起點，往前述罩之周方向之兩方向分別為1°以上70°以下之範圍內，前述缺口部之最下部設於比前述點火裝置更靠上側之位置。
3. 如請求項1或請求項2所述之擴散洩放器，其中， 前述吹入管，係以使從該吹入管噴出之前述燃燒促進氣體之噴流，從斜下方衝撞前述洩放管之外壁之方式，對於前述洩放管之管軸線傾斜配置。
4. 如請求項3所述之擴散洩放器，其中， 前述吹入管，係以使該吹入管之吹入軸線對於前述洩放管之前述管軸線呈10°以上30°以下之角度之方式傾斜配置。

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