WO2006090663A1

WO2006090663A1 - コークス炭化炉用昇温炉扉

Info

Publication number: WO2006090663A1
Application number: PCT/JP2006/302949
Authority: WO
Inventors: Kesao Yamasaki
Original assignee: Yamasaki Industries Co., Ltd.
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2006-08-31
Also published as: US20080271985A1; KR20070107096A; EP1854866A1

Abstract

　コークス炭化炉のコークス炉扉側近傍部に装入された石炭粒子の昇温速度を促進し不良コークスの生成やタールの発生や付着を抑制したコークス炭化炉用昇温炉扉を提供するものであって、空気チャンバー２０内にガス昇降流通ガイド板２４を設けて左右に二分する隔離室の一側のＡ室には昇降する着脱自在な閉塞弁盤３５を載置した空気吸引パイプ２７を、また他側のＢ室には下端側に炉扉構造体のコークス炭化炉側の炉内ガス燃焼室に連通する吸引空気送出パイプ３０または上方側に吸引空気流入孔を穿設した吸引空気送出カップを該空気チャンバー２０内の底面２１を突設した炉内ガス燃焼用空気送出量制御ノズル１７を、前記炉内ガス燃焼室に付設したもので、炉内ガス燃焼室に流入した未燃焼性の炉内ガスが燃焼するに必要な量の空気を供給する構造に組み立てられている。

Description

明細書

コータス炭化炉用昇温炉扉

技術分野

[0001] 本発明はコータス炭化炉の出入口を開閉する昇温炉扉に関するもので、詳しくはコ一タス炉のコ一タス炭化室 (炉）に装入された石炭粒子の侵入を阻みながら、該炭化炉の炉扉付近に装入された石炭粒子の乾留処理を速めると共に、乾留中に生成し炉扉に付着するタールのガス化を図る炉内ガス燃焼室を設けたコータス炭化炉用昇温炉扉に関するものである。

背景技術

[0002] コークス炉は、コータス炭化炉に装入された石炭粒子を該炭化炉の両側に設けた加熱室 (炉)で挟み込む様に二方向から加熱し、乾留コータスを製造する。しかしながら、製造された乾留コータスの中には、コータス炭化炉のコ一タス押出側とコータス排出側の出入口を開閉する炉扉付近の石炭粒子から発生する焼け不足の未乾留コ一タスすなわち不良コータスが混ざり込み、乾留コータスの生産性を低める問題があつた。この問題は、コータス窯出し毎に開閉する炉扉のコータス炭化炉側力突出し高温度の熱を保有する厚さ 400mm程度の大型内張耐火煉瓦が、炉扉開放時にお Vヽては大気中に曝されて放熱し、閉塞時にぉ、ては装入された低温度の石炭粒子に触れてより低い温度に降下するため、炉扉付近に装入された石炭粒子の加熱速度がコータス炭化炉の中央付近よりもやや遅れ気味で乾留温度に到達する点に原因があった。

[0003] この問題を解消するため、コータス炭化炉で発生した炉内ガスが保有する高温度の熱を利用して該炭化炉の炉扉側を昇温させ、炉扉付近に装入された石炭粒子の加熱速度を速め、乾留コータス化を速める多くの種類の昇温炉扉が開発されている。例えば特許文献 1の「高温度の熱を保有する炉内発生ガスを、石炭粒子と接触する炉扉の熱伝導性金属隔壁体で分離する垂直な通路のガス通過室を通過させる事で、高温度に上昇した熱伝導性金属隔壁体を介して炉扉付近に装入された石炭粒子をコータス化する方法」や特許文献 2の「ガス通過室を確保するコーキングプレートまたは金属遮蔽板を、スぺーサ片または間隔片を介して、炉扉本体のコータス炭化炉側に突設した炉扉」などがある。

[0004] さらに特許文献 3や特許文献 4などの様に「コーキングプレートなどのガス通過室に点火燃焼装置を設け、乾留中に通過する該炉内発生ガスを燃焼させるに必要な空気または酸素を吹き込む、コークス炉窯口部の乾留方法」も開発されている。この種の炉扉は、先に説明した耐火煉瓦を内張りした従来の炉扉に較べ、炉扉付近の石炭粒子の乾留速度を速め不良コータスの発生を少なめる効果を有するが、実用化されるに至っていない。その理由は明らかでないが、本発明者らの推測によると、コーキングプレートなどのガス通過室が薄鋼板で成形されているため、炉扉を開閉する毎に急熱急冷の熱サイクルの影響を受けて変形する問題、歪に変形したガス通過室が炉扉を開閉する毎にコータス炭化炉壁面の耐火煉瓦を擦り落とす問題、擦り落とされた耐火煉瓦の破片が乾留コータスに混ざり込む問題があった。また 50〜80体のコークス炭化炉数を 1炉団とするコークス炉のガス通過室それぞれに個別制御の点火燃焼装置を設ける事は、高温域でかつ石炭微細粒子が舞い上がる過酷な使用条件の下で故障が多く保全管理上の問題、乾留中期以降の正負圧境界域程度の低圧変化に追従できな、制御機能上の問題など、多くの問題があったものと思われる。

[0005] そこで本発明者らは、特許文献 5や特許文献 6で公開される様に「コータス炭化炉の出入口を開閉する炉扉本体のコータス炭化炉側に設けた断熱ボックスに、炉高方向を複数段に分割する位置に横体支持枠を取付けると共に、該横体支持枠の上下離隔間に石炭粒子侵入遮蔽短冊材を左右に微小な通気用隙間を設けて縦横に並列しかつ着脱自在に吊設した炉内発生ガス通過室に、電気的制御や手動操作に依らず、該炉内発生ガスの圧力変化に開閉自在な下開き閉塞板を内設した燃焼用ガス吹込ノズルを設けたコータス炭化炉扉」を開発した。さらに出願人は、燃焼用ガス吹込ノズル内に逆流する炉内発生ガスに浮遊する石炭粒子や黒色粘稠なタール粒子の付着弊害による該ノズルの制御機能低下を避けるため、特許文献 7や特許文献 8 (いずれも日本国出願)で出願した様に「炉内発生ガスの圧力変化に昇降する閉塞弁盤を上端面に搭載した空気吸引パイプと炉内ガス燃焼室に連通しかつ上方側に噴出浮遊粒子衝突用部材を架設した吸引空気送出パイプとを空気チャンバ一内に離隔して設けた空気送出量制御装置を、コータス炭化炉の炉内発生ガス通過室に付設したコータス炭化炉扉」を開発した。これらのコータス炭化炉扉は、石炭粒子侵入遮蔽短冊材の通気用隙間から炉内ガス燃焼室に流れ込んだ未燃焼な炉内発生ガスを燃焼させるに必要な量の空気を供給しながら燃焼させる事によって、炉扉付近の石炭粒子を加熱すると共に、炉扉下部に堆積した石炭粒子や生成したタールまで燃焼し消滅する。し力しながら、コークス炉に装入された石炭粒子が正圧域と負圧域の炉圧変化を交互に繰り返しながら低圧乾留を進める中で、時折起こる乾留コータス層の局部的な崩壊で炉内発生ガス中に舞い上がった一部の石炭粒子や黒色粘稠なタール粒子などの微細な浮遊粒子が、コータス炭化炉または炉内ガス燃焼室で時折起こる高圧現象の影響を受けて炉内ガス燃焼室力空気チャンバ一に逆流し、該空気チャンバ一内を汚し、閉塞弁盤の開閉動作を不能にする。この現象は、逆流する炉内発生ガス中に混在する石炭粒子などの浮遊粒子を、前記した噴出浮遊粒子衝突用部材に衝突させて分離除去する空気チャンバ一であっても、不可避的な問題であった。

特許文献 1：特公平 3— 40074号公報

特許文献 2 :特公昭 61— 49353号公報

特許文献 3 :特許第 2953319号公報

特許文献 4：特開平 8— 283735号公報

特許文献 5：特開 2004— 99859公報

j¾6 :WO2004/007639Al (EP1533357Al)

特許文献 7：特願 2004— 276148

特許文献 8： #112004- 333740

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

本発明者らは、コータス炭化炉の出入口を開閉する炉扉本体のコータス炭化炉側に断熱ボックスを介して付設した炉内ガス燃焼室に流れ込んだ高温度の熱を保有する未燃焼の炉内発生ガスを燃焼するに必要な量の空気を電気的制御に依らず機械的動作で送給すると共に、炉内ガス燃焼室から空気チャンバ一に逆流する炉内発生ガス中に混在する石炭粒子やタールなどの浮遊粒子を空気チャンバ一の流入側で分離し除去する空気送出量制御装置を付設したコータス炭化炉用昇温炉扉を提供する事を目的に種々検討した結果、コータス炭化炉力炉内ガス燃焼室を経て空気チャンバ一内に逆流する炉内発生ガス流通路に、炉内発生ガスの流出速度を失速せしめるガス昇降流通ガイド板や必要によってはさらに吸引空気送出パイプなどに流通邪魔板を設ける事によって、閉塞弁盤が石炭粒子などで汚されず、長期間安定して開閉動作する、本発明が目的のコータス炭化炉用昇温炉扉を提供できる事を知した。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明はこの知見に基づいて構成したもので、その要旨は、空気チャンバ一内にガス昇降流通ガイド板を設けて左右に二分する隔離室の一側には下部側を空気吸入口とし上部側を水平端面な空気吐出口とする空気吸引パイプをまた他側には下部側を炭化炉扉のコータス炭化炉側に設けた炉内ガス燃焼室に連通する吸入空気送出口としかつ上部側を吸入空気流入口とする吸引空気送出パイプまたは側壁面上部側に吸入空気通気孔を穿設した吸引空気送出カップとを前記空気チャンバ一の底板を貫通して該空気チャンバ一内に突設し、さらに前記した空気吸引パイプの吸入空気吐出口に着脱自在な閉塞弁盤を載置しかつ該空気吸引パイプの外周に遊嵌し前記閉塞弁盤の搭載自重で圧縮するコイルパネを空気チャンバ一の底板または架台に載置すると共に、空気吸引パイプの吸入空気吐出口上方に閉塞弁盤飛行制止板を架設しかつ外周上部側に吸入空気整流ガイドを囲繞した閉塞弁盤昇降ガイドフレームを該空気吸引パイプ力圧縮コイルパネを介して離隔する位置に設け、さらに閉塞弁盤の空気吸入口側に圧縮コイルパネの上端部側を遊嵌する圧縮コイルパネ遊嵌リングを設けまた空気チャンバ一の底板または架台に圧縮コイルパネの下端部側を止着する圧縮コイルパネ遊嵌リングを設けて構成した炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズルを、前記炉内ガス燃焼室に付設したコータス炭化炉用昇温炉扉である。

[0008] さらに上記した本発明のコータス炭化炉用昇温炉扉における炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズルには、空気チャンバ一内の吸引空気送出パイプまたは吸引空気送出カップの上方側に、炉内ガス淀み空間を形成する大口径の下向き外套カップを被着してもよぐ吸弓 I空気送出パイプまたは吸弓 I空気送出カップの内部に流通邪魔板を設けてもよぐあるいはその両者を設けてもよい。

発明の効果

[0009] 本発明のコータス炭化炉用昇温炉扉は、炉内ガス燃焼用空気送出量制御ノズルがコータス炭化炉で発生し炉内ガス燃焼室に流れ込んだ未燃焼性炉内ガスを燃焼させるに必要な量の空気を全て機械的動作で炉内ガス燃焼室に送給するため、保全管理が簡便であり、過剰な量の空気の送給による炉内ガス燃焼室の温度降下と石炭粒子の焼き過ぎ (灰分化)を防止する効果を有する。また炉内ガス燃焼室の一瞬の高圧変化で該炉内ガス燃焼室力吸引空気送出パイプを経て空気チャンバ一に逆流する炉内ガスに含まれる石炭やタールなどの浮遊粒子は、ガス昇降流通ガイド板の減圧 (減速)作用によって、吸引空気送出パイプまたは吸引空気送出カップの取付側隔離室で分離されるため、空気吸引パイプ側が汚染される事がなぐ空気吸入量を制御する閉塞弁盤が円滑に作動し、炉内ガスが燃焼するに必要な空気を炉内ガス燃焼室に長期間安定して送給し、炉扉付近の石炭粒子の乾留を速める効果を有する。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明の概略図を示したもので、コータス炭化炉のコ一タス排出側（またはコータス押出側）の出入口を閉塞する炭化炉扉とその近傍部をコータス炭化炉高さ方向の縦断面図で示す。

[図 2]図 1における炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズルの空気チャンバ一内に吸引空気送出パイプを設けた場合の一実施例を、一部断面拡大斜視図で示す。

[図 3]図 2の炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズルを断面図で示す。

[図 4]図 1における炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズルの空気チャンバ一内に吸引空気送出カップを設けた場合の他の実施例を、拡大断面図で示す。

[図 5]図 3における吸引空気送出パイプの上部側に下向き外套カップを設けた場合の炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズルの断面図を示す。

[図 6]図 4における吸引空気送出パイプの上部側に下向き外套カップを設けた場合の炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズルの断面図を示す。

[図 7]図 3の炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズルにおける吸引空気送出パイプに、流動邪魔板を設けた場合の実施例を示す。

[図 8]図 4の炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズルにおける吸引空気送出カップに、流動邪魔板を設けた場合の他の実施例を示す。

[図 9]図 5の炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズルにおける吸吸引空気送出パイプに、流動邪魔板を設けた場合の他の実施例を示す。

[図 10]図 6の炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズルにおける吸引空気送出カップに、流動邪魔板を設けた場合の他の実施例を示す。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下、本発明について添付する図面を参照しながら詳細に説明する。図 1は本発明の概略図を示したもので、コータス炭化炉のコ一タス排出側（またはコータス押出側）の出入口を閉塞する炭化炉扉とその近傍部を、コータス炭化炉高さ方向の縦断面図で示す。図 1において、参照符号 1はコータス炭化炉で、石炭粒子 2が装入されている。すなわち、コータス炭化炉 1は、両側に隣接された加熱炉（図示せず）によつて、石炭粒子 2を高温度に加熱し、乾留する構造に設けられている。

[0012] 参照符号 3は炭化炉扉である。炭化炉扉 3は、コータス炭化炉 1の出入口 4を押圧する締結機能構造に製作された頑丈な鋼鉄製炉扉フレーム 5のコータス炭化炉側にスライドプレート 6、ナイフエッジ断面形状のフランジ部材 7を周設してコータス炭化炉 1の炉ロ枠 8に当接する耐熱金属製のシールプレート 9ゃ炉内プレート 10などを介装し、さらにアルミナシリケートやセラミックスなど一般に使用される断熱材 11を充填した断熱ボックス 12を介してコ一タス炭化炉 1の出入口 4に突出する炉内ガス燃焼室 13 を設けて構成されている。

[0013] 炉内ガス燃焼室 13は、コータス炭化炉 1で石炭粒子 2を乾留する際に発生する炉内ガスが流れ込み易い様に、断熱ボックス 12の炉高方向を複数段に分割する位置に横支持枠 14を固定すると共に、該横支持枠 14の対面あるいは側面にも耐熱金属製の短冊板 15を左右または上下あるいはその両者に狭隘なガス流通隙間（または流通孔） 16を設けかつ着脱自在な係合手段で縦横に架設した中空構造体に製作されている。また炉内ガス燃焼室 13は、断熱ボックス 12に、環状または不連続環状あるいはコータス炭化炉側を低く断熱ボックス側を高く傾設した耐熱金属製短冊フレームを、上下側にガス流通隙間を設け、多段状に横設した中空構造体であってもよい。すなわち本発明において、炉内ガス燃焼室 13とは、炉内ガスが流れ込む枠体構造の炉内ガス流通構造に設けられたものであればよぐその構造については特に限定するものでない。

[0014] 参照符号 17は炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズルで、炭化炉扉 3に付設され、ノズル先端部が炉内ガス燃焼室 13に連通する構造に設けられている。炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17は、コータス炭化炉 1からガス流通隙間 16を通って炉内ガス燃焼室 13に流れ込んだ炉内ガスを燃焼させるに必要な量の空気を吸!、込み該炉内ガス燃焼室 13に供給する装置で、その構造については詳細に後述するが、炭化炉扉 3の炉高方向に 1基または任意な間隔を設けて 2基以上が付設される。参照符号 18は閂で、炭化炉扉 3を強く押圧し出入口 4を閉塞するもので、圧縮パネゃボルトなどの締結部材を組合わせて製作されている。また炭化炉扉 3には、出入口 4を封着するシールプレート 9のフランジ部材 7を炉ロ枠 8に押圧するシリンダーやパネなどを使用した進退自在な押圧機具 19が設けられている。すなわち、本発明における炭化炉扉 3は、コータス炭化炉 1の出入口 4を開閉可能に設け、炉内ガス燃焼室 13 に流れ込んだ炉内ガスを燃焼する構造に設けられている。

[0015] 図 2および図 3はそれぞれ、図 1における炭化炉扉 3の炉内ガス燃焼室 13に付設した炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17の一実施例を、一部断面拡大斜視図および拡大断面図で示す。参照符号 20は空気チャンバ一である。空気チャンバ一 20 は、底板 21と天板 22と側面板 23を矩形断面や円筒断面など任意な断面形状の中空体に組立てた密閉構造のボックスで、コータス炭化炉 1から炉内ガス燃焼室 13に流れ込んだ炉内ガス中の未燃焼ガスを燃焼させるに必要な量の空気を吸い込み、該炉内ガス燃焼室 13に供給する構造に設けられている。

[0016] 空気チャンバ一 20は、任意な位置にガス昇降流通ガイド板 24を設けて該空気チヤンバー内を左右に二分する隔離室 Aと Bを設けると共に、一側の隔離室 A (または B) には下部側を空気吸入口 25としまた上部側を水平端面な吸入空気吐出口 26とする空気吸引パイプ 27が、また他側の隔離室 B (または A)には下方側を炉内ガス燃焼室 13に連通する吸入空気送出口 28としかつ上部側を吸入空気流入口 29とする吸入空気送出パイプ 30、あるいは図 4で示す様に側壁面上部側に吸入空気流入孔 31 を穿設しかつ下部側に吸入空気送出口 28をもつ吸入空気送出カップ 32が、空気チヤンバー 20の底板 21を貫通して該空気チャンバ一内に突出させて設けている。

[0017] ガス昇降流通ガイド板 24は、炉内ガス燃焼室 13が正圧時に、該炉内ガス燃焼室 1 3から吸入空気送出パイプ 30あるいは吸入空気送出カップ 32を経て空気吸引パイプ 27に逆流する炉内ガスを空気チャンバ一 20内で減圧 (減速)させ、炉内ガスに混在する石炭やタールなどの浮遊粒子を落下させて分離除去し清浄ィヒするものであつて、空気チャンバ一 20の上下間長さよりも短いガス流堰板 33の 1枚を底板 21または天板 22に固定し、あるいは 2枚以上の多数枚のときは左右に炉内ガス流通間隙 34 を設けて空気チャンバ一 20の底板 21または天板 22との間を上下交互に固定して構成したものである。またガス流堰板 33は、平板断面材、弧状断面材、波状断面材などの板条材を同一形状または任意な複合形状に組合わせたもので、炉内ガスを、上下に蛇行させながら空気チャンバ一 20内を流通させるガス昇降流通ガイド板 24を形成している。

[0018] さらに炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17においては、炉内ガス燃焼室 13 に送給する空気の吸引量 (送出量)を必要量に制御するため、空気吸引パイプ 27の吸入空気吐出口 26に着脱自在な閉塞弁盤 35を載置し、かつ該空気吸引パイプ 27 の外周上方側に閉塞弁盤 35の搭載自重で圧縮するコイルパネ 36を遊嵌すると共に、該空気吸引パイプ 27の外周力も離隔する位置に閉塞弁盤飛行制止板 37を架設した閉塞弁盤昇降ガイドフレーム 38を架台 39または空気チャンバ一 20の底板 21に固定する。すなわち、本発明における炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17は、炉内ガス燃焼室 13がコ一タス炭化炉 1から流れ込んだ炉内ガスで正圧になつたとき、連通する空気チャンバ一 20も正圧になり、閉塞弁盤 35が、圧縮コイルパネ 36を縮めな力 Sら吸入空気吐出口 26を閉塞し、空気の吸引を制止する。その反対に、炉内ガス燃焼室 13が負圧になったとき、空気チャンバ一 20も負圧になり、閉塞弁盤 35が空気吸引パイプ 27から吸い上げられる様に浮上し、圧縮コイルパネ 36が伸長し、吸入空気吐出口 26を開放し、空気を吸引する。

[0019] また本発明においては、閉塞弁盤 35が空気吸引パイプ 27の吸入空気吐出口上方を垂直昇降できる様に、閉塞弁盤 35の空気吸引パイプ側に圧縮コイルパネ 36の上端部を遊嵌する圧縮コイルパネ遊嵌リング 40を設け、空気チャンバ一 20の底板 21 または架台 39に圧縮コイルパネ 36の下端部を遊嵌する圧縮コイルパネ遊嵌リング 4 1を設けている。つまり、圧縮コイルパネ遊嵌リング 40は、昇降する閉塞弁盤 35が降下したとき圧縮コイルパネ 36に片乗りする事なく定位置に搭載するためのガイド用リングであり、圧縮コイルパネ遊嵌リング 41は、閉塞弁盤 35が昇降する毎に伸縮する圧縮コイルパネ 36の横移動を停止し定位置に安置するためのコイルパネ保持リングであって、炉内ガス燃焼室 13に流れ込んだ炉内ガスを燃焼させるに必要な量の空気を確実に吸引する作用する。

[0020] 閉塞弁盤 35の昇降動作を円滑に機能させるにはガラス板、金属板、雲母板や合成榭脂などの軽量材料を使用するとよい。中でもガラス板は、ガスに変質する事なく使用温度に変形する事なぐ平坦性も優れているため、他の材料よりも適している。

[0021] 圧縮コイルパネ 36は、閉塞弁盤 35の浮上作用を助けまた降下時の衝撃を吸収するもので、閉塞弁盤 35の搭載自重を担う程度の圧縮力と伸長力を有するパネを使用する。

[0022] 閉塞弁盤昇降ガイドフレーム 38の上方に架設された閉塞弁盤飛行制止板 37は、過剰な高さに浮上する閉塞弁盤 35の飛行を制止するものであって、その形状は円板や環状板あるいはリボン状など任意な形状の板物ゃ条物が使用される。また閉塞弁盤昇降ガイドフレーム 38そのものは、閉塞弁盤 35の昇降動作を阻害しない程度の間隙を設け、しかも空気吸引パイプ 27から吸い込まれた空気が空気チャンバ一 2 0内を自由に流動し易い様に、空気吸引パイプ 27を取り囲む離隔位置に 2本または 3本以上のガイドフレーム棒を立設する枠組み構造に設けられている。

[0023] さらに空気吸引パイプ 27から吸い込まれた吸引空気が空気チャンバ一 20内を環流状で流出し易い様に、閉塞弁盤昇降ガイドフレーム 38の外周上部側を囲繞する吸入空気整流ガイド板 42を設けて、る。該吸入空気整流ガイド板 42の上端部は、閉塞弁盤飛行制止板 37に接近または一体物に接着して設けてもよい。 [0024] この様に構成された炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17は、吸入空気送出パイプ 30または吸入空気送出カップ 32の吸入空気送出口 28には、図 1で示す様に、開閉ノレブ 43または吸入空気誘導用接続パイプ 44あるいはその両者を介して、炉内ガス燃焼室 13に内設される空気噴出ノズルパイプ 45に接続される。本発明においては、炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17や各種の接続パイプに目詰まりや損傷などを起こした場合に、分解補修作業や部品交換作業に都合がょヽネジ継手による組立工法が便利である。また開閉バルブ 43を使用する事によって、急遽不必要になった空気を人為的に送出停止する場合に便利である。また空気噴出ノズルパイプ 45のノズル形状については、特に限定するものでなくパイプ孔、分散ノズル孔など任意な形状のノズル孔を使用してもよい。

[0025] 以上の様に構成された本発明のコータス炭化炉用昇温炉扉は、前記した従来の炉扉同様に取り扱われ、コータス製造作業が行われる。石炭粒子 2の乾留初期においては、該石炭粒子 2から発生する未燃焼ガスを含有する多量の炉内ガスがコータス炭化炉 1の上方排気口（図示せず)から流れ出し、その一部が炉内ガス燃焼室 13に流れ込み、コータス炭化炉 1も炉内ガス燃焼室 13も正圧になる。このときの炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17は、炉内ガス燃焼室 13の正圧に連動し、空気チヤンバー 20の閉塞弁盤 35が空気吸引パイプ 27の吸入空気吐出口 26を押圧する様に降下し、空気の吸引を遮断する。炉内ガスの圧力は、乾留時間の経過に徐々に減少し、さらに乾留末期に近ずくに伴い正負圧境界域で正負圧変化を交互に繰り返す。この様な正負圧境界域での炉内ガス圧力変化の理由は、現時点において明らかでないが、本発明者らの推察に依れば、石炭粒子 2から発生する炉内ガス発生量の減少とコ一タス炭化炉 1と炉内ガス燃焼室 13との間で起こるガス流通経路の変化で起こり得るものと考える。正負圧境界域で変化する炉内ガス燃焼室 13が負圧化する毎に空気チャンバ一 20も負圧化し、閉塞弁盤 35が空気吸引パイプ 27の吸入空気吐出口 26から吸い上げられて浮上し、この間浮上時間に見合った量の空気すなわち炉内ガス燃焼室 13に流れ込んだ炉内ガスを燃焼させるに必要な量の空気を送り込み、未燃焼ガスを燃焼させる。このときの燃焼圧で炉内ガス燃焼室 13が正圧になり、閉塞弁盤 35は、空気吸引パイプ 27の吸入空気吐出口 26を塞ぎ、空気の吸引を絶つ。この燃焼圧の影響を受けて吸入空気送出パイプ 30または吸入空気送出カップ 32を通って空気チャンバ一 20に逆流する炉内ガスは、ガス昇降流通ガイド板 24の流通抵抗による減速効果で、炉内ガス中に混在する石炭などの浮遊粒子の一部が吸入空気送出カップ 32内に落下しまた空気チャンバ一 20の隔離室 Bに落下し堆積する。この事カゝらガス昇降流通ガイド板 24で隔離された空気チャンバ一 20の隔離室 Aは、昇降機能の閉塞弁盤 35付近が炉内ガスに混在する浮遊粒子に汚染される事なぐ炉内ガス燃焼室 13に流れ込んだ炉内ガスを燃焼させるに必要な量の空気を送給する。

[0026] 図 5および図 6は、本発明における炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17の他の一実施例を示したもので、空気チャンバ一 20の隔離室 Bに設けた吸入空気送出パイプ 30の吸入空気流入口 29または吸入空気送出カップ 32の吸入空気流入孔 31 の上方側に、炉内ガスの淀み空間室 Sを形成する様に、大口径の下向き外套カップ 46を被せた場合を示す。炉内ガス淀み空間室 Sは、炉内ガス燃焼室 13の一瞬の高圧現象で吸入空気送出パイプ 30または吸入空気送出カップ 32を高速度で逆流する炉内ガスを減速させ、該炉内ガスに混在する石炭などの浮遊粒子をガス昇降流通ガイド板 24の流入直前で落下除去するもので、閉塞弁盤 35の昇降付近の汚染を一層防止し吸引空気の流通性を確保すると共に、炉内ガス燃焼室 13に流れ込んだ炉内ガスを燃焼するに必要な量の空気を確実に供給し、炉扉本体付近のタールの発生を著しく抑制する効果を奏する。

[0027] 図 7、図 8、図 9および図 10は、本発明おける炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17の他の一実施例を示したもので、図 2から図 6までに示した吸入空気送出ノィプ 30または吸入空気送出カップ 32の炉内ガス通過路に流通邪魔板 47を設けた場合の一実施例を示す。流通邪魔板 47は、未燃焼ガスが炉内ガス燃焼室 13で燃焼する一瞬の高圧現象で、炉内ガス燃焼室 13から吸引空気送出パイプ 30または吸引空気送出カップ 32を逆流しながら上昇する炉内ガスを減速させ、該炉内ガス中に混在する石炭などの浮遊粒子を衝突させかつ炉内ガス燃焼室側で分離除去し、しかも次の空気送給時に炉内ガス燃焼室 13に吹き戻そうとするものであって、その形状や構造について特に限定するものでないが、具体的には図示する様に、吸引空気送出パイプ 30または吸弓 |空気送出カップ 32の上端部に架台である、は天板 22に固定した懸吊軸 48の周囲に螺旋羽根を設けたもの、この他に懸吊軸 48の外周や吸引空気送出パイプ 30または吸引空気送出カップ 32の内壁面に平羽根や傾き羽根などの板羽根を設けたものであってもよい。すなわち、コータス炭化炉 1から炉内ガス燃焼室 13を経て炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17に逆流する炉内ガスは、吸引空気送出パイプ 30または吸引空気送出カップ 32を通過する際に流通邪魔板 46に衝突し減速し、該炉内ガスに混在する石炭などの浮遊粒子の一部が落とされ、さらに残る浮遊粒子もガス昇降流通ガイド板 24を通過中に排除される。従って、炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17は、空気チャンバ一 20をガス昇降流通ガイド板 24 で隔離された隔離室 Aと閉塞弁盤 35が炉内ガスに混在する浮遊粒子によって汚染される事がないため、炉内ガス燃焼室 13に流れ込んだ炉内ガスを燃焼させるに必要な量の空気を、長期間にわたって安定に送給する。

[0028] また本発明の炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17は、例えば図 7や図 8を図 3と比較して明らかな様に、ノズル内部構造の一部に相違があっても、前述したコークス操業方法が変わるものでなぐノズル内部に炉内ガスに混在する浮遊粒子をガス昇降流通ガイド板 24と流通邪魔板 47の二段構造で除去する事により、炉扉本体付近のタールの発生や付着を抑制し、炉内ガス燃焼室 13で未燃焼ガスを燃焼させるに必要な量の空気を長期間にわたって確実に送給する効果を奏する。

産業上の利用可能性

[0029] 炉扉本体のコ一タス炭化炉側に付設した炉内ガス燃焼室 13に上記した様な構造の炉内ガス燃焼用空気供給量制御ノズル 17を設けた本発明のコータス炭化炉用昇温炉扉は、コータス炭化炉扉近傍部に装入された石炭粒子を、炉内ガス燃焼室 13 に流れ込んだ炉内ガスが保有する高温度の熱と該炉内ガスに含有する未燃焼ガスの燃焼熱によって加熱するため、不良コータスの発生を著しく低減し、乾留コータスの生産歩留りを改善する。また乾留中の低温域で生成したタールは、昇温時の早い時期に分解し消滅するため、コータス窯出し毎の炭化炉扉タールクリーナー作業が不必要となる。またコータス炭化炉の炭化炉扉側からも乾留コータスが製造されるため、コータス窯出しの際に未乾留な石炭粒子の摩擦によるコータス炭化炉壁を損傷する事もなぐ長期間にわたって乾留コークスを製造する。この様な効果を奏する本発明のコータス炭化炉用昇温炉扉は、日本国内企業において既に実用化されており、国外においても今後益々実用化される可能性が極めて高いものと思われる。

Claims

請求の範囲

[1] 空気チャンバ一内にガス昇降流通ガイド板を設けて左右に二分する隔離室の一側には下方側を空気吸入口とし上方側を水平端面な吸入空気吐出口とする空気吸引パイプをまた他側の隔離室には下方側を炭化炉扉のコータス炭化炉側に設けた炉内ガス燃焼室に連通する吸入空気送出口としかつ上方側を吸入空気流入口とする吸弓 I空気送出パイプまたは側壁面上部側に吸入空気通気孔を穿設した吸弓 I空気送出カップを前記空気チャンバ一の底板を貫通して該空気チャンバ一内に突設し、さらに前記した空気吸引パイプの吸入空気吐出口に着脱自在な閉塞弁盤を載置しかっ該空気吸引パイプの外周に遊嵌し該閉塞弁盤の搭載自重で圧縮するコイルパネを空気チャンバ一の底板にまたは架台に載置すると共に、空気吸引パイプの吸入空気吐出口上方に閉塞弁盤飛行制止板を架設しかつ外周上部側に吸入空気整流ガイド板を囲繞した閉塞弁盤昇降ガイドフレームを該空気吸引パイプ力圧縮コイルバネを介して離隔する位置に設け、さらに閉塞弁盤の空気吸入口側に圧縮コイルパネの上端部側を遊嵌する圧縮コイルパネ遊嵌リングを設けまた空気チャンバ一の底板または架台に圧縮コイルパネの下端部側を定着する圧縮コイルパネ遊嵌リングを設けて構成した炉内ガス燃焼用空気送出量制御ノズルを、前記炉内ガス燃焼室に付設した事を特徴とするコータス炭化炉用昇温炉扉。

[2] 空気チャンバ一内にガス昇降流通ガイド板を設けて左右に二分する隔離室の一側には下方側を空気吸入口とし上方側を水平端面な吸入空気吐出口とする空気吸引パイプをまた他側の隔離室には下方側を炭化炉扉のコータス炭化炉側に設けた炉内ガス燃焼室に連通する吸入空気送出口としかつ上方側を吸入空気流入口とする吸弓 I空気送出パイプまたは側壁面上部側に吸入空気通気孔を穿設した吸弓 I空気送出カップを前記空気チャンバ一の底板を貫通して該空気チャンバ一内に突設し、さらに空気チャンバ一内の吸引空気送出パイプまたは吸入空気送出カップの上方側に炉内ガス淀み空間を形成する大口径の下向き外套カップを被着しまた前記した空気吸引パイプの吸入空気吐出口に着脱自在な閉塞弁盤を載置しかつ空気吸引パイプの外周を遊嵌し該閉塞弁盤の搭載自重で圧縮するコイルパネを空気チャンバ一の底板にまたは架台に載置すると共に、吸引空気送出パイプの吸入空気吐出口上方に閉塞弁盤飛行制止板を架設しかつ吸入空気整流ガイド板を囲繞した閉塞弁盤昇降ガイドフレームを該空気吸引パイプ力圧縮コイルパネを介して離隔する位置に設け、さらに閉塞弁盤の空気吸入口側に圧縮コイルパネの上端部側を遊嵌する圧縮コイルパネ遊嵌リングを設けまた空気チャンバ一の底板にまたは架台に圧縮コィルバネの下端部側を定着する圧縮コイルパネ遊嵌リングを設けて構成した炉内ガス燃焼用空気送出量制御ノズルを、前記炉内ガス燃焼室に付設した事を特徴とするコ一タス炭化炉用昇温炉扉。

[3] 空気チャンバ一内にガス昇降流通ガイド板を設けて左右に二分する隔離室の一側には下方側を空気吸入口とし上方側を水平端面な吸入空気吐出口とする空気吸引パイプをまた他側の隔離室には下方側を炭化炉扉のコータス炭化炉側に設けた炉内ガス燃焼室に連通する吸入空気送出口としかつ内部に流通邪魔板を設けた吸引空気送出パイプまたは側壁面上部側に吸入空気通気孔を穿設し内部に流通邪魔板を設けた吸引空気送出カップを前記空気チャンバ一の底板を貫通して該空気チャンバー内に突設し、さらに空気吸引パイプの吸入空気吐出口に着脱自在な閉塞弁盤を載置しかつ該空気吸引パイプの外周に遊嵌し該閉塞弁盤の搭載自重で圧縮するコイルパネを空気チャンバ一の底板にまたは架台に載置すると共に、空気吸引パイプの吸入空気吐出口上方に閉塞弁盤飛行制止板を架設しかつ吸入空気の気流ガイド板を囲繞した閉塞弁盤昇降ガイドフレームを該空気吸引パイプ力圧縮コイルバネを介して離隔する位置に設け、さらに閉塞弁盤の空気吸入口側に圧縮コイルパネの上端部側を遊嵌する圧縮コイルパネ遊嵌リングを設けまた空気チャンバ一の底板または架台に圧縮コイルパネの下端部側を定着する圧縮コイルパネ遊嵌リングを設けて構成した炉内ガス燃焼用空気送出量制御ノズルを、前記炉内ガス燃焼室に付設した事を特徴とするコータス炭化炉用昇温炉扉。

[4] 空気チャンバ一内にガス昇降流通ガイド板を設けて左右に二分する隔離室の一側には下方側を空気吸入口とし上方側を水平端面な吸入空気吐出口とする空気吸引パイプをまた他側の隔離室には下方側を炭化炉扉のコータス炭化炉側に設けた炉内ガス燃焼室に連通する吸入空気送出口としかつ内部に流通邪魔板を設けた吸引空気送出パイプまたは側壁面上部側に吸入空気通気孔を穿設し内部に流通邪魔板を設けた吸引空気送出カップを前記空気チャンバ一の底板を貫通して該空気チャンバー内に突設し、さらに前記した空気チャンバ一内の吸弓 I空気送出ノイブまたは吸引空気送出カップの上方側に炉内ガス淀み空間を形成する大口径の下向き外套力ップを被着しまた前記した空気吸引パイプの吸入空気吐出口に着脱自在な閉塞弁盤を載置しかつ該空気吸引パイプの外周に遊嵌し該閉塞弁盤の搭載自重で圧縮するコイルパネを空気チャンバ一の底板にまたは架台に載置すると共に、空気吸引パイブの吸入空気吐出口上方に閉塞弁盤飛行制止板を架設しかつ吸入空気整流ガイド板を囲繞した閉塞弁盤昇降ガイドフレームを該空気吸引パイプ力圧縮コイルパネを介して離隔する位置に設け、さらには閉塞弁盤の空気吸入口側に圧縮コイルパネの上端部側を遊嵌する圧縮コイルパネ遊嵌リングを設けまた空気チャンバ一の底板にまたは架台に圧縮コイルパネの下端部側を定着する圧縮コイルパネ遊嵌リングを設けて構成した炉内ガス燃焼用空気送出量制御ノズルを、前記炉内ガス燃焼室に付設した事を特徴とするコータス炭化炉用昇温炉扉。

[5] 空気チャンバ一内のガス昇降流通ガイド板が、空気チャンバ一の上下間長さよりも短いガス流堰板の 1枚を底板または天板の一側に固定しあるいは 2枚以上の多数枚を左右に炉内ガス流通間隙を設けて空気チャンバ一の底板と天板との間を交互に固定した請求項 1〜4記載のコータス炭化炉用昇温炉扉。

[6] 吸引空気送出パイプまたは吸引空気送出カップの内部に設けた流通邪魔板力懸吊軸の外周に板羽根を設けた請求項 3または 4記載のコータス炭化炉用昇温炉扉。