JP2565063B2 - コークス炉炭化室内圧力制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ブロック窯出し法を
実施しているコークス炉の炭化室内圧力を一定圧に維持
する制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コークス炉での石炭乾留時における炭化
室内の圧力は、装入された原料炭が加熱されて発生する
コークス炉ガスの量によって決定される。すなわち、図
４に示すとおり、石炭装入直後はコークス炉ガスの発生
量が多く、炉内圧力は陽圧となり、乾留末期にはコーク
ス炉ガスの発生量が少なくなって負圧となる。コークス
炉炭化室の炉内圧が陽圧となると、炉蓋のシール性等の
問題もあるが、発生コークス炉ガスによるガス洩れが発
生し易く、また、逆に炉内圧が負圧となると、空気の吸
込みによって炭化室内付着カーボンの焼減りを招き、煉
瓦目地切れによる燃焼室への発生コークス炉ガスの洩れ
込みが発生し、不完全燃焼により煙突から黒煙発生なら
びに冷空気の侵入による炭化室壁煉瓦の急冷により劣化
を招く。

【０００３】このため、現状のコークス炉においては、
各炉団毎に各炭化室で発生するコークス炉ガスを、上昇
管、ベンド管を介して集気本管に集め、吸引本管を介し
てガス精製工程に吸引導入して処理しており、吸引本管
に設けた圧力調整弁の開閉角度を調整し、圧力調整弁直
近の圧力が所定の圧力となるよう開閉角度が制御されて
いる。この方法は、各炉団毎の圧力制御方法であって、
石炭乾留過程における図４に示す炭化室内圧力の変化に
対応した窯毎の圧力制御方法とはなっていない。

【０００４】一方、コークス炉の操業においては、最近
窯番順に窯出しを行う連続窯出し法が提案されている
が、一般的な窯出し法としては、炭化時間の均一性確保
のため、コークス炉の炭化室を１の列（１、６、１１、
１６、…）、２の列（２、７、１２、１７、…）、３の
列（３、８、１３、１８、…）、４の列（４、９、１
４、１９、…）、５の列（５、１０、１５、２０、…）
の５ブロックに分け、１の列、３の列、５の列、２の
列、４の列の順に窯出しするブロック窯出し法が行われ
ている。このブロック窯出し法は、炉の稼働率に関係な
く、常に最短ピッチで窯出作業を行い、あるブロックを
窯出したのち、中断時間を取る方法である。

【０００５】上記コークス炉炭化室毎、すなわち窯毎の
炉内圧力制御方法としては、少なくとも一対の集気管お
よび該集気管をコークス炉の各炉室と選択的に連結する
手段を設け、該炉室に被炭化石炭を装填する間およびそ
の後の設定炭化時間、各炭化室から放出されるガスを対
になった一方の第１集気管に通し、炭化時間の残りの
間、該ガスを対になったもう一方の第２集気管内のガス
圧力よりも低く維持されるように、集気管内のガス圧力
を別々に設定する方法（特開昭５０−１３４０１号公
報）、コークス炉への石炭装入開始から装入蓋を閉じる
までの間において、コークス炉炉内圧を連続的に測定
し、この測定値が、予め定めた所定のパターンどおりに
なるように、上昇管ベンド管部におけるエジェクタ効果
を調節し、炉内圧を制御する方法（特公昭６０−６３８
７号公報）、コークス炉発生ガスの吸引管の上流側に、
二股の分岐管を備えたコークス炉発生ガス分流管を設
け、この分流管に各分岐管への発生ガス分配量を制御す
る制御流体流入口を取付け、かつ吸引管の下流側に分岐
管の一方を流れる発生ガスが他方を流れる発生ガスの流
体抵抗となるように構成した流体抵抗部を設ける方法
（特開昭６１−２４１３８８号公報）、コークス炉発生
ガスの吸引管の途中に渦形素子を設け、同素子に吸込む
制御流体を調節することによりコークス炉発生ガスの吸
引量を調節してコークス炉発生ガスの炉圧を制御する方
法において、上記制御流体を予めエジェクタに通しここ
で渦形素子流入前または渦形素子流入後のコークス炉発
生ガスを吸引・混入し、しかる後この混合ガスでコーク
ス炉発生ガスの吸引量を調節する方法（特開昭６１−２
４１３８９号公報）、上部に上昇管を有して成るコーク
ス炉炭化室の炉内圧制御装置において、前記炭化室内の
上部に設けられた炉内圧検出器と、前記上昇管内に設け
られた炉内圧制御弁と、前記炉内圧検出器の信号により
前記炉内圧制御弁を制御する制御装置とを有してなる装
置（実開昭６２−２８８４６号公報）等が提案されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５０−１３
４０１号公報に開示の方法は、窯毎の炉内圧力制御方法
として優れた方法であるが、既設のコークス炉に適用す
るには大がかりな設備改造を必要とし、実施困難であ
る。また、特公昭６０−６３８７号公報に開示の方法
は、コークス炉への石炭装入開始から装入蓋を閉じるま
での間の炉内圧力の制御であって、石炭乾留中の炉内圧
力制御ではない。さらに特開昭６１−２４１３８８号公
報、特開昭６１−２４１３８９号公報に開示の方法は、
特開昭５０−１３４０１号公報と同様既設のコークス炉
に適用するには大がかりな設備改造を必要とし、実施困
難である。さらにまた、実開昭６２−２８８４６号公報
に開示の装置は、上昇管内に設けられた炉内圧制御弁を
炉内圧検出器の信号により制御するものであるが、上昇
管内に設けられた炉内圧制御弁の開度を制御するのみで
は、炉内圧力制御に限界があり、また、炉内圧検出器や
炉内圧制御弁へのタール、カーボン等の付着で、検出状
況、作動状況に問題が生じる。

【０００７】この発明の目的は、既設のコークス炉に容
易に適用でき、しかも、炭化室からのガス洩れ、煙突か
らの黒煙発生ならびに炭化室壁煉瓦の劣化を防止できる
コークス炉炭化室内圧力制御方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々検討試験を重ねた。その結果、一般に
コークス炉の窯出しは、ブロック窯出し法により実施さ
れていることに着目し、現在窯出しブロック列の隣接窯
は、装入してからかなり時間が経過し、ガス発生量が減
少している。例えば、３の列の窯を装入した場合、隣接
する２の列と４の列の窯は、図５に示すとおり、ガス発
生量がかなり減少し、特に２の列の窯は、炭化室内圧力
が負圧になりかかっている状況にある。したがって、隣
接する各炭化室の上昇管のベンド管部に開閉弁を有する
連結管を設け、装入直後の窯と隣接する炭化室内圧力が
負圧になりかかっている窯とを連結することによって、
装入直後の窯から隣接する炭化室内圧力が負圧になりか
かっている窯へ発生ガスが流れ、装入直後の窯のガス洩
れが防止できると共に、隣接する炭化室内圧力が負圧に
なりかかっている窯の負圧化が防止されることを究明
し、この発明に到達した。

【０００９】すなわちこの発明は、ブロック窯出し法を
実施しているコークス炉炭化室の炉内圧を制御する方法
において、各炭化室の上昇管ベンド管部に、隣接する炭
化室の上昇管ベンド管部と連通する遮断弁付き連結管を
設け、石炭装入直後の窯の上昇管ベンド管部と隣接する
炭化室内圧力が負圧になりかかっている窯の上昇管ベン
ド管部を連通する連結管の遮断弁を開放して所定時間連
通させ、装入直後の窯から隣接する炭化室内圧力が負圧
になりかかっている窯へ発生ガスの一部を流入させるの
である。

【００１０】

【作用】この発明においては、各炭化室の上昇管ベンド
管部に、隣接する炭化室の上昇管ベンド管部と連通する
遮断弁付き連結管を設け、石炭装入直後の窯の上昇管ベ
ンド管部と隣接する炭化室内圧力が負圧になりかかって
いる窯の上昇管ベンド管部を連通する連結管の遮断弁を
開放して所定時間連通させ、装入直後の窯から隣接する
炭化室内圧力が負圧になりかかっている窯へ発生ガスの
一部を流入させるから、装入直後のガス発生量の多い窯
の炉内圧力が低減してガス洩れが防止される。また、隣
接する炭化室内圧力が負圧になりかかっている窯の炉内
圧力が上昇して負圧化が防止され、空気侵入による炭化
室内付着カーボンの焼減り、煉瓦目地切れによる燃焼室
への発生コークス炉ガスの洩れ込みによる不完全燃焼に
よる煙突からの黒煙発生が防止されると共に、冷空気侵
入による炭化室壁煉瓦の急冷による劣化を防止すること
ができる。

【００１１】石炭装入直後の窯と隣接する炭化室内圧力
が負圧になりかかっている窯との連通は、炭化室内圧力
が負圧になりかかっている窯が押出し前になると、縁切
りと称する炭化室と集気本管とを遮断し、炭化室のカー
ボン焼落しを行うので、その前に連結管の遮断弁を閉止
して隣接窯との縁切りを行う必要がある。隣接窯との縁
切り、連通を行う場合は、Ｕ字連結管への水封用水の供
給、抜出しにより実施する。各炭化室の上昇管ベンド管
部と隣接する炭化室の上昇管ベンド管部とを連通する連
結管の設置は、上昇管ベンド管部には点検孔や掃除孔が
設けられているので、これらを利用して行うことによっ
て、容易に既設コークス炉に適用することができる。

【００１２】

【実施例】

実施例１ 以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図１ないし図
２に基いて説明する。図１はこの発明方法を実施する装
置の一部拡大平面図、図２は図１の正面図である。図１
および図２において、１、２、３はコークス炉の炭化室
端部に立設した上昇管、４、５、６は各上昇管１、２、
３と集気本管７を図示しない皿弁を介して連結するベン
ド管、８、９、１０は各上昇管１、２、３の天蓋で、各
天蓋８、９、１０を閉じて図示しない皿弁を開放すれ
ば、各炭化室と集気本管７は上昇管１、２、３およびベ
ンド管、８、９、１０を介して縁繋ぎされ、図示しない
皿弁を閉止して天蓋を開放すれば、各炭化室と集気本管
７は縁切りされる。

【００１３】隣接する各ベンド管４、５、６は、それぞ
れＵ字型連結管１１、１２、１３を介して連通自在に連
結され、Ｕ字型各連結管１１、１２、１３には、それぞ
れ安水供給管１４、１５、１６と安水抜出管１７、１
８、１９がＵ字下部に連結され、安水抜出管１７、１
８、１９を閉じて安水供給管１４、１５、１６を開放す
れば、Ｕ字型各連結管１１、１２、１３に安水が供給さ
れ、水封により遮断され、また、安水供給管１４、１
５、１６を閉止し、安水抜出管１７、１８、１９を開放
して安水を抜出したのち、安水抜出管１７、１８、１９
を閉止すれば、隣接する各ベンド管４、５、６がＵ字型
連結管１１、１２、１３を介して連通するよう構成され
ている。

【００１４】上記のとおり構成したから、例えば上昇管
２が立設された炭化室に石炭が装入されたとすれば、隣
接する上昇管１、３が立設された炭化室のいずれか、例
えば上昇管１が立設された炭化室は乾留末期でガス発生
量が減少し、炭化室内圧力が負圧に近くなっている。し
たがって、Ｕ字型各連結管１１の安水供給管１４を閉止
して安水抜出管１７を開放し、Ｕ字型各連結管１１中の
安水を排出したのち安水抜出管１７を閉止すれば、ベン
ド管４と５が連通し、石炭装入直後で発生ガス量の多い
炭化室から上昇管２、ベンド管５、Ｕ字型各連結管１１
を介し、乾留末期でガス発生量が減少し炉内圧が負圧に
近くなっている上昇管１が立設された炭化室のベンド管
４に石炭装入直後で発生ガス量の多い炭化室から発生ガ
スの一部が流入する。

【００１５】このため、石炭装入直後でガス発生量が多
く炉内圧の高い炭化室の発生ガスは、上昇管２、ベンド
管５を介して集気本管７に導入されると共に、乾留末期
でガス発生量が減少し炉内圧が負圧に近くなっている炭
化室のベンド管４にＵ字型各連結管１１を介して導入さ
れるから、炉内圧が低下してガス洩れが防止される。一
方、乾留末期でガス発生量が減少し炉内圧が負圧に近く
なっている炭化室では、石炭装入直後でガス発生量が多
く炉内圧の高い炭化室の発生ガスがＵ字型各連結管１１
を介してベンド管４に導入されるから、炉内圧の負圧化
が緩和され、炭化室への空気の侵入による炉壁付着カー
ボンの焼減りが防止され、目地切れによる炭化室から燃
焼室への発生ガスの洩れ込みに起因する煙突からの黒煙
発生を防止できる。

【００１６】上記操作は、乾留末期でガス発生量が減少
し炉内圧が負圧に近くなっている炭化室が、押出しに備
えてベンド管４に設けた皿弁を閉じ、天蓋８を開放して
集気本管７との縁切りを行うので、それに先立ち安水供
給管１４を開放してＵ字型連結管１１に安水を供給して
水封し、ベンド管４と５の連通を遮断する。この時期に
は、石炭装入直後でガス発生量が多く炉内圧が高かった
炭化室もガス発生量が減少し、炉内圧もガス洩れが発生
する圧力より低下しているので、特に問題が発生するこ
とはない。上記操作を炭化室への石炭装入毎に繰り返す
ことによって、石炭装入直後でガス発生量が多い炭化室
の炉内圧上昇によるガス洩れが防止できると共に、乾留
末期でガス発生量が減少している炭化室の炉内圧低下
が、隣接する石炭装入直後でガス発生量が多い炭化室の
炉内圧により緩和され、炭化室への空気の侵入による炉
壁付着カーボンの焼減りが防止され、目地切れによる炭
化室から燃焼室への発生ガスの洩れ込みに起因する煙突
からの黒煙発生を防止できる。

【００１７】実施例２ 上記実施例１に記載の装置を設置した炭化室において、
装入直後の炭化室と隣接する乾留末期でガス発生量が減
少し炉内圧が負圧に近くなっている炭化室を、ベンド管
部に設けたＵ字型各連結管１１を介して連通させ、装入
直後の炭化室からと隣接する乾留末期の炭化室のベンド
管に発生ガスの一部を導入させた。その場合における装
入直後の炭化室の炉内圧力の経時変化を測定した。その
結果を図３に示す。図３に示すとおり、装入直後のガス
洩れ発生領域での炭化室の炉内圧力は低下し、装入直後
から鎖線で示すガス洩れ発生圧力より低く、ほぼ安定し
て推移している。このことは、石炭装入直後でガス発生
量が多い炭化室の炉内圧上昇によるガス洩れが防止でき
ると共に、乾留末期でガス発生量が減少している炭化室
の炉内圧低下が、隣接する石炭装入直後でガス発生量が
多い炭化室の炉内圧により緩和されることを示すもので
ある。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、石炭装入直後でガス発生量が多い炭化室の炉内圧上
昇によるガス洩れが防止できると共に、乾留末期でガス
発生量が減少している炭化室の炉内圧低下を緩和でき、
煙突からの黒煙発生、炭化室壁の劣化が防止され、環境
問題の改善とコークス炉炉体老朽化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明方法を実施する装置の一部拡大平面図
である。図１の正面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】実施例２における装入直後の炭化室の炉内圧力
と乾留時間との関係を示すグラフである。

【図４】石炭装入から乾留終了までの間の一般的な炉内
圧力と乾留時間との関係を示すグラフである。

【図５】通常の窯出しにおける各窯の炭化室内圧力の経
時変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１、２、３ 上昇管 ４、５、６ ベンド管 ７ 集気本管 ８、９、１０ 天蓋 １１、１２、１３ Ｕ字型連結管 １４、１５、１６ 安水供給管 １７、１８、１９ 安水抜出管

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−62802（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−65503（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−13401（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−7801（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−28846（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭18−2533（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブロック窯出し法を実施しているコーク
   ス炉炭化室の炉内圧を制御する方法において、各炭化室
   の上昇管ベンド管部に、隣接する炭化室の上昇管ベンド
   管部と連通する遮断弁付き連結管を設け、石炭装入直後
   の窯の上昇管ベンド管部と隣接する炭化室内圧力が負圧
   になりかかっている窯の上昇管ベンド管部を連通する連
   結管の遮断弁を開放して所定時間連通させ、装入直後の
   窯から隣接する炭化室内圧力が負圧になりかかっている
   窯へ発生ガスの一部を流入させることを特徴とするコー
   クス炉炭化室内圧力制御方法。
2. 【請求項２】 各炭化室の上昇管ベンド管部と隣接する
   炭化室の上昇管ベンド管部を連通する連結管の遮断弁が
   水封弁であることを特徴とする請求項１記載のコークス
   炉炭化室内圧力制御方法。