JP4072001B2 - Coke oven combustion method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭を乾留するための炭化室と、この炭化室を両側から加熱するための燃料ガスの燃焼室とが多数交互に配置されたコークス炉の燃焼方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に用いられている大型の工業用コークス炉は、図5に示すように、石炭を乾留するための炭化室1とこの炭化室1を両側から加熱するための燃料ガスの燃焼室2とが多数交互に配置されて構成されており、さらに燃焼室2は、図6に示すように、縦に細長いフリュー(加熱煙道)3が多数一列に配列されて構成されている。このフリュー3間の隔壁31には縦方向に複数の燃料ガス出口32が設けられており、隔壁31内に設けられた図示していない燃料ガス流路を介してこの燃料ガス出口32よりフリュー3内に燃料ガスが供給されて、図示していない別の空気流路を介してフリュー3内に供給された燃焼用空気により燃料ガスが燃料ガス出口32にて燃焼される。このように従来はフリュー3間の隔壁31に設けた複数の燃料ガス出口32から燃料ガスを供給して燃焼し、燃焼室2内の温度が炉高方向にできるだけ均一になるように加熱していた。
【0003】
燃料ガスの燃焼により炭化室1は両側から加熱されて炭化室1の内部に充填された石炭が乾留される。ここで炭化室1に石炭を充填する際に炭化室1に隙間を残さず石炭を一杯に充填した場合には、石炭が乾留中に膨張して溢れ出す危険があるため、必ず上部に空間を残して充填される。しかしながら、燃焼室2からは石炭充填部、炭化室1上部空間を問わず熱が伝わってくるため、炭化室1上部空間は空焼きのような状態になる。この空焼き状態の空間を石炭から発生した乾留ガスが流れると、乾留ガスが炭化室1の壁面に接触することで熱分解反応が生じ、乾留ガス中のメタンなどの炭化水素ガスが炭素と水素に分解する。この炭素が炭化室1の上部壁面に付着、積層してこぶ状に成長するが、この炭化室1の上部壁面に付着した炭素は固化して炭化室1の対向する壁面同士の間隔を狭くしてしまうため、乾留後のコークスを押出し機械により押し出すことが困難になる。このためコークスの押し出し時に押出し機械が停止してコークス炉の操業が中断したり、押出し機械が損傷するなどの問題が発生していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、炭化室上部に付着する炭素の量を低減してコークスの押し出し時に押出し機械が停止される押し詰まり回数を減少させることができるコークス炉の燃焼方法を提供するためになされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明のコークス炉の燃焼方法は、多数のフリューからなる燃料ガスの燃焼室と石炭を乾留する炭化室とが交互に配設されたコークス炉の燃焼方法であって、フリュー間の隔壁に燃料ガス出口を設けるとともにフリューの底部にも燃料ガス出口を設けて、これらの燃料ガス出口で燃料ガスを燃焼して燃焼室に供給される総熱量の30−60%を燃焼室の底部から供給することにより、燃焼室上部の温度を燃焼室下部の温度より低く抑制して石炭を乾留し炭化室上部に付着する炭素の量を低減することを特徴とするものである。
【0006】
なお、フリューの底部に設けた燃料ガス出口においては燃料ガスとして燃焼温度の低い貧ガスを燃焼し、フリュー間の隔壁に設けた燃料ガス出口においても燃料ガスとして前記した貧ガスを燃焼することができ、また、フリューの底部に設けた燃料ガス出口においては燃料ガスとして燃焼温度の高い富ガスを燃焼し、フリュー間の隔壁に設けた燃料ガス出口においては燃料ガスとして燃焼温度の低い貧ガスを燃焼することもできる。
【0007】
本発明のコークス炉の燃焼方法は、多数のフリューからなる燃料ガスの燃焼室と石炭を乾留する炭化室とが交互に配設されたコークス炉の燃焼方法であって、フリュー間の隔壁に燃料ガス出口を設けるとともにフリューの底部にも燃料ガス出口を設けて、これらの燃料ガス出口で燃料ガスを燃焼して燃焼室に供給される総熱量の一部を燃焼室の底部から供給することにより、石炭の乾留時における燃焼室上部の温度を燃焼室下部の温度より低く抑制することができるので、炭化室上部に付着する炭素の量を低減することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を示す。
図1は本発明を実施するに用いるフリュ−3および燃焼室2を示す図であって、フリュー3の隔壁31に炉高方向に複数の燃料ガス出口32が設けられているうえに、底部33には少なくとも1つの燃料ガス出口34が設けられている。このようなフリュー3が多数並べられて燃焼室2を構成しており、図5に示したように、この燃焼室2と炭化室1とが交互に多数配設されてコークス炉を構成している。このような構造のコークス炉において、フリュー3の底部33の燃料ガス出口34では燃焼温度の高いコークス炉ガス等の富ガスを燃焼し、フリュー3の隔壁31の燃料ガス出口32では燃焼温度の低い高炉ガス等の貧ガスを燃焼する。これによって、ガスの燃焼温度自体に炉高方向での差を与え、燃焼室2の上部における温度を燃焼室2の下部における温度より低くして、石炭乾留時における炭化室1上部を従来より低温に維持することができて、炭化水素ガスの熱分解反応を抑えて炭化室1の上部に付着する炭素の量を低減することができる。なお、燃焼室2の上部における温度を燃焼室2の下部における温度より50℃以上低くするのが炭素の付着量を効果的に低減することができるので望ましい。
【0009】
また、フリュー3の底部33の燃料ガス出口34において燃焼温度の低い高炉ガス等の貧ガスを燃焼し、フリュー3の隔壁31の燃料ガス出口32においても同じく貧ガスを燃焼した場合においても、燃料ガス出口34から所要の熱量を供給することができれば燃焼室2の上部と下部に同様の温度差を付けることができる。
【0010】
フリュー3の底部33に設けた燃料ガス出口34からの燃料ガスの供給熱量は、フリュー3の底部33および隔壁31に設けた燃料ガス出口34、32からの燃料ガスの総供給熱量に対して30〜60%として燃料ガスを供給するのが望ましい。燃料ガスの総供給熱量に対する燃料ガス出口34からの供給熱量の比率が30%未満の場合には、フリュー3底部33での燃焼火炎の形成が不安定になったり、燃焼室2上部の温度を燃焼室2下部の温度より十分低めにすることができないからである。この比率を30%とした時に十分燃焼室2上部の温度を低めとして炭化室1上部への炭素の付着を低減することができる。また、前記した比率が60%を超えると、有用性の高い富ガスが製鉄所全体で不足するなどの問題が発生したりする。したがって、前記した比率を30〜60%とするのが望ましい。
【0011】
また、フリュー3の底部33およびフリュー3間の隔壁31に設けた燃料ガス出口34、32からの燃料ガスの総供給熱量を一定に制御するのが望ましい。即ち、燃料ガス出口34から燃料ガスを供給した場合には、その熱量分を低減して燃料ガス出口32から燃料ガスを供給する。燃料ガスの総供給熱量が一定でない場合には、供給熱量が無駄になったり石炭の乾留の程度にばらつきが生ずることとなるからである。
【0012】
【実施例】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
フリュー3の底部33の一つの燃料ガス出口34からコークス炉ガス(19200kJ/Nm3)を供給し、フリュー3間の隔壁31に設けた6個の燃料ガス出口32から高炉ガスと転炉ガスとコークス炉ガスとの混合ガス(5200kJ/Nm3)を供給し、コークス炉ガスと混合ガスとの供給熱量比率を1:1として燃焼して炭化室1内の石炭を乾留した。その時図2に示す位置において測定した燃焼室2の炉高方向における温度分布を図3に示すが、燃焼室2上部の温度測定位置▲1▼における温度は、燃焼室2最下部の温度測定位置▲4▼における温度より50℃以上低いものとすることができた。また、フリュー3間の隔壁31に設けた6個の燃料ガス出口32のみから前記混合ガスを供給した場合の従来例と比較しても、実施例における温度測定位置▲1▼での温度を約50℃低くすることができた。図4に燃焼室2の上部の温度測定位置▲1▼における温度とコークスの押出し機が詰まる押し詰まり回数との相関を示すが、図から明らかなように燃焼室2の上部の温度を低くすることによって押し詰まり回数を著しく低減することができた。これは燃焼室2の上部の温度を低くすることによって炭化室1の上部空間の温度が低く抑えられて壁面に付着する炭素の量を低減できたことによるものである。なお、フリュー3間の隔壁31の燃料ガス出口32のみから混合ガスを供給した従来例においては、燃焼室2上部の温度は平均で1190℃であったが、総熱量の50%をフリュー3の底部33の燃料ガス出口34から供給した実施例においては燃焼室2上部の温度を1150℃以下に低下させることができ、したがって、炭素の付着量を少なくして押出し機械の押し詰まり回数を大幅に低減することができた。
【0013】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のコークス炉の燃焼方法は、多数のフリューからなる燃料ガスの燃焼室と石炭を乾留する炭化室とが交互に配設されたコークス炉の燃焼方法であって、フリュー間の隔壁に燃料ガス出口を設けるとともにフリューの底部にも燃料ガス出口を設けて、これらの燃料ガス出口で燃料ガスを燃焼して燃焼室に供給される総熱量の一部を燃焼室の底部から供給することにより、石炭の乾留時における燃焼室上部の温度を燃焼室下部の温度より低く抑制することができるので、炭化室上部に付着する炭素の量を低減することができる。また、フリューの底部に設けた燃料ガス出口においては燃料ガスとして燃焼温度の低い貧ガスを燃焼し、フリュー間の隔壁に設けた燃料ガス出口においても燃料ガスとして前記した貧ガスを燃焼することによって、石炭の乾留時における燃焼室上部の温度を燃焼室下部の温度より低く抑制することができるし、また、フリューの底部に設けた燃料ガス出口においては燃料ガスとして燃焼温度の高い富ガスを燃焼し、フリュー間の隔壁に設けた燃料ガス出口においては燃料ガスとして燃焼温度の低い貧ガスを燃焼することによっても、石炭の乾留時における燃焼室上部の温度を燃焼室下部の温度より低く抑制することができる。また、フリューの底部に設けた燃料ガス出口から供給される燃料ガスの熱量を、フリューの底部およびフリュー間の隔壁に設けた燃料ガス出口から燃焼室に供給される総熱量に対して30〜60%とすることによって、石炭の乾留時における燃焼室上部の温度を燃焼室下部の温度より低く抑制することができ、さらに、フリューの底部およびフリュー間の隔壁に設けた燃料ガス出口から燃焼室に供給される総熱量を一定に制御することによって燃料ガスを有効に使用して石炭を効率的に乾留することができる。
したがって、本発明は炭化室上部への炭素の付着を少なくしてコークス押出し時における押出し機械の押し詰まり回数を大幅に低減することができるコークス炉の燃焼方法として工業的価値極めて大なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施に用いるフリューと燃焼室の斜視図である。
【図2】 コークス炉の要部を示す斜視図である。
【図3】 炉高方向の燃焼室内の温度の分布図である。
【図4】 燃焼室上部の温度と押出し機械の押し詰まり回数との相関図である。
【図5】 コークス炉の概略構成を示す斜視図である。
【図6】 従来のフリューと燃焼室の斜視図である。
【符号の説明】
1 炭化室
2 燃料ガスの燃焼室
3 フリュー
31 フリュー間の隔壁
32 燃料ガス出口
33 フリューの底部
34 燃料ガス出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion method for a coke oven in which a large number of carbonization chambers for carbonizing coal and fuel gas combustion chambers for heating the carbonization chamber from both sides are alternately arranged.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 5, a large industrial coke oven generally used has
[0003]
The
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, reduces the amount of carbon adhering to the upper part of the carbonization chamber, and can reduce the number of clogging times that the extrusion machine is stopped when the coke is extruded. It was made to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The coke oven combustion method of the present invention made to solve the above-described problem is a coke oven combustion method in which a combustion chamber for fuel gas composed of a large number of flues and a carbonization chamber for carbonizing coal are alternately arranged. The fuel gas outlet is provided in the partition wall between the fuses, and the fuel gas outlet is also provided at the bottom of the fuse. The fuel gas is burned at these fuel gas outlets, and the total amount of heat supplied to the combustion chamber is 30-. By supplying 60% from the bottom of the combustion chamber, the temperature of the upper portion of the combustion chamber is suppressed to be lower than the temperature of the lower portion of the combustion chamber, and the amount of carbon adhering to the upper portion of the carbonization chamber is reduced by dry distillation of coal. Is.
[0006]
Note that a poor gas having a low combustion temperature is burned as a fuel gas at the fuel gas outlet provided at the bottom of the flue, and the above-mentioned poor gas is burned as a fuel gas also at the fuel gas outlet provided at the partition wall between the flues. In addition, a rich gas having a high combustion temperature is burned as a fuel gas at the fuel gas outlet provided at the bottom of the flue, and a poor gas having a low combustion temperature is provided as a fuel gas at the fuel gas outlet provided in the partition between the flues. Ru can also be burning.
[0007]
A combustion method for a coke oven according to the present invention is a combustion method for a coke oven in which a combustion chamber for a fuel gas composed of a large number of flues and a carbonization chamber for carbonizing coal are alternately disposed, and a fuel is provided in a partition wall between flues. By providing gas outlets and fuel gas outlets at the bottom of the flue, burning fuel gas at these fuel gas outlets, and supplying a part of the total heat supplied to the combustion chamber from the bottom of the combustion chamber Since the temperature of the upper part of the combustion chamber at the time of carbonization of coal can be suppressed lower than the temperature of the lower part of the combustion chamber, the amount of carbon adhering to the upper part of the carbonization chamber can be reduced.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing a
[0009]
Even when the poor gas such as blast furnace gas having a low combustion temperature is burned at the
[0010]
The amount of heat supplied from the
[0011]
Further, it is desirable to control the total supply heat amount of the fuel gas from the
[0012]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
Coke oven gas (19200 kJ / Nm 3 ) is supplied from one
[0013]
【The invention's effect】
As described above, the combustion method for a coke oven of the present invention is a combustion method for a coke oven in which a combustion chamber for fuel gas composed of a large number of flues and a carbonization chamber for carbonizing coal are alternately arranged. In addition, a fuel gas outlet is provided in the partition wall between the fuses, and a fuel gas outlet is also provided at the bottom of the fuse. A part of the total heat supplied to the combustion chamber by burning the fuel gas at these fuel gas outlets is provided in the combustion chamber. Since the temperature of the upper part of the combustion chamber during coal dry distillation can be suppressed lower than the temperature of the lower part of the combustion chamber, the amount of carbon adhering to the upper part of the carbonization chamber can be reduced. Further, by burning the poor gas having a low combustion temperature as the fuel gas at the fuel gas outlet provided at the bottom of the flue, and burning the above-mentioned poor gas as the fuel gas also at the fuel gas outlet provided at the partition wall between the flues. The temperature at the upper part of the combustion chamber during the carbonization of coal can be suppressed lower than the temperature at the lower part of the combustion chamber, and a rich gas with a high combustion temperature is burned as fuel gas at the fuel gas outlet provided at the bottom of the flue. However, at the fuel gas outlet provided in the partition between the flues, the temperature at the upper part of the combustion chamber at the time of dry distillation of coal is suppressed to be lower than the temperature at the lower part of the combustion chamber by burning poor gas having a low combustion temperature as fuel gas. be able to. Also, the amount of heat of the fuel gas supplied from the fuel gas outlet provided at the bottom of the flue is 30-60 with respect to the total amount of heat supplied to the combustion chamber from the fuel gas outlet provided in the partition between the bottom of the flue and the flue. %, The temperature of the upper part of the combustion chamber during the dry distillation of coal can be suppressed to be lower than the temperature of the lower part of the combustion chamber, and further from the fuel gas outlet provided in the partition between the bottom of the flue and the flue to the combustion chamber. By controlling the total amount of heat supplied to be constant, the coal can be efficiently carbonized using the fuel gas effectively.
Therefore, the present invention has an extremely great industrial value as a combustion method of a coke oven that can reduce the number of clogging of the extrusion machine at the time of coke extrusion by reducing carbon adhesion to the upper part of the carbonization chamber. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a flue and a combustion chamber used in the practice of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a main part of a coke oven.
FIG. 3 is a temperature distribution diagram in the combustion chamber in the furnace height direction.
FIG. 4 is a correlation diagram between the temperature at the top of the combustion chamber and the number of clogging of the extrusion machine.
FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of a coke oven.
FIG. 6 is a perspective view of a conventional flue and a combustion chamber.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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