(57)【要約】【課題】コストをかけることなく、微粉石炭の発塵性を抑制し、石炭の燃焼室への漏れ込みを防ぎ、黒煙の発生を抑制しながら、石炭全体の水分は低いレベルで操業可能なコークス炉の黒煙発生防止方法を提供する。【解決手段】炭化室１に石炭Ｃを装入する際に発生する黒煙を防止するコークス炉の黒煙発生防止方法であって、炭化室１の押出機側の炉蓋１７および／または排出口側の炉蓋１８に近接する部分Ａ，Ｂに、炉蓋１７，１８から離れた部分よりも水分の多い石炭を装入する。【選択図】図１
2010222538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化室に石炭を装入する際に発生する黒煙を防止するコークス炉の黒煙発生防止方法であって、
炭化室の押出機側の炉蓋および／または排出口側の炉蓋に近接する部分に、前記炉蓋から離れた部分よりも水分の多い石炭を装入することを特徴とするコークス炉の黒煙発生防止方法。
【請求項２】
前記炭化室に石炭を装入するためのホッパー群のうち、前記押出機側の炉蓋および／または排出口側の炉蓋に近接する部分に石炭を装入するホッパーに、前記炉蓋から離れた部分に石炭を装入するホッパーよりも水分の多い石炭を充填することを特徴とする請求項１記載のコークス炉の黒煙発生防止方法。
【請求項３】
前記ホッパー群に石炭を充填するための第１列炭槽および第２列炭槽を少なくとも備えるコールビンに対して、前記第１列炭槽に前記第２列炭槽よりも水分の多い石炭を送炭することを特徴とする請求項２記載のコークス炉の黒煙発生防止方法。
【請求項４】
前記炭化室の押出機側の炉蓋および／または排出口側の炉蓋に近接する部分に装入される石炭の水分が７．８％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のコークス炉の黒煙発生防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化室に石炭を装入する際に発生する黒煙を防止するコークス炉の黒煙発生防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にコークス炉は、下部に蓄熱室があり、その上部に炭化室と燃焼室とが交互に多数配列された構造をしている。蓄熱室は、燃料ガスおよび空気を予熱し、燃焼室に供給することができる。燃焼室は、供給された燃料ガスおよび空気を燃焼させ、その両側に隣接する炭化室に炉壁を通して間接的に伝熱し、炭化室内の石炭を乾留してコークス化することができる。
【０００３】
コークス炉の炭化室への石炭装入時には、炭化室内圧が上昇するため、老朽化が進み炉壁に燃焼室への貫通亀裂が生じている場合や、炉壁の煉瓦目地切れが存在する場合などには、石炭が燃焼室に漏れ込み、燃焼室内で不完全燃焼し、黒煙となり煙突から外部に放出されることがある。
【０００４】
特に、炭化室内のうち押出機側の炉蓋近傍の炉壁や排出口側の炉蓋近傍の炉壁は、乾留時には昇温され、乾留後にはコークス押出時に炉蓋が開放されるため外気に触れて冷却され、この昇温と冷却の繰り返しにより煉瓦間の目地切れが起こり易くなっている。また、排出口側の炉蓋近傍は、ガスの抜け道である上昇管から最も離れており、石炭装入時にできる石炭山で炭化室上部のガスの抜け道が塞がれた状態になるので、炭化室内圧が高くなり、石炭の燃焼室への漏れ込みが起こり易くなっている。
【０００５】
ところで、高品質のコークスを製造するためには、コークス炉の炭化室に石炭を高密度で充填するのが好ましく、そのためには、予め石炭を十分に乾燥させて水分を減らすことが好ましい。しかし、石炭の水分が低下すると、微粉石炭が遊離し易くなり、遊離した微粉石炭が石炭輸送中に飛散したり、上記と同様に燃焼室に漏れ込み、黒煙となったりすることがある。
【０００６】
このような黒煙は大気汚染の原因となるため、黒煙の発生を抑制する必要がある。黒煙の発生を抑制する方法として、以下の特許文献１には、石炭装入時に、水蒸気を炭化室へと吹き込む方法が開示されている。これは、装入される石炭の含水率が高いと黒煙の発生が減少することを利用したものである。より具体的には、炭化室へと水蒸気を吹き込むことで、装入直後の石炭から発生する水蒸気と合わせて全体の水蒸気量が増加し、炉壁の貫通亀裂や目地切れなどを通過して燃焼室内へと流入する。流入した水蒸気が、貫通亀裂や目地切れなどから燃焼室内へ漏れ込んだ石炭が発生する不完全燃焼ガスと水性ガス反応することにより、黒煙の発生を抑制することができる。
【０００７】
また、発塵性を低下させる方法として、以下の特許文献２には、乾燥石炭を粗粉石炭と微粉石炭に分離し、微粉石炭の粒度分布に応じて、微粉石炭に重質油などを添加してスラリー状とした後、湿式造粒法によって粒径の大きな造粒炭とし、次いで脱水処理した後、前記粗粉石炭と混合する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１−２４７４８５号公報
【特許文献２】特開平９−３１４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、引用文献１の方法では、水蒸気を添加するための特別な装置、操作が必要となることに加え、水蒸気の吹き込みによる煉瓦への悪影響が考えられる。また、引用文献２の方法では、重質油を添加するための装置、操作が必要となることに加え、重質油自体のコストもかかってしまう。
【００１０】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、コストをかけることなく、微粉石炭の発塵性を抑制し、石炭の燃焼室への漏れ込みを防ぎ、黒煙の発生を抑制しながら、石炭全体の水分は低いレベルで操業可能なコークス炉の黒煙発生防止方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明のコークス炉の黒煙発生防止方法は、
炭化室に石炭を装入する際に発生する黒煙を防止するコークス炉の黒煙発生防止方法であって、
炭化室の押出機側の炉蓋および／または排出口側の炉蓋に近接する部分に、前記炉蓋から離れた部分よりも水分の多い石炭を装入することを特徴とするものである。
【００１２】
かかる構成によるコークス炉の黒煙発生防止方法の作用・効果を説明する。炭化室の押出機側の炉蓋に近接する炉壁と排出口側の炉蓋に近接する炉壁は、上述したように、煉瓦間の目地切れが起こり易く、そのため石炭の燃焼室への漏れ込みが起こり易くなっている。本発明では、炭化室に石炭を装入する際、炭化室の押出機側の炉蓋および／または排出口側の炉蓋に近接する部分に、これらの炉蓋から離れた部分よりも水分の多い石炭を装入することで、微粉石炭の遊離、飛散を抑制することができる。これにより、押出機側の炉蓋に近接する炉壁および／または排出口側の炉蓋に近接する炉壁からの発塵性を抑制し、石炭の燃焼室への漏れ込みを防ぎ、黒煙の発生を抑制することができる。さらに、炉蓋から離れた部分の水分を少なくし、炉蓋に近接する部分のみ水分を多くすることで、炭化室内の石炭全体の水分は低いレベルを保ったまま操業することができる。また、重質油などを添加する必要もなく、コストもかからない。
【００１３】
なお、石炭の水分は、その測定方法がＪＩＳ  Ｍ８８１２に規定されており、１０７℃で加熱乾燥させたときの減量率である。
【００１４】
本発明において、前記炭化室に石炭を装入するためのホッパー群のうち、前記押出機側の炉蓋および／または排出口側の炉蓋に近接する部分に石炭を装入するホッパーに、前記炉蓋から離れた部分に石炭を装入するホッパーよりも水分の多い石炭を充填することが好ましい。
【００１５】
炭化室に石炭を装入するためのホッパー群のうち、押出機側の炉蓋および／または排出口側の炉蓋に近接する部分に石炭を装入するホッパーに、炉蓋から離れた部分に石炭を装入するホッパーよりも水分の多い石炭を充填することにより、炭化室の押出機側の炉蓋および／または排出口側の炉蓋に近接する部分に、炉蓋から離れた部分よりも水分の多い石炭を容易に装入することができる。
【００１６】
また、本発明において、前記ホッパー群に石炭を充填するための第１列炭槽および第２列炭槽を少なくとも備えるコールビンに対して、前記第１列炭槽に前記第２列炭槽よりも水分の多い石炭を送炭することが好ましい。
【００１７】
ホッパー群に石炭を充填するための第１列炭槽および第２列炭槽を少なくとも備えるコールビンに対して、第１列炭槽に第２列炭槽よりも水分の多い石炭を送炭することにより、押出機側の炉蓋および／または排出口側の炉蓋に近接する部分に石炭を装入するホッパーに、炉蓋から離れた部分に石炭を装入するホッパーよりも水分の多い石炭を容易に充填することができる。この結果、炭化室の押出機側の炉蓋および／または排出口側の炉蓋に近接する部分に、炉蓋から離れた部分よりも水分の多い石炭を容易に装入することができる。
【００１８】
本発明において、前記炭化室の押出機側の炉蓋および／または排出口側の炉蓋に近接する部分に装入される石炭の水分が７．８％以上であることが好ましい。
【００１９】
石炭の水分が７．８％よりも低くなると煤煙濃度が高くなるので、７．８％以上が好ましい。ここで、煤煙濃度とは、光を利用する光透過型の煤煙濃度計により測定したデータであって、光の透過率が１００％のときの煤煙濃度を０％、光の透過率が０％のときの煤煙濃度を１００％とする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】コークス炉の炭化室の断面図
【図２】コークス炉の上方から見たときのコールビンの一例を模式的に示した説明図
【図３】炭化室への石炭の装入手順を模式的に示した説明図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は、コークス炉の炭化室１の断面図を示している。一般に、コークス炉は、炭化室１が複数並べられているが、ここでは説明の便宜のために、ひとつの炭化室１について説明を行う。
【００２２】
炭化室１の上部には、炭化室１へ石炭Ｃを装入するための装入車２が移動可能に設けられている。装入車２には、ホッパー群Ｈが搭載されており、各ホッパーに充填された石炭Ｃを炭化室１内に装入することができる。石炭Ｃの炭化室１への装入は、炭化室１の上部に設けられた装入口１１〜１５を介して行われる。また、炭化室１の上部には、装入口のほか、ガスの抜け道である上昇管１６が設けられている。なお、装入口の個数は、適宜設定可能である。
【００２３】
炭化室１の両側には燃焼室が設けられており、燃焼室内で燃焼ガスを燃焼させた燃焼熱によって、炭化室１内に装入された石炭Ｃを乾留してコークスを製造することができる。なお、図１には示していないが、燃焼室は図１の炭化室１の奥方向および手前方向にそれぞれ設けられる。
【００２４】
炭化室１内に装入された石炭Ｃの乾留が終了すると、図１の炭化室１の両側の窯口に配設された炉蓋１７，１８を開放する。一方の窯口側には押出機（不図示）が設けられており、この押出機によって、炭化室１内のコークスは他方の窯口（排出口）から排出される。ここでは、図１の炉蓋１７の左側方に押出機が配置され、炉蓋１８が配設された窯口が排出口であると仮定して以下の説明を行う。
【００２５】
本実施形態では、装入車２に搭載したホッパー群Ｈが、第１ホッパーＨ１、第２ホッパーＨ２、第３ホッパーＨ３、第４ホッパーＨ４、第５ホッパーＨ５の５槽からなる例を示す。なお、ホッパー群Ｈは、５槽からなるものに限定されず、上述の装入口の個数と同様に、適宜設定可能である。
【００２６】
したがって、図１のように、炭化室１の押出機側の炉蓋１７に近接する部分、具体的には点線で囲まれた部分Ａには、第１ホッパーＨ１に充填された石炭Ｃが装入口１１から装入される。また、炭化室１の排出口側の炉蓋１８に近接する部分、具体的には点線で囲んだ部分Ｂには、第５ホッパーＨ５に充填された石炭Ｃが装入口１５から装入される。
【００２７】
＜炭化室への石炭の装入手順＞
コークス炉の各炭化室１への石炭Ｃの装入は、以下の手順により行われる。初めに、コークス炉の各炭化室１の上方を移動する装入車２を、コークス炉に設けられたコールビン（装入炭槽）３内の石炭Ｃを充填可能な位置まで移動させて停止し、コールビン３内の石炭Ｃを装入車２のホッパー群Ｈへ充填する。次いで、石炭Ｃが充填された装入車２を、石炭Ｃを装入する炭化室１の上方まで移動させた後、装入車２のホッパー群Ｈ（各ホッパーＨ１〜Ｈ５）から所定量の石炭Ｃを切り出し、炭化室１へ装入する。
【００２８】
以下に、装入車２に搭載のホッパー群Ｈへの石炭Ｃの充填方法について詳しく説明する。上述のように、ホッパー群Ｈへの石炭の充填は、コールビン３の直下に装入車２を移動させて行う。
【００２９】
図２は、コークス炉の上方から見たときのコールビン３の一例を模式的に示した説明図である。コールビン３は、図２に示すように、複数の炭槽を配置して構成される。ここでは、複数の炭槽が縦方向に３列、横方向に５列並べて配置した例を示す。以下の説明では、縦方向の第１列目に横方向に並べて設けられた５個の炭槽Ｘ１〜Ｘ５をまとめて第１列炭槽Ｘ、縦方向の第２列目に横方向に並べて設けられた５個の炭槽Ｙ１〜Ｙ５をまとめて第２列炭槽Ｙ、縦方向の第３列目に横方向に並べて設けられた５個の炭槽Ｚ１〜Ｚ５をまとめて第３列炭槽Ｚと称することにする。
【００３０】
第１列炭槽Ｘには、高水分の石炭（以下、高水分炭Ｃ１と称する）を送炭しておく。第２列炭槽Ｙには、低水分の石炭（以下、低水分炭Ｃ２と称する）を送炭しておく。図３（ａ）にコールビン３に石炭を送炭した状態を示す。ここで、高水分炭Ｃ１とは、水分が７．８％以上の石炭とし、低水分炭Ｃ２とは、水分が７．５％以下の石炭とする。なお、本実施形態では、第３列炭槽Ｚは空き状態となっている。
【００３１】
このコールビン３の直下に装入車２を移動させて、各炭槽から石炭Ｃをホッパー群Ｈの各ホッパーに受炭する。図３（ｂ）に、ホッパー群Ｈの各ホッパーに石炭Ｃを受炭した状態を示す。
【００３２】
第１ホッパーＨ１および第５ホッパーＨ５には、第１列炭槽Ｘの高水分炭Ｃ１を受炭するようにする。具体的には、装入車２を第１列炭槽Ｘの直下に移動させ、第１列炭槽Ｘの炭槽Ｘ１および炭槽Ｘ５から、第１ホッパーＨ１および第５ホッパーＨ５にそれぞれ高水分炭Ｃ１を受炭するようにする。
【００３３】
また、第２ホッパーＨ２〜第４ホッパーＨ４には、第２列炭槽Ｙから低水分炭Ｃ２を受炭するようにする。具体的には、装入車２を第２列炭槽Ｙの直下に移動させ、第２列炭槽Ｙの炭槽Ｙ２、炭槽Ｙ３、炭槽Ｙ４から、第２ホッパーＨ２、第３ホッパーＨ３、第４ホッパーＨ４にそれぞれ低水分炭Ｃ２を受炭するようにする。
【００３４】
すなわち、押出機側の炉蓋１７に近接する部分Ａに石炭Ｃを装入するための第１ホッパーＨ１、および排出口側の炉蓋１８に近接する部分Ｂに石炭Ｃを装入するための第５ホッパーＨ５に、炉蓋１７，１８から離れた部分に石炭Ｃを装入するための第２ホッパーＨ２〜第４ホッパーＨ４よりも水分の多い石炭Ｃを充填する。
【００３５】
このように各ホッパーＨ１〜Ｈ５に充填された石炭Ｃを炭化室１上部の装入口１１〜１５からそれぞれ装入する。これにより、炭化室１の押出機側の炉蓋１７に近接する部分Ａ、および排出口側の炉蓋１８に近接する部分Ｂの水分を、炉蓋１７，１８から離れた部分の水分よりも多くなるように石炭Ｃを炭化室１に装入することができる。
【００３６】
＜実施例＞
図１に示す炭化室１の押出機側の炉蓋１７に近接する部分Ａ、排出口側の炉蓋１８に近接する部分Ｂ、および中央部分（装入口１３の下方部分）に装入する石炭の水分をそれぞれ変化させたときの、装入炭嵩密度（Ｂ．Ｄ．）、コークス強度（ドラム指数ＤＩ）、煤煙濃度を計測した。これらの計測結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2010222538.tif 000003
【００３８】
嵩密度（Ｂ．Ｄ．）は、炭化室１の上部と下部で異なるが、ここでは上部から下部までの平均値として計算している。
【００３９】
コークス強度（ドラム指数）は、ＪＩＳ  Ｋ２１５１に定めるドラム指数ＤＩ１５（１５０）である。
【００４０】
煤煙濃度は、以下の方法により測定を行った。ダクト（煙道）に取り付けられた投光器から出た光を受光器で受け、その透過率を測定し、光の透過率が１００％のときの煤煙濃度を０％、光の透過率が０％のときの煤煙濃度を１００％としている。
【００４１】
＜比較例１＞
炭化室のすべての部分で、装入する石炭の水分を同じとした。以下の比較例、実施例におけるコークス強度変化率、煤煙濃度変化率は、この比較例１の値を基準としている。
【００４２】
＜比較例２＞
比較例１に比べ、すべての部分で石炭の水分を少なくした。その結果、比較例１と比べると、コークス強度（ドラム指数）は高くなったが、煤煙濃度は高くなった。
【００４３】
＜比較例３＞
比較例１に比べ、すべての部分で石炭の水分を多くした。炭化室全体の水分を多くすることで、比較例１に比べ、煤煙濃度を大きく低下させることができたが、コークス強度（ドラム指数）は低下した。
【００４４】
＜実施例１＞
比較例１に比べ、Ａ，Ｂの部分では水分を多くし、中央部分では水分を少なくした。比較例１に比べると、煤煙濃度を低下させることができた。また、コークス強度（ドラム指数）は、同程度に保つことができ、低下することはなかった。
【００４５】
＜実施例２＞
実施例１に比べ、すべての部分の水分を少なくしたが、比較例１に比べ、Ａ，Ｂの部分では水分を多くし、中央部分では水分を少なくした。比較例１に比べると、煤煙濃度をわずかに低下させることができるとともに、コークス強度（ドラム指数）も高くすることができた。
【００４６】
＜実施例３＞
実施例２に比べ、Ａの部分の水分を少なくした。実施例２に比べて、煤煙濃度は高くなっているが、比較例１と比較しても煤煙濃度に大差はなく、コークス強度は高くすることができた。
【００４７】
＜別実施形態＞
第５ホッパーＨ５のみに第１列炭槽Ｘの高水分炭Ｃ１を受炭し、炭化室１の排出口側の炉蓋１８に近接する部分Ｂの水分のみをその他の部分の水分よりも多くなるように石炭Ｃを装入するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１        炭化室
２        装入車
３        コールビン
１１〜１５  装入口
１６        上昇管
１７        炉蓋
１８        炉蓋
Ｈ        ホッパー群
Ｈ１        第１ホッパー
Ｈ２        第２ホッパー
Ｈ３        第３ホッパー
Ｈ４        第４ホッパー
Ｈ５        第５ホッパー
Ｘ        第１列炭槽
Ｙ        第２列炭槽
Ｃ１        高水分炭
Ｃ２        低水分炭
【図１】
2010222538.tif 000004
【図２】
2010222538.tif 000005
【図３】
2010222538.tif 000006