(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に低温乾留ゾーンおよび高温乾留ゾーン、下部に冷却ゾーンを有する乾留炉内で成型炭を連続的に乾留する成型コークスの製造方法であって、
前記乾留炉の冷却ゾーンに導入された冷却ガスの一部を抜き出し、低温乾留ガスとして前記乾留炉の低温乾留ゾーンへ供給すること、
前記乾留炉から抜き出されなかった残りの冷却ガスに対して６００〜７００℃に予熱された酸素含有ガスを吹き込み、前記乾留炉内で燃焼させて前記高温乾留ゾーンにおける高温乾留ガスとすること
を含む成型コークスの製造方法。
【請求項２】
上部に低温乾留ゾーンおよび高温乾留ゾーン、下部に冷却ゾーンを有する乾留炉内で成型炭を連続的に乾留する成型コークスの製造装置であって、
前記乾留炉の冷却ゾーンに導入された冷却ガスの一部を抜き出し、低温乾留ガスとして前記乾留炉の低温乾留ゾーンへ供給する低温乾留ガス配管と、
前記乾留炉から抜き出されなかった残りの冷却ガスを前記乾留炉内で燃焼させて前記高温乾留ゾーンにおける高温乾留ガスとするための酸素含有ガスであり、６００〜７００℃に予熱された酸素含有ガスを前記乾留炉の高温乾留ゾーンへ吹き込む酸素含有ガス供給配管と
を含む成型コークスの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成型炭を乾留炉で連続的に乾留する成型コークスの製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の成型コークスの製造法として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。図４は従来の成型コークスの製造装置の概略図を示している。図４において、１は成型炭製造設備、２は乾留炉、３は排出装置、４は顕熱回収装置、５はガス冷却装置、６はガスブロア、７は集塵装置、８は冷却ガス配管、９は低温乾留ガス配管、１０はガスブロア、１１は低温乾留ガス加熱器、１２はエジェクタ、３０は高温乾留ガス配管、３１はガスブロア、３２は高温乾留ガス加熱器である。
【０００３】
図４に示すように、従来の成型コークス製造設備では、乾留炉２の炉頂ガスの一部を冷却ガスとして乾留炉２下部の冷却ゾーン２ｃ下部へ導入し、この冷却ゾーン２ｃを通過したガスを冷却ゾーン２ｃ上部から低温乾留ガス９を加熱器１１にて予熱したガスを駆動源とするエジェクタ１２により抜き出し、低温乾留ガスとして乾留炉２の低温羽口２０へ供給する。また、乾留炉２の炉頂ガスの一部を、高温乾留ガス加熱器３２により加熱し、高温乾留ガスとして、乾留炉２の高温羽口２１へ供給する。
【０００４】
また、特許文献２では、乾留炉の炉頂ガスの一部を冷却ゾーンの下部に導入し、この冷却ゾーンを通過したガスを、冷却ゾーン上部より抜き出すことなく、高温ガス加熱装置により加熱した高温乾留ガスを高温乾留ゾーンに吹き込んで冷却ガスと混合させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５６−４７２３４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０２８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の方法は、いずれも高温乾留ガスの加熱装置を必要とし、高温乾留に必要とされる温度の８５０〜９５０℃まで加熱するためには、金属製の熱交換器では耐熱的に使用できず、従来は蓄熱式の熱風炉２台を交互に切り替えて使用している。このため、設備が大規模なものとなり、コスト高の要因となっている。また、２台の熱風炉は約３０分ごとに交互に切り替えて運転するため、高温乾留ガスが一時的に流れない状態があり、乾留のむらが生じている。さらに、ガスと熱風炉の蓄熱レンガとが熱交換する際、ガス中の重質成分が分解され、炭素の煤が発生してしまうため、ダクトや羽口が閉塞するという問題を有している。
【０００７】
一方、従来の後者の方法では、約９００℃の成型コークスをハンドリング可能な１００℃以下に冷却するためには、熱交換特性から成型炭１トン当たりほぼ９００Ｎｍ3／ｔ−ｂｒｉの冷却ガス量が必要である。また、高温乾留に必要な温度８５０〜９５０℃のガスを得るためには、１０００℃以上のさらに高温の高温乾留ガスを混合させる必要があるため、成型炭の高温乾留に必要なガス量以上のガス量が流入し、成型炭の加熱速度が速くなってコークス化する過程での熱収縮応力が大きくなり、成型コークスの割れが生じやすくなる。その結果、成型コークス製品の歩留まりが低下するという問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明においては、高温乾留ガスの加熱装置を不要とし、安定的かつ連続的に高温乾留ガスを供給して成型コークスの割れを抑制し、成型コークス製品の歩留まりの低下を防止することが可能な成型コークスの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の成型コークスの製造方法は、上部に低温乾留ゾーンおよび高温乾留ゾーン、下部に冷却ゾーンを有する乾留炉内で成型炭を連続的に乾留する成型コークスの製造方法であって、乾留炉の冷却ゾーンに導入された冷却ガスの一部を抜き出し、低温乾留ガスとして乾留炉の低温乾留ゾーンへ供給すること、乾留炉から抜き出されなかった残りの冷却ガスに対して酸素含有ガスを吹き込み、乾留炉内で燃焼させて高温乾留ガスとすることを含む。酸素含有ガスとは、酸素や空気などである。
【００１０】
本発明の成型コークスの製造装置は、上部に低温乾留ゾーンおよび高温乾留ゾーン、下部に冷却ゾーンを有する乾留炉内で成型炭を連続的に乾留する成型コークスの製造装置であって、乾留炉の冷却ゾーンに導入された冷却ガスの一部を抜き出し、低温乾留ガスとして乾留炉の低温乾留ゾーンへ供給する低温乾留ガス配管と、乾留炉から抜き出されなかった残りの冷却ガスを乾留炉内で燃焼させて高温乾留ガスとするための酸素含有ガスを乾留炉の高温乾留ゾーンへ吹き込む酸素含有ガス供給配管とを含むものである。
【００１１】
これらの発明では、乾留炉から冷却ガスを一部のみ抜き出し、乾留炉内に残留した冷却ガスに対して酸素含有ガスを吹き込むことにより、乾留炉内で冷却ガスを燃焼させて高温乾留ガスとするので、従来のように高温乾留ガスを発生させて乾留炉内へ供給する必要がなく、高温乾留ガスの加熱装置が不要となる。また、乾留炉から冷却ガスを一部抜き出すため、成型炭の高温乾留ゾーンに必要以上のガス量が流入することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
（１）乾留炉の冷却ゾーンに導入された冷却ガスの一部を抜き出し、低温乾留ガスとして乾留炉の低温乾留ゾーンへ供給し、乾留炉から抜き出されなかった残りの冷却ガスに対して酸素含有ガスを吹き込み、乾留炉内で燃焼させて高温乾留ガスとすることにより、従来のように高温乾留ガスを発生させて乾留炉内へ供給する必要がなく、高温乾留ガスの加熱装置が不要となる。
【００１３】
（２）乾留炉から冷却ガスを一部抜き出すことから、成型炭の高温乾留ゾーンに必要以上のガス量が流入することを防止することができ、高温乾留ガス量を適正に調整して成型炭を適正な昇温速度で加熱することができるため、成型コークスの割れを抑制して、成型コークス製品の歩留まりの低下を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態における成型コークス製造装置の概略図である。
【図２】図１の成型コークス製造装置の各ガス供給量の実施例を示す図である。
【図３】比較例として従来の成型コークス装置の各ガス供給量を示す図である。
【図４】従来の成型コークス製造装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明の実施の形態における成型コークス製造装置の概略図である。図１において、本発明の実施の形態における成型コークス製造装置は、成型炭製造設備１と、乾留炉２と、排出装置３と、顕熱回収装置４と、ガス冷却装置５と、ガスブロア６と、集塵装置７と、冷却ガス配管８と、低温乾留ガス配管９と、ガスブロア１０と、低温乾留ガス加熱器１１と、エジェクタ１２と、酸素含有ガス配管１３と、ガスブロア１４と、酸素含有ガス予熱器１５とを有する。
【００１６】
成型炭製造設備１は、原料の粉炭にバインダーを添加し、成形機にて成型炭を製造する設備である。乾留炉２は、上部から投入される成型炭を連続的に乾留する竪型乾留炉であり、上部が上から順に６５０℃程度の低温で乾留する低温乾留ゾーン２ａ、９００℃程度の高温で乾留する高温乾留ゾーン２ｂ、下部が５０〜６０℃の冷却ガスにより冷却する冷却ゾーン２ｃとなっている。低温乾留ゾーン２ａの下部には低温乾留ガス導入用の低温羽口２０が設けられ、高温乾留ゾーン２ｂの下部には酸素含有ガス導入用の高温羽口２１が設けられている。また、冷却ゾーン２ｃの上部および下部には、それぞれ冷却ガスの排出口２２および導入口２３が設けられている。また、乾留炉２の炉頂部には炉頂ガスの排出口２４が設けられている。
【００１７】
乾留炉２の上部から投入された成型炭は、乾留炉２を降下し、その過程で低温乾留ゾーン２ａおよび高温乾留ゾーン２ｂにおいて望ましい加熱速度パターンを与えられることにより乾留される。低温乾留ゾーン２ａおよび高温乾留ゾーン２ｂを通過した高温コークスは冷却ゾーン２ｃを降下する過程でハンドリング可能な温度まで冷却され、成型コークスとして排出装置３から炉外に排出される。
【００１８】
顕熱回収装置４は、乾留炉２を通過した炉頂ガスから顕熱を回収する装置である。乾留炉２を通過した炉頂ガスは、顕熱回収装置４により顕熱が回収され、ガス冷却装置５により冷却され、ガスブロア６によって集塵装置７に圧送される。集塵装置７を通過したガスの大部分は循環ガスとして冷却ガス配管８および低温乾留ガス配管９へ送られ、残りは回収ガスとして副産物回収装置に送られる。
【００１９】
冷却ガス配管８は冷却ゾーン２ｃの下部の冷却ガスの導入口２３に接続されており、循環ガスは冷却ガス配管８を通じて導入口２３から冷却ガスとして冷却ゾーン２ｃに供給される。低温乾留ガス配管９は低温乾留ゾーン２ａの下部の低温羽口２０に接続されており、循環ガスはガスブロア１０によって低温乾留ガス加熱器１１に圧送され、所定の温度に加熱されて、エジェクタ１２を通じて低温羽口２０から低温乾留ガスとして低温乾留ゾーン２ａに供給される。
【００２０】
このとき、冷却ゾーン２ｃを通過した冷却ガスの一部は、冷却ガスの排出口２２に接続された抽気配管１６から抜き出され、エジェクタ１２により低温乾留ガスに混合されて低温乾留ゾーン２ａに供給される。また、乾留炉２から抜き出されなかった冷却ガスは、酸素含有ガス配管１３を通じて高温乾留ゾーン２ｂの下部の高温羽口２１から吹き込まれる酸素含有ガスによって部分燃焼させて高温乾留ガスとし、高温乾留ゾーン２ｂでの高温乾留に利用される。なお、酸素含有ガス配管１３の途中には、酸素含有ガス予熱器１５が設けられており、ガスブロア１４により圧送される酸素含有ガスは６００〜７００℃の所定の温度に予熱される。
【００２１】
上記構成の成型コークス製造装置では、乾留炉２から冷却ガスを一部のみ抜き出し、乾留炉２内に残留した冷却ガスに対して酸素含有ガスを吹き込むことにより、乾留炉２内で冷却ガスを燃焼させて高温乾留ガスとするので、従来のように高温乾留ガスを発生させて乾留炉２内へ供給する必要がなく、高温乾留ガスの加熱装置が不要となる。また、従来の方法と比べて抜き出す冷却ガス量が少ないため、排出口２２へのコークス粉の飛散を減少できるため、コークス粉による閉塞やエジェクタ１２のノズル部の摩耗が少なくなる。
【００２２】
また、乾留炉２から冷却ガスを一部抜き出すため、成型炭の高温乾留ゾーン２ｂに必要以上のガス量が流入することを防止することができ、高温乾留ガス量を適正に調整して成型炭を適正な昇温速度で加熱することができるため、成型コークスの割れを抑制して、成型コークス製品の歩留まりの低下を防止することが可能である。また、従来の成型コークス製造装置のように加熱装置との熱交換時の煤が発生しないため、酸素含有ガス配管１３や高温羽口２１での煤による閉塞を防止できる。
【実施例】
【００２３】
図２は図１の成型コークス製造装置の各ガス供給量の実施例を示す図、図３は比較例として特許文献１に記載の従来の成型コークス製造装置の各ガス供給量を示す図である。
【００２４】
図２に示す実施例では、冷却ゾーン２ｃの導入口２３に接続された冷却ガス配管８の途中に流量計２５ａおよび流量調整弁２５ｂが設けられており、これらの流量計２５ａおよび流量調整弁２５ｂにより冷却ゾーン２ｃの導入口２３への冷却ガスの供給量が、成型炭１トン当たりのガス量９０９Ｎｍ3／ｔ−ｂｒｉとなるように調整されている。また、低温乾留ガス配管９の途中に流量計２６ａおよび流量調整弁２６ｂが設けられており、これらの流量計２６ａおよび流量調整弁２６ｂにより低温乾留ガス加熱器１１から送られる低温乾留ガスの供給量が、１，５７０Ｎｍ3／ｔ−ｂｒｉとなるように調整されている。
【００２５】
また、低温乾留ガス配管９は、エジェクタ１２に接続された配管９ａと、エジェクタ１２を迂回する配管９ｂとに分岐されている。エジェクタ１２に接続された配管９ａの途中には、流量調整弁２７ｂが設けられている。また、冷却ゾーン２ｃの排出口２２から冷却ガスを抜き出す抽気配管１６の途中には、流量計２７ａが設けられている。この流量計２７ａにより、冷却ゾーン２ｃの排出口２２から抜き出す冷却ガス量が６１２Ｎｍ3／ｔ−ｂｒｉとなるように、流量調整弁２７ｂにてエジェクタ１２へ供給される低温乾留ガス量（エジェクタ駆動ガス量）が調整される。これにより、低温乾留ゾーン２ａの下部の低温羽口２０に供給される低温乾留ガス量は、配管９ａ，９ｂおよび抽気配管１６により供給されるガス量の合計２，１８２Ｎｍ3／ｔ−ｂｒｉとなる。
【００２６】
そして、冷却ゾーン２ｃの上部には、冷却ゾーン２ｃの下部の導入口２３から吹き込まれた冷却ガスの供給量から排出口２２から抜き出された冷却ガス量を差し引いた量（２９７Ｎｍ3／ｔ−ｂｒｉ）が残り、上部の高温乾留ゾーン２ｂへと流れる。高温乾留ゾーン２ｂの下部の炉内には温度計２８ａが設けられており、温度が９００℃となるように酸素含有ガス配管１３から酸素含有ガスが流量調整弁２８ｂにて流量調整されて吹き込まれる。上記条件では、酸素含有ガス量は８０Ｎｍ3／ｔ−ｂｒｉとなっている。
【００２７】
一方、図３に示す比較例では、冷却ゾーン２ｃの下部の導入口２３から吹き込まれた９０９Ｎｍ3／ｔ−ｂｒｉの冷却ガスは、すべてエジェクタ１２によって抜き出され、低温乾留ガス配管９から供給される１，２７３Ｎｍ3／ｔ−ｂｒｉの低温乾留ガスと混合されて、低温乾留ゾーン２ａへと供給される。そのため、図２に示す実施例と同条件で乾留するためには、高温乾留ゾーン２ｂへ３７８Ｎｍ3／ｔ−ｂｒｉの高温乾留ガスを供給する必要がある。
【００２８】
この高温乾留ゾーン２ｂへ供給する高温乾留ガスは、加熱装置により９００℃まで加熱しておく必要があり、前述のように、加熱装置は大型のものとなるが、実施例のものでは前述のように６００〜７００℃に予熱された腐食性のない酸素含有ガスを８０Ｎｍ3／ｔ−ｂｒｉの少量を供給するだけであるため、酸素含有ガス予熱器１５は小型で良く、金属製の熱交換器を使用できるため、従来の熱風炉に比べて大幅なコストダウンが可能となる。また、比較例では９００℃の高温乾留ガスを供給するため、高温乾留ガス配管３０は高価な耐火物で保護する必要があるが、実施例では６００〜７００℃であるため、高価な耐火物や放散熱を防止するための断熱材も少なくて良い。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、成型炭を連続的に乾留して成型コークスを得る成型コークスの製造方法および製造方法として有用である。
【符号の説明】
【００３０】
１  成型炭製造設備
２  乾留炉
２ａ  低温乾留ゾーン
２ｂ  高温乾留ゾーン
２ｃ  冷却ゾーン
３  排出装置
４  顕熱回収装置
５  ガス冷却装置
６，１０，１４  ガスブロア
７  集塵装置
８  冷却ガス配管
９  低温乾留ガス配管
１１  低温乾留ガス加熱器
１２  エジェクタ
１３  酸素含有ガス配管
１５  酸素含有ガス予熱器
１６  抽気配管
２０  低温羽口
２１  高温羽口
２２，２４  排出口
２３  導入口
２５ａ，２６ａ，２７ａ  流量計
２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ，２８ｂ  流量調整弁
２８ａ  温度計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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