(57)【要約】【課題】コークス炉の炭化室における天井部分に付着したカーボン量の推定を可能とし、その後のアクションの判断が容易となるコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定方法及び推定装置を提供する。【解決手段】  コークス炉の炭化室天井部に付着したカーボン量の推定方法であって、抵抗測定手段により炭化室天井部領域の長手方向貫通抵抗を測定する抵抗測定工程と、該抵抗測定工程により測定された抵抗値に基づいて、炭化室天井部におけるカーボン付着量を推定するカーボン付着量推定工程とを有する。【選択図】図１
2006182945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炭化室天井部に付着したカーボン量の推定方法であって、
抵抗測定手段により炭化室天井部領域の長手方向貫通抵抗を測定する抵抗測定工程と、
該抵抗測定工程により測定された抵抗値に基づいて、炭化室天井部におけるカーボン付着量を推定するカーボン付着量推定工程と
を有することを特徴とするコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定方法。
【請求項２】
カーボン付着量推定工程によるカーボンの付着量推定結果に基づいて、予め決定された複数の補修方法の中から１つの補修方法を決定する補修方法決定工程を有することを特徴とする請求項１に記載のコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定方法。
【請求項３】
コークス炉の炭化室天井部に付着したカーボン量の推定装置であって、
炭化室天井部領域の長手方向貫通抵抗を測定する抵抗測定手段と、
該抵抗測定手段により測定された抵抗値に基づいて、炭化室天井部におけるカーボン付着量を推定するカーボン付着量推定手段と
を有することを特徴とするコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定装置。
【請求項４】
カーボン付着量推定手段によるカーボンの付着量推定結果に基づいて、予め決定された複数の補修方法の中から１つの補修方法を決定する補修方法決定手段を有することを特徴とする請求項３に記載のコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の操業管理における炭化室の天井部分に付着したカーボン量の推定方法及びその推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭を乾留してコークスにするコークス炉は、燃焼室と炭化室とが交互に配置され、燃焼室と炭化室とは耐火煉瓦の隔壁（炉壁煉瓦）で仕切られている。炭化室には上方から装炭車のホッパに積んだ石炭が装入される。石炭は炭化室の両側に配置された燃焼室の熱で乾留され、コークスとされる。この乾留されたコークスは、押出し機の押出しラムによって側方から押され、炭化室から排出される。
【０００３】
前記装炭車から炭化室への石炭の装入は、通常４〜５ヶ所設けられた装入孔から行われるため、石炭の装入直後は装入された石炭による山と谷ができる。そこで、装入された石炭による山と谷を平滑化するため、或いは、炭化室の天井部領域に形成される乾留中の石炭から発生するガスの通り道、いわゆるガス道を確保するため、装入された石炭の上面を、例えば、レベラーを往復させて均しを行い、その後、石炭の乾留が行われる。
【０００４】
このように、コークス炉の炭化室においては、石炭の装入、乾留、押出しが繰り返し行われる。ここで、炭化室の炉壁及び天井部近傍には、上記操業を繰り返すうちにカーボンが徐々に付着し成長する。なお、前記天井部領域とは、炭化室内に装入される石炭の上端位置（コールレベル）よりも上部の炭化室内の空間領域をいう。
【０００５】
前記炭化室の炉壁に付着した、いわゆる炉壁カーボンは、コークスの押出し性の悪化をもたらす。一方、前記炭化室の天井部近傍に付着した、いわゆる天井カーボンは、ガス道の閉塞による炭化室内圧力の異常上昇及び装入孔詰まりなどのトラブルを引き起こす。
【０００６】
炉壁カーボンについては、炭化室からコークスを押し出す際の押出し力の値から炉壁へのカーボンの付着量や炉壁の損傷状況を予測し、その状況により、炭化室内に石炭を装入しない状態で加熱を行い炭化室内の炉壁煉瓦に付着したカーボンを落とすカーボン落しや炭化室内の炉壁煉瓦の損傷部分に行う炉壁補修（例えば、溶射や吹き付け）、若しくは、炭化室に装入される石炭の配合率変更などの石炭性状調整などの対策がとられる。
【０００７】
例えば、特開２００４−９９６９８号公報（特許文献１）には、コークス炉のコークスを排出するための押出し力等から今後の操業において、炉壁へのカーボン付着や炉壁損傷に起因する押詰りの発生の可能性を判定するコークス炉の押詰り判定方法が記載されている。これにより、押詰りの恐れが有ると判定された場合には、炉体が損傷を起こす前に上記のような対策を取ることが可能となり、その結果、健全な状態での炉操業が可能となり、炉の寿命を延ばすことができるというものである。
【特許文献１】特開２００４−９９６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、天井部分に付着したカーボンは押出し力には影響を与えにくいため、上記特許文献１に記載の方法では、炭化室の天井部近傍に付着した天井カーボンについては、その付着量を予測することは困難である。そのため、天井カーボンについては、目視によりその付着程度を確認する方法しか無く、カーボン落しや炉壁補修、若しくは、石炭性状調整などのアクションをどのようなタイミングでどれを行うかの判断が困難且つ熟練を要するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、コークス炉の炭化室における天井部分に付着したカーボン量の推定を可能とし、その後のアクションの判断が容易となるコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定方法及び推定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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有する。
［１］コークス炉の炭化室天井部に付着したカーボン量の推定方法であって、
抵抗測定手段により炭化室天井部領域の長手方向貫通抵抗を測定する抵抗測定工程と、
該抵抗測定工程により測定された抵抗値に基づいて、炭化室天井部におけるカーボン付着量を推定するカーボン付着量推定工程と
を有することを特徴とするコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定方法。
［２］上記［１］において、カーボン付着量推定工程によるカーボンの付着量推定結果に基づいて、予め決定された複数の補修方法の中から１つの補修方法を決定する補修方法決定工程を有することを特徴とするコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定方法。
［３］コークス炉の炭化室天井部に付着したカーボン量の推定装置であって、
炭化室天井部領域の長手方向貫通抵抗を測定する抵抗測定手段と、
該抵抗測定手段により測定された抵抗値に基づいて、炭化室天井部におけるカーボン付着量を推定するカーボン付着量推定手段と
を有することを特徴とするコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定装置。
［４］上記［３］において、カーボン付着量推定手段によるカーボンの付着量推定結果に基づいて、予め決定された複数の補修方法の中から１つの補修方法を決定する補修方法決定手段を有することを特徴とするコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コークス炉の炭化室における天井部分に付着したカーボン量の推定を可能とし、その後のアクションの判断が容易となるコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定方法及び推定装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係るコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定装置の一例を示す概略構成図である。図１に示す天井カーボン付着量推定装置１は、炭化室天井部領域の長手方向貫通抵抗を測定する抵抗測定手段１０と、この抵抗測定手段１０により測定された抵抗値に基づいて、炭化室天井部における付着カーボン量を推定するカーボン付着量推定手段２０とを有するものである。
【００１４】
さらに、本発明は、前記カーボン付着量推定手段２０によるカーボンの付着量推定結果に基づいて、予め決定された複数の補修方法の中から１つの補修方法を決定する補修方法決定手段３０を有することが好ましい。
【００１５】
これにより、コークス炉の炭化室における天井部分に付着したカーボン量の推定が可能となり、その後のアクションの判断が容易となる。
【００１６】
なお、前記天井部領域とは、炭化室内に装入される石炭の上端位置（コールレベル）よりも上部の炭化室内の空間領域をいう。
【００１７】
以下、前記各手段について説明する。
【００１８】
［抵抗測定手段１０］
抵抗測定手段１０では、炭化室天井部領域の長手方向貫通抵抗を測定する。ここでは、例えば、炭化室への石炭の装入後、石炭上面をレベラーで均しを行う際に、そのレベラーの押し込み抵抗値を測定し、それを炭化室天井部領域の長手方向貫通抵抗とすることができる。
【００１９】
また、前記レベラーを用いて抵抗値を測定するのではなく、抵抗測定用の冶具、例えば、抵抗測定用の差し込み棒のようなものを用いて抵抗値を測定するようにしてもよい。
【００２０】
前記抵抗値の測定は、コークス炉を構成する個々の炭化室毎に行い、それぞれの測定データが、炭化室毎に区別されてデータベースに保存される。
【００２１】
なお、前記レベラー或いは抵抗測定用の差し込み棒を用いて抵抗値を測定する場合は、前記レベラー或いは抵抗測定用の差し込み棒の１回の挿入操作における最大の出力データを抵抗値とすることが好ましい。炭化室の天井部領域にカーボン等が大量に付着している場合、その部分が抵抗となって前記レベラー或いは抵抗測定用の差し込み棒の挿入抵抗値が高くなる。そこで、炭化室毎に、１回の挿入操作における最大の出力データを測定することで、炭化室の天井部領域におけるカーボン付着状況の推定が可能となる。
【００２２】
なお、抵抗値として用いうるデータとしては、上記１回の挿入操作における最大の値の他に、例えば１回の挿入操作における抵抗値の平均値や、挿入操作中の特定の範囲における抵抗の値、最大値、平均値などのデータ値を用いることもできる。また、例えば、前記レベラー或いは抵抗測定用の差し込み棒の駆動モーターの電流値、電力値、トルク値などの値を用いることもできる。
【００２３】
［カーボン付着量推定手段２０］
カーボン付着量推定手段２０では、前記抵抗測定手段１０により測定された抵抗値に基づいて、炭化室天井部におけるカーボン付着量を推定する。
【００２４】
ここでは、前記抵抗測定手段１０により測定された抵抗値の値、例えば、１回の挿入操作における最大の出力データ（単位：アンペア（Ａ））によって、例えば、以下のように３つのレベルに分けてカーボン付着量を推定するようにしてもよい。なお、レベルの分け方及び抵抗値の大きさは、設備構成、操業条件或いは運用等により適宜変更され得る。
１）Ａレベル
抵抗値：絶対値で、例えば９０Ａ以上
カーボンの付着量大
２）Ｂレベル
抵抗値：絶対値で、例えば７０Ａ以上９０Ａ未満
カーボンの付着量中
３）Ｃレベル
抵抗値：絶対値で、例えば７０Ａ未満
カーボンの付着量少
［補修方法決定手段３０］
補修方法決定手段３０では、前記カーボン付着量推定手段２０によるカーボンの付着量推定結果に基づいて、予め決定された複数の補修方法（補修アクション）の中から１つの補修方法を決定する。
【００２５】
ここで、前記補修方法としては以下の項目を行うことが好ましい。
【００２６】
（イ）炭化室の乾留温度を下げる。
当該炭化室の両側に位置する燃焼室の設定温度を下げ、乾留温度を下げる。乾留温度を下げることで、炭化室の天井部へのカーボン付着速度を低下させることが可能となる。スケジューリングの関係で、以下の（ロ），（ハ）の補修実施時期に調整が必要となった場合に、乾留温度を下げることでカーボン付着速度を低下させ、前記補修の実施時期の到達を遅らせ調整を行うことが可能となる。
なお、当該炭化室の両側に位置する燃焼室の燃焼ガスのカロリー調整を行い、炭化室の上部と下部で温度差を設けるような調整、例えば、炭化室の上部、つまり天井部領域の温度を下げ、下部の温度を高くする方法を用いてもよい。天井部領域の温度を下げることで、上記同様炭化室の天井部へのカーボン付着速度を低下させることが可能となる。
【００２７】
（ロ）カーボン落しの実施。
炭化室内に石炭を装入しない状態で加熱を行い炭化室内の天井部領域の煉瓦に付着したカーボンを落とす。ここでは、炭化室内の炉壁煉瓦に付着したカーボンを落とす場合の加熱時間より長時間の加熱を行う。炭化室内の天井部領域の煉瓦に付着するカーボン量は、前記炉壁煉瓦に付着するカーボン量より多く付着するからである。
【００２８】
また、サンドブラストにより炭化室内の天井部領域の煉瓦に付着したカーボンを落とす方法を用いることもできる。
【００２９】
（ハ）炭化室に装入される石炭性状の調整実施。
炭化室に装入される石炭性状を調整する。前記調整する石炭性状としては、例えば、炭化室に装入される石炭の配合率、粒度、水分含有量等とすることができる。
【００３０】
前記炭化室に装入される石炭の配合率の調整は、装入される石炭に含まれる揮発分が多いと炭化室内の天井部領域の煉瓦に付着するカーボン量が多くなるので、揮発分の含有率が少ない石炭の配合割合を増やして、配合炭全体としての揮発分の含有量を少なくする方向で調整する。なお、この調整は、コークス炉全体に影響を与える調整であるので、コークス炉全体の炭化室において天井部領域の煉瓦に付着するカーボン量が多くなっていると判断される場合に実施する。ここで、炭化室に装入される石炭の配合率の調整は、例えば、配合炭槽からの各銘柄の切り出し量を調整することにより行うことができる。
【００３１】
また、前記炭化室に装入される石炭の粒度の調整は、炭化室に装入される石炭の粒度が細かすぎると、装入した石炭の微粉が舞い上がり炭化室内の天井部領域の煉瓦に付着するカーボン量が多くなるので、粒度を粗くする方向で調整する。ここで、炭化室に装入される石炭の粒度の調整は、例えば、クラッシャーの回転数を調整することにより行うことができる。
【００３２】
また、前記炭化室に装入される石炭の水分含有量の調整は、炭化室に装入される石炭の水分含有量が少なすぎると、装入した石炭の微粉が舞い上がり炭化室内の天井部領域の煉瓦に付着するカーボン量が多くなるので水分含有量を多くする方向で調整する。ここで、炭化室に装入される石炭の水分含有率の調整は、例えば、石炭調湿機における加熱用蒸気量を調整することにより行うことができる。
【００３３】
上記補修項目の優先順位としては以下のようにすることができる。
【００３４】
１．特定の炭化室の抵抗値が高い場合、或いは、複数の炭化室で抵抗値が高いがコークス炉全体の傾向とは判断されない場合。
【００３５】
１−１．該当する炭化室の抵抗値の絶対値が高い場合、例えば、前記カーボン付着量推定手段２０における付着レベルがＡ及びＢの場合には、上記（ロ）のカーボン落としを実施する。この場合、前記レベルＡの炭化室を、絶対値の高い順にまずリストの上位に載せ、その下位の順番に前記レベルＢの炭化室を、絶対値の高い順にリストに加える。
【００３６】
１−２．該当する炭化室の抵抗値の絶対値は低いが、抵抗値が上昇傾向にある場合には、乾留温度の分布を確認し、上記（ロ）のカーボン落としのリストに掲載。ここで、前記カーボン落としのリストに掲載する場合は、例えば、抵抗値の至近の複数回（２〜３回）におけるデータの変化量から上記Ｂレベルへの到達日を予測して、その早い順に、リストの前記Ｂレベルの炭化室の下に並べる。
２．半数以上の炭化室の抵抗値が高く、コークス炉全体の傾向と判断される場合。
【００３７】
２−１．抵抗の平均値の絶対値が高い場合には、上記（ロ）のカーボン落とし、及び、上記（ハ）の石炭の性状調整を実施する。
【００３８】
２−２．抵抗の平均値の絶対値は低いが、抵抗値が上昇傾向にある場合には、コークス炉全体として、上記（イ）の乾留温度の低減、及び、上記（ハ）の石炭の性状調整を実施する。
【００３９】
なお、前記石炭の性状調整における、炭化室に装入される石炭の配合率、粒度、水分含有量の調整は、この内のどれか一つの項目、又は、二つ以上の項目を組み合わせて調整を行うことができる。
［優先順位決定手段４０］
前記補修方法決定手段３０で決定された特定の補修方法に関し、複数の炭化室が該当する場合に、補修を行う優先順位を決定する。例えば、抵抗測定値（ａ）が、予め定められている基準値（Ｆ）以上であるかどうかの判断を行う。ここで、前記抵抗測定値（ａ）は、前記抵抗測定手段１０で測定した、個々の炭化室毎の天井部領域の長手方向貫通抵抗測定値である。前記抵抗測定値（ａ）が基準値（Ｆ）以上である場合は、早急にその炭化室の補修が必要な状態であると考えられ、補修の優先順位を高くし、さらに、抵抗測定値（ａ）の値の絶対値が大きい順に優先順位を高くする。前記抵抗測定値（ａ）が基準値（Ｆ）より小さい場合は、前記抵抗測定値（ａ）が基準値（Ｆ）以上であるグループよりは、補修の優先順位を下げ、抵抗測定値（ａ）が基準値（Ｆ）より小さいグループの中では、該当する炭化室の至近１ヵ月の抵抗測定値の上昇のトレンド回帰から、前記基準値（Ｆ）以上になる到達日を予測し、その到達日が早い炭化室から優先順位を高くする。なお、前記基準値（Ｆ）は、過去から蓄積された操業実績等に基づき決定される値であり、抵抗測定値（ａ）がそれ以上となった場合には補修が早急に必要となる値を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るコークス炉炭化室の天井カーボン付着量推定装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  天井カーボン付着量推定装置
１０  抵抗測定手段
２０  カーボン付着量推定手段
３０  補修方法決定手段
４０  優先順位決定手段
【図１】
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