(57)【要約】【課題】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。【解決手段】多数のフリュー３からなる燃料ガスの燃焼室２と石炭を乾留する炭化室１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３間の隔壁３１に燃料ガス出口３２を設けるとともにフリュー３の底部３３にも燃料ガス出口３４を設けて、これらの燃料ガス出口３２、３４で燃料ガスを燃焼して燃焼室２に供給される総熱量の一部を燃焼室２の底部３３から供給することにより、燃焼室２上部の温度を燃焼室２下部の温度より低く抑制して石炭を乾留し炭化室１上部に付着する炭素の量を低減する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、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コークス炉の燃焼方法。
【請求項２】
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請求項１に記載のコークス炉の燃焼方法。
【請求項３】
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請求項１に記載のコークス炉の燃焼方法。
【請求項４】
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％とする請求項１〜３の何れかに記載のコークス炉の燃焼方法。
【請求項５】
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請求項１〜４の何れかに記載のコークス炉の燃焼方法。
【発明の詳細な説明】
【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一部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。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％とするのが望ましく、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のが望ましい。
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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