(57)【要約】      （修正有）【課題】コークス炉において炭化室から燃焼室に流入する石炭、或いはこの石炭の燃焼灰分が溶融・固化した付着物によるコークス炉蓄熱室の閉塞を防止する方法を提供する。【解決手段】コークス炉において、燃焼室底部の床上に垂直方向に貫通する複数のスリットを設けた耐火物、好ましくはスロットル煉瓦１０を少なくとも１個以上載置して燃焼室で生成した固着物を捕捉するコークス炉蓄熱室の閉塞防止方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉において、燃焼室底部の床上に垂直方向に貫通する複数のスリットを設けた耐火物を少なくとも１個以上載置して燃焼室で生成した固着物を捕捉することを特徴とするコークス炉蓄熱室の閉塞防止方法。
【請求項２】
前記スリットを設けた耐火物がスロットル煉瓦であることを特徴とする請求項１記載のコークス炉蓄熱室の閉塞防止方法。
【請求項３】
前記スリットを設けた耐火物の設置場所を、燃焼室底部のエアーポート、ガスポート、或いはＣＯＧバーナーの開口部を塞ぐ場所の少なくとも１ヵ所以上であることを特徴とする請求項１記載のコークス炉蓄熱室の閉塞防止方法。
【請求項４】
前記スリットを設けた耐火物の積層が少なくとも１段以上であることを特徴とする請求項１記載のコークス炉蓄熱室の閉塞防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化室から燃焼室に流入する石炭、或いはこの石炭の燃焼灰分が溶融・固化した付着物によるコークス炉蓄熱室の閉塞を防止する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉は、図１と図２に示すように、石炭を乾留する炭化室１、燃料ガスを燃焼させる燃焼室２、燃焼廃ガスの余熱を量するための蓄熱室３および蓄熱室下の水平煙道４、ＣＯＧ（コークス炉ガス）分配管５、ＣＯＧダクト７から構成されており、蓄熱室３の上部に炭化室１と燃焼室２が交互に並べられて炉団をなしている。そして、予熱、蓄熱を繰返し熱効率を高めるために、例えば２０〜３０分毎にガスの流れの方向を転換させている。通常、コークス炉の操業は、一例をあげると、燃焼室温度を１２００〜１３００℃に、蓄熱室温度を１１００〜１３００℃に保持し、炭化室内に装入された石炭を非酸化雰囲気中で１８時間程度加熱（乾留）してコークスとなし、炉外へ排出する、という操作を繰り返す。
しかしながら、このコークス炉操業において、耐火煉瓦からなる炭化室の炉壁が破孔して燃焼室や蓄熱室に石炭が流入するという問題が頻発している。この場合、燃焼室内に流入した石炭中の炭素分が燃焼して燃焼室底部に落下する。燃焼室底部は高温のため、灰分が溶融・固化して付着物を形成し、燃焼室下部に配置された燃料ガスを供給するガスポート８やエアーの吹き出し口であるエアーポート９、ＣＯＧを燃焼させるＣＯＧバーナー６を閉塞させる。その結果、コークス炉操業が不安定となり、操業トラブルが多発する。或いは、最悪の場合、当該炭化室でのコークス生産を停止するという極めて深刻な問題に繋がる。
このような燃焼室や蓄熱室への石炭流入に伴う付着物の生成を防止するという問題に対して、従来も、また現在も有効な手段はなく、炭化室から石炭の流入が起こった場合には燃焼室上部から速やかに流入物を人海戦術で除去して固着物がそれ以上増えないようにするか、或いは、特許文献１で提案されている方法に準拠して、熱間で付着物を除去する以外に、有効な対応策が採られていないのが実情である。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４７４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、コークス炉において、炭化室から燃焼室に流入した石炭により燃焼室下部にあるエアーポート、ガスポートおよびＣＯＧバーナーの閉塞を簡便な手段で防止する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その要旨は、コークス炉において、燃焼室下部にあるエアーポート、ガスポートおよびＣＯＧバーナーの上部に、スリットが垂直方向に貫通する構造を有する耐火物を、少なくとも１段、または複数段、好ましくは２段重ねて載置し、燃焼室内に石炭が流入してもこの耐火物のスリット内で捕捉・堆積して上記エアーポート、ガスポートおよびＣＯＧバーナーへの石炭の流入、および蓄熱室内への石炭の流入を防止することを特徴とするコークス炉蓄熱室の閉塞防止方法、である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、コークス炉の燃焼室に石炭が流入しても、燃焼室下部にあるエアーポート、ガスポートおよびＣＯＧバーナー、さらには蓄熱室にまで到達するのを防止でき、これらポートおよびバーナーの閉塞による燃焼阻害を回避することで、コークス炉の安定操業が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明によるコークス炉蓄熱室の閉塞防止方法を図２を以て説明する。図２は平均的なコークス炉の構造を示す一例である。図２において、蓄熱室３の上部に設けた燃焼室２との間、すなわち、燃焼室底部２−１の下部にはコークス炉ガス（ＣＯＧ）をＣＯＧバーナー６へ供給するためのＣＯＧダクト７が埋設されている。また、燃焼室底部２−１には、蓄熱室３で予熱されたミックスガス（ＣＯＧと高炉ガスの混合ガス）を燃焼室２へ供給するためのガスポート８、同じく蓄熱室３で予熱されたエアーを燃焼室２へ供給するためのエアーポート９が設けられている。
コークス炉においては、長年の連続使用により炭化室、燃焼室の耐火煉瓦の破損、あるいは、コークスを炉外に押し出す際に炉壁に作用する力によって、炉壁の一部分が崩壊することがある。このような事態が発生すると、炭化室に装入された石炭が燃焼室に流入し、石炭中の炭素分が燃焼して燃焼室底部に落下し、高温に加熱された燃焼室底部２−１に堆積し、その灰分が例えば１１００℃近傍の温度で溶融・固化して付着物（クリンカー）Ｆ（図５）を形成し、燃焼室下部に配置されたガスポート８やエアーポート９、ＣＯＧを燃焼させるＣＯＧバーナー６を閉塞することになる。最悪の場合には、ポートを経由して石炭や付着物が蓄熱室に侵入したり、ＣＯＧバーナーからＣＯＧダクト内部に入り込み、より深刻な事態を誘発することになる。
【０００８】
そこで、本発明においては、上記ＣＯＧバーナー６、ガスポート８、エアーポート９の上部に何らかの手段で前記付着物が蓄熱室３内へ流入するのを防止するために付着物の流入前段階で付着物を捕捉し、しかもガスまたはエアーの流通を阻害しない手段を探索したところ、ガスまたはエアーの流通に対し、平行な流路を有するような幅１０〜１５mmの複数のスリットＳを設け、しかもこのスリットが垂直方向に貫通する複数の流路を有し、かつ付着物をこのスリットで捕捉できる構造を有する矩形状の耐火物、具体的には珪石を焼成したスロットル煉瓦１０を載置しておくことで、付着物がほぼ１００％捕捉しうることが判明した。
【０００９】
このスリット状のスロットル煉瓦１０は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、例えば一辺が２００mm、厚み約１００mmサイズの矩形状をなし、通常８０〜１００mmφ径、または一辺が８０〜１００mmの矩形を有する上記各ポートやバーナーを完全に覆うように載置することが好ましい。また、スロットル煉瓦１０の上部構造は、図３（ａ）に示すように上面中央部を山形にしたものや、図３（ｂ）のように平面としてもよい。なお、このスロットル煉瓦１０の載置に際しては、図４に示すように、スロットル煉瓦そのものを各ポートやバーナーに個別に置いてもよいし、高さ方向に複数段積層しても差し支えよいが、付着物の捕捉効率の観点からは１段よりも図５に示すように、２段が好ましい。このことは、実際にスロットル煉瓦を２段積みで実操業に供したところ、付着物は殆ど上部のスロットル煉瓦のスリット部で捕捉され、下段のスロットル煉瓦には付着物が見られなかったことによる。
【００１０】
このように、燃焼室２に流入した石炭は、スロットル煉瓦の隙間を通ってそれより下段には到達していないことも判明した。なお、３段以上ではエアー、ＣＯＧ、ミックスガス、燃焼排ガスが通過する際の通気抵抗が高くなり好ましいとは言えない。更に、このスロットル煉瓦に付着物が堆積して流路を塞いだ場合には、炭化室炉壁の一部を開口して付着物をスロットル煉瓦から除去し、再度燃焼室底部に載置するか、新スロットル煉瓦に交換して燃焼室底部に載置すればよい。
【実施例】
【００１１】
本発明を、冶金用コークスを製造している平均的なコークス炉において、押出し機側に位置する窯口部の炉壁損傷に伴って燃焼室内部へ石炭が流入した炭化室の補修を実施した際に適用した。
すなわち、当該部位が損傷した時、炭化室炉壁破孔に加へ、燃焼室を介し蓄熱室へも石炭が流入し、通常１０００℃程度であるべき炉端部の燃焼室内部温度が８００℃以下まで低下し、炉端部で極度な乾留遅れが生じていた。そこで、該箇所の温度を回復させるために、燃焼室炭化室側の炉壁煉瓦の一部を故意に開放し、燃焼室底部の付着物を除去した。続いて、蓄熱室用のスロットル煉瓦をガスポート、エアーポート、ＣＯＧバーナーの各上部に２段に載置した。最後に、開放部を元の状態に復元し、通常の操業を行った。
通常の操業を継続して約４年後に、当該部においてコークス押し詰り処置に起因する同様の損傷が生じて燃焼室内部へ石炭が流入し、当該部における燃焼室温度が低下した。
そこで、当該箇所の温度を回復させるために、前述と同様に燃焼室炭化室側の炉壁煉瓦の一部を開放した。その際に、ガスポート、エアーポート、ＣＯＧバーナーの各上部に載置したスロットル煉瓦の上部には、いずれも図５に示したごとく石炭由来の付着物が存在していた。また、このような付着物は、２段に載置したスロットル煉瓦の上段煉瓦にのみ認められ、下段のスロットル煉瓦には付着物が認められなかった。さらには、ガスポート、エアーポート、ＣＯＧバーナーの各内部にも付着物は存在しないことを確認した。
本発明を従来法と比較すると、燃焼室内部の付着物除去作業、蓄熱室と燃焼室間のダクト内異物除去作業、蓄熱室開放補修作業が不要になり、補修に係るコストと期間が低減された。また、燃焼室温度低下による当該窯の生産量低下期間が大幅に短縮された他、燃焼室底部や蓄熱室近傍といった高温雰囲気での作業が回避されたことで、作業環境の改善も図れた。さらに、補修作業期間の短縮は、コークス炉を構成する耐火物煉瓦の損傷を防止することから、コークス炉の稼働年数を長く維持することができる点でも効果が期待できる。
なお、本実施例は炭化室の窯口近傍部の燃焼室に対して適用したものであるが、窯口より内部の燃焼室へ適用することも充分可能である。特に、炉長方向中央部で同様な損傷が発生した際には、一般的に炉端部以上に補修作業の難易度が高く、且つ、生産不調に伴うデメリットが大きいことから、本発明の効果は増加する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】コークス炉の概略構成を示す図。
【図２】本発明によるコークス炉燃焼室下部にスロットル煉瓦を配置する概略構成を示す図。
【図３】本発明に使用するスロットル煉瓦形状を示す図。
【図４】燃焼室底部におけるダクト、ポートの状態を示す部分拡大図。
【図５】本発明を実施した場合の２段積スロットル煉瓦に付着物が堆積した状態を示す図。
【符号の説明】
【００１３】
１…炭化室
２…燃焼室
３…蓄熱室
４…水平煙道
５…ＣＯＧ分配管
６…ＣＯＧバーナー
７…ＣＯＧダクト
８…ガスポート
９…エアーポート
１０…スロットル煉瓦
Ｓ…スリット
Ｆ…付着物
【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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