(57)【要約】【課題】コークス炉操業の高生産性を保つとともにコークスの製造歩留を高く保ち、タール滓を有効に再利用することのできるタール滓処理方法および装炭車を提供する。【解決手段】原料炭１００を炭化室１２へ装入し、次いで、原料炭１００表面をレベラ１７で均した後に、タール滓２００を炭化室１２内に装入する。これにより、原料炭層とタール滓層とを炭化室１２内で明確に分離する。ここで、タール滓１００の装入は乾留した直後に行うことが望ましい。なお、炭化室１２内へのタール滓１００の装入は、装炭車１１に配設しているタール滓槽２内に貯留したタール滓２００を、分配管４を介して炭化室１２内に装入する。これにより、各炭化室１２へのタール滓２００の装入を効率良く実施することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炭化室内にタール滓を装入してタール滓を処理する方法であって、
前記炭化室内に原料炭を装入する原料炭装入工程と、その原料炭装入工程で装入された原料炭表層をレベラによって掻き均す原料炭均し工程と、その原料炭均し工程で均された原料炭表層にタール滓を装入するタール滓装入工程と、を備えることを特徴とするタール滓処理方法。
【請求項２】
前記タール滓装入工程は、原料炭を乾留した後に実施することを特徴とする請求項１に記載のタール滓処理方法。
【請求項３】
コークス炉の炉体の上部に移動可能に載置される装炭車であって、
コークス炉の炭化室内に原料炭を装入する原料炭装入ホッパと、その原料炭装入ホッパとは別個に設けられて前記炭化室内にタール滓を装入するタール滓装入装置と、を備えることを特徴とする装炭車。
【請求項４】
前記タール滓装入装置は、タール滓を収容するタール滓槽と、当該タール滓槽に接続されて当該タール滓槽内に収容されたタール滓を前記炭化室の各原料炭装入口に分配して装入する分配管と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の装炭車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス製造工程で発生するタール滓をコークス炉において処理する際の、タール滓処理方法および装炭車に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉では、コークス製造工程において発生するコークス炉ガスを精製する際に、副産物としてタール等が回収される。回収されたタール等は、遠心分離器によってタールと、タール滓とにさらに分離される。なお、タール滓は、石炭微粉、微粉コークス、半生コークス粉等からなり含有量が４０〜５０％の素スラジと、５０〜６０％程度のタールとから構成されている。
【０００３】
得られたタール滓は、産業廃棄物として処理されていたが、近年は、タール滓をコークス炉で原料炭とともに燃焼させるタール滓処理方法が考えられている。すなわち、タール滓を原料炭に添加すれば、コークス乾留時の高温によってタール滓の大部分が熱分解するため、タール滓は高カロリーの分解ガスとなり、コークス炉ガスに含まれて回収されることによりエネルギー源として再利用可能となる。
【０００４】
このようなタール滓処理方法としては、例えばタール滓を配合槽あるいはコークス炉装入用ベルトコンベヤ上で原料炭に添加し、これをコークス炉に装入して燃焼、熱分解させる技術が開示されている（例えば特許文献１ないし２参照）。
【特許文献１】特開平９−１５１３８１号公報
【特許文献２】特開平１０−６０４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、タール滓は、粘度が高く流動性に乏しい性質を有している。そのため、タール滓を配合槽やコークス炉装入用ベルトコンベヤで原料炭に添加するタール滓処理方法では、配合槽内やベルトコンベヤ設備にタール滓がタール滓を含有する原料炭とともに付着し、付着したタール滓およびタール滓を含有する原料炭の除去作業が必要になる等の問題がある。
【０００６】
また、装炭車の原料炭装炭ホッパ出口が、タール滓を含有する原料炭により閉塞した場合、原料炭の装入時間の延長、あるいは原料炭の装入が困難になるという問題があり、この状態でコークス炉操業を継続した場合、コークス生産性の悪化や操業停止のおそれが生じる。
そこで、タール滓の搬送経路および装入経路を、原料炭の搬送経路および装入経路と別系統にして、コークス炉の炭化室内に装入する際に、原料炭へタール滓を添加して混合する方法が考えられる。
【０００７】
しかし、炭化室内に装入するに際しての、原料炭とタール滓との混合では、原料炭とタール滓とを均一に混合することは困難である。原料炭とタール滓とを不均一に混合して製造したコークスは、タール滓を均一に混合して製造したコークスと比較して、コークス強度にバラツキが発生する他、コークス強度が低下する場合があり、この方法により製造されるコークスは高炉用コークスとして好ましくない。
【０００８】
また、原料炭とタール滓とをできるだけ混合させないように、別々に炭化室内に装入した場合であっても、炭化室内にはタール滓と原料炭との間に混合層が生じる。この混合層において製造されたコークスは、原料炭単独で製造されたコークスに比較して強度が低いため、高炉装入原料とするコークスとして十分な品質を有しない場合がある。そのため、このような混合層で製造されるコークスを高炉装入原料から除外する必要があるが、混合層が広い領域に及ぶと、高炉装入原料の製造歩留が低下する原因となる。そのため、コークスの製造歩留を高く保つためには、強度が低下したコークスの製造比率を低く抑える必要がある。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、コークス炉操業の高生産性を保つとともにコークスの製造歩留を高く保ち、タール滓を有効に再利用することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、コークス炉の炭化室内にタール滓を装入してタール滓を処理する方法であって、前記炭化室内に原料炭を装入する原料炭装入工程と、その原料炭装入工程で装入された原料炭表層をレベラによって掻き均す原料炭均し工程と、その原料炭均し工程で均された原料炭表層にタール滓を装入するタール滓装入工程と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、コークス製造工程において、炭化室へのタール滓の装入と原料炭の装入とを別々に行い、原料炭からコークスへ乾留する際に、コークス炉内へタール滓を装入し、コークス押出し前にタール滓を燃焼、熱分解させることができる。
そして、原料炭均し工程で均された原料炭表層にタール滓を装入することができるので、炭化室に装入されたタール滓層と原料炭層との間に生じる混合層厚さを薄くし、タール滓層と原料炭層とを明確に分離することができる。そのため、タール滓と原料炭との間に生じる混合層を最小限に抑えることができる。したがって、強度が低下したコークスの製造比率を低く抑えることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタール滓処理方法であって、前記タール滓装入工程は、原料炭を乾留した後に実施することを特徴としている。
請求項２に記載の発明によれば、コークス製造工程において、タール滓の装入時期として、原料炭からコークスへと乾留する過程を経た後にタール滓をコークス炉内へ装入している。これにより、コークス乾留後、コークスを押し出すまでの時間でタール滓を燃焼、熱分解させて処理することができる。したがって、コークス乾留後にタール滓を添加するため、コークス強度に及ぼす影響をより小さくすることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、コークス炉の炉体の上部に移動可能に載置される装炭車であって、コークス炉の炭化室内に原料炭を装入する原料炭装入ホッパと、その原料炭装入ホッパとは別個に設けられて前記炭化室内にタール滓を装入するタール滓装入装置と、を備えることを特徴としている。
請求項３に記載の発明によれば、タール滓は、原料炭装入ホッパとは別個に設けられたタール滓装入装置から装入されるため、原料炭の搬送経路や装炭車の原料炭装入ホッパに装備された装入装置を経由させることがない。そのため、タール滓を含有した原料炭が原料炭の搬送経路や原料炭装入ホッパの装入装置へ付着して操業に支障が生じることがない。したがって、タール滓付着物の除去作業および除去作業中の操業停止が回避される。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、前記タール滓装入装置は、タール滓を収容するタール滓槽と、当該タール滓槽に接続されて当該タール滓槽内に収容されたタール滓を前記炭化室の各原料炭装入口に分配して装入する分配管と、を備えることを特徴としている。
請求項４に記載の発明によれば、コークス炉炉上の装炭車にタール滓槽を配置している。これにより、必要なタイミングで時間遅れなく各炭化室にタール滓を装入することが可能になる。また、炭化室の各原料炭装入口ごとにタール滓貯槽を持つのではなく、タール滓槽内のタール滓を各原料炭装入口に分配して装入するための分配管を備えている。これにより、数多くのタール滓貯槽を設置する必要がなくなり、安価な設備費で設置可能であり、炭化室への装入も短時間で行うことができる。したがって、コストダウンが可能となり、生産性も向上する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コークス炉操業の高生産性を保つとともにタール滓を有効に再利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係るコークス炉を説明する概略斜視図である。なお、このコークス炉は、本発明のタール滓装入装置以外の構成については周知のものと同様であるため、詳しい説明については適宜省略する。
コークス炉は、耐火煉瓦の構築物であり、図１に示すように、蓄熱炉１４と、その蓄熱炉１４の上部に、炭化室１２と、燃焼室１３とが交互に配置されて炉体本体が構成されている。なお、各炭化室１２の上部には複数個（同図では４個の例）の原料炭装入口１０が設けられており、各原料炭装入口１０から原料炭およびタール滓を炭化室内にそれぞれ装入可能になっている。
【００１６】
そして、原料炭を炭化室１２内に装入するために炉体の上部に移動可能に載置される装炭車１１、乾留してできたコークスを炭化室１２から押出す押出ラム１６を有する押出機１５、押し出されたコークスを受けるガイド車１８、およびコークスを回収する消火車１９、の計４台の移動機械がそれぞれ所定の位置に配設されている。また、原料炭を貯留する原料炭塔２１が炉体に隣接して設置されている。なお、コークス押出機１５には、原料炭の表面を掻き均らすための原料炭表層平均機（レベラ）が付随して装備されている（同図では不図示）。
【００１７】
ここで、このコークス炉は、装炭車１１に、炭化室１２内に原料炭を装入する原料炭装入ホッパ２２と、本発明に係るタール滓装入装置１とを備えている。
原料炭装入ホッパ２２は、装炭車１１上に４台備えられており、原料炭塔２１から原料炭をそれぞれ受け入れ可能な位置に設置されている。原料炭塔２１から原料炭をそれぞれ受け入れた原料炭装入ホッパ２２は、原料炭を装入すべき炭化室の位置まで装炭車１１が移動すると、その炭化室１２の原料炭装入口１０へ原料炭を装入可能になっている。
【００１８】
次に、本発明に係るタール滓装入装置について図２を適宜参照しつつ詳しく説明する。
図２（ａ）に示すように、このタール滓装入装置１は、一つのタール滓槽２と、分配管４と、を備えて構成されており、上述した装炭車１１上に配設されている。ここで、タール滓は、ベルトコンベヤ等からなるタール滓搬送装置を介してコークス炉炉上のタール滓槽２に予め収容されるようになっている。なお、図２（ａ）は、タール滓装入装置１を、炭化室１２の炉団方向から見た説明図であり、原料炭装入ホッパ２２の図示を省略して示している。
【００１９】
タール滓槽２は、タール滓を収容する圧力容器であり、不図示のコンプレッサー等を用いてタール滓槽２内を加圧する加圧装置と、タール滓を切り出して分配管４に供給する定量切出し装置とを備えている。定量切出し装置は、タール滓槽２の底部に設けられており、炭化室２に装入する１回分のタール滓を例えばロータリーバルブ等によって所定量切り出して分配管４に供給可能になっている。なお、定量切出し装置は、所定量のタール滓切り出しが完了したら、ロータリーバルブを閉じて、次の切り出しに備えることができる。
【００２０】
分配管４は、タール滓槽２に接続されて原料炭装入口１０の個数に等しい数（本実施形態では４箇所）に分岐しており、タール滓槽２内に収容されたタール滓を炭化室１２の各原料炭装入口１０に分配して配管されている。また、各分配管４は、不図示の加熱装置によって加熱されており、管内を通るタール滓を保温可能になっている。これにより、タール滓槽２から定量切出し装置によって切り出された所定量のタール滓を、各分配管４の先端から各原料炭装入口１０内に装入可能になっている。
【００２１】
ここで、装炭車１１は、コークス炉炉上で所定の軌道上を移動するので、装炭車上に備えられた分配管４の各先端の位置もこの装炭車１１の移動に対応する位置に配備されている。具体的には、各分配管４の先端の配置位置は、炭化室１２の長手方向での位置が、上記４台備えられた各原料炭装入ホッパ２２の各原料炭装入口１０と長手方向で同じ位置に配置されており、また、炭化室１２の炉団方向での位置は、図２（ｂ）に示すように、各原料炭装入ホッパ２２の各装入口と並行して４箇所の炭化室を隔てた位置に配置される。また、各原料炭装入ホッパ２２とタール滓装入装置１との間は、原料炭の乾留直後にタール滓を装入する場合は、５窯分離間して配置される。なお、図２（ｂ）は、タール滓装入装置１を炭化室１２の長手方向から見た説明図である。
【００２２】
次に、上述したコークス炉の炭化室内への原料炭とタール滓の装入、およびタール滓処理方法、並びにコークス製造工程について図３を適宜参照しつつ説明する。
本発明に係るタール滓の処理方法は、原料炭装入工程と、原料炭均し工程と、タール滓装入工程と、を備えており、例えば上述したコークス炉の炭化室内にタール滓を装入してタール滓を好適に処理することができるものである。
【００２３】
詳しくは、原料炭装入工程は、炭化室１２内に原料炭を装入する工程である。原料炭装入工程では、図３（ａ）に示すように、装炭車１０に搭載した各原料炭装入ホッパ２２から切り出された原料炭１００を、各原料炭装入口１０から炭化室１２内に装入する。そして、所定量の原料炭１００の装入が終了したら、続いて原料炭均し工程に移行する。ここで、各原料炭装入口１０は、炭化室１２の長手方向で隣合う原料炭装入口１０の距離がそれぞれ離れているため、同図に示すように、装入された原料炭１０が山状（１００ａ，ｂ，ｃ，ｄ）に堆積しつつ充填されていく。そのため、炭化室１２内への原料炭１００の装入が終了した段階では、複数の原料炭装入口１０の直下に原料炭の山１００ａ，ｂ，ｃ，ｄがそれぞれ形成されるため、装入された原料炭１００の表面には凹凸が生じる。
【００２４】
なお、原料炭装入工程では、炭化室１２内の熱によって発塵があるため、各原料炭装入口１０から漏れ出す発塵を集塵している。詳しくは、図３（ａ）に示すように、各原料炭装入ホッパ２２は、装入筒２２ａの外側に昇降可能な外筒２２ｂを有している。さらに、外筒２２ｂの外方には、外筒２２ｂを囲う集塵フード２２ｃを備えている。これにより、外筒２２ｂを各原料炭装入口１０との間隔を少なくするように昇降させることによって原料炭装入口１０から漏れ出す発塵を集塵可能になっている。
【００２５】
原料炭均し工程は、原料炭装入工程で装入された原料炭表層を、コークス押出機１５に付随して装備されている原料炭表層平均機（レベラ）によって掻き均す工程である。原料炭均し工程では、炉蓋２０の上部に設けた不図示の小蓋からレベラ１７を炭化室１２の長手方向に挿入し、図３（ｂ）に示す矢印の方向に、レベラ１７の前後進をくり返すことによって原料炭装入工程でできた原料炭の山１００ａ，ｂ，ｃ，ｄによる凹凸面をならす作業が行われる。そして、原料炭表層が十分に平坦に均されたら、続いてタール滓装入工程に移行する。なお、図３（ｂ）では、各原料炭装入口１０は開放状態で図示しているが、発塵を防止する点で、各原料炭装入口１０には蓋を行った後、当該原料炭均し工程に移行することが好ましい。
【００２６】
タール滓装入工程は、原料炭均し工程で均された原料炭の表層にタール滓を装入する工程である。タール滓装入工程では、図３（ｃ）に示すように、炭化室１２にタール滓２００を装入するに際し、上述したタール滓装入装置１を用いる。ここで、タール滓装入工程は、原料炭１００を乾留後に実施する。すなわち、レベラ１７を用いて炭化室１２内の原料炭１００を平坦に均した後、次いで、蓄熱炉１４で予熱された燃料ガスを燃焼室１３内で燃焼させて、炭化室１２の炉団方向両端の燃焼室１３からの伝熱による間接加熱によって約１７〜２４時間をかけて原料炭を蒸し焼き（乾留）するが、炭化室１２内へのタール滓２００の装入は、当該乾留後、望ましくは当該乾留直後に実施する。なお、炭化室１２内へ装入するタール滓２００の量は、具体的には、例えば原料炭３０ｔを炭化室内に装入し乾留を行いコークスを生成し、その後、炭化室の上部にタール滓を１ｔ装入している。
【００２７】
炭化室１２で原料炭１００の乾留が終了したら、コークスの回収工程に移行する。なお、コークスの回収工程は、従来と同様であるため、概要のみ簡単に説明する。コークスの回収工程では、各炭化室１２の両側の窯口に配設された炉蓋２０が開放される。次いで、図３（ｄ）に示すように、乾留が終了した原料炭（コークス）１００は、押出機１５に搭載された押出ラム１６で一方の窯口側から押し込まれて他方の窯口へ排出され、ガイド車１８を介して消火車１９へ回収される。
【００２８】
次に、上述した実施形態のコークス炉でのタール滓処理方法およびタール滓装入装置の作用・効果について説明する。
上述したタール滓の処理方法では、炭化室１２内に原料炭１００を装入する原料炭装入工程と、その原料炭装入工程で装入された原料炭１００の表層をレベラ１７によって掻き均す原料炭均し工程と、その原料炭均し工程で均された原料炭１００の表層にタール滓２００を装入するタール滓装入工程と、を備えている。
【００２９】
これにより、コークス製造工程において、炭化室１２へのタール滓２００の装入と原料炭１００の装入とを別々に行い、原料炭１００からコークスへ乾留する際に、炭化室１２内へタール滓２００を装入しているため、タール滓２００は、原料炭１００の乾留過程で燃焼、熱分解し、生じた有用なガスを原料炭乾留時に発生するガスとともに回収することができる。
【００３０】
そして、タール滓２００の装入は、原料炭１００の表面に対して行なわれるため、原料炭１００との混合層を少なくすることができる。特に原料炭均し工程で均された原料炭１００の表層にタール滓２００を装入しているため、炭化室に装入されたタール滓層と原料炭層との間に生じる混合層厚さをできるだけ薄くして、タール滓層と原料炭層とを明確に分離することができる。そのため、タール滓２００と原料炭１００との間に生じる混合層を最小限に抑えることができる。したがって、乾留して得られるコークスにおいて、強度が低下したコークスの製造比率を低く抑えることができる。
【００３１】
また、タール滓装入工程は、原料炭１００からコークスへと乾留する過程を経た後（望ましくは乾留直後）にタール滓２００を炭化室１２内へ装入している。
これにより、コークス乾留後、コークスを押し出すまでの時間でタール滓２００を燃焼、熱分解させて処理することができる。したがって、コークス乾留後にタール滓２００を装入するため、コークス強度に及ぼす影響をより小さくすることができる。また、タール滓２００の装入時は、原料炭装入口１０からのガス漏洩や発塵がほとんどないため、タール滓２００の装入時に集塵しつつ装入を行なう必要もない。
【００３２】
また、上述したタール滓装入装置１は、コークス炉の各炭化室間を移動する装炭車１１に配設されており、タール滓２００を収容するタール滓槽２と、そのタール滓槽２に接続されてタール滓槽２内に収容されたタール滓２００を炭化室１２の各原料炭装入口１０に分配して装入する分配管４と、を備えている。
これにより、このタール滓装入装置１によれば、タール滓２００は、原料炭１００の搬送経路や装炭車１１の装入装置を経由させることがない。そのため、タール滓２００を含有した原料炭１００が原料炭１００の搬送経路や装炭車１１の装入装置へ付着して操業に支障が生じることがない。したがって、タール滓付着物の除去作業および除去作業中の操業停止が回避される。
【００３３】
また、タール滓槽２をコークス炉炉上の装炭車１１に配置しているため、必要なタイミングで時間遅れなく各炭化室１２にタール滓２００を装入することが可能になる。
また、炭化室１２の各原料炭装入口１０ごとにタール滓貯槽を持つのではなく、タール滓槽内のタール滓２００を各原料炭装入口１０に分配して装入するための分配管４を備えている。これにより、数多くのタール滓貯槽を設置する必要がなくなるため、安価な設備費で設置可能であり、炭化室１２への装入も短時間で行うことができる。したがって、コストダウンが可能となり、生産性も向上する。
【００３４】
以上説明したように、このコークス炉でのタール滓処理方法およびタール滓装入装置によれば、コークス炉操業の高生産性を保つとともにコークスの製造歩留を高く保ち、タール滓を有効に再利用することができる。
なお、本発明に係るタール滓処理方法およびコークス炉へのタール滓装入装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
【００３５】
例えば、上記実施形態では、タール滓２００の装入は乾留した後に行っているが、これに限定されず、乾留終了前から装入を行なってもよい。ただし、タール滓の装入を乾留終了前から行なう場合、原料炭装入口からのガス漏洩、発塵等があるため、原料炭装入時に集塵しつつ装入を行なうのと同様に、集塵しつつタール滓の装入を実施する必要がある。そのため、このような集塵作業を省くとともにコークス強度に及ぼす影響をより小さくする上では、上記実施形態のように、タール滓の装入は乾留した後に実施することが望ましい。
【００３６】
また、上記実施形態では、タール滓２００を一括して収容する一つのタール滓槽２から複数の分配管４を介して各原料炭装入口１０にタール滓２００をそれぞれ装入しているが、これに限定されず、タール滓を一括して収容するタール滓槽ではなく、各原料炭装入口に装入する１回分ないし数回分程度のタール滓をそれぞれ収容するようにタール滓槽を複数設けてもよい。しかし、例えばベルトコンベヤ等からなるタール滓搬送装置を介してコークス炉炉上のタール滓槽２にタール滓を効率良く収容し、安価な設備費で設置可能とする上では、上記実施形態のように、タール滓を一括して収容するタール滓槽を採用することが望ましい。なお、上記実施形態では、タール滓は、ベルトコンベヤ等からなるタール滓搬送装置を介してタール滓槽２へ収容される例について説明したが、例えば、圧送管を用いた圧送方式によって行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るコークス炉を説明する概略斜視図である。
【図２】本発明に係るタール滓装入装置を説明する説明図である。
【図３】本発明に係るタール滓処理方法、およびコークス製造工程等について説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    タール滓装入装置
２    タール滓槽
４    分配管
１０    原料炭装入口
１１    装炭車
１２    炭化室
１３    燃焼室
１４    蓄熱炉
１５    コークス押出機
１６    押出ラム
１７    レベラ
１８    ガイド車
１９    消火車
２０    炉蓋
２１    原料炭塔
２２    原料炭装入ホッパ
１００    原料炭
２００    タール滓
【図１】
2005272715.tif 000003
【図２】
2005272715.tif 000004
【図３】
2005272715.tif 000005