(57)【要約】      （修正有）【課題】炉口枠やナイフエッジ断面形状のフランジ部材など炉蓋部材や炉蓋近傍部材に付着したタールを、電気的な発熱体やクリーナ装置を使用する事なく、完全消去できるコークス炉の操業方法を提供する。【解決手段】石炭粒子３を装入する炭化炉１の出入口４を閉塞する開閉自在な炉蓋構造体２の炭化炉側に炉内発生ガス導入口をもつガス流通耐熱ボックス１３を設けて石炭粒子３を乾留する際に、乾留開始後、ガス流通耐熱ボックス１３内が吸引気圧でかつ発生タールの燃焼分解温度に到達した後、該タールを燃焼させるに必要な量の空気を該ガス流通耐熱ボックス１３に吹き込む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭粒子（３）を装入する炭化炉（１）の出入口（４）を閉塞する開閉自在な炉蓋構造体（２）の炭化炉側に炉内発生ガス導入口（１６）をもつガス流通耐熱ボックス（１３）を設けて石炭粒子（３）を乾留する際に、乾留開始後、ガス流通耐熱ボックス（１３）内が吸引気圧でかつ発生タールの燃焼分解温度に到達した後、該タールを燃焼させるに必要な量の空気を該ガス流通耐熱ボックス（１３）に吹き込む事を特徴とする炉蓋部で発生するタールを消去するコークス炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、コークス炉の炭化室（炉）に装入された石炭粒子を乾留してコークスを製造する際に、炉蓋部で発生し、炉蓋部材または炉蓋近傍部材に付着するタールを消去するコークス炉の操業方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  コークス炉の炭化炉に装入された石炭粒子は、該炭化炉の両側に隣設する燃焼室（炉）から炉壁煉瓦を通して乾留するに必要な高温度の熱が供給されながら加熱され、コークスに製造される。そのときに石炭粒子から、黒色の粘稠な液体生成物すなわちタールが生成する。タールは多種類の化合物を包含するため、各種の有用成分に分離され、各分野の合成化学原料として利用される。ところがコークス製造業において操業中に生成したタールは、炉口枠や該炉口枠を押圧する炉蓋ナイフエッジ部材の内面炉蓋下部などに付着し凝固して堅着するため、炉蓋のシール性を阻害し、炉口枠とナイフエッジ部材の間に隙間を形成する。隙間を形成した炭化炉は炉内で発生したＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、ＣＯ２などのガスを放出し作業環境や大気を汚染する問題から、炉蓋の殆どが、例えば実開昭５９−１０９７４９号公報や特開２００１−２８８４７２号公報などで紹介される様に、炉口を覆着するシールプレートの外周に炉口枠を強く押圧するナイフエッジ断面形状のフランジ部材を接合して気密性を高め、炭化炉で生成したタールの流出を阻止する構造に作られている。しかしながら、コークス操業を長期間続ける間に炉口枠や炉蓋が、高温度の熱に曝されまた炉蓋の開閉毎に急熱急冷が繰り返される熱サイクルの影響を受けて徐々に歪み、部材間あるいは炉口枠と炉蓋の当接間に隙間を形成し、上記した様に該隙間から粘稠なタールが流れ出し、炉蓋の炭化炉側部材に付着して凝固する。特に炉口枠またはナイフエッジ断面形状のフランジ部材などの炉蓋部材や炉蓋近傍部材に堆積して凝固し堅着したタールは、炉蓋の閉塞作業を邪魔し、炭化炉の気密性が保持されない問題があった。この問題を回避する一つの手段として、例えば実開平５−５６９４０号公報で紹介される様に、炉蓋近傍の狭隘なガススペースに面する炉体側のドアフレームに発熱体を設け、この発熱体により炉蓋のシール部を加熱する事によって、シール部でのタール析出と堆積を防止し炉蓋のシール不良を解消する炉蓋が開発されている。炉蓋に発熱体を設ける事はタールを燃焼除去する有効的な手段でもあるが、１炉団に多数の炭化炉を設置しかつ高温域で個別的に開閉されるそれぞれの炉蓋の個々に通電ヒータの発熱体を備える事は、設備維持管理上の問題から、実用化するに至っていない。【０００３】  また炉口枠やナイフエッジ断面形状のフランジ部材などに堅着したタールを、容易かつ効率的に削り取って除去するクリーナ装置も開発されている。例えば特公昭７−７６３４０号公報には「機械式掃除装置と高圧水式掃除装置とをナイフエッジ部材の長手方向へ移動可能に設けて、ナイフエッジ溝部に付着したタールなどを効率よくむら無く除去するコークス炉蓋溝部掃除装置」、特開２０００−２４８２８１号公報には「カッタの待機位置にカッタの刃に向けて水を噴射する定置式ノズルを設けたドアクリーナ」、特開２０００−３１９６６０号公報には「１個の噴射筒の先端面に複数の洗浄範囲に適応する複数の噴射口と、前記噴射筒に接続された軸部内で噴射口に各々接続された高圧水供給路と、該高圧水供給路への高圧水供給切換弁と、前記軸部を回転させる回転駆動部とを備えた炉蓋洗浄ノズル装置」など構造と機能が異なっ��多くの種類のクリーナ装置が、多くの特許公報で紹介されている。クリーナ装置は、石炭粒子装入車やコークス押出機などの炉回り設備と同様に、コークス炉付帯装置の一つに位置づけられている。しかしながら、コークス操業においてクリーナ装置が稼働する時間は、炉蓋開放直後の僅か１〜２分間で、炉口枠やナイフエッジ断面形状のフランジ部材などの炉蓋部材や炉蓋近傍部材に堅着したタールを削り取るには余りにも短い時間である。特に変形した部材の凹部に堅着したタールは、削り取られる事もなく炉口枠と炉蓋の当接間に隙間を形成し、炭化炉の密封性を阻害する問題があった。【０００４】
【特許文献１】              特開２０００−２４８２８１号公報（第１図）
【特許文献２】              特開２０００−３１９６６０号公報（第２頁  第１図）
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明者らは先に、炭化炉に装入された石炭粒子を乾留する際に炭化炉の中央付近で発生し高温度の熱を保有する炭化炉内発生ガスを、炉蓋の炭化炉側に設けたガス流通耐熱ボックスを積極的に通過させる事によって、炉蓋側近傍部に装入された石炭粒子の加熱速度を速めて充分な乾留処理が行なわれ、多くの乾留コークスを製造すると共に、炉蓋に付着するカーボンやタールの生成も著しく減じられる事を知見した。さらに本発明者らはこれらの知見に基づいて、電気的な発熱体やクリーナ装置を使用する事なく、炉口枠やナイフエッジ断面形状のフランジ部材などの如き炉蓋部材や炉蓋近傍部材などに付着するタールを完全消去できる炉蓋を提供する事を目的に深く検討を進めた結果、ガス流通耐熱ボックスを通過する炉内発生ガスを通過する炉内発生ガスを、特開平９−５３０７８号公報や特公平５−３８７９５号公報などの様に「ガススペースを通過する炉内発生ガスに炉外から空気や酸素を吹き込んで燃焼させる、あるいは燃焼させたガススペースの温度を７００〜８５０℃に保持する」様な加熱内蔵式炉蓋を用いて単に空気を吹き込み燃焼させれば本発明の目的が満足されるものでなく、燃焼させるに必要な量の空気をタールの燃焼分解温度に到達した時に吹き込む事によって、その目的が達成できる事を知見した。本発明は、この知見に基づいて構成したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明はこの知見に基づいて構成したもので、その要旨は、石炭粒子を装入する炭化炉の出入口を閉塞する開閉自在な炉蓋構造体の炭化炉側に炉内発生ガス導入口をもつガス流通耐熱ボックスを設けて石炭粒子を乾留する際に、乾留開始後、ガス流通耐熱ボックス内が吸引気圧でかつ発生タールの燃焼分解温度に到達した後、該タールを燃焼させるに必要な量の空気を該ガス流通耐熱ボックスに吹き込んで炉蓋部で発生するタールを消去する、コークス炉の操業方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  以下、本発明法について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本発明法を判り易く説明するために提示したもので、コークス炭化炉の縦断面図を示す。図１において、１は炭化炉、２は炭化炉１に押圧締結構造の炉蓋構造体である。炉蓋構造体２は、石炭粒子３を装入した炭化炉１のコークス押出機側またはコークス排出側あるいはその両者の出入口４に設けた炉口枠５を押圧するナイフエッジ断面形状のフランジ部材６を周設したシールプレート７を介して開閉するもので、通常の炉蓋構造に製作されている。炉蓋構造体２の炭化炉側には断熱ボックス８が設けられている。断熱ボックス８は、金属製の耐熱ボックス９にアルミナシリケートやセラミックス材など一般に使用される断熱材１０を充填したもので、シールプレート７を介して炉蓋構造体２に、また炉内プレート１１あるいはさらにスライドプレート１２を介して炉蓋構造体２に、ボルト締結具（図示せず）で取り付けられている。すなわち、断熱ボックス８は、シールプレート７を熱から防護すると共に、炉蓋構造体２を通して放出する熱の損失を防止するものである。【０００８】  さらに本発明法を実施するためには、上記した炉蓋構造体２の炉内側に設けた断熱ボックス８に、ガス流通耐熱ボックス１３が設けられている。ガス流通耐熱ボックス１３は、図２で示す様に、炉高方向を複数段に分割する位置に設けた横体支持枠１４に石炭粒子３の侵入を遮蔽する耐熱金属の短冊板１５を左右または上下に微小な通気用の間隙すなわち炉内発生ガス導入口１６を設けて縦横に並列した有底または無底のボックスである。本発明法において、ガス流通耐熱ボックス１２は、図２で示す様な構造に限定するものでなく、例えば耐熱金属製の溝型断面ボックスまたは矩形断面ボックスの炭化炉側壁面に任意な数の流通孔すなわち炉内発生ガス導入口を穿設した有底または無底のボックスを使用してもよい。またガス流通耐熱ボックス１３の上端部には天板または排気パイプに繋がる排気孔が設けられ、内部には空気を吹き込むノズル１７が設けられている。図１は、ガス流通耐熱ボックス１３の炉高方向を複数個に分割する位置に設けた一実施例を示したもので、特に、ノズル１７が１個の場合あるいは複数個のノズルを設ける場合の最下側のノズルは、該ガス流通耐熱ボックス１３の下部に堆積した石炭粒子３やタールを、燃焼させ易い位置に設置する事が好ましい。すなわち、本発明法において、ガス流通耐熱ボックス１３は、炭化炉１で発生した炉内ガスを炉内発生ガス導入口１６を介して積極的に流通させ、ノズル１７から吹き込まれる空気で、燃焼させる構造に設けられている。【０００９】  さらにまた本発明法において、ガス流通耐熱ボックス１３に設けられるノズル１７の構造については、特に限定するものでなく、炉内発生ガスを燃焼させるに必要な空気を送り込む事が出来ればよく、例えば下開き開閉板１８を内蔵したノズルやガス流通耐熱ボックス内圧制御弁を設けたノズルなど、各種のノズルを使用する事も出来る。図１は、下開き開閉板１８が揺動する開閉弁を使用したノズル１７例を示す。【００１０】  図１で示す様な構造のコークス炉において本発明法は、先ずは通常のコークス操業法に倣って、炭化炉１の出入口４に設けた炉口枠５にナイフエッジ断面形状のフランジ部材６を押圧しながら炉蓋構造体２で閉塞した後、炭化炉１に石炭粒子３を装入し、続いて該炭化炉１の両側に設けた加熱炉（図示せず）から供給される高温度の熱によって＜炉外が空気を吹き込む事なく＞乾留を開始する。乾留の進行と共に温度は上昇するが、乾留初期において、炭化炉１の中央部で発生し３００〜４００℃程度の低温度の炉内発生ガスが、石炭粒子３から蒸発する水分を含みながら流れ易い炉蓋方向に向かって上昇移動しながら炉内発生ガス導入口１６を通ってガス流通耐熱ボックス１３に流れ込んで上昇するため、ガス流通耐熱ボックス１３が正圧化する。この時期のガス流通耐熱ボックス１３は、炉内発生ガスと共に低温である。この低温時期に炉外からガス流通耐熱ボックス１３に空気を吹き込む事は、ガス流通耐熱ボックス１３を流れる炉内発生ガスに含まれる可燃性ガスの濃度が薄められて燃焼する事もなくまた昇温を遅らせる。特にガス流通耐熱ボックス１３の下部域温度が上昇されず、石炭微粒子とタールが混在する難燃焼性の堆積層を厚く生成する。従って、正圧化時のガス流通耐熱ボックス１３に空気を吹き込み事は、控えるべきである。【００１１】  乾留開始後もガス流通耐熱ボックス１３の温度は徐々に上昇し、石炭粒子３に含まれる水分が蒸発を終了し４５０℃近傍の温度に達すると、石炭粒子３の乾留が進行しガス流通耐熱ボックス１３が負圧化（吸引気圧）に転じつつ温度が上昇し、さらに発生タールの燃焼分解温度（５００℃前後の温度）の到達を待ってから、タールを燃焼させるに必要な量の空気を、炉外からノズル１７を介して該ガス流通耐熱ボックス１３に吹き込む。吹き込まれた必要な量の空気は、炉内発生ガス導入口１６からガス流通耐熱ボックス１３に流れ込んだ炉内発生ガス中の可燃性ガスや石炭微粒子の浮遊物を燃焼させながら該ボックス内温度を上昇させ、燃焼する高温度の熱で、炉口枠５やナイフエッジ断面形状のフランジ部材６やそ他の部材に付着しあるいはガス流通耐熱ボックス１３などに堆積し付着した石炭微粒子やタールを燃焼分解させながら消去し、炉蓋近傍に装入された石炭粒子３もガス流通耐熱ボックス１３の壁板すなわち耐熱金属の短冊板１５を介して加熱する。
【実施例】
【００１２】  次に、本発明法の実施例について、説明する。
炉高６．７ｍ、炉幅４３０ｍｍ、炉長１５．８ｍの炭化炉１の出入口４を、図１で示す様な炭化炉側に耐熱金属の短冊板１５を左右上下に炉内発生ガス導入口１６を設けて縦横に並列して構成したガス流通耐熱ボックス１３を持つ炉蓋構造体２で閉塞し、石炭粒子３を装入した後加熱し始め、石炭粒子３に含まれる水分が充分に蒸発しガス流通耐熱ボックス１３の圧力が正圧（１０ｍｍＡｑ）から負圧（−８ｍｍＡｑ）の定常な吸引気圧に転じ乾留温度もタールの燃焼分解温度（４９０℃）に達したときに、下開き自動開閉板を内蔵したノズル１７を作動させタールを燃焼させるに必要な量の空気をガス流通耐熱ボックス１３に吹き込みながら、通常の熱サイクルで３５日間、連続稼働するコークス操業を行った。
その結果、上記した本発明法によれば、石炭粒子３の乾留中に炉蓋部で必然的に発生し炉蓋部材や炉蓋近傍部材などの各部材に付着するタールは、完全に燃焼分解し、タールの形跡さえ見られず完全に消去し、炉蓋開放後の炉蓋クリーナ作業を全く必要としない金属表面肌の炉蓋であった。また炉蓋近傍部に装入された石炭粒子も、高温度の熱を保有する炉内発生ガスを積極的に流入する構造のガス流通耐熱ボックス１３によって、火廻りがよく充分な乾留が行われ、良好な品質の乾留コークスに製造されている。
尚、上記の本発明法で得られた結果を、ガス流通耐熱ボックス１３を設けた炉蓋構造体によるコークス操業法で２０日の連続間稼働させた結果と、さらに耐火煉瓦を内張りした従来の炉蓋構造体によるコークス操業法による７日間稼働後の結果に比較して見た。前者のコークス操業法では、ガス流通耐熱ボックス１３の下部側でタールが燃焼した形跡が炉蓋部材で若干見られるものの、その周辺の炉蓋近傍部材には炉蓋クリーナ作業を必要としない金属表面肌であった。また本発明法と同様に、良好な品質の乾留コークスが製造されている。後者のコークス操業法によれば、耐火煉瓦さらにそれを保持する炉蓋構造体の炭化炉側には、炉蓋クリーナ作業を行わなければ後続のコークス操業を行えないほどの、タールが堅着している。また炉蓋近傍部に装入された石炭粒子の火廻りも悪く、多くの不良コークスが製造されている。
【発明の効果】
【００１３】  以上述べた様な本発明法によれば、炉蓋構造物の炭化炉側にガス流通耐熱ボックスを設ける事によって、炉蓋近傍部に装入された石炭粒子の乾留速度が速められる。さらに乾留中に発生し炉口枠やナイフエッジ断面形状のフランジ部材などの炉蓋部材や炉蓋近傍部材に付着したタールを燃焼させるに必要な量の空気を、ガス流通耐熱ボックス内で本発明法の特定条件を満足する操業状態に達した時に吹き込む事によって、タールが燃焼分解し消去されるために、炉蓋クリーナ作業を全く必要としない。しかも金属表面肌を呈した炉蓋で、長期間にわたって使用続けられる特長がある。
また、炭化炉の炉蓋側に装入された石炭粒子は、従来の加熱内蔵式炉蓋以上の昇温速度に速められて加熱されるため、充分な乾留処理が行われ、乾留不充分な不良コークスの発生量も著しく低減できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を判り易く説明するために提示したもので、コークス炭化炉の縦断面図を示す。
【図２】  本発明法を実施する場合のガス流通耐熱ボックスの他の一実施例を、斜視図で示す。
【符号の説明】
１  炭化炉
２  炉蓋構造体
３  石炭粒子
４  出入口
１３  ガス流通耐熱ボックス
１６  炉内発生ガス導入口
【図１】
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【図２】
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