(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の燃焼室におけるガス燃焼制御方法であって、
石炭を装入する炭化室の内部圧力を測定し、前記炭化室に隣接する燃焼室に、廃気側の富ガス供給路から前記内部圧力に応じて不燃性ガスを供給することを特徴とするコークス炉のガス燃焼制御方法。
【請求項２】
前記不燃性ガスを、コークス炉の燃焼排ガスとすることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉のガス燃焼制御方法。
【請求項３】
コークス炉の燃焼室におけるガス燃焼制御装置であって、
石炭を装入する炭化室に隣接する燃焼室の廃気側の富ガス供給路から不燃性ガスを供給する経路と、
該経路に、不燃性ガスを昇圧して送給する昇圧ブロワと、
該経路中に設けられ、不燃性ガスの供給を調節する不燃性ガス流量調節弁と、
前記炭化室の内部圧力を測定する圧力計と、
該圧力計の測定値に基づき前記不燃性ガス流量調節弁を制御し、前記の燃焼室の内部圧力を制御する制御装置と、
を有することを特徴とするコークス炉のガス燃焼制御装置。
【請求項４】
前記不燃性ガスを、コークス炉の燃焼排ガスとすることを特徴とする請求項３に記載のコークス炉のガス燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコークス炉のガス燃焼方法に関し、特に燃焼排ガス（以下、廃気ともよぶ。）の微細なダスト（煤塵）発生を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉は、燃焼室と炭化室が１枚のレンガで仕切られているが、コークス炉の老朽化に伴い、レンガの目地が切れて、この目地切れ部を通って、炭化室から燃焼室へ発生ガスが漏洩することがある。そして、漏洩したガスにより燃焼室の空燃比が乱れ、不完全燃焼を起こして煤が生じる場合がある。
【０００３】
この煤がそのまま煙突から外部に排出されると煙突黒煙となる。なお、このような煙突黒煙は、炭化室内圧力が特に上昇する石炭装入の直後に発生しやすい。
この煙突黒煙に対し、従来、煙突の入側に煙道集塵機を設ける等の対策がとられてきた。しかしながら、この対策では、煙突黒煙の発生はゼロになるものの、投資額が膨大であるという問題がある。
【０００４】
これに対し、特開平06-063334 号公報では、コークス炉の廃気弁の下流側で、廃気を新設の集塵系と既設の煙道系に分岐させ、煤塵の多い、あるいは、黒煙の多い廃気のみを集塵機に導くようにしている。こうすることで、新設の集塵ダクトを小径化でき集塵機そのものも小型化できるので、コスト的に安価となる。
しかし、廃気弁の下流側にスペースがない場合は、集塵系と煙道系を切替える切替ダンパや集塵ダクトを設置することができない。また、多くの門数から構成される炉団では、切替ダンパの個数も多くなるため、総体的に考えると必ずしも安価になるとは限らない。
【０００５】
他の従来技術としては、特開平06-256764 号公報等に開示のように、石炭装入時に装入窯に隣接する燃焼室への燃料ガス流量をコントロールすることで、漏洩ガスを完全に燃焼させる技術がある。しかしながら、こうすると、漏洩ガスは燃焼するものの、部分的には燃焼室が空気過剰になり、レンガの目地に入っているカーボンも燃焼させてしまって目地切れを助長させてしまう問題がある。
【０００６】
また、上記方法は、効果的ではあるが、燃焼室内全体を、漏洩ガスを燃焼させるだけの空気比とする必要があり、燃料ガス流量のコントロールは非常に困難である。
更に、他の従来技術である特開平10-168459 号公報に開示の方法は、炉上の燃焼室覗き穴（ピーピングホール）から空気を吹き込み、漏洩ガスを燃焼させる方法であるが、これも同様に吹き込み空気の流量コントロールが非常に難しい。
【０００７】
従来技術としては他にも、高圧安水スプレーの噴射工程やドライメーンと縁を切るダンパを開口する工程等の制御によって炭化室内の圧力を制御して、石炭装入時に炭化室側から燃焼室側へ発生ガスが漏洩しないようにする方法があるが、炭化室内の圧力制御が及ぶのは、石炭が装入されていない炭化室の上部空間がほとんどであり、石炭が装入されている部位の炉壁、とりわけ、炭化室の底部に近いところの炉壁の目地切れ部からの燃焼室側への発生ガスの漏洩は避けることができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、燃焼室の目地に付着したカーボンを焼失させることなく、簡単な操作によって上記従来技術の問題点を解決し、燃焼ガス中の微細な炭素を効果的に除去することのできるコークス炉のガス燃焼制御方法および装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の各項記載のコークス炉のガス燃焼制御方法および装置によって上記課題を解決した。
(1) コークス炉の燃焼室におけるガス燃焼制御方法であって、石炭を装入する炭化室の内部圧力を測定し、前記炭化室に隣接する燃焼室に、廃気側の富ガス供給路から前記内部圧力に応じて不燃性ガスを供給することを特徴とするコークス炉のガス燃焼制御方法。
(2) 前記不燃性ガスを、コークス炉の燃焼排ガスとすることを特徴とする上記(1) に記載のコークス炉のガス燃焼制御方法。
(3) コークス炉の燃焼室におけるガス燃焼制御装置であって、石炭を装入する炭化室に隣接する燃焼室の廃気側の富ガス供給路から不燃性ガスを供給する経路と、該経路に、不燃性ガスを昇圧して送給する昇圧ブロワと、該経路中に設けられ、不燃性ガスの供給を調節する不燃性ガス流量調節弁と、前記炭化室の内部圧力を測定する圧力計と、該圧力計の測定値に基づき前記不燃性ガス流量調節弁を制御し、前記の燃焼室の内部圧力を制御する制御装置と、を有することを特徴とするコークス炉のガス燃焼制御装置。
(4) 前記不燃性ガスを、コークス炉の燃焼排ガスとすることを特徴とする上記(3) に記載のコークス炉のガス燃焼制御装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１、図２を参照し、（カールスチル式）コークス炉10を例にとって、本発明の実施の形態を説明する。
図１において、２分割式のカールスチル式コークス炉10は、蓄熱室31及び燃焼室21のほぼ中央で、押出機側（マシンサイド側、すなわち、図１の右側であり、押出機は図示せず。) と消火車側（コークサイド、すなわち、図１の左側であり、消火車は図示せず。) に２分割されている。
【００１１】
そして、燃焼ガスの導入を定期的に切り替え、一定時間（20〜30分）毎に、押出機側と消火車側とで燃焼を交互に繰り返している。なお、室炉式コークス炉としては、この他にも、炉の均一加熱や熱効率向上のために各々工夫された燃焼室や蓄熱室の有する構造の相違から、コッパース式、オットー式等、様々な炉が知られている。
【００１２】
コークス炉10は、押出機側と消火車側それぞれの燃料供給部11、および、燃焼室21、炭化室24、蓄熱室31、廃気経路41等を備えており、その廃気は、最終的に煙突44から排煙される。
燃料供給部11は、コークス炉10の両端部から交互に燃料を供給することができるように、それぞれにＣガス配管12、Ｍガス配管13が設けられている。
【００１３】
炭化室24と燃焼室21とは、多数列が交互に隣接して配列されて炉団を形成しており、その上面にはそれぞれ石炭装入口22と覗き穴23が設けられている。
また、図１に示すように、コークス炉10の燃焼室21には、燃料ガスと空気を流通させる複雑な経路が形成されており、燃焼排熱を利用するため、燃焼室21の下側に蓄熱室31が設けられている。
【００１４】
燃焼排ガスは、燃焼排ガス流32で示すように蓄熱室31内を経由して、蓄熱室31を形成するレンガに熱を伝え、その後、小煙道42、大煙道43などの排気経路41を経て煙突44から外気に排出される。
そして、貧ガス（混合ガス：Ｍガス）燃焼時には、Ｍガス配管13に燃料ガスを送り、同時に、空気流14として示すように空気を送る。これらの燃料ガスと空気は、別々に蓄熱室31を経由して高温のレンガと熱交換して昇温され、燃焼室21内で合流して燃焼する。このようにすることで、燃焼ガスの顕熱を有効に利用できる。
【００１５】
一方、富ガス（コークス炉ガス：Ｃガス）燃焼時には、燃料ガスと空気を、蓄熱室31を経由せずに直接燃焼室21内のバーナに供給する。富ガス（Ｃガス）は、炭化水素ガスを多く含んでおり、高温に保持すると分解して煤を生じる恐れがあるため、通常、予熱せずに燃焼させる。
図１に示す本発明を適用するコークス炉10においては、燃焼排ガス流32を、例えば、大煙道43で分岐して昇圧ブロワ20で昇圧し、廃気側（煙突44側) に配置されたＣガス支管である富ガス供給路12b に供給する経路に接続する。
【００１６】
そして、石炭を装入する炭化室24の両隣にある燃焼室21の下部にある廃気側の富ガス供給路12b から燃焼排ガスを供給する。このとき、図２に示すように、石炭を装入する炭化室24b 圧力を、その両隣の燃焼室21の圧力と併せて、圧力計17で測定し、それらの圧力測定値に応じて、供給する燃焼排ガスの流量を調整する。すなわち、石炭装入開始後しばらくの間は、炭化室24b 内部の圧力が燃焼室21内部の圧力よりも高いので、炭化室内部の圧力測定値に対して燃焼室内部の圧力測定値がほぼ同等となるように、供給する燃焼排ガスの流量を調整するのである。
【００１７】
こうすることにより、石炭装入時に生じる炭化室内の圧力上昇に応じて、その両隣の燃焼室に燃焼排ガス流32を供給して燃焼室の圧力を上昇させることができるので、炭化室側から燃焼室側への発生ガス漏洩を防止することができ、煙突からの黒煙発生を解消できる。
しかも、本発明では、廃気側の燃焼室21の下部に燃焼排ガス流32を供給するので、燃焼室21の目地に存在するカーボンを燃焼させることがなく、レンガの目地切れを助長させる心配はない。また、炭化室24b と燃焼室21の圧力に応じて、燃焼排ガス流32の供給量を調整するので、燃焼室内部を過剰に昇圧することがなく、燃焼室21への燃料ガスや空気の流入を妨げることがないので、燃焼室内部での燃料ガスの燃焼を阻害する心配もない。
【００１８】
なお、以上の説明では、石炭を装入する炭化室24の両隣にある燃焼室21に燃焼排ガス流32を供給するとして説明したが、これは、燃焼排ガスが最も手近に得られる不燃性ガスであるからであり、燃焼室21に窒素ガス等の不燃性ガスを導入するようにしても良いことは言うまでもない。
【００１９】
【実施例】
102門の炭化室を有するカールスチル式コークス炉の操業に本発明のコークス炉のガス燃焼方法を適用し操業を実施した。これを本発明例とする。
本発明例では、コークス炉の石炭を装入した炭化室の両隣にある燃焼室に、当該炭化室の内部圧力に応じて、燃焼排ガスを供給した。なお、供給は、燃焼室の下部にある廃気側の富ガス供給支管から行い、石炭装入開始から10分間行った。
【００２０】
一方、従来例として、Ｍガスを用いた貧ガス燃焼のみを適用した操業を実施した。なお、従来例の操業における燃焼室内の圧力は４〜５mmAqであった。
以上の結果、石炭装入後の煤塵濃度の推移は、図３のようになり、本発明例においては、石炭装入後の煤塵濃度が大幅に低下していることがわかる。ここで、煤塵濃度指標とは、従来例における石炭装入後の燃焼排ガス中煤塵濃度の最大値を１として煤塵濃度の推移を相対値で示したものである。煤塵濃度は燃焼室の廃気弁部分にサンプリング管を挿入し等速吸引法で各１分間サンプリングした燃焼排ガス中の煤塵量を燃焼排ガス量当たりの量として求めた。
【００２１】
すなわち、本発明例では、燃焼室内の圧力は６〜７mmAqとなり、炭化室の圧力とほぼ同等としたので、90％以上の煤塵濃度低減を達成することができた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の適用により、炭化室側から燃焼室側への発生ガスの漏洩が少なくなり、コークス炉の燃焼排ガスに混入する微細なカーボンを大幅に低減し、煙道集塵機を設置せずとも、煙突からの放出煤塵量を極めて低いレベルに維持することが可能となった。
【００２３】
しかも、燃焼室下部に不燃性ガスである燃焼排ガスを供給するようにしたので、燃焼室の目地に存在するカーボンを燃焼させることがなくなり、レンガの目地切れを助長させることもなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したコークス炉の模式図である。
【図２】本発明を適用したコークス炉のガス燃焼フローを示す模式図である。
【図３】本発明例と従来例の煤塵濃度の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
10    （カールスチル式）コークス炉
11    燃料供給部
12    Ｃガス配管
12b   富ガス供給路（Ｃガス支管）
13    貧ガス供給路（Ｍガス配管）
14    空気流
16    廃気弁
17    圧力計
18    制御装置
19    燃焼排ガス（不燃性ガス）流量調節弁
20    昇圧ブロワ
21    燃焼室
22    石炭装入口
23    覗き穴
24    炭化室
24b   （石炭を装入する）炭化室
31    蓄熱室
32    燃焼排ガス流
41    廃気経路
42    小煙道
43    大煙道
44    煙突
【図１】
0003948347.tif 000002
【図２】
0003948347.tif 000003
【図３】
0003948347.tif 000004