(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の石炭乾留末期に、該コークス炉の上昇管の蓋を開放して、炭化室内で発生した石炭ガスを大気中へ放出させるに際して、
前記上昇管の先端部の平面視で、該上昇管の外周複数位置で接線方向に助燃ガスを供給すると共に、該助燃ガスを衝突板に当てて上昇管の円周に沿って旋回させることを特徴とするコークス炉上昇管からの石炭ガスの放出方法。
【請求項２】
コークス炉で発生する石炭ガスを大気中に放出する上昇管の先端部外周の複数位置に設けられ、平面視で外周の接線方向に向けて助燃ガスを供給するガス噴射ノズルと、前記上昇管から放出される石炭ガスに旋回流を付与するように、供給された該助燃焼ガスに衝突させる衝突板とを備えたことを特徴とするコークス炉上昇管からの石炭ガスの放出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉上昇管からの石炭ガスの放出方法及び放出装置に係わり、特に、石炭の乾留末期にコークス炉から、その上昇管の蓋を開放して大気中に放出される石炭ガス中の未燃ガスの燃焼を促進し、放出ガスに含まれる炭化水素等の濃度を低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉は、密閉された炭化室に装入された石炭へ、該炭化室に隣接する燃焼室で発生させた燃焼排ガスの熱を炉壁レンガを介して伝え、石炭をコークスヘと乾留する設備である。図２に、石炭乾留中の炭化室０内の様子を模式的に示す。石炭１の乾留時には、石炭１中の揮発成分が石炭ガス２として放出され、該石炭ガス２は、図２に矢印ｆａで示すように、石炭層１の上部から上昇管３を通じてドライメーン４（一種のガス溜め）へ送り、回収して種々の用途に利用されている。この石炭ガス２は、乾留の進行に応じて発生量や組成が変化しており、乾留末期には、発生量が低下すると共に、主成分がほぼ水素となってガスカロリーが低下するため、回収する価値がなくなる。
【０００３】
また、乾留後のコークスを炭化室０から外へ押出す前に、該炭化室０内の石炭装入孔８の周辺や炉壁上部に付着したカーボン５を燃焼除去する必要もあるため、図２に示すように、石炭乾留末期には、上昇管３の蓋６（トップカバーともいう）を開放すると共に、ドライメーン４側との連結を弁７で遮断し、石炭装入孔（以下、単に装入孔８という）から上昇管３へ向けてドラフトによる空気の流れ（矢印ｆｂ）を作り、カーボン焼きを実施している。このカーボン焼きにより、上記の炉内付着カーボン５が燃焼するばかりでなく、乾留末期に石炭から発生する炭化水素等のガスも燃焼し、それらの燃焼排ガスは上昇管３から大気中へ放出される。この上昇管３から放出される燃焼排ガスには、未燃の石炭ガスが混入しているため、上昇管３の上方へ放出される際に大気と接触することにより、燃焼し、火炎９が発生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記装入孔８から空気を自然に吸引させる方法では、発生した未燃焼ガスを完全に燃焼できる酸素量が供給できず、また該装入孔８及び炉壁上部に付着したカーボン５及び炭化室０内で乾留を終了したコークスにも酸素が消費されるため、発生ガス中の未燃焼ガスに十分な酸素が与えられず、燃焼しきれないまま大気に放散されてしまうといった問題点があった。また、上昇管３の蓋６を開放した際には、該蓋６より上方に火炎９が形成されるが、放散流の周囲から大気を自然に供給する従来の方式では、周囲の横風に流されたり火炎９が乱たりして、放散ガスは未燃となり、未燃焼ガスが大気中に放出されるといった問題点もあった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑み、大気中への未燃ガスの放散量を従来より格段に低減可能なコークス炉上昇管からの石炭ガスの放出方法及び放出装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため、種々研究を進め、その成果を本発明に具現化した。
【０００７】
すなわち、本発明は、コークス炉の石炭乾留末期に、該コークス炉の上昇管の蓋を開放して、炭化室内で発生した石炭ガスを大気中へ放出させるに際して、前記上昇管の先端部の平面視で、該上昇管の外周複数位置で接線方向に助燃ガスを供給すると共に、該助燃ガスを衝突板に当てて上昇管の円周に沿って旋回させることを特徴とするコークス炉上昇管からの石炭ガスの放出方法である。
【０００８】
また、本発明は、コークス炉で発生する石炭ガスを大気中に放出する上昇管の先端部外周の複数位置に設けられ、平面視で外周の接線方向に向けて助燃ガスを供給するガス噴射ノズルと、前記上昇管から放出される石炭ガスに旋回流を付与するように、供給された該助燃焼ガスに衝突させる衝突板とを備えたことを特徴とするコークス炉上昇管からの石炭ガスの放出装置である。
【０００９】
本発明では、コークス炉上昇管の先端部に設けた蓋の上方に、放散される石炭ガスに対し旋回をかけるように、空気又は酸素等の助燃ガスを供給するようにしたので、石炭ガスの放散量の大小にかかわらず火炎は安定し、放散される石炭ガスの燃焼性が改善される。その結果、大気中に放出される未燃ガスが従来に比べて格段に低減する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、発明者は、コークス炉上昇管の先端から石炭ガスが放散される際の状況を詳細に観察した。その結果を図３に示す。上昇管３の蓋６を開放した際には、蓋６の位置より上方に火炎９が形成されるが（図３（ａ）参照）、従来のような放散流の周囲から大気を自然に供給する方法では、周囲の横風に流されたり、火炎９が乱れたりして（図３（ｂ）参照）、石炭ガスは未燃焼となり、未燃のガス成分が大気中に放出されることがわかった。
【００１１】
そこで、発明者は、周囲の横風に流されたり、火炎９が乱れたりしない対策として、図４（ｂ）に示すように、前記蓋６の上方で放散ガスに対して旋回をかけ、できるだけ鉛直方向に放出させることにした。具体的には、空気又は酸素等の助燃ガス１３（矢印）を、ガス噴射ノズル１４を介して放散ガスの側面に対して（上昇管３外周の接線方向に）積極的に吹き付けるようにした。これにより、火炎９の形状は安定し、放散ガスの燃焼性が改善されると考えたからである。
【００１２】
ところが、コークス炉乾留末期に放散される石炭ガスの発生量は一定ではなく、炉の火落ちからの経過時間と共にその発生量が変化する。そのため、上昇管外周の接線方向に供給する空気等の助燃ガスの運動量に比べて、放散ガスの運動量が小さい場合、助燃ガス１３が放散ガスの中を突き抜け、図４（ｃ）に示すように膨らんだ火炎９を形成し、火炎温度が低下し、未燃ガスの燃焼反応速度が低下する。その結果、石炭ガスは燃焼反応が十分に進まない状態で大気中に放散されると考えられた。
【００１３】
そこで、発明者は、火炎の形状安定には、放散ガスの旋回をもっと強化する必要があると考え、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、上昇管３先端部の外周部に前記供給された助燃ガス１３と衝突し、その流れを変える衝突阪１５を設けることにしたのである。これにより、助燃ガス１３は、放散ガスを突き抜けることが無くなり、その旋回を促進するようになる。つまり、放散ガスの量が変化しても、安定した形状の火炎９が形成されるようになり、放散ガスの燃焼性が改善されて大気中に放出される未燃ガス成分の量が低減する。
【００１４】
また、上記衝突板１５を設けない場合には、助燃ガス１３を供給するガス噴射ノズル１４は、上昇管３の外周に少なくとも６個は必要であったが、本発明により衝突板１５を設け、放散ガスの旋回を強化すると、３個のガス噴射ノズル１４及び衝突板１５の設置で十分であることもわかった。従って、本発明により、ノズル１４の数が低減でき、従来に比べノズル詰まり等の発生も低減できるようになる。
【００１５】
【実施例】
以下、図面を参照して、より詳細に本発明を説明する。
【００１６】
図１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施例を示す横断面図及び平面図である。
【００１７】
それらの図より明らかなように、本発明に係る石炭ガスの放出装置は、コークス炉（図示せず）の上昇管３の先端部に設けた水封座１２の周囲に、助燃ガス（空気、酸素等）１３を供給するためのガスヘッダ１６を取り付け、そのヘッダ１６に複数のガス噴射ノズル１４を設けてある。そして、該ガス噴射ノズル１４の先端は、平面視で図１（ａ）に示すように、上昇管３からの放散ガスの接線方向に向けられている。また、ガスヘッダ１６には、コンプレッサ１０より電磁弁１１を経て圧縮空気が供給されるようになっている。さらに、助燃ガスが噴射された先には、平面視で上昇管３の円周と同心の円弧形状を有する衝突板１５が設置されている。
【００１８】
かかる石炭ガスの放出装置を用いての放出方法は、以下の通りである。
【００１９】
まず、コークス炉炭化室で石炭の乾留が終了すると、図２に示した装入孔８及び炉壁に付着したカーボン５を燃焼除去するために、上昇管３の蓋６を開放すると同時に、前記電磁弁１１を開とし、コンプレッサ１０より高圧の空気をガスヘッダ１６に供給し、ガス噴射ノズル１４から放散ガスに対し噴射する。
【００２０】
その結果、上昇管３の上方で形成された火炎９は、正常な旋回流となり、横風があっても安定に維持された。また、火炎９の長さも、従来の１／２程度に短くなり、良好な火炎が形成された。さらに、従来の装入孔８及び上昇管３先端の蓋６を開放するだけ方法では、水封座１２の上方４ｍの位置で測定した放散ガス中の炭化水素ガスの濃度は３２０ｍｇ／ｍ3（標準状態）であったが、上記した本発明に係る放出方法によれば、炭化水素ガスの濃度は６０ｍｇ／ｍ3（標準状態）まで減少でき、約１／５とすることができた。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、コークス炉の石炭乾留末期に上昇管の蓋を開放して炭化室内で発生したガスを大気中に放散するに際して、大気中への未燃ガスの放散量を従来より格段に低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコークス炉上昇管からの石炭ガスの放出装置を示す図であり、（ａ）は横断面、（ｂ）は平面である。
【図２】一般的なコークス炉を示す横断面図である。
【図３】コークス炉上昇管から放出された石炭ガスの燃焼による火炎を示す図であり、（ａ）は、正常な火炎、（ｂ）は横風の影響で乱れた火炎である。
【図４】本発明の基礎としたコークス炉上昇管より放出された石炭ガスの火炎を観察した結果を示す図であり、（ａ）は石炭ガスの旋回がない場合、（ｂ）は旋回が適正な場合、（ｃ）は助燃ガスの供給過多の場合である。
【符号の説明】
０    炭化室
１    石炭
２    石炭ガス
３    上昇管
４    ドライメーン
５    カーボン
６    蓋
７    弁
８    石炭装入孔
９    火炎
１０  コンプレッサ
１１  電磁弁
１２  水封座
１３  助燃ガス
１４  ガス噴射ノズル
１５  衝突板
１６  ガスヘッダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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