(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾留１サイクルでコークス炉上昇管の内壁面に生成する付着カーボンの水平断面方向の厚みを、石炭の水分含有率、石炭の揮発分、石炭へのオイル添加率、炭化室への石炭装入量、温度、石炭の発塵量、石炭装入からの経過時間を用いて、下記の（Ａ）式で推定することを特徴とするコークス炉上昇管内壁面の付着カーボン厚みの推定方法。
【数１】
0004173952.tif 000011
【請求項２】
請求項１に記載の方法を用いて推定した上昇管の閉塞状況に応じて、予め石炭性状および／または操業条件を制御して該付着カーボンの生成を抑制することを特徴とする上昇管閉塞を防止するコークス炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉の操業方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉炭化室で石炭を乾留してコークスを製造する過程において、石炭乾留生成ガス（炭化水素系化合物）の熱分解反応等により炭化室の炉壁や炉頂空間部、上昇管基部等に付着カーボンが生成する。付着カーボン量が多くなると、コークス押出し抵抗の増大や炭化室容積減少による製骸量の低下、あるいは、上昇管の閉塞といった操業上の問題や経済的損失に結びつくため好ましくない。特に、上昇管の閉塞は、炭化室内で発生した乾留ガスが処理工程へ至る通り道を断絶してしまうことから、コークス炉操業を阻害するだけでなく、コークス炉発生ガスに依存する一貫製鉄所のエネルギーバランスを乱す等の悪影響につながる。また、大気への炭化水素系ガス放出といった環境に与える影響も考えると、その影響は甚大である。
【０００３】
このような観点から、上昇管内壁面へのカーボン付着に関しては、過去に多くの対策が検討されてきた。その技術は、１）該内壁面にカーボンを付着させない方法、２）該内壁面に付着したカーボンを効率よく除去する方法、の２つに大別される。前者の方法としては、例えば特開平０５−１４１３６号公報や実開昭６０−８２４４２号公報にあるように、上昇管内壁面に耐熱性釉薬を施工したり、内周表面気孔を緻密に処理した耐熱媒介筒を装着することによりカーボン付着を防止する構造が提案されている。  また、特開平０６−２７１８６４号公報や特開昭５３−７２００２号公報に述べられているように、煉瓦の気孔を通して煉瓦背面からガスとの接触面に向かって含酸素ガスを透過させてカーボン付着を防止する方法が提案されている。さらには、特開平０９−２６３７６３号公報にあるように、付着カーボン燃焼除去後の上昇管基部に水、水蒸気、または不活性ガスを導入して該基部の温度を低下させることによりカーボン付着を防止する方法等がある。これらの方法は、石炭乾留ガス（炭化水素系ガス）から生成する熱分解カーボンと被付着面との相互作用力を弱める点で、該付着カーボンの生成を防止する効果が期待できる。
【０００４】
一方、後者の方法としては、特開昭５８−１２０６８６号公報、特開平０５−１２８７号公報、特開平０５−２７１６６２号公報、特開平０６−３２２３７３号公報、特開平０７−２４７４８２号公報等に述べられているように、該付着カーボンに含酸素気体を吹き付けて、燃焼反応によって除去する方法が一般的である。これらの方法は、該付着カーボン中の炭素を気体中の酸素と酸化反応させることで確実に除去できる点で優れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した二つの方法のうち、前者の方法では、乾留終了ごとに該付着カーボンを弱い外力によって付着面から除去することに対して大きな効果が期待できる。しかし、乾留ガスから熱分解カーボンが生成する反応を抑制する訳ではではないので、乾留中は該付着カーボンが生成を続け、生成速度が著しく速い場合には、上昇管を閉塞させてしまうことが懸念される。一方、後者の方法では、含酸素気体を吹き付けて燃焼除去する操作は、乾留が終了してコークスを押し出す際に実施する処置であることから、乾留の途中で上昇管が閉塞することに対しては有効な解決手段とは言えない。現状では、乾留途中に高圧安水を動作させて上昇管のトップカバーを解放し、人力による作業で対応せざるを得ず、作業環境上好ましくない。
【０００６】
以上のような問題点を解決し、設備投資が少なく、人に対する作業負荷の低いカーボン付着の抑制方法を開発することが課題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題点を解決するために種々検討した結果、付着カーボン生成量の推定には、従来から用いていた石炭水分や揮発分、温度等だけではなく、装入時の発塵や炉頂空間部の温度が密接に関与していることを見いだし、その知見に基づいて本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明の要旨とするところは、
（１）乾留１サイクルでコークス炉上昇管の内壁面に生成する付着カーボンの水平断面方向の厚みを、石炭の水分含有率、石炭の揮発分、石炭へのオイル添加率、炭化室への石炭装入量、温度、石炭の発塵量、石炭装入からの経過時間を用いて、下記の（Ａ）式で推定することを特徴とするコークス炉上昇管内壁面の付着カーボン厚みの推定方法、
【０００８】
【数３】
0004173952.tif 000002
【００１１】
（２）請求項１に記載の方法を用いて推定した上昇管の閉塞状況に応じて、予め石炭性状および／または操業条件を制御して該付着カーボンの生成を抑制することを特徴とする上昇管閉塞を防止するコークス炉の操業方法、である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
石炭乾留ガスからの熱分解カーボン生成速度に関しては、いくつか報告されている。（例えば、燃料協会誌、第４８巻第５１０号、１９６９年、頁７３２−７３７、及び、Ironmaking Conference Proceedings、AIME、１９８５年、頁３５５−３６２）。これらの知見を用いれば、炭化室の炉壁に生成する熱分解カーボン量を、装入した石炭の性状（揮発分、水分）やコークス炉の操業条件（炉壁温度）、炉壁とコークス間の隙間量から推定することが可能である。
【００１３】
そこで、本発明者らは、前述の方法によって上昇管内壁面に付着するカーボン量を推定計算し、上昇管における閉塞の発生を予測できるかどうかについて、実際のコークス炉において調査を行った。ここで、推定計算には装入石炭として水分と揮発分を、また、カーボン付着面の温度は、該箇所に温度計を設置して測定した値を用いた。一方、実炉の付着カーボン量の測定は、文献（Ironmaking Conference Proceedings,AIME，１９９８年，頁１０４１−１０５１）に述べられている方法に準拠して、上昇管基部に煉瓦小片を懸垂し、該小片に付着したカーボン量より求めた。得られた結果を図１に示す。この図において、横軸は付着カーボン量の推定値であり、縦軸は実測値である。図１からわかるように、付着カーボン量の推定式と実測値は大きく乖離している。このことは、カーボン付着量に対しては、上述した石炭性状や操業条件以外にも関係する要因があることを示唆している。
【００１４】
そこで、本発明者らはカーボン付着量の推定と実測が乖離する原因について鋭意検討を加えた結果、次の二つの要因が大きく関与しているためであるとの結論に至った。すなわち、第一には、付着カーボンには装入時の発塵で発生する微粉石炭（以下、キャリーオーバーと記す）が含まれており、該キャリーオーバーが熱分解カーボンに上乗せされるためであること、第二には、炭化室の炉頂空間の温度が石炭装入後の上部空間容積によって変化するため、通常の管理指標であるコークス炉の炉温をパラメーターとして用いると、実際にカーボンが付着する面の温度とは異なっていることである。前述した二つの要因について以下に詳しく説明する。
【００１５】
先ず、請求項１の発明では、付着カーボンが石炭乾留ガスの熱分解のみで生成する場合は、該カーボンに含まれる元素は炭素や水素が主成分となる。しかし、実際に生成する付着カーボンを分析すると、Ａｌ2Ｏ3やＣａＯ、ＳｉＯ2等の金属酸化物が含まれている。炭化室内から回収した物質中に該酸化物が含まれる場合、その原因は二つある。一つは炭化室内部の煉瓦を補修する際に使用される補修剤中の成分、もう一つは装入石炭に含まれる灰分である。炭化室内の煉瓦表面に生成した付着カーボン中に含まれる前述の金属酸化物が補修剤に由来するのか、それともキャリーオーバー中の灰分に由来するかを見極めるのは難しい。そこで、本発明者らは、炭化室内の炉頂空間部の所定位置に煉瓦小片を試験片として懸垂し、補修剤の影響を受けない状態で該試験片にカーボンを付着させ、回収した付着カーボンを分析した。得られた分析値から、次式によって付着カーボンに対するキャリーオーバーの寄与率を求めた。
【００１６】
【数５】
0004173952.tif 000003
【００１７】
ここで、  Ψdepo：付着カーボン中の灰分含有率（質量％）
Ψcoal：装入石炭中の灰分含有率（質量％）
ＶＭcoal：装入石炭中の揮発成分含有率（質量％）。
【００１８】
コークス炉の炉頂空間部に懸垂した煉瓦小片に付着したカーボンの組成分析値を（１）式に適用して求めた炭化室内のキャリーオーバー寄与率の分布を図２に示す。図２において、縦軸は（１）式で求めたキャリーオーバー寄与率を示しており、この値が高いほど付着カーボン中には熱分解由来の成分よりも装入時の発塵によって生成したキャリーオーバーが多く含まれることを意味する。また、横軸は炉頂空間部に煉瓦小片を設置した位置であり、石炭乾留ガスが集中する上昇管の基部、及び、炭化室１門当たりに５つ設けられている装入口のうち、上昇管に近い方から順番に５番、３番、１番の３つを選択した。図２より、コークス炉の炉頂空間部で生成する付着カーボンには、石炭乾留ガスに由来する成分以外に、キャリーオーバーに由来するカーボン成分がかなり含まれていることがわかる。特に、乾留ガスの集中する上昇管基部の付着カーボンでは、該キャリーオーバーの割合が、図２に示した測定例では２０％を越えている。以上の結果は、炉頂空間から上昇管にかけて生成する付着カーボン量を精度良く推定するためには、付着カーボン生成に対するキャリーオーバーの影響を正しく把握する必要があることを示している。
【００１９】
次に、コークス炉への石炭装入量と炉頂空間温度の関係について実炉で調査した結果を図３に示す。この図において、横軸は石炭装入後の炉頂空間の容積を示し、装入が終わった時点で各装入口から治具を用いて行ったレベル測定結果から計算した値の平均値との差で示してある。空間容積は、石炭の性状（水分や粒度等）や装入時間、あるいは秤量装置の精度等によって変化するのが一般的である。また、縦軸の空間温度は上昇管の基部に設置した温度計の示度の平均値との差で示してある。図３は炉頂空間の容積が増加するにつれて、空間温度が高くなることを示している。この原因としては、▲１▼空間容積が増加すると輻射面である炉壁表面の暴露面積が大きくなり、輻射量増加でガス温度が上昇すること、▲２▼該空間部における乾留ガスの滞留時間が長くなり温度が上昇すること、が考えられる。これらの結果、反応速度が上昇して付着カーボン量は増加する。また、付着カーボンの生成機構として、該空間部を浮遊しながら煤粒子として成長して炉壁表面に付着する経路を経る場合には、滞留時間の延長により該煤粒子が大きく成長してから付着するため、付着カーボン量は増加する。
【００２０】
以上述べた二つの要因（キャリーオーバーと炉頂空間容積）のうち、第一番目のキャリーオーバーの影響を定量的に評価するために、更に以下の検討を行った。
【００２１】
初めにキャリーオーバーの発生挙動と石炭性状の関係について検討した結果を説明する。図４は検討に用いた実験装置の概略である。アクリル製パイプ（φ１５０×２０００ｍｍ）６の上部に設置した試料容器２に所定量の測定試料（石炭）１を充填する。該アクリルパイプ内に所定の流速で上方向に空気を流通させた状態で、上部のスライドゲート３を操作して測定試料１を重力落下させる。試料の大部分が下部のスライドゲート３の上に落下したと同時に吸引ブロアー（図示せず）を作動させ、該アクリルパイプ内に発生した飛散粒子を飛散粒子吸込口５から外部に取り出す。飛散粒子がなくなったら吸引ブロアーを停止し、下部のスライドゲート３を操作して、残試料を試料受器８に格納して重量を測定する。最初の測定試料に対する非回収試料（アクリル容器の外部に吸い出された試料）の質量割合（％）をもって該測定試料の発塵量とした。ブロアーの吸引量を実炉における石炭装入時の炭化室内吸引ガス流速に設定すれば、実炉のキャリーオーバーに相当する値が得られる。発塵量に対する影響要因として石炭の種類、水分含有量、粒度、ガス流速、オイル添加率を考え、表１に示した水準で試験を行った。
【００２２】
【表１】
0004173952.tif 000004
【００２３】
ここで、石炭の種類は粉砕時の固さ指標であるハードグローブ指数（ＨＧＩ）を用いて区別した。また、ＨＧＩとは別に、実際に粉砕された石炭の粒度を表す指数として、０．３ｍｍ以下の粒子の質量割合（％）（以下、−０．３ｍｍ％と記す）を用いた。さらに、添加するオイルの成分は特に限定するものではないが、例えば、タールやタールスラッジが使用できる。
【００２４】
発塵量が前述した影響要因の線形一次結合で表されると仮定して、試験結果を以下に示す（２）式で回帰分析した。
【００２５】
【数６】
0004173952.tif 000005
【００２６】
ここで、
ＨＧＩ：ハードグローブ指数（ＪＩＳ  Ｍ８８０１石炭類の試験方法による）、
ガス流速：単位ｍ／ｓ（ＪＩＳ  Ｚ８８０８排ガス中のダスト濃度の測定方法による）、
−０．３ｍｍ％：（ＪＩＳ  Ｍ８８０１による）、
水分含有率：質量％（ＪＩＳ  Ｍ８８１２工業分析法による）、
オイル添加率：質量％、
ｋ1〜ｋ5：係数。
【００２７】
（２）式による発塵量の計算値と実測値の比較を図５に示す。図５において、横軸は前述の実験で求めた実測値であり、縦軸は回帰分析して得られたｋ1〜ｋ5の係数を用いて計算した値である。両者の対応関係は良好であり、この結果をもって（２）式により石炭装入時の発塵量が推定可能と判断できる。ここで、問題なのは、（２）式で得られる発塵量は、炭化室へ石炭を装入した時の値であり、一般的に、時間経過とともに発塵量は減少する点である。発生ガス量と発塵量の双方について、時間的な変化がわからないと、次に説明するキャリーオーバー濃度を考慮したカーボン成長速度を求めることはできない。この点については、本発明者らが実炉における測定を実施し、図６に示すような結果を報告している（Ironmaking Conference Proceedings,AIME、１９９８年、頁１０４１−１０５１）。この図において、縦軸は、ＪＩＳ  Ｚ８８０８（排ガス中のダスト濃度の測定方法、１９９５年）に準拠して測定したキャリーオーバー濃度であり、横軸は、石炭水分（Ｍ）と石炭装入からの経過時間（ｔ）の対数値との積である。この関係を定式化することにより、石炭装入後のキャリーオーバー濃度の時間的な変化を推定することが可能となる。
【００２８】
次に、キャリーオーバーと付着カーボン生成速度の関係について説明する。該関係については、本発明者らによる既報（ＦＵＥＬ、Ｖｏｌ．７７、Ｎｏ．１１、頁１１４１−１１４６、１９９８年）がある。キャリーオーバーが石炭乾留ガスと共存する環境下における付着カーボン生成速度と温度の関係を図７に、キャリーオーバー濃度との関係を図８にそれぞれ示す。図７は石炭乾留ガス中のキャリーオーバー濃度が２０ｇ／ｍ3（Ｎｏｒｍａｌ）で一定とした場合の温度と付着カーボン生成速度の関係である。図７より、キャリーオーバーが共存する場合でも付着カーボン生成速度は温度に依存して変化することがわかる。図８は温度一定の場合において、キャリーオーバー濃度を変えた場合であるが、キャリーオーバー濃度の増加に伴って付着カーボン量が著しく増加することがわかる。
【００２９】
以上のことから、前述した二つの要因、すなわち装入時の発塵で発生する微粉石炭（キャリーオーバー）と、石炭装入後の炭化室内の炉頂空間容積が付着カーボン生成に与える影響に関して定量的な知見が得られた。
さらに、請求項３について説明する。本発明者らは、以上の知見に基づいて上昇管内壁面に付着するカーボン量を精度良く推定する方法について鋭意検討を加えた。その方法について以下に説明する。図９に本発明により付着カーボン量を推定するフローの一例を示す。装入石炭の性状９としては、水分、オイル添加率、揮発分、粒度、及びＨＧＩを要因として用いる。
【００３０】
なお、装入石炭の粒度を表す指標として−０．３ｍｍ％を用いたが、特にこれに限るものではなく、篩い粒子径３ｍｍ以下の割合や０．１ｍｍ以下の割合等、石炭の種類や粉砕の程度、水分含有率によって変わる粒度構成を正しく表すならばどのような指標でも用いることができる。
【００３１】
これらの要因は、日常の工程分析の他に、石炭入荷時に実施する分析やコークス品質を制御するために配合や粒度を変更する際に行う分析等により入手できるデータである。
【００３２】
一方、コークス炉の操業条件１０としては、石炭の装入量と炉壁温度を用いる。これらの要因のうち、石炭装入量は操業管理データとして入手可能である。また、炉壁温度は、押出し機のラムヘッドに取り付けた温度計による測定値を用いることが望ましいが、設置されていない場合は、燃焼室温度の実測値から伝熱計算で推定した値を用いても良い。あるいは、炉温管理のために炉体の所定箇所に設置した温度計の指示値を用いることも可能である。本発明においては、先ず、石炭水分、オイル添加率、及び石炭装入量から炉頂空間容積を計算する（図９中に示した１１、１２、１４の矢印）。これは、炭化室の容積と、石炭の装入密度及び装入量から計算した充填容積との差から炉頂空間容積を求めるものである。この炉頂空間容積より、図３に示した関係を用いて炉頂空間部の温度を推定する（矢印１６）。次に、炉の操業条件から乾留時のガス発生量を求める（矢印１５）。これは、伝熱計算により石炭充填層内の温度分布を推定し、石炭からのガス発生量を部位毎、時間毎に計算するものである。得られたガス発生量と炉頂空間容積、及び、炉頂空間温度から、炉頂空間部のガス流速が推定できる（矢印１７、２４、１８）。得られたガス流速と、石炭の水分、オイル添加率、−０．３ｍｍ％、ＨＧＩより、装入時の発塵量を回帰式により推定する（矢印２０、２７、１３、２８、２９）。次に、炉頂空間温度と発塵量の各推定値と、石炭水分と揮発分から最終的な付着カーボン量を推定する（矢印１９、２１、２２、２３）。
【００３３】
ここで得られた推定カーボン量を質量で求めた場合は、該付着カーボンの密度で割り算して厚みに換算する。この厚み量を該カーボンが付着している上昇管の内筒径と比較することにより、閉塞状況を推定できる（矢印２５）。すなわち、付着カーボンが成長して上昇管のガス通過面積をゼロにする時間が乾留１サイクル（炭化室への石炭装入からコークスの押出し終了まで）より短い場合には、乾留途中で上昇管閉塞が発生する。前述の方法で閉塞発生が予測される場合には、装入石炭の性状が炉の操業条件、あるいはその両方にフィードバックし（矢印２６）、該要因を閉塞が発生しない条件に変更する。
【００３４】
カーボンの付着状況に応じて石炭性状、および／または、操業条件を制御する方法について説明する。操業経験上、カーボン付着量を減少させるための一般的な対応策を図９に基づいて説明すると、先ず、装入炭性状においては、水分の増加、揮発分の低減、−０．３ｍｍ％の減少、である。オイルの添加に関しては、発塵を抑制する観点からは添加量を増加させるが、逆に、揮発分を増加させることで、カーボン付着量が増加するため、実際には両者の最適ポイントを操業的に見出すことが望ましい。一方、炉の操業条件においては、石炭装入量は規定の装入レベルを確保すること、炉壁温度は低下させること、である。ただし、通常操業において現実的な対応策は装入量の確保であることは言うまでもない。
【００３５】
以上述べた対策は、炭化室への石炭装入前に可能な対策であり、石炭装入後の閉塞抑制方法としては、例えば、特開平９−１０４８６９号公報等で述べられているように、炉頂空間温度を低下させて、カーボンの成長速度を低下させるか、上昇管のトップカバーを開放して、内壁表面に付着したカーボンを機械的に除去するしかない。
【００３６】
例え、上昇管が閉塞に至らない場合でも、ガス通過断面積が減少すれば通気抵抗が増加して、炉内のガス圧が上昇して炉体からのガス洩れ原因となる。したがって、推定に用いる諸要因が乾留途中で変化し、且つ、利用可能である場合には、時々刻々の付着カーボン量を推定し、乾留のどの時点で閉塞が発生するかを推定することも可能となる。ここで、閉塞発生有無の判断は、完全に閉塞してガスの流通が不可能になる場合に限らず、操業経験上、上昇管内壁面にカーボンが付着した場合の開口部の面積がカーボンが無い場合のそれの８０％以下、望ましくは５０％以下である。
【００３７】
石炭乾留中に生成するカーボン量を推定する方法としては、既報（例えば、燃料協会誌、第４８巻第５１０号、１９６９年、頁７３２−７３７や、Ironmaking Conference Proceedings、１９８５年、ＡＩＭＥ、１９８５年、頁３５５−３６２）で述べられている式を利用することが可能である。しかし、これらの式をもってしても、オイル添加や石炭装入量、装入時の発塵を考慮したカーボン量の推定は不可能である。そこで、以下に述べる式を新たに導出した。
【００３８】
すなわち、コークス炉の炭化室内におけるカーボン成長速度に関して、温度と石炭揮発分、石炭水分に関しては、既報（燃料協会誌、第４８巻第５１０号、１９６９年、７３２頁）で述べられている次式を基本式として用いた。
【００３９】
【数７】
0004173952.tif 000006
【００４０】
Ｄo：カーボン成長速度        （ｍｍ／日）、
Ｔ：温度                      （Ｋ）、
ＶＭ：石炭の揮発分            （％）、
Ｍ：石炭の水分含有率          （％）。
（３）式を基本として、順次、オイル添加、石炭装入量、キャリーオーバーのカーボン成長速度に対する影響を補正した式を作成して、最終的なカーボン成長速度式を作成した。以下に、その手順について簡単に説明する。
先ず、オイル添加の影響について説明する。前述と同様な方法で上昇管基部に煉瓦小片を懸垂し、実コークス炉においてオイル添加率とカーボン成長速度の関係を測定した結果、両者は指数関数的な関係にあることが判明した。その結果を定式化し、（３）式に適用したところ、次式が得られた。
【００４１】
【数８】
0004173952.tif 000007
【００４２】
Ｄoil：カーボン成長速度        （ｍｍ／日）、
ｋ６：係数                    （−）、
ＯＬ：石炭へのオイル添加率    （％）。
【００４３】
次いで、石炭装入量の影響について説明する。石炭装入量は、図３に示したように、炉頂空間部の温度に影響する。図３の関係を指数関数で定式化し、（４）式に適用した結果、次式が得られた。
【００４４】
【数９】
0004173952.tif 000008
【００４５】
ここで、Ｄoil,space：カーボン成長速度          （ｍｍ／日）、
ｋ７，ｋ８：係数                      （−）
Ｗ：炭化室への石炭装入量    （ｔｏｎ）。
【００４６】
最後に、キャリーオーバーの影響について説明する。キャリーオーバー濃度とカーボン成長速度の関係を図８に示したが、この関係を指数関数で定式化し、（５）式に適用したところ、次の結果が得られた。
【００４７】
【数１０】
0004173952.tif 000009
【００４８】
Ｄoil,space,fine：上昇管の内壁面に生成する付着カーボンの水平断面方向の厚み（ｍｍ／日）、
Ｍ：石炭の水分含有率（質量％、ＪＩＳ  Ｍ８８１２による）、
ＶＭ：石炭の揮発分（質量％、ＪＩＳ  Ｍ８８１２による）、
ＯＬ：石炭へのオイル添加率（質量％）、
Ｗ：炭化室への石炭装入量（ｔｏｎ）、
Ｔ：温度（Ｋ、ＪＩＳ  Ｚ８８０８による）、
ｋ９，ｋ１０：係数、
Ｈ：（２）式で求める石炭の発塵量（質量％）、
ξ（τ）：補正係数                    （−）、
τ：石炭装入からの経過時間      （ｈ）。
【００４９】
なお、数式（２）および数式（６）において、炭化室の温度およびガス流速は、基本的には開口部から温度計または流量測定用プローブを挿入して、炉頂空間部で測定する。開口部とは、具体的には、炭化室上部の装入口と上昇管に設けられた火落ち判定口が該当する。このうち、装入口は炭化室１つ当たり、通常、４〜５個（ほとんどの炭化室は５個）ある。また、火落ち判定口は、炭化炉におっては必ずしも常設されておらず、必要に応じて設置する。測定は上記の各位置のいずれか、または、全てであり、全ての位置で測定することが望ましい。
【００５０】
補正係数ξ（τ）について補足する。図６で示したように、装入時の発塵は時間経過と共に減少することから、（６）式に記述したＥｘｐ（ｋ９＋ｋ１０×Ｈ）の項をそのまま用いると、装入時の発塵量で乾留１サイクルのカーボン量を計算することになってしまい、カーボン量が著しく多い結果を与える。補正係数ξ（τ）は、このような問題点を解決するために導入した係数であり、石炭装入からの経過時間τ（無次元化するために、乾留１サイクルに対する相対値として与える）ととも、０≦ξ（τ）＜１の範囲で変化する。
【００５１】
さらに、実コークス炉を考慮すると、温度やガス流速、キャリーオーバー濃度は時々刻々と変化することから、より正確にカーボン量を推定するためには、次式に示すように、微少区間毎にカーボン量を求め、その総和とすることが望ましい。
【００５２】
【数１１】
0004173952.tif 000010
【００５３】
【実施例】
以下、本発明の実施例により具体的に説明する。
【００５４】
石炭性状及びコークス炉の操業条件を（７）式にΔτ＝０．０１３９として適用し、上昇管基部の付着カーボン量を推定し、前述した方法によって測定した付着カーボン量と比較した。その結果を図１０に示すが、図１の場合と違って推定値と実測値は良好に一致している。したがって、本発明による方法により、上昇管内壁面に付着するカーボン量が精度良く推定できると判断できる。
【００５５】
本発明により、上昇管基部に付着するカーボンの生成量を推定し、付着カーボンの成長によって乾留中に上昇管が閉塞することが無いような管理システムを構築した。本システムを実炉の操業に適用し、本発明による上昇管の閉塞防止に対する効果を調査した結果を図１１に示す。図１１に示した棒グラフにおいて、縦軸は石炭装入からコークス押出しまでの間に上昇管の閉塞が発生した割合を示し、この値が低いほど閉塞が発生せずに、好ましい状態であることを意味する。また、Ａは本発明を適用する前、Ｂは本発明を適用して炉の操業条件と照らし合わせて装入石炭の粒度（−０．３ｍｍ％）を、通常の８５％から７５％に粗流化し、装入時の発塵量を低下させ、キャリーオーバーを抑制した場合である。図１１から明らかなように、本発明による方法を適用することによって上昇管閉塞の発生率は大きく低下していることがわかる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明により、コークス炉の操業上問題となる上昇管基部の閉塞が回避でき、炉操業の安定化が可能となる。また、閉塞発生時の人力による対応が不要となるので、作業者の負荷を低減することができる。したがって、経済的、技術的効果が非常に高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用する前の付着カーボン量の推定値と実炉での実測値の比較を示すグラフである。
【図２】  炭化室の炉頂空間で生成する付着カーボン中のキャリーオーバー寄与率の炉長方向分布を示すグラフである。
【図３】  炭化室の炉頂空間容積と上昇管基部の温度との関係を示すグラフである。
【図４】  石炭の発塵量を測定する装置の概略を示す図面である。
【図５】  発塵量の実測値と推定値の関係を示すグラフである。
【図６】  キャリーオーバー濃度の時間変化と装入炭の水分との関係を示すグラフである。
【図７】  付着カーボン生成速度と温度の関係を示すグラフである。
【図８】  キャリーオーバー濃度と付着カーボン生成速度の関係を示すグラフである。
【図９】  本発明による付着カーボン量推定のためのフローを示す説明図である。
【図１０】  本発明を適用した場合の付着カーボン量の推定値と実炉での実測値の比較を示すグラフである。
【図１１】  上昇管における閉塞発生率を比較したグラフである。
【符号の説明】
１…測定試料
２…試料容器
３…スライドゲート
４…ブロアー吸引
５…飛散粒子吸込口
６…アクリルパイプ
７…空気吸込口
８…試料受器
９…石炭性状の要因グループ
10…炉の操業条件の要因グループ
11〜29…フローの方向を示す矢印。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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