(57)【要約】【課題】コークス炉の炭化室に石炭を装入する際に、石炭の嵩密度やコークスの強度を増加させる添加剤を投入することを前提にして、充分にコークス強度を炭化室幅方向で均一化することができるコークス炉への石炭装入方法および石炭装入装置を提供する。【解決手段】炭化室長手方向に沿って複数の添加剤供給用ノズル３２を備えた添加剤供給用ヘッダ３１をスリーブ２７の下端に設置する際に、炭化室幅方向の中央部から側壁１２ａに近い側に所定距離δだけ平行移動して設置するようにする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭を貯蔵ホッパーからテーブルフィーダにより切り出し、装入筒を介してコークス炉の炭化室に落下させるコークス炉への石炭装入方法において、落下する石炭に石炭嵩密度及び／又はコークス強度を増加させる添加剤を供給することとし、前記添加剤を供給するノズルを前記装入筒の下端でかつ炭化室幅方向の中央部からテーブルフィーダに近い側にずらして設置することを特徴とするコークス炉への石炭装入方法。
【請求項２】
前記添加剤を供給するノズルを炭化室長手方向に複数個設置するとともに、それぞれのノズルのずらす距離を同一にすることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉への石炭装入方法。
【請求項３】
前記添加剤を供給するノズルを炭化室長手方向に複数個設置するとともに、テーブルフィーダの回転下流側に位置するノズル程ずらす距離を小さくすることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉への石炭装入方法。
【請求項４】
貯蔵ホッパーから石炭を切り出すテーブルフィーダと、切り出した石炭をコークス炉の炭化室内に導く装入筒と、落下する石炭に石炭嵩密度及び／又はコークス強度を増加させる添加剤を供給するノズルを備えるとともに、前記添加剤を供給するノズルが前記装入筒の下端でかつ炭化室幅方向の中央部からテーブルフィーダに近い側にずらして設置されていることを特徴とするコークス炉への石炭装入装置。
【請求項５】
前記添加剤を供給するノズルが炭化室長手方向に複数個設置されているとともに、それぞれのノズルのずらす距離が同一になっていることを特徴とする請求項４に記載のコークス炉への石炭装入装置。
【請求項６】
前記添加剤を供給するノズルが炭化室長手方向に複数個設置されているとともに、テーブルフィーダの回転下流側に位置するノズル程ずらす距離が小さくなっていることを特徴とする請求項４に記載のコークス炉への石炭装入装置。
【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に石炭を装入する際に、石炭の嵩密度や強度を増加させる添加剤を投入することによって、コークス強度の炭化室幅方向での均一化を図るコークス炉への石炭装入方法および石炭装入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、室炉式コークス炉の炭化室への石炭の装入は、石炭を貯蔵場からベルトコンベアで搬送し、石炭装入車に載置した貯蔵ホッパーに仮貯炭した後、貯蔵ホッパーの下部に設けたテーブルフィーダを作動することにより貯蔵ホッパーに仮貯炭された石炭を切り出し、切り出された石炭が貯蔵ホッパーの排出口と炭化室の装入口の間を結ぶ装入筒の内部を自由落下によって通過して炭化室内に装入される。
【０００３】
このような貯蔵ホッパーから炭化室までの石炭装入機構を図１、図２に示す。図１は側面図、図２は上面図である。図１、図２に示すように、貯蔵ホッパー２０の底面にはテーブルフィーダ２１が設置され、テーブルフィーダ２１のテーブル２２が回転することにより、石炭は仕切板２３と炭切板２４に衝突しつつ切り出される。テーブルフィーダ２１の排出部には装入筒２５が設置されており、装入筒２５は、テーブルフィーダ２１から切り出された石炭を落下させるためのフィーダーシュート２６と、フィーダーシュート２６の下部に連結して、フィーダーシュート２６から落下してきた石炭を受けて炭化室１０へ装入させるためのスリーブ２７とからなっている。なお、スリーブ２７は上下動可能に構成され、石炭を炭化室１０に装入する時には下降して炭化室１０の装入口１１に差し込まれ、石炭装入車が走行する時には上昇するようになっている。また、スリーブ２７の周囲には、スリーブ２７を取り囲むフード２８が取り付けられており、このフード２８の上部には、炭化室１０から漏洩するガス及び粉塵を吸引するための集塵管（図示せず）が取り付けられている。
【０００４】
そして、今日、稼働している室炉式コークス炉は、炉体の下部に蓄熱室が配置され、その上部には炭化室と燃焼室とが交互に多数組配置された構造になっていることから、炉の特性上、製造されるコークスは、炭化室１０の側壁１２ａ、１２ｂに近いコークスの方が炭化室幅方向中央部近傍のコークスよりも強度が高くなっており、炭化室１０内で強度偏差がある。このため、炭化室幅方向でコークス強度を均一にする技術が多々研究されており、その一つに石炭の装入方法に工夫をこらすことが行われている。具体的には、石炭の炭化室内での充填状態を変えたり、異種石炭の分別配置を行ったりすることなどが考えられている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、石炭装入車のフィーダーシュートの内部を幅方向に分割板で３つに分けて、中央部装入口と壁側装入口とを有する分割構造にし、品質の異なる異種石炭をそれぞれの装入口から炭化室へ同時に装入するという技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２では、石炭装入車付帯のホッパーから、内部を幅方向で３分割したフィーダーシュートを介してコークス炉の炭化室に石炭を装入するに際して、ホッパーから切り出されてコークス炉までの落下過程にある石炭に、石炭嵩密度及び／又はコークス強度を増加させる添加剤を投入し、炭化室の幅方向中央部近傍だけに添加剤含有の石炭を装入するという技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭６１−４７８４号公報
【特許文献２】特開平９−６７５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１、２に記載の技術には以下のような問題点がある。
【０００８】
まず、特許文献１に記載の技術では、石炭装入車のホッパーから中央部装入口と壁側装入口のそれぞれに品質の異なる石炭を適正に装入する方法が開示されておらず、直ちに具現化することが困難である。例えば、分割ホッパーへの改造、その分割ホッパーへの石炭積付けの複雑化（品質の異なる配合炭を複数種類準備する）等、解決しなければならない問題が多々存在している。
【０００９】
一方、特許文献２に記載の技術は、品質の異なる石炭を複数種準備しなくても、炭化室幅方向の中央部近傍に添加剤を投入することによって炭化室幅方向でのコークス強度の均一化を図るというものなので、特許文献１に記載の技術に比べれば実現性があるが、実際に実施してみると、コークス強度の均一化について、必ずしも充分な効果が得られなかった。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コークス炉の炭化室に石炭を装入する際に、石炭の嵩密度やコークスの強度を増加させる添加剤（以下、単に添加剤ともいう）を投入することを前提にして、充分にコークス強度を炭化室幅方向で均一化することができるコークス炉への石炭装入方法および石炭装入装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、特許文献２に記載の技術において充分なコークス強度均一化効果が得られない原因について、モデル実験や数値解析を実施して検討した。その結果、特許文献２に記載の技術において充分な効果が得られない原因は、テーブルフィーダにより切り出された石炭の流れ（石炭落下経路）が関係していることを突き止めた。
【００１２】
すなわち、図３（ａ）に上面図、図３（ｂ）に側面図を示すように、テーブルフィーダ２１により切り出された石炭は、回転するテーブル２２からの遠心力の影響を受けることから、炭切板２４とほぼ平行となる方向でフィーダーシュート２６に投入された後、対面のフィーダーシュート内壁に衝突して、紙面の背面側を旋回し、フィーダーシュート２６とスリーブ２７の継ぎ目辺りで旋回が弱まりながら、下方に落下していき、炭化室１０内に堆積するという落下経路をたどることとなり、フィーダーシュート２６に投入されてから炭化室１０に堆積するまでの間で、石炭の偏流が発生していることが判明した。
【００１３】
この石炭の偏流の状況を確認するために、図４に示すように、スリーブ２７の下端（供給口）を面積比が１：２：１となるように分割板２９で炭化室幅方向に３分割して、テーブルフィーダ２１に近い側壁１２ａ側の供給口（第１供給口）２７ａと、炭化室中央部の供給口（第２供給口）２７ｂと、テーブルフィーダ２１から遠い側壁１２ａ側の供給口（第３供給口）２７ｃとを有する分割構造とした場合、それぞれの供給口を通過する石炭の比率は、第１供給口：第２供給口：第３供給口＝６４：３４：２になった。すなわち、テーブルフィーダ２１に近い側から多量の石炭が炭化室１０内に装入されることが分かった。
【００１４】
したがって、このような石炭の偏流が発生し、テーブルフィーダ２１に近い側から多量の石炭が炭化室１０内に装入されている状況のもとでは、第１供給口２７ａを通過して側壁１２ａ近傍に多量に装入された石炭が崩れて炭化室幅中央部近傍に移動することとなり、その影響を受けて、第２供給口２７ｂを通過して炭化室幅中央部近傍に装入された石炭が側壁１２ｂ近傍に移動することになる。そのため、炭化室幅方向の中央部近傍で石炭に添加剤を供給しても、その石炭が最終的に炭化室幅中央部近傍に堆積することにはならないので、コークス強度を炭化室幅方向で均一化させることが充分にはできない。
【００１５】
例えば、図５に示すように、分割板２９を用いてスリーブ２７の下端を炉壁側供給口（第１供給口）２７ａと中央部供給口（第２供給口）２７ｂと炉壁側供給口（第３供給口）２７ｃの３分割構造とし、中央部供給口２７ｂの直下に、炭化室長手方向に沿って複数の添加剤供給用ノズル３２を備えた添加剤供給用ヘッダ３１を設置して、その添加剤供給用ノズル３２から添加剤を供給するようにした場合、添加剤を供給された石炭が偏流の影響を受けて炭化室１０の側壁１２ｂ近傍に堆積するようになってしまい、コークス強度の炭化室幅方向での均一化につながらない。
【００１６】
そこで、上記のような検討結果に基づいて、的確にコークス強度を炭化室幅方向で均一化させるためには、上述した石炭の偏流を考慮して、炭化室１０の幅方向中央部近傍に最終的に堆積する石炭に添加剤が供給されるように、添加剤供給用ノズルの設置位置を調整すればよいとの考えに到達した。
【００１７】
本発明は、上記のような考え方に基づいており、以下のような特徴を有している。
【００１８】
［１］石炭を貯蔵ホッパーからテーブルフィーダにより切り出し、装入筒を介してコークス炉の炭化室に落下させるコークス炉への石炭装入方法において、落下する石炭に石炭嵩密度及び／又はコークス強度を増加させる添加剤を供給することとし、前記添加剤を供給するノズルを前記装入筒の下端でかつ炭化室幅方向の中央部からテーブルフィーダに近い側にずらして設置することを特徴とするコークス炉への石炭装入方法。
【００１９】
［２］前記添加剤を供給するノズルを炭化室長手方向に複数個設置するとともに、それぞれのノズルのずらす距離を同一にすることを特徴とする前記［１］に記載のコークス炉への石炭装入方法。
【００２０】
［３］前記添加剤を供給するノズルを炭化室長手方向に複数個設置するとともに、テーブルフィーダの回転下流側に位置するノズル程ずらす距離を小さくすることを特徴とする前記［１］に記載のコークス炉への石炭装入方法。
【００２１】
［４］貯蔵ホッパーから石炭を切り出すテーブルフィーダと、切り出した石炭をコークス炉の炭化室内に導く装入筒と、落下する石炭に石炭嵩密度及び／又はコークス強度を増加させる添加剤を供給するノズルを備えるとともに、前記添加剤を供給するノズルが前記装入筒の下端でかつ炭化室幅方向の中央部からテーブルフィーダに近い側にずらして設置されていることを特徴とするコークス炉への石炭装入装置。
【００２２】
［５］前記添加剤を供給するノズルが炭化室長手方向に複数個設置されているとともに、それぞれのノズルのずらす距離が同一になっていることを特徴とする前記［４］に記載のコークス炉への石炭装入装置。
【００２３】
［６］前記添加剤を供給するノズルが炭化室長手方向に複数個設置されているとともに、テーブルフィーダの回転下流側に位置するノズル程ずらす距離が小さくなっていることを特徴とする前記［４］に記載のコークス炉への石炭装入装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明においては、装入筒内における石炭の偏流の影響を受けて、テーブルフィーダに近い側の側壁近傍に落下した石炭が炭化室幅中央部近傍に移動するとともに、炭化室幅中央部近傍に落下した石炭がテーブルフィーダから遠い側の側壁近傍に移動することを考慮して、添加剤を供給するノズルの設置位置を炭化室幅方向中央部からテーブルフィーダに近い側にずらして設置しているので、炭化室の幅方向中央部近傍に最終的に堆積する石炭に添加剤が供給されるようになり、的確にコークス強度を炭化室幅方向で均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、装入筒内における石炭の偏流を考慮して、炭化室の幅方向中央部近傍に最終的に堆積する石炭に添加剤が供給されるように、添加剤を供給するノズルの設置位置を定めたものであり、その実施形態を以下に示す。
【００２６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態は、図１、図２に示したような石炭装入機構において発生する、図３に示したような石炭の偏流に対応して、図６に示すように、炭化室長手方向に沿って複数の添加剤供給用ノズル３２を備えた添加剤供給用ヘッダ３１を、スリーブ２７の下端でかつ炭化室幅方向の中央部から側壁１２ａに近い側（すなわち、テーブルフィーダ２１に近い側）に所定距離δだけ平行移動して設置するようにしたものである。すなわち、それぞれの添加剤供給用ノズル３２の炭化室幅方向中央部からずらす距離を同一にしたものである。
【００２７】
なお、スリーブ２７の下端は、分割板２９によって、炉壁側供給口２７ａと中央部供給口２７ｂと炉壁側供給口２７ｃとに炭化室幅方向に３分割されている。
【００２８】
このようにして、この実施形態においては、石炭の偏流の影響を受けて、側壁１２ａ近傍に落下した石炭が炭化室幅中央部近傍に移動するとともに、炭化室幅中央部近傍に落下した石炭が側壁１２ｂ近傍に移動することを考慮して、添加剤（例えば、界面活性剤）を供給する添加剤供給用ノズル３２の設置位置を炭化室幅方向中央部から側壁１２ａに近い側にずらして設置しているので、炭化室１０の幅方向中央部近傍に最終的に堆積する石炭に添加剤が供給されるようになり、的確にコークス強度を炭化室幅方向で均一にすることができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、上記の第１の実施形態において、添加剤供給用ヘッダ３１を炭化室幅方向の中央部から側壁１２ａに近い側に移動する際に、テーブルフィーダ２１の回転上流側の移動量δ１をテーブルフィーダ２１の回転下流側の移動量δ２よりも大きくしたものである。すなわち、テーブルフィーダ２１の回転上流側に位置する添加剤供給用ノズルのずらす量を大きくし、テーブルフィーダ２１の回転下流側に位置する添加剤供給用ノズルのずらす量を小さくしたものである。
【００３０】
これは、テーブルフィーダ２１に近い側の側壁１２ａ近傍に落下した石炭が炭化室幅中央部近傍に移動する距離が、テーブルフィーダ２１の回転による影響で、テーブルフィーダ２１の回転上流側程大きいことが分かったことによるものであり、それに対応して、炭化室長手方向で添加剤供給用ノズル３２のずらす量を異なるようにしたものである。
【００３１】
このようにして、この実施形態においては、炭化室長手方向についても、炭化室１０の幅方向中央部近傍に堆積する石炭に添加剤が供給されるようになり、より一層的確にコークス強度を炭化室幅方向で均一にすることができる。
【実施例１】
【００３２】
本発明の実施例を以下に述べる。
【００３３】
（本発明例１）本発明例１として、図６に示したような、本発明の第１の実施形態に基づいて、スリーブ２７の下端でかつ炭化室幅方向の中央部から側壁１２ａに近い側に所定距離δだけ平行移動して設置した添加剤供給用ヘッダ３１によって添加剤（界面活性剤）を供給しながら、炭化室への石炭の装入を行った。
【００３４】
（本発明例２）本発明例２として、図７に示したような、本発明の第２の実施形態に基づいて、スリーブ２７の下端でかつ炭化室幅方向の中央部から側壁１２ａに近い側に一端を所定距離δ１、他端を所定距離δ２だけ移動して設置した添加剤供給用ヘッダ３１によって添加剤（界面活性剤）を供給しながら、炭化室への石炭の装入を行った。
【００３５】
（比較例）比較例として、図５に示したように、スリーブ２７の下端でかつ炭化室幅方向の中央部に設置した添加剤供給用ヘッダ３１によって添加剤（界面活性剤）を供給しながら、炭化室への石炭の装入を行った。
【００３６】
（従来例）従来例として、図１、２に示したように、添加剤を供給することなく、炭化室１０への石炭の装入を行った。
【００３７】
これによって、この実施例においては以下のような結果が得られた。
【００３８】
添加剤（界面活性剤）を含有した石炭が炭化室１０内で最も多く堆積した炭化室幅方向位置は、図８に模式図を示すように、比較例では、側壁１２ｂに近い位置になっているのに対して、本発明例１では、炭化室長手方向でずれがあるものの、ほぼ炭化室幅中央部になっており、さらに、本発明例２では、炭化室長手方向でのずれもなく炭化室幅中央部になっている。
【００３９】
そして、それぞれ炭化室１０に装入された石炭を乾留し、得られたコークスの強度を比較した。なお、その際に、コークス強度としては、回転数を１４００から４００に変更した独自のタンブラ強度６ｍｍ指数により評価した。その結果を表１に示す。
【００４０】
表１に示すように、比較例では、炭化室幅中央部のコークス強度が従来例の８２．７％から８３．２％と０．５％しか向上せず、コークス強度の炭化室幅方向差（炭化室側壁近傍のコークス強度と炭化室幅中央部のコークス強度との差）も従来例の２．９％から２．６％とあまり改善されなかった。
【００４１】
これに対して、本発明例１では、炭化室幅中央部のコークス強度が従来例の８２．７％から８４．２％と１．５％向上し、炭化室幅方向のコークス強度差も従来例の２．９％から１．５％に改善された。
【００４２】
また、本発明例２では、炭化室幅中央部のコークス強度が従来例の８２．７％から８４．７％と２．０％向上し、炭化室幅方向のコークス強度差も従来例の２．９％から１．０％に改善された。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
これによって、本発明の効果を確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】貯蔵ホッパーから炭化室までの石炭装入機構を示す側面図である。
【図２】貯蔵ホッパーから炭化室までの石炭装入機構を示す上面図である。
【図３】装入筒内における石炭の偏流を示す図である。
【図４】スリーブ下端の供給口を３分割した状態を示す図である。
【図５】添加剤供給用のヘッダとノズルの設置位置を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の実施例において、添加剤を含有した石炭が最も多く堆積した位置を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  炭化室
１１  装入口
１２ａ、１２ｂ  炭化室の側壁
２０  貯蔵ホッパー
２１  テーブルフィーダ
２２  テーブルフィーダのテーブル
２３  仕切板
２４  炭切板
２５  装入筒
２６  フィーダーシュート
２７  スリーブ
２７ａ  炉壁側供給口（第１供給口）
２７ｂ  中央部供給口（第２供給口）
２７ｃ  炉壁側供給口（第３供給口）
２８  フード
２９  分割板
３１  添加剤供給用ヘッダ
３２  添加剤供給用ノズル
【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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