JP2009046536A - コークス炉の温度分布調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】炉長方向の中心部で、多段燃焼のために供給する空気の流量不足を軽減する。
【解決手段】Ｍガス燃焼で操業する際には、炉長方向の中央に位置する所定の燃焼室２に対して、Ｃガス供給系統を転用して空気を補給する。これは、先ず所定の燃焼室２へ連通する枝管７を分配管８から断絶し、その垂直配管６に空気の供給源を接続することによって行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、コークス炉の温度分布調整方法に関するものである。

コークス炉の燃焼改善技術の一つに、火炎温度を下げてＮＯｘの低減を図る多段燃焼があり、これは燃焼室の下位で完全燃焼に必要とされる空気の８〜９割程度を供給し、燃焼室の上位で不足分の空気を補い、全体として完全燃焼させる技術である（特許文献１参照）。
特開２００１−８１４７０号公報

多段燃焼のために上位に空気を供給する構造として、炉長方向に細分された燃焼室同士の隔壁内に空気の供給路を形成し、この供給路から片側の燃焼室へ空気を供給するものがある。但し、燃焼室を構成するレンガは、窯口に近い部分が特に劣化しやすいため、炉長方向の最端に位置する炉外との隔壁だけには、前述した供給路を形成することは避けたい。そのため、図４に示すように、炉長方向の最端に位置する燃焼室と、これに隣接した燃焼室との隔壁内に形成する供給路の吹出し口は、最端に位置する燃焼室の側、つまり窯口側に向けて形成しなければならず、それ以降の吹出し口も、必然的に窯口側に向けられる。したがって、各吹出し口は、炉長方向の中心を境にしたコークサイド及びプッシャーサイドで背向するように形成され、炉長方向の中心に位置する隔壁内だけには、コークサイドに吹出す供給路とプッシャーサイドに吹出す供給路の双方が併設される。

この中心の隔壁内に併設された二つの供給路は、隔壁の強度が損なわれることを防ぐために、他の隔壁内に形成した供給路よりも断面積を小さくしている。したがって、この二つの供給路では通気抵抗が大きい分、圧損が大きくなり、供給できる空気の流量が減少し燃焼温度が低下してしまう。つまり、炉長方向の温度分布を観測すると、図５に示すように、中心部の燃焼温度が局部的に低下してしまい、理想的な温度分布を得ることができなかった。

本発明の課題は、炉長方向の中心部で、多段燃焼のために供給する空気の流量不足を軽減することである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るコークス炉の温度分布調整方法は、炉長方向に細分された夫々の燃焼室に燃料ガスを供給可能な二つの燃料供給系統と、前記夫々の燃焼室に空気を供給可能な空気供給系統とを有するコークス炉で、前記一方の燃料供給系統と前記空気供給系統とで操業する際、炉長方向の中央に位置する所定の前記燃焼室に対して、前記他方の燃料供給系統を転用して空気を補給することで、前記燃焼室の炉長方向の温度分布を調整することを特徴とする。

本発明の請求項１に係るコークス炉の温度分布調整方法によれば、炉長方向の中央に位置する所定の燃焼室に対して、他方の燃料供給系統を転用して空気を補給することで、この炉長方向の中心部で、燃焼室に供給する空気の流量不足を軽減することができる。したがって、空気の流量減少に起因して中心部の燃焼温度が局部的に低下してしまうといった事態を回避し、理想的な温度分布を得ることができる。しかも、既存の燃料供給系統を転用するだけなので、容易に実現でき、コストの増大も防ぐことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、コークス炉の概略構成である。炭化室１と燃焼室２とは炉団方向に交互に配置され、その下方には蓄熱室３が炉団方向に配設されている。
燃焼室２は、炉長方向に細分されており、図２に示すように、一つの燃焼室２は、炉長方向に並んだ二つの垂直フリュー２ａ及び２ｂを上部で連通したヘアピン構造になっている。蓄熱室３は、燃焼室２と対応するように炉長方向に分割されており、一つの燃焼室２に対して所定の蓄熱室３が連通されている。炉長方向に並んだ各蓄熱室３の底部は、炉長方向に延在するソールフリュー４と連通しており、各蓄熱室３とソールフリュー４との夫々の間には、開口部を有するノズルプレート５が介挿されている。

そして、一つの燃焼室２に対して、燃料ガス（Ｍガス：コークス炉ガスと高炉ガスの混合ガス）及び空気を燃焼室２へ供給するルートと、排気ガスを燃焼室２から排出するルートと、が個別に形成される。すなわち、Ｍガス及び空気は、夫々、異なるソールフリュー４のＣＳの一端から注入され、ノズルプレート４を介して蓄熱室３に入り、そこで予熱されてから燃焼室２へ立ち上がり、垂直焔道２ａ及び２ｂの何れか一方で燃焼が行われる。その排気ガスは、垂直焔道２ａ及び２ｂの他方から蓄熱室３へと引き落され、そこで熱回収されてからソールフリュー４に入り、ＰＳの他端から排気される。これらＭガス及び空気の供給ルートと排気ガスの排気ルートは、所定時間毎に切替えられ、蓄熱室３では予熱と熱回収が交互に行われる。

なお、火炎温度を下げてＮＯｘの低減を図るために、二段燃焼を行うこととし、一段目は、垂直フリューの底部から空気を供給し、二段目は、垂直フリュー同士の隔壁内に空気の供給路２ｃを形成し、この供給路２ｃから片側の垂直フリューへ空気を供給する。すなわち、一つの供給路２ｃに対して所定の蓄熱室３が連通されており、この蓄熱室３へ送られてくる空気が、隔壁内の供給路２ｃを経て垂直フリュー２ａ又は２ｂへ吹出される。

但し、燃焼室２を構成するレンガは、窯口に近い部分が特に劣化しやすいため、炉長方向の最端に位置する炉外との隔壁だけには、供給路２ｃを形成することは避けたい。そのため、図３に示すように、炉長方向の最端に位置する垂直フリューと、これに隣接した垂直フリューとの隔壁内に形成する供給路２ｃの吹出し口２ｄは、最端に位置する垂直フリューの側、つまり窯口側に向けて形成しており、それ以降の吹出し口２ｄも、全て窯口側に向けている。したがって、各吹出し口２ｄは、炉長方向の中心を境にしたコークサイド及びプッシャーサイドで背向するように形成され、炉長方向の中心に位置する隔壁内だけには、コークサイドに吹出す供給路２ｃとプッシャーサイドに吹出す供給路２ｃの双方が併設される。この中心の隔壁内に併設された二つの供給路２ｃは、隔壁の強度が損なわれることを防ぐために、他の隔壁内に形成した供給路２ｃよりも断面積を小さくしている。

各燃焼室２の燃焼温度は、そこに供給されるＭガスや空気の流量によって左右されるため、ノズルプレート５の開口面積を調整することにより、そこを通過する燃料ガスの流量を調整し、燃焼温度の調整を行う。
一方、各垂直フリューの底部には、燃料ガス（Ｃガス：コークス炉ガス）を供給する垂直配管６が連通されている。各垂直配管６は、図４に示すように、枝管７を介して分配管８に連通されており、枝管７の途中には流量制御可能なチップ９が介挿されている。したがって、分配管８に注入されるＣガスだけは、蓄熱室３を通過せずに、直接、燃焼室２に供給されて、垂直焔道２ａ及び２ｂの何れか一方で燃焼が行われる。なお、その排気については、前述したＭガスの燃焼時と同様である。

このように、Ｍガス及び空気によって操業するＭガス燃焼と、Ｃガス及び空気によって操業するＣガス燃焼とがあり、何れかの燃焼によって操業されるが、通常はＭガス燃焼を主体に操業している。
このＭガス燃焼で操業する際には、Ｃガス供給系統は使用されておらず休止状態にあるので、このＣガス供給系統を転用して、炉長方向の中央に位置する所定の燃焼室２に対して空気を補給する。すなわち、図５に示すように、先ず所定の燃焼室２へ連通する枝管７のチップ９を盲チップ１０に交換し、その枝管７を分配管８から断絶（縁切り）する。なお、チップ９で流路を完全に閉鎖できるなら、盲チップ１０に交換する必要は無い。そして、分配管８から断絶した垂直配管６の下端に、例えばエアブロア等、空気の供給源を接続し、空気の補給を行う。ここで、所定の燃焼室２とは、炉長方向の中心に位置する隔壁に隣接した垂直フリューを指す。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。
中心の隔壁内に併設された二つの供給路２ｃは、隔壁の強度が損なわれることを防ぐために、他の隔壁内に形成した供給路２ｃよりも断面積を小さくしている。しかしながら、このように断面積を小さくしてしまうと、ノズルプレート５の開口面積を幾ら拡大したとしても、供給路２ｃ自体の通気抵抗が大きい分、圧損が大きくなり、供給できる空気の流量が減少し、燃焼温度が低下してしまう。つまり、炉長方向の温度分布を観測すると、中心部の燃焼温度が局部的に低下してしまい、主にＭガス燃焼の際に理想的な温度分布を得ることができなかった。

そこで、Ｍガス燃焼で操業する際には、炉長方向の中央に位置する所定の燃焼室２に対して、Ｃガス供給系統を転用して空気を補給することで、この炉長方向の中心部で、燃焼室２に供給する空気の流量不足を補うことができる。したがって、空気の流量減少に起因して中心部の燃焼温度が局部的に低下してしまうといった事態を回避し、理想的な温度分布を得ることができる。

しかも、既存のＣガス供給系統を転用するだけなので、容易に実現でき、コストの増大も防ぐことができる。すなわち、先ず所定の燃焼室２へ連通する枝管７を分配管８から断絶し、その垂直配管６に空気の供給源を接続するだけで、空気の補給を行うことができるからである。

コークス炉の概略構成である。 供給及び排気のルートである。 供給路と吹出し口の概略構成である。 既存のＣガス供給経路である。 Ｃガス補給経路である。 従来の温度分布である。

符号の説明

１ 炭化室
２ 燃焼室
２ａ・２ｂ 垂直フリュー
２ｃ 供給路
２ｄ 吹出し口
３ 蓄熱室
４ ソールフリュー
５ ノズルプレート
６ 垂直配管
７ 枝管
８ 分配管
９ チップ
１０ 盲チップ

Claims (1)

1. 炉長方向に細分された夫々の燃焼室に燃料ガスを供給可能な二つの燃料供給系統と、前記夫々の燃焼室に空気を供給可能な空気供給系統とを有するコークス炉で、前記一方の燃料供給系統と前記空気供給系統とで操業する際、炉長方向の中央に位置する所定の前記燃焼室に対して、前記他方の燃料供給系統を転用して空気を補給することで、前記燃焼室の炉長方向の温度分布を調整することを特徴とするコークス炉の温度分布調整方法。

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