JPH039988A - コークス乾式消火設備操業方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコークス乾式消火設備の導入空気量を制御する
操業方法に関する。

〔従来の技術〕

コークス乾式消火設備が導入された初期においては、冷
却ガスの成分の変動に応じて空気の吹込量を調整するた
め、コークス処理量やコークス炉の操業状況を参考にし
つつ感覚的に空気吹込み量調整用の希釈空気流量調節弁
を手動により開度調整していた。

その後、特開昭５２−８５２０３号公報では、廃熱ボイ
ラーへの入熱低下時に冷却室へ空気を導入して、充填コ
ークスを部分的に燃焼させる、ボイラー人熱制御方法が
提案されている。

特開昭６１−３７８９３号公報では、冷却室の上部に設
けられる予備室の上部に空気を加圧導入して、予備室内
の可燃性ガス、コークス微粉および灼熱コークスを部分
的に燃焼させ、この熱量を蒸気の形で回収する方法が提
案されている。

これらは何れもボイラー人熱制御方法である。

特開昭６２−２３６８８７号公報は、冷却室上部の予備
室に設けたレベル計で予備室在庫レベルを測定し、この
信号とコークス炉よりの切出しコークス温度信号とコー
クス投入量子δ−ｊ値から、乾式消火設備からのコーク
ス切出し量を自動制御するものである。

特開昭６３−３０８０９１号公報は、コークス炉の欠落
時間、置時間、装入コークス量、水分値、揮発分に基づ
いて、窯出し時のコークス顕然、含有ガス量、ガス成分
を予測計算し、これに基づき、乾式消火設備の物質収支
、熱収支計算を行い、これに基づいてコークス炉操業（
窯出し）や消火設備の循環ガス量、吹込空気量、吹込窯
素量、およびコークス量を制御するものである。

特開昭６１−１６８６９０号公報は、ボイラーから冷却
塔に入る冷却不活性ガスの成分、組成、温度を検出し、
酸素濃度を監視して、可熱分の燃焼に失火が起きない範
囲で、空気の吹込Ｊｊ量を最大に調整するものである。

第２図は従来の供給空気導入量の制御の一例を示したも
ので、１は消火塔、２は予備室、３は冷却室、４は廃熱
ボイラー　８は送風機であり、５のガス分析計により可
燃性ガス量等を分析して、６の供給空気導入弁を制御す
る方法が一般的であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

コークス乾式消火設備は冷却室の上部に予備室を有する
乾式コークス消火塔、予備室の下方の循環ガス吸込部よ
り廃熱ボイラーへ不活性ガスを送る廃熱供給ダクト、廃
熱ボイラー、送風機、冷却室への冷却不活性ガス送風ダ
クトよりなっている。

従来、この冷却不活性ガス送風ダクト部に設置された、
ガス分析計の可燃性ガス濃度が一定の低い値となるよう
に、循環ガス吸込部へ供給する空気量を自動的に制御す
るのが一般的な方法であったが、この方法では、ガス分
析時間に３０〜６０秒を要し、制御遅れが生じ、また、
灼熱コークスの装入ピッチ、予備室のコークス在庫量、
冷却室下部よりの排出コークス量等で可燃性ガス濃度が
変動するうえに、供給空気量が過剰となると、冷却不活
性ガス中に酸素が存在するようになり、爆発等の危険性
があるため、可燃性ガスが多い安全側で作業することに
なり、可燃性ガスを効率的に燃焼させて、可燃性ガスを
最小限となるように供給空気量を適性に制御する事がで
きなかった。

本発明の目的は可燃性ガス発生量に見合った供給空気導
入量を決定することにより、従来系外に廃棄されていた
可燃性ガス燃焼熱を有効に利用する方法を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは前記課題を解決するため鋭意研究を行った
結果本発明に到達した。

本発明は■冷却室の上部に予備室を有する消火塔内に、
コークス炉から窯出しされた灼熱コークスを装入し、該
灼熱コークスの有する顕然を不活性ガスを媒体として蒸
気の形で回収しうるようにした乾式消火方法において、
灼熱コークス装入ピッチ、予備室のコークス在庫量、冷
却室下部よりの排出コークス量の変動より循環ガスの一
酸化炭素、水素等の可熱性ガス発生量を推定し、予備室
下方の循環ガス吸込部へ、該循環ガス中の可燃性ガス濃
度が最少となる量に導入空気量をフィードフォワード制
御することを特徴とするコークス乾式消火設備操業方法
である。

また■ボイラーから冷却塔に入る冷却ガス分析値による
一酸化炭素、水素、酸素の多量、発生蒸気温度、廃熱ボ
イラー入口ガス温度、発生蒸気量の各測定値による、導
入空気量のフィードバック制御を加味した前記■記載の
コークス乾式消火設備操業方法である。

また、■コークス乾式消火設備への灼熱コークス巻上げ
クレーンの中間所定点に灼熱コークス充填バケットが達
した時点より、所定時間後に、所定量の導入空気量を増
加させる前記■または■記載のコークス乾式消火設備操
業方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

例えば、プロセスコンピューターにコークスの窯出しス
ケジュールをインプットしておき、又乾式消火設備の操
業データを合わせて転送しておく。

これらの情報によって、灼熱コークスの装入ピッチ、予
備室のコークス在庫量、排出コークス量が予測できるの
で、このデータを基にして循環ガス中の一酸化炭素、水
素等の可燃性ガス量が予測され、これによって予備室下
方の循環ガス吸込部への導入空気量が決定される。これ
らのデータは予測値であるので、導入空気量をフィード
フォワード制御することになる。

乾式消火設備への灼熱コークスの装入ピッチは、コーク
ス炉の窯出しタイミングで決定されるので、従ってコー
クス炉の装入孔蓋の開閉時間間隔で把握する。

乾式消火設備での可燃性ガスの発生状態、従って循環ガ
ス中の可燃性ガス濃度はコークス装入ピッチ、予備室（
プレチャンバ−）のコークスレベル、排出コークス量等
で変動するため総合的に推定する必要がある。

可燃性ガス発生量の変動原因としては、予備室内でのコ
ークスの滞留時間の影響が大きく、滞留時間が大となる
と可燃性ガスの発生量も大となり、滞留時間が小となる
と可燃性ガス発生量も小となる。

勿論、これに現状のボイラーから冷却塔へ入る冷却ガス
の分析値によって、−酸化炭素、水素、酸素の各測定値
、ボイラーの発生蒸気温度、廃熱ボイラー入口ガス温度
、発生蒸気量の各測定値よりフィードバック制御による
導入空気量制御を加味してもよい。このフィードバック
制御はタイムラグを考慮した連続制御としてもよいが、
前記のように制御遅れの問題があるので、実施例に記載
のように一定制御範囲を設定して、これを超える時また
はこの範囲より下る時に、所定量の空気量を増減するオ
ンオフ制御としてもよい。

またコークス装入毎に、灼熱コークスより発生する可燃
性ガスによって一時的に可燃性ガス濃度が増加するが、
これに対しては、灼熱コークス装入用の巻上げクレーン
の定位置を灼熱コークスを充填したバケットが通過した
時点から、所定時間後に、所定時間だけ、供給空気を所
定量−時的に増加するようにすることが好ましい。

供給空気量過多による冷却不活性ガス中への酸素存在を
防止するために、供給空気量の１回当りの変更［１１を
設定し、更に可燃性ガス濃度下限値、酸素濃度上限値等
を予め設定しておき、その値に達した場合は、強制的に
供給空気量の変更を行う安全制御を加味しておくことが
望ましい。

〔作用〕

従来、ガス分析時間の遅れによる制御遅れと、供給空気
量過多による爆発の危険性回避の点から、冷却不活性ガ
ス中の可燃性ガスを十分低くできず、可燃性ガス濃度の
高いままの状態で系外に無駄に廃棄されていたが、本発
明によれば、コークス炉窯出しスケジュール、乾式消火
設備の操業予測から、可燃性ガスの発生量を推定し、こ
れに見合った供給空気導入量を導入することによって、
系外に、廃棄されていた可燃性ガス燃焼熱を有効に蒸気
として回収することが可能である。

〔実施例〕

以下に実施例によって、本発明を更に具体的に説明する
が、本発明はこの実施例によって同等限定されるもので
はない。

第１図について説明する。

７はプロセスコンピューターで１、コークス炉自動燃焼
制御用コンピューターに余裕があれば、これを活用して
もよく、又乾式消火設備用コンピューターを設けてもよ
い。何れにしても、コークス炉自動燃焼制御用コンピュ
ーターを利用し、窯出しスケジュールはコークス炉操業
管理用にコンピューターにインプットしたデータを使用
する（投入ピッチ９）。

このコンピューターに乾式消火設備の予備室のコークス
在庫量１０、冷却室下部よりの排出コークス量１１、循
環ガスの一酸化炭素、水素等の可燃性ガス発生量（ガス
分析計５による）、蒸気発生温度１３、廃熱ボイラー入
口ガス温度１４、発生蒸気量１２等の操業データを１分
毎に転送したものを使用する。

供給空気導入量は、窯出しスケジュールより決る灼熱コ
ークス装入ピッチ、予備室２のコークス在庫量１０、冷
却室３の下部よりの排出コークス量１１の変動による可
燃性ガス発生に対する影響度を予め数式化しておきフィ
ードフォワード制御を行うが、これに現状の可燃性ガス
濃度もフィードバックさせて加味した上で決定する。

演算は次式によった。

（供給空気量）−ａ（灼熱コークス装入ピッチ）＋ｂ（
予備室のコークス在庫量）＋Ｃ（排出コークス量）＋ｄ
（可燃性ガス濃度）＋（現状空気導入量） 現状の可燃性ガス濃度と現状の空気導入量をベースとし
て、これをａ、ｂ、ｃのデータよりフィードフォワード
制御により修正するものである。

供給空気量過多による危険性回避と操業の安定化を図る
ため、−酸化炭素濃度が５％以上又は０．５％以下に達
すると空気量を２０ＯＮｍ３／Ｈ増減し、水素濃度が３
％以上又は０，２％以下に達すると空気量を１０１００
Ｎ／Ｈ増減し、酸素濃度が０．２以上に達すると空気量
を５０ＯＮｍ３／Ｈ減少させ、また発生蒸気温度が５２
３℃以上又は５１７℃以下になると空気量を５０ＯＮｍ
３／Ｈ増減させ、廃熱ボイラー人口温度が９２０℃以上
になると空気量を５０ＯＮｍ”／Ｈ減少させ、発生蒸気
量が５４ｔ／Ｈ以上になると空気量を５０ＯＮｍ３／Ｈ
減少させる等のアクションを自動で行うようにした。

コークス装入毎に一時的に可燃性ガス濃度が一酸化炭素
で３〜４％増加していたが、灼熱コークスの乾式消火設
備への巻き上げクレーンの中間の所定位置に灼熱コーク
スが充填されたバケットが達した時点から１分後に２分
間、２０ＯＮｍ３／Ｈだけ供給空気量を増加することで
一酸化炭素濃度を０．５〜１％まで低下させることがで
きた。

〔発明の効果〕

従来、冷却不活性ガス中の可燃性ガスの分析時間による
制御遅れにより、従来安全上可燃性ガスを比較的高い水
準にせざるを得ず、可燃性ガスを多量に廃棄していたが
、本発明によれば冷却不活性ガス中の可燃性ガスを極め
て低水準にしかも安全に低減させることができる、即ち
可燃性ガスを効率的に燃焼させることができ、この燃焼
熱により蒸気の回収増加が可能であり、エネルギー有効
活用による効果は大きい。

空気導入弁、７・・・プロセスコンピューター　８・・
・送風機、９・・・灼熱コークス装入ピッチ（信号）（
コークス炉自動燃焼制御用コンピューター信号）、１０
・・・予備室コークス在庫量レベル計（信号）、１１・
・・排出コークス量（信号）、１２・・９発生蒸気量（
信号）　１３・・・蒸気発生温度計（信号）　１４・・
・廃熱ボイラー入口ガス温度計（信号）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冷却室の上部に予備室を有する消火塔内に、コーク
   ス炉から窯出しされた灼熱コークスを装入し、該灼熱コ
   ークスの有する顕然を不活性ガスを媒体として蒸気の形
   で回収しうるようにした乾式消火方法において、灼熱コ
   ークス装入ピッチ、予備室のコークス在庫量、冷却室下
   部よりの排出コークス量の変動より循環ガス中の一酸化
   炭素、水素等の可燃性ガス発生量を推定し、予備室下方
   の循環ガス吸込部へ、該循環ガス中の可燃性ガス濃度が
   最少となる量に導入空気量をフィードフォワード制御す
   ることを特徴とするコークス乾式消火設備操業方法。 ２、ボイラーから冷却塔に入る冷却ガス分析値による一
   酸化炭素、水素、酸素の各量、発生蒸気温度、廃熱ボイ
   ラー入口ガス温度、発生蒸気量の各測定値による、導入
   空気量のフィードバック制御を加味した請求項１記載の
   コークス乾式消火設備操業方法。 ３、コークス乾式消火設備への灼熱コークス巻上げクレ
   ーンの中間所定点に灼熱コークス充填バケットが達した
   時点より、所定時間後に所定量の導入空気量を増加させ
   る請求項１または２記載のコークス乾式消火設備操業方
   法。