JPH108062A - コークス炉炭化室への石炭装入方法 - Google Patents

コークス炉炭化室への石炭装入方法

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JPH108062A
JPH108062A JP16876596A JP16876596A JPH108062A JP H108062 A JPH108062 A JP H108062A JP 16876596 A JP16876596 A JP 16876596A JP 16876596 A JP16876596 A JP 16876596A JP H108062 A JPH108062 A JP H108062A
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貴 松井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コークス炉炭化室内に付着するカーボンの発
生を低減する。 【解決手段】 装炭車に搭載された装炭ホッパから切り
出された石炭をコークス炉の炭化室に装入するに当た
り、装入炭レベラ2に取り付けた幅方向の下方内向きの
噴水ノズル5から炭化室に装入された石炭に散水し、炭
化室の上部に装入された石炭の水分を調節することによ
って炭化室へのカーボン付着を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、室炉式コークス炉
における炭化室内に付着するカーボン量を低減すること
ができるコークス炉炭化室への石炭装入方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】一般に、図7に示すように装炭車10に搭
載した複数の装炭ホッパ11から切り出された石炭は、室
炉式のコークス炉1における炭化室6の天井に配設され
た複数の装入口7を介して炭化室6内に装入される。炭
化室6内への石炭装入が終了した段階では、複数の装入
口7の直下に石炭の山が形成されるため、装入石炭の表
面には凹凸が生じる。
【0003】装入石炭の表面に凹凸が存在すると操業に
悪影響を及ぼすため、これを解消すべく、炉蓋8の上部
に設けた小蓋(図示せず)を用いて、そこから装入炭レ
ベラ2を炭化室6の長手方向に挿入し、前後進をくり返
すことによって凹凸面をならす作業が行われる。装入炭
レベラ2を用いて炭化室6内の装入石炭を平坦にならし
たのち、炭化室6の炉団方向両端に配置された燃焼室
(図示せず)からの伝熱による加熱により約17〜24時間
をかけて石炭を乾留する。炭化室6での石炭乾留が終了
したら、図8に示すように、当該炭化室6のマシンサイ
ドおよびコークスサイドにある炉蓋8(図7参照)を取
り外した状態として、押出機9のラムによりコークスケ
ーキ12を押し出す。このようにしてマシンサイドからコ
ークスサイドに押し出されるコークスケーキ12は、コー
クガイド車13にガイドされ、消火車14に排出される。
【0004】ところで、コークス炉1における炭化室6
内で石炭を乾留する過程でタールを含む炭化水素ガスが
生じ、これが炭化室6内に充満することになる。この炭
化水素ガスが炭化室6で炉内の高温煉瓦面で熱分解を起
こしてカーボンを発生する。このカーボンは炭化室6の
内面を形成する炉壁面に生じた気孔、目地またはスポー
リングなどで生じた欠損部に侵入し、これが成長して強
固なカーボンの付着層を形成する。
【0005】カーボンの付着する場所は炉壁の平滑状態
や炉壁の温度に左右されるため炉内で付着層の厚みが異
なってしまう。このためそのまま放置しておくと炉壁面
に凹凸が生じ、押出機によるコークスケーキの押出し時
に抵抗が増加し、最終的には押出しが不可能な状態にな
らしめる、いわゆる押詰りの原因となるので、日常の操
業では定期的に空気あるいは酸素ガスを吹き込んで焼き
落しによる除去作業を行っている。しかしこのカーボン
焼き作業はカーボンの燃焼による局所的な高温部の生成
と主に空気侵入部となる炉蓋近傍での温度低下をもたら
すため炉体損傷を招く必要悪とされていた。
【0006】このような状況に対し焼却除去装置による
付着カーボン除去方法(例えば特開昭61−231084号公
報)が開示されているが、このような方法ではまだらに
付着したカーボンを除去することが難しく、焼き過ぎて
必要なカーボンの目地まで除去してしまう欠点がある。
また、付着防止法としてカーボンの付着しにくい煉瓦や
煉瓦表面の処理に関しては、煉瓦にうわ薬を塗布して熱
処理する方法(特開昭59−174585号公報)、素地段階で
うわ薬を塗布し焼成した煉瓦(特開昭63−236783号公
報)を使用する方法、無機系バインダと微粉の耐火物を
炉内に噴霧する方法(実公昭55−4276号公報)、Arガス
のプラズマジェットでSiO2もしくはCr2O3 を溶射する方
法(特開平2−160896号公報)が開示されている。
【0007】しかしこれら炭化室の煉瓦表面に塗膜を塗
布する方法では、吹き付け剤のコストが高いこととその
寿命が短いことが欠点となっている。さらに炭化室上部
空間の温度を下げカーボンの発生を抑制する方法に関し
ては、炭化室天井煉瓦に通気孔を設け水蒸気を導入する
方法(特開昭50−2701号公報)、炭化室天井煉瓦に通気
孔を設け冷却ガスを強制的に導入する方法(特公昭54−
10001 号公報)、炭化室上部空間にコークス炉ガスを導
入する方法(特開平3−210389号公報)、炭化室上部空
間にCO2 およびH2O の少なくとも1つを吹き込む方法
(特開平3−212486号公報)等が開示されている。しか
しこれらの方法はいずれも炭化室上部からガスを導入す
る方法のため炉体の改造が必要で多額な改造費用を伴う
欠点がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記公報に開
示された従来技術は前述のような問題点があったが、そ
の中でも特開昭50−2701号公報に開示の方法、特公昭54
−10001 号公報に開示の方法、特開平3−210389号公報
に開示の方法、さらに特開平3−212486号公報に開示の
方法の、いずれにも共通した問題点は、炭化室上部から
ガスを導入する方法のため、既設のコークス炉に適用す
るためには大規模な炉体の改造が必要で多額な改造費用
を伴うという問題があった。
【0009】本発明は、上記従来技術の問題を解消し、
設備の簡易な改善によってコークス炉の炭化室に付着す
るカーボン量を低減することができるコークス炉炭化室
への石炭装入方法を提供することを目的とするものであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項1記載の本発明は、装炭車に搭載された装炭ホ
ッパから切り出された石炭をコークス炉の炭化室に装入
するに当たり、装入炭レベラに取り付けた噴水ノズルか
ら装入された石炭に散水し、炭化室の上部に装入された
石炭の水分を調節することによって、炭化室へのカーボ
ン付着を防止することを特徴とするコークス炉炭化室へ
の石炭装入方法である。
【0011】請求項2記載の本発明は、装入炭レベラの
長手方向に一定間隔をもち、各々が幅方向の下方内向き
に対向して取り付けられた散水ノズルから散水すること
を特徴とする請求項1記載のコークス炉炭化室への石炭
装入方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の手段たる構成なら
びにその作用を図面に基づいてさらに詳細に説明する。
コークス炉の炭化室内では石炭の乾留過程で生じるター
ルを含む炭化水素ガスが充満しているが、このガスが炉
内の高温の煉瓦面で熱分解してカーボンが発生する。カ
ーボンの生成の影響因子に関しては、報文「住友金属」
Vol.456 (1993)p.42−49に記載されているように、石
炭の揮発分VM、石炭の水分TW、炭化室温度T、発生
ガスの流速Vであることが知られている。付着カーボン
は気相で存在する炭化水素が熱分解して気相で成長して
付着するため温度が高く、滞留時間の長い炉の上部程、
付着速度が速い。このため上部のカーボンを除去するた
めには上部空間の温度を下げることが有効である。とこ
ろでコークス炉炭化室の石炭の乾留時間に対する高さ方
向の炭中温度推移を図5に示すが、上部の石炭は上部空
間からの輻射の影響を受けるため中下層部に比べ昇温が
早くなる傾向にあり、これがさらに上部空間の温度を高
くしている要因の1つである。
【0013】これらの事実から本発明者らは鋭意、乾留
実験と伝熱計算を行い、炭化室上部に装入される石炭の
水分を中下層部に比べ数%高くすることで最終炭化終了
時間を増やすことなく上部空間温度を低減できることを
知見した。水分添加量は炉体構造により高さ方向の温度
分布が異なるため、そのコークス炉に応じて設定すれば
よい。また上層部の水分を増やすことは炭化水素ガスの
濃度を低減でき、カーボンの生成速度を低下する効果も
ある。
【0014】炭化室上部に装入される石炭の水分を上昇
させる方法として、あらかじめ水分の高い石炭をコーク
ス炉上部へ選択的に装入する方法が考えられるが、水分
増加により石炭粒子間の摩擦抵抗が増加するためコーク
ス炉上部の石炭の嵩密度が低減し、コークス品質にバラ
ツキが出ることが懸念される。そこで装入後の石炭に散
水する方法を考えた。
【0015】この場合、図1〜図3に示すように、本発
明では、石炭を掻きならす装入炭レベラ2に、その長手
方向に等間隔で配設された多数の仕切板15の上部両側に
装入炭レベラ2の長手方向に沿うように一対の給水配管
4を設ける。そして各々の給水配管4から分岐させて多
数の噴水ノズル5を、幅方向の下方内向きに対向して取
り付ける。図では、各噴水ノズル5を各々の仕切板15の
中間位置に1個取り付ける場合を示しているが、これに
限定するものではなく、必要に応じ複数個をできるだけ
等間隔になるように取り付けてもよい。要は、装入石炭
の表面にできるだけ均一に水を噴水できるように配置す
るのが好適である。
【0016】本発明では、まず図7に従って説明した従
来と同様に、室炉式のコークス炉1の装入口7から炭化
室6に石炭を装入したら、炉蓋8の上部から装入炭レベ
ラ2を炭化室6内に挿入し、装入石炭に形成された凹凸
面をならして平坦にする作業を行う。次に図4に示すよ
うに、装入炭レベラ2を炭化室6の最奥端部まで挿入
し、上記のようにして装入炭レベラ2に設けた給水配管
4から水を供給して噴水ノズル5から炭化室6内の石炭
表面に幅方向の下方内向きに対向して噴水する。その結
果、炭化室6の炉壁を散水により濡らすことなく、装入
石炭の上部にある石炭の水分を増加させることが可能に
なる。
【0017】本発明は、炉体の改造を全く行う必要がな
く、さらに装炭車の改造も装入炭レベラに散水用の給水
配管および噴水ノズルを取り付け、給水タンクを設置す
るだけの簡単なものである。水分の散水量はコークス炉
の稼動状態で任意に選ぶことで最も経済性の高い範囲を
選択すればよい。
【0018】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。内容積39m3/窯、石炭装入量29t/窯のコーク
ス炉において、装炭車の装入炭レベラに給水配管および
噴水ノズルを装着した。炭化室に石炭装入レベラ作業終
了後、上部石炭に噴水ノズルから 150リットルの水を注
入した。加水した水分量は装入高さ1m分の石炭の水分
を3%上昇させる量にあたる。なお、装入口直下につい
ては注入量を他の部分の 1.5倍にした。本発明の注水し
た場合と通常操業の注水しなかった場合のカーボン付着
厚み、乾留時間の結果を表1に、また、注水時における
乾留時間の炭中温度の推移を図6に示す。なお、カーボ
ンの付着量は装入後炉内に煉瓦のテストピースを装入し
テストピースへのガーボン付着の厚みを顕微鏡で測定し
て比較した。結果から明らかなように、炭中の上部温度
の上昇速度が低減して上部温度が下がりカーボン付着量
は大幅に低減した。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、装
炭ホッパから切り出された石炭を室炉式コークス炉の炭
化室へ落下、装入するに当たり、装入炭レベラに取り付
けた噴水ノズルから装入された石炭に水をかけ、炭化室
上部に装入される石炭の水分を調節することで炭化終了
時間を延長させることなく炭化室上部のカーボンの付着
を抑制できる。この結果、カーボン除去頻度が大幅に低
減し、カーボン付着トラブルによる生産性の低下と炉体
損傷加速の問題解決に大きく貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る装入炭レベラを示す平面図であ
る。
【図2】図1のA−A矢視を示す側面図である。
【図3】図1のB−B矢視を示す断面図である。
【図4】本発明に係るコークス炉炭化室への石炭装入状
況を示す縦断面図である。
【図5】装入石炭の乾留時間(hr)と炭中温度(℃)と
の関係を、装入石炭の上部、中部および下部について比
較して示す線図である。
【図6】装入石炭の乾留時間(hr)と炭中温度(℃)と
の関係を、上部(水分添加前)と下部(水分添加後)に
ついて比較して示す線図である。
【図7】従来に係るコークス炉炭化室への石炭装入状況
を示す縦断面図である。
【図8】従来に係るコークス炉炭化室からのコークス押
し出し状況を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 コークス炉 2 装入炭レベラ 3 仕切板 4 給水配管 5 噴水ノズル 6 炭化室 7 装入口 8 炉蓋 9 押出機 10 装炭車 11 装炭ホッパ 12 コークスケーキ 13 コークガイド車 14 消火車 15 仕切板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 装炭車に搭載された装炭ホッパから切り
    出された石炭をコークス炉の炭化室に装入するに当た
    り、装入炭レベラに取り付けた噴水ノズルから装入され
    た石炭に散水し、炭化室の上部に装入された石炭の水分
    を調節することによって、炭化室へのカーボン付着を防
    止することを特徴とするコークス炉炭化室への石炭装入
    方法。
  2. 【請求項2】 装入炭レベラの長手方向に一定間隔をも
    ち、各々が幅方向の下方内向きに対向して取り付けられ
    た散水ノズルから散水することを特徴とする請求項1記
    載のコークス炉炭化室への石炭装入方法。
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