JPH11349955A - コークス炉の炭化室内圧力制御方法および圧力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コークス炉からの間欠的なガス漏れを防止す
ることが可能なコークス炉の炭化室内圧力制御方法およ
び炭化室内圧力制御装置の提供。 【解決手段】 コークス炉上昇管ベンド部に設けた加圧
流体供給ノズルに、複数の切換え可能な加圧流体供給配
管系統を接続し、該複数の配管系統の内、少なくとも１
系統を、前記加圧流体供給ノズル入口の加圧流体圧力を
調節可能な配管系統とし、ドライメーン内部ガス圧力の
測定値に基づき加圧流体の圧力を調節するコークス炉の
炭化室内圧力制御方法、および該制御方法に好適に用い
られる炭化室内圧力制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コークス炉の炭化
室内圧力制御方法および圧力制御装置に関し、コークス
炉からの間欠的なガス漏れを防止することが可能なコー
クス炉の炭化室内圧力制御方法および炭化室内圧力制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に室炉式コークス炉では、図３(a)
に示すように、発生したコークス炉ガスは、上昇管ベン
ド部６において加圧流体のスプレーによって冷却される
と共に、スプレーのエジェクタ効果によってドライメー
ン７へ送られ、回収される。また、図３(b) に示すよう
に、加圧流体供給配管系統は、高圧流体供給配管系統11
と低圧流体供給配管系統12の２つの配管系統から構成さ
れている。

【０００３】図４に、一般的な加圧流体スプレーの使用
方法を示す。コークス炉炭化室に石炭を装入した直後は
急速にガスが発生するため、装炭作業の安全のために、
高圧の加圧流体を供給し、そのエジェクタ効果によって
炭化室内の圧力を負圧にする。装炭作業完了後は、高圧
の加圧流体を低圧の加圧流体に切り替える。

【０００４】その後、乾留の進行と共に発生ガス量は減
少し、炭化室内圧力も低下する。ガス漏れは、高圧の加
圧流体スプレーが低圧の加圧流体スプレーに切り替わる
乾留初期の炭化室内の圧力が高い時に発生し易い。一
方、近年、コークス炉の環境改善対策として、コークス
炉からのガス漏れを防止するために、炭化室内の圧力を
制御する方法が開示されている（特開平６−41537 号公
報）。

【０００５】上記した方法は、窯毎に炭化室内の圧力を
測定し、予め設定した圧力との差に基づいて出力される
制御信号によって、上昇管に設けた制御ダンパーの開閉
または上昇管ベンド部への高圧流体の吹き込み、若しく
はこれらの組合せによって、上昇管の吸引圧力を調整し
て炭化室内の圧力を制御する方法である。しかし、上記
した方法の場合、石炭の乾留初期においてタール分を含
む高温ガスが大量に発生するため、炉内圧力を測定する
手段を炭化室内かつ窯毎に設けると、発生タールが、圧
力測定装置あるいは圧力測定装置までの導入部において
冷却固化、付着して最終的には圧力測定装置のガス配管
が閉塞し、測定装置の保守に多大の時間を要する。

【０００６】また、上昇管に設けた制御ダンパーの開閉
による方法も、開度が小さい場合、高圧流体で冷却され
たタールによって閉塞が多発する。さらには、高圧流体
を長時間供給すると炭化室内が負圧になるため、炭化室
内への空気の吸引によるレンガ目地切れや回収ガスのカ
ロリの低下を生じるという問題があり、実操業に適用す
ることは困難である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、コークス炉からの間欠的なガ
ス漏れを防止することが可能なコークス炉の炭化室内圧
力制御方法および圧力制御装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、コークス
炉上昇管ベンド部に設けた加圧流体供給ノズルに、加圧
流体を供給しコークス炉発生ガスを吸引および冷却する
複数の切換え可能な加圧流体供給配管系統を接続し、該
複数の配管系統の内、少なくとも１系統を、前記加圧流
体供給ノズル入口の加圧流体圧力を調節可能な配管系統
とし、ドライメーン内部ガス圧力の測定値に基づき加圧
流体の圧力を調節することを特徴とするコークス炉の炭
化室内圧力制御方法である。

【０００９】前記した第１の発明においては、前記加圧
流体供給ノズル入口の加圧流体圧力を調節可能な配管系
統が、供給する流体の圧力を可変とできる加圧流体供給
用ポンプを配設した配管系統であることが好ましい。第
２の発明は、コークス炉上昇管ベンド部６に設けた加圧
流体供給ノズル９と、該加圧流体供給ノズル９に接続す
る複数の切換え可能な加圧流体供給配管系統11,12,13
と、該加圧流体供給配管系統11,12,13の内少なくとも１
系統に設けられ、前記加圧流体供給ノズル９入口の加圧
流体圧力を調節可能とする加圧流体圧力調節手段20と、
前記上昇管ベンド部６に繋がるドライメーン内部ガス圧
力測定手段16と、該圧力測定手段16で測定した圧力測定
値に基づき前記加圧流体圧力調節手段20の制御を行う制
御装置17を有することを特徴とするコークス炉の炭化室
内圧力制御装置である。

【００１０】前記した第２の発明においては、前記加圧
流体供給ノズル９入口の加圧流体圧力を調節可能とする
加圧流体圧力調節手段として、供給する流体の圧力を可
変とできる加圧流体供給用ポンプを用いることが好まし
い。なお、前記した第１の発明、第２の発明において
は、前記した複数の切換え可能な加圧流体供給配管系統
は、それぞれが直接、前記した加圧流体供給ノズルの入
口に接続されていてもよく、また、複数の切換え可能な
加圧流体供給配管系統を合流し、合流配管が加圧流体供
給ノズルの入口に接続されていてもよく、複数の加圧流
体供給配管系統が切換え可能であれば、加圧流体供給ノ
ズルへの接続方式は特に制限されない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明者らは、前記した従来技術の問題点を解決
するために鋭意検討した結果、コークス炉の上昇管の加
圧流体供給ノズル（：スプレーノズル）に供給する加圧
流体の配管系統を、圧力が30kg/cm²・G 以上の加圧流体
を供給する高圧配管系統と、圧力が５kg/cm²・G 未満の
加圧流体を供給する低圧配管系統の他に、圧力が５〜20
kg/cm²・G の間で可変な中圧加圧流体供給配管系統を設
けることによって前記した問題点を解決することが可能
であることを見出した。

【００１２】すなわち、上記した方法においては、例え
ば、コークス炉の各窯毎に、予め、乾留時間と炭化室圧
力との関係、および上昇管の加圧流体供給ノズルへ供給
する加圧流体の圧力と炭化室内圧力との関係を調査す
る。次に、図５に示すように、装炭作業時は高圧加圧流
体を導入し、装炭作業完了後は上記で得られた相互関係
に基づいて中圧加圧流体の圧力および中圧加圧流体の供
給時間を調整し、その後低圧加圧流体を供給する。

【００１３】上記した方法によって、制御弁の損耗、閉
塞、圧力測定装置および圧力測定装置の配管系統の閉塞
の問題を生ぜずに、コークス炉炉内圧を適正に保持する
ことが可能となった。しかし、この方法の場合も間欠的
なガス漏れが生じる場合があり、改善の余地が残されて
いた。

【００１４】このため、本発明者らはさらに検討した結
果、コークス炉上昇管ベンド部に設けた加圧流体供給ノ
ズルに、加圧流体を供給しコークス炉発生ガスを吸引お
よび冷却する複数の切換え可能な加圧流体供給配管系統
を接続し、該複数の配管系統の内、少なくとも１系統
を、前記加圧流体供給ノズル入口の加圧流体圧力を調節
可能な配管系統とし、ドライメーン圧力の測定値に基づ
き加圧流体の圧力を調節することによって、コークス炉
炭化室のドアのガス漏れをさらに防止すると共に、コー
クス炉の煙突からの黒煙発生率を減少することが可能で
あることを見出した。

【００１５】さらに、上記した加圧流体供給ノズル入口
の加圧流体圧力を調節可能な配管系統として、供給する
流体の圧力を可変とできる加圧流体供給用ポンプを配設
した配管系統を用いることによって、コークス炉炭化室
内の圧力を正確に制御でき、コークス炉炭化室のドアの
ガス漏れを皆無とできることを見出した。図１に、本発
明に係るコークス炉上昇管ベンド部への加圧流体供給配
管系統の一例を示す。

【００１６】図１において、５はコークス炉上昇管、６
はコークス炉上昇管ベンド部、７はドライメーン、９は
加圧流体供給ノズル（：安水スプレーノズル）、10a 、
10bは三方弁、11は高圧流体供給配管系統、12は低圧流
体供給配管系統、13は中圧流体供給配管系統、14は供給
する流体の圧力を可変とできる中圧流体供給ポンプ、15
は高圧流体供給ポンプ、16はドライメーン内部ガス圧力
測定手段（：ドライメーン圧力計）、17は制御装置、18
はモータ、20は加圧流体圧力調節手段、Ｆは加圧流体の
流れ方向を示す。

【００１７】なお、図１における加圧流体圧力調節手段
20としては、回転数が可変なモータ（ポンプ14用モー
タ）18を用いたが、本発明の技術内容から、モータ18と
ポンプ14の間に設けた流体継手、加圧流体供給配管系統
に設けた圧力調節弁などその他の加圧流体圧力調節手段
を用いることも可能である。すなわち、本発明における
加圧流体圧力調節手段20としては、加圧流体供給ノズル
９入口の加圧流体圧力を調節可能であればその方式は制
限されるものではない。

【００１８】本発明においては、コークス炉上昇管内に
吹き込む加圧流体として高圧水のみを用いると、制御弁
の著しい損耗を生じるため、加圧流体の圧力が異なる複
数の加圧流体供給配管系統を設ける。また、上記した複
数の加圧流体供給配管系統の内、少なくとも１系統を、
加圧流体の圧力を調節可能な配管系統とし、ドライメー
ン内部ガス圧力（以下ドライメーン圧力とも記す）の測
定値に基づき加圧流体の圧力を調節する。

【００１９】なお、図１には３系統から構成される加圧
流体供給配管系統11,12,13を示したが、本発明は３系統
に限らず複数の加圧流体供給配管系統を配設することが
できる。本発明によれば、ドライメーン圧力を測定し、
ドライメーン圧力の変動に応じて供給する加圧流体の圧
力を調節することによって、炭化室内の圧力が変化した
場合も、炭化室内の圧力を適正値に維持し、コークス炉
炭化室のドアのガス漏れを確実に防止すると共に、コー
クス炉の煙突からの黒煙発生率を減少することが可能と
なった。

【００２０】本発明における加圧流体の圧力を調節可能
な配管系統としては、加圧流体の圧力調節弁または供給
する流体圧力を可変とできる加圧流体供給用ポンプを有
する配管系統を設けることができるが、加圧流体の供
給に伴うポンプ所要電力の低減、コークス炉炭化室内
の圧力の正確な制御の面から、モータの回転数が可変な
加圧流体供給用ポンプを有する配管系統を設けることが
より好ましい。

【００２１】本発明においては、前記と同様に、コーク
ス炉各窯毎に、予め、乾留時間と炭化室内圧力との関
係、上昇管ベンド部に設けた加圧流体供給ノズルへ供給
する加圧流体の圧力と炭化室内圧力との関係を調査し、
装炭作業完了後、得られた相互関係に基づいて加圧流体
の圧力を設定、調節し、その後、ドライメーン圧力の変
動に応じて供給する加圧流体の圧力を調節することがよ
り好ましい。

【００２２】なお、本発明における加圧流体の種類は特
に制限されるものではないが、加圧水、加圧安水、蒸気
などが例示される。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。図１に示す加圧流体供給配管系統を用いて、コー
クス炉上昇管ベンド部へ加圧流体を供給した。コークス
炉は、１炉当たり30ｔ装入できる炉を66門有する室炉式
コークス炉を使用し、稼働率95％の条件で実施した。

【００２４】本実施例においては、圧力１〜３kg/cm²・
G の低圧流体供給配管系統12から、流体圧力を３〜10kg
/cm²・G の範囲で調節可能な、モータ18の回転数が可変
なポンプ14を有する中圧流体供給配管系統13、および流
体圧力を30kg/cm²・G 以上に昇圧可能なポンプ15を有す
る高圧流体供給配管系統11を分岐、配設した。なお、低
圧流体、中圧流体、高圧流体としては安水を用いた。

【００２５】また、上記した三つの配管系統の下流側を
各炭化室の上昇管ベンド部６に接続すると共に、該配管
の各炭化室毎に三方弁10a 、10b を設け、各炭化室毎に
高圧安水、中圧安水または低圧安水を選択供給できるよ
うにした。さらに、ドライメーン圧力計16で測定したド
ライメーン圧力値に応じてポンプ14のモータ18の回転数
を制御する制御装置17を設けた。

【００２６】図２に、本発明の制御方法でコークス炉の
炭化室内の圧力を制御した時の、上昇管ベンド部へ供給
した加圧流体圧力（安水圧力）および炭化室内圧力の経
時変化を示す。なお、図２の炭化室内圧力の経時変化に
おいて、実線が本発明の制御方法で制御した時の経時変
化を示し、点線は従来の方法における経時変化を示す。

【００２７】すなわち、本発明の制御方法において、装
炭作業時は、40kg/cm²・G の高圧安水を供給し、装炭作
業完了後は、予め調査したコークス炉各窯毎の安水圧力
と炭化室内圧力の関係に基づき、圧力が５kg/cm²・G の
中圧安水の供給を開始し、30分間中圧安水の供給を継続
した。また、中圧安水の供給時に、ドライメーン基準圧
力５mmAqに対して１mmAqの変動につき中圧安水圧力を１
kg/cm²増減するようにポンプ14のモータ18の回転数を制
御した。

【００２８】中圧安水を30分間供給した後、圧力が３kg
/cm²・G の低圧安水を供給した。上記した試験の結果、
ドライメーン圧力の変動に伴って発生していた間欠的な
ガス漏れが皆無となり、ドアガス漏れ発生率が従来より
1.0 ％減少すると共に、炉壁レンガ目地切れ部から燃焼
室側への発生ガスのリークが減少したため、コークス炉
の煙突の黒煙発生率が従来より0.5 ％減少した。

【００２９】なお、ドアガス漏れとは、室炉式コークス
炉のドアと炉体との隙間から炉内ガスの漏出が発生する
ことを示し、本実施例における上記したドアガス漏れ発
生率とは、一日の内に66門のコークス炉全体の中で、ガ
ス漏れが発生した門数の割合を示す。また、コークス炉
の煙突の黒煙発生率とは、一日の各炭化室への石炭装入
回数の内、黒煙が発生した回数の割合を示す。

【００３０】なお、前記実施例では、ドライメーン圧力
計16で測定したドライメーン圧力値に基づき、制御装置
17でポンプ14のモータ18の回転数を制御するようにした
が、制御装置17の代わりに、操業者がドライメーン圧力
値に基づいて手動でポンプ14のモータ18の回転数を変更
してもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、コークス炉において発
生していた間欠的なガス漏れが皆無となると共に、コー
クス炉の煙突の黒煙発生率を減少することが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコークス炉上昇管ベンド部への加
圧流体供給配管系統の一例を示す説明図である。

【図２】上昇管ベンド部へ供給した加圧流体圧力（安水
圧力）および炭化室内圧力の経時変化を示すグラフであ
る。

【図３】室炉式コークス炉を示す斜視図(a) およびＡ部
における加圧流体供給配管系統を示す説明図(b) であ
る。

【図４】一般的な加圧流体スプレーの使用方法を示すグ
ラフである。

【図５】加圧流体スプレーの使用方法の一例を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１ 蓄熱室 ２ 石炭（コークス） ３ 炭化室 ４ 炭化室ドア ５ コークス炉上昇管 ６ コークス炉上昇管ベンド部 ７ ドライメーン ９ 加圧流体供給ノズル（：安水スプレーノズル） 10a 、10b 、10c 三方弁 11 高圧流体供給配管系統 12 低圧流体供給配管系統 13 中圧流体供給配管系統 14 中圧流体供給ポンプ 15 高圧流体供給ポンプ 16 ドライメーン内部ガス圧力測定手段（：ドライメー
ン圧力計） 17 制御装置 18 モータ 19 燃焼室 20 加圧流体圧力調節手段 Ｆ 加圧流体の流れ方向 ｆ コークス炉発生ガスの流れ方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 哲郎 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 渡辺 宗一郎 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コークス炉上昇管ベンド部に設けた加圧
   流体供給ノズルに、複数の切換え可能な加圧流体供給配
   管系統を接続し、該複数の配管系統の内、少なくとも１
   系統を、前記加圧流体供給ノズル入口の加圧流体圧力を
   調節可能な配管系統とし、ドライメーン内部ガス圧力の
   測定値に基づき加圧流体の圧力を調節することを特徴と
   するコークス炉の炭化室内圧力制御方法。
2. 【請求項２】 コークス炉上昇管ベンド部(6) に設けた
   加圧流体供給ノズル(9) と、該加圧流体供給ノズル(9)
   に接続する複数の切換え可能な加圧流体供給配管系統(1
   1,12,13)と、該加圧流体供給配管系統(11,12,13)の内少
   なくとも１系統に設けられ、前記加圧流体供給ノズル
   (9) 入口の加圧流体圧力を調節可能とする加圧流体圧力
   調節手段(20)と、前記上昇管ベンド部(6) に繋がるドラ
   イメーン内部ガス圧力測定手段(16)と、該圧力測定手段
   (16)で測定した圧力測定値に基づき前記加圧流体圧力調
   節手段(20)の制御を行う制御装置(17)を有することを特
   徴とするコークス炉の炭化室内圧力制御装置。