JP2002309261A - Apparatus and method for controlling temperature of coke oven top space - Google Patents
Apparatus and method for controlling temperature of coke oven top spaceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 設備投資が少なく、作業負荷の低いカーボン
付着を抑制するための装置を提供する。
【解決手段】 コークス炉炭化室の装入口間の炉頂煉瓦
に開口部を設け、該開口部に炉内吹込用流体の噴射用ラ
ンスを設置してなることを特徴とするコークス炉炉頂空
間部の温度制御装置。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide an apparatus for suppressing carbon deposition with low capital investment and low work load. SOLUTION: A coke oven furnace top space characterized in that an opening is provided in a furnace top brick between charging ports of a coke oven carbonization chamber, and a lance for injecting a furnace blowing fluid is installed in the opening. Temperature control device.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コークス炉炉頂空
間の温度制御方法および装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for controlling a temperature in a coke oven top space.
【0002】[0002]
【従来の技術】図7は、従来のコークス炉において、石
炭を乾留する際に炉頂空間部の煉瓦表面に付着するカー
ボンのようすを模式的に表した部分断面概略図である。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view schematically showing a state of carbon adhering to a brick surface in a furnace top space when coal is carbonized in a conventional coke oven.
【0003】図7に示すように、コークス炉(の炭化室
701)で石炭を加熱してコークス703を製造する過程で、
石炭から炭素化合物を主体とする乾留ガスが生成する。
この発生ガスは炉内上部の炉頂空間部705(通常、コー
クスの表面から天井までの隙間は30〜100cm程度
である)に流れたり、あるいは炉蓋のガス道707に流れ
込み、上昇管709を経由してガス精製工程(図示せず)
へと導かれる。炉頂空間部705(本明細書中では、炉頂
空間部には上昇管基部711の空間部を含むものとす
る。)の温度は、稼働率あるいは炉温(燃焼室の上部、
あるいは下部の所定の場所に設置された温度計で測定さ
れた温度をいう)により異なるが、通常850〜950
℃程度の高温条件にあるために、炭化水素化合物の熱分
解反応が起こり、煉瓦表面にカーボン713が付着する。
このカーボン713の付着量が少量であるうちは煉瓦の目
地に入り込み、炭化室701から燃焼室(図示せず)への
生ガスリークを防止する点で有効に作用するが、一般的
にはカーボン713の生成量は多く、乾留が終了してコー
クス703を押出して次の石炭装入までの数十秒の間に外
部から空気を導入して、燃焼ガス化反応(C+O2→C
O2)で除去するのが一般的である。これらの方法でカ
ーボンを除去する方法は簡便で有効なものであるが、操
業の合間を縫って行うために、稼働率が高い場合や炉の
温度レベルが高い場合には十分な処理時間が確保できな
いことがある。また、多量の燃焼ガスを大気に放散する
ことになるので環境保護の点からも好ましいこととは言
えない。As shown in FIG. 7, a coke oven (carbonization chamber)
701) In the process of heating the coal to produce coke 703,
Carbonization gas mainly composed of carbon compounds is generated from coal.
This generated gas flows into the furnace top space 705 at the upper part of the furnace (the gap from the surface of the coke to the ceiling is usually about 30 to 100 cm), or flows into the gas path 707 of the furnace lid, and flows through the riser pipe 709. Via gas purification process (not shown)
It is led to. The temperature of the furnace top space 705 (in this specification, the space of the riser base 711 is included in the furnace top space) is the operating rate or the furnace temperature (the upper part of the combustion chamber,
Or it means the temperature measured by a thermometer installed at a predetermined lower part), but usually 850 to 950
Due to the high temperature condition of about ° C, a thermal decomposition reaction of the hydrocarbon compound occurs, and carbon 713 adheres to the brick surface.
While the amount of the carbon 713 attached is small, the carbon 713 effectively enters the joints of the bricks and effectively prevents raw gas leakage from the carbonization chamber 701 to the combustion chamber (not shown). After the carbonization is completed, coke 703 is extruded and air is introduced from the outside for several tens of seconds until the next coal charging, and the combustion gasification reaction (C + O 2 → C
It is common to remove with O 2 ). Although the method of removing carbon by these methods is simple and effective, sufficient time is required when the operation rate is high or the furnace temperature level is high because the operation is performed between operations. There are things you can't do. In addition, since a large amount of combustion gas is emitted to the atmosphere, it cannot be said that it is preferable in terms of environmental protection.
【0004】すなわち、図7に示すように、(1)炉頂
空間部においては、天井や側面の炉壁にカーボンが付着
することで、炉頂空間部705が狭まり、乾留後にコーク
スを押出機で押し出す際に、コークスに上向きの分力が
発生し(図中、上向きの矢印(↑)で示す)、コークス
が盛り上がることで、図7(b)に示すように、付着カ
ーボンにコークスが引っかかってしまい、押出機の押出
能力以上に抵抗がかかってしまい、押し詰まりにより押
し止ってしまう。こうした場合には、時間がたってコー
クスの体積が減るのを待って再度押し出すか、人力によ
りスコップ等で取り出す必要があり、生産性が悪くなっ
たり、過酷な環境下での重労働を強いるなどの問題があ
った。また、(2)上昇管の基部においては、付着カー
ボンにより基部の閉塞が生じ、乾留中に炭化室701内部
で発生する乾留ガスが上昇管709を経由してガス精製工
程へと導出されないため、炉頂空間部705の内部圧力が
上昇し、装入蓋や炉蓋から乾留ガス(タール等の芳香族
炭化水素類等も含まれている)が漏れだし、環境に悪影
響を及ぼすおそれがあるため、これを回避するための作
業も発生してくるなど、生産性が悪くなるなどの問題が
あった。That is, as shown in FIG. 7, (1) in the furnace top space, carbon adheres to the ceiling and the furnace wall on the side surface, so that the furnace top space 705 is narrowed, and coke is extruded after carbonization. When the coke is extruded, an upward component force is generated in the coke (indicated by an upward arrow (↑) in the figure), and as the coke swells, as shown in FIG. As a result, resistance is applied more than the extruding ability of the extruder, and the extruder is stopped by being clogged. In such a case, it is necessary to wait for the coke volume to decrease after a long time and then push it out again, or to remove it with a scoop or the like by hand, resulting in problems such as poor productivity and heavy labor in a harsh environment. was there. Also, (2) at the base of the riser, the base is blocked by the attached carbon, and the carbonization gas generated inside the carbonization chamber 701 during the carbonization is not led out to the gas purification step via the riser 709. Since the internal pressure of the furnace top space 705 rises, dry distillation gas (including aromatic hydrocarbons such as tar) leaks from the charging lid and the furnace lid, which may adversely affect the environment. However, there has been a problem that productivity has deteriorated, for example, work for avoiding this has occurred.
【0005】これらの問題点を解決するためには、乾留
中のカーボン生成量を抑制するのが最も有効な手段であ
り、従来から多くの方法が提案されている。例えば、煉
瓦面に被膜を形成してカーボン付着量を減らす方法とし
て、特開平2−160896号公報や特公昭62−19
477号公報、及び特公昭63−13470号公報があ
る。また、特公昭59−10712号公報にあるよう
に、耐火物煉瓦のガス透過性を利用して背面から酸素ま
たは酸素を吹き込みカーボン付着を防止する方法もあ
る。あるいは、カーボン付着量が温度の高いほど多くな
ることから、コークス炉発生ガスや圧縮空気を炉頂空間
に吹き込んで冷却することによってカーボン付着速度を
低減させて付着を抑制する方法(特開昭61−1884
86号公報、特開平3−210389号公報、特開平3
−212486号公報など)などがある。In order to solve these problems, the most effective means is to suppress the amount of carbon generated during carbonization, and many methods have been proposed. For example, as a method of forming a coating on a brick surface to reduce the amount of carbon attached, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-160896 and Japanese Patent Publication No.
No. 477 and Japanese Patent Publication No. 63-13470. Further, as disclosed in Japanese Patent Publication No. Sho 59-10712, there is a method of preventing oxygen from adhering to carbon by blowing oxygen or oxygen from the back surface by using gas permeability of refractory bricks. Alternatively, since the carbon deposition amount increases as the temperature increases, a method of suppressing the deposition by blowing a coke oven generated gas or compressed air into a furnace top space to reduce the carbon deposition rate (Japanese Patent Laid-Open No. -1884
No. 86, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 3-210389, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
-212486).
【0006】[0006]
【発明が解決すべき課題】上記の従来法はカーボン付着
の基となる炭化水素と煉瓦表面との接触を阻害してカー
ボン付着量の低減を狙ったものであり、また、温度を低
下させることによりカーボンの生成反応を遅くすること
を狙ったものである。The above-mentioned conventional method aims to reduce the amount of carbon deposition by inhibiting the contact between the hydrocarbon which forms the basis of carbon deposition and the brick surface, and to reduce the temperature. The purpose is to slow down the carbon production reaction.
【0007】しかしながら、煉瓦表面に被膜を形成する
方法は、煉瓦をコークス炉に組み込む前ならばその表面
を滑らかに加工することは容易であり、該カーボンの付
着防止効果を期待できるが、炉体に組み込まれた加熱状
態で、しかも、経年的に凹凸の程度が増加することが避
けられない炭化室炉壁煉瓦の稼動面に、被膜表面が平滑
になるように被膜を形成することは極めて高度な技術を
必要とし、かつ、一般的に用いられる塗布用の薬剤中に
含有されるアルカリ成分が炉壁煉瓦の強度低下に影響を
与える可能性がある。However, in the method of forming a coating on the surface of a brick, it is easy to smoothly process the surface of the brick before the brick is incorporated into a coke oven, and the effect of preventing the carbon from adhering can be expected. It is extremely advanced to form a coating on the operating surface of the furnace wall brick, which is inevitably increased in the degree of unevenness over time, in a heating state built into the furnace so that the coating surface becomes smooth. There is a possibility that an alkaline component contained in a commonly used coating agent may affect the strength of the furnace wall brick.
【0008】また、コークス炉ガスを吹き込む場合に
は、ガス吸込み管等で発生ガスを一旦コークス炉の外へ
取り出して配管で循環させる必要があるが、そのような
配管を設けるには現状のコークス炉上では装入車の移動
を妨げないよう設置する等の制限条件が多くなる。ま
た、吸い出したコークス炉ガスからの吸込み管内の管壁
へのカーボン付着や、タール付着が懸念される。Further, when injecting a coke oven gas, it is necessary to take out the generated gas once out of the coke oven with a gas suction pipe or the like and circulate the gas through a pipe. On the furnace, there are many restrictions such as installation so as not to hinder the movement of the loaded car. In addition, there is a concern that carbon and tar adhere to the pipe wall in the suction pipe from the sucked coke oven gas.
【0009】そこで、本発明の目的は、以上のような問
題点を解決し、設備投資が少なく、作業負荷の低いカー
ボン付着を抑制するための装置および方法を提供するも
のである。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an apparatus and a method for suppressing carbon deposition with low capital investment and low work load.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の問題
点を解決するために種々検討した結果、乾留中(火落ち
まで)のカーボンの成長は、温度依存性が非常に大き
く、さらにカーボン成長(付着)速度と炉頂空間のガス
温度(並びに炉頂空間の雰囲気ガスに接する炭化室内炉
壁煉瓦表面温度及び上昇管基部の炭化室内煉瓦表面温
度)との間で、カーボン成長(付着)速度が温度変化に
より極めてシャープな極小値をとることを見出し(図5
参照のこと)、かかるカーボン成長(付着)速度の極小
値近傍に炉頂空間部のガス温度を制御することにより極
めて効果的にカーボンの付着量を抑制し得ることを見出
すと共に、乾留後(火落ち以降)は、発生ガス量が低下
するため、複雑な温度制御によらず、水蒸気および/ま
たは不活性ガスを吹き込みだけで、炭化室内の炉頂空間
(上昇管基部を含む)において乾留生成ガス中のカーボ
ン生成の原因物質であるコークス炉ガス中の炭化水素の
濃度低下、さらには炭化室内の炉頂空間に吹き込んだ水
蒸気と炭素源との反応(C+H2O→CO+H2)により
炭素源を安定なガス化状態に変化させることができ、付
着カーボンの生成を抑制することができる。また、水で
なくとも水蒸気および/または不活性ガスを流すだけで
炉頂空間部の高温ガスに晒される噴射用ランスの先端噴
射ノズル部の損傷(焼損)を防止することができ、該噴
射用ランスを乾留1回ごとに装入蓋を取り外す際に取り
外すことなく、炉頂煉瓦内に埋め込み型で恒久的に設置
することができるために、蓋の開け閉めの際に該噴射用
ランスがあると邪魔になり操作性が困難となることもな
く、生産性に優れることを見い出し、この知見に基づき
本発明を完成するに至ったものである。The inventors of the present invention have made various studies to solve the above problems, and as a result, the growth of carbon during carbonization (up to burnout) has a very large temperature dependency, and furthermore, Carbon growth (adhesion) between the carbon growth (adhesion) rate and the gas temperature in the furnace top space (and the surface temperature of the furnace wall bricks in contact with the atmosphere gas in the furnace top space and the surface temperature of the bricks in the carbonization chamber at the base of the riser). 5) It is found that the speed takes an extremely sharp minimum value due to a temperature change (FIG. 5).
It has been found that by controlling the gas temperature in the furnace top space near the minimum value of the carbon growth (adhesion) rate, the amount of carbon adhering can be extremely effectively suppressed, and after carbonization (fire) After the falling), the amount of generated gas is reduced, so that the vaporized gas generated in the furnace top space (including the riser base) in the coking chamber is blown only by blowing steam and / or inert gas without using complicated temperature control. The concentration of hydrocarbons in the coke oven gas, which is the cause of carbon formation in the coke oven, is reduced, and the carbon source is reacted with the steam (C + H 2 O → CO + H 2 ) blown into the furnace top space in the coking chamber. It can be changed to a stable gasification state, and generation of attached carbon can be suppressed. In addition, it is possible to prevent damage (burnout) of the tip injection nozzle portion of the injection lance which is exposed to the high-temperature gas in the furnace top space only by flowing steam and / or an inert gas instead of water. Since the lance can be embedded and permanently installed in the furnace top brick without removing it when removing the charging lid for each dry distillation, the lance is used for opening and closing the lid. It has been found that the productivity is excellent without hindering the operability, and based on this finding, the present invention has been completed.
【0011】すなわち、本発明の要旨とするところは、
下記(1)〜(5)により達成される。That is, the gist of the present invention is as follows.
This is achieved by the following (1) to (5).
【0012】(1) コークス炉炭化室の装入口間の炉
頂煉瓦に開口部を設け、該開口部に炉内吹込用流体の噴
射用ランスを設置してなることを特徴とするコークス炉
炉頂空間部の温度制御装置。(1) A coke oven furnace characterized in that an opening is provided in the furnace top brick between the charging inlets of the coke oven carbonization chamber, and a lance for injecting the in-furnace blowing fluid is installed in the opening. Temperature control device in the top space.
【0013】(2) 炉内吹込用流体の1種である水
が、前記噴射用ランス内を通過中に気化して水蒸気にな
るのを防止するために、該噴射用ランスを二重管方式と
し、内殻部に炉内吹込用流体を流通させ、外殻部に冷却
用流体を流通させることを特徴とする上記(1)に記載
のコークス炉炉頂空間部の温度制御装置。(2) In order to prevent water, which is one kind of the fluid to be blown into the furnace, from evaporating into water vapor while passing through the injection lance, the injection lance is provided with a double pipe system. The coke oven temperature control apparatus according to (1), wherein the in-furnace blowing fluid flows through the inner shell and the cooling fluid flows through the outer shell.
【0014】(3) 上記(1)または(2)に記載の
装置より、炉内吹込用流体として、水と、水蒸気および
/または不活性ガスとを交互に切り替えて使用すること
を特徴とするコークス炉炉頂空間部の温度制御方法。(3) The apparatus according to the above (1) or (2), wherein water and steam and / or an inert gas are alternately used as a blowing fluid in the furnace. Temperature control method for coke oven top space.
【0015】(4) 石炭装入完了時の前後一定の期間
内に炉頂空間部への炉内吹込用流体の切り替えを行っ
て、水蒸気および/または不活性ガスの吹込みを停止す
ると共に、水の吹込みを開始し、火落ち時の前後一定の
期間内に炉内空間部への炉内吹込用流体の切り替えを行
って、水の吹込みを停止すると共に、水蒸気および/ま
たは不活性ガスの吹込みを開始することを特徴とする上
記(3)に記載のコークス炉炉頂空間部の温度制御方
法。(4) Switching of the in-furnace blowing fluid into the furnace top space within a fixed period before and after the completion of coal charging to stop blowing steam and / or inert gas, The water blowing is started, and the flow of the furnace blowing fluid into the furnace space is switched within a certain period before and after the fire falls to stop the water blowing, and the steam and / or inert water is removed. The method for controlling the temperature of a coke oven top space according to the above (3), wherein the gas injection is started.
【0016】(5) 計測制御システムから石炭装入完
了信号を受けて炉頂空間部に水を吹き込むのための炉内
吹込用流体の切り替え操作を実行し、同システムから火
落ち信号を受けて炉内空間部に水蒸気および/または不
活性ガスを吹き込むのための炉内吹込用流体の切り替え
操作を実行することを特徴とするコークス炉炉頂空間部
の温度制御方法。(5) In response to a coal charging completion signal from the measurement control system, a switching operation of the in-furnace blowing fluid for blowing water into the furnace top space is executed, and a fire-fall signal is received from the same system. A method for controlling the temperature of a coke oven top space, characterized by performing a switching operation of an in-furnace injection fluid for injecting steam and / or an inert gas into the in-furnace space.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】本発明のコークス炉炉頂空間部の
温度制御装置は、コークス炉炭化室の装入口間の炉頂煉
瓦に開口部を設け、該開口部に炉内吹込用流体の噴射用
ランスを設置してなることを特徴とするものである。す
なわち、本発明者は、乾留中の付着カーボン成長におい
ては、温度依存性が非常に大きく、温度を制御すること
により極めて効果的にカーボンの付着を抑制し得ること
を知得し、乾留中は、コークス炉の炉頂空間に炉頂煉瓦
内に設けた噴射用ランスにより、炉内吹込用流体として
生産に影響せずかつコスト的に有利な水を微粒化して吹
き込むことにより、炉頂空間のガス温度、炉頂空間の雰
囲気ガスに接する炭化室内炉壁煉瓦表面温度、及び上昇
管基部の炭化室内煉瓦表面温度を、カーボン付着速度が
最も低下する温度域に制御することにより、コークス炉
内の煉瓦の損傷や炉頂部近傍の石炭の乾留遅れを誘発す
ることなく、炭化室(特に炉頂空間部)内および上昇管
基部の煉瓦表面に付着するカーボンの量を低減させるこ
とができるものである。さらに、火落ち以降は、コーク
ス炉の炉内に、上記噴射用ランスへの流体を切り替え
て、水蒸気および/または不活性ガスを吹き込みこと
で、炭化室の炉頂空間部に露出し、該空間部の高温ガス
に晒される噴射用ランスの先端噴射ノズル部の損傷(焼
損)を防止することができ、該噴射用ランスを、乾留1
回ごとに装入蓋を取り外す際に取り外すことなく、炉頂
煉瓦内に埋め込み型で恒久的に設置することができる。
そのために、蓋の開け閉めの際に該噴射用ランスがある
と邪魔になり操作性が困難となることもなく、操作性が
向上し、生産性に優れるという利点を有するものであ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A temperature control apparatus for a coke oven furnace top space according to the present invention is provided with an opening in a furnace top brick between charging inlets of a coke oven carbonization chamber, and the opening is provided with a fluid for in-furnace blowing. The injection lance is provided. That is, the present inventor has learned that in the carbon growth during carbonization, the temperature dependency is very large, and it is possible to control carbon adhesion very effectively by controlling the temperature. By using an injection lance provided in the furnace top brick in the furnace top space of the coke oven, water that does not affect production and is advantageous in terms of cost is atomized and blown into the furnace top as a blowing fluid. By controlling the gas temperature, the surface temperature of the brick wall of the carbonization chamber in contact with the atmosphere gas in the furnace top space, and the surface temperature of the brick of the carbonization chamber at the base of the riser to a temperature range in which the carbon deposition rate decreases most, the coke oven Able to reduce the amount of carbon adhering to the inside of the carbonization chamber (particularly the furnace top space) and the brick surface at the base of the riser tube without causing damage to the brick or delay in carbonization of coal near the furnace top A. Further, after the burnout, the fluid to the injection lance is switched into the coke oven, and steam and / or an inert gas are blown into the coke oven to expose the coke oven to the furnace top space. Can prevent damage to the tip injection nozzle portion of the injection lance exposed to the high-temperature gas (burnout).
It can be embedded and permanently installed in the furnace top brick without removing it every time the loading lid is removed.
Therefore, when the lid is opened and closed, the presence of the injection lance does not hinder the operability, and the operability is improved.
【0018】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて詳しく説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0019】図1は、本発明のコークス炉炉頂空間部の
温度制御装置の主要部である、コークス炉炭化室の装入
口間の炉頂煉瓦に開口部を設け、該開口部にコークス炉
の炭化室の炉頂空間部ないし炭化室内部へ吹き込む流体
(本明細書中、単に炉内吹込用流体ともいう)の噴射用
ランスとして単管方式のランスを設置してなる部分の代
表的な一実施形態を表す概略断面図である。FIG. 1 shows a main part of a temperature control apparatus for a coke oven furnace top space according to the present invention, in which an opening is provided in a furnace brick between charging ports of a coke oven carbonization chamber, and a coke oven is provided in the opening. A typical example of a portion provided with a single-tube type lance as an injection lance for injecting a fluid (hereinafter, also simply referred to as an in-furnace injection fluid) to be blown into the furnace top space portion or the inside of the carbonization chamber of the carbonization chamber. It is a schematic sectional drawing showing one embodiment.
【0020】図1に示すように、コークス炉炭化室101
の装入口間の炉頂煉瓦103には、炉頂部側から一定の深
さで炉内吹込用流体の噴射用ランスを施工、補修、交換
等の作業がしやすいように口径の大きな開口部105が設
けられており、その中心部には炉頂煉瓦103を上下に貫
通し、該噴射用ランスを略隙間なく設置できる口径の円
筒状の開口部107が設けられている。さらに該開口部107
に炉内吹込用流体の噴射用ランス109が嵌入され、該噴
射用ランス109の上部フランジ部111により上記開口部10
5の底面に係止されている。また、上部フランジ111の周
縁部には、該フランジ111と開口部105の底面との隙間を
目張りする目的でキャスター123が設けられている。さ
らに、上記開口部105の上部開口面には、開口部蓋体112
が嵌設されている。これら二重シール構造により、炭化
室101からの高温の石炭ガスがこれら開口部105、107を
通じて外部に漏れださないように封止している。As shown in FIG. 1, a coke oven carbonization chamber 101
In the furnace top brick 103 between the inlets of the furnace, a large diameter opening 105 is provided to facilitate the work such as construction, repair, and replacement of a lance for injecting the furnace blowing fluid at a certain depth from the furnace top side. At the center thereof, there is provided a cylindrical opening 107 having a diameter capable of vertically penetrating the furnace top brick 103 and installing the injection lance with almost no gap. Further, the opening 107
A lance 109 for injecting the in-furnace fluid into the furnace is fitted into the lance 109, and the opening 10
Locked to the bottom of 5. A caster 123 is provided on the periphery of the upper flange 111 for the purpose of sealing a gap between the flange 111 and the bottom surface of the opening 105. Further, an opening cover 112 is provided on the upper opening surface of the opening 105.
Is fitted. The double seal structure seals the high-temperature coal gas from the carbonization chamber 101 so as not to leak outside through the openings 105 and 107.
【0021】上記炉内吹込用流体の噴射用ランス109の
構造としては、炉内吹込用流体を流通させるためのラン
ス本体部(単管)113と、炉内吹込用流体を炭化室101内
に噴射するためにランス本体部113の一方の端部(下端
部)に取り付けられてなるノズル部119とを有するもの
である。また、ランス本体部113の他方の端部(上端
部)は、炉内吹込用流体の噴射用ランス109や炉内吹込
用流体の供給用配管121の補修や交換が容易なように上
記開口部105内で該配管121に管継手などにより着脱可能
な形で連結されている。なお、炉内吹込用流体の供給用
配管121は、図1に示すように開口部105から先は炉頂煉
瓦103内部に埋設し、適当な所で炉外に抜き出しいても
よいが、図2に示すように、開口部105から先も適当な
溝を形成し、ここに配管をはわせ、適当な所で炉外に抜
き出しいてもよい。図1に示すようにする場合には、炉
頂煉瓦の強度保持上有利であり、一方、図2に示すよう
にする場合には、配管の補修や交換上便利である。The structure of the lance 109 for spraying the in-furnace blowing fluid includes a lance body (single pipe) 113 for flowing the in-furnace blowing fluid, and the in-furnace blowing fluid into the carbonization chamber 101. A nozzle portion 119 attached to one end (lower end) of the lance main body 113 for jetting. The other end (upper end) of the lance main body 113 is provided with the above-mentioned opening to facilitate repair and replacement of the lance 109 for injecting the in-furnace fluid and the piping 121 for supplying the in-furnace injecting fluid. Within the pipe 105, the pipe 121 is detachably connected by a pipe joint or the like. As shown in FIG. 1, the supply pipe 121 for supplying the in-furnace blowing fluid may be buried inside the furnace top brick 103 from the opening 105, and may be drawn out of the furnace at an appropriate place. As shown in (1), an appropriate groove may be formed ahead of the opening 105, a pipe may be inserted into the groove, and the groove may be extracted out of the furnace at an appropriate place. The arrangement shown in FIG. 1 is advantageous for maintaining the strength of the furnace top brick, while the arrangement shown in FIG. 2 is convenient for repairing and replacing pipes.
【0022】本実施形態においては、上記噴射用ランス
109の構造として、さらに、断熱材115と、保護管117と
を有するものである。詳しくは、炉内吹込用流体のうち
炭化室の炉頂空間温度を低下させる目的で使用する水あ
るいは水以外にも気化熱が大きく、コークスの生産に影
響せず、低コストで調達可能な液体(本明細書中、単に
水等ともいう。)であれば使用可能であるが、該ランス
本体部113及びノズル部119内を通過中に気化して水蒸気
あるいは水以外の液体の蒸気(本明細書中、単に水蒸気
等ともいう。)になるのを防止することができるよう
に、断熱材115が該ランス本体部113及びノズル部119の
側面外周部に周設されている。また、ランス本体部113
から先端ノズル部119までの断熱材115を含む全体を保護
し、かつ断熱材115が脱落しないように、これらの外周
部に上部フランジ部111を有する保護管117が設けられて
いる。さらに、ランス本体部113と断熱材115とが(接着
剤、熱融着等により)適当に接合されている。さらに必
要があれば、保護管117とランス本体部113とを接合する
ことができるように、保護管117のフランジ部111と、ラ
ンス本体部113の上部外周面に形成された上部フランジ
部(図示せず)とが、ボルト(図示せず)等により締結
されていてもよい。In the present embodiment, the injection lance is
The structure of 109 further includes a heat insulating material 115 and a protective tube 117. Specifically, of the in-furnace injection fluid, water used for the purpose of lowering the furnace top space temperature of the carbonization chamber, other than water, has a large heat of vaporization and does not affect the production of coke, and can be procured at low cost. (In the present specification, this is simply referred to as water or the like.) Although it can be used, it is vaporized while passing through the lance main body portion 113 and the nozzle portion 119, and vapor of liquid other than water vapor or water (this specification). In this document, a heat insulating material 115 is provided around the outer periphery of the side surface of the lance main body 113 and the nozzle 119 so as to prevent the water from becoming water vapor. The lance body 113
A protection tube 117 having an upper flange portion 111 is provided on the outer peripheral portion of the entire structure including the heat insulating material 115 from the nozzle to the tip nozzle portion 119 so that the heat insulating material 115 does not fall off. Further, the lance main body 113 and the heat insulating material 115 are appropriately joined (by an adhesive, heat fusion, or the like). If necessary, the flange portion 111 of the protective tube 117 and the upper flange portion formed on the upper outer peripheral surface of the lance body portion 113 (FIG. 4) so that the protective tube 117 and the lance main body portion 113 can be joined. (Not shown) may be fastened by bolts (not shown) or the like.
【0023】図2は、本発明のコークス炉炉頂空間部の
温度制御装置の主要部である、コークス炉炭化室の装入
口間の炉頂煉瓦に開口部を設け、該開口部に炉内吹込用
流体の噴射用ランスとして二重管方式のランスを設置し
てなる部分の代表的な一実施形態を表す概略断面図であ
る。また、図3は、図2の二重管方式のランスの先端ノ
ズル部部分を表す概略断面図である。FIG. 2 is a view showing a main part of a temperature control device for a coke oven furnace top space according to the present invention. It is a schematic sectional drawing showing a typical embodiment of the part which installs the lance of a double pipe | tube type as a lance for injection of a blowing fluid. FIG. 3 is a schematic sectional view showing a tip nozzle portion of the double-tube lance of FIG.
【0024】図2に示すように、コークス炉炭化室201
の装入口間の炉頂煉瓦203には、炉頂部側から一定の深
さで炉内吹込用流体の噴射用ランスを施工、補修、交換
等の作業がしやすいように口径の大きな開口部205が設
けられており、その中心部には炉頂煉瓦203を上下に貫
通し、該噴射用ランスを略隙間なく設置できる口径の円
筒状の開口部207が設けられている。さらに該開口部207
に炉内吹込用流体の噴射用ランス209が嵌入され、該噴
射用ランス209の上部フランジ部211により上記開口部20
5の底面に係止されている。また、上部フランジ211の周
縁部には、該フランジ211と開口部205の底面との隙間を
目張りする目的でキャスター223が設けられている。さ
らに、上記開口部205の上部開口面には、蓋体212が嵌設
されている。これら二重シール構造により、炭化室201
からの高温の石炭ガスがこれら開口部205、207を通じて
外部に漏れださないように封止している。As shown in FIG. 2, coke oven carbonization chamber 201
In the furnace top brick 203 between the inlets of the furnace, a large diameter opening 205 is provided to facilitate work such as construction, repair, and replacement of a lance for injecting the furnace blowing fluid at a certain depth from the furnace top side. At the center thereof, there is provided a cylindrical opening 207 having a diameter capable of vertically penetrating the furnace top brick 203 and installing the injection lance with almost no gap. Further, the opening 207
A lance 209 for injecting the in-furnace blowing fluid is fitted into the lance 209, and the opening 20
Locked to the bottom of 5. A caster 223 is provided on the periphery of the upper flange 211 for the purpose of covering a gap between the flange 211 and the bottom surface of the opening 205. Further, a lid 212 is fitted on the upper opening surface of the opening 205. With these double seal structures, the carbonization chamber 201
The high-temperature coal gas is sealed so as not to leak outside through these openings 205 and 207.
【0025】上記炉内吹込用流体の噴射用ランス209の
構造としては、炉内吹込用流体を流通させるための内殻
部231と、水が内殻部231内を通過中に気化して水蒸気に
なるのを防止するために冷却用流体を流通させるための
外殻部233とを有するランス本体部(二重管)213と、該
炉内吹込用流体を噴射するためにランス本体部(二重
管)213の内殻部231の一方の端部(下端部)に連結され
てなるノズル部219とを有するものである。また、ラン
ス本体部213の内殻部231の他方の端部(上端部)は、炉
内吹込用流体の噴射用ランス209や炉内吹込用流体の供
給用配管231の補修や交換が容易なように上記開口部205
内で炉内吹込用流体の供給用配管(図示せず)に管継手
(図示せず)などにより着脱できる形で連結されてい
る。The structure of the lance 209 for injecting the in-furnace blowing fluid includes an inner shell 231 for flowing the in-furnace blowing fluid, and water vaporized while passing through the inner shell 231 to form steam. A lance body (double pipe) 213 having an outer shell 233 for flowing a cooling fluid to prevent the cooling fluid from flowing, and a lance body (two And a nozzle portion 219 connected to one end (lower end) of the inner shell portion 231 of the heavy tube 213. The other end (upper end) of the inner shell portion 231 of the lance main body 213 is easy to repair or replace the lance 209 for injecting the in-furnace blowing fluid and the piping 231 for supplying the in-furnace blowing fluid. As above opening 205
Inside, it is connected to a supply pipe (not shown) for supplying a fluid for in-furnace blowing by a pipe joint (not shown) or the like in a detachable manner.
【0026】一方、外殻部233には、図3に示すよう
に、入口管235から流入した冷却用流体が出口管237から
流出するように仕切板239が設けられ、当該仕切板239の
下端には連通口241が設けられている。また、外殻部233
の下端には蓋部243が設けられている。これにより、炉
内吹込用流体の1種である水等が、前記噴射用ランスの
内殻部231内を通過中に気化して水蒸気等になるのを好
適に防止することができるものである。また、冷却用流
体は循環利用できるように装置構成されていることが好
ましく、例えば、上記出口管237が1つの循環用配管を
介して炉外に設置された熱交換器と連結され、さらに該
熱交換器が他の循環用配管を介して炉外に設置された移
送ポンプと連結され、該移送ポンプがさらに他の循環用
配管を介して入口管235と連結されているような装置構
成が挙げられるが、特にこれらに制限されるべきもので
はなく、従来公知の各種冷却用流体の循環使用技術を適
宜利用することができるものである。On the other hand, as shown in FIG. 3, a partition plate 239 is provided on the outer shell portion 233 so that the cooling fluid flowing from the inlet pipe 235 flows out of the outlet pipe 237. Is provided with a communication port 241. The outer shell 233
A lid 243 is provided at the lower end of the cover. Thereby, it is possible to preferably prevent water or the like, which is one type of the in-furnace blowing fluid, from being vaporized during passing through the inner shell portion 231 of the injection lance to become steam or the like. . Further, it is preferable that the cooling fluid is configured so as to be circulated and used.For example, the outlet pipe 237 is connected to a heat exchanger installed outside the furnace through one circulation pipe, and An apparatus configuration in which the heat exchanger is connected to a transfer pump installed outside the furnace through another circulation pipe, and the transfer pump is further connected to the inlet pipe 235 through another circulation pipe. Examples thereof include, but are not particularly limited to, any conventionally known techniques for circulating and using various types of cooling fluids.
【0027】本実施形態においては、図2ないし図3に
示すように、噴射用ランス209の構造として、さらに、
断熱材215と、断熱材固定部材216と、保護管217と、ボ
ルト(図示せず)とを有するものである。詳しくは、炉
内吹込用流体のうちの炭化室の炉頂空間温度を低下させ
る目的で使用する水等がノズル部219内を通過中に気化
して水蒸気等になるのを防止することができるように、
ノズル形状に合わせて自在に形状を変化し得るカオウー
ル(英国モルガン社の商品名)などの断熱材215が先端
ノズル部219の側面外周部に周設されている。また、該
断熱材215が脱落しないように、SUS針金などの固定
部材216により該断熱材215がノズル部219に固定されて
いる(縛り付けられている)。また、ランス本体部213
から先端ノズル部219までの全体を保護することができ
るように、これらの側面外周部に上部フランジ部211を
有する保護管217が周設されている。さらに、保護管217
とランス本体部213とを接合することができるように、
保護管217のフランジ部211と、ランス本体部213の上部
外周面に形成された上部フランジ部219とが、ボルト
(図示せず)により締結されている。In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the structure of the injection lance 209 is
It has a heat insulating material 215, a heat insulating material fixing member 216, a protective tube 217, and bolts (not shown). Specifically, it is possible to prevent water or the like of the in-furnace blowing fluid used for the purpose of lowering the furnace top space temperature of the carbonization chamber from evaporating into water vapor or the like while passing through the nozzle portion 219. like,
A heat insulating material 215 such as kao wool (trade name of Morgan UK), which can freely change its shape according to the nozzle shape, is provided around the outer periphery of the side surface of the tip nozzle portion 219. Further, the heat insulating material 215 is fixed (tied) to the nozzle portion 219 by a fixing member 216 such as a SUS wire so that the heat insulating material 215 does not fall off. In addition, the lance body 213
A protection tube 217 having an upper flange portion 211 is provided around the outer peripheral portions of the side surfaces so as to protect the entirety from the nozzle portion 219 to the tip nozzle portion 219. In addition, protective tube 217
And the lance body 213 so that it can be joined,
The flange 211 of the protection tube 217 and the upper flange 219 formed on the upper outer peripheral surface of the lance main body 213 are fastened by bolts (not shown).
【0028】以上、図1〜図3を用いて説明した、本発
明のコークス炉炉頂空間部の温度制御装置の主要部であ
る、コークス炉炭化室の装入口間の炉頂煉瓦に開口部を
設け、該開口部に炉内吹込用流体の噴射用ランスとして
設置してなる部分の実施形態については、これらの実施
形態に何ら限定されるべきものではなく、例えば、以下
に説明するものを含め、本発明の作用効果を奏すること
ができるものであれば如何なるものであってもよく、本
発明の技術範囲に属するものであることは言うまでもな
い。As described above with reference to FIGS. 1 to 3, an opening is formed in the furnace top brick between the charging ports of the coke oven carbonization chamber, which is a main part of the temperature control apparatus of the coke oven furnace top space of the present invention. The embodiment of the part which is provided as a lance for injecting the furnace-injecting fluid into the opening is not limited to these embodiments.For example, those described below are used. Any device including the functions and effects of the present invention may be used, and it goes without saying that the device belongs to the technical scope of the present invention.
【0029】まず、本発明に係る装入口間の炉頂煉瓦に
設けることのできる開口部としては、上記実施形態に限
定されるべきものではなく、噴射用ランスの形状やその
施工、補修、交換等の作業性等を勘案して、個々の開口
部の形状、大きさ(口径や深さ)等を決定すればよい。
すなわち、個々の開口部の形状としては、上記実施形態
に示すように口径の異なる開口部を複合的に組み合わせ
る(階段状に形成する)ことで噴射用ランスの形状やそ
の施工、補修、交換等の作業性等に適合したものとする
ことができるなど、特に制限されるべきものではなく、
円筒形状、角柱形状、楕円形状などが挙げられるが、既
存の炉頂煉瓦に対する加工(施工)性などの観点から
は、角柱形状が好ましい。同様に、個々の開口部の大き
さについても、噴射用ランスの形状やその施工、補修、
交換等の作業性等を勘案して決定すればよく、口径の異
なる開口部を複合的に組み合わせることもできるなど、
特に制限されるべきものではないが、図1に示す実施形
態を例にとれば、上段の角柱形状の開口部105の大きさ
としては、一辺が500〜1000mm程度、深さ10
0〜250mm程度で、下段の円筒状の開口部107の口
径(直径)としては、50〜100mm程度あれば、噴
射用ランスの形状やその施工、補修、交換等の作業性に
好適であり、炭化室の炉頂空間部温度を所望の温度に制
御するに足りる水をランス本体部内に流通することがで
き、かつランス本体部内を流通する水が気化しないだけ
の断熱効果を発現し得るだけの肉厚の断熱材115もしく
はランス本体部の内殻部を流通する水が気化しないだけ
の冷却効果を発現し得るだけの冷却用流体を流通するこ
とができる外殻部を設けることができるものである。First, the opening that can be provided in the furnace top brick between the charging ports according to the present invention should not be limited to the above embodiment, but the shape of the injection lance and the construction, repair, and replacement thereof. The shape and size (diameter and depth) of each opening may be determined in consideration of workability and the like.
That is, as shown in the above embodiment, the shapes of the individual openings are combined with openings having different diameters (formed in steps) to form the injection lance and to construct, repair, exchange, etc. It is not particularly limited, for example, it can be adapted to the workability of
Examples of the shape include a cylindrical shape, a prism shape, and an elliptical shape, and a prism shape is preferable from the viewpoint of workability (construction) of an existing furnace top brick. Similarly, regarding the size of each opening, the shape of the injection lance and its construction, repair,
It may be determined in consideration of workability such as replacement, etc.It is also possible to combine openings of different diameters in a complex manner,
Although not particularly limited, taking the embodiment shown in FIG. 1 as an example, the size of the upper rectangular opening 105 is about 500 to 1000 mm on one side and 10 mm in depth.
If the diameter (diameter) of the lower cylindrical opening 107 is about 50 to 100 mm, it is suitable for the shape of the injection lance and workability such as its construction, repair, and replacement. Water sufficient to control the furnace top space temperature of the carbonization chamber to a desired temperature can flow through the lance main body, and can only exhibit the heat insulating effect that water flowing through the lance main body does not evaporate. A thick heat insulating material 115 or an outer shell portion capable of flowing a cooling fluid enough to exhibit a cooling effect that does not evaporate water flowing through the inner shell portion of the lance main body portion can be provided. is there.
【0030】また、上記開口部のうち、特に噴射用ラン
スを設置する開口部については、図1や図2に示すよう
に炉頂煉瓦の上面から下面に向けて垂直に開口させれば
よいが、個々の開口部ごとに温度制御上必要があれば、
かかる垂線に対してそれぞれ所望の傾斜角を有するよう
に開口部を設けてもよい。これにより、特に先端部にノ
ズル部を設けなくとも、後述する複数の単管からなる多
管方式のランス等では、これらのみでも炭化室の炉頂空
間部の温度が均一になるように炉内吹込用流体を噴射さ
せることも可能であるためである。[0030] Of the above-mentioned openings, in particular, the opening in which the injection lance is installed may be vertically opened from the upper surface to the lower surface of the furnace top brick as shown in FIGS. , If you need temperature control for each individual opening,
An opening may be provided so as to have a desired inclination angle with respect to each of the perpendiculars. Accordingly, even if a nozzle portion is not particularly provided at the tip end, in a multi-tube type lance composed of a plurality of single tubes described later, the furnace interior is controlled so that the temperature of the furnace top space portion of the carbonization chamber becomes uniform even with these alone. This is because it is also possible to eject the blowing fluid.
【0031】また、装入口間の炉頂煉瓦に設けることの
できる開口部の数としても、炭化室内の炉頂空間温度を
該開口部に設置する噴射用ランスによる炉内吹込用流体
の噴射により所定温度(700〜800℃)に制御でき
るものであればよく、例えば、各装入口間の炉頂煉瓦に
各1個の開口部を設けてもよいし、各装入口間の炉頂煉
瓦にそれぞれ複数の開口部を設けてもよいし、あるいは
各装入口間の炉頂煉瓦のそれぞれに開口部を設けなくと
もよい(複数の装入口間の炉頂煉瓦のうちのいくつかに
は開口部を設けなくともよい場合もあり得る)など、特
に制限されるべきものではないが、炉長方向における炉
頂空間温度分布の均一性、あるいは炉頂煉瓦の強度維持
の観点から、好ましくは各装入口間の炉頂煉瓦に各1個
の開口部を設けるのがよい。Also, the number of openings that can be provided in the furnace top brick between the charging ports is determined by adjusting the temperature of the furnace top space in the carbonization chamber by the injection of the in-furnace blowing fluid by the injection lance installed in the opening. As long as it can be controlled to a predetermined temperature (700 to 800 ° C.), for example, one opening may be provided in the furnace top brick between each charging port, or the furnace top brick between each charging port may be provided. A plurality of openings may be provided respectively, or an opening may not be provided in each of the top bricks between the inlets (some of the top bricks between the plurality of inlets have openings. Although there is no particular limitation, there is no particular limitation on the arrangement of the furnace top space in the furnace length direction or from the viewpoint of maintaining the strength of the furnace top brick. Provide one opening on the furnace top brick between the entrances Good.
【0032】また、装入口間の炉頂煉瓦に設けることの
できる開口部の設置位置についても、炭化室内の炉頂空
間温度を該開口部に設置する噴射用ランスによる水等の
炉内吹込用流体の噴射により所定温度に制御できるもの
であればよく、例えば、各装入口間の炉頂煉瓦の炉長方
向および炉幅方向の略中央部に1個設けてもよいし、各
装入口間の炉頂煉瓦の炉幅方向の略中央部であって、炉
長方向に等間隔に複数個設けてもよし、逆に各装入口間
の炉頂煉瓦の炉長方向の略中央部であって、炉幅方向に
等間隔に複数個設けてもよいし、あるいはこれらを適当
に組み合わせてもよいなど、特に制限されるべきもので
ないが、炉長方向における炉頂空間温度分布の均一性、
あるいは炉幅方向においては、吹き込み流体が炉壁面へ
直接接触するのを回避する観点からは、好ましくは各装
入口間の炉頂煉瓦の炉長方向の略中央部であって、炉幅
方向の略中央部に設けるのがよい。The location of the opening that can be provided in the furnace top brick between the charging ports is also determined by controlling the furnace top space temperature in the carbonization chamber by injecting water or the like into the furnace with the injection lance provided in the opening. Any device can be used as long as it can be controlled to a predetermined temperature by injecting a fluid. For example, one piece may be provided at the approximate center of the furnace top brick in the furnace length direction and the furnace width direction between the charging ports, or between the charging ports. It is also possible to provide a plurality of furnace bricks at substantially the center in the furnace width direction at the furnace width direction, and to provide a plurality of furnace bricks at equal intervals in the furnace length direction. A plurality of furnaces may be provided at equal intervals in the furnace width direction, or they may be appropriately combined, and are not particularly limited.
Alternatively, in the furnace width direction, from the viewpoint of avoiding the blown fluid from directly contacting the furnace wall surface, it is preferably substantially the center of the furnace top brick between the charging ports in the furnace length direction, and in the furnace width direction. It is good to provide in a substantially central part.
【0033】次に、本発明に係る上記開口部に設置する
ことのできる炉内吹込用流体の噴射用ランスとしては、
図1〜図3に示すように、少なくとも炉内吹込用流体を
流通させることのできるランス本体部と、該炉内吹込用
流体を炭化室の炉頂空間部内ないし炭化室内部に噴出す
るためにランス本体部(二重管方式の場合には内殻部
((内側の管部))の一方の端部(下端部)に取り付け
られてなるノズル部とを有するものである。さらに本発
明では、上記噴射用ランスの一部ないし関連装置とし
て、各種断熱材、断熱材固定部材、保護管、キャスタ
ー、接合用部材(ボルトなど)、開口部蓋体、炉内吹込
用流体の配管、冷却用流体の循環用配管などが適宜設け
られていることが好ましい。なお、これらの装置構成
は、必ずしも噴射用ランスの一部ないし関連装置に属す
るものと解釈されるべきものでなくともよく、少なくと
も本発明のコークス炉炉頂空間部の温度制御装置の一部
として有していればよいものである。Next, as a lance for injecting fluid into the furnace that can be installed in the opening according to the present invention,
As shown in FIGS. 1 to 3, at least a lance body portion through which at least the furnace injection fluid can flow, and a lance main body portion for discharging the furnace injection fluid into the furnace top space or the carbonization chamber. And a nozzle attached to one end (lower end) of the lance body (in the case of a double tube system, an inner shell ((inner tube)). A part of the above-mentioned injection lance or a related device, various kinds of heat insulating materials, heat insulating material fixing members, protective tubes, casters, joining members (bolts, etc.), opening lids, piping for the fluid to be blown into the furnace, cooling It is preferable to appropriately provide a fluid circulation pipe, etc. Note that these device configurations do not necessarily have to be interpreted as belonging to a part of the injection lance or related devices. Invented coke oven top In which they need only have a part of the temperature control device The inter.
【0034】上記噴射用ランスの設置数や設置位置につ
いては、1つの開口部に1つの噴射用ランスを設ける場
合には上記開口部の設置数や設置位置で説明したと同様
であるため、ここでの説明は省略する。また、炭化室内
の炉頂空間温度を該開口部に設置する噴射用ランスによ
る水等の噴射により所定温度に制御できるものであれ
ば、1つの開口部に2つ以上の噴射用ランスを設けるこ
とも可能である。The number and position of the injection lances are the same as described for the number and position of the openings when one injection lance is provided in one opening. The description in is omitted. If the furnace top space temperature in the coking chamber can be controlled to a predetermined temperature by injecting water or the like with an injection lance installed in the opening, two or more injection lances should be provided in one opening. Is also possible.
【0035】このうち、上記ランス本体部としては、例
えば、図1に示すような、管内に炉内吹込用流体を流通
させることのできる単管方式であってもよいし、図3に
示すように、炉内吹込用流体が噴射用ランス内を通過中
に気化して水蒸気になるのを防止するために、内殻部に
炉内吹込用流体を流通させ、外殻部に冷却用流体を流通
させることのできる二重管方式、さらには多重管方式で
あってもよいし、全ての単管内に炉内吹込用流体を流通
させることのできる多数の単管を束ねた多管方式であっ
てもよいし、内側の複数の単管内に炉内吹込用流体を流
通させ、その外側の複数の単管内に冷却用流体を流通さ
せることのできる多数の単管を束ねた多管方式であって
もよいなど、特に制限されるべきものではないが、噴射
用ランス内を通過中の吹き込み用流体を気化させないこ
と、および炉頂煉瓦の強度維持のために開口部の直径を
極力小さくする観点から、二重管方式とするのが好まし
い。Of the above, the lance body may be of a single tube type as shown in FIG. 1, for example, as shown in FIG. In order to prevent the in-furnace blowing fluid from evaporating into water vapor while passing through the injection lance, the in-furnace blowing fluid is passed through the inner shell, and the cooling fluid is passed through the outer shell. It may be a double tube system that can be circulated, a multi-tube system, or a multi-tube system that bundles a large number of single tubes that can circulate the furnace blowing fluid in all the single tubes. Alternatively, a multi-tube system may be used in which a plurality of single tubes are bundled, in which the in-furnace blowing fluid flows through a plurality of inner single tubes and the cooling fluid flows through a plurality of outer single tubes. Although not particularly limited, it may pass through the injection lance Not vaporized blowing fluid, and from the viewpoint of minimizing the diameter of the opening for maintaining strength of the furnace top brick, preferably a double tube type.
【0036】次に、上記ノズル部としては、市販のもの
が使用可能であり、特に限定するものでないが、通常の
水道水圧(2〜3kg/cm2)において霧状(粒径1
00〜300μmの液滴)になるものが望ましい。Next, as the above-mentioned nozzle portion, a commercially available nozzle can be used, and it is not particularly limited. However, in a normal tap water pressure ( 2 to 3 kg / cm 2 ), the nozzle portion is atomized (having a particle size of 1).
(A droplet of 100 to 300 μm) is desirable.
【0037】よって、上記ノズル部の形状としては、特
に制限されるべきものではなく、例えば、扇形ノズル、
フラットスプレーノズル、などを用いることができる
が、該ノズル部から水等の炉内吹込用流体を炭化室内部
の炉長方向に広角に(具体的には、扇状に)拡散して噴
射することができるフラットスプレーノズルを用いるの
が好ましい。これにより、水等を炭化室の炉頂空間部内
により均一に広がるように噴射させることができるため
炉頂空間全体を所望の温度に制御しやすく、かつ噴射用
ランスの設置数を低減することもできる。Therefore, the shape of the nozzle portion is not particularly limited, and may be, for example, a sector nozzle,
A flat spray nozzle or the like can be used. From the nozzle portion, a fluid for in-furnace in-furnace such as water is diffused and sprayed at a wide angle (specifically, a fan shape) in the furnace length direction in the carbonization chamber. It is preferable to use a flat spray nozzle capable of performing the following. As a result, water and the like can be injected so as to spread more evenly in the furnace top space of the carbonization chamber, so that the entire furnace top space can be easily controlled to a desired temperature, and the number of injection lances can be reduced. it can.
【0038】なお、ノズル部からの炉内吹込用流体の噴
射角度は、噴射用ランスの設置数や設置位置、さらには
ノズル形状や吹き込み用流体の圧力などにより異なるた
め一義的に規定することはできないが、例えば、装入口
間の炉頂煉瓦の炉長および炉幅方向の中央部に噴射用ラ
ンスを設置し、炉長方向に広角に拡散して噴射すること
ができる扇形ノズルを用いる場合には、該ノズル部から
水等の流体を炉長方向に広角に噴射する場合の炉長方向
の噴射角度は、装入口間距離や炉頂空間幅などに応じて
適宜決定すればよいが、通常50〜120°、好ましく
は60〜100°、より好ましくは70〜80°の範囲
であり、炉幅方向の噴射角度は、通常20°以下、好ま
しくは15°以下、より好ましくは10°以下である。
炉長方向の噴射角度が50°未満の場合には、1つの噴
射用ランスによりカバーできる領域が狭く、数多くの噴
射用ランスが必要となり、これに対応する設備も多く必
要となり、設置コストが嵩み不経済であるほか、水等の
炉内吹込用流体の吹き込み制御システムが複雑となる
(ただし、炉頂空間部全体を所定の温度範囲内に制御す
る上では、個々の噴射用ランスの担当エリアが狭く制御
し易いという利点を有するため、上記範囲を外れるから
といって本発明の範囲から排除されるべきものではな
い。)。一方、該炉長方向の噴射角度が120°を超え
る場合には、吹き込みを炭化室に向かって真下ではな
く、炉長方向に傾けて実施した場合に、吹き込み用流体
が炉頂煉瓦に直接接触して煉瓦を損傷させたり、該流体
が液滴となってコークス表層に滴下して乾留遅れを誘発
する可能性があるなど、好ましくない(ただし、1つの
噴射用ランスによりカバーできる領域が広く、炭化室の
炉頂空間部全体を所定の温度範囲内に制御する上で、少
ない噴射用ランスで足りるという利点を有するなど、上
記範囲を外れるからといって本発明の範囲から排除され
るべきものではない。)。一方、該炉幅方向の噴射角度
が20°を超える場合には、装入時の石炭量が少なくて
炉頂煉瓦と装入炭表層の距離が長くなり、ノズルから噴
出した流体が炉幅方向へ広がって、液滴が直接炉壁煉瓦
に接触して煉瓦を損傷させる可能性があるため好ましく
ない(ただし、ノズル孔径などにより吹き込み流体の粒
径を小さくすることにより対処は可能であるため、上記
範囲を外れるからといって本発明の範囲から排除される
べきものではない。)。It should be noted that the injection angle of the in-furnace blowing fluid from the nozzle portion varies depending on the number and positions of the injection lances, the nozzle shape, the pressure of the blowing fluid, and the like. Although it is not possible, for example, when installing a lance for injection at the center of the furnace length and furnace width direction of the top brick between the charging ports, when using a fan-shaped nozzle that can be diffused and sprayed at a wide angle in the furnace length direction The injection angle in the furnace length direction when a fluid such as water is jetted in a wide angle in the furnace length direction from the nozzle portion may be appropriately determined according to the inlet-to-inlet distance, the furnace top space width, and the like. 50 to 120 °, preferably 60 to 100 °, more preferably 70 to 80 °, and the injection angle in the furnace width direction is usually 20 ° or less, preferably 15 ° or less, more preferably 10 ° or less. is there.
When the injection angle in the furnace length direction is less than 50 °, the area that can be covered by one injection lance is narrow, a large number of injection lances are required, and many equipments corresponding to this are required, which increases the installation cost. In addition to being uneconomical, the system for controlling the injection of fluid for in-furnace injection such as water becomes complicated. (However, in order to control the entire furnace top space within a predetermined temperature range, each injection lance is responsible for Since it has the advantage that the area is small and easy to control, deviating from the above range should not be excluded from the scope of the present invention.) On the other hand, when the injection angle in the furnace length direction exceeds 120 °, the injection fluid directly contacts the furnace top brick when the injection is performed not directly below the carbonization chamber but in the furnace length direction. It is not preferable that the bricks may be damaged, or the fluid may be dropped as droplets on the surface of the coke to cause a dry distillation delay (however, the area covered by one injection lance is large, In order to control the entire furnace top space of the coking chamber within a predetermined temperature range, there is an advantage that a small injection lance is sufficient. is not.). On the other hand, when the injection angle in the furnace width direction exceeds 20 °, the amount of coal at the time of charging is small, the distance between the furnace top brick and the charged coal surface layer becomes long, and the fluid ejected from the nozzle is discharged in the furnace width direction. It is not preferable because the droplets may directly contact the furnace wall brick and damage the brick. (However, it is possible to cope by reducing the particle diameter of the injected fluid by a nozzle hole diameter or the like. Departures from the above range are not to be excluded from the scope of the invention.)
【0039】また、上記ノズル部は、炉内吹込用流体の
うち、水等の液体を粒径0.1〜0.35mm、好まし
くは0.15〜0.30mm、より好ましくは0.2〜
0.25mmの範囲に液滴に微粒化させて噴射させるこ
とができるノズル孔径を有することが望ましい。具体的
には、ノズル孔径(オリフィスの直径)が0.5〜2m
m、好ましくは0.6〜1.6mm、より好ましくは
0.8〜1.1mmの範囲である。噴射された水等の液
滴が粒径0.1mm未満の場合ないしノズル孔径が0.
5mm未満の場合には、吹き込み用流体に混在するスケ
ールなどの異物によるノズル孔径の閉塞の可能性がある
ほか、噴射された液滴が比較的短時間で気化するため、
ノズル部周辺部の炉頂空間温度を低下させ所望の温度範
囲に制御する上では有効であるが、1門の噴射用ランス
によりカバーできる領域が狭く、数多くの噴射用ランス
が必要となり、これに対応する設備も多く必要となり、
設置コストが嵩み不経済であるほか、炉内吹込用流体の
吹き込み制御システムが複雑となる(ただし、個々の噴
射用ランスの担当エリアが狭く制御し易いという利点を
有するため、上記範囲を外れるからといって本発明の範
囲から排除されるべきものではない。)。一方、噴射さ
れた水等の液滴が粒径0.35mmを超える場合ないし
ノズル孔径が2mmを超える場合には、噴射された水等
の液滴径が大きくなり、炉頂空間部の温度が低い場合
は、気化するのに比較的長持間を要するため、該液滴が
完全に気化される前に石炭あるいはコークスの表面に落
下するおそれがあり、石炭あるいはコークスの乾留進行
を遅らせ、コークスの品質を低下させる懸念があるため
好ましくない。In addition, the nozzle portion is capable of dissolving a liquid such as water in the furnace blowing fluid with a particle size of 0.1 to 0.35 mm, preferably 0.15 to 0.30 mm, more preferably 0.2 to 0.30 mm.
It is desirable to have a nozzle hole diameter that can be atomized into droplets and ejected in a range of 0.25 mm. Specifically, the nozzle hole diameter (orifice diameter) is 0.5 to 2 m
m, preferably 0.6 to 1.6 mm, more preferably 0.8 to 1.1 mm. When the jetted droplets of water or the like have a particle size of less than 0.1 mm or when the nozzle hole diameter is less than 0.1 mm.
If the diameter is less than 5 mm, there is a possibility that the nozzle hole diameter may be blocked by foreign substances such as scales mixed in the blowing fluid, and the ejected droplets are vaporized in a relatively short time.
It is effective in lowering the furnace top space temperature in the vicinity of the nozzle to control it to a desired temperature range, but the area covered by one injection lance is narrow, and many injection lances are required. Many corresponding facilities are required,
In addition to being expensive and uneconomical in installation cost, the system for controlling the flow of the fluid for in-furnace in-furnace becomes complicated (however, the area in charge of each injection lance is small and has an advantage of being easy to control. However, this should not be excluded from the scope of the present invention.) On the other hand, when the droplets of the injected water or the like exceed 0.35 mm in diameter or when the nozzle hole diameter exceeds 2 mm, the diameter of the droplets of the injected water or the like increases, and the temperature of the furnace top space becomes lower. If the temperature is low, it takes a relatively long time to evaporate.Therefore, the droplets may fall on the surface of the coal or coke before being completely vaporized. It is not preferable because there is a concern that the quality is reduced.
【0040】上記ノズル部の設置高さは、炉頂煉瓦の下
面(炭化室側表面)と略面一であればよいが、好ましく
は、図1〜3に示すように、炉頂煉瓦の下面よりも若干
開口部内に引っ込んだ位置である。具体的には、炭化室
の高温石炭ガスによるノズルの熱損防止に炉頂煉瓦が利
用でき、かつ炉頂空間部の全体に均一に水等の流体を吹
き込むのに支障が生じない位置であればよい。また、上
記した開口部を斜めに開けなくとも、当該ノズル部のみ
を必要があれば、各ノズル部ごとに所望の角度に傾けて
取り付けてもよい。The installation height of the nozzle portion may be substantially flush with the lower surface of the furnace top brick (surface on the side of the carbonization chamber), but preferably, as shown in FIGS. It is a position slightly retracted into the opening. Specifically, the furnace top brick can be used to prevent heat loss of the nozzle due to the high-temperature coal gas in the carbonization chamber, and it is a position where there is no obstacle to uniformly blowing a fluid such as water into the entire furnace top space. I just need. Further, even if the above-mentioned opening is not opened obliquely, if only the nozzle portion is required, it may be attached at a desired angle for each nozzle portion.
【0041】また、必要があれば、該ノズル部の噴射角
度や孔径の大きさが調節できるような機構を設けてもよ
い。ただし、少なくとも機構の一部は炉頂煉瓦の開口部
内に設ける必要があるため、900〜1000℃程度の
耐熱性が要求されること、ランス本体部とノズル部との
連結部のシール性を保持する必要があること、またコー
クス炉は生産性を高める上でも連続的に稼動させるのが
望ましく、簡単に補修や交換ができない(補修などを行
うには修理を要する炭化室を休止し、炉頂煉瓦の温度が
作業可能な温度まで低下するまで待たなければならな
い)ことから、使用する機構の信頼性及び耐久性が強く
求められることから、複雑な機構や稼動可能な構造部を
できるだけ持たない構造とすることが、事故発生率が低
く好ましい。If necessary, a mechanism may be provided so that the injection angle and the hole diameter of the nozzle portion can be adjusted. However, since at least a part of the mechanism needs to be provided in the opening of the furnace top brick, heat resistance of about 900 to 1000 ° C. is required, and the sealing property of the connection between the lance body and the nozzle is maintained. It is desirable to operate the coke oven continuously in order to increase productivity, and it is not possible to repair or replace it easily. You must wait until the temperature of the brick drops to the temperature at which work can be performed), and since the reliability and durability of the mechanism to be used are strongly required, a structure that does not have complicated mechanisms or operable structural parts as much as possible It is preferable that the accident occurrence rate is low.
【0042】また、本発明の噴射用ランスでは、図1〜
3に示すように、さらに上記ランス本体部ないしノズル
部の側面外周部に断熱材を周設することが好ましい。該
断熱材は、(1)主に乾留中に、炉頂煉瓦からの熱伝達
により、水等がランス本体部内を通過中に気化して水蒸
気等になる(すなわち気化熱がここで供給されてしま
う)のを防止すると共に、(2)主に火落ち後、水等の
吹き込みを停止するために、炭化室の内部空間からの熱
伝達により、先端ノズル部が熱損傷するのを防止ないし
緩和する目的で用いるものである。In the injection lance of the present invention, FIGS.
As shown in FIG. 3, it is preferable to further provide a heat insulating material around the outer peripheral portion of the side surface of the lance main body portion or the nozzle portion. The heat insulating material is (1) mainly during carbonization, water and the like are vaporized while passing through the inside of the lance main body due to heat transfer from the furnace top brick to become water vapor and the like (that is, heat of vaporization is supplied here). (2) Prevent or mitigate thermal damage to the tip nozzle by heat transfer from the internal space of the carbonization chamber, mainly to stop blowing water etc. after a fire. It is used for the purpose of doing.
【0043】なお、図1に示すように、ランス本体部及
びノズル部の側面外周部に一体的に断熱材を用いてもよ
いし、図2〜3に示すように、二重管方式のランス本体
部を用いる場合には、ノズル部だけに断熱材を使用すれ
ば足りる。ただし、二重管方式のランス本体部において
も、図1と同様に断熱材を利用してもよい。なお、いず
れにおいても、ランス本体部とノズル部の連結部を含む
ノズル部の形状は、単純な円筒形状でなく凹凸のある形
状であるため、これらノズル部の形状に合わせて自在に
形状を変化し得る断熱材を用いて、石炭ガスが浸入する
ことがないように、複雑なノズル形状であっても隙間が
生じないようにすることが望ましい。As shown in FIG. 1, a heat insulating material may be integrally used for the outer peripheral portions of the side surfaces of the lance main body portion and the nozzle portion, or as shown in FIGS. When using the main body, it is sufficient to use a heat insulator only for the nozzle. However, a heat insulating material may be used in the double-pipe lance body as in FIG. In any case, since the shape of the nozzle portion including the connecting portion between the lance body portion and the nozzle portion is not a simple cylindrical shape but a shape with irregularities, the shape is freely changed according to the shape of these nozzle portions. It is desirable to use a heat insulating material that can be used so that no gap is generated even with a complicated nozzle shape so that coal gas does not enter.
【0044】また、本発明の噴射用ランスでは、断熱材
を使用する場合において、図1に示すように全体を収納
するタイプの保護管により断熱材が脱落するおそれがな
い場合には特に必要ないが、こうした収納タイプの保護
管を用いないような場合、例えば、図2〜3に示すよう
な場合には、該断熱材を十分に固定するための耐熱材料
(例えば、SUSなど)の針金やリボンなどの固定部材
を用いることが好ましい。ただし、これらの固定部材に
制限されるべきものではなく、例えば、高温耐熱性の接
合(接着)剤を用いて固定してもよいし、これらを併用
してもよいなど、特に制限されるべきものではない。In the case of using a heat insulating material, the injection lance of the present invention is not particularly necessary when there is no fear that the heat insulating material will fall off due to a protective tube of a type that accommodates the whole as shown in FIG. However, when such a storage type protection tube is not used, for example, as shown in FIGS. 2 and 3, a wire or a heat-resistant material (for example, SUS or the like) for sufficiently fixing the heat insulating material is used. It is preferable to use a fixing member such as a ribbon. However, the present invention is not limited to these fixing members. For example, the fixing members may be fixed using a high-temperature heat-resistant bonding (adhesive) agent, or they may be used in combination. Not something.
【0045】また、本発明の噴射用ランスでは、上記断
熱材を周設する場合、これら(ランス本体部、ノズル
部、断熱材)を保護するための保護管がその外周部に設
けられていることが好ましい。これは、噴射用ランスを
開口部に挿入する際に、断熱材が最外部に露出している
ような場合には、炉頂煉瓦との接触により損傷するおそ
れがあるためである。また、図1に示すような収納タイ
プの保護管の場合には、固定部材などを用いなくとも断
熱材が脱落するのを防止することができるという利点を
も有するものである。In the injection lance of the present invention, when the above-mentioned heat insulating material is provided around, a protective tube for protecting these (the lance main body portion, the nozzle portion, the heat insulating material) is provided on the outer peripheral portion thereof. Is preferred. This is because, when the lance for injection is inserted into the opening, if the heat insulating material is exposed to the outermost part, the lance may be damaged by contact with the furnace top brick. Further, in the case of a storage type protection tube as shown in FIG. 1, there is an advantage that the heat insulating material can be prevented from falling off without using a fixing member or the like.
【0046】また、本発明のコークス炉炉頂空間部の温
度制御装置において、使用することのできる炉内吹込用
流体としては、例えば、水、水蒸気、不活性ガス(例え
ば、窒素、二酸化炭素など)などが挙げられる。これら
は1種単独で使用することもできるし、2種以上を併用
してもよい。好ましくは、後述するように石炭乾留時頃
から火落ち時頃までは、水を使用し、火落ち時頃から石
炭装入完了頃までは、水蒸気および/または不活性ガス
を使用することが好ましい。In the temperature control apparatus for the coke oven top space part of the present invention, the injecting fluid which can be used in the furnace includes, for example, water, steam, and inert gas (for example, nitrogen, carbon dioxide, etc.). ). These may be used alone or in combination of two or more. Preferably, as described below, water is used from around the time of coal carbonization to the time of burnout, and it is preferable to use steam and / or an inert gas from around the time of burnout to the time of completion of coal charging. .
【0047】また、本発明のコークス炉炉頂空間部の温
度制御装置において、水等が噴射用ランス内を通過中に
気化して水蒸気等になるのを防止するために、該噴射用
ランスを二重管方式とし、内殻部に炉内吹込用流体を流
通させ、外殻部に冷却用流体を流通させる場合に、使用
することのできる冷却用流体としては、当該作用効果を
奏することができるものであれば、特に制限されるべき
ものではなく、例えば、空気、不活性ガス(例えば、窒
素、二酸化炭素など)などを挙げることができる。これ
らは1種単独で使用することもできるし、2種以上を併
用してもよい。ユーティリティー費用を低減させる観点
から、好ましくは空気である。Further, in the temperature control apparatus of the coke oven top space part of the present invention, the injection lance is controlled in order to prevent water and the like from being vaporized while passing through the injection lance and becoming steam and the like. In the case of a double-pipe system, when the in-furnace blowing fluid is circulated through the inner shell and the cooling fluid is circulated through the outer shell, the cooling fluid that can be used has the above-mentioned effects. There is no particular limitation as long as it is possible, and examples thereof include air, an inert gas (eg, nitrogen, carbon dioxide, and the like). These may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of reducing utility costs, air is preferred.
【0048】次に、本発明のコークス炉炉頂空間部の温
度制御装置では、噴射用ランスを炉頂煉瓦の一部に係止
することのできるフランジ部を有することが望ましい。
該フランジ部は、ランス本体部に設けてもよいし、該ラ
ンス本体部と炉内吹込用流体の供給用配管との連結部に
設けてもよいし、図1に示すように、上記保護管の上部
にフランジ部を設けてもよいし、また、図2〜3に示す
ように、ランス本体部と保護管とに設けてもよい(この
場合には、さらに両フランジをボルトで締結してもよ
い)など、特に制限されるべきものではない。該フラン
ジ部を設けることにより、噴射用ランスを着脱自在な構
造とすることができ、また噴射用ランス全体を、炉内吹
込用流体や冷却用流体の供給用配管とを連結することで
支持(吊り下げる)場合に、該連結部などに加わる全体
荷重を低減(分散)し、ランス本体部の横揺れ(振動)
などによる応力発生を防止することができる利点を有す
る。Next, in the temperature control apparatus of the coke oven top space part of the present invention, it is desirable to have a flange portion which can lock the injection lance to a part of the furnace top brick.
The flange portion may be provided on the lance main body portion, or may be provided on a connection portion between the lance main body portion and a pipe for supplying the in-furnace blowing fluid, or as shown in FIG. May be provided on the upper part of the lance, or may be provided on the lance body and the protective tube as shown in FIGS. 2 and 3 (in this case, both flanges are further fastened with bolts). , Etc.) should not be particularly limited. By providing the flange portion, the injection lance can be made to have a detachable structure, and the entire injection lance is supported by being connected to a supply pipe for the in-furnace blowing fluid and the cooling fluid. In the case where the lance is suspended, the overall load applied to the connecting portion is reduced (dispersed), and the lance body portion rolls (vibrates).
This has the advantage that the generation of stress due to, for example, can be prevented.
【0049】また、本発明のコークス炉炉頂空間部の温
度制御装置では、図1〜2に示すように、上記フランジ
部を係止している炉頂煉瓦と該フランジ部との隙間を塞
ぐ(目張りする)目的で、該フランジ部の周縁部にキャ
スターが設けられていることが望ましい。これにより、
噴射用ランスを着脱自在な構造とすることができ、また
炭化室から開口部と噴射用ランスとの隙間を通って石炭
ガスが外部に漏れ出すのを好適に防止することができ
る。Further, in the temperature control apparatus for the coke oven furnace top space according to the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the gap between the furnace top brick holding the flange and the flange is closed. For the purpose of (sealing), it is desirable that a caster be provided on the peripheral portion of the flange portion. This allows
The injection lance can have a detachable structure, and the leakage of coal gas from the carbonization chamber to the outside through the gap between the opening and the injection lance can be suitably prevented.
【0050】また、本発明のコークス炉炉頂空間部の温
度制御装置では、開口部の上部開口面には、開口部蓋体
が設けられていることが好ましい。該開口部蓋体も炭化
室から開口部と噴射用ランスとの隙間を通って石炭ガス
が外部に漏れ出すのを好適に防止する目的で使用される
ものである。In the temperature control apparatus for a coke oven top space of the present invention, it is preferable that an opening cover is provided on the upper opening surface of the opening. The opening cover is also used for the purpose of suitably preventing the coal gas from leaking to the outside from the carbonization chamber through the gap between the opening and the injection lance.
【0051】次に、本発明のコークス炉炉頂空間部の温
度制御装置では、炉内吹込用流体として、水等(好まし
くは水)と、水蒸気および/または不活性ガスとを交互
に切り替えて使用することができる切替機構が設けられ
ていることが望ましい。さらに、石炭装入完了時および
その前後一定の期間内(以下、単に「石炭装入完了時
頃」ともいう)に炉頂空間部への炉内吹込用流体の切り
替えを行って、水蒸気および/または不活性ガスの吹込
みを停止すると共に、水等の吹込みを開始し、火落ち時
およびその前後一定の期間内(以下、単に「火落ち時
頃」ともいう)に炉頂空間部への炉内吹込用流体の切り
替えを行って、水等の吹込みを停止すると共に、水蒸気
および/または不活性ガスの吹込みを開始することが好
ましい。具体的には、計測制御システムから石炭装入完
了信号を受けて炉頂空間部に水等を吹き込むのための炉
内吹込用流体の切り替え操作を実行し、同システムから
火落ち信号を受けて炉内空間部に水蒸気および/または
不活性ガスを吹き込むのための炉内吹込用流体の切り替
え操作を実行することがより好ましい。詳しくは、上記
切替機構により、(1)計測制御システムから石炭装入
完了信号を受けて、炉頂空間部への水蒸気および/また
は不活性ガスの吹き込みを停止すると共に、炉頂空間部
への水等の吹込みを開始するとした、炉頂空間部に水等
を吹き込むのための炉内吹込用流体の切り替え操作を実
行し、(2)同システムから火落ち信号を受けて、炉頂
空間部への水等の吹込みを停止すると共に、水蒸気およ
び/または不活性ガスの吹き込みを開始するとした、炉
頂空間部に水蒸気および/または不活性ガスを吹き込む
のための炉内吹込用流体の切り替え操作を実行するもの
である。なお、上記計測制御システムからの石炭装入完
了信号は、文字どおりの石炭装入完了時点でなくともよ
く、本発明の作用効果を損なわない範囲において、石炭
装入完了時頃に当該信号が発信されるものであってもよ
い。同様に、計測制御システムからの火落ち信号は、文
字どおりの火落ち時でなくともよく、本発明の作用効果
を損なわない範囲において、火落ち時頃であってもよ
い。例えば、火落ち時の炉温が高い場合には、火落ち時
後一定時間経過時に当該火落ち信号が発信されるように
してもよいなど、火落ち時頃に当該信号が発信されるも
のであればよい。Next, in the temperature control device of the coke oven top space portion of the present invention, water or the like (preferably water) and steam and / or an inert gas are alternately switched as the in-furnace blowing fluid. It is desirable to provide a switching mechanism that can be used. Further, at the time of completion of coal charging and within a certain period before and after the completion of coal charging (hereinafter, also simply referred to as “at the time of completion of coal charging”), the fluid for in-furnace injection into the furnace top space is switched to perform steam and / or Alternatively, the blowing of the inert gas is stopped, and the blowing of water or the like is started. At the time of the fire, and within a certain period before and after the fire (hereinafter, also referred to simply as “at the time of the fire”), the furnace top space is started. It is preferable to perform the switching of the in-furnace blowing fluid to stop the blowing of water or the like and start the blowing of steam and / or an inert gas. Specifically, it receives a coal charging completion signal from the measurement control system, executes a switching operation of the in-furnace injection fluid for blowing water and the like into the furnace top space, and receives a fire fall signal from the same system. It is more preferable to execute a switching operation of the in-furnace blowing fluid for blowing steam and / or an inert gas into the in-furnace space. Specifically, (1) upon receiving the coal charging completion signal from the measurement and control system, the switching mechanism stops blowing steam and / or inert gas into the furnace top space, and simultaneously stops the furnace top space. A switching operation of the in-furnace injecting fluid for injecting water or the like into the furnace top space portion where the blowing of water or the like is to be started is performed. The blowing of water or the like into the furnace is stopped, and the blowing of steam and / or an inert gas is started. A switching operation is performed. Note that the coal charging completion signal from the measurement control system may not be the literal coal charging completion time, and the signal is transmitted at the time of coal charging completion as long as the operation and effect of the present invention are not impaired. May be used. Similarly, the fire signal from the measurement control system may not be a literal fire signal, but may be a fire signal as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, when the furnace temperature at the time of the fire is high, the signal may be transmitted at the time of the fire, such that the signal of the fire may be transmitted after a lapse of a certain period of time after the fire. I just need.
【0052】これらの切替機構や計測制御システムを設
けることにより、図6に示すように、(1)石炭の装入
完了時頃から火落ち時頃までの間は、水等を吹き込むこ
とで、炭化室の炉頂空間温度を所定温度に制御すること
ができ、乾留中に発生していた炭化室の炉頂空間部に面
した天井や炉壁、さらには上昇管内壁面への付着カーボ
ン生成を抑制することができる。より詳しくは、本発明
の装置構成により上記期間中に水等を吹き込むことで、
図6に示すような乾留期間中の急激な炉温上昇変化に対
して、乾留期間中常に図5に示すようにカーボン成長速
度が最も低くなる炉頂空間部温度700〜800℃とい
う極めて狭い範囲になるように一定に制御することがで
きるものであり温度依存性の極めて強いカーボン成長速
度を抑え込むことができる。一方、乾留中に水蒸気や不
活性ガスを吹き込むことでも、付着カーボンの生成を抑
制することは可能であるが、水等に比べると気化熱によ
る炉頂空間部温度の低減効果が極めて小さい。そのため
図6に示すような乾留期間中の急激な炉頂空間部の温度
上昇変化に対して、乾留期間中常に図5に示すようにカ
ーボン成長速度が最も低くなる700〜800℃という
極めて狭い範囲になるように一定に制御することは困難
であり、温度依存性の極めて強いカーボン成長速度を抑
え込むことが困難であり、従来と同様の問題が生じる。
一方、(2)火落ち時頃から石炭の装入完了時頃までの
間は、水蒸気および/または不活性ガスを吹き込むこと
で、コークス炉炭化室の装入口間の炉頂煉瓦の開口部を
設けた噴射用ランスの先端ノズル部の熱損傷を防止する
ことができるものである。これは、図6に示すように火
落ち後は、該空間部の温度が低下するとはいえ、ノズル
部に水蒸気および/または不活性ガスを流さない場合に
は、ノズルの熱損傷を招いてしまうに十分な温度を有し
ているためである。ただし、火落ち後は、タール等の炭
化水素類の発生量が極めて少なくなるため、図5に示す
ような付着カーボン成長の温度依存性は低くなるため、
上記(1)のときのように、常に狭く低い温度範囲に制
御する必要がなくなるため、温度低減効果の大きな水等
を吹き込む必要がないばかりか、図6に示すように炉温
が低下しているところに、引き続き水等を吹き込むこと
は、温度低下をより一層加速させることにもなり、装入
した石炭の表層部がうまくコークスにならず、石炭の乾
留進行を遅らせることになり、コークス強度の低下を招
くおそれが生じる。また、水平方向のコークス焼減りが
不足して、乾留終了時点でコークスを押し出す際の抵抗
が増加する場合も生ずる。一方、図6に示すように炉温
が経時的に低下していくため、水等を用いなくとも、水
蒸気や不活性ガスを吹き込むだけでもコークス炉ガス中
の炭化水素の濃度低下が図られらるため、この間の付着
カーボンの生成を有効かつ効果的に抑制するに十分な効
果を得ることができる点で優れている。なお、ここで
「炉頂空間部の温度」とは、本発明のコークス炉炉頂空
間部の温度制御装置の主要部を説明する図4において、
炭化室の炉長方向の各部に設けられた温度計433a〜433
eからの示度の個々の値、あるいはそれらの平均値をい
うものとする。また、「火落ち」とは、図6に示すごと
く、石炭装入が完了してからのちに上昇傾向にある炉頂
空間部の温度が低下に転じるときをいうものとする。By providing these switching mechanisms and the measurement control system, as shown in FIG. 6, (1) water is blown in from the time when the charging of coal is completed to the time when the fire falls. The furnace top space temperature of the carbonization chamber can be controlled to a predetermined temperature, and the generation of carbon adhering to the ceiling and furnace wall facing the furnace top space part of the carbonization chamber and the inner wall surface of the riser pipe that occurred during carbonization can be prevented. Can be suppressed. More specifically, by blowing water or the like during the above period by the apparatus configuration of the present invention,
In response to a rapid change in furnace temperature during the carbonization period as shown in FIG. 6, a very narrow range of 700 to 800 ° C. in the furnace top space where the carbon growth rate is always the lowest during the carbonization period as shown in FIG. And the carbon growth rate, which is extremely temperature-dependent, can be suppressed. On the other hand, by blowing steam or an inert gas during carbonization, it is possible to suppress the generation of adhering carbon. However, compared to water or the like, the effect of reducing the temperature of the furnace top space due to heat of vaporization is extremely small. Therefore, in response to a rapid temperature rise change in the furnace top space during the carbonization period as shown in FIG. 6, an extremely narrow range of 700 to 800 ° C. where the carbon growth rate is always lowest as shown in FIG. 5 during the carbonization period. , It is difficult to control the carbon growth rate, which is extremely strong in temperature dependence, and the same problem as in the related art occurs.
On the other hand, during the period from (2) the time of the burnout to the time of the completion of the charging of coal, steam and / or inert gas is blown into the opening of the furnace top brick between the charging inlets of the coke oven carbonization chamber. It is possible to prevent thermal damage to the tip nozzle portion of the provided injection lance. As shown in FIG. 6, although the temperature of the space decreases after a fire falls, if the steam and / or the inert gas are not supplied to the nozzle, the nozzle may be thermally damaged. This is because it has a sufficient temperature. However, since the amount of generation of hydrocarbons such as tar becomes extremely small after the burnout, the temperature dependence of deposited carbon growth as shown in FIG.
As in the case of the above (1), it is not necessary to always control the temperature in a narrow and low temperature range. Therefore, it is not necessary to blow water or the like having a large temperature reduction effect, and also, as shown in FIG. Where water is continuously blown in, the temperature drop is further accelerated, the surface layer of the charged coal does not coke well, and the progress of carbonization of the coal is delayed, and the coke strength is reduced. May be reduced. In addition, there is a case where the coke burnout in the horizontal direction is insufficient, and the resistance when extruding coke at the end of the carbonization increases. On the other hand, as shown in FIG. 6, since the furnace temperature decreases over time, the concentration of hydrocarbons in the coke oven gas is not reduced even if water or an inert gas is simply blown in without using water or the like. Therefore, it is excellent in that an effect sufficient to effectively and effectively suppress the generation of the attached carbon during this period can be obtained. Here, the "temperature of the furnace top space" means the main part of the temperature control device of the coke furnace furnace space of the present invention in FIG.
Thermometers 433a to 433 provided at each part of the coking chamber in the furnace length direction
The individual values of the readings from e or the average values thereof are referred to. As shown in FIG. 6, the term "fire fall" refers to a time when the temperature of the furnace top space, which tends to rise after the completion of coal charging, starts to decrease.
【0053】上記切替機構や計測制御システムとして
は、特に制限されるべきものではなく、従来公知の噴射
用流体(液体及び気体)の切替技術および計測制御技術
などをを適宜組み合わせて利用することができる。以
下、図面を用いてこれらの代表的な実形形態を説明す
る。図4は、図1の本発明のコークス炉炉頂空間部の温
度制御装置の主要部である、コークス炉炭化室の装入口
間の炉頂煉瓦に開口部を設け、該開口部に炉内吹込用流
体の噴射用ランスとして単管方式のランスを設置してな
る部分を簡略化し、4つの装入口を有する炭化室1門に
つき、本発明の装置の全体的な構成を模式的に表した概
略図である。The switching mechanism and the measurement control system are not particularly limited, and a conventionally known switching technique and measurement control technique of the ejection fluid (liquid and gas) may be appropriately combined and used. it can. Hereinafter, these typical embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a view showing a main part of a temperature control device for a coke oven furnace top space according to the present invention shown in FIG. 1; The portion formed by installing a single-tube lance as a lance for injection of a blowing fluid is simplified, and the entire configuration of the apparatus of the present invention is schematically represented for one carbonization chamber having four charging ports. It is a schematic diagram.
【0054】図4に示すように、No.1〜No.4の
4つの装入口401a〜401dを有する任意の炭化室(図示
せず)1門について見れば、3つの装入口間の炉頂煉瓦
(図示せず)に対応して噴射用ランスの本体部113a〜1
13cと炉内吹込用流体の供給用配管121a〜121cが設置
されている。なお、ランス本体部113a〜113cと炉内吹
込用流体の供給用配管121a〜121cとの連結部には、ラ
ンス本体部113a〜113cの熱膨張等を勘案して該ランス
本体部が伸長してもこれに追従可能なようにそれぞれフ
レキシブルチューブ403a〜403cを用いるのが望まし
い。As shown in FIG. 1 to No. As for one arbitrary carbonization chamber (not shown) having four inlets 401a to 401d, the main body of the injection lance corresponds to the furnace top brick (not shown) between the three inlets. 113a-1
13c and supply pipes 121a to 121c for supplying the in-furnace blowing fluid are provided. In addition, the lance main body portion extends at the connection portion between the lance main body portions 113a to 113c and the supply pipes 121a to 121c for the in-furnace blowing fluid in consideration of the thermal expansion and the like of the lance main body portions 113a to 113c. It is desirable to use the flexible tubes 403a to 403c respectively so as to be able to follow this.
【0055】各炉内吹込用流体の供給用配管121a〜121
cに対応して、石炭の装入完了時頃から火落ち時頃まで
の間、炉頂空間温度を常に下記に規定する700〜80
0℃の範囲に制御すべく、浄水を流量調整しながら炉頂
空間部に吹き込むことができるように、各種バルブや流
量調節計等が設けられた浄水供給用分岐配管405a〜405
cと、火落ち時頃から石炭の装入完了時頃までの間、噴
射用ランスの熱損失を防止しかつ付着カーボンの成長を
抑制すべく、蒸気を圧力調整しながら炉頂空間部に吹き
込むことができるように、各種バルブ等が設けられた蒸
気を吹き込むための蒸気供給用分岐配管407a〜407cと
が設けられている。具体的には、上記浄水供給用分岐配
管405a〜405cの経路上には、供給もとの浄水供給部41
1側から順に(共通の昇圧ポンプ409を介して)、それぞ
れバルブ415a〜415c、流量計417a〜417c、流量調節
弁419a〜419c、圧力計421a〜421c、逆止弁423a〜4
23cが設けられている。各蒸気供給用分岐配管407a〜4
07cの経路上には供給もとの蒸気供給部413側から順
に、バルブ425a〜425c、減圧弁427a〜427c、圧力計
429a〜429c、遮断弁(パージ用)431a〜431cが設け
られている。また、これら浄水供給用分岐配管405a〜4
05cは、最終的に1本の配管405にまとめられ、昇圧ポ
ンプ409を介して浄水供給部411に連結されている。さら
に、蒸気供給用分岐配管407a〜407cも、最終的に1本
の配管407にまとめられ、蒸気供給部413に連結されてい
る。なお、本実施形態では、装置数の削減による設置コ
ストやランニングコスト低減などの経済的効果を奏する
ことから、最終的に1つの浄水供給部ないし蒸気供給部
にまとめる実施形態を示したが、各供給部や昇圧ポンプ
の小型化が可能な利点を生かし既存の設備の空きスペー
スを有効利用できることから、それぞれの分岐配管ごと
に別々の浄水供給部ないし蒸気供給部を用いてもよいな
ど、特に制限されるものではない。Pipes 121a to 121 for supplying the fluid for in-furnace injection
Corresponding to c, the furnace top space temperature is always defined as 700 to 80 from the time when the charging of coal is completed to the time when the fire falls.
In order to control the temperature within the range of 0 ° C., the purified water supply branch pipes 405a to 405 provided with various valves and a flow controller are provided so that the purified water can be blown into the furnace top space while controlling the flow rate.
and c, during the period from the time of the burnout to the time of the completion of the charging of coal, injecting steam into the furnace top space while adjusting the pressure in order to prevent heat loss of the injection lance and to suppress the growth of attached carbon. For the sake of brevity, steam supply branch pipes 407a to 407c provided with various valves and the like for injecting steam are provided. Specifically, on the path of the purified water supply branch pipes 405a to 405c, the purified water supply section 41 of the supply source is provided.
From the first side (via a common booster pump 409), valves 415a to 415c, flow meters 417a to 417c, flow control valves 419a to 419c, pressure gauges 421a to 421c, and check valves 423a to 423 are respectively provided.
23c is provided. Each steam supply branch pipe 407a-4
Valves 425a to 425c, pressure reducing valves 427a to 427c, and a pressure gauge
429a to 429c and shutoff valves (for purging) 431a to 431c are provided. In addition, the branch pipes 405a-4
05c is finally collected into one pipe 405 and connected to the purified water supply unit 411 via the pressure increasing pump 409. Further, the steam supply branch pipes 407a to 407c are also finally combined into one pipe 407 and connected to the steam supply unit 413. In the present embodiment, since economic effects such as installation cost and running cost reduction by reducing the number of devices are exhibited, the embodiment in which the devices are finally combined into one purified water supply unit or steam supply unit is shown. Since the available space of the existing equipment can be effectively used by taking advantage of the possibility of downsizing the supply unit and the booster pump, there is a particular restriction, such as using a separate water purification supply unit or steam supply unit for each branch pipe. It is not something to be done.
【0056】また、計測制御系(計測制御システム)と
しては、図4に破線で示すように、浄水供給用分岐配管
405a〜405cの経路上に設けられた流量計417a〜417c
および流量調節弁419a〜419cが流量指示調節計(FC
I)を介して、計装制御システム部435に接続されてい
る。また、蒸気供給用分岐配管407a〜407cの経路上に
設けられた遮断弁(パージ用)431a〜431cが計装制御
システム部435に接続されている。さらに、炭化室の炉
頂空間温度を測るために炉長方向の各部(5箇所)に設
けられた温度計433a〜433eが計装制御システム部435
に接続されている。上昇管からでてくる発生ガスの温度
を検出するために上昇管出口部に設けられた温度検出器
437がACC(Auto Combustion Control)システム制御
部439を介して計装制御システム部435に接続されてい
る。また、上昇管の出口部に設けられたシールダンパー
441が電気制御システム部443を仲介して計装制御システ
ム部435に接続されている。As a measurement control system (measurement control system), as shown by a broken line in FIG.
Flow meters 417a to 417c provided on the paths of 405a to 405c
And flow control valves 419a to 419c are flow control controllers (FC
It is connected to the instrumentation control system unit 435 via I). Further, shut-off valves (for purging) 431 a to 431 c provided on the path of the steam supply branch pipes 407 a to 407 c are connected to the instrumentation control system unit 435. Further, thermometers 433a to 433e provided at each part (five places) in the furnace length direction for measuring the furnace top space temperature of the carbonization chamber are provided with an instrumentation control system part 435.
It is connected to the. A temperature detector installed at the outlet of the riser to detect the temperature of the generated gas coming out of the riser
437 is connected to the instrumentation control system unit 435 via the ACC (Auto Combustion Control) system control unit 439. Also, a seal damper provided at the outlet of the riser
Reference numeral 441 is connected to the instrumentation control system unit 435 via the electric control system unit 443.
【0057】本発明のコークス炉炉頂空間部の温度制御
方法では、上記装置構成により、炉内吹込用流体とし
て、浄水と、蒸気とを、計測制御システムから石炭装入
完了信号ないし火落ち信号を受けて交互に切り替えて使
用することができることを特徴とするものである。この
うち(1)計測制御システムから石炭装入完了信号を受
けて炉内吹込用流体として浄水を使用するように切り替
えるには、装入車からの装入完了信号に基づき電気制御
システム部443にて石炭装入完了を判定し、当該窯と操
業計画上の窯が一致した場合に、計装制御システム部43
5を介して石炭装入完了信号が送られ、これを受けて開
いていた遮断弁(パージ用)431a〜431cを閉じ、閉じ
ていた流量調節弁419a〜419cを開く動作がなされる。
また、(2)計測制御システムから火落ち信号を受けて
炉内吹込用流体として蒸気を使用するように切り替える
には、上記温度検出器437による発生ガスの温度検出値
に基づきACCシステム制御部439にて火落ち判定し、
計装制御システム部435を介して火落ち信号が送られ、
これを受けて開いていた流量調節弁419a〜419cを閉
じ、閉じていた遮断弁(パージ用)431a〜431cを開く
動作がなされる。In the method of controlling the temperature of the coke oven furnace top space according to the present invention, with the above-described apparatus configuration, purified water and steam are supplied from the measurement control system to the coal charging completion signal or the fire drop signal from the measurement control system. And can be used alternately in response to the request. Among them, (1) in order to switch to using purified water as a fluid for injecting into the furnace in response to a coal charging completion signal from the measurement control system, the electric control system unit 443 sends a signal to the electric control system unit 443 based on the charging completion signal from the charging vehicle. It is determined that the charging of coal has been completed, and if the kiln matches the kiln in the operation plan, the instrumentation control system 43
The coal charging completion signal is sent via 5 and, in response to this, the shut-off valves (for purging) 431a to 431c that have been opened are closed, and the closed flow control valves 419a to 419c are opened.
(2) In order to switch to using steam as a fluid for blowing into the furnace in response to a fire fall-off signal from the measurement control system, the ACC system control unit 439 may be used based on the temperature detection value of the generated gas by the temperature detector 437. Judgment of fire
A fire signal is sent via the instrumentation control system 435,
In response to this, the operation of closing the opened flow control valves 419a to 419c and opening the closed shutoff valves (for purging) 431a to 431c is performed.
【0058】また、石炭の装入完了時頃から火落ち時頃
までの間、炉頂空間温度を常に下記に規定する700〜
750℃の範囲に制御することができるように、炭化室
の炉長方向の各部(5箇所)に設けられた温度計433a
〜433eからの各温度データと、浄水供給用分岐配管405
a〜405cの経路上に設けられた流量計417a〜417cか
らの各流量データとから、各噴射用ランスより炉長空間
部に吹き込まれる浄水の流量に対する各部の炉頂空間の
温度変化を常に制御システム部435でモニタ(演算処
理)しながら、炉頂空間温度が常に上記温度範囲の中心
値になるように、流量指示調節計(FCI)を介して浄
水供給用分岐配管405a〜405cの経路上に設けられた流
量調節弁419a〜419cを個別に動作させて、各噴射用ラ
ンスから炉頂空間部に吹き込まれる浄水の流量を個別に
調整するものである。Further, from the time when the charging of coal is completed to the time when the fire falls, the furnace top space temperature is always set to 700 to
Thermometers 433a provided at each part (five places) in the furnace length direction of the carbonization chamber so that the temperature can be controlled within the range of 750 ° C
-433e each temperature data and branch pipe 405 for water supply
From the flow rate data from the flow meters 417a to 417c provided on the paths a to 405c, the temperature change of the furnace top space of each part with respect to the flow rate of the purified water blown into the furnace long space from each injection lance is always controlled. While monitoring (arithmetic processing) in the system unit 435, on the path of the purified water supply branch pipes 405a to 405c via the flow rate controller (FCI) so that the furnace top space temperature always becomes the center value of the above temperature range. Are individually operated to adjust the flow rates of purified water blown into the furnace top space from the respective injection lances.
【0059】なお、本発明の方法では、上記実施形態に
制限されるべきものではないことはいうまでもない。It is needless to say that the method of the present invention is not limited to the above embodiment.
【0060】例えば、上記石炭装入完了を判定するに
は、石炭装入ホッパーに設けたロードセルによる重量変
化、石炭装入ホッパーに設けたタイマーによる時間、石
炭装入ホッパーに設けた検尺センサによる高さ(石炭体
積)の変化、背圧検知式レベル計などが挙げられる。For example, to determine the completion of the coal charging, the weight change by the load cell provided in the coal charging hopper, the time by the timer provided in the coal charging hopper, and the measuring sensor provided in the coal charging hopper are determined. Changes in height (coal volume), back pressure detection type level meters, and the like.
【0061】また、上記火落ち判定するには、上昇管出
口部に設けた発生ガス温度検出端437(図4)による発
生ガス温度変化、上昇管に設けた光透過型濃度検出器に
よる発生ガス中のタール濃度変に基づく方法などが挙げ
られる。Further, in order to judge the above-mentioned burn-out, the temperature of the gas generated by the generated gas temperature detecting end 437 (FIG. 4) provided at the outlet of the riser pipe and the gas generated by the light transmission type concentration detector provided at the riser pipe are determined. And a method based on a change in tar concentration in the medium.
【0062】次に、本発明のコークス炉炉頂空間の温度
制御装置および方法のいずれにおいても、石炭装入完了
時頃から火落ち時頃の間の炉頂空間部の温度制御の重要
性および好適な温度範囲については、既に明細書中に記
載しているが、これらにつき以下により詳しく説明す
る。Next, in any of the apparatus and method for controlling the temperature of the coke oven top space according to the present invention, the importance of the temperature control of the furnace top space between the time when coal charging is completed and the time when the fire falls is described. Suitable temperature ranges have already been mentioned in the description and are described in more detail below.
【0063】まず、コークス炉内で石炭を乾留する際
(ここでは、石炭装入完了時頃から火落ち時頃の間)に
発生する乾留生成ガス(石炭ガスないしコークス炉ガス
ともいう)の熱分解反応(重合反応)により、温度が一
定の温度以上になると炭化室内の煉瓦表面にカーボンの
付着量が温度上昇と共に急激に増えてくることは既に知
られている。こうした熱分解による煉瓦片の表面に付着
するカーボンの成長速度と温度の関係を調査した結果を
図5に示す。さらには本発明者が知得した熱分解反応と
は逆に温度が一定の温度以下になると、乾留する際(石
炭装入完了時頃から火落ち時頃の間)に石炭ガス中のタ
ールの凝縮により、炭化室内の煉瓦表面にカーボンの付
着量が温度低下と共に急激に増えてくることから、こう
したタールの凝縮による煉瓦片の表面に付着するカーボ
ンの成長速度と温度の関係について調査した結果と併せ
て1つにまとめたグラフを図5に示す。First, the heat of the carbonization product gas (also referred to as coal gas or coke oven gas) generated when coal is carbonized in a coke oven (here, between the time of completion of coal charging and the time of fire fall). It is already known that, when the temperature becomes equal to or higher than a certain temperature due to a decomposition reaction (polymerization reaction), the amount of carbon adhering to the brick surface in the carbonization chamber rapidly increases as the temperature increases. FIG. 5 shows the result of investigation on the relationship between the growth rate of carbon adhering to the surface of the brick piece due to the thermal decomposition and the temperature. Furthermore, when the temperature falls below a certain temperature, contrary to the pyrolysis reaction which the present inventor has known, when the carbonization is carried out (between the time of completion of charging of coal and the time of burning down), tar in coal gas is reduced. Since the amount of carbon attached to the brick surface in the carbonization chamber rapidly increases with decreasing temperature due to condensation, we investigated the relationship between the growth rate of carbon attached to the surface of the brick piece due to the condensation of tar and the temperature, and FIG. 5 shows a graph that has been combined into one.
【0064】図5において、横軸は温度計によって示さ
れた温度であり、縦軸は単位時間当たりの付着カーボン
成長速度を煉瓦片の単位表面積当たりの質量で表したも
のである。図5に示すように、カーボン成長速度は、熱
分解反応(重合反応)により、およそ750℃を超えた
当たりから徐々に増えはじめ、800℃を超えた当たり
から温度の上昇とともに急激に速くなる。一方、カーボ
ン成長速度は、タールの凝縮により、およそ750℃を
下回った当たりから徐々に増えはじめ、700℃を下回
った当たりから温度の降下とともに急激に速くなる。In FIG. 5, the horizontal axis represents the temperature indicated by the thermometer, and the vertical axis represents the growth rate of the deposited carbon per unit time in terms of the mass per unit surface area of the brick piece. As shown in FIG. 5, the carbon growth rate starts to increase gradually from a temperature exceeding approximately 750 ° C. due to a thermal decomposition reaction (polymerization reaction), and rapidly increases as the temperature increases from a temperature exceeding 800 ° C. On the other hand, the carbon growth rate starts to gradually increase from about below 750 ° C. due to the condensation of tar, and rapidly increases as the temperature decreases from below about 700 ° C.
【0065】また、コークス炉の炭化室の炉頂空間(上
昇管基部を含む)の温度は、稼働率、あるいは炉温によ
り異なるが、稼働率(コークス炉の炭化室1門当たり、
一日にコークスを押し出す回数×100)が高い場合に
は、炭化室内の炉頂空間内の煉瓦表面へのカーボン付着
量が増加するが、このような場合にコークス炉の炭化室
内の炉頂空間(上昇管基部を含む)の雰囲気温度を測定
してみると、例えば800〜950℃と高い温度を示
す。したがって、図5の結果によれば、炭化室内の炉頂
空間(上昇管基部を含む)の雰囲気温度を800℃以
下、好ましくは750℃以下に保持することにより、熱
分解反応(重合反応)による、煉瓦表面への付着カーボ
ン成長速度は、大幅に低減することが可能である。The temperature of the furnace top space (including the base of the riser) of the coking chamber of the coke oven varies depending on the operation rate or the furnace temperature.
When the number of times coke is extruded per day × 100) is high, the amount of carbon adhering to the brick surface in the furnace top space in the coke oven increases, but in such a case, the furnace top space in the coke oven in the coke oven is increased. When the ambient temperature (including the riser base) is measured, it shows a high temperature of, for example, 800 to 950 ° C. Therefore, according to the results of FIG. 5, by maintaining the ambient temperature of the furnace top space (including the riser base) in the carbonization chamber at 800 ° C. or less, preferably 750 ° C. or less, the pyrolysis reaction (polymerization reaction) The rate of carbon growth on the brick surface can be greatly reduced.
【0066】一方、乾留する際(石炭装入完了時頃から
火落ち時頃の間)に、炉頂空間の温度はいくらでも下げ
られる訳ではなく、本発明者が知得したように、図5の
結果によれば、炭化室内の炉頂空間(上昇管基部を含
む)の雰囲気温度を700℃以上、好ましくは720℃
以上に保持することにより、タールの凝縮による、煉瓦
表面へのカーボン付着速度は、大幅に低減することが可
能である。また、700℃以上であれば、炭化室内の煉
瓦保護、及び石炭の乾留遅れ防止とコークス押出し性確
保、温度低下に伴いコークス炉ガス中のタールの凝縮量
が急増化し、付着カーボン成長速度が増大するのを防止
する上で十分な温度であるため、こうした問題を生じる
こともない。反対に700℃未満では、カーボン付着速
度が急激に上昇するほか、装入した石炭の表層部がうま
くコークスにならず、石炭の乾留進行を遅らせることに
なり、コークス強度の低下を招く。また、水平方向のコ
ークス焼減りが不足して、乾留終了時点でコークスを押
し出す際の抵抗が増加する。On the other hand, at the time of carbonization (from the time when the charging of coal is completed to the time when the fire falls), the temperature of the furnace top space cannot be reduced as much as possible. According to the results of the above, the atmosphere temperature of the furnace top space (including the riser base) in the carbonization chamber is 700 ° C. or more, preferably 720 ° C.
By maintaining the above, the rate of carbon deposition on the brick surface due to condensation of tar can be significantly reduced. If the temperature is 700 ° C. or more, the protection of bricks in the carbonization chamber, the prevention of dry distillation of coal and the prevention of coke extrudability, the decrease in temperature, the amount of tar condensed in the coke oven gas sharply increases, and the growth rate of deposited carbon increases. Such a problem does not occur because the temperature is sufficient to prevent the occurrence of such a problem. On the other hand, when the temperature is lower than 700 ° C., the carbon deposition rate is sharply increased, and the surface layer portion of the charged coal is not well formed into coke, so that the progress of carbonization of the coal is delayed, and the coke strength is reduced. In addition, the coke burnout in the horizontal direction is insufficient, and the resistance when extruding coke at the end of carbonization increases.
【0067】従って、乾留する際(石炭装入完了時頃か
ら火落ち時頃の間)の炭化室内の炉頂空間部(上昇管基
部を含む)の雰囲気温度(ガス温度)は、本発明の装置
ないし方法により、水等の炉内空間部への吹き込みによ
る該温度の制御を行うことにより、700〜750℃、
好ましくは720〜730℃の範囲に調整することが望
ましい。Therefore, the atmosphere temperature (gas temperature) of the furnace top space (including the riser base) in the carbonization chamber when carbonizing (from the time when coal charging is completed to the time when the fire falls) is determined according to the present invention. By controlling the temperature by blowing water or the like into the furnace space by using an apparatus or a method, 700 to 750 ° C.
Preferably, the temperature is adjusted to be in the range of 720 to 730 ° C.
【0068】乾留する際(石炭装入完了時頃から火落ち
時頃の間)の煉瓦表面への付着カーボン成長速度につい
ては、温度依存性が極めて大きいことから、温度制御に
より極めて低く抑えることができるが、さらに必要があ
れば、温度以外にも、例えば文献(燃料協会誌,第48
巻,732頁,1969年)等にあるように、装入炭の
揮発分や水分の影響を受け、装入炭の揮発分が高いほ
ど、また、装入炭の水分が低いほどカーボン成長速度は
速くなることから、何らかの方法でカーボンが付着する
煉瓦表面の温度と装入炭の揮発分を下げ、装入炭の水分
を増加させて、コークス炉内の煉瓦表面へのカーボン付
着量の更なる低減を図ってもよい。The rate of growth of carbon adhering to the brick surface during dry distillation (between the time of completion of charging of coal and the time of burning down) has a very large temperature dependency, so that it can be suppressed to a very low level by controlling the temperature. Although it is possible, if necessary, other than the temperature, for example, a document (Journal of Fuel Association, 48th
Volume, p. 732, 1969), the carbon growth rate increases as the volatile content of the charged coal increases and as the volatile content of the charged coal decreases. Speed increases, the temperature of the brick surface to which carbon adheres and the volatile matter of the charged coal are reduced by some method, the moisture of the charged coal is increased, and the amount of carbon adhering to the brick surface in the coke oven is updated. Further reduction may be achieved.
【0069】また、乾留する際(石炭装入完了時頃から
火落ち時頃の間)に、コークス炉に水を入れることは、
煉瓦の急激な温度変化で膨張、収縮による破壊や炉頂近
傍に装入された石炭の乾留遅れを誘発するために、一般
的には禁止されている。しかしながら、操業中のコーク
ス炉の炭化室の炉頂空間部(上昇管基部を含む)に噴射
用ランスから噴射して微粒化した液滴を吹き込む場合に
は、炉頂空間部が800〜950℃と高温であるために
炉頂空間内を飛翔する間に気化してしまい、炉壁煉瓦や
コークス面に液滴のまま滴下あるいは接触して煉瓦損傷
や乾留遅れを招くことはない。また、扇形状に噴射でき
るノズルを用いることにより、噴射された液滴が直接炉
壁煉瓦表面に接触するのを回避することが可能である。In addition, when the carbonization is performed (between the time when coal charging is completed and the time when the fire falls), water is poured into the coke oven.
It is generally prohibited because rapid temperature change of the brick induces destruction due to expansion and contraction and delay in carbonization of coal charged near the furnace top. However, when the atomized droplets are injected from the injection lance into the furnace top space (including the riser base) of the carbonization chamber of the operating coke oven, the furnace top space is 800 to 950 ° C. Because of the high temperature, it is vaporized while flying in the furnace top space, and does not drop or come into contact with the bricks on the furnace wall or the coke surface as it is, causing no damage to the bricks or delay in carbonization. In addition, by using a nozzle that can be sprayed in a fan shape, it is possible to prevent the sprayed droplets from directly contacting the furnace wall brick surface.
【0070】なお、炉内吹込用流体として水の代わりに
水蒸気を使用することは、ノズル部を使用せずに通常の
パイプなどで炉内への散水が可能であるが、蒸気原単位
を考えると水をそのまま使用した方がメリットがある。
また、水蒸気を注入することは乾留生成ガスの希釈効果
とC+H2O=CO+H2なる反応によるコークス炉内の
煉瓦表面に付着したカーボンの除去効果と吸熱反応によ
る温度低下が期待できるが、1000℃以下では該反応
の進行は極めて遅いので、カーボン付着抑制に対する効
果は小さくなってしまう。したがって、本発明では、乾
留する際(石炭装入完了時頃から火落ち時頃の間)に水
等を用い、乾留後(火落ち時頃から石炭装入完了時頃の
間)に、水蒸気等を用いるのが好ましい。すなわち、乾
留後(火落ち時頃から石炭装入完了時頃の間)には、上
記したような温度とカーボン成長速度との明確な関係は
認められないため、この間での炭化室内の空間部(上昇
管基部を含む)の雰囲気温度(ガス温度)を制御する必
要はない。むしろこの間に温度低減効果の大きな水を吹
き込むことは、コークスの品質(強度、反応性など)に
影響を及ぼすおそれがあるため、温度への影響の少ない
水蒸気や不活性ガス等を用いるのが好ましい。The use of steam instead of water as the fluid to be blown into the furnace allows water to be sprayed into the furnace using a normal pipe or the like without using a nozzle portion. There is a merit to use water and water as it is.
Injecting steam can also be expected to have a diluting effect on the carbonization product gas, a carbon removing effect on the brick surface in the coke oven due to the reaction of C + H 2 O = CO + H 2, and a temperature decrease due to an endothermic reaction. In the following, since the progress of the reaction is extremely slow, the effect of suppressing the carbon adhesion is reduced. Therefore, in the present invention, water and the like are used during carbonization (from around the time when coal charging is completed to around the time of burning), and after carbonization (from around the time of burning down to around the time of completion of coal charging), steam is vaporized. And the like are preferably used. That is, after the carbonization (from the time of burning down to the time of completion of coal charging), there is no clear relationship between the temperature and the carbon growth rate as described above. It is not necessary to control the ambient temperature (including the riser tube base) (gas temperature). Rather, blowing water with a large temperature-reducing effect during this time may affect the quality (strength, reactivity, etc.) of coke, so it is preferable to use water vapor or an inert gas that has little effect on temperature. .
【0071】次に、乾留する際(石炭装入完了時頃から
火落ち時頃の間)に、炭化室の炉頂空間部への水等の吹
き込み速度(流量)は、上記炉頂温度が700〜750
℃の範囲になるように適時その流量を各ノズルごとに調
節することが望ましく、また、その炉頂空間部の大きさ
やノズルの設置数などによっても異なるため、一義的に
規定することはできないが、参考までに例示するなら
ば、装入石炭の水分が1%以下の予熱炭を乾留するコー
クス炉の場合、通常0.5〜3リットル/分、好ましく
は0.8〜2リットル/分、より好ましくは1〜1.5
リットル/分である。水等の吹き込み速度が0.5リッ
トル/分未満の場合には、充分な炉頂空間温度の低下効
果が得られない場合があるなど好ましくない。一方、水
等の吹き込み速度が3リットル/分を超える場合には、
炉頂空間の温度低下が大きく、表層部の未乾留を誘発す
ることがあるなど好ましくない。Next, at the time of carbonization (from the time when the charging of coal is completed to the time when the fire falls), the blowing speed (flow rate) of water or the like into the furnace top space of the carbonization chamber is determined by the above furnace top temperature. 700-750
It is desirable to adjust the flow rate appropriately for each nozzle so as to be in the range of ° C. Also, since the flow rate varies depending on the size of the furnace top space and the number of nozzles installed, it cannot be uniquely defined. As an example for reference, in the case of a coke oven for carbonizing preheated coal having a moisture content of 1% or less in the charged coal, usually 0.5 to 3 liters / minute, preferably 0.8 to 2 liters / minute, More preferably 1 to 1.5
L / min. If the blowing speed of water or the like is less than 0.5 l / min, it is not preferable because a sufficient effect of lowering the furnace top space temperature may not be obtained. On the other hand, when the blowing speed of water or the like exceeds 3 liters / minute,
This is not preferable because the temperature in the furnace top space is greatly reduced, which may cause undried distillation of the surface layer.
【0072】また、乾留後(火落ち時頃から石炭装入完
了時頃の間)の、水蒸気および/または不活性ガスの吹
き込み速度は、炭化室およびその炉頂空間部の大きさな
どにより異なるため、一義的に規定することはできない
が、参考までに例示するならば、上述の予熱炭を装入す
るコークス炉の場合には、通常1500〜5000リッ
トル/分、好ましくは2000〜4000リットル/
分、より好ましくは2500〜3000リットル/分で
ある。水蒸気および/または不活性ガスの吹き込み速度
が1500リットル/分未満の場合には、炉頂空間温度
が高い場合にノズルの熱損傷を誘発する可能性があるな
ど好ましくない。一方、水蒸気および/または不活性ガ
スの吹き込み速度が5000リットル/分を超える場合
には、蒸気および/または不活性ガスの使用量の増加に
伴って、コークスの製造コストがアップするなど好まし
くない。In addition, the steaming rate of steam and / or inert gas after carbonization (from the time of burning down to the time of completion of charging coal) varies depending on the size of the carbonization chamber and its furnace top space. Therefore, it cannot be defined uniquely, but as an example for reference, in the case of a coke oven charged with the above-mentioned preheated coal, it is usually 1500 to 5000 liter / min, preferably 2000 to 4000 liter / min.
Min, more preferably 2500 to 3000 l / min. If the steam and / or inert gas blowing rate is less than 1500 liters / minute, the nozzle head may be damaged when the furnace top space temperature is high. On the other hand, when the blowing rate of steam and / or inert gas exceeds 5000 liters / minute, it is not preferable because the cost of producing coke increases with an increase in the amount of steam and / or inert gas used.
【0073】[0073]
【実施例】上述の予熱炭を乾留するコークス炉に本発明
を適用した実施例について説明する。本実施例における
試験を行ったときのコークス炉の稼働率は135%、石
炭装入量は約30トン(乾量)であった。また、装入炭
の性状は、揮発分26.5質量%、水分0.3質量%
(予熱炭)、石炭の粒度は3mm以下が93%である。
本実施例を行う間のコークス炉の操業と装入炭性状は極
力一定に維持した。An embodiment in which the present invention is applied to a coke oven for carbonizing preheated coal will be described. When the test in this example was performed, the operating rate of the coke oven was 135%, and the charged amount of coal was about 30 tons (dry amount). The characteristics of the charged coal are as follows: volatile matter 26.5 mass%, moisture 0.3 mass%
(Preheated coal), the particle size of the coal is 3% or less and 93%.
During the execution of this example, the operation of the coke oven and the properties of the charged coal were kept as constant as possible.
【0074】一炭化室に4箇所ある装入口間の炉長方向
の該中央部、炉幅方向の該中央部に各1本の吹き込みラ
ンスを設置し、各ランスから水を0.5L/分(合計
1.5L/分)の速度で、石炭装入完了から火落ちまで
吹き込んだ場合の炉頂空間温度と付着カーボン成長速度
の測定結果を図8に示す。ここで、炉頂空間温度とは、
図4に記載した温度計433a〜433eの示度の平均値を意
味しており、また、付着カーボン成長速度とは、特開平
9−104869号公報に記載したのと同様の方法で、
石炭装入口より試験片を挿入して該試験片へ付着したカ
ーボン量、炉内への挿入時間(石炭装入完了から火落
ち)、カーボン付着前の試験片の外表面積の各値を基に
計算した値である。One blowing lance is provided at each of the central portions in the furnace length direction and the central portion in the furnace width direction between the four inlets in the carbonization chamber, and water is supplied from each lance at a rate of 0.5 L / min. FIG. 8 shows the measurement results of the furnace top space temperature and the attached carbon growth rate when blowing from the completion of the charging of coal to the burning down at a rate of (total 1.5 L / min). Here, the furnace top space temperature is
It means the average value of the readings of the thermometers 433a to 433e shown in FIG. 4, and the attached carbon growth rate is the same as that described in JP-A-9-104869.
The test piece was inserted from the coal inlet and the amount of carbon adhered to the test piece, the insertion time into the furnace (burn from the completion of coal charging), and the outer surface area of the test piece before carbon adhesion were determined based on each value. It is a calculated value.
【0075】本発明の方法によって炉頂空間部に水を吹
き込んだ場合は、吹き込み流体がない場合に比べて、全
炉長方向に渡って炉頂空間部の温度が低下しており、付
着カーボン成長速度も大幅に低下している。また、吹き
込み流体を蒸気として、各ランスから1000L/分
(合計3000L/分)吹き込んだ場合も、炉頂空間部
の温度低下と付着カーボン成長速度の低下が認められる
が、水を吹き込んだ場合と比較して、カーボン付着を抑
制する効果は小さいことは明らかである。When water was blown into the furnace top space by the method of the present invention, the temperature of the furnace top space was lowered over the entire length of the furnace as compared with the case where there was no blowing fluid, and the adhered carbon Growth rates have also dropped significantly. When 1000 L / min (total 3000 L / min) was blown from each lance as the blown fluid as steam, a decrease in the temperature of the furnace top space and a decrease in the growth rate of attached carbon were observed. In comparison, it is clear that the effect of suppressing carbon adhesion is small.
【0076】表1は、本発明により、炉頂空間部の付着
カーボン量が低減することによる炉上での人力作業への
影響を定量的に示したものである。具体的には、人力に
よる炭化室内部の付着カーボン除去作業を通常(炭化室
内部への流体導入なし)は平均3日毎に実施する必要が
あるが、水を吹き込んだ場合には12〜15日毎まで延
ばすことができ、人力による作業が軽減されたことを意
味する。なお、吹き込み流体を蒸気として、各ランスか
ら1000L/分(合計3000L/分)吹き込んだ場
合は、カーボン除去作業周期は4日であり、流体吹き込
みを行わない場合に比べて改善はされたが、水を吹き込
んだ場合と比べて大きな差があることは明らかである。Table 1 shows quantitatively the effect of reducing the amount of carbon adhering to the furnace top space on manpower work on the furnace according to the present invention. Specifically, it is necessary to perform the manual operation of removing carbon adhering to the inside of the carbonization chamber every three days on average (no fluid is introduced into the interior of the carbonization chamber). However, when water is blown, the operation is performed every 12 to 15 days. Can be extended, meaning less manual work. In addition, when 1000 L / min (total 3000 L / min) was blown from each lance as the blown fluid as steam, the carbon removal work cycle was 4 days, which was improved as compared with the case where the fluid was not blown. It is clear that there is a big difference compared to when water is blown.
【0077】表1には、本発明による実炉操業への影響
として、上昇管基部の閉塞発生率について調査結果を併
記した。ここで、「上昇管基部の閉塞」とは、乾留中に
上昇管基部内壁面への付着カーボン(図7の符号713)
が著しく成長して、炉外部への乾留ガスの出口経路を閉
塞してしまうことを意味する。また、「閉塞発生率」と
は、石炭を装入した窯数のうち、実際に乾留中に上昇管
基部の閉塞が発生した窯数の割合を意味し、この割合が
低いほど操業上好ましいといえる。表1に示すとおり、
吹き込み流体がない場合には、該発生率は86%である
が、水を吹き込んだ場合には、該発生率は4%まで低下
した。流体として蒸気を用いた場合の該発生率は74%
であり、流体を吹き込まない場合よりは改善はされた
が、水を用いた場合と比べて効果に大きな差があること
は明らかである。Table 1 also shows the results of a survey on the incidence of clogging of the base of the riser as an effect on the actual furnace operation according to the present invention. Here, "blockage of the riser base" means "carbon adhering to the inner wall surface of the riser base during carbonization (reference numeral 713 in FIG. 7).
Remarkably grows, thereby blocking the outlet path of the carbonization gas to the outside of the furnace. In addition, the `` clogging rate '' means the ratio of the number of kilns in which the riser tube base was actually clogged during carbonization of the number of kilns charged with coal, and the lower the ratio, the more preferable in operation. I can say. As shown in Table 1,
In the absence of the blowing fluid, the incidence was 86%, but when water was blown, the incidence dropped to 4%. When steam is used as the fluid, the generation rate is 74%.
This is an improvement over the case where no fluid is blown, but it is clear that the effect is significantly different from the case where water is used.
【0078】[0078]
【表1】 [Table 1]
【0079】図9は、石炭装入量(横軸)を変化させた
場合の炉頂空間温度(縦軸)に対する影響を調査した結
果を示す。ここで、炉頂空間温度は、前述したのと同様
に、図4に記載した温度計433a〜433eの示度の平均値
である。一般的に、炭化室への石炭装入量が減少すると
炉頂空間温度は上昇することが知られているが、図9に
示すように、吹き込み流体がない場合には、装入量を3
0トン以下まで減少させると、炉頂空間部の温度が90
0℃を超える可能性があり、カーボン付着量の著しい増
加によるトラブルの頻発が懸念される。FIG. 9 shows the results of an investigation on the effect on the furnace head space temperature (vertical axis) when the amount of coal charged (horizontal axis) was changed. Here, the furnace top space temperature is an average value of the readings of the thermometers 433a to 433e shown in FIG. 4, as described above. In general, it is known that the furnace top space temperature rises when the amount of coal charged into the coking chamber is reduced. However, as shown in FIG.
When the temperature is reduced to 0 tons or less, the temperature of the furnace top space becomes 90%.
There is a possibility that the temperature may exceed 0 ° C., and there is a concern that frequent troubles may occur due to a remarkable increase in the carbon deposition amount.
【0080】一方、水を吹き込んだ場合には、装入炭量
を27トンまで低減させても炉頂空間部の温度は750
℃以下を維持しており、何らかの理由により石炭装入量
が減少した場合でも、付着カーボン量の急増に起因する
トラブルが少なくなる。吹き込み流体を蒸気として、各
ランスから1000L/分(合計3000L/分)吹き
込んだ場合も併記したが、前述したのと同様に炉頂空間
部の温度低下効果が少なく、装入炭量の減少に伴う炉頂
空間温度の上昇を緩和する効果は、水を吹き込んだ場合
と比較して小さいことは明らかである。On the other hand, when water was blown, the temperature in the furnace top space was 750 even if the amount of coal charged was reduced to 27 tons.
℃ or less, and even if the coal charge decreases for some reason, troubles caused by a sudden increase in the amount of deposited carbon are reduced. The case where the blowing fluid was blown as steam at 1000 L / min (total 3000 L / min) from each lance was also described. However, as described above, the effect of lowering the temperature in the furnace top space was small, and the amount of coal charged was reduced. It is clear that the effect of alleviating the increase in the furnace top space temperature is smaller than that when water is blown.
【0081】一般的に、当該窯におけるコークス押出し
負荷が高くなった場合には、当該窯への石炭装入量を低
減し、次乾留時のコークス押出し負荷を下げる操業を志
向する。しかし、このような操業は空間温度をさらに上
昇させてカーボン付着量を増加させる悪循環に陥らせる
可能性が極めて高い。本発明の方法に従って、炭化室の
炉頂空間部に水を微粒化して吹き込むことにより、装入
炭量の減少に伴う炉頂空間部の温度上昇を緩和できるこ
とは、炉頂空間部における付着カーボン量の増加に伴う
トラブルを防止する効果が極めて大きいといえる。In general, when the coke extrusion load in the kiln increases, the amount of coal charged into the kiln is reduced, and an operation for reducing the coke extrusion load in the next dry distillation is aimed at. However, such an operation has a very high possibility of causing a vicious cycle in which the space temperature is further increased and the carbon deposition amount is increased. By atomizing and blowing water into the furnace top space of the carbonization chamber according to the method of the present invention, it is possible to alleviate the temperature rise in the furnace top space due to the decrease in the amount of charged coal. It can be said that the effect of preventing trouble due to an increase in the amount is extremely large.
【0082】[0082]
【発明の効果】本発明のコークス炉炉頂空間部の温度制
御方法および装置では、コークス炉で石炭を乾留中(火
落ちまで)に、炉頂空間部における炭化室の天井、炉壁
および上昇管内壁面への付着カーボンの生成を抑制する
ことができる。さらに火落ち後もノズルの熱損失や目詰
まりを防止することができる。According to the method and the apparatus for controlling the temperature of the top space of a coke oven according to the present invention, while the coal is carbonized in the coke oven (until the fire falls), the ceiling, furnace wall and rise of the carbonization chamber in the top space of the coke oven. Generation of carbon adhered to the inner wall surface of the pipe can be suppressed. Further, even after a fire, heat loss and clogging of the nozzle can be prevented.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 本発明のコークス炉炉頂空間部の温度制御装
置の主要部である、コークス炉炭化室の装入口間の炉頂
煉瓦に開口部を設け、該開口部にコークス炉の炭化室の
炉頂空間部ないし炭化室内部へ吹き込む流体(本明細書
中、単に炉内吹込用流体ともいう)の噴射用ランスとし
て単管方式のランスを設置してなる部分の代表的な一実
施形態を表す概略断面図である。FIG. 1 is a view showing a main part of a temperature control device for a coke oven top space part of the present invention, in which an opening is provided in a furnace top brick between charging ports of a coke oven carbonization chamber, and the coke oven carbonization chamber is provided in the opening. A typical embodiment of a portion in which a single-tube lance is installed as a lance for injecting a fluid (hereinafter, also simply referred to as an in-furnace blowing fluid) to be blown into a furnace top space or a carbonization chamber of the present invention. FIG.
【図2】 本発明のコークス炉炉頂空間部の温度制御装
置の主要部である、コークス炉炭化室の装入口間の炉頂
煉瓦に開口部を設け、該開口部に炉内吹込用流体の噴射
用ランスとして二重管方式のランスを設置してなる部分
の代表的な一実施形態を表す概略断面図である。FIG. 2 is a view showing a main part of a temperature control device for a coke oven furnace top space according to the present invention, in which an opening is provided in a furnace top brick between charging ports of a coke oven carbonization chamber, and an in-furnace blowing fluid is provided in the opening. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a representative embodiment of a portion provided with a double-pipe lance as an injection lance.
【図3】 図2の二重管方式のランスの先端ノズル部分
を表す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a tip nozzle portion of a double-tube lance of FIG. 2;
【図4】 図1の本発明のコークス炉炉頂空間部の温度
制御装置の主要部である、コークス炉炭化室の装入口間
の炉頂煉瓦に開口部を設け、該開口部に炉内吹込用流体
の噴射用ランスとして単管方式のランスを設置してなる
部分を簡略化し、4つの装入口を有する炭化室1門につ
き、本発明の装置の全体的な構成を模式的に表した概略
図である。FIG. 4 is a view showing a main part of a temperature control device for a coke oven furnace top space according to the present invention shown in FIG. 1; an opening is provided in a furnace top brick between charging inlets of a coke oven carbonization chamber; The portion formed by installing a single-tube lance as a lance for injection of a blowing fluid is simplified, and the entire configuration of the apparatus of the present invention is schematically represented for one carbonization chamber having four charging ports. It is a schematic diagram.
【図5】 コークス炉の炭化室の炉頂空間における煉瓦
表面(天井、炉壁および上昇管内壁面)へのカーボン付
着速度と炉頂空間部の温度との関係を示す図面である。FIG. 5 is a drawing showing a relationship between a carbon deposition rate on a brick surface (a ceiling, a furnace wall, and an inner wall surface of a rising pipe) in a furnace top space of a coking chamber of a coke oven and a temperature of a furnace top space.
【図6】 コークス炉での石炭装入完了からコークスの
排出までの乾留経過時間と炉温との関係の代表的な一例
を示す図面である。FIG. 6 is a drawing showing a typical example of the relationship between the elapsed time of carbonization from the completion of charging coal in a coke oven to the discharge of coke and the furnace temperature.
【図7】 従来のコークス炉において、石炭を乾留する
際に炉頂空間部の煉瓦表面に付着するカーボンのようす
を模式的に表した部分断面概略図である。FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view schematically showing a state of carbon adhering to a brick surface in a furnace top space when carbonizing coal in a conventional coke oven.
【図8】 本実施例において、石炭装入完了から火落ち
まで吹き込んだ場合の炉頂空間部の温度と付着カーボン
成長速度の測定結果を示す。FIG. 8 shows the measurement results of the temperature of the furnace top space and the attached carbon growth rate when coal was blown from completion of charging to burning down in this example.
【図9】 本実施例において、石炭装入量(横軸)を変
化させた場合の炉頂空間温度(縦軸)に対する影響を調
査した結果を示す。FIG. 9 shows the results of investigating the effect on the furnace top space temperature (vertical axis) when the amount of coal charged (horizontal axis) is changed in this example.
101…コークス炉炭化室、 103…装入口間
の炉頂煉瓦、105…円筒状の上段開口部、 1
07…円筒状の下段開口部、109…噴射用ランス、
111…上部フランジ部、112…開口部蓋体、
113、113a〜113c…ランス本体部(単管方式)、115…
断熱材、 117…保護管、119
…ノズル部、121、121a〜121c…炉内吹込用流体の供
給用配管、123…キャスター、 201
…コークス炉炭化室、203…装入口間の炉頂煉瓦、
205…円筒状の上段開口部、207…円筒状の下段
開口部、 209…噴射用ランス、211…上部フ
ランジ部、 212…開口部蓋体、213…ラ
ンス本体部(二重管)、 215…断熱材、216…断
熱材固定部材、 217…保護管、219…ノ
ズル部、 221…炉内吹込用流体
の供給用配管、223…キャスター、
231…内殻部、233…外殻部、
235…入口管、237…出口管、
239…仕切板、241…連通口、
243…蓋体、401a〜401d…装入口、403a〜403c…
フレキシブルチューブ、405a〜405c…浄水供給用分岐
配管、407a〜407c…蒸気供給用分岐配管、409…昇圧
ポンプ、 411…浄水供給部、413…
蒸気供給部、 415a〜415c…バル
ブ、417a〜417c…流量計、 419a〜41
9c…流量調節弁、421a〜421c…圧力計、
423a〜423c…逆止弁、425a〜425c…バルブ、
427a〜427c…減圧弁、429a〜429c
…圧力計、 431a〜431c…遮断弁(パ
ージ用)、433a〜433e…温度計、 435
…計装制御システム部、437…温度検出端、
439…ACCシステム制御部、441…シールダ
ンパー、 443…電気制御システム部、7
01…コークス炉炭化室、 703…コーク
ス、705…炉頂空間部、 707…炉蓋
のガス道、709…上昇管、 71
1…上昇管基部、713…カーボン
715…炉頂煉瓦、717…装入蓋、
719…押出機。101: Coke oven carbonization chamber, 103: Furnace top brick between charging ports, 105: Cylindrical upper opening, 1
07: cylindrical lower opening, 109: injection lance,
111: Upper flange, 112: Opening lid,
113, 113a to 113c ... Lance body (single tube method), 115 ...
Insulation material, 117 ... Protective tube, 119
... Nozzle part, 121, 121a to 121c ... Piping for supply of fluid to be blown into the furnace, 123 ... Caster, 201
… Coke oven carbonization room, 203… Blast furnace brick between the loading port,
205: cylindrical upper opening, 207: cylindrical lower opening, 209: injection lance, 211: upper flange, 212: opening lid, 213: lance body (double pipe), 215 ... Insulation material, 216… Insulation material fixing member, 217… Protective tube, 219… Nozzle part, 221… Pipe for supply of fluid for blowing into furnace, 223… Caster,
231 ... inner shell, 233 ... outer shell,
235… Inlet pipe, 237… Outlet pipe,
239… partition plate, 241… communication port,
243: lid, 401a-401d: loading entrance, 403a-403c ...
Flexible tubes, 405a to 405c: Branch piping for supplying purified water, 407a to 407c: Branch piping for supplying steam, 409 ... Booster pump, 411 ...
Steam supply unit, 415a to 415c: valve, 417a to 417c: flow meter, 419a to 41
9c: Flow control valve, 421a to 421c: Pressure gauge,
423a-423c: check valve, 425a-425c: valve,
427a to 427c: pressure reducing valve, 429a to 429c
... pressure gauge, 431a-431c ... shut-off valve (for purging), 433a-433e ... thermometer, 435
… Instrumentation control system part, 437… Temperature detection end,
439: ACC system control unit, 441: Seal damper, 443: Electric control system unit, 7
01: coke oven carbonization chamber, 703: coke, 705: furnace top space, 707: gas path of furnace lid, 709: riser, 71
1 ... riser base, 713 ... carbon
715: Furnace brick, 717 ... Lid,
719 ... Extruder.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌田 芳昌 北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式 会社室蘭製鐵所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshimasa Kamada 12 Nakamachi, Muroran-shi, Hokkaido Inside Nippon Steel Corporation Muroran Works
Claims (5)
に開口部を設け、 該開口部に炉内吹込用流体の噴射用ランスを設置してな
ることを特徴とするコークス炉炉頂空間部の温度制御装
置。1. A coke oven top characterized in that an opening is provided in a furnace top brick between charging ports of a coke oven carbonization chamber, and a lance for injecting a furnace blowing fluid is installed in the opening. Space temperature control device.
噴射用ランス内を通過中に気化して水蒸気になるのを防
止するために、 該噴射用ランスを二重管方式とし、 内殻部に炉内吹込用流体を流通させ、 外殻部に冷却用流体を流通させることを特徴とする請求
項1に記載のコークス炉炉頂空間部の温度制御装置。2. In order to prevent water, which is one type of the in-furnace injection fluid, from evaporating into water vapor while passing through the injection lance, the injection lance is formed as a double pipe system. The temperature control device for a coke oven top space according to claim 1, wherein the in-furnace blowing fluid flows through the inner shell, and the cooling fluid flows through the outer shell.
内吹込用流体として、水と、水蒸気および/または不活
性ガスとを交互に切り替えて使用することを特徴とする
コークス炉炉頂空間部の温度制御方法。3. A coke oven top according to claim 1 or 2, wherein water and steam and / or an inert gas are alternately used as the in-furnace blowing fluid. How to control the temperature of the space.
頂空間部への炉内吹込用流体の切り替えを行って、水蒸
気および/または不活性ガスの吹込みを停止すると共
に、水の吹込みを開始し、 火落ち時の前後一定の期間内に炉内空間部への炉内吹込
用流体の切り替えを行って、水の吹込みを停止すると共
に、水蒸気および/または不活性ガスの吹込みを開始す
ることを特徴とする請求項3に記載のコークス炉炉頂空
間部の温度制御方法。4. Switching of the in-furnace blowing fluid to the furnace top space within a fixed period before and after completion of coal charging to stop blowing of steam and / or inert gas and water Is started, and the inside-furnace blowing fluid is switched to the inside of the furnace within a certain period before and after the fire falls, so that the blowing of water is stopped and water vapor and / or inert gas is removed. 4. The method of controlling a temperature in a coke oven furnace top space according to claim 3, wherein blowing of air is started.
を受けて炉頂空間部に水を吹き込むのための炉内吹込用
流体の切り替え操作を実行し、 同システムから火落ち信号を受けて炉内空間部に水蒸気
および/または不活性ガスを吹き込むのための炉内吹込
用流体の切り替え操作を実行することを特徴とするコー
クス炉炉頂空間部の温度制御方法。5. A switching operation of a fluid for in-furnace injection for blowing water into a furnace top space in response to a coal charging completion signal from the measurement control system. A method for controlling a temperature in a coke oven furnace top space portion, wherein a switching operation of a furnace injection fluid for injecting steam and / or an inert gas into the inner space portion is performed.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001113145A JP2002309261A (en) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | Apparatus and method for controlling temperature of coke oven top space |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2002309261A true JP2002309261A (en) | 2002-10-23 |
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| JP2001113145A Withdrawn JP2002309261A (en) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | Apparatus and method for controlling temperature of coke oven top space |
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| JP (1) | JP2002309261A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009525364A (en) * | 2006-02-02 | 2009-07-09 | ウーデ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Method and apparatus for coking coal rich in volatile materials |
| JP2015131869A (en) * | 2014-01-09 | 2015-07-23 | 新日鐵住金株式会社 | Coke oven fastening structure and fastening method |
-
2001
- 2001-04-11 JP JP2001113145A patent/JP2002309261A/en not_active Withdrawn
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