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JP2003082355A - Coke oven and its operation method - Google Patents

Coke oven and its operation method

Info

Publication number
JP2003082355A
JP2003082355A JP2001280342A JP2001280342A JP2003082355A JP 2003082355 A JP2003082355 A JP 2003082355A JP 2001280342 A JP2001280342 A JP 2001280342A JP 2001280342 A JP2001280342 A JP 2001280342A JP 2003082355 A JP2003082355 A JP 2003082355A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
coke oven
carbonization
product gas
metal catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001280342A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsukasa Chikada
司 近田
Kazuya Uebou
和弥 上坊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP2001280342A priority Critical patent/JP2003082355A/en
Publication of JP2003082355A publication Critical patent/JP2003082355A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 殆ど回収されることなく廃却されてきた乾留
生成ガスの顕熱を効果的に回収することができるコーク
ス炉およびその操業方法を提供する。 【解決手段】 炭化室2と、上昇管7と、集気本管8と
を備え、さらに、乾留生成ガス6を、乾留生成ガス6よ
りも高いエネルギーを有する改質ガスに改質する乾留生
成ガス改質装置12を備えるコークス炉10を用いて、炭化
室2の内部に配置された石炭の上方を流れる乾留生成ガ
ス6を改質ガスへ改質した後に、この改質ガスを集気本
管8を介して回収する。
(57) [Problem] To provide a coke oven capable of effectively recovering the sensible heat of a carbonization product gas that has been discarded without being recovered, and a method of operating the coke oven. SOLUTION: The carbonization chamber 2, a riser pipe 7, and an air collecting main pipe 8 are provided, and further the dry distillation production gas 6 is reformed into a reformed gas having higher energy than the dry distillation production gas 6. Using a coke oven 10 equipped with a gas reformer 12, the dry distillation product gas 6 flowing above the coal disposed inside the coking chamber 2 is reformed into a reformed gas. Collect via tube 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コークス炉および
その操業方法に関し、具体的には、乾留生成ガスの顕熱
を効果的に回収することができるコークス炉およびその
操業方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coke oven and a method for operating the coke oven, and more particularly to a coke oven and an operation method for the coke oven that can effectively recover the sensible heat of the gas produced by dry distillation.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、高炉装入原料であるコークスを
製造するための水平室炉式コークス1の構造を炉長方向
について模式的に示す説明図である。同図に示すよう
に、水平室炉式コークス炉1は、石炭を乾留するための
炭化室2と、炭化室2に熱を供給するための燃焼室(図
示しない)とが交互にサンドイッチ状に配列されて構成
される。炭化室2の大きさは、例えば高さhが6〜7
m、長さlが15〜17mであり幅(図示しない)は0.45m
程度であって、基本的に全て緻密な煉瓦が積み上げられ
て構築される。このコークス炉1では、例えば20〜40ト
ン程度の量の石炭が原料として一度に炭化室2の内部に
装入され、24時間前後の乾留時間で1000℃程度にまで焼
成される。その結果、装入された石炭のうちの約75%が
コークス3に転化され、約10%がタールや安水4に転化
され、さらに残りの約15%がガス5に転化される。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is an explanatory view schematically showing the structure of a horizontal chamber furnace type coke 1 for producing coke which is a raw material for blast furnace, in the furnace length direction. As shown in the figure, in the horizontal chamber coke oven 1, a carbonization chamber 2 for carbonizing coal and a combustion chamber (not shown) for supplying heat to the carbonization chamber 2 are alternately sandwiched. It is arranged and configured. The size of the carbonization chamber 2 is, for example, 6 to 7 in height h.
m, length 1 is 15 to 17 m, and width (not shown) is 0.45 m
Basically, all of them are constructed by stacking fine bricks. In the coke oven 1, for example, an amount of about 20 to 40 tons of coal is charged as a raw material into the inside of the carbonization chamber 2 at one time, and is calcined to about 1000 ° C. in a dry distillation time of about 24 hours. As a result, about 75% of the charged coal is converted to coke 3, about 10% is converted to tar and ammonium hydroxide 4, and the remaining about 15% is converted to gas 5.

【0003】このうちでコークス3については、コーク
ス炉1から赤熱状態で排出され、次いで多くの場合に熱
交換設備であるCDQ(Coke Dry Quencher;コークス乾式消
火設備、図示しない)に導入されて熱交換され、冷却さ
れる。一方、コークス3以外の安水やタール蒸気を多量
に含む乾留生成ガス(コークス炉ガス)6は、炭化室2
の天井部に設けられた上昇管7を通じて炉外へ排出さ
れ、集気本管 (ドライメーン) 8へと導かれる。この
際、これら乾留生成ガス6は800 ℃前後の顕熱を有する
が、上昇管7の出口の曲管部7aで冷安水9をスプレー
されて100 ℃以下にまで急冷される。すなわち、これま
で、これらの乾留生成ガス6が有する顕熱は、有効に再
利用されることは殆どなく、単に廃却されるにすぎなか
った。
Of these, the coke 3 is discharged from the coke oven 1 in a red heat state, and then, in many cases, is introduced into a CDQ (Coke Dry Quencher), which is a heat exchange equipment, to generate heat. Replaced and cooled. On the other hand, other than the coke 3, the carbonization product gas (coke oven gas) 6 containing a large amount of cheap water and tar vapor is used in the carbonization chamber 2
It is discharged to the outside of the furnace through an ascending pipe 7 provided at the ceiling part of and is guided to an air collecting main pipe (dry main) 8. At this time, although the dry-distilled product gas 6 has a sensible heat of about 800 ° C., cold and cold water 9 is sprayed at the bent pipe portion 7a at the outlet of the rising pipe 7 and rapidly cooled to 100 ° C. or less. That is, up to now, the sensible heat of these dry-distilled product gases 6 has hardly been effectively reused and has been simply discarded.

【0004】すなわち、石炭の乾留反応によって生成す
る乾留生成ガス6は、炭化室2内の上部空間2aを、通常
はプッシャー・サイド(P/S) に位置する上昇管7へ向か
って流通して上昇管7の内部を上昇した後、曲管部7aに
おいて冷安水9をスプレーされて冷却される。ここで、
上部空間2aの温度は通常800 〜1000℃程度であるため、
上部空間2aを通過する乾留生成ガス6もこれに近い温度
に昇温されており、十分な顕熱を有するにもかかわら
ず、これまでその顕熱はほとんど回収されていなかっ
た。
That is, the carbonization product gas 6 produced by the carbonization reaction of coal flows through the upper space 2a in the carbonization chamber 2 toward the ascending pipe 7 usually located on the pusher side (P / S). After ascending inside the rising pipe 7, cold and cold water 9 is sprayed and cooled in the curved pipe portion 7a. here,
Since the temperature of the upper space 2a is usually about 800 to 1000 ° C,
The dry distillation product gas 6 passing through the upper space 2a has also been heated to a temperature close to this, and although it has a sufficient sensible heat, the sensible heat has hardly been recovered so far.

【0005】この理由は、乾留生成ガス6には炭化水素
を主成分とするタール蒸気が多量に含まれていることが
挙げられる。つまり、タール蒸気は、500 ℃を超えるよ
うな高温下では蒸気として存在するために特に問題を生
じることはないものの、温度が500 ℃程度以下に低下す
ると再凝縮し、油状歴青物として配管等の内面等に付着
してガス流路の閉塞や熱交換器の熱効率の低下等の問題
を生じるからである。
The reason for this is that the gas 6 produced by carbonization contains a large amount of tar vapor containing hydrocarbon as a main component. In other words, tar vapor does not cause any particular problems because it exists as vapor at high temperatures exceeding 500 ° C, but it recondenses when the temperature drops to around 500 ° C or less, and it becomes oily bituminous matter such as in pipes. This is because it adheres to the inner surface and the like and causes problems such as blockage of the gas flow path and reduction of the thermal efficiency of the heat exchanger.

【0006】そこで、かかる問題を生じることなく、乾
留生成ガス6が有する顕熱を有効に回収利用するため
に、従来より様々な発明が提案されている。例えば特開
平8−134456号公報には、熱交換器の伝熱管外周面に、
予め結晶性アルミノシリケートなどのタール等を分解可
能な触媒を塗布しておくことによってタールの付着を抑
止しながら、乾留生成ガスが有する顕熱を回収する発明
が開示されている。
Therefore, in order to effectively recover and utilize the sensible heat of the dry distillation gas 6 without causing such a problem, various inventions have been proposed in the past. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-134456, the outer surface of the heat transfer tube of the heat exchanger is
An invention has been disclosed in which a catalyst capable of decomposing tar or the like such as crystalline aluminosilicate is applied in advance to suppress the adhesion of tar and recover the sensible heat of the gas produced by carbonization.

【0007】また、特開昭58−76487 号公報には、上昇
管と集気本管との間に熱交換器を配置し、冷安水により
この熱交換器の近傍で500 ℃程度となるように安水で乾
留生成ガスの温度を制御し、温度500 ℃以上で熱回収す
る一次熱交換、および温度500 ℃以下の乾留生成ガスの
顕熱を回収する二次熱交換という二段階で熱回収を行う
発明が開示されている。この発明によれば、乾留生成ガ
スの温度を500 ℃程度に維持するため、各部に付着した
タールが固着することなく流れ易い状態を維持しなが
ら、集気本管に落下して回収される。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 58-76487, a heat exchanger is arranged between an ascending pipe and a main air collecting pipe, and the temperature becomes about 500 ° C. near the heat exchanger due to cold and cold water. The temperature of the dry-distilled product gas is controlled by using low-temperature water, and heat is recovered in two steps: primary heat exchange to recover heat at a temperature of 500 ° C or higher and secondary heat exchange to recover the sensible heat of the dry-distilled product gas at a temperature of 500 ° C or lower. An invention for recovering is disclosed. According to this invention, since the temperature of the gas produced by carbonization is maintained at about 500 ° C., the tar adhering to each part is collected in the air collecting main pipe while being kept in a flowable state without sticking.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来のいずれの発明によっても、実際には乾留生成ガ
スが有する顕熱を有効に回収することはできない。
However, none of these conventional inventions can effectively recover the sensible heat of the gas produced by dry distillation.

【0009】すなわち、特開平8−134456号公報により
提案された発明を実施するには、例えば熱交換器の配管
のような複雑な三次元形状を有する装置の表面に結晶性
アルミノシリケート等を塗布するという難作業を行う必
要があった。また、何とか塗布を行えたとしても、この
塗膜が寿命に達した場合にはこの塗膜を剥がして塗り直
す必要があり、再度塗布作業を繰り返す必要もあった。
このため、この発明を工業的規模で実施することは極め
て難しかった。
That is, in order to carry out the invention proposed by Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-134456, crystalline aluminosilicate or the like is applied to the surface of a device having a complicated three-dimensional shape such as piping of a heat exchanger. It was necessary to do the difficult work of doing. Even if the coating could be managed, the coating had to be peeled off and recoated when the life of the coating was reached, and the coating operation had to be repeated.
Therefore, it was extremely difficult to carry out the present invention on an industrial scale.

【0010】また、特開昭58−76487 号公報により提案
された発明によれば、乾留生成ガスの顕熱の一部を回収
することは確かに可能である。しかしながら、換言する
と、この発明は、通常800 〜1000℃程度である乾留生成
ガスが有する顕熱の略半分程度(500 〜1000℃) しか活
用しないことになる。また、この発明を実施するには既
存の上昇管と集気本管との間に熱交換器を新たに配置す
る必要があるばかりでなく、熱交換した熱の二次的回収
装置の配置、およびこの回収装置と熱交換器とを連通す
るための大規模な配管の敷設などが必要となり、大幅な
設備改造を避けられないために設備改造に要する費用が
著しく嵩んでしまう。さらに、冷安水によりこの熱交換
器の近傍で500 ℃程度となるように乾留生成ガスの温度
を正確に制御することは、決して容易ではない。このた
め、この発明も現実には広く実施されるまでには至って
いない。
According to the invention proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-76487, it is certainly possible to recover a part of the sensible heat of the gas produced by dry distillation. However, in other words, the present invention utilizes only about half (500 to 1000 ° C.) of the sensible heat of the carbonization product gas, which is usually about 800 to 1000 ° C. Further, in order to carry out the present invention, it is not only necessary to newly dispose a heat exchanger between the existing riser pipe and the main air collecting pipe, but also a disposition of a secondary recovery device for heat-exchanged heat, Further, it is necessary to lay a large-scale pipe for connecting the recovery device and the heat exchanger, and a large amount of equipment modification cannot be avoided, so that the cost required for the equipment modification increases significantly. Further, it is not easy to accurately control the temperature of the dry-distilled product gas so that the temperature will be about 500 ° C in the vicinity of this heat exchanger by cold and cold water. Therefore, the present invention has not been widely implemented in reality.

【0011】本発明の目的は、コークス炉およびその操
業方法を提供することであり、具体的には、これまでは
そのほとんどが回収されることなく廃却されてきた乾留
生成ガスの顕熱を、効果的に回収することができるコー
クス炉およびその操業方法を提供することである。
It is an object of the present invention to provide a coke oven and a method of operating the coke oven. Specifically, the sensible heat of the carbonization product gas, which has been mostly discarded until now, is not recovered. The purpose is to provide a coke oven that can be effectively recovered and a method of operating the coke oven.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、乾留生成
ガスの顕熱を熱交換により熱エネルギーとして直接的に
回収することは、乾留生成ガスに多量に含まれるタール
蒸気に起因した不具合を防止することができないため
に、実現できないという基本的認識に立脚し、かかる手
段とは根本的な考え方を相違する他の手段について鋭意
検討した結果、例えば乾留生成ガスと、水分により形成
される水蒸気との混合ガスを金属触媒に接触させること
により、乾留生成ガスよりも高いエネルギーを有する改
質ガスに改質し、この改質ガスを回収することによっ
て、上述した課題をいずれも解消して真に工業的規模で
乾留生成ガスが有する顕熱を回収できることを知見し、
さらに検討を重ねて本発明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors directly recover the sensible heat of the dry-distilled product gas as heat energy by heat exchange, which is a problem caused by tar vapor contained in a large amount in the dry-distilled product gas. Based on the basic recognition that it cannot be realized because it cannot be prevented, and as a result of diligent study on other means different in fundamental idea from such means, for example, it is formed by carbonization product gas and moisture By contacting the mixed gas with water vapor with the metal catalyst, it is reformed into a reformed gas having higher energy than the carbonization product gas, and by recovering this reformed gas, any of the above-mentioned problems are solved. It was discovered that the sensible heat of the carbonized product gas can be truly recovered on an industrial scale.
The present invention has been completed through further studies.

【0013】本発明は、炭化室と、この炭化室に連通し
て設けられる連絡流路と、この連絡流路に連通して設け
られるとともに、炭化室の内部に装填された石炭の乾留
時に発生してこの石炭の上方を流れる乾留生成ガスを回
収装置へ導くための回収流路とを備え、さらに、乾留生
成ガスを、この乾留生成ガスよりも高いエネルギーを有
する改質ガスに改質する乾留生成ガス改質装置を備える
ことを特徴とするコークス炉である。
According to the present invention, a carbonization chamber, a communication channel provided in communication with the carbonization chamber, a communication channel provided in communication with the communication channel, and generated during carbonization of coal loaded inside the carbonization chamber And a recovery flow path for guiding the carbonized product gas flowing above the coal to a recovery device, and further, the carbonized product that reforms the carbonized product gas into a reformed gas having higher energy than the carbonized product gas. The coke oven is characterized by comprising a produced gas reforming device.

【0014】この本発明にかかるコークス炉では、連絡
流路の一部には、石炭の上方を流れる乾留生成ガスと、
添加された水分により形成される水蒸気との混合ガスに
接触する金属触媒が設けられることが例示される。
In the coke oven according to the present invention, the carbonization product gas flowing above the coal is provided in a part of the communication passage,
It is exemplified that a metal catalyst that is in contact with a mixed gas with water vapor formed by the added water is provided.

【0015】この本発明にかかるコークス炉では、乾留
生成ガス改質装置が、乾留生成ガスに水分を添加する水
分添加装置および金属触媒であることが例示される。こ
の金属触媒は、(i) 連絡流路に脱着自在に設けられるこ
と、(ii) Ni 系金属触媒であることが望ましい。
In the coke oven according to the present invention, the dry distillation produced gas reforming device is exemplified by a water addition device for adding moisture to the dry distillation produced gas and a metal catalyst. It is desirable that this metal catalyst be (i) detachably provided in the communication channel and (ii) be a Ni-based metal catalyst.

【0016】別の観点からは、本発明は、コークス炉の
炭化室の内部に配置された石炭の上方を流れる乾留生成
ガスを、この乾留生成ガスよりも高いエネルギーを有す
る改質ガスへの改質を行った後に、改質されたこの改質
ガスを回収することを特徴とするコークス炉の操業方法
である。
From another point of view, the present invention converts a carbonization product gas flowing above coal disposed inside a coking furnace of a coke oven into a reformed gas having higher energy than the carbonization product gas. A method of operating a coke oven, characterized in that the reformed reformed gas is recovered after the qualification.

【0017】この本発明にかかるコークス炉の操業方法
では、乾留生成ガスの改質ガスへの改質は、(iv)乾留生
成ガスに水分を添加して行われること、(v) 乾留生成ガ
スと水蒸気との混合ガスを形成して行われること、およ
び(vi)混合ガスを金属触媒に接触させることにより行わ
れるのが望ましい。
In the coke oven operating method according to the present invention, the reforming of the carbonized product gas to the reformed gas is carried out by adding water to the carbonized product gas, (v) the carbonized product gas, Desirably, it is carried out by forming a mixed gas of water vapor and steam, and (vi) by contacting the mixed gas with a metal catalyst.

【0018】これらの本発明にかかるコークス炉の操業
方法では、改質ガスの回収が、炭化室への石炭の装填に
起因したキャリーオーバが鎮静化した後に、行われるこ
とが、望ましい。
In these coke oven operating methods according to the present invention, it is desirable that the reformed gas be recovered after the carryover due to the coal charging into the carbonization chamber has been subsided.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるコークス炉
およびその操業方法の実施の形態を、添付図面を参照し
ながら詳細に説明する。なお、以降の説明ではコークス
炉が、高炉用コークスを製造する、いわゆる水平室炉式
コークス炉である場合を例にとる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a coke oven and a method for operating the coke oven according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the following description, the case where the coke oven is a so-called horizontal chamber furnace coke oven that produces blast furnace coke is taken as an example.

【0020】図1は、本実施の形態の水平室炉式コーク
ス炉10の構造を炉長方向について模式的に示す説明図で
ある。なお、水平室炉式コークス炉10の以降の説明で
は、前述した図3に示す従来の水平室炉式コークス炉1
と同様の構成部分については同一の符合を付すことによ
り、重複する説明を適宜省略する。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the structure of a horizontal chamber type coke oven 10 of the present embodiment in the furnace length direction. In the following description of the horizontal chamber coke oven 10, the conventional horizontal chamber coke oven 1 shown in FIG.
Constituent parts similar to those are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be appropriately omitted.

【0021】本実施の形態の水平室炉式コークス炉10
は、炭化室2と、連絡流路7と、回収流路8と、乾留生
成ガス改質装置12と、金属触媒13とを有する。以下、水
平室炉式コークス炉10のこれらの構成要素について順次
説明する。
Horizontal chamber furnace type coke oven 10 of the present embodiment
Has a carbonization chamber 2, a communication flow path 7, a recovery flow path 8, a carbonization product gas reformer 12, and a metal catalyst 13. Hereinafter, these components of the horizontal chamber coke oven 10 will be sequentially described.

【0022】(炭化室2)本実施の形態の水平室炉式コー
クス炉10における炭化室2は、公知の水平室炉式コーク
ス炉における炭化室と同じであり、炭化室2自体には特
段の特徴はない。すなわち、炭化室2は、炉上を走行す
る装炭車11から炭化室2の内部空間2aに装填された石炭
を乾留するものであり、この炭化室2に熱を供給するた
めの燃焼室(図示しない)と交互にサンドイッチ状に配
列されて構成される。
(Carbonizing Chamber 2) The carbonizing chamber 2 in the horizontal chamber coke oven 10 of the present embodiment is the same as the known horizontal chamber coke oven, and the carbonizing chamber 2 itself has no special feature. There is no feature. That is, the carbonization chamber 2 is for carbonizing the coal loaded in the internal space 2a of the carbonization chamber 2 from the coal car 11 running on the furnace, and the combustion chamber for supplying heat to the carbonization chamber 2 (shown in the figure). No)) and are arranged alternately in a sandwich.

【0023】炭化室2の大きさは、通常程度、例えば高
さhが6〜7m、長さlが15〜17mそして幅(図示しな
い)は0.45m程度であって、基本的に全て緻密な煉瓦が
積み上げられて構築される。
The size of the carbonization chamber 2 is about normal, for example, the height h is 6 to 7 m, the length l is 15 to 17 m, and the width (not shown) is about 0.45 m. Brick is piled up and built.

【0024】本実施の形態の水平室炉式コークス炉10に
おいても、例えば20〜40トン程度の量の石炭が原料とし
て装炭車11から一度に炭化室2の内部空間2aに装入さ
れ、24時間前後の乾留時間で1000℃程度にまで焼成され
る。その結果、装入された石炭の約75%がコークス3に
転化され、約10%がタールや安水4に転化され、さらに
残りの約15%がガス5に転化される。これにより、炭化
室2の内部空間2aには乾留生成ガス6が発生する。
Also in the horizontal chamber coke oven 10 of the present embodiment, for example, about 20 to 40 tons of coal is charged as a raw material from the coal car 11 into the internal space 2a of the carbonization chamber 2 at a time, and 24 It is baked up to about 1000 ° C in the dry distillation time before and after the time. As a result, about 75% of the charged coal is converted to coke 3, about 10% is converted to tar and ammonium hydroxide 4, and the remaining about 15% is converted to gas 5. As a result, the carbonization product gas 6 is generated in the internal space 2a of the carbonization chamber 2.

【0025】生成されたコークス3は、乾留終了後にコ
ークス炉10から赤熱状態で排出され、次いで多くの場合
に図示しないCDQ に導入されて熱交換され、冷却され
る。これ以外の炭化室2の構造は、慣用の炭化室と同じ
であるため、炭化室2に関するこれ以上の説明は省略す
る。
The coke 3 thus produced is discharged from the coke oven 10 in a red heat state after the completion of the dry distillation, and then, in many cases, it is introduced into a CDQ (not shown) for heat exchange and cooling. Since the structure of the carbonization chamber 2 other than this is the same as that of the conventional carbonization chamber, further description of the carbonization chamber 2 will be omitted.

【0026】本実施の形態の炭化室2は、以上のように
構成される。 (連絡流路)本実施の形態の水平室炉式コークス炉10に
は、上述した炭化室2と後述する回収流路8との双方に
連通して、連絡流路が設けられる。本実施の形態では、
連絡流路として、炭化室2のプッシャー・サイド(P/S)
の天井部に配置された上昇管7を用いた。
The carbonization chamber 2 of this embodiment is constructed as described above. (Communication flow path) In the horizontal chamber coke oven 10 of the present embodiment, a communication flow path is provided in communication with both the carbonization chamber 2 described above and a recovery flow path 8 described later. In this embodiment,
Pusher side (P / S) of carbonization chamber 2 as a communication channel
The ascending pipe 7 arranged on the ceiling part of was used.

【0027】炭化室2の内部に装填された石炭の乾留時
に発生した、コークス3以外の安水やタール蒸気を多量
に含む乾留生成ガス6は、図1中に白抜き矢印で例示す
るように、装入された石炭またはコークス3の上方を流
れ、この上昇管7を通じて炉外へ排出されて集気本管8
へ導かれる。
The carbonization product gas 6 generated during carbonization of the coal charged in the carbonization chamber 2 and containing a large amount of ammonium hydroxide and tar vapor other than the coke 3 is as shown by an outline arrow in FIG. Flows above the charged coal or coke 3 and is discharged to the outside of the furnace through the rising pipe 7 to collect the air.
Be led to.

【0028】なお、本実施の形態においても、上昇管7
の出口には曲管部7aが形成されており、この曲管部7
aにおいて冷安水9をスプレーされて急冷される。これ
以外の上昇管7の構造は、慣用の上昇管と同じであるた
め、上昇管7に関するこれ以上の説明は省略する。
In the present embodiment also, the rising pipe 7
A curved pipe portion 7a is formed at the outlet of the curved pipe portion 7a.
At a, cold cold water 9 is sprayed and quenched. Since the structure of the rising pipe 7 other than this is the same as that of the conventional rising pipe, further description of the rising pipe 7 will be omitted.

【0029】本実施の形態の連絡流路は、以上のように
構成される。 (回収流路)本実施の形態の水平室炉式コークス炉10は、
上述した回収流路に連通して、連絡流路が設けられる。
回収流路は、上昇管7を介して送られた乾留生成ガス6
を図示しない回収装置へと導くためのものであり、本実
施の形態では、集気本管8を用いた。
The communication channel of this embodiment is configured as described above. (Recovery flow path) The horizontal chamber furnace type coke oven 10 of the present embodiment is
A communication channel is provided in communication with the recovery channel described above.
The recovery flow path is formed by the dry distillation generated gas 6 sent through the rising pipe 7.
The air collecting main tube 8 is used in the present embodiment.

【0030】集気本管8の構造は、慣用の集気本管と同
じであるため、集気本管に関するこれ以上の説明は省略
する。本実施の形態の回収流路は、以上のように構成さ
れる。
Since the structure of the air collecting main 8 is the same as that of a conventional air collecting main, further description of the air collecting main will be omitted. The recovery channel of this embodiment is configured as described above.

【0031】(乾留生成ガス改質装置)本実施の形態の水
平室炉式コークス炉10は、乾留生成ガス改質装置を有す
る。この乾留生成ガス改質装置は、炉内空間2aを流れる
乾留生成ガス6を、この乾留生成ガス6よりも高いエネ
ルギーを有する改質ガスに改質するための装置である。
(Carbon Distillation Product Gas Reforming Device) The horizontal chamber furnace coke oven 10 of the present embodiment has a carbonization product gas reforming device. The dry-distillation product gas reforming device is a device for reforming the dry-distillation product gas 6 flowing in the furnace space 2a into a reformed gas having higher energy than the dry-distillation product gas 6.

【0032】本実施の形態では、乾留生成ガス改質装置
として水分により形成される水蒸気を添加する水分添加
装置12および金属触媒13を用いた。この水分添加装置12
は、炭化室2の内部空間2aを流れる乾留生成ガス6に水
分により形成される水蒸気12a を添加してこの乾留生成
ガス6の改質を行う。
In the present embodiment, a water addition device 12 for adding water vapor formed by water and a metal catalyst 13 are used as a carbonization product gas reforming device. This water addition device 12
In order to reform the dry-distilled product gas 6, the steam 12a formed by water is added to the dry-distilled product gas 6 flowing in the inner space 2a of the carbonization chamber 2.

【0033】すなわち、炭化室2の内部空間2aを流れる
乾留生成ガス6は、炭化室2での乾留によって石炭から
転化されたガスやタール等からなり、メタンをはじめと
する炭化水素を主成分とする。この炭化水素は、一般的
に反応性に富み、高温下では水蒸気と反応して一酸化炭
素と水素とを生成する。例えば、メタンは高温下で水蒸
気とは、下記(1) 式に示すように反応する。
That is, the carbonization product gas 6 flowing in the internal space 2a of the carbonization chamber 2 is composed of gas and tar converted from coal by carbonization in the carbonization chamber 2, and mainly contains hydrocarbons such as methane. To do. This hydrocarbon is generally highly reactive and reacts with steam at high temperatures to produce carbon monoxide and hydrogen. For example, methane reacts with steam at high temperature as shown in the following formula (1).

【0034】 CH4 +H2O →CO+3H2 −49.3 kcal/mol ・・・・・(1) この(1) 式から明らかなように、乾留生成ガス6に水蒸
気を添加することにより生成される、一酸化炭素と水素
との混合ガスである改質ガスが有するエネルギーは、メ
タンを主成分とする乾留生成ガス6が有するエネルギー
よりも49.3(kcal/mol)だけ高いこと、換言すると、乾留
生成ガス6に水分を添加してこの乾留生成ガス6を改質
ガスに改質することによって、一酸化炭素と水素とから
なる改質ガスが有するエネルギーを、乾留生成ガス6が
有するエネルギーよりも増加させることができる。
CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 −49.3 kcal / mol (1) As is apparent from the equation (1), it is produced by adding steam to the dry distillation product gas 6, The energy of the reformed gas, which is a mixed gas of carbon monoxide and hydrogen, is higher by 49.3 (kcal / mol) than the energy of the dry-distillation product gas 6 containing methane as a main component, in other words, the dry-distillation product gas. By adding water to 6 to reform the dry-distilled product gas 6 to a reformed gas, the energy of the reformed gas composed of carbon monoxide and hydrogen is increased more than the energy of the dry-distilled product gas 6. be able to.

【0035】ここで、乾留時の炭化室2の内部空間2aの
温度は800 〜1000℃程度であるため、内部空間2aに存在
する乾留生成ガス6に水分を添加し、生成した混合ガス
を金属触媒13に接触させると、前述した(1) 式の反応が
効果的に発生する。
Here, since the temperature of the internal space 2a of the carbonization chamber 2 during the carbonization is about 800 to 1000 ° C., water is added to the carbonized product gas 6 existing in the internal space 2a, and the generated mixed gas is converted into metal. When brought into contact with the catalyst 13, the above-mentioned reaction of the formula (1) effectively occurs.

【0036】水分の供給形態としては、液体を高圧で噴
霧したり、あるいは気体のスチームでもよく、限定を要
さない。本実施の形態では、気体のスチームとして添加
した。
The form of water supply may be spraying of liquid at high pressure, or steam of gas, without any limitation. In the present embodiment, it is added as gas steam.

【0037】水分の添加量は特に限定を要さないが、装
入石炭量に対して2〜15質量%となるように添加するこ
とが望ましい。添加量が2質量%未満であると上記(1)
式に示す反応が十分に生じない可能性があり、一方、添
加量が15質量%を超えると吸熱に伴う炭化室2内の温度
低下が顕著になり、乾留反応自体を阻害する可能性が生
じるからである。
The amount of water added is not particularly limited, but it is preferably added so as to be 2 to 15 mass% with respect to the amount of coal charged. If the addition amount is less than 2% by mass, the above (1)
The reaction shown in the formula may not occur sufficiently, while if the addition amount exceeds 15 mass%, the temperature drop in the carbonization chamber 2 due to the endotherm becomes remarkable, which may hinder the carbonization reaction itself. Because.

【0038】水分添加装置12は、炭化室2の内部の空間
2aに水分を供給することができる装置であれば如何なる
装置であってもよく、特定の形式の水分添加装置には限
定されない。
The water addition device 12 is a space inside the carbonization chamber 2.
Any device may be used as long as it can supply water to 2a, and is not limited to a specific type of water addition device.

【0039】本実施の形態の水分添加装置12は、以上の
ように構成される。 (金属触媒13)本実施の形態の水平室炉式コークス炉10
は、上昇管7の最下部に金属触媒13が装着される。この
金属触媒13は、石炭の上方を流れる乾留生成ガス6と、
添加された水分により形成される水蒸気とが混合された
混合ガス6' に十分に接触することによって、上述した
(1) 式に示す反応を促進するものである。
The water addition device 12 of this embodiment is configured as described above. (Metal catalyst 13) Horizontal chamber furnace type coke oven 10 of the present embodiment
The metal catalyst 13 is attached to the lowermost part of the rising pipe 7. The metal catalyst 13 is a carbonization product gas 6 flowing above coal,
By sufficiently contacting the mixed gas 6 ′ mixed with the water vapor formed by the added water,
It promotes the reaction represented by the formula (1).

【0040】前述したように、本実施の形態では上記
(1) 式の反応を生じさせる必要があるが、上昇管7を含
む炭化室2内では一般的には反応時間を長く取ることが
難しい。このため、反応の効率を高めて上記(1) 式の反
応を促進させるために、ガス改質触媒として金属触媒を
用いる。
As described above, in the present embodiment, the above
Although it is necessary to cause the reaction of formula (1), it is generally difficult to take a long reaction time in the carbonization chamber 2 including the riser pipe 7. Therefore, a metal catalyst is used as the gas reforming catalyst in order to enhance the reaction efficiency and accelerate the reaction of the above formula (1).

【0041】本実施の形態では、金属触媒13は、例えば
カセット式の収納容器に収納することによって、固定層
を形成しながら上昇管7に対しては容易に脱着自在に、
配置してある。また、この金属触媒13は、高温であるた
めに上昇する混合ガス6' に十分に接触させるために、
上昇管7のうちで上方へ向けて鉛直に配置された部分に
設けてあるが、かかる形態に限定されるものではなく、
炭化室2の上部空間2aもしくは上昇管7の下部以外の部
分に装填してもよい。
In this embodiment, the metal catalyst 13 is stored in, for example, a cassette type storage container so that the metal catalyst 13 can be easily detached from the rising pipe 7 while forming a fixed layer.
It is arranged. In addition, since the metal catalyst 13 is brought into sufficient contact with the mixed gas 6'which rises due to the high temperature,
Although it is provided in a portion of the ascending pipe 7 that is vertically arranged upward, the present invention is not limited to such a form.
It may be loaded in a portion other than the upper space 2a of the carbonization chamber 2 or the lower portion of the rising pipe 7.

【0042】また、本実施の形態では、金属触媒13の形
状や寸法は特に限定を要さないが、粉状よりも粒状等に
成型したもののほうが、圧損を抑制できるために望まし
い。さらに、本実施の形態では、この金属触媒としてNi
含有率が50質量%以上のNi系金属触媒を用いた。しかし
ながら、このNi系金属触媒に限られるものではなく、Co
系金属触媒やMo系金属触媒を用いることも可能である。
なお、このNi系金属触媒の通常の使用温度は、600 〜90
0 ℃程度である。また、使用環境が清浄でないため、基
本的に再生や繰返し使用が可能であることが望ましい。
Further, in the present embodiment, the shape and size of the metal catalyst 13 are not particularly limited, but it is preferable that the metal catalyst 13 is formed in a granular shape or the like, because the pressure loss can be suppressed rather than a powder shape. Further, in the present embodiment, Ni is used as the metal catalyst.
A Ni-based metal catalyst having a content of 50 mass% or more was used. However, it is not limited to this Ni-based metal catalyst, but Co
It is also possible to use a metal-based catalyst or a Mo-based metal catalyst.
The normal operating temperature of this Ni-based metal catalyst is 600-90.
It is about 0 ° C. Also, since the environment of use is not clean, it is desirable that it can be basically recycled and repeatedly used.

【0043】乾留生成ガス6と添加された水分からなる
水蒸気12aとの混合ガス6' が金属触媒13に接触しなが
ら通過すると、(1) 式の反応が迅速に生じる。この反応
は、メタン1モル当たり49.3kcal(あるいは1Nm3当たり
2200kcal) の吸熱反応であるから、メタンもしくは炭化
水素の反応率に応じて、乾留生成ガス6の顕熱が利用さ
れることになる。この場合、利用された顕熱は、COガス
もしくはH2ガスという生成物に変換されて、回収される
ことになる。このため、メタンが例えば1Nm3反応すれば
2200kcalの熱エネルギーが化学物質に変換されることに
なる。
When the mixed gas 6'of the dry-distilled product gas 6 and the added water vapor 12a of water passes through the metal catalyst 13 in contact with it, the reaction of the formula (1) occurs rapidly. This reaction is 49.3 kcal per mole of methane (or per 1 Nm 3
Since it is an endothermic reaction of 2200 kcal), the sensible heat of the carbonization product gas 6 is used depending on the reaction rate of methane or hydrocarbon. In this case, the sensible heat used is converted into a product of CO gas or H 2 gas and is recovered. Therefore, if methane reacts with 1 Nm 3, for example,
2200 kcal of thermal energy will be converted into chemical substances.

【0044】なお、触媒性能の失活を抑制するため、予
め硫化処理を施すことも重要である。また、金属触媒の
手前にガードリアクターを設置して、触媒性能の低下抑
制を図るようにしてもよい。
In order to suppress the deactivation of the catalyst performance, it is important to carry out a sulfurizing treatment in advance. In addition, a guard reactor may be installed in front of the metal catalyst to suppress deterioration of catalyst performance.

【0045】本実施の形態の金属触媒13は、以上のよう
に構成される。炭化室2と、連絡流路7と、回収流路8
と、水分添加装置12と、金属触媒13とを有する、本実施
の形態の水平室炉式コークス炉10は、以上のように構成
される。次に、この水平室炉式コークス炉10を用いて石
炭を乾留する操業を行う状況について説明する。
The metal catalyst 13 of this embodiment is configured as described above. Carbonization chamber 2, communication channel 7, recovery channel 8
The horizontal chamber furnace type coke oven 10 according to the present embodiment, which includes the water addition device 12 and the metal catalyst 13, is configured as described above. Next, a situation in which an operation for carbonizing carbon is carried out by using this horizontal chamber type coke oven 10 will be described.

【0046】まず、本実施の形態の水平室炉式コークス
炉10では、空窯状態の炭化室2の内部空間2aに、装炭車
11から例えば20〜40トン程度の量の原料石炭が一度に装
入され、この炭化室2により24時間前後の乾留時間で10
00℃程度にまで乾留される。これにより、装入された石
炭のうちの約75%がコークス3に転化される。また、装
入された石炭のうちの約10%がタールや安水4に転化さ
れ、さらに残りの約15%がガス5に転化される。これに
より、炭化室2の内部空間2aには、コークス3以外の安
水やタール蒸気を多量に含む乾留生成ガス6が生成さ
れ、乾留生成ガス6は、この内部空間2aを上昇管7へ向
けて、炭化室2の内部に配置された石炭の上方を流れ
る。
First, in the horizontal-chamber coke oven 10 of the present embodiment, a coal car is installed in the internal space 2a of the carbonization chamber 2 in the empty kiln state.
From 11 to, for example, 20 to 40 tons of raw coal is charged at a time, and this carbonization chamber 2 is used for 10 hours in the dry distillation time of around 24 hours.
It is carbonized to about 00 ℃. As a result, about 75% of the charged coal is converted into coke 3. In addition, about 10% of the charged coal is converted to tar and cheap water 4, and the remaining about 15% is converted to gas 5. As a result, in the internal space 2a of the carbonization chamber 2, a dry distillation produced gas 6 containing a large amount of noble water and tar vapor other than the coke 3 is produced, and the dry distillation produced gas 6 directs this internal space 2a to the rising pipe 7. And flows above the coal arranged inside the carbonization chamber 2.

【0047】この際、本実施の形態では、水分添加装置
12によって内部空間2aに水分が供給される。このため、
内部空間2aに存在する乾留生成ガス6に水分が添加さ
れ、乾留生成ガス6と水蒸気との混合ガス6' が形成さ
れる。
At this time, in this embodiment, the water addition device is used.
Moisture is supplied to the internal space 2a by 12. For this reason,
Moisture is added to the dry distillation product gas 6 existing in the internal space 2a to form a mixed gas 6 ′ of the dry distillation product gas 6 and steam.

【0048】形成された混合ガス6' は、上昇管7の最
下部に配置された金属触媒13に接触しながら通過するこ
とによって、(1) 式の反応を直ちに生じて改質され、乾
留生成ガス6の主成分をなすメタンガスから一酸化炭素
と水素とからなる改質ガスが生成される。
The formed mixed gas 6'passes while contacting the metal catalyst 13 arranged at the lowermost portion of the rising pipe 7, whereby the reaction of the formula (1) is immediately generated and reformed, and the dry distillation is carried out. A reformed gas composed of carbon monoxide and hydrogen is generated from methane gas which is a main component of the gas 6.

【0049】この反応は、前述したように、メタン1モ
ル当たり49.3kcal(あるいは1Nm3当たり2200kcal) の吸
熱反応であるから、一酸化炭素と水素とからなる改質ガ
スが有するエネルギーは、メタン等を主成分とする乾留
生成ガス6が有するエネルギーよりも増加される。
As described above, this reaction is an endothermic reaction of 49.3 kcal per 1 mol of methane (or 2200 kcal per 1 Nm 3 ). Therefore, the energy contained in the reformed gas composed of carbon monoxide and hydrogen is methane or the like. It is increased more than the energy of the carbonization product gas 6 containing as a main component.

【0050】このため、本実施の形態によれば、上昇管
7を上昇する改質ガスを集気本管8に導いて回収するこ
とにより、メタンもしくは炭化水素の反応率に応じて、
乾留生成ガス6が有していた顕熱を効率的に利用するこ
とができるようになる。
Therefore, according to the present embodiment, the reformed gas rising in the rising pipe 7 is guided to the collecting main pipe 8 and collected, so that the reforming gas is collected depending on the reaction rate of methane or hydrocarbons.
The sensible heat of the dry distillation gas 6 can be efficiently used.

【0051】また、本実施の形態によれば、タール蒸気
を多量に含む乾留生成ガス6から顕熱を直接回収するの
ではなく、改質ガスに改質してこの改質ガスから顕熱を
回収するため、タール蒸気が多量に存在することに起因
した各種の問題をいずれも解消することができる。
Further, according to the present embodiment, instead of directly recovering the sensible heat from the carbonization product gas 6 containing a large amount of tar vapor, the sensible heat is reformed into the reformed gas and the sensible heat is reformed from the reformed gas. Since it is recovered, various problems caused by the large amount of tar vapor can be eliminated.

【0052】このため、本実施の形態によれば、例えば
特開平8−134456号公報により提案された発明を実施す
るために必要であった、例えば熱交換器の配管のような
複雑な外面形状を有する装置の表面への結晶性アルミノ
シリケート等の塗布作業や、その塗り直し作業、さらに
は、特開昭58−76487 号公報により提案された発明では
不可欠であった、回収処理時のガス温度の管理や熱交換
器の設置等は、いずれも、一切不要である。
Therefore, according to the present embodiment, for example, a complicated outer surface shape such as piping of a heat exchanger, which is necessary for carrying out the invention proposed by Japanese Patent Laid-Open No. 8-134456, is used. Coating operation of crystalline aluminosilicate or the like on the surface of the apparatus having the above, recoating operation, and further, the gas temperature at the time of recovery processing, which was indispensable in the invention proposed by JP-A-58-76487. Neither management nor installation of heat exchangers is necessary at all.

【0053】したがって、本実施の形態によれば、これ
まではそのほとんどを回収することができずに廃棄せざ
るを得なかった乾留生成ガス6の顕熱を、効果的に真に
工業的規模で回収することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the sensible heat of the dry-distilled product gas 6 which could not be recovered and had to be discarded so far is effectively and truly on an industrial scale. Can be collected at.

【0054】なお、本実施の形態のコークス炉10の炭化
室2においても、公知のコークス炉の炭化室と同様に、
乾留サイクルにしたがって例えば24時間毎に大量の石炭
が装炭車11から重力落下方式で装入される。このため、
炭化室2内への装入直後 (通常は装炭開始後0.2 〜1時
間経過時点までの間) には、炭化室2内には微粉石炭を
中心とした粉塵が大量に舞い上がる。このため、この間
に乾留生成ガス6の回収を行おうとすると、混合ガス
6' のガス流れに微粉石炭が随伴して炭化室2の外部へ
流出するという、いわゆるキャリーオーバーが発生して
しまう。このキャリーオーバー発生時の微粉石炭の流れ
に金属触媒13が曝されてしまうと、微粉石炭が金属触媒
13の表面を覆い尽くしてしまい、短時間で金属触媒13の
触媒能力を喪失させるおそれがある。
Incidentally, also in the carbonization chamber 2 of the coke oven 10 of the present embodiment, like the known carbonization chamber of the coke oven,
In accordance with the carbonization cycle, for example, a large amount of coal is charged from the coal car 11 by gravity fall every 24 hours. For this reason,
Immediately after charging into the carbonization chamber 2 (usually 0.2 to 1 hour after the start of carbonization), a large amount of dust, mainly pulverized coal, rises in the carbonization chamber 2. Therefore, if an attempt is made to recover the dry-distillation product gas 6 during this time, a so-called carry-over will occur, in which the pulverized coal accompanies the gas flow of the mixed gas 6 ′ and flows out of the carbonization chamber 2. If the metal catalyst 13 is exposed to the flow of the pulverized coal at the time of this carryover, the pulverized coal becomes the metal catalyst.
There is a risk that the surface of 13 will be covered up and the catalytic ability of the metal catalyst 13 will be lost in a short time.

【0055】このため、本実施の形態の操業方法は、乾
留生成ガスの回収が、炭化室への原料炭の装填に起因し
たキャリーオーバーが鎮静化された後に、混合ガス6'
のガス流れを金属触媒13に流通させることが望ましい。
Therefore, in the operating method of the present embodiment, the dry distillation product gas is recovered after the carryover due to the charging of the raw material coal into the carbonization chamber is suppressed, and then the mixed gas 6 '
It is desirable to pass the gas flow of the above into the metal catalyst 13.

【0056】例えば、ガス抜き出し系統を2本有する、
いわゆるダブルメイン方式のコークス炉であれば容易に
実現できる。また、ガス抜き出しが1系統である、いわ
ゆるシングルメイン方式のコークス炉であっても、例え
ば図2に例示するように、隔壁14および流路制御弁15に
より、上昇管7を円筒断面方向で金属触媒13が装填され
ていない部分7-1 と、金属触媒13が装填された部分7-2
とに二分割しておく。そして、装炭直後には流路制御弁
15を旋回動作させることによって金属触媒13が装填され
ていない部分7-1 に混合ガス6' を流しておき、装炭開
始後0.2 〜1時間経過時点のキャリーオーバーがある程
度鎮静化された時点において流路制御弁15を反転させる
ことによって金属触媒13が装填された部分7-2 に混合ガ
ス6' を流すようにすればよい。このように、金属触媒
13は、連絡流路に設けられた複数の流路のうちの一部の
流路に設けられることが望ましく、本実施の形態以外
に、例えば上昇管7に並列に分岐管を設けるようにして
もよい。
For example, having two gas extraction systems,
A so-called double-main type coke oven can be easily realized. Even in the case of a so-called single-main type coke oven in which the gas extraction is one system, for example, as shown in FIG. Part 7-1 without catalyst 13 and part 7-2 with metal catalyst 13
Split into two. Immediately after carbonization, the flow path control valve
When the mixed gas 6'is made to flow in the portion 7-1 where the metal catalyst 13 is not loaded by rotating 15 so that the carryover at the time of 0.2 to 1 hour after the start of carburizing is calmed down to some extent. The mixed gas 6 ′ may be caused to flow through the portion 7-2 loaded with the metal catalyst 13 by reversing the flow passage control valve 15. Thus, the metal catalyst
It is desirable that 13 be provided in a part of the plurality of flow paths provided in the communication flow path. For example, a branch pipe may be provided in parallel with the rising pipe 7 in addition to the present embodiment. Good.

【0057】このようにして、本実施の形態によれば、
乾留生成ガス6の顕熱を、工業的規模で有効且つ安定し
て回収することができる。さらに、本発明を実施例を参
照しながら詳細に説明する。
In this way, according to the present embodiment,
The sensible heat of the dry distillation produced gas 6 can be effectively and stably recovered on an industrial scale. Further, the present invention will be described in detail with reference to examples.

【0058】[0058]

【実施例】図1に示す本発明にかかるコークス炉10を用
いて、石炭の乾留操業を行った。すなわち、図1に示す
ように、炭化室2の上部の装炭車11から、水分量を6質
量%に調整した石炭37トンを重力落下方式で炭化室2の
内部空間2aに装入し、その後、水分添加装置12からスチ
ームを2kg/min の一定速度で乾留終了まで流通した。ま
た、上昇管7の基部にはNi系金属触媒13を、図2に示す
ようにして300kg 装填し、乾留生成ガス6とスチームと
の混合ガス6' が触媒装填側7-2 を流通するように流路
制御弁15を制御した。この状態で、約22時間にわたり石
炭の乾留を行い、生成したコークス3の押出しおよび排
出を行った。
EXAMPLE Using the coke oven 10 according to the present invention shown in FIG. 1, coal carbonization operation was carried out. That is, as shown in FIG. 1, 37 tons of coal whose water content has been adjusted to 6 mass% is charged into the internal space 2a of the carbonization chamber 2 from the coal car 11 on the upper side of the carbonization chamber 2 by the gravity drop method, and thereafter. The steam was circulated from the water addition device 12 at a constant rate of 2 kg / min until the end of the carbonization. Further, 300 kg of the Ni-based metal catalyst 13 was loaded at the base of the ascending pipe 7 as shown in FIG. 2, so that the mixed gas 6'of the carbonization product gas 6 and the steam would flow through the catalyst loading side 7-2. The flow path control valve 15 was controlled. In this state, dry distillation of coal was performed for about 22 hours, and the generated coke 3 was extruded and discharged.

【0059】この乾留の間、上昇管7の出口7-3 のガス
(g) をサンプルし、その組成をガスクロマトグラフで測
定した。サンプルは約2時間毎に計10ケ取得し、表1に
はこれらの平均値としてのガス組成を示した。このよう
な1サイクルの乾留を、計5回繰り返して、これを実施
例1とした。なお、後述する表1には、1回目および5
回目のガス組成をともに示した。
During this carbonization, the gas at the outlet 7-3 of the rising pipe 7
(g) was sampled and its composition was measured by gas chromatography. A total of 10 samples were obtained about every 2 hours, and Table 1 shows the gas composition as an average value thereof. Such one cycle of dry distillation was repeated 5 times in total, and this was set as Example 1. In addition, in Table 1 described later,
The gas composition for the second time is also shown.

【0060】また、金属触媒13を新鮮なものに取り替え
た後に、実施例1と同様の試験を行った。ただし、この
ときは、装炭時から1時間の間は混合ガス6' が触媒装
填側7-2 を通過しないように流路制御弁15の動作を制御
し、そして装炭1時間経過時点で流路制御弁15を反転し
て、乾留終了まで触媒装填側7-2 に混合ガス6' を流通
させた。1サイクルの乾留を5回繰り返して、これを実
施例2とした。なお、後述する表1には、5回目のガス
組成を示した。
After replacing the metal catalyst 13 with a fresh one, the same test as in Example 1 was conducted. However, at this time, the operation of the flow path control valve 15 is controlled so that the mixed gas 6 ′ does not pass through the catalyst loading side 7-2 for 1 hour after the carbonization, and at the time when 1 hour of carbonization has elapsed. The flow path control valve 15 was reversed, and the mixed gas 6 ′ was circulated through the catalyst loading side 7-2 until the end of dry distillation. One cycle of dry distillation was repeated 5 times to obtain Example 2. In addition, the gas composition of the 5th time is shown in Table 1 mentioned later.

【0061】また、全乾留期間を通じて触媒装填側7-2
に混合ガス6' を流通させないこと以外は、実施例1と
同様の条件で乾留を行い、これを比較例1とした。さら
に、全乾留期間を通じて乾留生成ガス改質装置12からの
スチーム供給と、金属触媒13の利用とをともに行わない
で乾留を行い、これを比較例2とした。
Also, the catalyst loading side 7-2
Dry distillation was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the mixed gas 6 ′ was not passed through, and this was designated as Comparative Example 1. Furthermore, during the entire dry distillation period, dry distillation was carried out without performing steam supply from the dry distillation product gas reformer 12 and utilization of the metal catalyst 13, and this was set as Comparative Example 2.

【0062】以上の実施例1、2および比較例1、2の
結果を、表1にまとめて示した。
The results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 described above are summarized in Table 1.

【0063】[0063]

【表1】 [Table 1]

【0064】なお、表1における反応率 (%) とは、実
施例1−1におけるメタン減少量 (体積%、:比較例の
メタン濃度−試験前のメタン濃度) を100 としたときの
各試験におけるメタン減少量を示す。
The reaction rate (%) in Table 1 means each test when the methane reduction amount (volume% ,: methane concentration of comparative example-methane concentration before test) in Example 1-1 was 100. Shows the amount of methane reduction in

【0065】表1から、実施例1-1 の反応率100(%) と
比較して、比較例1のようにスチームを導入しただけで
は反応率は4.6 %であり、反応がほとんど進行しないこ
とがわかる。
From Table 1, as compared with the reaction rate of 100% in Example 1-1, the reaction rate was 4.6% only by introducing steam as in Comparative Example 1, and the reaction hardly progressed. I understand.

【0066】また、実施例1から、触媒を繰り返し使用
するとその性能が低下し、5回目では反応率が22%にま
で低下することがわかる。これに対し、実施例2から、
装炭直後の初期のキャリーオーバーから金属触媒13を保
護すると、5回繰り返し使用後であっても反応率は98%
を維持しており、金属触媒13の長寿命化を図ることがで
きることが分かる。
Further, it can be seen from Example 1 that the performance is lowered when the catalyst is repeatedly used, and the reaction rate is lowered to 22% at the fifth time. On the other hand, from Example 2,
When the metal catalyst 13 is protected from the initial carryover immediately after carbonization, the reaction rate is 98% even after repeated use 5 times.
Therefore, it is understood that the life of the metal catalyst 13 can be extended.

【0067】さらに、表1において実施例1、2と比較
例1、2とについてのガスの総発熱量を比較すると、メ
タンガスと水蒸気とを反応させて改質ガスを発生するこ
とにより、原料炭当たりのガスの発生量が増加し、全体
としての回収ガスのエネルギー (原料炭当たりの総発熱
量) が増加することがわかる。
Further, comparing the total calorific value of the gas in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 in Table 1, the methane gas and steam react with each other to generate the reformed gas. It can be seen that the amount of generated gas per unit increases and the energy of the recovered gas as a whole (total calorific value per coking coal) increases.

【0068】(変形形態)以上の説明では、乾留生成ガ
ス改質装置が乾留生成ガスに水分からなる水蒸気を添加
する水分添加装置および金属触媒である場合を例にとっ
た。しかし、本発明における乾留生成ガス改質装置はこ
の例には限定されず、乾留生成ガスを、乾留生成ガスよ
りも高いエネルギーを有する改質ガスに改質することが
できる装置であれば適用可能である。
(Modification) In the above description, the case where the carbonization reformed gas reforming apparatus is the water addition apparatus for adding the water vapor consisting of moisture to the carbonization produced gas and the metal catalyst is taken as an example. However, the carbonization product gas reforming device in the present invention is not limited to this example, and any device that can reform the carbonization product gas into a reformed gas having higher energy than the carbonization product gas can be applied. Is.

【0069】また、以上の説明では、コークス炉が水平
室炉式コークス炉である場合を例にとった。しかし、本
発明は水平室炉式コークス炉には限定されず、水平室炉
式コークス炉以外のコークス炉についても同様に適用さ
れる。
In the above description, the case where the coke oven is the horizontal chamber type coke oven is taken as an example. However, the present invention is not limited to the horizontal chamber coke oven, and is similarly applied to coke ovens other than the horizontal chamber coke oven.

【0070】また、以上の説明では、金属触媒がNi系金
属触媒を例にとった。しかし、このNi系金属触媒に限ら
れるものではなく、例えばCo系金属触媒やMo系金属触媒
等のNi系金属触媒以外の金属触媒についても同様に適用
される。
In the above description, the Ni-based metal catalyst is used as an example of the metal catalyst. However, the present invention is not limited to this Ni-based metal catalyst, and is similarly applied to metal catalysts other than Ni-based metal catalysts such as Co-based metal catalysts and Mo-based metal catalysts.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
り、これまではそのほとんどが回収されることなく廃却
されてきた乾留生成ガスの顕熱を、効果的に回収するこ
とができるコークス炉およびその操業方法を提供するこ
とができた。
As described above in detail, according to the present invention, the coke which can effectively recover the sensible heat of the carbonization product gas, which has been mostly discarded until now without being recovered. A furnace and its operating method could be provided.

【0072】かかる効果を有する本発明の意義は、極め
て著しい。
The significance of the present invention having such an effect is extremely remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施の形態の水平室炉式コークス炉の縦断面構
造を炉長方向について模式的に示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a longitudinal sectional structure of a horizontal chamber coke oven according to an embodiment in a furnace length direction.

【図2】実施の形態の水平室炉式コークス炉の上昇管の
基部を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a base portion of an ascending pipe of the horizontal chamber furnace type coke oven according to the embodiment.

【図3】高炉装入原料であるコークスを製造するための
水平室炉式コークスの縦断面構造を炉長方向について模
式的に示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a longitudinal sectional structure of a horizontal chamber furnace type coke for producing a coke which is a blast furnace charging raw material in a furnace length direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 炭化室 6 乾留生成ガス 7 上昇管 8 集気本管 10 コークス炉 12 水分添加装置 13 金属触媒 2 carbonization chamber 6 Carbonization product gas 7 riser 8 Main air collection 10 coke oven 12 Water addition device 13 Metal catalyst

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化室と、該炭化室に連通して設けられ
る連絡流路と、該連絡流路に連通して設けられるととも
に、前記炭化室の内部に装填された石炭の乾留時に発生
した乾留生成ガスを回収装置へ導くための回収流路とを
備え、さらに前記乾留生成ガスを、該乾留生成ガスより
も高いエネルギーを有する改質ガスに改質する乾留生成
ガス改質装置を備えることを特徴とするコークス炉。
1. A carbonization chamber, a communication channel provided in communication with the carbonization chamber, a communication channel provided in communication with the communication channel, and generated during carbonization of coal loaded in the carbonization chamber. And a recovery passage for guiding the dry-distilled product gas to a recovery device, and further comprising a dry-distilled product gas reformer for reforming the dry-distilled product gas into a reformed gas having higher energy than the dry-distilled product gas. Coke oven characterized by.
【請求項2】 前記連絡流路の一部には、前記石炭の上
方を流れる乾留生成ガスと、添加された水分により形成
される水蒸気との混合ガスに接触する金属触媒が設けら
れる請求項1に記載されたコークス炉。
2. A metal catalyst, which is in contact with a mixed gas of the carbonization product gas flowing above the coal and steam formed by the added water, is provided in a part of the communication channel. Coke oven described in.
【請求項3】 前記金属触媒は、前記連絡流路に脱着自
在に設けられる請求項2に記載されたコークス炉。
3. The coke oven according to claim 2, wherein the metal catalyst is detachably provided in the communication channel.
【請求項4】 前記金属触媒は、Ni系金属触媒である請
求項2または請求項3に記載されたコークス炉。
4. The coke oven according to claim 2, wherein the metal catalyst is a Ni-based metal catalyst.
【請求項5】 コークス炉の炭化室の内部に配置された
石炭の上方を流れる乾留生成ガスを、該乾留生成ガスよ
りも高いエネルギーを有する改質ガスへの改質を行った
後に、改質された該改質ガスを回収することを特徴とす
るコークス炉の操業方法。
5. The reforming is performed after the carbonization product gas flowing above coal disposed inside the carbonization chamber of the coke oven is reformed into a reformed gas having higher energy than the carbonization product gas. A method for operating a coke oven, comprising recovering the reformed gas thus produced.
【請求項6】 前記改質は、前記乾留生成ガスと、添加
された水分により形成される水蒸気とが混合された混合
ガスを金属触媒に接触させることにより、行われる請求
項5に記載されたコークス炉の操業方法。
6. The method according to claim 5, wherein the reforming is carried out by bringing a mixed gas obtained by mixing the dry-distilled product gas and steam formed by the added water into contact with a metal catalyst. How to operate a coke oven.
【請求項7】 前記改質ガスの回収は、前記炭化室への
石炭の装填に起因したキャリーオーバが鎮静化した後
に、行われる請求項5または請求項6に記載されたコー
クス炉の操業方法。
7. The coke oven operating method according to claim 5, wherein the reformed gas is recovered after the carry-over caused by the coal charging into the carbonization chamber has been subsided. .
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