干熄焦装置的制作方法

专利名称：干熄焦装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及干熄焦方法及熄火装置。
背景技术：
在冷却从焦炉排出的赤热焦碳时，为了回收赤热焦碳的显热而谋求节能使用干熄焦装置(所谓 CDQ(Coke Dry Quencher))。干熄焦装置具有用惰性气体热交换赤热焦碳具有的显热的冷却室和该冷却室的上部的前置室。赤热焦碳从前置室的上方被装入前置室内。前置室的设置是以吸收赤热焦碳投入的时间变动，并且得到操作的稳定性为目的。焦碳在冷却室内与惰性气体进行热交换冷却至200°C附近后，每次排出一定量。热交换后加热到900°C的惰性气体从冷却室的上部排出到环形管道中，经过1次集尘器用废热锅炉进行热回收，用循环鼓风机再次压送到冷却室。装入的焦碳含有挥发性成分和微粉焦碳。挥发性成分燃烧性高，以高的比例含于循环气体中时，有异常燃烧的可能性。因此，将空气吹入前置室时，可以使焦碳块中残存的挥发性成分和微粉焦碳燃烧。由吹入的空气也会使赤热焦碳的表层的一部分燃烧。其结果，成为高温的空气及燃烧排气与惰性气体混合，藉此，能够增大从冷却室排出的气体的热量。另外，由于经过前置室到达冷却室的焦碳的温度也上升，所以在冷却室内被惰性气体回收的热量也增大。其结果，能够增大用废热锅炉的蒸汽回收量。通过将空气吹入上述前置室，在稳定状态的干熄焦设备的运转中，可以增大废热锅炉中的热回收量，同时即使在通过降低赤热焦碳的供给量或者降低装入的赤热焦碳的温度以降低冷却室内的焦碳温度的场合，也可以使由废热锅炉的热回收量维持为恒定。特开昭61-37893号公报公开了将空气吹入前置室内的方法。特开昭59-75981号公报记述了在干熄焦设备中将加入了水分的气体供给前置室内、通过与赤热焦碳反应生成含有许多一氧化碳及氢气的气体、使该气体在熄焦塔内与循环气体合流的方法。作为循环气体中的气体成分回收的一氧化碳和氢气，除了在通过锅炉后作为燃料气体回收以外，也可以将空气添加到气体管道内，使一氧化碳和氢气燃烧之后，由锅炉作为蒸汽而回收。由干熄焦设备的废热锅炉产生的蒸汽，一般是将其用蒸汽涡轮发电机转换成电能来利用。为了使这样的蒸汽涡轮发电机在最佳效率点稳定地运转，使废热锅炉的蒸汽发生量保持为恒定的必要量是重要的。另外，在作为一般用的蒸汽利用的场合，若蒸汽发生量相对于必要量发生变动，则在蒸汽发生量减少时在需要处蒸汽会不足，而在蒸汽发生量增加时使发生的蒸汽不加利用地排放掉，因此为了有效地利用生成的蒸汽，必须使蒸汽发生量保持为恒定。由于存在吹入前置室的空气、吹入前置室的水和蒸汽、吹入从熄焦塔回收的高温气体中的空气，所以在熄焦塔和废热锅炉间循环的循环气体的量增大。因此以循环气体的量保持为恒定为目的，必须要将循环气体的一部分排放到外部。如果循环气体中含有一氧化碳和氢气等的未燃气体，不能有效地回收这些未燃气体具有的能量。因此，优选通过吹入空气使循环气体中含有的未燃气体燃烧而转换成热能，使至少在循环气体通过废热锅炉时循环气体中不含有未燃气体。另一方面，如果循环气体中含有氧，则从焦碳在冷却室内燃烧并使冷却能力降低这点出发而非优选。因此，将空气吹入从熄焦塔回收的循环气体中时，由于吹入过剩的氧， 所以有必要考虑使循环气体中不残留氧。通过将空气吹入前置室内，使残存的挥发性成分、微粉焦碳及块状焦碳的一部分燃烧，使得吹入的空气及前置室内的焦碳的温度都上升。而且若前置室内的温度达到 1400°C左右，则焦碳中含有的灰分会熔融·气化，如果该气化了的灰分与空气一起运动，就会与在冷却室中上升的惰性气体混合。惰性气体的冷却室出口温度是900°C左右，气化了的灰分会凝聚并附着在冷却室上部的倾斜的烟道部。该附着物一般称为熔块，具有所谓的会导致气体通风孔堵塞，使气体通风阻力上升、妨碍高温焦碳冷却用气体的循环的问题。从而，即使在将空气吹入前置室内的场合，也必须按照前置室内的温度总保持为一定温度或其以下那样进行控制。为了解决上述课题，有必要变动废热锅炉供给气体的温度，但是构成废热锅炉的锅炉管的上限使用温度已由其材质及结构所决定，如果在超过该上限温度的温度下使用则会成为热破损的原因，所以废热锅炉供给气体温度有必要以该温度或其以下的温度进行供另外，如果废热锅炉供给气体温度降低，则锅炉中的热交换效率降低，由此导致蒸汽发生量的降低。因此，必须进行控制以使废热锅炉供给气体温度始终保持在一定范围内。从熄焦塔排出的高温的废气经过倾斜的烟道部供给到废热锅炉中，但如果该废气量超过上限流量，则会发生从倾斜的烟道部的焦碳的上浮、飞散现象，由于与循环气体通气阻力的急剧增大和飞散焦碳造成的锅炉管的磨损的故障相关连，所以必须控制在一定流量或其以下。另外，为了使从冷却室中的赤热焦碳的显热回收量始终最大化以谋求节能，尽可能地增大供给到冷却室中的惰性气体量是重要的，受上述的熄焦塔废气量的上限值限制， 有必要以相同的上限值进行恒定的控制。

发明内容
本发明的第1目的是提供在使用干熄焦装置而使赤热焦碳的显热作为蒸汽进行回收的干熄焦方法中，使回收蒸汽量始终保持为一定的必要的量熄火方法；第2目的是提供使循环气体中的可燃气体成分及氧成分始终保持在最小值的熄火方法；第3目的是使前置室内温度始终保持为一定温度或其以下以防止向倾斜的烟道部的异物附着；第4目的是使废热锅炉供给气体温度始终保持在一定的范围内，以防止锅炉管的热破损，同时防止在锅炉中的热回收效率的降低；第5目的是使从熄焦塔排出的废气的量始终保持为恒定流量，以防止倾斜的烟道中的焦碳的上浮、飞散导致的循环气体通气阻力的增大及锅炉管的磨损，同时使从冷却室中的赤热焦碳的显热回收量成为最大化。另外，本发明的第6目的是提供即使在通过将空气吹入前置室内使可燃气体·粉焦碳燃烧等实现安全性提高的同时，实现废热回收量增大的场合，也不发生上述那样的熔块的附着的干熄焦方法及装置。(I)实现上述1 5的目的的本发明的要旨如下所述。(1) 一种干熄焦方法，该方法为使用由冷却室2和其上部的前置室3构成的熄焦塔，从前置室的上方装入赤热焦碳9，将空气和/或水或者蒸汽吹入前置室3中，在上述冷却室内以惰性气体作为介质与上述赤热焦碳具有的显热进行热交换，在废热锅炉7中以蒸汽的形式进行热回收，其特征在于，调整吹入上述前置室3中的空气和/或水或者蒸汽的量， 以使向废热锅炉7的进热量成为目标值时，将吹入上述前置室内的水或者蒸汽(以下称为 “PC水 蒸汽沈”)的调整量与吹入前置室的空气(以下称为“PC空气M”)的调整量的比确定为使前置室内的温度保持为恒定。(2) 一种干熄焦方法，该方法为使用由冷却室2和其上部的前置室3构成的熄焦塔，从前置室的上方装入赤热焦碳9，将空气和/或水或者蒸汽吹入前置室3中，在上述冷却室内以惰性气体作为介质与上述赤热焦碳具有的显热进行热交换，在废热锅炉7中以蒸汽的形式进行热回收，其特征在于，调整吹入上述前置室3中的空气和/或水或者蒸汽的量， 以使向废热锅炉7的进热量成为目标值时，在从熄焦塔排出的高温废气22直至废热锅炉之间，向其中供给空气(以下称为“SF空气25”)，使向废热锅炉的进热量成为恒定地调整上述PC空气M和/或PC水 蒸汽沈的量，同时调整上述SF空气25的量，使SF空气25的调整量与PC空气M的调整量和/或PC水 蒸汽沈的调整量的比确定为使循环气体中的可燃气体成分及氧的浓度保持为恒定。(3)如上述⑴中所述的干熄焦方法，其特征在于，进一步在从熄焦塔排出的高温废气22直至废热锅炉之间，向其中供给空气(以下称为“SF空气25”)，使向废热锅炉的进热量成为恒定地调整上述PC空气M和/或PC水 蒸汽沈的量，同时调整上述SF空气25 的量，使SF空气25的调整量与PC空气M的调整量和/或PC水 蒸汽沈的调整量的比确定为使循环气体中的可燃气体成分及氧的浓度保持为恒定。(4)如上述⑴、⑵或(3)中所述的干熄焦方法，其特征在于，代替废热锅炉的进热量，进行调整以使废热锅炉的蒸汽发生量成为目标值。(5)如上述⑴、⑵或(3)中所述的干熄焦方法，其特征在于，代替废热锅炉的进热量，进行调整以使废热锅炉的进口气体温度成为目标值。(6)如上述(1)、(2)、(3)或(5)中所述的干熄焦方法，其特征在于，为使废热锅炉的蒸汽发生量成为目标值，修正向上述废热锅炉的进热量目标值或废热锅炉的进口气体温度目标值。(7)如上述(1) (6)的任一项所述的干熄焦方法，其特征在于，上述PC空气M、 PC水·蒸汽26、SF空气25的量的调整，是检测从熄焦塔1的焦碳10的排出量的变动，补偿由该检测的焦碳的排出量的变动引起的焦碳显热回收量的变动，使向废热锅炉的进热量成为恒定地进行调整。(8)如上述(1) (7)的任一项所述的干熄焦方法，其特征在于，上述PC空气M、 PC水·蒸汽26、SF空气25的量的调整，是检测循环气体37的量的变动，补偿该检测的循环气体的量的变动造成的焦碳显热回收量的变动，使向废热锅炉7的进热量成为恒定地进行调整。(9)如上述(1)或(4) (8)中任一项所述的干熄焦方法，其特征在于，在直至废热锅炉7之间向从熄焦塔排出的高温的废气22中供给空气(SF空气25)，上述PC空气24、 PC水 蒸汽沈的量的调整是检测SF空气量的变动、补偿该检测的SF空气量的变动引起的锅炉的进热量的变动，使向废热锅炉的进热量成为目标值地进行调整。(10)如上述(1) (9)的任一项所述的干熄焦方法，其特征在于，将从废热锅炉 7排出后供给冷却室2的气体的一部分进行分流，使该分流出的气体(以下称为“旁路气体 29”)与废热锅炉供给气体合流，上述PC空气24、PC水 蒸汽沈、SF空气25的量的调整， 是检测供给冷却室的吹入气体21的量的变动，补偿该检测的供给冷却室的吹入气体21的量的变动引起的焦碳的显热回收量的变动，使向废热锅炉的进热量成为恒定地进行调整。(11)如上述(1) (10)的任一项所述的干熄焦方法，其特征在于，检测废热锅炉供给气体的温度，在该检测的废热锅炉供给气体温度超过预定的上下限值时，增减循环气体的流量来使锅炉的进口温度恢复到上下限值内。(12) 一种干熄焦方法，该方法为使用由冷却室2和其上部的前置室3构成的熄焦塔1，从前置室的上方装入赤热焦碳9，在上述冷却室内以惰性气体作为介质与上述赤热焦碳具有的显热进行热交换，在直至废热锅炉7之间向从熄焦塔1排出的高温的废气22中供给空气(SF空气25)，以蒸汽的形式在废热锅炉7中进行热回收，其特征在于，调整上述SF 空气的量，以使废热锅炉7中循环的气体中的一氧化碳浓度或者氢浓度或由这些气体成分产生的循环气体的放热量成为恒定，并且氧浓度成为一定浓度或其以下。(13)上述(1 所述的干熄焦方法，其特征在于，上述SF空气25的量的调整，是对废热锅炉中循环的气体中的一氧化碳的浓度设定目标值，对上述气体中的氧浓度设定上限值、下限值和目标值，调整SF空气的量以使一氧化碳的浓度成为该目标值，在氧浓度超过上限值时，中断根据一氧化碳浓度的SF空气的量的调整，调整SF空气的量以使氧浓度成为上述目标值，在氧浓度低于目标值或下限值，或者氧浓度低于目标值或下限值并且一氧化碳浓度超过目标值时，恢复根据一氧化碳浓度的SF空气的量的调整。(14)如上述(12)所述的干熄焦方法，其特征在于，上述SF空气25的量的调整，是对废热锅炉中循环的气体中的氢浓度设定目标值，对上述气体中的氧浓度设定上限值、下限值和目标值，调整SF空气的量以使氢的浓度成为该目标值，在氧浓度超过上限值时，中断根据氢浓度的SF空气的量的调整，调整SF空气的量使氧浓度成为上述目标值，在氧浓度低于目标值或下限值，或者氧浓度低于目标值或下限值而且氢浓度超过目标值时，恢复根据氢浓度的SF空气的量的调整。(15)如上述(12)所述的干熄焦方法，其特征在于，上述SF空气25的量的调整，是将与废热锅炉中循环的气体中的一氧化碳的浓度和一氧化碳的放热量的乘积加上上述气体中的氢浓度和氢的放热量的乘积之和作为循环气体的放热量，对该放热量设定目标值，对上述气体中的氧浓度设定上限值、下限值和目标值，调整SF空气的量，以使上述循环气体的放热量成为该目标值，且在氧浓度超过上限值时，中断根据循环气体的放热量的SF空气的量的调整，调整SF空气的量以使氧浓度成为上述目标值，在氧浓度低于目标值或下限值，或者氧浓度低于目标值或下限值而且循环气体的放热量超过目标值时，恢复根据循环气体放热量的SF空气的量的调整。(16)如上述(12) (15)的任一项所述的干熄焦方法，其特征在于，上述SF空气 25的量的调整，为检测从熄焦塔1的焦碳10的排出量的变动，防止该检测的焦碳的排出量的变动引起的在废热锅炉中循环的气体中的一氧化碳浓度或者氢浓度或者上述循环气体的放热量以及氧浓度的变动地进行调整。(17)如上述(12) (16)的任一项所述的干熄焦方法，其特征在于，上述SF空气 25的量的调整，为检测PC空气M的量和/或PC水 蒸汽沈的量的变动，防止由该检测的 PC空气量和/或PC水·蒸汽量的变动造成的废热锅炉中循环的气体中的一氧化碳浓度或者氢浓度或者上述循环气体的放热量以及氧浓度的变动地进行调整。(18)如上述(1 (16)的任一项所述的干熄焦方法，其特征在于，在向前置室3 中吹入空气(PC空气24)和/或吹入水或蒸汽(PC水 蒸汽沈)，根据上述一氧化碳浓度或者氢浓度或者上述循环气体的放热量的SF空气25的量的调整中，在调整SF空气25的量的同时，调整PC空气M和/或PC水·蒸汽沈的量，确定PC空气M和/或PC水·蒸汽 26的减少量与SF空气25的增加量的比，以使向废热锅炉7的进热量成为恒定。(19)上述(18)所述的干熄焦方法，其特征在于，确定PC水·蒸汽沈的调整量和 PC空气M的调整量的比，以使前置室内的温度保持为恒定。(20) 一种干熄焦方法，该方法为使用由冷却室2和其上部的前置室3构成的熄焦塔1，从前置室的上方装入赤热焦碳9，向前置室3中吹入空气和/或吹入水或者蒸汽，在上述冷却室内以惰性气体作为介质与上述赤热焦碳具有的显热进行热交换，以蒸汽的形式在废热锅炉7中热回收从熄焦塔1中排出的高温气体的显热，其特征在于，将从废热锅炉7排出后供给冷却室的气体的一部分进行分流，使该分流的气体(旁路气体29)与废热锅炉供给气体合流、调整上述旁路气体四的量以使从熄焦塔排出的高温的废气22的量成为目标值。(21)上述00)所述的干熄焦方法，其特征在于，代替从熄焦塔1排出的高温的废气22的量，调整上述旁路气体的量以使在从熄焦塔出口直至废热锅炉入口之间测定的锅炉供给气体压力成为目标值。(22)上述( 或(19)所述的干熄焦方法，其特征在于，测定前置室内的温度，在前置室内的温度测定值和目标值之间发生差异时，修正上述PC水 蒸汽沈的调整量与PC空气M的调整量的比值，以使上述前置室内的温度调整成为目标值。(23) 一种干熄焦装置，该装置具有由冷却室2和其上部的前置室3构成的，从该前置室的上方装入赤热焦碳9的熄焦塔1，用于向前置室3中吹入空气和/或吹入水或者蒸汽的吹入装置(14、16)，和在上述冷却室内以惰性气体作为介质与上述赤热焦碳具有的显热进行热交换，以蒸汽的形式热回收从熄焦塔排出的高温气体的显热的废热锅炉7，其特征在于，具有向从熄焦塔排出的高温气体22中供给空气(SF空气25)的SF空气吹入装置15，和使从废热锅炉排出而作为惰性气体向冷却室供给的气体的一部分进行分流，使该分流的气体(旁路气体29)与废热锅炉供给气体合流的旁路管19，在将高温气体从熄焦塔1排出直至导入废热锅炉7的路线上，旁路管19的合流位置位于比SF空气吹入口更上游侧(锅炉相反侧)。本发明的上述(1) (6)及(11)为涉及为使废热锅炉蒸汽回收量保持为恒定的反馈控制的发明。另外，本发明的上述(7) (10)为涉及为抵抗干扰使废热锅炉的蒸汽回收量保持为恒定的前馈控制的发明。本发明的上述(12) (15)、(18)及(19)为涉及为使循环气体中的可燃成分及氧的含量成为极小的反馈控制的发明。另外，本发明的上述(16)及(17)为涉及为对于干扰使循环气体中的可燃成分及氧的含量成为极小的前馈控制的发明。另外，本发明的上述00)及为涉及为使从冷却室排出的高温气体的量保持为恒定的反馈控制的发明。另外，本发明的上述02)为涉及为使前置室内的温度保持为恒定的反馈控制的发明。进一步，本发明的上述涉及用于避免由倾斜的烟道砖的局部的异常温度上升造成的损伤的干熄焦装置。(II)在实现上述第6目的的本发明中，将水或蒸汽与空气一起吹入前置室内。赤热焦碳和蒸汽接触时发生的水煤气反应是吸热反应，生成氢气和一氧化碳。吹入水的场合， 除了由上述水煤气反应造成的吸热反应以外，还增加了水蒸发时的吸热反应。因此，通过将空气吹入前置室内可以将前置室内加热，另一方面，通过将水或蒸汽吹入前置室内可以引起吸热反应，其结果就可以使前置室内的温度保持为一定温度或其以下。具体地说，通过进行将前置室内的温度抑制为1150°C或其以下的控制，就可以防止前置室内的灰分的熔融·气化，就可以防止对气体循环系统的熔块的附着。本发明的第1特征是在向前置室内吹入空气和水时，具有用于吹入水和空气的优选的方法和装置。另外，其第2特征是通过将水或蒸汽与空气一起吹入前置室内使前置室内的温度控制为一定温度或其以下时，具有测定前置室内的温度的优选的方法和装置。即，实现上述第6目的的本发明的要旨如下所述。(24) 一种干熄焦方法，该方法为具有由冷却室2和其上部的前置室3构成的熄焦塔1，从前置室的上方装入赤热焦碳9，从前置室上部向前置室内吹入空气24，同时吹入水沈，在上述冷却室内以惰性气体作为介质与上述赤热焦碳具有的显热进行热交换，以蒸汽的形式进行热回收，其特征在于，使吹入上述前置室内的水26喷雾成雾状，使该雾状的水与吹入前置室内的空气M混合而吹入。(25)如上述04)所述的干熄焦方法，其特征在于，沿前置室的圆周方向具有2个或其以上的将空气和水吹入上述前置室中的吹入口 45，按照下述的范围配置相邻的吹入口间的前置室的圆周方向的角度θ 0. 5X (360/Ν)彡 θ )彡 1. 5Χ (360/Ν)其中，θ是相邻的吹入口间的前置室圆周方向的角度，N是吹入口的个数。
(26)如上述04)或05)所述的干熄焦方法，其特征在于，将空气和水吹入上述前置室中的吹入口 45的高度方向的位置设在比前置室内预定的焦碳装载的上限位置的更上方的位置。(27)如上述06)所述的干熄焦方法，其特征在于，在上述前置室内装载的焦碳的上端比上述预定的焦碳装载的上限位置更高时，中断向上述前置室内吹入空气及水或者减少吹入量，在焦碳的上端低于上述上限位置或者预定的指定位置时，恢复上述水及空气的吹入或者增大吹入量。(28) 一种干熄焦方法，该方法为具有由冷却室2和其上部的前置室3构成的熄焦塔1，从前置室的上方装入赤热焦碳9，从前置室上部向前置室内吹入空气同时吹入水或蒸汽，在上述冷却室内以惰性气体作为介质与上述赤热焦碳具有的显热进行热交换，以蒸汽的形式进行热回收，其特征在于，用非接触式的光学温度计18测定前置室出口的正下方的焦碳的表面温度，用该测定温度作为前置室的温度来进行操作管理或控制。(29)上述08)所述的干熄焦方法，其特征在于，从上述前置室的上部向前置室内吹入空气同时吹入水或蒸汽，调整上述水或蒸汽的吹入量或者向前置室吹入的空气的吹入量中的一方或两方，以使上述前置室内的温度成为预定的温度或其以下。(30) 一种干熄焦装置，该装置为具有由将赤热焦碳具有的显热与惰性气体进行热交换的冷却室2及该冷却室上部的前置室3构成的熄焦塔1和以蒸汽的形式回收惰性气体的热的废热锅炉7，在上述前置室的上部具有将空气和水吹入该前置室内的吹入装置46， 其特征在于，该吹入装置46使水喷雾成雾状，与空气混合后吹入前置室内。(31)上述(30)所述的干熄焦装置，其特征在于，上述吹入装置46具有在空气吹入管47内上下配置的2个口的水喷雾喷嘴42，该水喷雾喷嘴42在水平方向上以广角，在垂直方向上以窄角喷雾水。(32)上述(30)或(31)所述的干熄焦装置，其特征在于，沿前置室的圆周方向具有 2处或其以上的上述吹入装置46的吹入口 45，按照下述的范围配置相邻的吹入口间的前置室的圆周方向的角度θ 0. 5Χ (360/Ν)彡 θ )彡 1. 5Χ (360/Ν)其中，θ是相邻的吹入口间的前置室圆周方向的角度，N是吹入口的个数。(33)上述(30)、(31)或(3 所述的干熄焦方法，其特征在于，上述吹入装置46 的吹入口 45的高度方向的位置设在比前置室内预定的焦碳装载的上限位置的更上方的位置。(34) 一种干熄焦装置，具有将由赤热焦碳具有的显热热交换给惰性气体的冷却室 2及该冷却室上部的前置室3构成的熄焦塔1和以蒸汽的形式回收惰性气体的热的废热锅炉7，在上述前置室的上部具有将空气和水或蒸汽吹入该前置室内的吹入装置46，其特征在于，具有测定前置室出口的正下方的焦碳的表面温度的非接触式的光学温度计18。


图1是本发明的干熄焦装置的概略图。图2是显示本发明控制概要的简图。图2(a)是与权利要求1的发明有关的简图， (b)是与权利要求2的发明有关的简图，(c)是与权利要求3的发明有关的简图。
图3是显示本发明的控制概要的另一种简图。图3(a)是与权利要求6的发明有关的简图，(b)是与权利要求7的发明有关的简图。图4显表示本发明的控制概要的另一种简图。图4(a)是与权利要求12的发明有关的简图，(b)是与权利要求16的发明有关的简图，(c)是与权利要求19的发明有关的简图。图5是本发明的另一种干熄焦装置的概略图。图6是显示本发明的空气及水的吹入装置的部分剖面图。图7是显示本发明的水喷雾喷嘴的喷雾状况的立体图。图8是显示本发明的喷雾水的喷雾状况的图。图8(a)是表示前置室剖面上的喷雾水的轨迹的图，(b)是表示赤热焦碳上部表面上的喷雾水的喷雾范围的图。图9是显示在具有多个本发明的吹入口的场合下，赤热焦碳上部表面上的喷雾水的喷雾范围的图。图9(a)是表示吹入口为2个的情况的图，(b)是表示吹入口为3个的情况的图。
具体实施例方式(I)根据图1说明实现上述第1 5的目的本发明的实施方式。冷却赤热焦碳的熄焦塔1形成竖形，在上下方向具备前置室3和冷却室2。所谓前置室3和冷却室2，由在其内壁周围形成的倾斜的烟道部4作为气体流动的气流被分开。具有980°C左右的温度的赤热焦碳9从前置室3的上方被装入，逐渐向下方移动， 在冷却室2中被从冷却室下部的吹入管11吹入的惰性气体27冷却。从冷却室下部排出时的焦碳10的温度成为接近200°C。在冷却室内吹入的惰性气体27，在冷却室内上升过程中与赤热焦碳之间进行热交换，气体温度上升，从冷却室上部的倾斜的烟道部4排到环形管道5中。进一步，惰性气体从环形管道5经过1次集尘器6被送到废热锅炉7中，在废热锅炉7中进行热回收，温度降到180°C左右后，经过循环鼓风机8再次被吹入冷却室2。在本发明中，根据需要将空气吹入前置室内。另外，以下将吹入前置室内的空气称为“PC空气M”。吹入的空气中的氧与残存的挥发性成分、微粉焦碳及块状焦碳的一部分反应。该反应主要是生成一氧化碳的放热反应，吹入的空气和生成气体及焦碳，一边温度上升一边在前置室内下降，在前置室下部成为最高的温度。吹入的空气和生成气体在前置室下部与从下方上升的惰性气体混合，从倾斜的烟道部4排出到环形管道5中。在本发明中，根据需要将水或蒸汽与空气一起吹入前置室内。另外，以下将吹入前置室内的水或蒸汽称为“PC水·蒸汽沈”。吹入的水蒸发成为蒸汽时吸热，通过蒸汽与赤热焦碳接触而发生水煤气反应，生成氢气和一氧化碳同时吸热。因此，通过吹入水或蒸汽可以降低前置室内的气体及焦碳的温度，通过调节水或蒸汽的吹入量就可以调节前置室内的气体及焦碳的温度。由水煤气反应生成的氢气及一氧化碳在前置室内下降，在前置室下部与上升的惰性气体混合，从倾斜的烟道部4排出到环形管道5中。在本发明中，根据需要将空气25吹入倾斜的烟道部4 (SF)的环形管道5或者气体排出管12内。另外，以下将吹入的空气称为“SF空气25”。由PC空气M和赤热焦碳9的反应产生的一氧化碳、由PC水·蒸汽沈和赤热焦碳9的反应产生的一氧化碳及氢，从环形管道5排出后，通过与上述SF空气25接触而进行燃烧，变化为二氧化碳及水并且放热。通过对应于PC空气M的吹入量，吹入燃烧由PC空气M生成的一氧化碳等可燃性气体所必要而且充分量的SF空气25，就可以使基于PC空气的吹入的蒸汽能的回收量最大化。并且，通过对应于PC水·蒸汽沈的吹入量，吹入燃烧由PC水·蒸汽沈和焦碳9的水煤气反应生成的可燃性气体所必要而且充分量的SF空气25，就可以使基于PC水·蒸汽 26的吹入的蒸汽能的回收量最大化。如果以SF空气25供给用于使废气22中含有的可燃性气体燃烧所必要的量以上的氧，则过剩的氧残存于循环气体37中，含于吹入气体21中并被吹入冷却室2中。因此， SF空气25的量优选只供给用于使废气22中含有的可燃性气体燃烧所必要的量。在本发明中，还根据需要使从废热锅炉7排出的，并由惰性气体吹入管11供给冷却室的气体的一部分分流到旁路管19，使该分流的气体(以下称为“旁路气体四”)与排出管12中废气22合流，作为废热锅炉供给气体23。向冷却室2吹入的吹入气体21的所要量优选为使在冷却室2中的赤热焦碳的显热回收量成为最大而吹入尽可能多的量，但是另一方面，在从熄焦塔1排出的废气22的量存在上限流量，因此，优选调整向冷却室2的吹入气体21的量以使从熄焦塔1排出的废气 22保持在其上限值附近。另一方面，为了防止废热锅炉供给气体23的气体温度过度上升或者为了其它的目的，有时要使废热锅炉供给气体23的流量比吹入气体21的所要量多。在这样的场合下， 通过使循环气体37的一部分分流到旁路管19并与废气22合流，吹入气体21的量就可以使从上述熄焦塔1排出的排气量保持在上限值附近，同时使废热锅炉供给气体23的量增大。本发明的上述(1) (6)及(11)为涉及为使废热锅炉蒸汽回收量保持为恒定的反馈控制的发明。另外，本发明的上述(7) (10)为涉及用于抵抗干扰使废热锅炉的蒸汽回收量保持为恒定的前馈控制的发明。在本发明的上述(1) (11)中，从前置室可以进行 PC空气的吹入，或者吹入PC空气和PC水·蒸汽两者。如果增加PC空气M的吹入量，则在前置室内与赤热焦碳9的反应增大，其结果， 蒸汽回收量增大。相反，如果减少PC空气M的吹入量，则蒸汽回收量减少。PC空气量的变动范围和蒸汽回收量的变动范围的关系主要由PC空气中的氧和焦碳反应而生成一氧化碳时的放热量来决定，另外加上赤热焦碳含有的挥发成分的燃烧部分。每个干熄焦装置的PC空气量的变动量和蒸汽回收量的变动量的关系可以根据实际的操作数据正确地决定。对于PC水 蒸汽沈的吹入量的变动量和蒸汽回收量的变动范围的关系，同样也可以根据实际的操作数据正确地决定。要利用反馈控制进行使废热锅炉的蒸汽回收量保持为恒定的控制时，通常选择废热锅炉的进热量作为控制量。本发明的上述(1)就是根据以上的见解进行的，为使向废热锅炉的进热量成为目标值，在不进行PC水 蒸汽沈的吹入的场合，通过调整PC空气M的量，而在进行PC水 蒸汽沈吹入的场合，通过调整PC空气M或者PC水·蒸汽沈的量，使废热锅炉的蒸汽发生量保持为恒定。
图2(a)显示只调整PC空气M的场合的简图。具体地说，向废热锅炉的进热量显示出与目标值不同的值时，通过根据其相异的程度变动PC空气量或者变动PC空气量和PC 水·蒸汽量，实现放热量的增减，使向废热锅炉的进热量与目标值一致。更具体地说，进行 PID控制时，通过谋求各个参数的最优化，可以进行良好的控制。如果前置室3内的温度过高，则焦碳中含有的灰分会熔融 气化，在惰性气体的冷却室出口附近冷却，气化了的灰分层凝聚而附着在冷却室上部的倾斜的烟道部4上。因此， 即使在上述(1)中为了使蒸汽回收量保持为恒定而增大PC空气M时，也优选不使前置室内的温度过高，而可以保持为恒定。另一方面，如果增大PC水·蒸汽吹入量，则可以降低前置室内的温度。本发明的上述( 就是根据这样的见解完成的，在为了使蒸汽回收量保持为恒定的控制中，使PC空气量的增大范围和PC水·蒸汽量的增大范围以一定的比例进行。图2(b)表示简图。一定的比例是根据使由PC空气量的增大造成的前置室内温度上升的程度和由PC水·蒸汽量增大造成的前置室内温度下降程度相一致那样进行的实验等来决定。藉此，就可以进行为使前置室内的温度保持为恒定同时使向废热锅炉的进热量保持为恒定的反馈控制。在向前置室内吹入PC空气M或PC水·蒸汽沈的场合，通常为了燃烧由这些吹入气体生成的可燃性气体，吹入SF空气25。为了控制向废热锅炉7的进热量，在本发明的上述⑴及⑵中，增减PC空气或PC水·蒸汽量时，同时也增减从熄焦塔排出的废气22 中的可燃性气体成分。可燃性气体增加的场合，增加部分直接以未燃烧的状态被送到废热锅炉，不能充分地回收能量。另外，可燃性气体减少的场合，由SF空气25供给的氧过剩，含有氧的气体被供给到废热锅炉，最终含在吹入气体21中并被供给到冷却室。在本发明的上述(3)中，PC空气的调整量和/或PC水 蒸汽的调整量与SF空气的调整量的比为使废热锅炉供给气体中的可燃气体成分及氧的浓度保持恒定地确定。图2(c)显示该场合的简图。由于PC空气对的增加废气中的一氧化碳增加，使该增加的一氧化碳燃烧形成二氧化碳所必要的SF空气25的量大体与PC空气M的增加量相当。正确的作法是可以根据实验结果使循环气体37中的可燃性气体成分及氧既不增加也不减少那样确定SF空气25的调整量与PC空气M的调整量的比。对于SF空气25的调整量和PC水·蒸汽沈的调整量的比，也可以同样地求出。在本发明的上述(3)中，伴随PC空气M和/或PC水·蒸汽沈的增减SF空气25 的量也增减。由于SF空气25的量的增减引起排出管12中的气体燃烧量也变化，所以向废热锅炉的进热量也增减。因此，即使在向废热锅炉的进热量从目标值偏离时的反馈控制中，在为了使向废热锅炉的进热量成为恒定，调整PC空气M或PC空气M或者PC水 蒸汽沈的量的同时， 调整SF空气25的量时，该调整量为比本发明的上述(1)及O)中的PC空气等的调整量小的调整量就即可。对于PC水·蒸汽量的调整，在本发明的上述(1)中，单独增加PC水·蒸汽沈的场合由增加造成废热锅炉的进热量减少，但在本发明的上述(3)中，由于同时调整SF空气25的量时，PC水 蒸汽沈增加时由增加造成废热锅炉的进热量增加，所以可以在考虑该因素的基础上确定控制参数。因此，进行PID控制时的各种参数当然也成为与本发明的上述 (1)不同的值。通过同时实施本发明的上述(1)、(2)及(3)，可以进行为使前置室内温度保持为恒定，废热锅炉供给气体中的可燃性气体成分和氧不增加地使向废热锅炉的进热量保持为恒定的反馈控制。如上所述，在为使废热锅炉7中的蒸汽回收量保持为恒定的反馈控制中，通常进行选择废热锅炉进热量作为控制量，使进热量成为恒定的控制。但是，即使进行使废热锅炉进热量成为恒定的控制，废热锅炉7的蒸汽发生量也未必恒定，也有发变动的情况。本发明人经研究发现，蒸汽发生量变动的第1理由是由于在锅炉供给气体23中残存可燃性气体的未燃烧成分和氧，未燃烧成分在锅炉内燃烧，所以产生了锅炉进热量以上的能量的蒸汽。可以认为，残存的氧出现在作为SF空气25导入的空气直至锅炉入口时没有燃烧完了的场合和其它空气侵入锅炉本体的场合。本发明的上述(4)就是根据以上见解完成的，代替向废热锅炉的进热量，通过调整使废热锅炉的蒸汽发生量成为目标值，就可以抑制蒸汽发生量的变动而维持恒定的发生量。蒸汽发生量的实际值可以通过在发生蒸汽的主管内设置孔板等流量计进行测定。另外， 也可以从向废热锅炉的纯水供给量进行推定。在本发明的上述(5)中，代替向废热锅炉的进热量，调整废热锅炉的入口温度成为目标值。实际上如果想求出锅炉的进热量的值，必须有锅炉入口气体的温度、量及比热， 计测变得复杂，精度也降低。在这点上，如本发明的上述(5)那样，如果进行锅炉入口气体的温度控制，则只利用温度的计测就可以进行控制。另外，由于锅炉入口气体的量及比热在短时间内不会有大的变动，所以通过将温度控制为恒定，就可以短期地将进热量控制为恒定。如本发明的上述(4)所述，即使欲根据实际的蒸汽发生量进行反馈控制，在锅炉的热容量大的场合，锅炉的进热量和蒸汽发生量之间有时会发生长时间的滞后而使得控制困难。另一方面，锅炉的进热量和蒸汽发生量之间偏离的程度会在非常长的周期内变动。因此，为使蒸汽发生量保持为恒定的短周期反馈控制，优选以废热锅炉的进热量作为控制量，在长周期内求出蒸汽发生量和锅炉的进热量的关系，由该关系求出蒸汽发生量成为目标值的进热量，并修正短周期反馈控制中废热锅炉的进热量的目标值或者废热锅炉入口气体温度的目标值。本发明的上述(6)就是根据该发现所完成，其特征在于，为使废热锅炉蒸汽发生量成为目标值地，修正向废热锅炉的进热量目标值或废热锅炉入口气体温度目标值。图 3(a)显示该场合的简图。本发明的上述(7)，是检测从熄焦塔1中的焦碳10的排出量的变动，将检测出的焦碳的排出量的变动作为干扰，进行使蒸汽发生量保持为恒定的前馈控制的发明。只要从熄焦塔1中的焦碳排出量增加，则与此相伴焦碳显热回收量也增加。伴随焦碳排出量的增加的焦碳显热回收量的增加量，可以由热计算进行概算，进一步还可以根据实验准确地确定。另一方面，为了抵消焦碳显热回收量的增加量，可以调整PC空气24、PC水·蒸汽 26、SF空气25的量的1种或1种或其以上。调整量可以按照使供给锅炉的热量保持为恒定地根据热计算及实验准确地确定。图3(b)显示选择PC空气作为操作量的场合的简图。该图还一并表示了反馈控制的简图。本发明的上述(8)，是着眼于作为干扰的循环气体量的变动，与本发明的上述(7) 相同进行为使蒸汽发生量保持为恒定的前馈控制的发明。不将循环气体进行分流直接供给冷却室的场合下，从循环气体量中扣除挥散气体的量的值成为直接给到冷却室的吹入气体量。如果供给到冷却室的吹入气体量变动，则冷却室内的热交换效变化，冷却气体从赤热焦碳回收的显热量也变动。通过根据热计算和实验预先预测该显热回收量的变动，补偿显热回收量的变动， 使向废热锅炉的进热量成为恒定的前馈控制，来调整PC空气24、PC水·蒸汽26、SF空气 25的量的1种或1种或其以上。也可以不检测循环气体量，而直接检测供给到冷却室的吹入气体量来使用。另外，本发明的上述(9)，是作为干扰着眼于SF空气量的变动，调整PC空气、PC 水·蒸汽，进行为使锅炉进热量保持为恒定的前馈控制的发明。本发明的上述(10)是在配置旁路管19，流通旁路气体四的场合下作为干扰着眼于供给到冷却室的吹入气体流量的变动，与本发明的上述(7)同样进行为使蒸汽发生量保持为恒定的前馈控制的发明。在将循环气体的一部分分流供给到废热锅炉的场合下，供给冷却室的吹入气体量成为从循环气体量中扣除旁路气体量和挥散气体的量的量。如果供给冷却室的吹入气体量变动，则冷却室内的热交换率变化，冷却气体从赤热焦碳回收的显热量也变动。通过根据热计算和实验预先预测该显热回收量，补偿显热回收量的变动，使向废热锅炉的进热量成为恒定的前馈控制，调整PC空气24、PC水·蒸汽26、SF空气25的量的1种或1种以上。也可以不直接检测供给冷却室的吹入气体量，而检测循环气体量和旁路气体量， 作为其差值部分用来计算供给冷却室的吹入气体量。在本发明的上述(1) (10)中，不断对应各种干扰的发生地进行反馈控制及前馈控制，使废热锅炉中的蒸汽回收量保持为恒定。在这样的过程中，废热锅炉供给气体的温度变动是有可能的。另一方面，即使使废热锅炉进热量保持为恒定，但如果废热锅炉供给气体温度偏离恒定值的目标范围上限，则也会产生发生废热锅炉管材热破损的原因的问题。另外，如果偏离目标范围下限，则会产生废热锅炉中的热回收效率降低的问题。这里，在废热锅炉的发生蒸汽量保持为恒定，即废热锅炉进热量保持为恒定的情况下，如果增大循环气体量，则必然使废热锅炉供给气体温度降低。因此，如本发明的上述(11)所述，优选检测废热锅炉供给气体23的温度，调整循环气体37的量以使该检测的废热锅炉供给气体温度成为目标范围温度。为了增大循环气体量，相应地使循环气体阀38打开必要的量，而为了减少循环气体量，则相应地使循环气体阀38关闭必要的量。本发明的上述(12) (15)、(18)及(19)涉及为使循环气体中的可燃成分及氧含量成为极小的反馈控制。另外，本发明的上述(16)及(17)涉及为使循环气体中的可燃成分及氧含量相对于干扰成为极小的前馈控制。
在废热锅炉中全部回收来自赤热焦碳的显热，在产生多余循环气体的场合时将其排放到大气中的方法中，希望如上所述使循环气体中的可燃成分控制在极少的范围内。另一方面，在不将循环气体的一部分排放到大气中而将其回收的场合，在适用本发明的循环气体中可燃成分控制的场合下，通过将循环气体中的一氧化碳浓度、氢浓度或循环气体发热量的目标值以想要回收的气体性状进行设定，就可以获得具有稳定的发热量的回收气体。在本发明的上述(12)中，通过在直至废热锅炉7之间向从熄焦塔中排出的高温废气22中供给空气(SF空气25)，调整该SF空气量，就可以按照使废热锅炉7中循环的气体 37中的一氧化碳浓度或者氢浓度或由这些气体成分产生的循环气体的放热量成为恒定并且氧浓度成为一定浓度或其以下那样进行调整。图4(a)显示该场合的简图。这里，不是必须吹入PC空气24、PC水 蒸汽沈，但是由于通常以燃烧由吹入PC空气对产生的一氧化碳作为目的之一而供给SF空气25，所以多数情况下至少与吹入PC空气M的同时进行。废热锅炉7中循环的气体37中的气体成分的测定优选对排出废热锅炉7后的气体中进行取样。其原因在于，在从废热锅炉入口以后，未燃烧气体和氧气的反应可能继续。 在循环气体37中检测出未燃烧可燃气体成分时，要增大为了燃烧该可燃气体成分所必须和充分量的SF空气25。在循环气体37中检测出氧气时，要减少与该氧气量相当的SF空气 25。在循环气体中可燃成分和氧共存时，必须决定是否使用可燃气体成分和氧的一种进行控制。另外，如果是作为可燃气体成分是只主要产生一氧化碳的过程，则可以只着眼于一氧化碳而进行控制。如本发明的上述(13)那样，可以对废热锅炉中循环的气体中的一氧化碳的浓度设定目标值，对上述气体中的氧浓度设定上限值和目标值而进行调整。通常调整SF空气的量以使一氧化碳的浓度成为该目标值，氧浓度超过上限值时， 中断根据一氧化碳浓度的SF空气的量的调整，调整SF空气的量使氧浓度成为上述目标值； 氧浓度低于目标值或下限值、或者氧浓度低于目标值或下限值而且一氧化碳浓度超过目标值时，恢复根据一氧化碳浓度的SF空气的量的调整。通过进行这样的调整，可以控制使循环气体中的一氧化碳和氧的浓度始终稳定地控制在一定值或其以下的低水平。如果作为可燃气体成分是以氢为主体的过程，则优选只着眼于氢，如本发明的上述(14)那样进行控制。在作为可燃气体成分一氧化碳和氢共存的过程中，着眼于各可燃气体燃烧时的发热量，如本发明的上述(1 那样，使上述气体中的氢浓度与氢的放热量的积和与该气体中的一氧化碳的浓度与一氧化碳的放热量的积相加作为循环气体的放热量、对该放热量设目标值。另一方面，对上述气体中的氧浓度设上限值和目标值。而且通常调整SF空气的量以使循环气体的放热量成为该目标值，氧浓度超过上限值时，中断根据循环气体的放热量的SF空气的量的调整，调整SF空气的量，以使氧浓度成为上述目标值，氧浓度低于目标值或下限值、或者氧浓度低于目标值或下限值而且循环气体的放热量超过目标值时，恢复根据循环气体放热量的SF空气的量的调整。通过进行这样的调整，可以使循环气体中的一氧化碳、氢、循环气体的放热量和氧的浓度始终稳定地控制在一定值或其以下。另外，一氧化碳浓度或氢浓度或循环气体放热量的目标值是超过零的值，优选用实机求出氧浓度不超过其上限值的最小点而进行设定。本发明的上述(16)，是检测从熄焦塔中的焦碳10的排出量的变动，将该检测出的焦碳的排出量的变动作为干扰，进行为防止废热锅炉中循环的气体中的一氧化碳浓度或者氢浓度以及氧浓度的变动的前馈控制的发明。如果从熄焦塔中的焦碳排出量增加，则与此相伴循环气体中的可燃气体成分的量也增加。伴随焦碳排出量的增加，可燃气体成分的增加量可以根据计算和实验来确定。通过利用同样的计算和实验来确定用于抵消该可燃气体成分的增加量的SF空气的增加量，进行前馈控制，可以进行即使焦碳的排出量变动，循环气体中的可燃气体成分和氧的量也不变动的控制。图4(b)显示该场合的简图。该图还一并显示了反馈控制的简图。本发明的上述(17)，是将PC空气M的量的变动作为干扰，与本发明的上述(16) 同样进行前馈控制，防止循环气体中可燃气体成分和氧的增多的发明。通过与本发明的上述(1)及(9)的发明同时实施本发明的上述(17)，与本发明的上述(3)的发明同样，可以进行使循环气体的可燃气体成分和氧的浓度保持为恒定，同时使蒸汽回收量成为恒定的反馈控制。为了防止循环气体中的可燃气体成分和氧的量的增大，在本发明的上述(12) (15)的发明中如果增减SF空气25的量，则与此相伴排出管12中的燃烧量变动，并会导致废热锅炉7中的蒸汽回收量变动。在本发明的上述(18)中，为使循环气体中的一氧化碳浓度、氢浓度、循环气体放热量、氧浓度成为一定浓度或其以下地调整上述SF空气25的量时，调整SF空气25的量的同时，调整PC空气M和/或PC水 蒸汽沈的量。SF空气25的增加量与PC空气M和/ 或PC水·蒸汽沈的减少量的比按照使向废热锅炉7的进热量成为恒定来确定。在循环气体中的一氧化碳浓度是超过管理值的高值时，SF空气的增加是燃烧一氧化碳和氢的反应，所以起着降低循环气体中的一氧化碳和氢的作用，而PC空气、PC水·蒸汽的减少会导致前置室中的一氧化碳的发生量的减少，所以同样也起着降低循环气体中的一氧化碳的作用。另一方面，SF空气的增加会导致蒸汽发生量的增加，相反，PC空气、PC水·蒸汽的减少会导致蒸汽发生量的减少。因此，可以将SF空气的增加量与PC空气的减少量的比例设定为蒸汽回收量恰好不变动的比例，藉此，可以不变动蒸汽回收量而减少循环气体中的一氧化碳浓度和氢浓度。如果在增加SF空气的同时减少PC水·蒸汽，则由于PC水·蒸汽的减少还导致循环气体中的氢的减少，所以可以不变动蒸汽回收量而进一步减少循环气体中的氢浓度。循环气体中的氧浓度是超过管理值的高值时，通过减少SF空气可以实现循环气体中的氧浓度的降低。此时，由于在气体排出管内的可燃气体的燃烧量不变化，所以对蒸汽回收量不产生影响。因此，在为降低循环气体中的氧浓度的控制中，只减少SF空气25就可以，与其同时，PC空气M中也不必同时增加PC水·蒸汽26。
在本发明的上述(19)中，将循环气体中的可燃气体成分和氧量控制在一定值内时，如本发明的上述(18)那样使废热锅炉蒸汽回收量保持为恒定，同时也使前置室内的温度保持为恒定。按照使循环气体中的一氧化碳、氢浓度、循环气体放热量、氧浓度成为一定浓度或其以下那样调整上述SF空气的量时，调整SF空气的量，同时调整PC空气及PC水 蒸汽的量。SF空气的增加量与PC空气及PC水 蒸汽的减少量的比按照使向废热锅炉的进热量成为恒定那样来确定。进一步地，在本发明的上述(18)中，按照使前置室内的温度保持为恒定那样来确定PC空气的调整量与PC水·蒸汽调整量的比。在前置室内，PC空气的增加会导致放热量的增加，PC水·蒸汽的增加会导致放热量的减少。因此，通过适当地确定PC空气的增加量与PC水 蒸汽的增加量的比，就可以使前置室内的温度保持为恒定。图4(C)显示该场合的简图。从熄焦塔排出的高温的废气经过倾斜的烟道部4供给到废热锅炉7，而如果该废气量超过上限流量，则会发生从倾斜的烟道部4的焦碳上浮、飞散的现象，由于会引起因循环气体通气阻力的急剧增大和飞散焦碳造成的锅炉管材的磨损破坏的故障，所以必须控制在一定流量或其以下。另外，为了使来自冷却室2中的赤热焦碳的显热回收量始终最大化以谋求节能， 尽可能地增大供给到冷却室2的惰性气体量是重要的，因受上述的熄焦塔废气量的上限值的限制，必须以相同的上限值将其控制为恒定。在本发明的上述00)中，在循环气体的经路上设置旁路管19、使废气22的量成为目标值地调整旁路气体四的量。如果增大旁路气体四的量，就可以使循环气体37的量保持为恒定值不变，减少来自由惰性气体吹入管11的吹入气体21的量，其结果可以减少废气 22的量。在本发明的上述中，代替本发明的上述00)中的废气的量，为使在从冷却室出口直至废热锅炉入口之间测定出的锅炉供给气体压力成为目标值地调整上述旁路气体的量。在本发明的上述OO)中，为了求出由熄焦塔排出的高温的气体量，可以由循环的气体量、放散气体量、旁路气体量求出来自冷却室的气体量，另一方面，必须根据PC空气量、PC水·蒸汽量、反应所导致的气体增加量求出来自前置室的气体量，由于测定或推定它们是非常复杂的，所以可以用已知与由熄焦塔排出的高温的气体量具有一定关系的锅炉供给气体压力代替。本发明的上述⑵及(19)按照预先决定PC空气的调整量与PC水·蒸汽的调整量的比值、使前置室内的温度保持为恒定地进行调整。可是，由于干熄焦装置中的种种操作条件会发生变化，即使使用上述预定的比值进行控制，有时前置室内的实际温度也会与目标值产生差异。在本发明的上述0 中，测定前置室内的温度，在前置室内的温度测定值和目标值之间发生差异时，修正上述PC空气的调整量和PC水·蒸汽的调整量的比值，以使上述前置室内的温度成为目标值地进行调整。藉此，即使在装置的操作要素有变动的场合，也可以使前置室内的温度与目标值始终一致。如果向气体排出管12导入SF空气25使可燃气体成分燃烧，则由于燃烧热使废气 22的温度上升。特别是在设置旁路管19流通旁路气体时，气体排出管12和旁路管19在合流前，废气22的温度高。因此，如果在与旁路管19合流前的环形管道5和倾斜的烟道部4中导入SF空气使可燃气体成分燃烧，则废气22的温度上升量也变大，且有时会发生由倾斜的烟道部的砖的局部异常升温造成的损伤。在本发明的上述中，由于在废气22与低温的旁路气体四合流而使气体温度降低后导入SF空气25，所以即使因SF空气25使可燃气体燃烧，排出的气体的温度也不太上升，可以防止由砖的局部异常升温造成的损伤。本发明的上述(1) 03)的发明通过分别单独地实施也可以得到效果，而由于通过组合多个发明而进行实施能够综合各自的发明的效果，所以更优选。(实施例1)在图1所示的干熄焦装置中适用本发明。干熄焦装置的冷却室2的内容积是 600m3,前置室3的内容积是300m3。在平均排出量170吨/小时的条件下冷却平均温度为 980°C的赤热焦碳9。从前置室上部向由赤热焦碳上部表面30和前置室形成的空间31内吹入PC空气。 另外，用于调整前置室内的温度的PC水·蒸汽沈在空气吹入装置14的配管内与PC空气 24混合，将该混合后的气体吹入前置室内。为了燃烧来自熄焦塔1的废气22中的可燃成分，使废气的温度上升的同时控制循环气体37中的成分，而在气体排出管12中设置吹入SF空气25的装置。进而，使从循环鼓风机8供给冷却室2的惰性气体的一部分进行分流，并设置用与上述废气进行合流的旁路管19。另外，将循环气体成分的氧、一氧化碳和氢的浓度计是利用配置在锅炉出口的取样管37进行测定的。这里，组合本发明的(1) (3)、(6) (8)、(10) (13)、(16)、(18) (20)、 (22)及03)而构成控制系统及装置，将废热锅炉7的蒸汽发生量35的目标值取为130吨/ H，将循环气体37中的一氧化碳浓度的目标值取为0.3%，氧浓度的上限值取为0. 3 %，其下限值和其目标值取为0. 1%，将前置室内温度目标值取为100(TC，将废热锅炉供给气体23 的温度上限值取为980°C、其下限值取为950°C，将从熄焦塔排出的废气22量的目标值取为 264000Nm3/H,实施长时间的连续控制。其结果，在循环气体量为^8000Nm7H、PC空气量为10000Nm7H、SF空气量为 30000Nm3/H、旁路气体量为10000Nm7H、PC水量为1. 5吨/H的平均操作条件下，蒸汽发生量35可以实际得到130吨/H。并且，蒸汽发生量35的变动以1小时平均值计可以控制在士 1.5吨/H的范围内。另外，即使在将排出量的设定值由170吨/H变更到120吨/H的场合下，蒸汽发生量35也可以控制在130吨/H士 1.5吨/H的范围内。另外，以平均计，可以使循环气体37中的一氧化碳浓度成为0. 3%，使氧浓度或为 0.1%或其以下。表1示出该结果与现有技术的比较。此外，可以获得实际为1000°c的前置室内温度、实际为965°c的废热锅炉供给气体23的温度、实际为64000Nm3/H的废气22的
18量，其结果向倾斜的烟道部的异物附着皆无，也没有废热锅炉管材的热损伤，由废热锅炉的热回收效率也不降低，可以避免因从倾斜的烟道部的焦碳的上浮、飞散造成的循环气体通气阻力的增大和废热锅炉管材的磨损，也不发生倾斜的烟道部砖的局部异常升温，可以实现稳定的操作。另外，排出焦碳10的实际温度成为180°C，在上述稳定的操作条件中，可以实现来自赤热焦碳的显热回收量的最大化。表1控制效果的比较
权利要求
1. 一种干熄焦装置，该装置具有由冷却室和其上部的前置室构成的，从该前置室的上方装入赤热焦碳的熄焦塔，用于向前置室中吹入空气和/或吹入水或者蒸汽的吹入装置， 和在上述冷却室内以惰性气体作为介质与上述赤热焦碳具有的显热进行热交换，以蒸汽的形式热回收从熄焦塔排出的高温气体的显热的废热锅炉，其特征在于，具有向从熄焦塔排出的高温气体中供给空气即SF空气的SF空气吹入装置，和使从废热锅炉排出的、作为惰性气体向冷却室供给的气体的一部分分流，使该分流的气体即旁路气体与废热锅炉供给气体合流的旁路管，在将高温气体从熄焦塔排出直至导入废热锅炉的路线上，旁路管的合流位置位于比SF空气吹入口更上游侧即锅炉相反侧。
全文摘要
本发明提供一种干熄焦装置，其具有由冷却室和其上部的前置室构成的熄焦塔，用于向前置室中吹入空气和/或吹入水或蒸汽的吹入装置，和在冷却室内与赤热焦碳进行热交换回收从熄焦塔排出的高温气体的显热的废热锅炉，还具有向从熄焦塔排出的高温气体中供给空气的SF空气吹入装置，和使从废热锅炉排出而作为惰性气体向冷却室供给的气体的一部分分流，使该分流的气体与废热锅炉供给气体合流的旁路管，在将高温气体从熄焦塔排出直至导入废热锅炉的路线上，旁路管的合流位置位于比SF空气吹入口更上游侧(锅炉相反侧)。由此，能够使回收蒸气量保持为恒定，使循环气体中的可燃性气体成分及氧成分保持为最小量，防止异物附着，防止锅炉管材热破损。
文档编号C10B39/02GK102304370SQ20111023582
公开日2012年1月4日 申请日期2002年8月29日 优先权日2002年8月29日
发明者横沟正彦, 紫原康孝, 铃木淳 申请人:新日本制铁株式会社