JP2001054728A - 湿式造粒後の脱水方法及び脱水装置 - Google Patents

湿式造粒後の脱水方法及び脱水装置

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JP2001054728A JP11232890A JP23289099A JP2001054728A JP 2001054728 A JP2001054728 A JP 2001054728A JP 11232890 A JP11232890 A JP 11232890A JP 23289099 A JP23289099 A JP 23289099A JP 2001054728 A JP2001054728 A JP 2001054728A
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恭三 猪飼
Hiroshi Kurokawa
博 黒川
Akihide Sano
明秀 佐野
Haruhisa Ueda
晴久 上田
Yasuhiro Fukazawa
康裕 深澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿式造粒後の粒状物、特に造粒炭の含有水分
を効果的に低下させるための脱水方法及び脱水装置を提
供する。 【解決手段】 微細粉体とバインダーと水とを混合した
水スラリーを転動しつつ遠心力を作用させ圧縮して粒状
物を生成する湿式造粒の後の脱水方法において、造粒後
の粒状物をメッシュスクリーン上で脱水し、次いで遠心
脱水機で脱水することを特徴とする湿式造粒後の脱水方
法及び脱水装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細粉体、特に微
粉石炭のスラリーを湿式造粒した後に脱水する方法及び
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】製品の製造工程等で粉塵の発生がある場
合は、該製造装置あるいは製造建屋全体に集塵装置を設
置し、バグフィルター等によって粉塵を捕獲する。捕獲
された粉塵は微細粉体であり、この微細粉体を再利用す
るにしても廃棄するにしても、微細粉体のままでは再度
粉塵発生の源となってしまうので、例えば水と混合して
スラリー状態とし、次いで凝集剤等を添加してシックナ
ー等で沈澱処理し、最終的には固体の形状で回収する。
【0003】製鉄用コークス製造設備においても、コー
クスの原料となる石炭(原料炭)の粉砕・整粒・搬送等
の工程が必要であり、このときに発生する微粉石炭が搬
送途中等で発塵しないように、石炭搬送の乗り継ぎ部等
でバグフィルターによる集塵強化が図られており、その
結果多量の低水分微粉石炭が捕集されることになる。捕
集された低水分微粉石炭は、上記微細粉体と同様に水と
混合してスラリー状態とし、最終的には沈殿回収され
る。
【0004】更に、製鉄用コークス製造においてはコー
クス品質向上・コークス製造コスト低減を目的として原
料炭の事前処理の高度化が進展している。原料炭を乾燥
・分級して微粉石炭を積極的に捕集し、この微粉石炭に
重質油等のバインダーを添加するとともにスラリー状態
とし、造粒機等で大径化し強度の高い造粒炭を製造す
る、いわゆる湿式造粒法が採用されている。こうして製
造した造粒炭をコークス製造の原料炭として用いること
により、環境改善・コークス品質向上等に大きな成果を
あげることができる(例えば特開平5−230481号
公報、特開平9−31469号公報)。
【0005】湿式造粒後において、生成した粒状物と水
との混合物が造粒機から送り出される。該混合物を粒状
物と水とに分離し、更に粒状物の含有水分を低下させる
必要がある。特にコークス炉で使用する造粒炭の製造に
おいては、造粒炭の水分が高ければ、コークス炉での消
費エネルギー量が増大するにとどまらず、コークス炉へ
の石炭水分が増加することによりコークス炉内の石炭の
充填密度が低下し、コークス品質の低下を招くことにな
るので、造粒炭の含有水分を3%程度まで低下させるこ
とが望ましい。
【0006】特開昭57−18792号公報において
は、造粒炭の溌水性に期待し、スクリーンのみによって
造粒後の造粒炭の脱水を行なう方法が記載されている。
また、特開昭60−8396号公報では、造粒後の造粒
炭に大量の空気を吹き付けることによって急冷するとと
もに脱水を行い、水分を5%まで低下させる方法が記載
されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】造粒炭の脱水をスクリ
ーンのみによって行なう方法では、いかに造粒炭が溌水
性を有しているといえども、含有水分を10%以下まで
低下させることは難しい。また、造粒炭に大量の空気を
吹き付ける方法では、大量の空気の圧送と造粒炭の長い
滞留時間が必要となることから、大規模な設備投資が必
要となり、経済的とはいえない。
【0008】本発明は、湿式造粒後の粒状物、特に造粒
炭の含有水分を効果的に低下させるための脱水方法及び
脱水装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは、以下のとおりである。 (1)微細粉体とバインダーと水とを混合した水スラリ
ーを転動しつつ遠心力を作用させ圧縮して粒状物を生成
する湿式造粒の後の脱水方法において、造粒後の粒状物
をメッシュスクリーン上で脱水し、次いで遠心脱水機で
脱水することを特徴とする湿式造粒後の脱水方法。 (2)前記メッシュスクリーンは、シーブベンド、振動
篩、メッシュコンベアの1種又は2種以上の組み合わせ
であることを特徴とする上記(1)に記載の湿式造粒後
の脱水方法。 (3)メッシュコンベアを備え、該メッシュコンベアに
おいて通過する粒状物を送風乾燥することを特徴とする
上記(2)に記載の湿式造粒後の脱水方法。 (4)前記メッシュスクリーンの目開き寸法は、前記遠
心脱水機内スクリーンの目開き寸法より大きいことを特
徴とする上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の湿式
造粒後の脱水方法。 (5)微細粉体とバインダーと水とを混合した水スラリ
ーを転動しつつ遠心力を作用させ圧縮して粒状物を生成
する湿式造粒機の生成物を脱水する脱水装置において、
造粒後の粒状物を脱水するメッシュスクリーンと、前記
メッシュスクリーンの後流側に配置する遠心脱水機とを
有することを特徴とする湿式造粒後の脱水装置。 (6)前記メッシュスクリーンは、シーブベンド、振動
篩、メッシュコンベアの1種又は2種以上の組み合わせ
であることを特徴とする上記(5)に記載の湿式造粒後
の脱水装置。 (7)メッシュコンベアを備え、該メッシュコンベアは
通過する粒状物を送風乾燥する送風乾燥装置を有するこ
とを特徴とする上記(6)に記載の湿式造粒後の脱水装
置。 (8)前記メッシュスクリーンの目開き寸法は、前記遠
心脱水機内スクリーンの目開き寸法より大きいことを特
徴とする上記(5)乃至(7)のいずれかに記載の湿式
造粒後の脱水装置。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の脱水方法を適用した湿式
造粒炭製造装置を図1に示す。
【0011】図4に示す遠心脱水機50は、高い加速度
を付加することにより、紛体等から効果的に水分を除去
することができる。特に、高回転かつ回転体の直径を大
きくし、通過紛体の層厚を薄くすることによって低位の
水分まで脱水することができる。しかし、湿式造粒され
た粒状物、特に造粒炭を遠心脱水機によって脱水しよう
とすると、湿式造粒後の粒状物は十分な強度を有してい
ないため、遠心脱水機中で高加速度を付加され、遠心脱
水機通過部位での突起物等により粒状物が崩壊するとい
う問題がある。造粒炭中には強度が弱くかつ粒径の小さ
い、いわゆる未造粒炭が含まれているため、この未造粒
炭が遠心脱水機のスクリーン51に短時間で付着・堆積
してしまい、脱水性能が急激に低下してしまうことにも
なる。
【0012】本発明においては、メッシュスクリーンに
よる脱水手段と遠心脱水による脱水手段を組み合わせる
ことにより、上記遠心脱水機を使用したときの問題点を
解消して効果的に水分を除去することに成功した。
【0013】メッシュスクリーンによる脱水手段とは、
固定篩、振動篩40等のいわゆる篩、コンベアの床がメ
ッシュスクリーンになっていて脱水と同時に粒状物を搬
送するメッシュコンベア30(図3)、メッシュスクリ
ーン面が曲面を形成し、粒状物を受ける部位はメッシュ
スクリーン面が急勾配を有して粒状物着地時の衝撃を緩
和するシーブベンド20(図2)等を含む脱水手段であ
る。また、メッシュスクリーンとしては、縦横にワイヤ
ーを編んだメッシュのみならず、図5に示すような、多
数のワイヤーを一方向に並べてスリットを形成させるウ
ェッジワイヤー12を用いることができる。
【0014】湿式造粒においてはバインダーとして重質
油等が用いられている。また、湿式造粒機8の出側にお
いては、粒状物は高い温度を有している。そのため、造
粒機から送り出された粒状物においてはバインダーの重
質油が十分に固化しておらず、そのためこの粒状物を直
接遠心脱水機50で脱水しようとすると該遠心脱水機中
で粒状物が崩壊する現象が発生するのである。それに対
し、本発明においてはメッシュスクリーンによる脱水手
段で脱水を行なうため、この段階で粒状物の温度が低下
し、その後の遠心脱水機による脱水において粒状物は十
分な強度を有し、遠心脱水機単独使用におけるような粒
状物の崩壊が起こらない。また、メッシュスクリーンに
よる脱水においては粒状物が受ける加速度は小さいので
この段階での粒状物の崩壊も発生しない。特に、造粒機
から排出される粒状物を最初に受けるメッシュスクリー
ンをシーブベンド20とすれば、粒状物がシーブベンド
上に着地する部位はスクリーン21が傾斜しているの
で、着地するときに受ける衝撃を小さくすることができ
る。
【0015】粒状物がメッシュスクリーンを通過する間
に送風乾燥を行なえば、乾燥が急速に進行するとともに
粒状物の強制冷却を行なうこともでき、遠心脱水機入口
における粒状物の温度を一層低下させて粒状物の強度を
確保することが可能である。これにより、遠心脱水機内
における粒状物の崩壊はより一層減少する。粒状物の送
風乾燥を行なうメッシュスクリーンとしてはメッシュコ
ンベア30が最適である。メッシュコンベアは、粒状物
の搬送量に応じた機長・機幅・速度を選定することによ
り、脱水に最適な滞留時間・層厚にすることが可能だか
らである。
【0016】メッシュスクリーンは、そのメッシュを通
じて水分を除去する脱水機能とともに、径の小さな粒状
物および未造粒物を除去する機能も持つ。メッシュスク
リーンの目開き寸法を大きくするほど、除去される粒状
物の径が大きくなる。ここで目開き寸法とは、縦横に編
んだメッシュの目開き寸法、あるいはウェッジワイヤー
の目開き幅をいう。
【0017】本発明においては、メッシュスクリーンの
目開き寸法を遠心脱水機50内スクリーン51の目開き
寸法より大きくすることにより、遠心脱水機内における
造粒炭および未造粒炭の崩壊による付着・堆積を効果的
に防止することができる。前述のとおり、湿式造粒機8
内において十分に造粒がされずに強度が弱いいわゆる未
造粒炭(未造粒物)は粒径が小さい。そのため、メッシ
ュスクリーンの目開き寸法を大きくしてこの未造粒物を
遠心脱水機前で排除すれば、遠心脱水機内において強度
が弱い未造粒物が崩壊することを防止できる。一方、遠
心脱水機50内スクリーン51は、付加された遠心力で
粒状物から水を分離するためのスクリーンであり、この
遠心脱水機内スクリーンの目開き寸法にほぼ等しい大き
さの粒状物は該スクリーンを通過しようとし、このとき
該粒状物の強度が弱ければスクリーン内で崩壊してスク
リーンに付着・堆積する原因となる。本発明の実施の形
態によれば、遠心脱水機内スクリーンの目開き寸法をメ
ッシュスクリーンの目開き寸法より小さくするため、遠
心脱水機に投入された粒状物には遠心脱水機内スクリー
ンの目開き寸法に近い粒径の径小粒状物が存在せず、遠
心脱水機内スクリーンへの紛状物の付着・堆積を防止す
ることができる。
【0018】粒径の小さい粒状物を有効に排除するため
には、メッシュスクリーンとして振動篩40を用いるこ
とが効果的である。振動手段によって篩上の粒状物層内
で粒状物が相互に入れ替わり、径の小さい粒状物を篩い
分けることができる。
【0019】各メッシュスクリーン毎の目開き寸法とし
て、シーブベンド20・メッシュコンベア30のスクリ
ーン(21、31)の目開き寸法は、目標とする粒状物
寸法と同一かやや小さ目とする。この2種類のメッシュ
スクリーンは静止搬送なので、前記目開き寸法として
も、スクリーンを通過する粒状物の大半は目標粒状物寸
法の1/2以下である。振動篩40の場合は、目標とす
る粒状物寸法から該粒状物寸法の1/2までの範囲とす
る。スクリーンの目開き寸法をあまり大きくすると、振
動を付与しているので、目標粒状物寸法に近いものまで
スクリーンを通過してしまうからである。従って、遠心
脱水機50内のスクリーン51の目開き寸法は、各メッ
シュコンベアで排除した目標とする粒状物寸法の1/2
以上とする。なおスクリーン51の目開き寸法を必要以
上に大きくすることは、多量の粒状物が通過してしまう
ので、好ましくないことは勿論である。
【0020】
【実施例】図1に示す湿式造粒炭製造設備の脱水装置に
おいて本発明の脱水方法および脱水装置を用いた。微粉
石炭処理量は20トン/H、スラリー濃度は30%、原
料の微粉石炭の粒度は0.1〜0.2mmであり、造粒
後の造粒石炭の粒度は1〜2mmである。
【0021】原料の微粉石炭は微粉石炭ホッパー1から
微粉石炭コンベア2によって切り出され、バインダーの
重質油とともに混練機4に投入される。混練機4におい
て擬似粒子化した微粉石炭をスラリー化タンク5内にお
いてスラリー化する。スラリー濃度は30%である。該
スラリーは造粒機8に送られ、造粒機8においてスラリ
ーを転動しつつ遠心力を作用させ圧縮して造粒され、造
粒機8から生成した粒状物と水との混合物が脱水装置1
0に送られる。
【0022】脱水装置10は、シーブベンド20、メッ
シュコンベア30、振動篩40、遠心脱水機50がこの
順序で配置される。
【0023】シーブベンド20は、スクリーン21の目
開き寸法1〜1.5mm、スクリーン面積3m2であ
る。造粒炭と水の混合物はシーブベンド20のメッシュ
スクリーン21上に供給され、シーブベンド入口で70
%であった含有水分はシーブベンド出口で30%まで減
少する。
【0024】メッシュコンベア30はそのメッシュスク
リーン31がウェッジワイヤー12で形成され、目開き
寸法0.8〜1.5mm、スクリーンの幅1m、長さ
2.5m、5m/minの速度でスクリーンが移動し、
該スクリーン31上に散布された造粒炭にファン32に
よって空気を吹き付けて造粒炭を乾燥・冷却する。メッ
シュコンベア30出口において造粒炭の水分は10%ま
で減少する。また、造粒炭の温度は、造粒機出口で85
〜90℃であったものがメッシュコンベア出口で約75
℃まで冷却される。
【0025】振動篩40は、スクリーン目開き寸法0.
8〜1mm、スクリーン面積2m2、加振力3Gであ
り、粒径の小さい未造粒炭は主に振動篩で篩い分けられ
る。振動篩出口において含有水分は8%まで減少する。
【0026】遠心脱水機50は、回転数500rpm、
付加される遠心力が200G、スクリーン51の目開き
寸法0.6〜0.8mmであり、造粒炭の水分を遠心脱
水機入口で6%であったものを最終目標の3%まで脱水
する。遠心脱水機入口の造粒炭の温度も約70℃まで低
減しており、強度の低い未造粒炭も篩い分け除去されて
いるので、遠心脱水機に投入される造粒炭の強度は十分
に高く、遠心脱水機内で崩壊してスクリーンに付着堆積
することがなくなった。
【0027】本実施例において、脱水装置が消費する電
力使用量は、メッシュコンベア30が3.7kW、振動
篩40が2.2kW、ファン32が1.5kW、遠心脱
水機50が55kWであり、合計約60kW程度とな
る。エネルギー量に換算すると約50Mcal/Hとな
る。同じ造粒炭20トン/Hを製造するに際し、水分3
0%から3%までの乾燥を熱風による蒸発で行おうとす
ると、エネルギー量は3000Mcal/Hと試算され
るので、本発明法は熱風法に比較して1/60程度の消
費エネルギーで対応が可能である。
【0028】
【発明の効果】本発明は、湿式造粒設備の脱水装置にお
いて最終段に遠心脱水機を適用した結果、脱水後の粒状
物の含有水分を3%まで減少させることができ、特にコ
ークス炉装入原料の造粒炭製造において、コークス炉で
の消費エネルギー量の減少、コークス炉内の石炭充填密
度の向上、コークス品質の向上を実現することができ
る。
【0029】本発明は更に、メッシュスクリーンを通過
させて脱水した後に遠心脱水機で脱水するため、遠心脱
水機に投入する粒状物の強度が高く、遠心脱水機内で粒
状物が崩壊して付着・堆積することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の脱水装置を適用した湿式造粒炭製造設
備を示す図である。
【図2】本発明に適用するシーブベンドを示す図であ
る。
【図3】本発明に適用するメッシュコンベアを示す図で
ある。
【図4】本発明に適用する遠心脱水機を示す図である。
【図5】本発明に適用するウェッジワイヤーを示す図で
ある。
【符号の説明】 1 微粉石炭ホッパー 2 微粉石炭コンベア 3 バインダーホッパー 4 混練機 5 スラリー化タンク 6 スラリー圧送ポンプ 7 バインダー供給ポンプ 8 造粒機 10 脱水装置 11 コンベア 12 ウェッジワイヤー 20 シーブベンド 21 スクリーン 22 シーブベンド本体 23 粒状物と水との混合物 24 粒状物 25 水 30 メッシュコンベア 31 スクリーン 32 ファン 33、34、35 粒状物 40 振動篩 50 遠心脱水機 51 スクリーン 52 フライト 53 回転軸 54 粒状物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C10B 57/10 C10L 5/10 4H012 C10L 5/10 F26B 5/08 4H015 F26B 5/08 B01D 23/02 A (72)発明者 佐野 明秀 東海市東海町5−3 新日本製鐵株式会社 名古屋製鐵所内 (72)発明者 上田 晴久 東海市東海町5−3 新日本製鐵株式会社 名古屋製鐵所内 (72)発明者 深澤 康裕 東海市東海町5−3 新日本製鐵株式会社 名古屋製鐵所内 Fターム(参考) 3L113 AA04 AB08 AC39 AC58 AC63 AC68 BA36 DA02 DA04 DA24 4D021 AA01 AA08 AA11 AB02 AB03 AC01 CA01 CA07 CA20 DB20 EA10 4D041 AA09 AB03 AB24 CA03 CB00 CC08 4D057 AA11 AB01 AC02 AC06 AD01 AE02 AF03 BC00 4G004 HA00 HA04 NA04 4H012 KA01 KA03 KA04 KA06 RA00 4H015 AA09 AA10 AB01 AB03 BA09 BA12 BB01 BB07 CA03 CB01

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微細粉体とバインダーと水とを混合した
    水スラリーを転動しつつ遠心力を作用させ圧縮して粒状
    物を生成する湿式造粒の後の脱水方法において、造粒後
    の粒状物をメッシュスクリーン上で脱水し、次いで遠心
    脱水機で脱水することを特徴とする湿式造粒後の脱水方
    法。
  2. 【請求項2】 前記メッシュスクリーンは、シーブベン
    ド、振動篩、メッシュコンベアの1種又は2種以上の組
    み合わせであることを特徴とする請求項1に記載の湿式
    造粒後の脱水方法。
  3. 【請求項3】 メッシュコンベアを備え、該メッシュコ
    ンベアにおいて通過する粒状物を送風乾燥することを特
    徴とする請求項2に記載の湿式造粒後の脱水方法。
  4. 【請求項4】 前記メッシュスクリーンの目開き寸法
    は、前記遠心脱水機内スクリーンの目開き寸法より大き
    いことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の
    湿式造粒後の脱水方法。
  5. 【請求項5】 微細粉体とバインダーと水とを混合した
    水スラリーを転動しつつ遠心力を作用させ圧縮して粒状
    物を生成する湿式造粒機の生成物を脱水する脱水装置に
    おいて、造粒後の粒状物を脱水するメッシュスクリーン
    と、前記メッシュスクリーンの後流側に配置する遠心脱
    水機とを有することを特徴とする湿式造粒後の脱水装
    置。
  6. 【請求項6】 前記メッシュスクリーンは、シーブベン
    ド、振動篩、メッシュコンベアの1種又は2種以上の組
    み合わせであることを特徴とする請求項5に記載の湿式
    造粒後の脱水装置。
  7. 【請求項7】 メッシュコンベアを備え、該メッシュコ
    ンベアは通過する粒状物を送風乾燥する送風乾燥装置を
    有することを特徴とする請求項6に記載の湿式造粒後の
    脱水装置。
  8. 【請求項8】 前記メッシュスクリーンの目開き寸法
    は、前記遠心脱水機内スクリーンの目開き寸法より大き
    いことを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の
    湿式造粒後の脱水装置。
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