JP2008525625A5 - - Google Patents

Description

１つの好適で非限定的な実施例において、本発明は、ナノメートルサイズの石炭材料の制御されたバッチを提供する方法に関する。この方法は、以下の工程を有する：
（ａ）前記石炭材料の制御バッチの少なくとも１つの所望の物理パラメータおよび／又は化学パラメータを指定する工程、
（ｂ）前記石炭材料の制御バッチの前記物理パラメータおよび／又は化学パラメータの所定範囲を指定する工程、
（ｃ）以下のうち少なくとも１つにより、最終製品について前記指定された物理パラメータおよび／又は化学パラメータを得る際に使用する石炭材料のフィードストックバッチを得る工程：
１）炭素、水素、硫黄および酸素の組成について元素分析を行うこと、
２）灰分、揮発性物質、固定炭素分および水分のうち少なくとも１つについて近似分析を行うこと、
３）バルク純度測定を行うこと、
４）マセラル組成の測定を行うこと、
５）篩によるおよび／又は電子的な粒子サイズ測定により粒子サイズ選定を行うこと、
６）灰分融解温度の測定を行うこと、
７）灰分組成の測定を行うこと、
８）以上のいずれかの組合せ、そして、
（ｄ）以下により、石炭材料のフィードストックバッチを処理して、前記少なくとも１つの指定された物理パラメータおよび／又は化学パラメータをその前記所定範囲で有する石炭材料の前記制御バッチを得る工程：
１）石炭材料のフィードストックバッチを、不要な材料を排除する選鉱工程に導入することにより、選鉱材料を作ること、
２）前記選鉱材料を、以下のいずれかの工程に導入すること、
ａ）石炭材料のフィードストックバッチにおける粒子を標的平均粒子サイズに濃縮することにより、直接分級された材料を作る直接分級工程、又は
ｂ）石炭材料のフィードストックバッチに対する粒子サイズ縮小および／又は粒子成形を行うことにより、縮径を行う縮径工程、
３）前記直接分級工程に選鉱材料が導入された場合、直接分級された材料を、石炭材料の前記制御バッチの物理パラメータおよび／又は化学パラメータを測定するキャラクタリゼーション工程に進めること、並びに
４）前記縮径工程に選鉱材料が導入された場合、
（ｉ）縮径された材料を、大径の粒子から汚染物質および／又は新たに遊離した内在不純物を削減又は除去するための精製工程に進めることにより、精製された材料を作り、
（ｉｉ）前記精製された材料を、その粒子を標的平均粒径に濃縮する分級工程に進めることにより、分級された材料を作り、
（ｉｉｉ）前記分級された材料を、石炭材料の前記制御バッチの物理特性および／又は化学特性を測定するためのキャラクタリゼーション工程に進めること。

別の好適で非限定的な実施例において、本発明は、マイクロメートルサイズ又はナノメートルサイズの石炭材料の制御されたバッチを提供する方法に関し、この方法は、以下の工程を有する：
（ａ）前記石炭材料の制御バッチのパラメータとして粒径を指定する工程；
（ｂ）前記石炭材料の制御バッチの粒径パラメータの所定範囲を指定する工程；
（ｃ）石炭材料の第１フィードストックバッチを得る工程；
（ｄ）前記石炭材料の前記第１フィードストックバッチを処理して、石炭材料の第２フィードストックバッチを得る工程、この処理工程は以下を有する：
１）以下の工程からなる縮径：
ｉ）流動床ジェットミルを提供する工程；
ｉｉ）前記石炭材料の制御されたバッチを、二重フラップバルブ、インジェクタ又はこれらの組合せを介して、前記流動床ジェットミルの共通ハウジングに導入する工程；および
ｉｉｉ）前記流動床ジェットミルの乱流自由噴流を使用してこの流動床ジェットミルの粉砕ゾーンにおいて石炭のフィードストックバッチの粒子を加速することにより、粒子を衝突させ、破壊し、縮径粒子を形成する工程；並びに
２）以下の工程からなる分級：
ｉ）前記流動床ジェットミルを備えた共通ハウジング内に位置するロータを有する高効率遠心空気分級器を提供する工程；
ｉｉ）縮径粒子を前記分級器の分級ゾーンにさらす工程；
ｉｉｉ）ロータの速度に応じて、縮径粒子がロータを通過することを可能にすることにより、所定粒径パラメータをその所定範囲で有する前記石炭材料の制御バッチを作る工程；そして
（ｅ）水平ディスクミルを使用して石炭材料の前記第２フィードストックバッチを処理し、指定された粒径パラメータをその指定された範囲で有する石炭材料の制御バッチを得る工程。

Claims (18)

1. ナノメートルサイズの石炭材料の制御されたバッチを提供する方法であって、以下の工程を有する方法：
   （ａ）前記石炭材料の制御バッチの少なくとも１つの所望の物理パラメータおよび／又は化学パラメータを指定する工程、
   （ｂ）前記石炭材料の制御バッチの前記物理パラメータおよび／又は化学パラメータの所定範囲を指定する工程、
   （ｃ）以下のうち少なくとも１つにより、最終製品について前記指定された物理パラメータおよび／又は化学パラメータを得る際に使用する石炭材料のフィードストックバッチを得る工程：
   １）炭素、水素、硫黄および酸素の組成について元素分析を行うこと、
   ２）灰分、揮発性物質、固定炭素分および水分のうち少なくとも１つについて近似分析を行うこと、
   ３）バルク純度測定を行うこと、
   ４）マセラル組成の測定を行うこと、
   ５）篩によるおよび／又は電子的な粒子サイズ測定により粒子サイズ選定を行うこと、
   ６）灰分融解温度の測定を行うこと、
   ７）灰分組成の測定を行うこと、
   ８）以上のいずれかの組合せ、そして、
   （ｄ）以下により、石炭材料のフィードストックバッチを処理して、前記少なくとも１つの指定された物理パラメータおよび／又は化学パラメータをその前記所定範囲で有する石炭材料の前記制御バッチを得る工程：
   １）石炭材料のフィードストックバッチを、不要な材料を排除する選鉱工程に導入することにより、選鉱材料を作ること、
   ２）前記選鉱材料を、以下のいずれかの工程に導入すること、
   ａ）石炭材料のフィードストックバッチにおける粒子を標的平均粒子サイズに濃縮することにより、直接分級された材料を作る直接分級工程、又は
   ｂ）石炭材料のフィードストックバッチに対する粒子サイズ縮小および／又は粒子成形を行うことにより、縮径を行う縮径工程、
   ３）前記直接分級工程に選鉱材料が導入された場合、直接分級された材料を、石炭材料の前記制御バッチの物理パラメータおよび／又は化学パラメータを測定するキャラクタリゼーション工程に進めること、並びに
   ４）前記縮径工程に選鉱材料が導入された場合、
   （ｉ）縮径された材料を、大径の粒子から汚染物質および／又は新たに遊離した内在不純物を削減又は除去するための精製工程に進めることにより、精製された材料を作り、
   （ｉｉ）前記精製された材料を、その粒子を標的平均粒径に濃縮する分級工程に進めることにより、分級された材料を作り、
   （ｉｉｉ）前記分級された材料を、石炭材料の前記制御バッチの物理特性および／又は化学特性を測定するためのキャラクタリゼーション工程に進めること。
2. 前記所望の物理パラメータは粒径分布である請求項１に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
3. 前記所望の物理パラメータは、平均粒径・中位粒径・粒子モード径・粒子平均:中位比率・最大粒径・最小粒径又はそれらの組み合わせである請求項２に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
4. 前記指定された物理パラメータは粒子形状である請求項１に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
5. 前記指定された物理パラメータは粒子表面積である請求項１に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
6. 前記所定範囲は約２０００ｍ^２／ｇ以上である請求項５に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
7. 前記指定された化学パラメータはバルク純度である請求項１に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
8. 前記指定された化学パラメータは化学組成である請求項１に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
9. 前記化学組成は、灰分含有率・硫黄含有率・岩石含有率・不純物含有率又はそれらの組み合わせである請求項８に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
10. 前記石炭材料のフィードストックバッチは、廃材石炭・マイクロメートルサイズ石炭材料・ナノメートルサイズ石炭材料・粉砕石炭材料・アンスラサイト・リグナイト・亜瀝青炭・瀝青炭又はそれらの組み合わせである請求項１に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
11. 前記石炭材料のフィードストックバッチは、約３００ミクロン〜約５００ミクロン、メッシュサイズ、メッシュサイズ以上の範囲の、バックウィート・バックウィートＮｏ．４・バックウィートＮｏ．５、又はそれらの組み合わせである請求項１に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
12. 前記縮径工程は、以下の使用：
    ジョークラッシャ・ジャイレータラッシャ・回転インパクタ・自生粉砕ミル・スタンプミル・回転クラッシャ・大型パックミル・パンミル・ハンマーミル・ロッド装填回転ミル・超ロテータ・リングロール又はボールミル、ボール装填回転ミル・振動ミル・パックミル・流体エネルギーミル・コロイドミル・水平ディスクミル・高エネルギピンミル・回転ブレーカ又はこれらの任意の組み合わせ、を含む請求項１に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
13. 前記精製工程は以下：
    （i）化学的消化法、（ii）少なくとも１つの選択された構成成分の削減、（iii）少なくとも１つの処理汚染物の除去、（iv）酸処理、又はこれらの組み合わせ、
    を含む請求項１に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
14. 前記石炭材料のフィードストックバッチは廃材石炭である請求項１に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
15. 更に、前記石炭材料の制御されたバッチを活性化する工程を有する請求項１に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
16. 前記活性化工程は、スチーム活性化・化学活性化・触媒活性化又はこれらの組み合わせを含む請求項１５に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
17. 更に、前記石炭材料の制御されたバッチを少なくとも１つの許容基準に従って認証する工程を有する請求項１に記載の石炭材料の制御されたバッチを提供する方法。
18. マイクロメートルサイズ又はナノメートルサイズの石炭材料の制御されたバッチを提供する方法であって、以下の工程を有する方法：
    （ａ）前記石炭材料の制御バッチのパラメータとして粒径を指定する工程；
    （ｂ）前記石炭材料の制御バッチの粒径パラメータの所定範囲を指定する工程；
    （ｃ）石炭材料の第１フィードストックバッチを得る工程；
    （ｄ）前記石炭材料の前記第１フィードストックバッチを処理して、石炭材料の第２フィードストックバッチを得る工程、この処理工程は以下を有する：
    １）以下の工程からなる縮径：
    ｉ）流動床ジェットミルを提供する工程；
    ｉｉ）前記石炭材料の制御されたバッチを、二重フラップバルブ、インジェクタ又はこれらの組合せを介して、前記流動床ジェットミルの共通ハウジングに導入する工程；および
    ｉｉｉ）前記流動床ジェットミルの乱流自由噴流を使用してこの流動床ジェットミルの粉砕ゾーンにおいて石炭のフィードストックバッチの粒子を加速することにより、粒子を衝突させ、破壊し、縮径粒子を形成する工程；並びに
    ２）以下の工程からなる分級：
    ｉ）前記流動床ジェットミルを備えた共通ハウジング内に位置するロータを有する高効率遠心空気分級器を提供する工程；
    ｉｉ）縮径粒子を前記分級器の分級ゾーンにさらす工程；
    ｉｉｉ）ロータの速度に応じて、縮径粒子がロータを通過することを可能にすることにより、所定粒径パラメータをその所定範囲で有する前記石炭材料の制御バッチを作る工程；そして
    （ｅ）水平ディスクミルを使用して石炭材料の前記第２フィードストックバッチを処理し、指定された粒径パラメータをその指定された範囲で有する石炭材料の制御バッチを得る工程。