JP2011111529A - Ignition-resistant coal and method for producing the same - Google Patents

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眞基 濱口
Atsushi Furuya
敦志 古谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide ignition-resistant coal satisfactorily restraining oxygen gas from being absorbed thereon and a method for producing the ignition-resistant coal at a low price. <P>SOLUTION: The method for producing the ignition-resistant coal comprises the steps of: dehydrating raw coal to obtain the modified coal; and absorbing carbon dioxide on the modified coal. The ignition-resistant coal is characterized in that the absorbed amount of the carbon dioxide is 0.003-0.100 NmL/g-coal. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、耐自然発火性に優れた耐発火性石炭およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an ignition resistant coal excellent in spontaneous ignition resistance and a method for producing the same.

石炭は、火力発電やボイラーの燃料、水素製造用ガス化原料、化学品の原料として幅広く利用されている。そのような石炭は、燃焼効率および環境対策の観点より、脱水処理された石炭燃料が注目されている。   Coal is widely used as a fuel for thermal power generation and boilers, a gasification raw material for hydrogen production, and a raw material for chemical products. As such coal, dehydrated coal fuel has attracted attention from the viewpoint of combustion efficiency and environmental measures.

しかしながら、脱水処理された石炭は水分が低減されているので、例えば、輸送時または保管時において積み上げられて載置されると、発熱することが問題となっていた。発熱は、石炭燃料が酸素ガスを吸収し、酸化反応することによって起こるものであり、発熱が甚だしいときには、発煙や自然発火に至ることが知られている。それを防ぐための方策は種々提案されているが、どの方策も、石炭燃料の酸素吸収を十分には抑制できず、また工業的に安価に実施できる方法は知られていない。耐発火性の問題は、石炭原料として褐炭を用いた場合において特に顕著であった。   However, since dehydrated coal has reduced moisture, for example, when it is stacked and placed during transport or storage, heat generation has been a problem. Heat generation is caused by the fact that coal fuel absorbs oxygen gas and undergoes an oxidation reaction, and when heat generation is severe, it is known that smoke and spontaneous combustion occur. Various measures for preventing this have been proposed, but none of these measures can sufficiently suppress the oxygen absorption of coal fuel, and a method that can be implemented industrially at low cost is not known. The problem of ignition resistance was particularly remarkable when lignite was used as the coal raw material.

本発明は、酸素ガスの吸収が十分に抑制され得る耐発火性石炭、およびそのような石炭を安価に製造する方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the ignition-resistant coal by which absorption of oxygen gas can fully be suppressed, and the method of manufacturing such coal cheaply.

本発明は、石炭原料を脱水処理して改質石炭を得た後、該改質石炭に炭酸ガスを吸収させることを特徴とする耐発火性石炭の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an ignition-resistant coal, wherein carbonaceous gas is absorbed into the modified coal after the coal raw material is dehydrated to obtain the modified coal.

本発明はまた、炭酸ガス吸収量が0.003〜0.100NmL/g−coalであることを特徴とする耐発火性石炭に関する。   The present invention also relates to an ignition-resistant coal, wherein carbon dioxide absorption is 0.003 to 0.100 NmL / g-coal.

本発明の耐発火性石炭は、炭酸ガスを吸収しているので、酸化作用のある酸素ガスの吸収が十分に抑制される。この結果、石炭の酸化速度を効果的に減少させることができる。そのため、耐発火性石炭は十分な耐自然発火性を有する。
改質石炭に吸収させる炭酸ガスは、たとえばボイラーの燃焼排ガス中に高濃度で含まれるので、安価に調達することができる。したがって、本発明の耐発火性石炭は工業的に安価に製造できる。しかも、炭酸ガスは不活性・無害であるので、もし耐発火性石炭から炭酸ガスが放出されても問題は生じない。
本発明の耐発火性石炭は、従来から石炭燃料として使用される改質石炭と比較して、燃焼効率にほとんど差はない。
Since the ignition resistant coal of the present invention absorbs carbon dioxide, absorption of oxygen gas having an oxidizing action is sufficiently suppressed. As a result, the oxidation rate of coal can be effectively reduced. Therefore, ignition resistant coal has sufficient spontaneous ignition resistance.
Carbon dioxide gas to be absorbed by the reformed coal is contained at a high concentration in, for example, boiler flue gas, so that it can be procured at low cost. Therefore, the ignition resistant coal of the present invention can be produced industrially at low cost. Moreover, since carbon dioxide is inert and harmless, no problem arises if carbon dioxide is released from ignition resistant coal.
The ignition resistant coal of the present invention has almost no difference in combustion efficiency compared with the reformed coal conventionally used as coal fuel.

改質石炭を油中脱水方法により得るための一実施形態を示すプロセスフロー図である。It is a process flow figure showing one embodiment for obtaining reformed coal by a dehydration method in oil. 固液分離工程の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of a solid-liquid separation process. 最終乾燥工程の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of a final drying process. 図1に示すプロセスフロー図に従って改質石炭を得るための装置の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the apparatus for obtaining a reformed coal according to the process flowchart shown in FIG.

本発明の耐発火性石炭は、石炭原料から少なくとも水分を除去して、一旦、改質石炭を得た後、当該改質石炭に炭酸ガスを吸収させることによって製造できる。   The ignition resistant coal of the present invention can be produced by removing at least moisture from a coal raw material to obtain a modified coal once, and then allowing the modified coal to absorb carbon dioxide.

炭酸ガスを吸収させる改質石炭は、石炭原料から少なくとも水分を除去することによって得られた石炭であり、例えば、石炭原料を後で詳述する脱水処理によって得ることができる。   The modified coal that absorbs carbon dioxide gas is coal obtained by removing at least moisture from the coal raw material, and can be obtained, for example, by dehydration treatment described in detail later.

本明細書中、改質石炭は、石炭原料から水分を除去した後、炭酸ガス吸収処理する前の石炭を指すものとする。具体的には改質石炭は、水分含量が15重量%以下ものであり、通常は0.5〜15重量%、好ましくは0.5〜10重量%、より好ましくは0.5〜8重量%のものである。改質石炭が上記した水分含量を満たすものは、一般に発火し易いが、本発明においてそのような改質石炭に対して炭酸ガス吸収処理を行うことによって、耐発火性を有効に付与できる。本発明において改質石炭として、水分だけでなく、灰分も除去された、いわゆるハイパーコール(無灰炭)を用いても良い。   In the present specification, the reformed coal refers to coal after removing moisture from the coal raw material and before carbon dioxide absorption treatment. Specifically, the modified coal has a water content of 15% by weight or less, usually 0.5 to 15% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 8% by weight. belongs to. The modified coal that satisfies the moisture content described above is generally easily ignited. However, in the present invention, by performing carbon dioxide absorption treatment on such modified coal, ignition resistance can be effectively imparted. In the present invention, so-called hyper coal (ashless coal) from which not only moisture but also ash is removed may be used as the modified coal.

本明細書中、水分含量は、JIS M8812に記載の方法により測定された値を用いている。   In this specification, the water content uses a value measured by the method described in JIS M8812.

改質石炭は、粉末の形態で炭酸ガス吸収処理されてもよいし、または所望形状の成型体の形態で炭酸ガス吸収処理されてもよい。炭酸ガスの吸収効率の観点から好ましい改質石炭の形態は粉末である。   The modified coal may be subjected to a carbon dioxide absorption treatment in the form of a powder, or may be subjected to a carbon dioxide absorption treatment in the form of a molded body having a desired shape. From the viewpoint of carbon dioxide absorption efficiency, a preferred modified coal form is powder.

改質石炭が粉末形態で炭酸ガス吸収処理される場合、改質石炭粒子の粒子径は特に制限されないが、当該粒子の100%の粒子径が50mm以下であることが好ましく、より好ましくは当該粒子の80%以上の粒子径が3mm以下である。改質石炭粒子の平均粒子径は3mm以下、特に0.05〜3mmが好ましく、炭酸ガスの吸収効率と経済性とのバランスの観点から、好ましくは0.05〜2.0mm、より好ましくは0.1〜0.5mmである。   When the modified coal is subjected to carbon dioxide absorption treatment in a powder form, the particle diameter of the modified coal particles is not particularly limited, but the particle diameter of 100% of the particles is preferably 50 mm or less, more preferably the particles 80% or more of the particle diameter is 3 mm or less. The average particle diameter of the modified coal particles is 3 mm or less, particularly preferably 0.05 to 3 mm, and preferably 0.05 to 2.0 mm, more preferably 0, from the viewpoint of the balance between carbon dioxide absorption efficiency and economy. .1 to 0.5 mm.

改質石炭が成型体の形態で使用される場合、その形状は特に制限されず、例えば、いわゆるブリケット形状、ピロー形状、アーモンド形状等であってよい。   When the modified coal is used in the form of a molded body, the shape is not particularly limited, and may be, for example, a so-called briquette shape, pillow shape, almond shape, or the like.

<炭酸ガス吸収工程>
炭酸ガス吸収工程は、改質石炭に炭酸ガスを吸収させる工程である。改質石炭に炭酸ガスを吸収させることによって、酸素ガスの石炭への吸収が十分に抑制されるので、石炭の酸化速度を効果的に減少させることができ、結果として処理された石炭は十分な耐自然発火性を発揮できる。
<Carbon dioxide absorption process>
The carbon dioxide absorption process is a process in which carbon dioxide is absorbed by the modified coal. By absorbing carbon dioxide into the modified coal, the absorption of oxygen gas into the coal is sufficiently suppressed, so that the oxidation rate of the coal can be effectively reduced, and as a result, the treated coal is sufficient Exhibits spontaneous ignition resistance.

改質石炭への炭酸ガスの吸収方法は、後述の炭酸ガス吸収量が達成される限り特に制限されるものではなく、例えば、炭酸ガス含有雰囲気中で改質石炭を保持する方法が挙げられる。吸収は、石炭が有する細孔に炭酸ガスが取り込まれる概念だけでなく、石炭表面に炭酸ガスが吸着し、石炭と炭酸ガスとの間に物理的または化学的な結合が生成される概念も包含して意味するものとする。   The method for absorbing carbon dioxide into the modified coal is not particularly limited as long as the amount of carbon dioxide absorption described below is achieved. For example, a method of holding the modified coal in a carbon dioxide-containing atmosphere can be mentioned. Absorption includes not only the concept that carbon dioxide is taken into the pores of coal, but also the concept that carbon dioxide is adsorbed on the coal surface and a physical or chemical bond is formed between the coal and carbon dioxide. Mean.

炭酸ガス含有雰囲気は、炭酸ガスが含有された雰囲気ガスによってもたらされる。炭酸ガスを含有する雰囲気ガスは、改質石炭への炭酸ガスの吸収を阻害しない範囲内で、炭酸ガス以外の他のガスが含有されてもよい。そのような他のガスとして、例えば、窒素ガス、水蒸気等が挙げられる。当該雰囲気ガスには酸素ガスが含有されないことが好ましいが、酸素ガスが厳密に排除されなければならないというわけではなく、本発明は、炭酸ガス吸収処理された石炭が後述の炭酸ガス吸収量を達成する範囲内において雰囲気ガスに酸素ガスが含有されることを妨げるものではない。例えば、雰囲気ガスは10体積%以下の濃度で酸素ガスを含有してもよい。   The atmosphere containing carbon dioxide is brought about by an atmosphere gas containing carbon dioxide. The atmosphere gas containing carbon dioxide may contain other gases other than carbon dioxide within a range that does not inhibit the absorption of carbon dioxide into the reformed coal. Examples of such other gas include nitrogen gas and water vapor. It is preferable that the atmospheric gas does not contain oxygen gas, but oxygen gas must not be strictly excluded, and the present invention achieves the carbon dioxide gas absorption amount described below for the carbon dioxide absorbed coal. This does not prevent the oxygen gas from being contained in the atmospheric gas within the range. For example, the atmospheric gas may contain oxygen gas at a concentration of 10% by volume or less.

好ましい炭酸ガス含有雰囲気は炭酸ガスおよび窒素ガスからなる。   A preferred carbon dioxide-containing atmosphere consists of carbon dioxide and nitrogen gas.

炭酸ガス含有雰囲気における炭酸ガス含有量は通常、0.1体積%以上、特に0.5体積%以上であり、炭酸ガスの吸収効率と経済性とのバランスの観点から、好ましくは0.5〜20体積%、より好ましくは5〜20体積%、さらに好ましくは8〜15体積%である。   The carbon dioxide content in the carbon dioxide-containing atmosphere is usually 0.1% by volume or more, particularly 0.5% by volume or more, and preferably 0.5 to It is 20 volume%, More preferably, it is 5-20 volume%, More preferably, it is 8-15 volume%.

炭酸ガス含有雰囲気の温度(処理温度)は通常、10〜220℃であり、炭酸ガスの吸収効率と経済性とのバランスの観点から、好ましくは15〜210℃、より好ましくは20〜170℃、さらに好ましくは20〜100℃、最も好ましくは20〜80℃である。   The temperature (treatment temperature) of the carbon dioxide-containing atmosphere is usually 10 to 220 ° C., and preferably 15 to 210 ° C., more preferably 20 to 170 ° C., from the viewpoint of the balance between carbon dioxide absorption efficiency and economy. More preferably, it is 20-100 degreeC, Most preferably, it is 20-80 degreeC.

炭酸ガス含有雰囲気での保持時間(処理時間)は、後述の炭酸ガス吸収量が達成される限り特に制限されず、通常は5分間以上であり、炭酸ガスの吸収効率と経済性とのバランスの観点から、好ましくは10〜60分間、より好ましくは20〜40分間である。   The holding time (treatment time) in the carbon dioxide-containing atmosphere is not particularly limited as long as the carbon dioxide absorption amount described below is achieved, and is usually 5 minutes or more, and the balance between carbon dioxide absorption efficiency and economic efficiency From the viewpoint, it is preferably 10 to 60 minutes, more preferably 20 to 40 minutes.

炭酸ガス吸収処理は、炭酸ガスの吸収効率の観点から、0.1〜1MPa程度の加圧下で行うことが好ましいが、常圧下で行ってもよい。   The carbon dioxide absorption treatment is preferably performed under pressure of about 0.1 to 1 MPa from the viewpoint of carbon dioxide absorption efficiency, but may be performed under normal pressure.

炭酸ガス吸収処理は、連続式で行ってもよいし、またはいわゆるバッチ式で行ってもよく、大量生産時の製造コストの観点からは連続式で行うことが好ましい。   The carbon dioxide absorption treatment may be performed in a continuous manner, or may be performed in a so-called batch manner, and is preferably performed in a continuous manner from the viewpoint of manufacturing cost during mass production.

炭酸ガス吸収処理を連続式で行う場合、例えば、流動層式吸収装置を用いて、改質石炭を所定の炭酸ガス含有雰囲気中、所定の圧力下および所定の温度下で搬送して、改質石炭を炭酸ガス含有雰囲気にさらすことによって、炭酸ガス吸収処理を行うことができる。   When the carbon dioxide absorption treatment is performed continuously, for example, using a fluidized bed type absorption device, the reformed coal is conveyed at a predetermined pressure and a predetermined temperature in a predetermined carbon dioxide-containing atmosphere, and reformed. Carbon dioxide absorption treatment can be performed by exposing coal to an atmosphere containing carbon dioxide.

炭酸ガス吸収処理をバッチ式で行う場合、例えば、密閉容器に改質石炭を収容し、内部を所定の炭酸ガス含有雰囲気とした後、所定の圧力下および所定の温度下で保持することによって、炭酸ガス吸収処理を行うことができる。   When performing the carbon dioxide absorption treatment in a batch manner, for example, by storing the reformed coal in a sealed container and setting the inside to a predetermined carbon dioxide-containing atmosphere, by holding it under a predetermined pressure and a predetermined temperature, Carbon dioxide absorption treatment can be performed.

雰囲気ガスの使用量は、炭酸ガス吸収処理を連続式またはバッチ式のいずれの方式で行うかにより異なる。
例えば、連続式の炭酸ガス吸収処理の場合、雰囲気ガスの使用量は、雰囲気ガス/改質石炭の比率で通常は1m/ton−coal以上であり、炭酸ガスの吸収効率と経済性とのバランスの観点から、好ましくは1〜10m/ton−coal、より好ましくは1〜5m/ton−coalである。この場合、雰囲気ガスは循環させて連続的に再利用してよい。
また例えば、バッチ式の炭酸ガス吸収処理の場合、雰囲気ガスの使用量は、雰囲気ガス/改質石炭の比率で通常は0.5m/ton−coal以上であり、炭酸ガスの吸収効率と経済性とのバランスの観点から、好ましくは1〜10m/ton−coalである。この場合、雰囲気ガスは処理完了の都度、回収し、再利用してよい。
The amount of atmospheric gas used varies depending on whether the carbon dioxide absorption treatment is performed in a continuous or batch manner.
For example, in the case of continuous carbon dioxide absorption treatment, the amount of atmospheric gas used is usually 1 m 3 / ton-coal or more in terms of the ratio of atmospheric gas / modified coal. From the viewpoint of balance, it is preferably 1 to 10 m 3 / ton-coal, more preferably 1 to 5 m 3 / ton-coal. In this case, the atmospheric gas may be circulated and reused continuously.
Also, for example, in the case of batch type carbon dioxide absorption treatment, the amount of atmospheric gas used is usually at least 0.5 m 3 / ton-coal in the ratio of atmospheric gas / modified coal, and the carbon dioxide absorption efficiency and economy From the viewpoint of balance with nature, it is preferably 1 to 10 m 3 / ton-coal. In this case, the atmospheric gas may be collected and reused every time the process is completed.

以上の炭酸ガス吸収処理によって得られた本発明の耐発火性石炭は、炭酸ガス吸収量が0.003NmL/g−coal以上であり、耐発火性の観点から好ましくは0.010NmL/g−coal以上である。耐発火性と製造コストとのバランスの観点から炭酸ガス吸収量は0.003〜0.100NmL/g−coalが好ましく、より好ましくは0.010〜0.100NmL/g−coal、より好ましくは0.020〜0.100NmL/g−coal、さらに好ましくは0.050〜0.090NmL/g−coalである。炭酸ガス吸収量が少なすぎると、所望の耐発火性が得られない。   The ignition resistant coal of the present invention obtained by the above carbon dioxide absorption treatment has a carbon dioxide absorption of 0.003 NmL / g-coal or more, and preferably 0.010 NmL / g-coal from the viewpoint of ignition resistance. That's it. From the viewpoint of balance between ignition resistance and production cost, the carbon dioxide absorption is preferably 0.003 to 0.100 NmL / g-coal, more preferably 0.010 to 0.100 NmL / g-coal, more preferably 0. 0.020 to 0.100 NmL / g-coal, more preferably 0.050 to 0.090 NmL / g-coal. If the carbon dioxide absorption is too small, the desired ignition resistance cannot be obtained.

耐発火性石炭の炭酸ガス吸収量は、炭酸ガス含有雰囲気における炭酸ガス含有量、処理温度、処理時間、処理圧力、雰囲気ガスの使用量等の炭酸ガス吸収処理条件によって変動する。
例えば、炭酸ガス含有量は多いほど、炭酸ガス吸収量は大きくなる。炭酸ガス含有量は少ないほど、炭酸ガス吸収量は少なくなる。
また例えば、処理温度は上記範囲内で低いほど、炭酸ガス吸収量は大きくなる。処理温度は上記範囲内で高いほど、炭酸ガス吸収量は少なくなる。
また例えば、処理時間は長いほど、炭酸ガス吸収量は大きくなる。処理時間は短いほど、炭酸ガス吸収量は少なくなる。
また例えば、処理圧力は高いほど、炭酸ガス吸収量は大きくなる。処理圧力は低いほど、炭酸ガス吸収量は少なくなる。
また例えば、雰囲気ガスの使用量は多いほど、炭酸ガス吸収量は大きくなる。当該使用量は少ないほど、炭酸ガス吸収量は少なくなる。
The carbon dioxide absorption amount of the ignition resistant coal varies depending on the carbon dioxide absorption treatment conditions such as the carbon dioxide content, the treatment temperature, the treatment time, the treatment pressure, and the amount of the atmosphere gas used in the carbon dioxide containing atmosphere.
For example, the greater the carbon dioxide content, the greater the carbon dioxide absorption. The smaller the carbon dioxide content, the smaller the carbon dioxide absorption.
For example, as the processing temperature is lower within the above range, the amount of carbon dioxide absorption increases. The higher the treatment temperature is within the above range, the smaller the carbon dioxide absorption.
For example, the longer the treatment time, the larger the carbon dioxide absorption. The shorter the treatment time, the smaller the carbon dioxide absorption.
For example, the higher the treatment pressure, the larger the carbon dioxide absorption. The lower the processing pressure, the lower the carbon dioxide absorption.
For example, the amount of carbon dioxide absorption increases as the amount of atmospheric gas used increases. The smaller the amount used, the smaller the carbon dioxide absorption.

耐発火性石炭の炭酸ガス吸収量は、石炭を150℃まで昇温したときに遊離する二酸化炭素ガスの量を、石炭1gあたりの標準状態(0℃、1気圧)での量に換算した値(Nml/g−coal)であり、詳しくは以下の方法によって測定された値を用いている。
内径10mm、長さ200mmの石英管製流通式反応器に試料を5g充填し、20ml/分の速度で窒素ガスを流通させながら、25℃から150℃まで5℃/分で昇温し、この温度に30分間保持した。この間の排出ガスをすべて捕集し、ガス中の炭酸ガス濃度をガスクロマトグラフィーで分析した。排出ガス中の炭酸ガス量をもって吸収量とし、Nml/g−coalの単位で表示した。
Carbon dioxide absorption of ignition resistant coal is a value obtained by converting the amount of carbon dioxide gas liberated when the temperature of coal is raised to 150 ° C. into the amount in a standard state (0 ° C., 1 atm) per 1 g of coal. (Nml / g-coal), specifically, a value measured by the following method is used.
A quartz tube flow reactor having an inner diameter of 10 mm and a length of 200 mm was filled with 5 g of sample, and the temperature was raised from 25 ° C. to 150 ° C. at 5 ° C./min while nitrogen gas was circulated at a rate of 20 ml / min. Hold at temperature for 30 minutes. During this period, all exhaust gas was collected, and the carbon dioxide concentration in the gas was analyzed by gas chromatography. The amount of carbon dioxide in the exhaust gas was taken as the amount of absorption and displayed in units of Nml / g-coal.

炭酸ガス吸収処理によって得られた本発明の耐発火性石炭はまた、水分含量が通常は、0.5〜15重量%である。本発明の耐発火性石炭は、水分含量がこのように比較的少なくても、耐発火性に優れている。   The ignition resistant coal of the present invention obtained by the carbon dioxide absorption treatment also has a moisture content of usually 0.5 to 15% by weight. The ignition resistant coal of the present invention is excellent in ignition resistance even if the moisture content is relatively small.

<脱水処理工程>
脱水処理は、石炭原料から少なくとも水分を除去して石炭(改質石炭)を得るための処理である。
<Dehydration process>
A dehydration process is a process for removing coal at least from a coal raw material, and obtaining coal (reformed coal).

脱水処理方法は、石炭原料の脱水を達成できる限り特に制限されず、例えば、いわゆる油中脱水方法、溶解抽出方法、窒素気流乾燥法、天日乾燥法等が採用可能である。好ましい脱水処理方法は油中脱水方法である。油中脱水方法は、石炭中の水分含量を比較的有効に低減可能であり、そのような方法で得られた改質石炭は一般には耐発火性に劣るものであるが、そのような改質石炭であっても、上記炭酸ガス吸収処理によって耐発火性を有効に付与できる。特に油中脱水方法によって、水分含量が前記した範囲内に低減された改質石炭が比較的容易に得られる。   The dehydration method is not particularly limited as long as dehydration of the coal raw material can be achieved. For example, a so-called oil-in-water dehydration method, a solution extraction method, a nitrogen stream drying method, a sun drying method, and the like can be employed. A preferred dehydration method is an oil-in-water dehydration method. The dewatering method in oil can relatively effectively reduce the moisture content in coal, and the modified coal obtained by such a method is generally inferior in ignition resistance. Even if it is coal, ignition resistance can be effectively provided by the said carbon dioxide absorption process. In particular, modified coal having a moisture content reduced within the above-described range can be obtained relatively easily by the dehydration method in oil.

脱水処理方法として、いわゆるハイパーコール法を採用することもできる。ハイパーコール法は、油中脱水方法で脱水を行った後、溶剤で石炭成分を抽出することにより、灰分を固相として除去して、いわゆるハイパーコール(無灰炭)を得る方法である。   A so-called hyper call method can also be employed as a dehydration method. The hyper coal method is a method of obtaining so-called hyper coal (ashless coal) by performing dehydration in an oil dehydration method and then extracting coal components with a solvent to remove ash as a solid phase.

[油中脱水方法]
油中脱水方法は、以下の工程(A1)〜(A4)を有するものである;
(A1)石炭原料を、重質油分および溶媒油分を含む混合油と混合して原料スラリーを得る混合工程;
(A2)該原料スラリーを加熱して石炭原料の脱水を進めると共に、石炭原料の細孔内に混合油を含浸せしめ、脱水スラリーを得る蒸発工程;
(A3)該脱水スラリーから改質石炭と混合油とを分離する固液分離工程;
(A4)該改質石炭を乾燥する工程。
[Dehydration method in oil]
The oil-in-water dehydration method has the following steps (A1) to (A4);
(A1) A mixing step in which a raw material slurry is obtained by mixing a coal raw material with a mixed oil containing a heavy oil component and a solvent oil component;
(A2) Evaporating step of heating the raw material slurry to advance dehydration of the coal raw material and impregnating the mixed oil into the pores of the coal raw material to obtain a dehydrated slurry;
(A3) a solid-liquid separation step of separating the reformed coal and the mixed oil from the dewatered slurry;
(A4) A step of drying the modified coal.

各工程について、図1〜図4を用いて詳しく説明する。図1は、改質石炭を油中脱水方法により得るための一実施形態を示すプロセスフロー図である。図2は固液分離工程の一実施形態を示す模式図である。図3は最終乾燥工程の一実施形態を示す模式図である。図4は図1に示すプロセスフロー図に従って改質石炭を得るための装置の一実施形態を示す模式図である。   Each step will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a process flow diagram showing an embodiment for obtaining reformed coal by a dewatering method in oil. FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment of the solid-liquid separation step. FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of the final drying step. FIG. 4 is a schematic diagram showing an embodiment of an apparatus for obtaining modified coal according to the process flow diagram shown in FIG.

(混合工程(A1))
本工程では、石炭原料を、重質油分および溶媒油分を含む混合油と混合して原料スラリーを得る(図1の混合工程)。本工程は、図4中、混合槽2で行われる。
(Mixing step (A1))
In this step, the coal raw material is mixed with a mixed oil containing heavy oil and solvent oil to obtain a raw material slurry (mixing step in FIG. 1). This step is performed in the mixing tank 2 in FIG.

石炭原料は、特に多量の水分を含有し、脱水することが望まれるいわゆる低品位石炭、例えば30〜70重量%もの水分を含有する石炭が好ましく使用される。そのような石炭原料として、例えば、褐炭、亜炭、亜れき青炭等が挙げられる。例えば、褐炭には、ビクトリア炭、ノースダコタ炭、ベルガ炭等があり、亜れき青炭には、西バンゴ炭、ビヌンガン炭、サマランガウ炭、エココール炭等がある。石炭原料は通常、予め粉砕して使用される(図1の粉砕工程)。石炭原料の粒子径は特に制限されるものではなく、前記した改質石炭が粉末形態を有する場合の平均粒子径と同様の範囲内であってよい。   As the coal raw material, a so-called low grade coal that contains a large amount of water and is desired to be dehydrated, for example, coal containing 30 to 70% by weight of water is preferably used. Examples of such coal raw materials include lignite, lignite, subbituminous coal, and the like. For example, lignite coal includes Victoria coal, North Dakota coal, Belga coal, etc., and subbituminous coal includes West Bango coal, Binungan coal, Samarangau coal, Ecocoal coal, and the like. The coal raw material is usually used after being pulverized in advance (the pulverization step in FIG. 1). The particle diameter of the coal raw material is not particularly limited, and may be within the same range as the average particle diameter when the above-described modified coal has a powder form.

重質油分とは、真空残渣油の如く、例えば400℃でも実質的に蒸気圧を示すことがない様な重質分あるいはこれを多く含む油である。従って重質油分のみを使用してこれを石炭原料の細孔に侵入し得る様な流動性になるまで加熱しようとすると、石炭原料自体が熱分解を起こす。また本発明で用いる重質油分は前述の如く殆んど蒸気圧を示さないものであるから、これを気化させキャリヤガスに乗せて蒸着させようとすることは一層無理である。結局、重質油分のみでは高粘性の為良好なスラリー状を得難いだけでなく、殆んど揮発性を有しない為、細孔内への侵入性が低くなる。従って何らかの溶剤あるいは分散剤の協力が必要となる。   The heavy oil component is an oil containing a heavy component or a large amount that does not substantially exhibit a vapor pressure even at 400 ° C., such as a vacuum residue oil. Therefore, if only heavy oil is used and it is attempted to heat it until it is fluid enough to enter the pores of the coal feed, the coal feed itself will undergo thermal decomposition. Further, as described above, the heavy oil used in the present invention hardly exhibits a vapor pressure. Therefore, it is impossible to vaporize the heavy oil and deposit it on a carrier gas. As a result, not only a heavy oil component is highly viscous and it is difficult to obtain a good slurry, but also has little volatility, so that the penetration into the pores is low. Therefore, it is necessary to cooperate with any solvent or dispersant.

そこで本発明では、重質油分を溶媒油分中に溶解させて含浸作業性、スラリー形成性を良好にしてから使用する。上記重質油分を分散させる溶媒油分としては、重質油分との親和性、スラリーとしてのハンドリング性、細孔内への侵入容易性等の観点から軽沸油分が好まれるが、水分蒸発温度での安定性を考慮すれば、沸点100℃以上、好ましくは300℃以下の石油系油(灯油、軽油あるいは重油等)を使用することが推奨される。この様な重質油分含有混合油を使用すると、これが適切な流動性を示す為、重質油分単独では果たし得ない様な細孔内への侵入が促進される。   Therefore, in the present invention, the heavy oil component is dissolved in the solvent oil component to improve the impregnation workability and slurry forming property before use. As the solvent oil for dispersing the heavy oil, a light boiling oil is preferred from the viewpoint of affinity with the heavy oil, handling as a slurry, ease of penetration into the pores, etc. In view of the stability of the oil, it is recommended to use petroleum oil (boiling oil, light oil, heavy oil, etc.) having a boiling point of 100 ° C. or higher, preferably 300 ° C. or lower. When such a heavy oil-containing mixed oil is used, it exhibits appropriate fluidity, and therefore, penetration into pores that cannot be achieved by the heavy oil alone is promoted.

尚上記の様な重質油分含有混合油は、(イ)元々重質油分と溶媒油分の両方を含む混合油として得られるもの、或は(ロ)重質油分と溶媒油分を混合して得られるもののいずれであっても良い。前者(イ)としては、例えば、石油系の重油;精製未済で重質油分を含む石油系の軽油留分、灯油留分、潤滑油成分;コールタール;溶剤あるいは洗浄剤として用いた為、重質油分の不純物を含んでしまった軽油や灯油;繰り返し使用したことによって劣化した留分を含んでしまった熱媒油等が使用される。後者(ロ)としては、例えば、石油アスファルト、天然アスファルト、石炭系重質油、石油系若しくは石炭系の蒸留残渣、あるいはこれらを多く含むものを、石油系の軽油、灯油、潤滑油等と混合したもの;前者(イ)の混合油を石油系の軽油、灯油、潤滑油で希釈したもの等が用いられる。尚アスファルト類はそれ自体が安価であると共に、一旦活性点に付着した後は離れ難いという特性があるので、特に好適なものとして使用される。   The heavy oil-containing mixed oil as described above is (i) originally obtained as a mixed oil containing both heavy oil and solvent oil, or (b) obtained by mixing heavy oil and solvent oil. Any of the above can be used. The former (b) includes, for example, petroleum-based heavy oils; petroleum-based light oil fractions that have not been refined and contain heavy oil components, kerosene fractions, lubricating oil components; coal tar; Light oil or kerosene that contains impurities of quality oil; heat transfer oil that contains fractions that have deteriorated due to repeated use are used. As the latter (b), for example, petroleum asphalt, natural asphalt, coal-based heavy oil, petroleum-based or coal-based distillation residue, or a mixture containing many of these is mixed with petroleum-based light oil, kerosene, lubricating oil, etc. Those obtained by diluting the mixed oil of the former (A) with petroleum-based light oil, kerosene, lubricating oil, etc. are used. Asphalts are particularly suitable because they are inexpensive per se and are difficult to leave once attached to the active site.

混合油における重質油分の含有量は通常、混合油全量に対して重量比で0.25〜15%の範囲である。   The content of the heavy oil in the mixed oil is usually in the range of 0.25 to 15% by weight with respect to the total amount of the mixed oil.

石炭原料に対する混合油の混合割合は特に限定されるものではなく、通常は石炭原料に対する重質油分の混合割合が無水炭に対して重量比で0.5〜30%、特に0.5〜5%となるような範囲が妥当である。重質油分の混合割合が少なすぎると、細孔内への吸着量が不十分となって自然発火性を抑える効果が弱くなる。重質油分の混合割合が多すぎると油のコストが負担となって経済性が薄れる。   The mixing ratio of the mixed oil with respect to the coal raw material is not particularly limited. Usually, the mixing ratio of the heavy oil to the coal raw material is 0.5 to 30% by weight with respect to the anhydrous coal, particularly 0.5 to 5%. % Is a reasonable range. If the mixing ratio of the heavy oil is too small, the amount of adsorption into the pores becomes insufficient, and the effect of suppressing spontaneous ignition is weakened. If the mixing ratio of heavy oil is too large, the cost of oil becomes a burden and the economy is reduced.

混合条件は特に制限されず、通常は、大気圧下、40〜100℃で混合する。   Mixing conditions are not particularly limited, and usually, mixing is performed at 40 to 100 ° C. under atmospheric pressure.

混合工程で得られた原料スラリーは蒸発工程に先立って、予熱してもよいし(図1の予熱工程)、または予熱しなくてもよい。予熱条件は特に制限されない。予熱を行う場合、予熱工程は、図4中、予熱器3で行われる。   The raw material slurry obtained in the mixing step may be preheated before the evaporation step (preheating step in FIG. 1) or may not be preheated. The preheating condition is not particularly limited. When preheating is performed, the preheating process is performed by the preheater 3 in FIG.

(蒸発工程(A2))
本工程では、原料スラリーを加熱して石炭原料の脱水を進めると共に、石炭原料の細孔内に混合油を含浸せしめ、脱水スラリーを得る(図1の蒸発工程)。本工程は、図4中、蒸発器4で行われる。
(Evaporation process (A2))
In this step, the raw material slurry is heated to dewater the coal raw material, and the mixed oil is impregnated in the pores of the coal raw material to obtain a dehydrated slurry (evaporation step in FIG. 1). This step is performed by the evaporator 4 in FIG.

本工程において詳しくは、原料スラリーを、例えば100〜250℃に加熱する。これによって石炭原料の細孔内水分が気化蒸発した後の空席部に前記混合油が入れ替わり、付着される。こうして細孔内水分の気化蒸発が進行するのに応じて前記混合油の付着・被覆が行なわれる。また若干の水蒸気が残存していても、それが冷却過程で凝縮するときに負圧が形成されて重質油分含有混合油が細孔内に吸引されていくので、細孔内表層部は重質油分を含有する混合油によって次々被覆され、遂には細孔開口部のほぼ全域が重質油分含有混合油によって充満しつくされる。しかも混合油中の重質油分は活性点に選択的に吸着され易すく、また付着すると離れ難いため、結果的に溶媒油分よりも優先的に付着していくことが期待される。こうして細孔内表層部が外気から遮断されることによって自然発火性を失わせることが可能となる。また大量の水分が蒸発除去されると共に重質油分含有混合油、特に重質油分が優先して細孔内を充満することになるので、石炭原料全体としてのカロリーアップが安価に達成される。   In detail in this process, a raw material slurry is heated, for example to 100-250 degreeC. As a result, the mixed oil is replaced and attached to the empty seat portion after the moisture in the pores of the coal raw material has evaporated and evaporated. In this way, the mixed oil is attached and coated as the vaporization and evaporation of the moisture in the pores proceeds. Even if some water vapor remains, a negative pressure is formed when it condenses during the cooling process, and the heavy oil-containing mixed oil is sucked into the pores. The mixture oil is successively covered with the mixed oil containing the fine oil, and finally, almost the entire area of the pore opening is filled with the mixed oil containing the heavy oil. In addition, the heavy oil in the mixed oil is easily selectively adsorbed at the active site, and when it adheres, it is difficult to separate, and as a result, it is expected to preferentially adhere to the solvent oil. Thus, it becomes possible to lose spontaneous ignition by blocking the surface layer portion in the pores from the outside air. In addition, a large amount of water is removed by evaporation, and the heavy oil-containing mixed oil, particularly heavy oil, preferentially fills the pores, so that calorie increase as a whole coal raw material is achieved at low cost.

加熱は加圧下で行うことが好ましく、通常は2〜15気圧が好適である。
加熱時間は、一連の工程が通常は連続運転により実施されるため一概に規定できるものではなく、石炭原料の脱水と細孔内への混合油の含浸とを達成できればよい。
Heating is preferably performed under pressure, and usually 2 to 15 atmospheres is suitable.
The heating time is not generally defined because a series of steps are usually carried out by continuous operation, and it is only necessary to achieve dehydration of the coal raw material and impregnation of the mixed oil into the pores.

蒸発工程において加熱により発生した水蒸気は除去される。本工程で発生・除去される水蒸気は回収して昇圧し、予熱工程や蒸発工程における加熱源に用いることができる。また水蒸気は液化・冷却させて、水添加工程で使用される水として使用することもできる。   Water vapor generated by heating in the evaporation step is removed. Water vapor generated / removed in this step can be recovered and increased in pressure and used as a heating source in a preheating step or an evaporation step. Further, the water vapor can be liquefied and cooled to be used as water used in the water addition step.

(固液分離工程(A3))
固液分離工程では、脱水スラリーから改質石炭と混合油とを分離する(図1の固液分離工程)。本工程は、図4中、固液分離器5で行われる。
(Solid-liquid separation step (A3))
In the solid-liquid separation step, the reformed coal and the mixed oil are separated from the dewatered slurry (solid-liquid separation step in FIG. 1). This step is performed by the solid-liquid separator 5 in FIG.

分離方法は種々の方法を用いることができ、例えば、遠心分離法、沈降法、濾過法、圧搾法等が使用可能である。これらの方法を組み合わせて使用することもできる。分離効率の観点から、遠心分離法を使用することが好ましい。   Various methods can be used as the separation method, and for example, a centrifugal separation method, a sedimentation method, a filtration method, a pressing method, and the like can be used. A combination of these methods can also be used. From the viewpoint of separation efficiency, it is preferable to use a centrifugal separation method.

例えば、遠心分離法を採用する場合、図2に示すように、蒸発工程で得られた脱水スラリー11をまず、冷却器12で100℃未満、通常は80〜99℃まで冷却する。次いで、当該脱水スラリーに対して固液分離器5aによる固液分離を行った後、固体分14としての改質石炭は通常は最終乾燥工程6に送られて乾燥される。一方、液体分としての混合油は混合工程2に送られ、原料スラリー形成の為の媒体(循環油(CO))として循環使用できる(循環工程)。   For example, when employing the centrifugal separation method, as shown in FIG. 2, the dehydrated slurry 11 obtained in the evaporation step is first cooled to less than 100 ° C., usually 80 to 99 ° C., with a cooler 12. Next, after the solid-liquid separation by the solid-liquid separator 5a is performed on the dehydrated slurry, the modified coal as the solid content 14 is usually sent to the final drying step 6 and dried. On the other hand, the mixed oil as the liquid component is sent to the mixing step 2 and can be circulated and used as a medium (circulating oil (CO)) for forming the raw slurry (circulation step).

(乾燥工程(A4))
固液分離工程で分離された固体分(改質石炭)は通常は混合油により未だ湿潤しているので、乾燥させる(図1の最終乾燥工程)。本工程は、図4中、乾燥機6で行われる。
(Drying step (A4))
Since the solid content (modified coal) separated in the solid-liquid separation step is usually still wet with the mixed oil, it is dried (final drying step in FIG. 1). This process is performed by the dryer 6 in FIG.

乾燥方法は改質石炭から混合油を蒸発分離できる限り特に制限されず、通常は乾燥効率の観点から、窒素ガス等のキャリアガスを用いたスチームチューブドライヤを用いる方法が好ましい。スチームチューブドライヤ6では、例えば図3に示すように、固液分離工程で分離された改質石炭ケーキ52を、例えば約200℃まで加熱してケーキ中の油分、特に溶媒油分を蒸発させる。それと同時に、キャリアガス(CG)により蒸発油分をドライヤから移送して取り除き、改質石炭53を得る。蒸発油分を含むキャリアガスには一般に改質石炭も同伴されるので、集塵装置54において同伴改質石炭を取り除く。通常はさらに、ガス冷却器55において冷却によって蒸発油分を凝縮させつつ、循環油(CO)を循環させて噴霧し、キャリアガス中の残留改質石炭を循環油で捕捉・除去する。改質石炭および蒸発油分を除去されたキャリアガス(CG)は循環・加熱されてスチームチューブドライヤ6で再利用される。キャリアガス中の蒸発油分の凝縮により得られた油分(混合油)は、原料スラリー形成の為の媒体(循環油(CO))として循環使用できる。ドライヤ6から集塵装置54へのキャリアガス配管および集塵装置54からガス冷却器55へのキャリアガス配管には通常、キャリアガス搬送中の蒸発油分の凝縮を防止するために、ヒーター56が配設される。   The drying method is not particularly limited as long as the mixed oil can be evaporated and separated from the modified coal. Usually, a method using a steam tube dryer using a carrier gas such as nitrogen gas is preferable from the viewpoint of drying efficiency. In the steam tube dryer 6, for example, as shown in FIG. 3, the reformed coal cake 52 separated in the solid-liquid separation step is heated to, for example, about 200 ° C. to evaporate the oil in the cake, particularly the solvent oil. At the same time, the evaporated oil is removed from the dryer by carrier gas (CG), and the modified coal 53 is obtained. Since the modified coal is generally accompanied by the carrier gas containing the evaporated oil, the accompanying modified coal is removed by the dust collector 54. Normally, further, in the gas cooler 55, the evaporated oil is condensed by cooling, while circulating oil (CO) is circulated and sprayed, and residual reformed coal in the carrier gas is captured and removed with the circulating oil. The reformed coal and the carrier gas (CG) from which the evaporated oil is removed are circulated and heated and reused in the steam tube dryer 6. The oil (mixed oil) obtained by condensing the evaporated oil in the carrier gas can be circulated and used as a medium (circulated oil (CO)) for forming the raw slurry. The carrier gas piping from the dryer 6 to the dust collector 54 and the carrier gas piping from the dust collector 54 to the gas cooler 55 are usually provided with heaters 56 to prevent condensation of evaporated oil during carrier gas conveyance. Established.

乾燥された改質石炭は所望により冷却および成型してもよい(図1の冷却工程および成型工程)。例えば、冷却工程で冷却され、粉末状改質石炭として得ることもできるし、あるいは冷却工程での冷却の後、成型工程で成型され、成型改質石炭として得ることもできる。また冷却されることなく、成型工程で成型されて成型改質石炭を得ることもできる。   The dried modified coal may be cooled and molded as desired (cooling process and molding process in FIG. 1). For example, it can be cooled in the cooling step and obtained as powdered modified coal, or after cooling in the cooling step, it can be molded in the molding step and obtained as molded modified coal. In addition, the molded modified coal can be obtained by being molded in the molding process without being cooled.

<実験例>
固液分離器5として図2に示した遠心分離機5aを用いたこと、および予熱器3を有さないこと以外、図4と同様の装置を連続運転し、改質石炭を得た。
<Experimental example>
The apparatus similar to that shown in FIG. 4 was continuously operated except that the centrifuge 5a shown in FIG. 2 was used as the solid-liquid separator 5 and the preheater 3 was not provided to obtain modified coal.

詳しくは、褐炭(石炭原料)はハンマークラッシャーにより最大粒子径3000μm、平均粒子径約150μmに粉砕し、混合槽2に供給した。混合槽2では、褐炭180kg/時とアスファルト分・灯油分混合油250kg/時[循環混合油249kg/時、アスファルト1kg/時]が供給されて原料スラリーが調製される(80℃、100kPa)。褐炭の水分含量は42重量%であった。   Specifically, lignite (coal raw material) was pulverized with a hammer crusher to a maximum particle size of 3000 μm and an average particle size of about 150 μm, and supplied to the mixing tank 2. In the mixing tank 2, lignite coal 180 kg / hour and asphalt / kerosene oil mixture 250 kg / hour [circulated mixed oil 249 kg / hour, asphalt 1 kg / hour] are supplied to prepare a raw material slurry (80 ° C., 100 kPa). The moisture content of lignite was 42% by weight.

原料スラリーはスラリーポンプSPにより、一部が混合槽2に戻されながらも、蒸発器4に供給(430kg/時)され、160℃、300kPaの条件で油中脱水が行なわれる。この処理により水分が除去され、脱水スラリーが形成される。脱水スラリーはスラリーポンプSPにより、一部が蒸発器4に戻されながらも、固液分離器5に供給され、遠心分離機5aによって固液分離される。固液分離器5において詳しくは、図2に示すように、脱水スラリー11は冷却器12で約80℃まで冷却された後、遠心分離機5a(130℃、100kPa)に供給され、液体分として分離された混合油13は循環油(CO)として混合槽2に送られ、原料スラリー形成の為の媒体として循環使用される。遠心分離機で分離された固体分14としての改質石炭は、図4に示すように、最終乾燥機6に送られて乾燥される。最終乾燥機6において詳しくは、図3に示すように、スチームチューブドライヤ6により、改質石炭ケーキ52を約200℃まで加熱してケーキ中の油分を蒸発させ、キャリアガス(CG)により蒸発油分をドライヤから移送して取り除き、改質石炭53を得る。以上のような連続運転時において、循環油の循環速度は40kg/時であった。改質石炭53の水分含量は0.8重量%であった。   The raw material slurry is supplied to the evaporator 4 (430 kg / hour) while being partially returned to the mixing tank 2 by the slurry pump SP, and is dehydrated in oil under the conditions of 160 ° C. and 300 kPa. This treatment removes moisture and forms a dehydrated slurry. The dehydrated slurry is supplied to the solid-liquid separator 5 while being partially returned to the evaporator 4 by the slurry pump SP, and is solid-liquid separated by the centrifuge 5a. In detail, in the solid-liquid separator 5, as shown in FIG. 2, the dehydrated slurry 11 is cooled to about 80 ° C. by the cooler 12, and then supplied to the centrifuge 5 a (130 ° C., 100 kPa) as a liquid component. The separated mixed oil 13 is sent to the mixing tank 2 as circulating oil (CO), and is circulated and used as a medium for forming the raw slurry. The reformed coal as the solid content 14 separated by the centrifuge is sent to the final dryer 6 and dried as shown in FIG. In detail in the final dryer 6, as shown in FIG. 3, the reformed coal cake 52 is heated to about 200 ° C. by the steam tube dryer 6 to evaporate the oil in the cake, and the evaporated oil content is obtained by the carrier gas (CG). Is removed from the dryer to obtain modified coal 53. During the continuous operation as described above, the circulation speed of the circulating oil was 40 kg / hour. The water content of the modified coal 53 was 0.8% by weight.

次いで、改質石炭の炭酸ガス吸収処理を行った。詳しくは、流動層式吸収装置を用いて、改質石炭を所定の炭酸ガス含有雰囲気中、0.1MPaの加圧下および所定の温度下で搬送して、改質石炭を炭酸ガス含有雰囲気にさらした。改質石炭の当該雰囲気での通過時間(保持時間)は30分間であり、雰囲気ガス/改質石炭比率は3m/ton−coalであった。
なお、改質石炭を高さ6mのパイルにつみ、1週間大気下に放置した時の水分含量は、いずれの条件で処理したものも、5.8重量%であった。
Next, carbon dioxide absorption treatment of the modified coal was performed. Specifically, using a fluidized bed type absorber, the reformed coal is conveyed in a predetermined carbon dioxide-containing atmosphere under a pressure of 0.1 MPa and a predetermined temperature to expose the modified coal to the carbon dioxide-containing atmosphere. did. The passage time (retention time) of the modified coal in the atmosphere was 30 minutes, and the atmosphere gas / modified coal ratio was 3 m 3 / ton-coal.
The moisture content when the modified coal was put in a pile of 6 m in height and left in the atmosphere for 1 week was 5.8% by weight treated under any conditions.

[評価]
[炭酸ガス吸収量の測定]
得られた石炭、および炭酸ガス吸収処理を行わなかった前記改質石炭を試料として用い、前記した方法により炭酸ガス吸収量を測定した。
[Evaluation]
[Measurement of carbon dioxide absorption]
Carbon dioxide absorption was measured by the above-described method using the obtained coal and the modified coal not subjected to carbon dioxide absorption treatment as samples.

[耐自然発火性の相対評価]
得られた石炭、および炭酸ガス吸収処理を行わなかった前記改質石炭を試料として用い、以下の方法により耐自然発火性の相対評価を行った。
試料10gを内容積1000mlの石英製容器に入れ、内部を空気で満たして閉じ込めて、容器ごと70℃の恒温槽に入れて、24時間保持した。そののちに、内部のガス組成をガスクロマトグラフィーで分析し、吸収された酸素量を測定した。炭酸ガス吸収処理を行わなかった前記改質石炭における酸素吸収量を100として、相対値で比較した。
酸素吸収量の相対値は、90超が耐発火性を有しないと判断されるレベル(実用上問題あり)であり、90以下が耐発火性を有すると判断されるレベル(実用上問題なし)である。特に酸素吸収量の相対値は、50以下が好ましいレベルであり、30以下がより好ましいレベルであり、10以下が最も好ましいレベルである。
[Relative evaluation of spontaneous ignition resistance]
Using the obtained coal and the modified coal that was not subjected to carbon dioxide absorption treatment as a sample, relative ignition resistance was evaluated by the following method.
10 g of the sample was placed in a quartz container having an internal volume of 1000 ml, the inside was filled with air and confined, and the whole container was placed in a thermostat at 70 ° C. and held for 24 hours. After that, the gas composition inside was analyzed by gas chromatography, and the amount of absorbed oxygen was measured. The oxygen absorption amount in the modified coal that was not subjected to the carbon dioxide absorption treatment was set as 100, and the relative values were compared.
The relative value of the oxygen absorption amount is a level at which more than 90 is judged to have no ignition resistance (practical problem), and a level at which 90 or less is judged to have ignition resistance (no problem for practical use). It is. In particular, the relative value of oxygen absorption is preferably 50 or less, more preferably 30 or less, and most preferably 10 or less.

Figure 2011111529
Figure 2011111529

実験例より、炭酸ガス吸収処理について、処理温度が低いほど、雰囲気ガスの炭酸ガス濃度が高いほど、耐自然発火性の向上に効果的である。   From the experimental examples, regarding the carbon dioxide absorption treatment, the lower the treatment temperature and the higher the carbon dioxide concentration of the atmospheric gas, the more effective the improvement of spontaneous ignition resistance.

本発明の耐発火性石炭は、燃料(例えば、火力発電やボイラーの燃料)、ガス化原料(例えば、水素製造用ガス化原料)、化学品の原料、および高炉吹き込み用炭として有用である。   The ignition-resistant coal of the present invention is useful as a fuel (for example, thermal power generation or boiler fuel), a gasification raw material (for example, a gasification raw material for hydrogen production), a chemical raw material, and a blast furnace blowing coal.

2:混合槽、3:予熱器、4:蒸発器、5:5a:5b:固液分離器、6:乾燥機、11:脱水スラリー、12:冷却器、13:液体分(混合油)、14:固体分(改質石炭)、21:31:41:水添加装置、52:改質石炭ケーキ、53:改質石炭、54:集塵装置、55:ガス冷却器、56:ヒーター。     2: mixing tank, 3: preheater, 4: evaporator, 5: 5a: 5b: solid-liquid separator, 6: dryer, 11: dehydrated slurry, 12: cooler, 13: liquid component (mixed oil), 14: Solid content (modified coal), 21:31:41: Water addition device, 52: Modified coal cake, 53: Modified coal, 54: Dust collector, 55: Gas cooler, 56: Heater.

Claims (7)

石炭原料を脱水処理して改質石炭を得た後、該改質石炭に炭酸ガスを吸収させることを特徴とする耐発火性石炭の製造方法。   A method for producing an ignition-resistant coal, comprising dehydrating a coal raw material to obtain modified coal, and then allowing the modified coal to absorb carbon dioxide. 改質石炭に炭酸ガスを、その吸収量が0.003〜0.100NmL/g−coalとなるように吸収させることを特徴とする請求項1に記載の耐発火性石炭の製造方法。   The method for producing ignition-resistant coal according to claim 1, wherein carbon dioxide is absorbed into the modified coal so that the absorption amount is 0.003 to 0.100 NmL / g-coal. 改質石炭に吸収させる炭酸ガスとして石炭燃焼排ガスを用いることを特徴とする請求項1または2に記載の耐発火性石炭の製造方法。   The method for producing ignition-resistant coal according to claim 1 or 2, wherein coal combustion exhaust gas is used as carbon dioxide gas to be absorbed by the modified coal. 改質石炭の水分含量が0.5〜15重量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の耐発火性石炭の製造方法。   The moisture content of the modified coal is 0.5 to 15% by weight, The method for producing an ignition-resistant coal according to any one of claims 1 to 3. 脱水処理方法が油中脱水方法であり、以下の工程を有する請求項1〜4のいずれかに記載の耐発火性石炭の製造方法;
(A1)石炭原料を、重質油分および溶媒油分を含む混合油と混合して原料スラリーを得る混合工程;
(A2)該原料スラリーを加熱して石炭原料の脱水を進めると共に、石炭原料の細孔内に混合油を含浸せしめ、脱水スラリーを得る蒸発工程;
(A3)該脱水スラリーから改質石炭と混合油とを分離する固液分離工程;
(A4)該改質石炭を乾燥する工程。
The method for producing an ignition-resistant coal according to any one of claims 1 to 4, wherein the dehydration method is a dehydration method in oil, and the method includes the following steps;
(A1) A mixing step in which a raw material slurry is obtained by mixing a coal raw material with a mixed oil containing a heavy oil component and a solvent oil component;
(A2) Evaporating step of heating the raw material slurry to advance dehydration of the coal raw material and impregnating the mixed oil into the pores of the coal raw material to obtain a dehydrated slurry;
(A3) a solid-liquid separation step of separating the reformed coal and the mixed oil from the dewatered slurry;
(A4) A step of drying the modified coal.
請求項1〜5のいずれかに記載の方法によって製造されたことを特徴とする耐発火性石炭。   An ignition-resistant coal produced by the method according to any one of claims 1 to 5. 炭酸ガス吸収量が0.003〜0.100NmL/g−coalであることを特徴とする耐発火性石炭。   An ignition-resistant coal having a carbon dioxide absorption of 0.003 to 0.100 NmL / g-coal.
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