JP2013173832A - Modified coal production equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、改質石炭製造設備に関し、特に、褐炭や亜瀝青炭等のような多孔質で水分含有量の多い低品位石炭を改質する場合に適用すると有効なものである。 The present invention relates to a modified coal production facility, and is particularly effective when applied to reforming porous, low-grade coal having a high water content such as lignite and subbituminous coal.
褐炭や亜瀝青炭等のような水分含有量の多い石炭である低品位石炭は、埋蔵量が多いものの、単位重量当たりの発熱量が低いため、加熱して乾燥処理や乾留処理することにより、単位重量当たりの発熱量を高めるようにしている。 Low-grade coal, such as lignite and sub-bituminous coal, which has a high water content, has a large reserve, but its calorific value per unit weight is low. The calorific value per weight is increased.
ところで、加熱された上記低品位石炭は、水を吸着しやすくなると共に、表面のカルボキシル基等が離脱して表面にラジカル等を生じることにより表面の活性が高くなって空気中の酸素と反応しやすくなってしまうことから、上記反応に伴う反応熱によって自然発火してしまうおそれがある。 By the way, the heated low-grade coal is easy to adsorb water, and the surface carboxyl groups and the like are released to generate radicals on the surface, so that the surface activity becomes high and reacts with oxygen in the air. Since it becomes easy, there exists a possibility that it may ignite spontaneously with the reaction heat accompanying the said reaction.
このため、例えば、下記特許文献1等においては、低品位石炭を乾燥して乾留した乾留石炭を低酸素雰囲気(酸素濃度約10%前後)中で加熱(約150〜170℃)して、当該乾留石炭の表面を一部酸化させて当該乾留石炭の表面の活性を低下させる不活性化処理を行うことにより、自然発火を抑制した改質石炭を製造するようにしている。
For this reason, for example, in the following
ところで、前述したようにして改質石炭を製造する際には、原料石炭の組成が、採取される山元によってバラつきを有していることから、どのような組成の原料石炭であっても不活性化を十分に実施できるように、不活性化処理の雰囲気中の酸素濃度や雰囲気温度や処理時間等の各種処理条件を設定している。このため、比較的緩い処理条件で不活性化を十分に実施できる原料石炭に対しても、比較的厳しい処理条件で不活性化を実施することになってしまい、処理コストに無駄を生じてしまっていた。 By the way, when producing modified coal as described above, the composition of the raw material coal varies depending on the sampled mountain, so that it is inactive regardless of the raw material coal of any composition. Various treatment conditions such as the oxygen concentration in the atmosphere of the inactivation treatment, the ambient temperature, and the treatment time are set so that the activation can be sufficiently performed. For this reason, even for raw coal that can be sufficiently deactivated under relatively loose processing conditions, the inactivation is performed under relatively severe processing conditions, resulting in waste of processing costs. It was.
このようなことから、本発明は、各種組成の原料石炭であっても、必要十分な条件で不活性化処理を実施して改質石炭を製造することが簡単にできる改質石炭製造設備を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a modified coal production facility that can easily produce a modified coal by performing an inactivation treatment under necessary and sufficient conditions even for raw material coal of various compositions. The purpose is to provide.
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る改質石炭製造設備は、原料石炭から水分を除去することにより乾燥石炭とする乾燥手段と、前記乾燥石炭を乾留することにより乾留石炭とする乾留手段と、酸素を含有する処理ガスで前記乾留石炭を加熱して不活性化処理することにより改質石炭とする不活性化処理手段とを備えている改質石炭製造設備において、前記乾燥手段で乾燥された前記乾燥石炭の一部を分取して当該乾燥石炭の酸素吸着速度Vdを求める第一の酸素吸着速度測定手段と、前記不活性化処理手段で不活性化処理された前記改質石炭の一部を分取して当該改質石炭の酸素吸着速度Vrを求める第二の酸素吸着速度測定手段と、前記酸素吸着速度Vd,Vrに基づいて、下記の酸素吸着速度比算出式から酸素吸着速度比Nを算出し、当該酸素吸着速度比Nが規格値Nsの範囲内である場合には、不活性化処理条件を維持するように前記不活性化処理手段を制御し、前記酸素吸着速度比Nが前記規格値Nsの範囲よりも大きい場合には、当該酸素吸着速度比Nに対応する前記処理ガス中への増加酸素濃度値Oaをマップから読み出して、当該処理ガス中の現在酸素濃度値Op及び当該増加酸素濃度値Oaに基づいて当該処理ガス中の修正酸素濃度値Ocを算出して、当該処理ガスが当該修正酸素濃度値Ocとなるように前記不活性化処理手段を制御し、前記酸素吸着速度比Nが前記規格値Nsの範囲よりも小さい場合には、当該酸素吸着速度比Nに対応する前記処理ガス中への減少酸素濃度値Odをマップから読み出して、当該処理ガス中の現在酸素濃度値Op及び当該減少酸素濃度値Odに基づいて当該処理ガス中の修正酸素濃度値Ocを算出して、当該処理ガスが当該修正酸素濃度値Ocとなるように前記不活性化処理手段を制御する主演算制御手段とを備えていることを特徴とする。 The modified coal production facility according to the first invention for solving the above-mentioned problem is a drying means for making dry coal by removing moisture from raw coal, and dry distillation coal by dry distillation of the dry coal A reformed coal production facility comprising: a dry distillation means; and an inactivation treatment means for heating the dry distillation coal with a treatment gas containing oxygen to inactivate the reformed coal. A part of the dried coal dried by the drying means is fractionated to obtain an oxygen adsorption rate Vd of the dried coal, and the deactivation treatment means is inactivated. Based on the oxygen adsorption rate Vd and Vr, a second oxygen adsorption rate measuring means for fractionating a part of the modified coal to determine the oxygen adsorption rate Vr of the modified coal, the following oxygen adsorption rate ratio From the formula, oxygen adsorption speed When the ratio N is calculated and the oxygen adsorption rate ratio N is within the range of the standard value Ns, the deactivation processing means is controlled to maintain the deactivation processing condition, and the oxygen adsorption rate ratio When N is larger than the range of the standard value Ns, the increased oxygen concentration value Oa into the processing gas corresponding to the oxygen adsorption rate ratio N is read from the map, and the current oxygen concentration value in the processing gas is read. Calculate the corrected oxygen concentration value Oc in the processing gas based on Op and the increased oxygen concentration value Oa, and control the deactivation processing means so that the processing gas becomes the corrected oxygen concentration value Oc, When the oxygen adsorption rate ratio N is smaller than the range of the standard value Ns, the reduced oxygen concentration value Od into the process gas corresponding to the oxygen adsorption rate ratio N is read from the map, Current oxygen concentration value Based on p and the reduced oxygen concentration value Od, a corrected oxygen concentration value Oc in the processing gas is calculated, and the deactivation processing means is controlled so that the processing gas becomes the corrected oxygen concentration value Oc. Computational control means is provided.
酸素吸着速度比算出式:N=|(Vr−Vd)|/Vd Oxygen adsorption rate ratio calculation formula: N = | (Vr−Vd) | / Vd
第二番目の発明に係る改質石炭製造設備は、第一番目の発明において、前記主演算制御手段は、前記修正酸素濃度値Ocが上限値Ouを超える場合には、前記酸素吸着速度比Nに対応する前記処理ガスの増加温度値Taをマップから読み出して、当該処理ガス中の現在温度値Tp及び当該増加温度値Taに基づいて修正温度値Tcを算出して、当該処理ガスが前記修正温度値Tcとなるように前記不活性化処理手段を制御するものであることを特徴とする。 In the modified coal production facility according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the main arithmetic control means, when the corrected oxygen concentration value Oc exceeds the upper limit value Ou, the oxygen adsorption rate ratio N Is read from the map, and a corrected temperature value Tc is calculated based on the current temperature value Tp in the process gas and the increased temperature value Ta, and the process gas is corrected. The deactivation processing means is controlled so as to have a temperature value Tc.
第三番目の発明に係る改質石炭製造設備は、第一番目又は第二番目の発明において、前記第二の酸素吸着速度測定手段は、前記不活性化処理手段で不活性化処理された前記改質石炭の一部を分取して規定時間Ts経過ごとに、当該不活性化処理手段で不活性化処理された新たな前記改質石炭の一部を改めて分取して当該改質石炭の新たな酸素吸着速度Vrnを求めるものであり、前記主演算制御手段は、今回新たに求められた前記酸素吸着速度Vrn及び今回の直前に求められている酸素吸着速度Vrn-1に基づいて、下記の安定度算出式から安定度Sを算出し、当該安定度Sが規格値Ssの範囲内である場合に、前記酸素吸着速度Vd,Vrnに基づいて、下記の酸素吸着速度比再算出式から酸素吸着速度比Nを再算出して、前記規格値Nsとの比較を改めて行うものであることを特徴とする。 The modified coal production facility according to a third aspect of the present invention is the first or second aspect of the invention, wherein the second oxygen adsorption rate measuring means is inactivated by the inactivation means. A portion of the reformed coal is sampled and every time the specified time Ts elapses, a portion of the new reformed coal that has been deactivated by the deactivation processing means is again sorted and the modified coal is separated. is intended to seek a new oxygen adsorption rate Vr n of said main arithmetic control means, the oxygen adsorption rate Vr n-1 that this is newly sought immediately before the oxygen adsorption rate Vr n and time determined based on, it calculates the stability S from stability calculation formula, when the stability S is in the range of standard value Ss, the oxygen adsorption rate Vd, on the basis of Vr n, oxygen adsorption rate below The oxygen adsorption rate ratio N is recalculated from the ratio recalculation formula, and the standard value Ns The comparison is performed again.
安定度算出式:S=|(Vrn−Vrn-1)|/Vrn
酸素吸着速度比再算出式:N=|(Vrn−Vd)|/Vd
Stability calculation formula: S = | (Vr n −Vr n−1 ) | / Vr n
Recalculation formula of oxygen adsorption rate ratio: N = | (Vr n −Vd) | / Vd
第四番目の発明に係る改質石炭製造設備は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記第一の酸素吸着速度測定手段が、前記乾燥手段で乾燥された前記乾燥石炭の一部をサンプルとして分取する第一の分取手段と、前記第一の分取手段で分取された前記サンプルを試験温度の酸素含有ガスに試験時間Tdで曝して酸素吸着試験を行う第一の試験手段と、前記第一の分取手段で分取された前記酸素吸着試験前の前記サンプルの重量Wd1及び当該酸素吸着試験後の当該サンプルの重量Wd2をそれぞれ秤量する第一の秤量手段と、前記第一の秤量手段で秤量された前記重量Wd1,Wd2に基づいて、下記の乾燥石炭酸素吸着速度算出式から前記乾燥石炭の前記酸素吸着速度Vdを算出する第一の副演算制御手段とを備え、前記第二の酸素吸着速度測定手段が、前記不活性化処理手段で不活性化処理された前記改質石炭の一部をサンプルとして分取する第二の分取手段と、前記第二の分取手段で分取された前記サンプルを試験温度の酸素含有ガスに試験時間Trで曝して酸素吸着試験を行う第二の試験手段と、前記第二の分取手段で分取された前記酸素吸着試験前の前記サンプルの重量Wr1及び当該酸素吸着試験後の当該サンプルの重量Wr2をそれぞれ秤量する第二の秤量手段と、前記第二の秤量手段で秤量された前記重量Wd1,Wd2に基づいて、下記の改質石炭酸素吸着速度算出式から前記改質石炭の前記酸素吸着速度Vrを算出する第二の副演算制御手段とを備えていることを特徴とする。 The reformed coal production facility according to a fourth aspect of the present invention is the modified coal production facility according to any one of the first to third aspects, wherein the first oxygen adsorption rate measuring means is the dry coal dried by the drying means. A first fractionation means for fractionating a sample as a sample; and an oxygen adsorption test in which the sample fractionated by the first fractionation means is exposed to an oxygen-containing gas at a test temperature for a test time Td. And a first weighing means for weighing a weight Wd1 of the sample before the oxygen adsorption test and a weight Wd2 of the sample after the oxygen adsorption test, which are separated by the first sorting means. And first sub-operation control means for calculating the oxygen adsorption rate Vd of the dry coal from the following dry coal oxygen adsorption rate calculation formula based on the weights Wd1 and Wd2 weighed by the first weighing unit. And the first The oxygen adsorption rate measuring means comprises: a second fractionation means for fractionating a part of the modified coal that has been deactivated by the inactivation treatment means as a sample; and the second fractionation means. A second test means for performing an oxygen adsorption test by exposing the sampled sample to an oxygen-containing gas at a test temperature for a test time Tr; and before the oxygen adsorption test sampled by the second fractionation means. Based on the second weighing means for weighing the sample weight Wr1 and the weight Wr2 of the sample after the oxygen adsorption test, and the weights Wd1 and Wd2 measured by the second weighing means, the following modifications are made. And a second sub-operation control means for calculating the oxygen adsorption rate Vr of the modified coal from a quality coal oxygen adsorption rate calculation formula.
乾燥石炭酸素吸着速度算出式:Vd=(Wd2−Wd1)/(Wd1×Td)×100
改質石炭酸素吸着速度算出式:Vr=(Wr2−Wr1)/(Wr1×Tr)×100
Dry coal oxygen adsorption rate calculation formula: Vd = (Wd2−Wd1) / (Wd1 × Td) × 100
Modified coal oxygen adsorption rate calculation formula: Vr = (Wr2−Wr1) / (Wr1 × Tr) × 100
第五番目の発明に係る改質石炭製造設備は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記第一の酸素吸着速度測定手段が、前記乾燥手段で乾燥された前記乾燥石炭の一部をサンプルとして分取する第一の分取手段と、前記第一の分取手段で分取された前記サンプルの重量Wd1を秤量する第一の秤量手段と、前記第一の分取手段で分取された前記サンプルを酸素含有雰囲気の恒温状態の内部に試験時間Tdで気密保持して酸素吸着試験を行う第一の試験手段と、前記第一の試験手段の内部の圧力を計測する第一の圧力計測手段と、内部を前記酸素含有雰囲気で恒温状態に気密保持されて前記第一の圧力計測手段で計測された前記第一の試験手段の前記酸素吸着試験前の内圧Pd1及び当該酸素吸着試験直後の内圧Pd2並びに前記第一の秤量手段で秤量された前記重量Wd1に基づいて、下記の乾燥石炭酸素吸着速度算出式から前記乾燥石炭の前記酸素吸着速度Vdを算出する第一の副演算制御手段とを備え、前記第二の酸素吸着速度測定手段が、前記不活性化処理手段で不活性化処理された前記改質石炭の一部をサンプルとして分取する第二の分取手段と、前記第二の分取手段で分取された前記サンプルの重量Wr1を秤量する第二の秤量手段と、前記第二の分取手段で分取された前記サンプルを酸素含有雰囲気の恒温状態の内部に試験時間Trで気密保持して酸素吸着試験を行う第二の試験手段と、前記第二の試験手段の内部の圧力を計測する第二の圧力計測手段と、内部を前記酸素含有雰囲気で恒温状態に気密保持されて前記第二の圧力計測手段で計測された前記第二の試験手段の前記酸素吸着試験前の内圧Pr1及び当該酸素吸着試験直後の内圧Pr2並びに前記第二の秤量手段で秤量された前記重量Wr1に基づいて、下記の改質石炭酸素吸着速度算出式から前記改質石炭の前記酸素吸着速度Vrを算出する第二の副演算制御手段とを備えていることを特徴とする。
The reformed coal production facility according to a fifth aspect of the present invention is the modified coal production facility according to any one of the first to third aspects, wherein the first oxygen adsorption rate measuring means is the dry coal dried by the drying means. First sorting means for sorting a part as a sample, first weighing means for weighing the weight Wd1 of the sample sorted by the first sorting means, and the first sorting means Measuring the pressure inside the first test means, and a first test means for performing an oxygen adsorption test by keeping the sample separated in
乾燥石炭酸素吸着速度算出式:Vd=Qd/(Wd1×Td)×100
改質石炭酸素吸着速度算出式:Vr=Qr/(Wr1×Tr)×100
Dry coal oxygen adsorption rate calculation formula: Vd = Qd / (Wd1 × Td) × 100
Modified coal oxygen adsorption rate calculation formula: Vr = Qr / (Wr1 × Tr) × 100
ただし、Qdは乾燥石炭の酸素吸着量、Qrは改質石炭の酸素吸着量であり、下記の式より求められる値である。 However, Qd is the oxygen adsorption amount of dry coal, Qr is the oxygen adsorption amount of the modified coal, and is a value obtained from the following equation.
Qd=[{(Pd1−Pd2)/1013}・{Cd−(Wd1/D)}]
/(22.4・Wd1)
Qr=[{(Pr1−Pr2)/1013}・{Cr−(Wr1/D)}]
/(22.4・Wr1)
Qd = [{(Pd1-Pd2) / 1013}. {Cd- (Wd1 / D)}]
/(22.4·Wd1)
Qr = [{(Pr1-Pr2) / 1013}. {Cr- (Wr1 / D)}]
/(22.4·Wr1)
なお、Cdは第一の試験手段の内容積、Crは第二の試験手段の内容積、Dは原料石炭の真密度である。 Cd is the internal volume of the first test means, Cr is the internal volume of the second test means, and D is the true density of the raw material coal.
第六番目の発明に係る改質石炭製造設備は、第一番目から第五番目の発明のいずれかにおいて、前記原料石炭が、褐炭又は亜瀝青炭であることを特徴とする。 A reformed coal production facility according to a sixth invention is characterized in that, in any one of the first to fifth inventions, the raw coal is lignite or subbituminous coal.
本発明に係る改質石炭製造設備によれば、各種組成の原料石炭であっても、必要十分な条件で不活性化処理を実施して改質石炭を製造することが簡単にできる。 According to the modified coal production facility according to the present invention, it is possible to easily produce a modified coal by performing an inactivation treatment under necessary and sufficient conditions even if the raw material coal has various compositions.
本発明に係る改質石炭製造設備の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。 Embodiments of a modified coal production facility according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to only the following embodiments described with reference to the drawings.
[第一番目の実施形態]
本発明に係る改質石炭製造設備の第一番目の実施形態を図1〜4に基づいて説明する。
[First embodiment]
A first embodiment of a modified coal production facility according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、亜瀝青炭や褐炭等の原料石炭である低品位石炭1を粉砕するミル形式の粉砕装置111の送出口は、当該低品位石炭1中の水分2を蒸発させるスチームチューブドライヤ方式の乾燥装置112の低品位石炭1の受入口にロータリバルブ121を介して接続されており、当該乾燥装置112は、中心部分に配設されたコイル状の加熱管の内部に加熱媒体である水蒸気101が供給されることにより、上記低品位石炭1を加熱して(約100℃)、当該低品位石炭1から水分2を除去して乾燥石炭3とすることができるようになっている。
As shown in FIG. 1, the outlet of a mill-
前記乾燥装置112の前記乾燥石炭3の排出口は、コンベア113の搬送方向上流側にロータリバルブ122を介して接続されている。前記コンベア113の搬送方向下流側は、前記乾燥石炭3を乾留するロータリキルン方式の乾留装置114の当該乾燥石炭3の受入口にロータリバルブ123を介して接続しており、当該乾留装置114は、固定支持されている外側のジャケットに加熱媒体である燃焼ガス102が供給されることにより、上記乾燥石炭3を加熱乾留(400〜600℃)して、当該乾燥石炭3から揮発成分4を除去して乾留石炭6とすることができるようになっている。
The discharge port of the
前記乾留装置114の前記乾留石炭6の排出口は、コンベア115の搬送方向上流側にロータリバルブ124を介して接続している。前記コンベア124の搬送方向下流側は、前記乾留石炭6を冷却するスチームチューブドライヤ方式の冷却装置116の当該乾留石炭6の受入口にロータリバルブ125を介して接続しており、当該冷却装置116は、中心部分に配設されたコイル状の冷却管の内部に冷却媒体である冷却水103が供給されることにより、上記乾留石炭6を冷却(100℃以下)することができるようになっている。
The discharge port of the
前記冷却装置116の前記乾留石炭6の排出口は、当該乾留石炭6を不活性化処理するサーキュラグレード型や焼結機型(メッシュコンベア型)等のような連続処理式の不活性化処理装置130の装置本体131の上記乾留石炭6の受入口にロータリバルブ126を介して接続している。上記装置本体131の下部には、窒素ガス供給源132がブロア133及び加熱器134を介して連結されている。前記ブロア133と前記加熱器134との間には、空気104を送給するブロア135が連結されている。
The discharge port of the
つまり、前記ブロア133,135を作動させることにより、前記窒素ガス供給源132からの不活性ガスである窒素ガス105と外部の空気104とを混合して酸素を含有する処理ガス106として、前記加熱器134を作動させることにより、当該処理ガス106を加熱することができ、前記装置本体131の内部の前記乾留石炭6を当該処理ガス106で加熱して不活性化処理して改質石炭7とすることができるようになっているのである。ここで、前記ブロア133,135からの前記窒素ガス105及び前記空気104の送給量を調整することにより、前記処理ガス106中の酸素ガス濃度を調整することができ、前記加熱器134を調整することにより、前記処理ガス106の温度を調整することができる。
In other words, by operating the
前記装置本体131の改質石炭7の排出口は、コンベア117の搬送方向上流側にロータリバルブ127を介して接続している。前記コンベア117の搬送方向下流側は、前記改質石炭7を貯留する貯留タンク118の当該改質石炭7の受入口にロータリバルブ128を介して接続している。
The outlet of the reformed coal 7 of the apparatus
このような本実施形態においては、前記粉砕装置111、前記乾燥装置112、前記コンベア113、前記ロータリバルブ121,122等により乾燥手段を構成し、前記乾留装置114、前記コンベア115、前記冷却装置116、前記ロータリバルブ123〜125等により乾留手段を構成し、前記装置本体131、前記窒素ガス供給源132、前記ブロア133,135、前記加熱器134等の不活性化処理装置130、前記コンベア117、前記ロータリバルブ126,127等により不活性化処理手段を構成し、前記貯留タンク118、前記ロータリバルブ128等により貯留手段を構成している。
In this embodiment, the pulverizing
また、前記コンベア113には、前記乾燥装置112で乾燥された前記乾燥石炭3の一部をサンプル3aとして分取する第一分取装置141が取り付けられている。前記第一分取装置141には、当該第一分取装置141から前記サンプル3aを受け取って移動させる第一サンプル移動装置142が連絡している。
The
前記第一サンプル移動装置142は、前記第一分取装置141で分取された前記サンプル3aの酸素吸着試験を行う第一試験装置143と、前記第一分取装置141で分取された前記酸素吸着試験前の前記サンプル3aの重量及び当該酸素吸着試験後のサンプル3bの重量をそれぞれ秤量する第一秤量装置144とにそれぞれ連絡できるようになっている。前記第一試験装置143には、当該試験装置143内に加熱された酸素含有ガスである空気104を送給するブロア149a及び加熱器149bが接続されている。
The first
他方、前記コンベア117には、前記不活性化処理装置130で不活性化処理された前記改質石炭7の一部をサンプル7aとして分取する第二分取装置145が取り付けられている。前記第二分取装置145には、当該第二分取装置145から前記サンプル7aを受け取って移動させる第二サンプル移動装置146が連絡している。
On the other hand, the
前記第二サンプル移動装置146は、前記第二分取装置145で分取された前記サンプル7aの酸素吸着試験を行う第二試験装置147と、前記第二分取装置145で分取された前記酸素吸着試験前の前記サンプル7aの重量及び当該酸素吸着試験後のサンプル7bの重量をそれぞれ秤量する第二秤量装置148とにそれぞれ連絡できるようになっている。前記第二試験装置147には、当該試験装置147内に加熱された前記空気104を送給する前記ブロア149a及び前記加熱器149bが接続されている。
The second
前記秤量装置144,148は、タイマ等を内蔵する演算制御装置150の入力部にそれぞれ電気的に接続している。この演算制御装置150の出力部は、前記ブロア133,135、前記加熱器134、前記分取装置141,145、前記サンプル移動装置142,146、前記試験装置143,147、前記ブロア149a、前記加熱器149bにそれぞれ電気的に接続しており、当該演算制御装置150は、前記タイマ等からの情報に基づいて、前記分取装置141,145、前記サンプル移動装置142,146、前記試験装置143,147、前記ブロア149a、前記加熱器149b等をそれぞれ作動制御することができると共に、前記秤量装置144,148等からの情報に基づいて、前記ブロア133,135、前記加熱器134等を作動制御することができるようになっている(詳細は後述する)。
The weighing
このような本実施形態においては、前記第一分取装置141等により第一の分取手段を構成し、前記第一サンプル移動装置142等により第一のサンプル移動手段を構成し、前記第一試験装置143、前記ブロア149a、前記加熱器149b等により第一の試験手段を構成し、前記第一秤量装置144等により第一の秤量手段を構成し、前記第二分取装置145等により第二の分取手段を構成し、前記第二サンプル移動装置146等により第二のサンプル移動手段を構成し、前記第二試験装置147、前記ブロア149a、前記加熱器149b等により第二の試験手段を構成し、前記第二秤量装置148等により第二の秤量手段を構成し、前記演算制御装置150等により、主演算制御手段と第一の副演算制御手段と第二の副演算制御手段とを兼ねるように構成し、前記第一の分取手段、前記第一のサンプル移動手段、前記第一の試験手段、前記第一の秤量手段、前記第一の副演算制御手段等により第一の酸素吸着速度測定手段を構成し、前記第二の分取手段、前記第二のサンプル移動手段、前記第二の試験手段、前記第二の秤量手段、前記第二の副演算制御手段等により第二の酸素吸着速度測定手段を構成している。
In this embodiment, the
次に、本実施形態に係る上述した改質石炭製造設備100の作動を説明する。 Next, the operation of the above-described modified coal production facility 100 according to the present embodiment will be described.
前記粉砕装置111の前記ホッパ111aに前記低品位石炭1を供給すると、当該粉砕装置111は、当該低品位石炭1を所定の粒径に粉砕して、前記ロータリバルブ121を介して前記乾燥装置112に供給する。前記乾燥装置112は、前記水蒸気101の熱により、前記低品位石炭1を加熱乾燥(約100℃)して水分2を除去して前記乾燥石炭3とした後、前記ロータリバルブ122を介して前記コンベア113に送給する。前記コンベア113は、前記ロータリバルブ123を介して前記乾燥石炭3を前記乾留装置114に送給する。
When the low-
前記乾留装置114は、前記燃焼ガス102の熱により、前記乾燥石炭3を加熱乾留(400〜600℃)して前記揮発成分4を除去して前記乾留石炭6とした後、前記ロータリバルブ124を介して前記コンベア115に送給する。前記コンベア115は、前記ロータリバルブ125を介して前記乾留石炭6を前記冷却装置116に送給する。
The
前記冷却装置116は、前記冷却水103により、前記乾留石炭6を冷却(100℃以下)した後、前記ロータリバルブ126を介して前記不活性化処理装置130の前記装置本体131内に送給する。
The
前記不活性化処理装置130は、前記ブロア133,135及び前記加熱器134によって、前記窒素ガス供給源132からの窒素ガス105と外部の空気104とを混合した処理ガス106(酸素濃度:1.5%)を加熱(50℃)して前記装置本体131の内部に送給し、当該装置本体131内の前記乾留石炭6を加熱して不活性化処理することにより改質石炭7とした後、前記ロータリバルブ127を介して前記コンベア117に送給する。前記コンベア117は、前記ロータリバルブ128を介して前記改質石炭7を前記貯留タンク118に送給して貯留する。
The
そして、上述したようにして前記改質石炭7を製造しているときに、前記演算制御装置150は、前記乾燥装置112で乾燥された前記乾燥石炭3の一部を前記コンベア113からサンプル3aとして分取するように前記第一分取装置141を作動制御した後(図2中、S101)、分取された当該サンプル3aを前記第一分取装置141から受け取るように前記第一サンプル移動装置142を作動制御する。
When the modified coal 7 is manufactured as described above, the arithmetic and
続いて、前記演算制御装置150は、前記サンプル3aの重量Wd1(g)を前記第一秤量装置144で秤量するように前記第一サンプル移動装置142を作動制御した後(図2中、S102)、秤量された当該サンプル3aを前記第一試験装置143内に移動させるように上記第一サンプル移動装置142を作動制御する。
Subsequently, the arithmetic and
次に、前記演算制御装置150は、所定の試験温度(例えば、95℃)に加熱された空気104を前記第一試験装置143内に送給するように前記ブロア149a及び前記加熱器149bを作動制御することにより、前記サンプル3aを上記試験温度の空気104に曝して酸素吸着試験を行う(図2中、S103)。
Next, the arithmetic and
そして、所定の試験時間Td(min.)(例えば、30分間)経過すると、前記演算制御装置150は、前記タイマからの情報に基づいて、前記酸素吸着試験を行われたサンプル3bを前記第一試験装置143内から前記第一秤量装置144に移動させるように前記第一サンプル移動装置142を作動制御して、当該サンプル3bの重量Wd2(g)を前記第一秤量装置144で秤量した後(図2中、S104)、当該サンプル3bを系外へ排出するように上記第一サンプル移動装置142を作動制御する。
When a predetermined test time Td (min.) (For example, 30 minutes) elapses, the arithmetic and
このようにして前記サンプル3a,3bの重量Wd1,Wd2をそれぞれ計測すると、前記演算制御装置150は、当該重量Wd1,Wd2に基づいて、下記の乾燥石炭酸素吸着速度算出式(11)から前記乾燥石炭4の酸素吸着速度Vd(wt%/min.)を算出する(図2中、S105)。
When the weights Wd1 and Wd2 of the
Vd=(Wd2−Wd1)/(Wd1×Td)×100 (11) Vd = (Wd2−Wd1) / (Wd1 × Td) × 100 (11)
また、前記演算制御装置150は、前記不活性化処理装置130の前記装置本体131で不活性化処理された前記改質石炭7の一部を前記コンベア117からサンプル7aとして分取するように前記第二分取装置145を作動制御した後(図2中、S106)、分取された当該サンプル7aを当該第二分取装置145から受け取るように前記第二サンプル移動装置146を作動制御する。
Further, the arithmetic and
続いて、前記演算制御装置150は、前記サンプル7aの重量Wr1(g)を前記第二秤量装置148で秤量するように前記第二サンプル移動装置146を作動制御した後(図2中、S107)、秤量された当該サンプル7aを前記第二試験装置147内に位置させるように上記第二サンプル移動装置146を作動制御する。
Subsequently, the arithmetic and
次に、前記演算制御装置150は、所定の試験温度(例えば、95℃)に加熱された空気104を前記第二試験装置147内に送給するように前記ブロア149a及び前記加熱器149bを作動制御することにより、前記サンプル7aを上記試験温度の空気104に曝して酸素吸着試験を行う(図2中、S108)。
Next, the arithmetic and
そして、所定の試験時間Tr(min.)(例えば、30分間)経過すると、前記演算制御装置150は、前記タイマからの情報に基づいて、前記吸着試験を行われたサンプル7bを前記第二試験装置147内から前記第二秤量装置148に移動させるように前記第二サンプル移動装置146を作動制御して、当該サンプル3bの重量Wr2(g)を前記第二秤量装置148で秤量した後(図2中、S109)、当該サンプル7bを系外へ排出するように上記第二サンプル移動装置146を作動制御する。
Then, when a predetermined test time Tr (min.) (For example, 30 minutes) elapses, the arithmetic and
このようにして前記サンプル7a,7bの重量Wr1,Wr2をそれぞれ計測すると、前記演算制御装置150は、当該重量Wr1,Wr2に基づいて、下記の改質石炭酸素吸着速度算出式(12)から前記改質石炭7の酸素吸着速度Vr(wt%/min.)を算出する(図2中、S110)。
When the weights Wr1 and Wr2 of the
Vr=(Wr2−Wr1)/(Wr1×Tr)×100 (12) Vr = (Wr2−Wr1) / (Wr1 × Tr) × 100 (12)
このようにして前記乾燥石炭3の前記酸素吸着速度Vd及び前記改質石炭7の前記酸素吸着速度Vrをそれぞれ求めると、前記演算制御装置150は、当該酸素吸着速度Vd,Vrに基づいて、下記の酸素吸着速度比算出式(13)から酸素吸着速度比Nを算出する(図2中、S111)。
When the oxygen adsorption rate Vd of the
N=|(Vr−Vd)|/Vd (13) N = | (Vr−Vd) | / Vd (13)
そして、前記演算制御装置150は、前記酸素吸着速度比Nが規格値Ns(例えば、0〜0.05)の範囲内であるか否か判断し(図2中、S112)、当該規格値Nsの範囲内である場合には、不活性化処理が適切に行われていると判断して、不活性化処理条件をそのまま維持するように前記不活性化処理装置130の前記ブロア133,135及び前記加熱器134を作動制御する(図2中、S113)。
Then, the arithmetic and
他方、前記酸素吸着速度比Nが前記規格値Nsの範囲外の場合には、前記演算制御装置150は、当該酸素吸着速度比Nが当該規格値Nsの範囲よりも大きいか否か判断し(図3中、S114)、当該規格値Nsの範囲よりも大きい場合(N>Ns)には、不活性化処理が不足していると判断し、当該酸素吸着速度比Nに対応して設定されている前記処理ガス106中への増加酸素濃度値Oaを、予め入力されているマップから読み出し(図3中、S115)、前記処理ガス106中の現在酸素濃度値Op及び上記増加酸素濃度値Oaに基づいて、前記処理ガス106中の修正酸素濃度値Ocを算出する(図3中、S116)。
On the other hand, when the oxygen adsorption rate ratio N is outside the range of the standard value Ns, the arithmetic and
次に、前記演算制御装置150は、前記修正酸素濃度値Ocが上限値Ou(例えば、10%)以下であるか否か判断し(図3中、S117)、当該上限値Ou以下である場合(Oc≦Ou)には、前記処理ガス106が前記修正酸素濃度値Ocとなるように、前記不活性化処理装置130の前記ブロア133,135を作動制御する(図3中、S118)。
Next, the arithmetic and
そして、前記修正酸素濃度値Ocが上限値Ouを超える場合(Oc>Ou)には、前記演算制御装置150は、前記処理ガス106の酸素濃度の増加による対応が不適切であると判断し、前記酸素吸着速度比Nに対応して設定されている前記処理ガス106の増加温度値Taを、予め入力されているマップから読み出し(図3中、S119)、前記処理ガス106中の現在温度値Tp及び上記増加温度値Taに基づいて、前記処理ガス106の修正温度値Tcを算出する(図3中、S120)。
When the corrected oxygen concentration value Oc exceeds the upper limit value Ou (Oc> Ou), the arithmetic and
続いて、前記演算制御装置150は、前記修正温度値Tcが上限値Tu(例えば、95℃)以下であるか否か判断し(図3中、S121)、当該上限値Tu以下である場合(Tc≦Tu)には、前記処理ガス106が前記修正温度値Tcとなるように、前記不活性化処理装置130の前記加熱器134を作動制御する(図3中、S122)。
Subsequently, the arithmetic and
なお、前記修正温度値Tcが上限値Tuを超える場合(Tc>Tu)には、前記演算制御装置150は、不活性化処理が何らかの原因により適切に実施できないと判断し、前記改質石炭7の製造の中断に必要な指令を発信する(図3中、S123)。
When the corrected temperature value Tc exceeds the upper limit value Tu (Tc> Tu), the arithmetic and
また、前記ステップS114において、前記酸素吸着速度比Nが前記規格値Nsの範囲よりも小さい場合(N<Ns)には、前記演算制御装置150は、過剰に不活性化処理されていると判断し、当該酸素吸着速度比Nに対応して設定されている前記処理ガス106中からの減少酸素濃度値Odを、予め入力されているマップから読み出し(図3中、S124)、前記処理ガス106中の現在酸素濃度値Op及び上記減少酸素濃度値Odに基づいて、前記処理ガス106中の修正酸素濃度値Ocを算出して(図3中、S125)、前記処理ガスが当該修正酸素濃度値Ocとなるように、前記不活性化処理装置130の前記ブロア133,135を作動制御する(図3中、前記S118)。
In step S114, when the oxygen adsorption rate ratio N is smaller than the range of the standard value Ns (N <Ns), it is determined that the arithmetic and
このように不活性化処理を適切に行うように前記不活性化処理装置130の前記ブロア133,135及び前記加熱器134を作動制御して、前記改質石炭7の分取から規定時間Ts(例えば、1時間)経過すると(図4中、S126)、前記演算制御装置150は、前記ステップS106〜S110と同様にして、前記不活性化処理装置130で不活性化処理された新たな前記改質石炭7の一部をサンプル7anとして改めて分取して(図4中、S127)、前記酸素吸着試験前の上記サンプル7anの重量Wr1n(g)を秤量してから(図4中、S128)、当該サンプル7anに前記酸素吸着試験を行った後(図4中、S129)、当該酸素吸着試験後のサンプル7bnの重量Wr2n(g)を秤量して(図4中、S130)、上記重量Wr1n,Wr2nに基づいて、前記式(12)と同様な下記の式(14)から上記改質石炭7の新たな酸素吸着速度Vrn(wt%/min.)を改めて算出する(図4中、S131)。
In this way, the
Vrn=(Wr2n−Wr1n)/(Wr1n×Tr)×100 (14) Vr n = (Wr2 n −Wr1 n ) / (Wr1 n × Tr) × 100 (14)
次に、前記演算制御装置150は、今回新たに求められた上記酸素吸着速度Vrn及び今回の直前に求められている酸素吸着速度Vrn-1(今回においてはVr)に基づいて、下記の安定度算出式(15)から不活性化処理の安定度Sを算出する(図4中、S132)。
Next, the arithmetic and
S=|(Vrn−Vrn-1)|/Vrn (15) S = | (Vr n −Vr n−1 ) | / Vr n (15)
そして、前記演算制御装置150は、前記安定度Sが規格値Ss(例えば、0〜0.01)の範囲内であるか否か判断し(図4中、S133)、当該規格値Ssの範囲内である場合には、不活性化処理が安定して行われている安定期の状態になったと判断し、前記乾燥石炭3の前記サンプル3a,3bから求められた前記酸素吸着速度Vd及び今回改めて分取した新たな前記改質石炭7の前記サンプル7an,7bnから新たに求めた前記酸素吸着速度Vrnに基づいて、前記式(13)と同様な下記の酸素吸着速度比再算出式(16)に基づいて、酸素吸着速度比Nを再算出した後(図4中、S134)、前記ステップS112に戻る。
Then, the arithmetic and
N=|(Vrn−Vd)|/Vd (16) N = | (Vr n −Vd) | / Vd (16)
他方、前記安定度Sが規格値Ssの範囲内である場合には、前記演算制御装置150は、不活性化処理が不安定な過渡期の状態にあって、まだ適切に判定できないと判断して、前記ステップS126に戻って、前記ステップS127〜S133を改めて行う。
On the other hand, when the stability S is within the range of the standard value Ss, the arithmetic and
このため、本実施形態に係る改質石炭製造設備100においては、前記低品位石炭1の組成にバラつきを有していたとしても、当該低品位石炭1の組成に対応して必要十分な条件で不活処理を行うことが簡単にできる。
For this reason, in the reformed coal production facility 100 according to the present embodiment, even if the composition of the low-
したがって、本実施形態に係る改質石炭製造設備100によれば、各種組成の低品位石炭1であっても、低コストで簡単に改質石炭を製造することができる。
Therefore, according to the modified coal production facility 100 according to the present embodiment, even if the low-
[第二番目の実施形態]
本発明に係る改質石炭製造設備の第二番目の実施形態を図5〜8に基づいて説明する。ただし、前述した実施形態と同様な部分については、前述した実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した実施形態での説明と重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the modified coal production facility according to the present invention will be described with reference to FIGS. However, with respect to the same parts as those of the above-described embodiment, the same reference numerals as those used in the description of the above-described embodiment are used, and the description overlapping with the description of the above-described embodiment is omitted.
図5に示すように、前記第一分取装置141から前記サンプル3aを受け取って移動させる前記第一サンプル移動装置142は、前記第一分取装置141で分取された前記サンプル3aを酸素含有雰囲気である空気雰囲気の恒温状態(例えば、20℃)の内部に気密保持して酸素吸着試験を行う第一の試験手段である第一試験装置243と、前記第一分取装置141で分取された前記サンプル3aの重量を秤量する前記第一秤量装置144とにそれぞれ連絡できるようになっている。前記第一試験装置243には、当該試験装置243の内部の圧力を計測する第一の圧力計測手段である圧力センサ243aが設けられている。
As shown in FIG. 5, the first
また、前記第二分取装置145から前記サンプル7aを受け取って移動させる前記第二サンプル移動装置146は、前記第二分取装置145で分取された前記サンプル7aを酸素含有雰囲気である空気雰囲気の恒温状態(例えば、20℃)の内部に気密保持して酸素吸着試験を行う第二の試験手段である第二試験装置247と、前記第二分取装置145で分取された前記サンプル7aの重量を秤量する第二秤量装置148とにそれぞれ連絡できるようになっている。前記第二試験装置247には、当該試験装置247の内部の圧力を計測する第二の圧力計測手段である圧力センサ247aが設けられている。
In addition, the second
前記圧力センサ243a,247aは、タイマ等を内蔵する演算制御装置250の入力部に前記秤量装置144,148と共にそれぞれ電気的に接続している。この演算制御装置250の出力部は、前記試験装置243,247と共に、前記ブロア133,135、前記加熱器134、前記分取装置141,145、前記サンプル移動装置142,146にそれぞれ電気的に接続されており、当該演算制御装置250は、前記タイマ等からの情報に基づいて、前記分取装置141,145、前記サンプル移動装置142,146、前記試験装置243,247等をそれぞれ作動制御することができると共に、前記秤量装置144,148、前記圧力センサ243a,247a等からの情報に基づいて、前記ブロア133,135、前記加熱器134等を作動制御することができるようになっている(詳細は後述する)。
The
このような本実施形態においては、前記演算制御装置250等により、主演算制御手段と第一の副演算制御手段と第二の副演算制御手段とを兼ねるように構成している。
In this embodiment, the
次に、本実施形態に係る上述した改質石炭製造設備200の作動を説明する。 Next, the operation of the above-described modified coal production facility 200 according to the present embodiment will be described.
前記粉砕装置111の前記ホッパ111aに前記低品位石炭1を供給すると、本実施形態に係る改質石炭製造設備200は、前述した実施形態に係る改質石炭製造設備100の場合と同様にして、前記低品位石炭1から水分2を除去することにより前記乾燥石炭3とし、当該乾燥石炭3を乾留することにより前記乾留石炭6とし、当該乾留石炭6を前記処理ガス106で加熱して不活性化処理することにより前記改質石炭7として前記貯留タンク118に貯留する。
When the low-
そして、前記演算制御装置250は、前述した実施形態の場合と同様に、前記乾燥装置112で乾燥された前記乾燥石炭3の一部を前記コンベア113からサンプル3aとして分取するように前記第一分取装置141を作動制御した後(図6中、S201)、分取された当該サンプル3aを当該第一分取装置141から受け取るように前記第一サンプル移動装置142を作動制御する。
Then, as in the case of the above-described embodiment, the arithmetic and
続いて、前記演算制御装置250は、前述した実施形態の場合と同様に、前記サンプル3aの重量Wd1(g)を前記第一秤量装置144で秤量するように前記第一サンプル移動装置142を作動制御した後(図6中、S202)、秤量された当該サンプル3aを前記第一試験装置243の内部に密封するように上記第一サンプル移動装置142を作動制御したら、前記圧力センサ243aからの情報に基づいて、当該第一試験装置243の酸素吸着試験前の内圧Pd1(hPa)を計測する(図6中、S203)。
Subsequently, the arithmetic and
次に、前記演算制御装置250は、前記タイマからの情報に基づいて、前記サンプル3aを前記第一試験装置243の内部に恒温状態の空気雰囲気で所定の試験時間Td(min.)(例えば、10分間)気密保持することにより酸素吸着試験した後(図6中、S204)、前記圧力センサ243aからの情報に基づいて、当該第一試験装置243の上記酸素吸着試験後の内圧Pd2(hPa)を計測したら(図6中、S205)、酸素吸着試験後の前記サンプル3bを当該第一試験装置243内から系外へ排出するように前記第一サンプル移動装置142を作動制御する。
Next, based on the information from the timer, the arithmetic and
このようにして前記サンプル3aの重量Wd1及び酸素吸着試験前後の前記第一試験装置243の前記内圧Pd1,Pd2をそれぞれ計測すると、前記演算制御装置250は、当該重量Wd1及び当該内圧Pd1,Pd2に基づいて、下記の乾燥石炭酸素吸着速度算出式(21),(22)から前記乾燥石炭3の酸素吸着速度Vd(wt%/min.)を算出する(図6中、S206)。
When the weight Wd1 of the
Vd=Qd/(Wd1×Td)×100 (21) Vd = Qd / (Wd1 × Td) × 100 (21)
ただし、Qdは、前記乾燥石炭3の酸素吸着量(mmol−O2/g−coal)であり、下記の式(22)より求められる値である。
However, Qd is the oxygen adsorption amount (mmol-O 2 / g-coal) of the
Qd=[{(Pd1−Pd2)/1013}・{Cd−(Wd1/D)}]
/(22.4・Wd1) (22)
Qd = [{(Pd1-Pd2) / 1013}. {Cd- (Wd1 / D)}]
/(22.4·Wd1) (22)
なお、Cdは第一試験装置243の内容積(cm3)、Dは低品位石炭1の真密度(g/cm3)であり、それぞれ予め求められている値である。
Note that Cd is the internal volume (cm 3 ) of the first test apparatus 243, and D is the true density (g / cm 3 ) of the low-
また、前記演算制御装置250は、前述した実施形態の場合と同様に、前記不活性化処理装置130で不活性化処理された前記改質石炭7の一部を前記コンベア117からサンプル7aとして分取するように前記第二分取装置145を作動制御した後(図6中、S207)、分取された当該サンプル7aを当該第二分取装置145から受け取るように前記第二サンプル移動装置146を作動制御する。
Further, as in the case of the above-described embodiment, the arithmetic and
続いて、前記演算制御装置250は、前述した実施形態の場合と同様に、前記サンプル7aの重量Wr1(g)を前記第二秤量装置148で秤量するように前記第二サンプル移動装置146を作動制御した後(図6中、S208)、秤量された当該サンプル7aを前記第二試験装置247の内部に密封するように上記第二サンプル移動装置146を作動制御したら、前記圧力センサ247aからの情報に基づいて、当該第二試験装置247の酸素吸着試験前の内圧Pr1(hPa)を計測する(図6中、S209)。
Subsequently, the arithmetic and
次に、前記演算制御装置250は、前記タイマからの情報に基づいて、前記サンプル7aを前記第二試験装置247の内部に恒温状態の空気雰囲気で所定の試験時間Tr(min.)(例えば、10分間)気密保持することにより酸素吸着試験した後(図6中、S210)、前記圧力センサ247aからの情報に基づいて、当該第二試験装置247の上記酸素吸着試験後の内圧Pr2(hPa)を計測したら(図6中、S211)、酸素吸着試験後の前記サンプル7bを当該第二試験装置247内から系外へ排出するように前記第二サンプル移動装置146を作動制御する。
Next, based on the information from the timer, the arithmetic and
このようにして前記サンプル7aの重量Wr1及び酸素吸着試験前後の前記第二試験装置247の前記内圧Pr1,Pr2をそれぞれ計測すると、前記演算制御装置250は、当該重量Wr1及び当該内圧Pr1,Pr2に基づいて、下記の改質石炭酸素吸着速度算出式(23)から前記改質石炭7の酸素吸着速度Vr(wt%/min.)を算出する(図6中、S212)。
When the weight Wr1 of the
Vr=Qr/(Wr1×Tr)×100 (23) Vr = Qr / (Wr1 × Tr) × 100 (23)
ただし、Qrは、前記改質石炭7の酸素吸着量(mmol−O2/g−coal)であり、下記の式(24)より求められる値である。 However, Qr is the oxygen adsorption amount (mmol-O 2 / g-coal) of the modified coal 7, and is a value obtained from the following formula (24).
Qr=[{(Pr1−Pr2)/1013}・{Cr−(Wr1/D)}]
/(22.4・Wr1) (24)
Qr = [{(Pr1-Pr2) / 1013}. {Cr- (Wr1 / D)}]
/(22.4·Wr1) (24)
なお、Crは第二試験装置247の内容積(cm3)であり、予め求められている値である。 Cr is the internal volume (cm 3 ) of the second test apparatus 247 and is a value obtained in advance.
このようにして前記乾燥石炭3の前記酸素吸着速度Vd及び前記改質石炭7の前記酸素吸着速度Vrをそれぞれ求めると、前記演算制御装置250は、前述した実施形態の場合と同様に、当該酸素吸着速度Vd,Vrに基づいて、前記酸素吸着速度比算出式(13)から酸素吸着速度比Nを算出する(図6中、S111)。
When the oxygen adsorption rate Vd of the
次に、前記演算制御装置250は、前述した実施形態の場合と同様に、前記ステップS112〜S126を行う(図6〜8参照)。
Next, the arithmetic and
そして、前述した実施形態の場合と同様に、不活性化処理を適切に行うように前記不活性化処理装置130の前記ブロア133,135及び前記加熱器134を作動制御して、前記改質石炭7の分取から規定時間Ts(例えば、1時間)経過すると(図8中、S126)、前記演算制御装置250は、前記ステップS207〜S212と同様にして、前記不活性化処理装置130で不活性化処理された新たな前記改質石炭7の一部をサンプル7anとして改めて分取して(図8中、S213)、前記酸素吸着試験前の上記サンプル7anの重量Wr1n(g)を秤量し(図8中、S214)、空気で恒温状態に気密保持された前記酸素吸着試験前の前記内圧Pr1nを計測した後に(図8中、S215)、当該サンプル7anの前記酸素吸着試験を行って(図8中、S216)、当該酸素吸着試験直後の前記内圧Pr2nを計測し(図8中、S217)、上記重量Wr1n及び上記内圧Pr1n,Pr2nに基づいて、前記式(23)と同様な下記の式(25)から上記改質石炭7の新たな酸素吸着速度Vrn(wt%/min.)を改めて算出する(図8中、S218)。
Then, as in the case of the above-described embodiment, the
Vrn=Qrn/(Wr1n×Tr)×100 (25) Vr n = Qr n / (Wr1 n × Tr) × 100 (25)
ただし、Qrnは、改めて分取された新たな改質石炭7の酸素吸着量(mmol−O2/g−coal)であり、前記式(24)と同様な下記の式(26)より求められる値である。 However, Qr n is the oxygen adsorption amount (mmol-O 2 / g-coal) of the newly reformed coal 7 that has been newly separated, and is obtained from the following equation (26) similar to the equation (24). Value.
Qrn=[{(Pr1n−Pr2n)/1013}・{Cr−(Wr1n/D)}]
/(22.4・Wr1n) (23)
Qr n = [{(Pr1 n −Pr2 n ) / 1013} · {Cr− (Wr1 n / D)}]
/(22.4·Wr1 n ) (23)
次に、前記演算制御装置250は、今回新たに求められた上記酸素吸着速度Vrn及び今回の直前に求められている酸素吸着速度Vrn-1(今回においてはVr)に基づいて、前述した実施形態の場合と同様に、前記式(15)から前記安定度Sを算出する(図8中、S132)。
Next, the arithmetic and
そして、前記演算制御装置250は、前述した実施形態の場合と同様に、前記ステップS133,S134を行う(図8参照)。以下、前記演算制御装置250は、前述した実施形態の場合と同様にして作動制御を行う(図6〜8参照)。
Then, the arithmetic and
このため、本実施形態に係る改質石炭製造設備200においては、前述した実施形態に係る改質石炭製造設備100の場合と同様に、前記低品位石炭1の組成にバラつきを有していたとしても、当該低品位石炭1の組成に対応して必要十分な条件で不活処理を行うことが簡単にできる。
For this reason, in the reformed coal manufacturing facility 200 according to the present embodiment, it is assumed that the composition of the low-
したがって、本実施形態に係る改質石炭製造設備100によれば、前述した実施形態に係る改質石炭製造設備100の場合と同様に、各種組成の低品位石炭1であっても、低コストで簡単に改質石炭を製造することができる。
Therefore, according to the reformed coal production facility 100 according to the present embodiment, as in the case of the reformed coal production facility 100 according to the above-described embodiment, even with the low-
[他の実施形態]
なお、前述した実施形態においては、前記粉砕装置111や前記冷却装置116を備える改質石炭製造設備100,200の場合について説明したが、低品位石炭1の状態や乾留条件等の各種条件によっては、前記粉砕装置111や前記冷却装置116を省略することも可能である。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the case of the modified coal production facilities 100 and 200 including the
また、前述した実施形態においては、前記演算制御装置150,250が、主演算制御手段と第一の副演算制御手段と第二の副演算手段とを兼ねるように構成したが、他の実施形態として、例えば、主演算制御手段と第一の副演算制御手段と第二の副演算手段とをそれぞれ独立して構成することも可能である。
In the above-described embodiment, the
また、前述した実施形態においては、前記第一分取装置141で分取した前記サンプル3aを前記第一サンプル移動装置142により前記第一秤量装置144や前記第一試験装置143,243に移動させると共に、前記第二分取装置145で分取した前記サンプル7aを前記第二サンプル移動装置146により前記第二秤量装置148や前記第二試験装置147,247に移動させるようにしたが、他の実施形態として、例えば、第一の分取手段で分取された前記サンプル3aと第二の分取手段で分取された前記サンプル7aとを同じサンプル移動手段で移動させるようにすることや、第一の秤量手段と第二の秤量手段とを同一の秤量手段で兼ねるように構成することや、第一の試験手段と第二の試験手段とを同一の試験手段で兼ねるように構成することも可能である。
In the above-described embodiment, the
また、前述した実施形態においては、窒素ガス105と空気104とを混合することにより、所望の酸素濃度を有する処理ガス106を生成するようにしたが、他の実施形態として、例えば、窒素ガス105と酸素ガスとを混合することにより、所望の酸素濃度を有する処理ガス106を生成するようにすることも可能である。しかしながら、前述した実施形態のように、窒素ガス105と空気104とを混合することにより、所望の酸素濃度を有する処理ガス106を生成するようにすれば、酸素ガスをわざわざ用意しなくても済むので、非常に好ましい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、前記窒素ガス供給源132としては、処理ガス106を生成させるためだけに用意した窒素ガスボンベ等を適用することができるのはもちろんのこと、その他、例えば、乾留装置に送給された窒素ガスにより低品位石炭を乾留して当該乾留装置から送出された後に揮発成分や粉塵等を分離された乾留ガス(主成分:窒素ガス)を適用することも可能であり、この場合、不活処理を行うにあたって処理ガス106に新たに加える熱エネルギを削減することが可能となる。
Further, as the nitrogen
また、前述した実施形態においては、低品位石炭1を乾燥及び乾留した後に不活性化処理して改質石炭7を製造する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、原料石炭を乾燥及び乾留した後に不活性化処理して改質石炭を製造する場合であれば、前述した実施形態の場合と同様に適用することが可能である。
Moreover, in embodiment mentioned above, although the case where the low-
本発明に係る改質石炭製造設備は、各種組成の原料石炭であっても、低コストで簡単に不活性化処理して改質石炭を製造することができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。 The reformed coal production facility according to the present invention can be used for industrially extremely beneficial because it can produce a reformed coal by simply inactivating at low cost even if it is a raw material coal of various compositions. can do.
1 低品位石炭
2 水分
3 乾燥石炭
3a,3b サンプル
4 揮発成分
6 乾留石炭
7 改質石炭
7a,7b サンプル
100 改質石炭製造設備
101 水蒸気
102 燃焼ガス
103 冷却水
104 空気
105 窒素ガス
106 処理ガス
111 粉砕装置
111a ホッパ
112 乾燥装置
113 コンベア
114 乾留装置
115 コンベア
116 冷却装置
117 コンベア
118 貯留タンク
121〜128 ロータリバルブ
130 不活性化処理装置
131 装置本体
132 窒素ガス供給源
133 ブロア
134 加熱器
135 ブロア
141 第一分取装置
142 第一サンプル移動装置
143 第一試験装置
144 第一秤量装置
145 第二分取装置
146 第二サンプル移動装置
147 第二試験装置
148 第二秤量装置
149a ブロア
149b 加熱器
150 演算制御装置
200 改質石炭製造設備
243 第一試験装置
243a 圧力センサ
247 第二試験装置
247a 圧力センサ
250 演算制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記乾燥石炭を乾留することにより乾留石炭とする乾留手段と、
酸素を含有する処理ガスで前記乾留石炭を加熱して不活性化処理することにより改質石炭とする不活性化処理手段と
を備えている改質石炭製造設備において、
前記乾燥手段で乾燥された前記乾燥石炭の一部を分取して当該乾燥石炭の酸素吸着速度Vdを求める第一の酸素吸着速度測定手段と、
前記不活性化処理手段で不活性化処理された前記改質石炭の一部を分取して当該改質石炭の酸素吸着速度Vrを求める第二の酸素吸着速度測定手段と、
前記酸素吸着速度Vd,Vrに基づいて、下記の酸素吸着速度比算出式から酸素吸着速度比Nを算出し、当該酸素吸着速度比Nが規格値Nsの範囲内である場合には、不活性化処理条件を維持するように前記不活性化処理手段を制御し、前記酸素吸着速度比Nが前記規格値Nsの範囲よりも大きい場合には、当該酸素吸着速度比Nに対応する前記処理ガス中への増加酸素濃度値Oaをマップから読み出して、当該処理ガス中の現在酸素濃度値Op及び当該増加酸素濃度値Oaに基づいて当該処理ガス中の修正酸素濃度値Ocを算出して、当該処理ガスが当該修正酸素濃度値Ocとなるように前記不活性化処理手段を制御し、前記酸素吸着速度比Nが前記規格値Nsの範囲よりも小さい場合には、当該酸素吸着速度比Nに対応する前記処理ガス中への減少酸素濃度値Odをマップから読み出して、当該処理ガス中の現在酸素濃度値Op及び当該減少酸素濃度値Odに基づいて当該処理ガス中の修正酸素濃度値Ocを算出して、当該処理ガスが当該修正酸素濃度値Ocとなるように前記不活性化処理手段を制御する主演算制御手段と
を備えていることを特徴とする改質石炭製造設備。
酸素吸着速度比算出式:N=|(Vr−Vd)|/Vd A drying means for making dry coal by removing moisture from raw coal;
A carbonization means for carbonizing the dry coal by dry distillation;
In a reformed coal production facility comprising a deactivation treatment means for heating the dry-distilled coal with a treatment gas containing oxygen to inactivate the reformed coal,
A first oxygen adsorption rate measuring means for fractionating a part of the dried coal dried by the drying means to obtain an oxygen adsorption rate Vd of the dry coal;
A second oxygen adsorption rate measuring means for fractionating a part of the reformed coal that has been inactivated by the inactivation treatment means to obtain an oxygen adsorption rate Vr of the modified coal;
Based on the oxygen adsorption rates Vd and Vr, the oxygen adsorption rate ratio N is calculated from the following formula for calculating the oxygen adsorption rate ratio, and when the oxygen adsorption rate ratio N is within the range of the standard value Ns, it is inactive. If the oxygen adsorption rate ratio N is larger than the range of the standard value Ns, the process gas corresponding to the oxygen adsorption rate ratio N is controlled. The increased oxygen concentration value Oa to the inside is read from the map, and the corrected oxygen concentration value Oc in the processing gas is calculated based on the current oxygen concentration value Op in the processing gas and the increased oxygen concentration value Oa. The inactivation processing means is controlled so that the processing gas becomes the corrected oxygen concentration value Oc, and when the oxygen adsorption rate ratio N is smaller than the range of the standard value Ns, the oxygen adsorption rate ratio N is Corresponding process gas The reduced oxygen concentration value Od is read from the map, and the corrected oxygen concentration value Oc in the processing gas is calculated based on the current oxygen concentration value Op in the processing gas and the reduced oxygen concentration value Od. A reformed coal production facility, comprising: a main arithmetic control unit that controls the deactivation processing unit so that the gas has the corrected oxygen concentration value Oc.
Oxygen adsorption rate ratio calculation formula: N = | (Vr−Vd) | / Vd
前記主演算制御手段は、前記修正酸素濃度値Ocが上限値Ouを超える場合には、前記酸素吸着速度比Nに対応する前記処理ガスの増加温度値Taをマップから読み出して、当該処理ガス中の現在温度値Tp及び当該増加温度値Taに基づいて修正温度値Tcを算出して、当該処理ガスが前記修正温度値Tcとなるように前記不活性化処理手段を制御するものである
ことを特徴とする改質石炭製造設備。 In the modified coal production facility according to claim 1,
When the corrected oxygen concentration value Oc exceeds the upper limit value Ou, the main calculation control means reads an increase temperature value Ta of the process gas corresponding to the oxygen adsorption rate ratio N from the map, and in the process gas The corrected temperature value Tc is calculated based on the current temperature value Tp and the increased temperature value Ta, and the inactivation processing means is controlled so that the processing gas becomes the corrected temperature value Tc. A featured modified coal production facility.
前記第二の酸素吸着速度測定手段は、前記不活性化処理手段で不活性化処理された前記改質石炭の一部を分取して規定時間Ts経過ごとに、当該不活性化処理手段で不活性化処理された新たな前記改質石炭の一部を改めて分取して当該改質石炭の新たな酸素吸着速度Vrnを求めるものであり、
前記主演算制御手段は、今回新たに求められた前記酸素吸着速度Vrn及び今回の直前に求められている酸素吸着速度Vrn-1に基づいて、下記の安定度算出式から安定度Sを算出し、当該安定度Sが規格値Ssの範囲内である場合に、前記酸素吸着速度Vd,Vrnに基づいて、下記の酸素吸着速度比再算出式から酸素吸着速度比Nを再算出して、前記規格値Nsとの比較を改めて行うものである
ことを特徴とする改質石炭製造設備。
安定度算出式:S=|(Vrn−Vrn-1)|/Vrn
酸素吸着速度比再算出式:N=|(Vrn−Vd)|/Vd In the modified coal production facility according to claim 1 or 2,
The second oxygen adsorption rate measuring means fractionates a part of the reformed coal that has been inactivated by the inactivation processing means, and at each elapse of a specified time Ts, the inactivation processing means is intended to seek a new oxygen adsorption rate Vr n of the upgraded coal was collected again divided part of the new the upgraded coal that has been treated inactivated,
The main arithmetic control unit on the basis of the oxygen adsorption rate Vr n-1 that this is newly sought the oxygen adsorption rate Vr n and the previous time was determined, the stability S from stability calculation formula calculated, the if the stability S is in the range of standard value Ss, the oxygen adsorption rate Vd, on the basis of Vr n, recalculates the oxygen adsorption rate ratio n from the oxygen adsorption rate ratio recalculation formula The modified coal production facility is characterized in that the comparison with the standard value Ns is performed again.
Stability calculation formula: S = | (Vr n −Vr n−1 ) | / Vr n
Recalculation formula of oxygen adsorption rate ratio: N = | (Vr n −Vd) | / Vd
前記第一の酸素吸着速度測定手段が、
前記乾燥手段で乾燥された前記乾燥石炭の一部をサンプルとして分取する第一の分取手段と、
前記第一の分取手段で分取された前記サンプルを試験温度の酸素含有ガスに試験時間Tdで曝して酸素吸着試験を行う第一の試験手段と、
前記第一の分取手段で分取された前記酸素吸着試験前の前記サンプルの重量Wd1及び当該酸素吸着試験後の当該サンプルの重量Wd2をそれぞれ秤量する第一の秤量手段と、
前記第一の秤量手段で秤量された前記重量Wd1,Wd2に基づいて、下記の乾燥石炭酸素吸着速度算出式から前記乾燥石炭の前記酸素吸着速度Vdを算出する第一の副演算制御手段と
を備え、
前記第二の酸素吸着速度測定手段が、
前記不活性化処理手段で不活性化処理された前記改質石炭の一部をサンプルとして分取する第二の分取手段と、
前記第二の分取手段で分取された前記サンプルを試験温度の酸素含有ガスに試験時間Trで曝して酸素吸着試験を行う第二の試験手段と、
前記第二の分取手段で分取された前記酸素吸着試験前の前記サンプルの重量Wr1及び当該酸素吸着試験後の当該サンプルの重量Wr2をそれぞれ秤量する第二の秤量手段と、
前記第二の秤量手段で秤量された前記重量Wd1,Wd2に基づいて、下記の改質石炭酸素吸着速度算出式から前記改質石炭の前記酸素吸着速度Vrを算出する第二の副演算制御手段と
を備えている
ことを特徴とする改質石炭製造設備。
乾燥石炭酸素吸着速度算出式:Vd=(Wd2−Wd1)/(Wd1×Td)×100
改質石炭酸素吸着速度算出式:Vr=(Wr2−Wr1)/(Wr1×Tr)×100 In the modified coal manufacturing facility according to any one of claims 1 to 3,
The first oxygen adsorption rate measuring means is
First fractionation means for fractionating a part of the dry coal dried by the drying means as a sample;
First test means for performing an oxygen adsorption test by exposing the sample sorted by the first sorting means to an oxygen-containing gas at a test temperature for a test time Td;
First weighing means for weighing each of the weight Wd1 of the sample before the oxygen adsorption test and the weight Wd2 of the sample after the oxygen adsorption test that are sorted by the first sorting means;
First sub-operation control means for calculating the oxygen adsorption rate Vd of the dry coal from the following dry coal oxygen adsorption rate calculation formula based on the weights Wd1 and Wd2 weighed by the first weighing unit; Prepared,
The second oxygen adsorption rate measuring means is
Second fractionation means for fractionating a part of the modified coal that has been inactivated by the inactivation treatment means, as a sample;
Second test means for performing an oxygen adsorption test by exposing the sample separated by the second sorting means to an oxygen-containing gas at a test temperature for a test time Tr;
Second weighing means for weighing each of the weight Wr1 of the sample before the oxygen adsorption test and the weight Wr2 of the sample after the oxygen adsorption test that are sorted by the second sorting means;
Based on the weights Wd1 and Wd2 weighed by the second weighing means, second sub-operation control means for calculating the oxygen adsorption speed Vr of the modified coal from the following modified coal oxygen adsorption speed calculation formula A modified coal production facility characterized by comprising: and.
Dry coal oxygen adsorption rate calculation formula: Vd = (Wd2−Wd1) / (Wd1 × Td) × 100
Modified coal oxygen adsorption rate calculation formula: Vr = (Wr2−Wr1) / (Wr1 × Tr) × 100
前記第一の酸素吸着速度測定手段が、
前記乾燥手段で乾燥された前記乾燥石炭の一部をサンプルとして分取する第一の分取手段と、
前記第一の分取手段で分取された前記サンプルの重量Wd1を秤量する第一の秤量手段と、
前記第一の分取手段で分取された前記サンプルを酸素含有雰囲気の恒温状態の内部に試験時間Tdで気密保持して酸素吸着試験を行う第一の試験手段と、
前記第一の試験手段の内部の圧力を計測する第一の圧力計測手段と、
内部を前記酸素含有雰囲気で恒温状態に気密保持されて前記第一の圧力計測手段で計測された前記第一の試験手段の前記酸素吸着試験前の内圧Pd1及び当該酸素吸着試験直後の内圧Pd2並びに前記第一の秤量手段で秤量された前記重量Wd1に基づいて、下記の乾燥石炭酸素吸着速度算出式から前記乾燥石炭の前記酸素吸着速度Vdを算出する第一の副演算制御手段と
を備え、
前記第二の酸素吸着速度測定手段が、
前記不活性化処理手段で不活性化処理された前記改質石炭の一部をサンプルとして分取する第二の分取手段と、
前記第二の分取手段で分取された前記サンプルの重量Wr1を秤量する第二の秤量手段と、
前記第二の分取手段で分取された前記サンプルを酸素含有雰囲気の恒温状態の内部に試験時間Trで気密保持して酸素吸着試験を行う第二の試験手段と、
前記第二の試験手段の内部の圧力を計測する第二の圧力計測手段と、
内部を前記酸素含有雰囲気で恒温状態に気密保持されて前記第二の圧力計測手段で計測された前記第二の試験手段の前記酸素吸着試験前の内圧Pr1及び当該酸素吸着試験直後の内圧Pr2並びに前記第二の秤量手段で秤量された前記重量Wr1に基づいて、下記の改質石炭酸素吸着速度算出式から前記改質石炭の前記酸素吸着速度Vrを算出する第二の副演算制御手段と
を備えている
ことを特徴とする改質石炭製造設備。
乾燥石炭酸素吸着速度算出式:Vd=Qd/(Wd1×Td)×100
改質石炭酸素吸着速度算出式:Vr=Qr/(Wr1×Tr)×100
ただし、Qdは乾燥石炭の酸素吸着量、Qrは改質石炭の酸素吸着量であり、下記の式より求められる値である。
Qd=[{(Pd1−Pd2)/1013}・{Cd−(Wd1/D)}]
/(22.4・Wd1)
Qr=[{(Pr1−Pr2)/1013}・{Cr−(Wr1/D)}]
/(22.4・Wr1)
なお、Cdは第一の試験手段の内容積、Crは第二の試験手段の内容積、Dは原料石炭の真密度である。 In the modified coal manufacturing facility according to any one of claims 1 to 3,
The first oxygen adsorption rate measuring means is
First fractionation means for fractionating a part of the dry coal dried by the drying means as a sample;
First weighing means for weighing a weight Wd1 of the sample sorted by the first sorting means;
First test means for performing an oxygen adsorption test by keeping the sample separated by the first fractionation means airtight in a constant temperature state of an oxygen-containing atmosphere at a test time Td;
First pressure measuring means for measuring the pressure inside the first test means;
The internal pressure Pd1 before the oxygen adsorption test of the first test means, the internal pressure Pd2 immediately after the oxygen adsorption test, and the internal pressure Pd2 measured by the first pressure measuring means while being kept airtight in the oxygen-containing atmosphere at a constant temperature state. First sub-operation control means for calculating the oxygen adsorption rate Vd of the dry coal from the following dry coal oxygen adsorption rate calculation formula based on the weight Wd1 weighed by the first weighing unit;
The second oxygen adsorption rate measuring means is
Second fractionation means for fractionating a part of the modified coal that has been inactivated by the inactivation treatment means, as a sample;
A second weighing means for weighing a weight Wr1 of the sample sorted by the second sorting means;
A second test means for performing an oxygen adsorption test by holding the sample separated by the second fractionation means in a constant temperature state of an oxygen-containing atmosphere at a test time Tr;
Second pressure measuring means for measuring the pressure inside the second test means;
The internal pressure Pr1 before the oxygen adsorption test of the second test means, the internal pressure Pr2 immediately after the oxygen adsorption test, and the internal pressure Pr2 of the second test means measured by the second pressure measuring means while being kept airtight in the oxygen-containing atmosphere. Based on the weight Wr1 weighed by the second weighing means, second sub-operation control means for calculating the oxygen adsorption rate Vr of the modified coal from the following modified coal oxygen adsorption rate calculation formula: A modified coal production facility characterized in that it is equipped.
Dry coal oxygen adsorption rate calculation formula: Vd = Qd / (Wd1 × Td) × 100
Modified coal oxygen adsorption rate calculation formula: Vr = Qr / (Wr1 × Tr) × 100
However, Qd is the oxygen adsorption amount of dry coal, Qr is the oxygen adsorption amount of the modified coal, and is a value obtained from the following equation.
Qd = [{(Pd1-Pd2) / 1013}. {Cd- (Wd1 / D)}]
/(22.4·Wd1)
Qr = [{(Pr1-Pr2) / 1013}. {Cr- (Wr1 / D)}]
/(22.4·Wr1)
Cd is the internal volume of the first test means, Cr is the internal volume of the second test means, and D is the true density of the raw material coal.
前記原料石炭が、褐炭又は亜瀝青炭である
ことを特徴とする改質石炭製造設備。 In the reformed coal production facility according to any one of claims 1 to 5,
The raw coal is lignite or subbituminous coal.
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