JP2014043545A - Method for reforming coal and method for producing coke - Google Patents

Method for reforming coal and method for producing coke Download PDF

Info

Publication number
JP2014043545A
JP2014043545A JP2013041367A JP2013041367A JP2014043545A JP 2014043545 A JP2014043545 A JP 2014043545A JP 2013041367 A JP2013041367 A JP 2013041367A JP 2013041367 A JP2013041367 A JP 2013041367A JP 2014043545 A JP2014043545 A JP 2014043545A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coal
fluidity
coke
aromatic ring
primary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013041367A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6036411B2 (en
Inventor
Kazutoshi Hanada
一利 花田
Kyoko Fujimoto
京子 藤本
Yoshiko Maeda
佳子 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP2013041367A priority Critical patent/JP6036411B2/en
Publication of JP2014043545A publication Critical patent/JP2014043545A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6036411B2 publication Critical patent/JP6036411B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Coke Industry (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple and efficient method for reforming coal, in which a solid powder is used as a reforming agent, and a reforming step of coal and a production step of coke can be performed simultaneously, when the flow property, which is a characteristic of coal, is improved for producing high-strength coke.SOLUTION: A method for reforming coal of the present invention improves the flow property (maximum fluidity (MF)) of coal by adding a primary or secondary amine-based compound having an aromatic ring, such as phenothiazine and carbazole, to coal used as a starting material for coke. More specifically, the flow property of coal is improved by mixing coal with a primary or secondary amine compound having an aromatic ring, such as phenothiazine and carbazole, and then subjecting the coal mixed with the amine-based compound to carbonization.

Description

本発明は、製鉄原料などとして用いるコークスの原料である石炭の改質方法に関し、特に、強度の高い高炉用コークスを製造するための配合炭などの石炭の改質方法に関し、また、この石炭の改質方法を利用したコークスの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for reforming coal, which is a raw material for coke used as an ironmaking raw material, and more particularly to a method for reforming coal such as blended coal for producing high-strength blast furnace coke. The present invention relates to a method for producing coke using a reforming method.

高炉用コークスは、高炉内において、還元材、熱源、そして通気性を保つための支持材として用いられている。このような役割を担う高炉用コークスは、高炉内に装入された際に粉化すると高炉の通気性を悪化させるので、それを防止するために高い強度を有することが要求されている。そこで、コークス原料である石炭の事前処理方法を工夫することによって高い強度のコークスを製造する技術が各種検討されている。その一例として、コークス炉に装入する前の石炭の粒度分布の適正化、すなわち、粒径3mm以下の粒子の割合が70〜90質量%になるように粒度分布を調整することによってコークス強度を制御する方法などが知られている。   Blast furnace coke is used in the blast furnace as a reducing material, a heat source, and a support material for maintaining air permeability. Blast furnace coke, which plays such a role, deteriorates the air permeability of the blast furnace when pulverized when charged into the blast furnace, so that it is required to have high strength to prevent it. Therefore, various techniques for producing high-strength coke by devising a pretreatment method for coal as a coke raw material have been studied. As an example, the coke strength is adjusted by optimizing the particle size distribution of the coal before charging into the coke oven, that is, by adjusting the particle size distribution so that the proportion of particles having a particle size of 3 mm or less is 70 to 90% by mass. A control method is known.

また、高炉用コークスを製造する際には、通常、複数の銘柄の石炭を混合した配合炭を用いており、そのため従来から、配合炭を原料として製造されるコークスの強度推定法が検討されてきた。そのなかで、特に、「基質強度と流動性を指標としたコークス強度推定法」による方法が一般的に行われている。この方法は、石炭の性状として、ビトリニット平均反射率(Roの平均値)とギーセラープラストメーターの最高流動度(MF)との2つの指標をパラメータとしてコークス強度を推定する方法である。   In addition, when producing coke for blast furnace, usually, blended coal in which multiple brands of coal are mixed is used. Therefore, conventionally, methods for estimating the strength of coke produced using blended coal as a raw material have been studied. It was. Among them, in particular, a method based on a “coke strength estimation method using substrate strength and fluidity as an index” is generally performed. This method is a method for estimating coke strength as parameters of two indices, vitrinite average reflectance (average value of Ro) and maximum flow rate (MF) of a Gieseler plastometer, as properties of coal.

すなわち、石炭を乾留してコークスを製造する際の因子として、石炭の石炭化度を示すビトリニット平均反射率(Ro)と、石炭の粘結性を示す最高流動度(MF)との2つの特性を組み合わせ、この2つの特性の組み合わせに基づいて、製造されるコークスの強度を推定するという方法である。つまり、製造されるコークスの強度を確保するために、配合炭のビトリニット平均反射率(Ro)及び最高流動度(MF)が所定の範囲になるように原料炭を配合するという方法である。尚、石炭の流動性を示す最高流動度(MF)は、試験方法の特性から試験用攪拌棒の回転数(ddpm)またはその対数値(logMF=log[ddpm])で表されている。ここで、「ddpm」はDial Division per Minuteの略である。   That is, as a factor when carbonizing coal to produce coke, two characteristics are vitrinite average reflectance (Ro) indicating the degree of coal coalification and maximum fluidity (MF) indicating the cohesiveness of coal. And the strength of the coke produced is estimated based on the combination of these two characteristics. That is, in order to ensure the strength of the coke to be produced, the raw coal is blended so that the vitrinite average reflectance (Ro) and the maximum fluidity (MF) of the blended coal are within a predetermined range. The maximum fluidity (MF) indicating the fluidity of coal is represented by the rotational speed (ddpm) or logarithmic value (logMF = log [ddpm]) of the stirring bar for testing from the characteristics of the test method. Here, “ddpm” is an abbreviation for Dial Division per Minute.

配合炭の最高流動度の具体的な数値としては、配合炭の最高流動度の対数値(logMF)、つまり、混合する各原料炭の最高流動度の対数値(logMF)の加重平均値が1〜4の範囲内になるように、好ましくは2.0〜3.5の範囲内になるように、各種石炭が配合されているのが一般的である。但し、配合炭の最適な最高流動度(logMF)の範囲は、使用するコークス炉の特性や製造条件ごとに異なるので、上記の範囲を外れる場合も発生する。   Specific values for the maximum fluidity of the blended coal include a logarithmic value (logMF) of the maximum fluidity of the blended coal, that is, a weighted average value of the logarithmic value (logMF) of the maximum fluidity of each coking coal to be mixed. In general, various coals are blended so as to be in the range of ˜4, preferably in the range of 2.0 to 3.5. However, since the range of the optimum maximum fluidity (logMF) of the blended coal differs depending on the characteristics of the coke oven to be used and the production conditions, it may occur outside the above range.

例えば、非特許文献1には、高強度のコークスを製造するためには、流動性が非常に重要な要因であることが示されている。更には、高強度のコークスを製造するためには、数種の銘柄を組み合わせて、配合炭の最高流動度(MF)を適正化することが重要であり、配合炭の流動性が不足しているとコークス強度が低下することが記載されている。   For example, Non-Patent Document 1 shows that fluidity is a very important factor for producing high-strength coke. Furthermore, in order to produce high-strength coke, it is important to optimize the maximum fluidity (MF) of the coal blend by combining several brands, and the fluidity of the coal blend is insufficient. It is described that the coke strength is lowered when it is present.

高炉用コークスは、良質粘結炭(強粘結炭)と、この良質粘結炭に比べて安価である非微粘結炭とを混合・配合して製造されているが、近年、高炉用コークス製造のために有利である良質粘結炭が世界的に不足している。非微粘結炭を良質粘結炭と同等或いは類似の特性に改質できれば、良質粘結炭の不足を補うことが可能となるのみならず、コークスの製造コストを低減することが可能となる。そこで、粘結性の低い石炭(非微粘結炭)を使用して、強度の高いコークスを製造する技術開発が進められている。   Blast furnace coke is produced by mixing and blending high quality caking coal (strong caking coal) with non-fine caking coal, which is cheaper than this good quality caking coal. There is a global shortage of good-quality caking coal that is advantageous for coke production. If non-slightly caking coal can be modified to have the same or similar characteristics as good quality caking coal, it will not only be possible to compensate for the shortage of good quality caking coal, but it will also be possible to reduce the production cost of coke. . Therefore, technology development for producing high-strength coke using coal with low caking properties (non-caking coal) has been underway.

例えば、特許文献1には、粘結性の低い石炭の改質及び利用方法として、非微粘結炭を良質粘結炭に比べてより細かく粉砕したのち、乾燥し、タール、重質油、ピッチ類などのバインダーを混練して擬似粒子化する原料炭の事前処理方法が提案されている。特許文献2には、タール重質留分を原料炭に添加して混合し、このタール重質留分が混合された原料炭を乾留し、高強度のコークスを製造する方法が提案されている。   For example, in Patent Document 1, as a method for reforming and using coal having low caking properties, non-fine caking coal is pulverized more finely than high quality caking coal, and then dried, tar, heavy oil, A raw material pretreatment method has been proposed in which a binder such as pitches is kneaded into pseudo particles. Patent Document 2 proposes a method for producing a high-strength coke by adding and mixing a heavy tar fraction to raw coal and dry-distilling the raw coal mixed with the heavy tar fraction. .

特許文献3には、熱間強度の高いコークスの表面に、湿式担持法によりガス化反応性向上効果を有する酸化物微粉末を担持させ、コークスのガス化反応性を向上させるコークス改質法が提案されている。特許文献4には、非粘結炭を非水素供与性溶剤と混合してスラリーとし、該スラリーを300〜420℃に加熱して溶剤抽出を行い、加熱後の前記スラリーを液部と非液部とに分離し、液部から溶剤を分離して抽出炭を得るとともに、前記非液部から非抽出炭を得て、軟化流動性に優れた前記抽出炭をコークス用原料とする非粘結炭の改質方法が提案されている。また、特許文献5及び特許文献6には、多量の酸素原子を含む低品位炭を重質油類とともに所定温度で加熱し、低品位炭の表面に重質油類の分解生成物を付着させ、処理過程で水を多量に発生させることなく、効率良く低品位炭を人造粘結炭に改質する方法が記載されている。   Patent Document 3 discloses a coke reforming method in which fine oxide powder having an effect of improving gasification reactivity is supported on the surface of coke having high hot strength by a wet loading method to improve the gasification reactivity of coke. Proposed. In Patent Document 4, non-caking coal is mixed with a non-hydrogen donating solvent to form a slurry, the slurry is heated to 300 to 420 ° C. to perform solvent extraction, and the heated slurry is mixed with a liquid part and a non-liquid. And separating the solvent from the liquid part to obtain extracted charcoal, obtaining non-extracted charcoal from the non-liquid part, and using the extracted charcoal excellent in softening fluidity as a raw material for coke. Charcoal reforming methods have been proposed. In Patent Document 5 and Patent Document 6, low-grade coal containing a large amount of oxygen atoms is heated together with heavy oils at a predetermined temperature to cause the decomposition products of heavy oils to adhere to the surface of the low-grade coal. A method for efficiently modifying low-grade coal into artificial caking coal without generating a large amount of water during the treatment process is described.

ところで、非特許文献2には、石炭に各種プラスチックを混合し、そのときの石炭の粘結性及び流動性を調査した結果から、石炭にプラスチックを添加しても、プラスチック添加によって石炭の流動性が向上する効果は発現しないと報告されている。   By the way, non-patent document 2 describes the results of mixing coal with various plastics and investigating the caking property and fluidity of coal at that time. It has been reported that the effect of improving is not expressed.

尚、コークス製造業界において、良質粘結炭と非微粘結炭との境界は明確には定義付けられていない。しかしながら、上述のように、高炉用コークスを製造する際には、最高流動度(logMF)が1〜4の範囲内になるように石炭を配合する場合が多いことを考慮すると、最高流動度(logMF)が1.0以下の範囲に該当する石炭は、それ単独では高炉用コークスに不向きな低品位な石炭であるといえる。   In the coke manufacturing industry, the boundary between high-quality caking coal and non-caking caking coal is not clearly defined. However, as described above, when producing blast furnace coke, considering that coal is often blended so that the maximum fluidity (logMF) is in the range of 1 to 4, the maximum fluidity ( It can be said that a coal whose log MF) falls within a range of 1.0 or less is a low-grade coal that is not suitable for blast furnace coke.

特開平10−183136号公報JP-A-10-183136 特開平11−43675号公報JP 11-43675 A 特開2003−89808号公報JP 2003-89808 A 特開2006−70182号公報JP 2006-70182 A 特開2009−13221号公報JP 2009-13221 A 特開2009−13222号公報JP 2009-13222 A

宮津隆ら、日本鋼管技報、67(1975)、p.125Takashi Miyazu et al., Nippon Steel Pipe Technical Report, 67 (1975), p.125 野村誠治ら、日本エネルギー学会誌、81(2002)、p.728Seiji Nomura et al., Journal of the Japan Institute of Energy, 81 (2002), p.728

低品位炭を改質し、改質した低品位炭を原料炭の一部または全部として高炉用コークスを製造する場合、生産性向上の観点から、低品位炭の改質工程とコークス製造工程とを同時に行うことが望ましい。また、石炭の改質剤として、石炭と同様な固体状物質、望ましくは粉体を石炭に配合または投入する方法が簡便である。低品位炭の改質工程としてコークス炉とは別の熱処理工程を経ることや、石炭或いはコークスに酸化物や金属粉末などを付与する工程を経ることは、コスト的にも不利となる。   When producing low-grade coal and producing coke for blast furnace using the modified low-grade coal as part or all of the raw coal, from the viewpoint of improving productivity, the low-grade coal reforming process and coke production process It is desirable to carry out simultaneously. Further, as a coal modifier, a method of blending or charging a solid substance similar to coal, desirably powder, into coal is simple. It is disadvantageous in terms of cost to go through a heat treatment step different from that of the coke oven as a reforming step of low-grade coal, or through a step of giving oxide or metal powder to coal or coke.

この観点から上記従来技術を検証すると、特許文献1、4、5、6は、コークスを製造する前段階で石炭に事前処理を行う技術であり、特許文献3は、コークスの表面に酸化物微粉末を担持させる技術である。特許文献2は、タールを原料炭に添加して原料炭と混合する必要があり、単純な工程ではあるものの、液体のタールを改質剤として使用することから、専用の混合容器を用いた混合工程という事前処理が必要である。つまり、上記従来技術には、改善すべき点がある。非特許文献2は効果が見られないとしていることから論外である。   Examining the above prior art from this point of view, Patent Literatures 1, 4, 5, and 6 are technologies for pre-treating coal in the stage before coke production, and Patent Literature 3 describes oxide fine particles on the surface of coke. This is a technology for supporting powder. In Patent Document 2, it is necessary to add tar to raw coal and mix it with raw coal, and although it is a simple process, since liquid tar is used as a modifier, mixing using a dedicated mixing container Pre-processing called a process is necessary. In other words, the conventional technique has a point to be improved. Non-patent document 2 is out of the question because no effect is seen.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高強度のコークスを製造するべく石炭の特性である流動性を向上させるにあたり、改質剤として固体の粉体を使用し、且つ、石炭の改質工程とコークス製造工程とを同時に行うことのできる、簡単で効率的な石炭の改質方法を提供することである。つまり、石炭の流動性を向上させる効果を有する固体の粉体を、コークス原料となる石炭または配合炭に添加し、石炭の流動性を向上させる方法を提供することである。また、この石炭の改質方法を用いて、高強度のコークスを製造する方法を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to improve the fluidity, which is a characteristic of coal, in order to produce high-strength coke. And a simple and efficient coal reforming method capable of simultaneously performing a coal reforming step and a coke production step. That is, it is to provide a method for improving the fluidity of coal by adding solid powder having an effect of improving the fluidity of coal to coal or blended coal as a coke raw material. Another object of the present invention is to provide a method for producing high-strength coke using this coal reforming method.

上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
[1]コークス用原料として用いる石炭に、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を添加し、石炭の流動性を向上させることを特徴とする、石炭の改質方法。
[2]前記石炭と前記芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物とを混合し、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の混合された石炭を乾留することを特徴とする、上記[1]に記載の石炭の改質方法。
[3]前記芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物が、フェノチアジン及び/またはカルバゾールであることを特徴とする、上記[1]または上記[2]に記載の石炭の改質方法。
[4]前記コークスは高炉用コークスであることを特徴とする、上記[1]ないし上記[3]の何れか1項に記載の石炭の改質方法。
[5]上記[1]ないし上記[4]の何れか1項に記載の石炭の改質方法を用いてコークスを製造することを特徴とする、コークスの製造方法。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1] A coal reforming method, wherein a primary or secondary amine compound having an aromatic ring is added to coal used as a coke raw material to improve the fluidity of the coal.
[2] It is characterized by mixing the coal and the primary or secondary amine compound having an aromatic ring, and dry-distilling the coal mixed with the primary or secondary amine compound having an aromatic ring. The method for reforming coal according to the above [1].
[3] The method for reforming coal according to [1] or [2] above, wherein the primary or secondary amine compound having an aromatic ring is phenothiazine and / or carbazole.
[4] The method for reforming coal according to any one of [1] to [3] above, wherein the coke is blast furnace coke.
[5] A method for producing coke, characterized in that coke is produced using the coal reforming method according to any one of [1] to [4].

本発明によれば、フェノチアジンやカルバゾールなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を石炭に添加するという簡単な方法で、コークス用原料として用いる石炭の流動性を、入手時とは異なる流動性つまり入手時に比べて最高流動度(MF)の高い特性を有する石炭に改質することが実現でき、しかも、コークス炉でコークスを製造する際に合わせて改質することも可能であり、従来に比較して簡単且つ効率的に石炭を改質することが実現される。この改質により、最高流動度(MF)の高い石炭を確保しているのと同様の効果が生じ、これにより、高強度コークスの製造に必要な複数銘柄の石炭配合時の配合設計の自由度を高めることが実現される。また、流動性の乏しい低品位な石炭を用いても、石炭が改質されることで、従来、高品位の石炭を使用して製造されていたコークスと同等品質のコークスを製造することができ、コークスの製造コストを削減することが達成される。   According to the present invention, the fluidity of coal used as a raw material for coke is obtained by a simple method of adding a primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine or carbazole to coal. It can be reformed to coal with different fluidity, that is, a characteristic of high maximum fluidity (MF) compared with the time of acquisition, and it is also possible to modify in accordance with the production of coke in a coke oven. Thus, it is possible to easily and efficiently reform coal as compared with the prior art. This reforming has the same effect as securing coal with a high maximum fluidity (MF), and this allows the freedom of blending design when blending multiple brands of coal required for the production of high-strength coke. Is realized. In addition, even if low-grade coal with poor fluidity is used, coke can be produced with the same quality as coke that was conventionally produced using high-grade coal. Reducing coke production costs is achieved.

実施例におけるA炭での温度と流動度との関係を、フェノチアジンの添加の有無で比較して示す図である。It is a figure which compares and shows the relationship between the temperature and fluidity | liquidity in A charcoal in an Example by the presence or absence of the addition of phenothiazine. 実施例におけるB炭での温度と流動度との関係を、フェノチアジンの添加の有無で比較して示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature in B charcoal in an Example, and fluidity | liquidity by the presence or absence of the addition of phenothiazine. 実施例におけるC炭での温度と流動度との関係を、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の一種であるカルバゾールの添加の有無で比較して示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature in C charcoal in an Example, and a fluidity | liquidity by the presence or absence of the addition of carbazole which is 1 type of the primary or secondary amine type compound which has an aromatic ring. 実施例におけるC炭での温度と流動度との関係を、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の一種であるN-フェニル-1-ナフチルアミンの添加の有無で比較して示す図である。The figure which shows the relationship between the temperature in C charcoal in an Example, and a fluidity | liquidity by the presence or absence of addition of N-phenyl-1- naphthylamine which is 1 type of the primary or secondary amine type compound which has an aromatic ring. It is. フェノチアジンの添加量と最高流動度(MF)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the addition amount of a phenothiazine, and the maximum fluidity (MF). カルバゾールの添加量と最高流動度(MF)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the addition amount of carbazole and the maximum fluidity (MF). ハイドロキノンの添加量と最高流動度(MF)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the addition amount of hydroquinone, and the maximum fluidity (MF).

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明者らは、高強度のコークスを得る上で必要となる、石炭の流動性を向上させること、つまりギーセラープラストメーターの最高流動度(MF)を高めることを目的として、種々の固体を石炭に添加して石炭を改質する方法を検討した。前述したように、ギーセラープラストメーターの最高流動度(MF)は、コークスの品質に影響を及ぼす石炭の重要特性の一つとして、一般的に採り上げられている。   In order to improve the fluidity of coal, which is necessary for obtaining high-strength coke, that is, to increase the maximum fluidity (MF) of a Gieseler plastometer, the present inventors have used various solids. A method for reforming coal by adding to coal was studied. As described above, the maximum fluidity (MF) of the Gisela plastometer is generally taken as one of the important characteristics of coal that affects the quality of coke.

石炭の流動性を向上させる研究は従来から行われてきたが、そのほとんどが、石炭に重質油、タール類、または、事前に石炭から各種溶媒などを用いて抽出した抽出液/抽出物を混練する方法であり、これらは、簡便な方法というにはほど遠く、且つ、専用の設備が必要であり、工程も複雑であった。更に、それに加えて、金属または金属酸化物などを石炭の表面に付与し、石炭を活性化させる方法を並行して行うことも検討されてきた。   Researches to improve the fluidity of coal have been conducted in the past, but most of them use heavy oil, tars, or extracts / extracts extracted beforehand from coal using various solvents. These are kneading methods, which are far from simple methods, require dedicated equipment, and have complicated processes. Furthermore, in addition to that, it has been studied to perform a method of applying coal or the like to the surface of coal and activating the coal in parallel.

一方、石炭に各種プラスチックを添加して流動性への影響を検討した非特許文献2においては、プラスチック添加による石炭の流動性向上効果は発現しないと報告されていた。   On the other hand, in Non-Patent Document 2 in which various plastics are added to coal to study the influence on fluidity, it has been reported that the effect of improving the fluidity of coal due to the addition of plastic does not appear.

本発明者らは種々の化合物を用いて石炭の流動性向上効果の確認試験を行い、その結果、重質油、タール類、石炭からの抽出物などに代表される様々な物質の混合物からなる物質ではなく、過去の知見に反して、単一の化合物もしくは幾つかの単一化合物の組合せを石炭に添加することで、石炭の流動特性が改善することを見出した。具体的には、フェノチアジンやカルバゾールなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を石炭に添加することで、石炭の流動特性が改善することを見出した。   The present inventors conducted a confirmation test of coal fluidity improvement effect using various compounds, and as a result, consisted of a mixture of various substances typified by heavy oil, tars, extracts from coal, etc. It has been found that the addition of a single compound or a combination of several single compounds to coal, rather than a substance, improves coal flow properties, contrary to previous knowledge. Specifically, it has been found that the flow characteristics of coal are improved by adding a primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine or carbazole to coal.

ここで、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物とは、アンモニアの水素1つが置換されている構造に相当する1級アミン、もしくは、アンモニアの水素2つが置換されている構造に相当する2級アミンであり、更に、それら置換基が芳香環を含んだものを指す。芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環などの芳香族性を有する環状構造を有するものを指す。   Here, the primary or secondary amine compound having an aromatic ring corresponds to a primary amine corresponding to a structure in which one hydrogen of ammonia is substituted or a structure in which two hydrogens of ammonia are substituted. Secondary amines, and those substituents containing an aromatic ring. An aromatic ring refers to an aromatic ring having a cyclic structure such as a benzene ring and a naphthalene ring.

芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物であるフェノチアジン(phenothiazine)とは、化学式をC129NSとし、融点が184℃で、常温では固体であり、沸点が371℃である。他の芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の例として、カルバゾールの化学式はC129N、融点は246℃、N-フェニル-1-ナフチルアミンの化学式はC1613N、融点は60℃である。これらは常温では固体である。 Phenothiazine, which is a primary or secondary amine compound having an aromatic ring, has a chemical formula of C 12 H 9 NS, a melting point of 184 ° C., a solid at ordinary temperature, and a boiling point of 371 ° C. As examples of primary or secondary amine compounds having other aromatic rings, the chemical formula of carbazole is C 12 H 9 N, the melting point is 246 ° C., and the chemical formula of N-phenyl-1-naphthylamine is C 16 H 13 N, The melting point is 60 ° C. These are solid at room temperature.

一般に高炉用コークスの原料として供される石炭は加熱すると、350℃付近から軟化溶融を開始する。すなわち、一般に石炭の軟化溶融温度域は350℃以上であり、550℃以下の範囲で軟化溶融が進行する。軟化溶融時には、石炭の加熱分解反応が起こり、著しく質量が減少する。   In general, when coal provided as a raw material for coke for blast furnace is heated, softening and melting starts from around 350 ° C. That is, generally the softening and melting temperature range of coal is 350 ° C. or higher, and softening and melting proceeds in the range of 550 ° C. or lower. At the time of softening and melting, a thermal decomposition reaction of coal occurs and the mass is remarkably reduced.

フェノチアジン、カルバゾール、N-フェニル-1-ナフチルアミンは、酸化防止剤、高分子連鎖反応の抑制剤、禁止剤として知られている。本発明者らは、石炭にフェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を混合させると、前述した、フェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の特性によって、石炭の流動性が向上することを見出した。つまり、石炭とフェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物とを混合し、乾留することで流動性が向上することを突き止めた。ここで、乾留とは、空気を遮断して固体有機物(フェノチアジン等)を強く加熱する操作である。   Phenothiazine, carbazole, and N-phenyl-1-naphthylamine are known as antioxidants, inhibitors of polymer chain reactions, and inhibitors. When the present inventors mix primary or secondary amine compounds having an aromatic ring such as phenothiazine with coal, the characteristics of the primary or secondary amine compounds having an aromatic ring such as phenothiazine described above are obtained. It has been found that the fluidity of coal is improved. That is, it was found that the fluidity was improved by mixing coal and a primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine and dry distillation. Here, dry distillation is an operation in which air is blocked and solid organic matter (such as phenothiazine) is strongly heated.

芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の添加により、石炭の流動性が向上するメカニズムについて詳細には判明していないが、以下のように推察される。つまり、1級もしくは2級アミンは水素供与能を有するため、乾留過程、特に石炭の軟化溶融温度領域で水素を石炭分子に供与し、石炭分子の高分子化を一時的に抑制し、低分子状態を維持させる効果があるために、流動性を向上させると考えられる。更に、一般的な有機化合物は300〜400℃程度で分解もしくは揮発してしまうものが多いが、芳香環は熱的に比較的安定な構造であり、更に芳香環を有する化合物は比較的沸点が高くなるため、石炭の軟化溶融開始温度である350℃から450℃においても芳香環を有する化合物の一部は石炭内に残存し効果を発現することができると思われる。   Although the mechanism by which the fluidity of coal is improved by the addition of a primary or secondary amine compound having an aromatic ring has not been clarified in detail, it is presumed as follows. In other words, since primary or secondary amines have a hydrogen donating ability, they donate hydrogen to coal molecules in the dry distillation process, especially in the softening and melting temperature region of coal, temporarily suppressing the polymerization of coal molecules, It is thought that fluidity is improved because of the effect of maintaining the state. Furthermore, many common organic compounds decompose or volatilize at about 300 to 400 ° C., but the aromatic ring has a relatively thermally stable structure, and the compound having an aromatic ring has a relatively boiling point. Therefore, even at 350 ° C. to 450 ° C., which is the softening and melting start temperature of coal, a part of the compound having an aromatic ring remains in the coal and can exert an effect.

以下、本発明に係るフェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の添加による石炭流動性の改善方法の実施形態例を説明する。   Hereinafter, embodiments of a method for improving coal fluidity by adding a primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine according to the present invention will be described.

流動性改善対象の石炭を、粒径5.0mm以下(目開き寸法5.0mmの篩いを通過した篩下)に粉砕し、好ましくは粒径5.0mm以下で且つそのうちの少なくとも70質量%以上が粒径3.0mm以下(目開き寸法3.0mmの篩いを通過した篩下)となるように粉砕し、この粉砕した石炭にフェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の粉末を混合する。その際、フェノチアジンとカルバゾールなど、芳香環を有する1級もしくは2級の複数のアミン系化合物を添加してもよい。   The coal whose fluidity is to be improved is pulverized into a particle size of 5.0 mm or less (under a sieve having an opening size of 5.0 mm), preferably a particle size of 5.0 mm or less and at least 70% by mass of the particle size Is a primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine in the pulverized coal, pulverized so that the particle size is 3.0 mm or less (under the sieve passing through a sieve having an opening size of 3.0 mm) Mix the powder. At that time, a plurality of primary or secondary amine compounds having an aromatic ring such as phenothiazine and carbazole may be added.

この石炭とフェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の粉末との混合物を、350℃以上の温度で乾留する。高炉コークス用石炭は350℃以上に加熱されると流動する現象が発現し、この流動性が、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の添加によって向上する。また、上記では、常温で石炭とフェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物とを混合しているが、昇温した石炭中にフェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を添加しても構わない。   A mixture of this coal and a powder of a primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine is subjected to dry distillation at a temperature of 350 ° C. or higher. Coal for blast furnace coke develops a phenomenon of flowing when heated to 350 ° C. or higher, and this fluidity is improved by adding a primary or secondary amine compound having an aromatic ring. In the above, coal is mixed with a primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine at room temperature, but primary or 2 having an aromatic ring such as phenothiazine in the heated coal. A grade amine compound may be added.

更に、複数の銘柄の石炭を混合した配合炭をコークス炉に装入してコークスを製造する際に、1種以上の或る銘柄の石炭にフェノチアジンやカルバゾールなどの1種もしくは2種以上の芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の粉末を添加して混合し、この芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物粉末との混合物を、配合炭を構成する石炭としてコークスを製造してもよい。フェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の粉末と混合された石炭は、コークス炉での乾留時、加熱され昇熱する際にフェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物によって流動性が改善され、他の銘柄の石炭と反応してコークスが製造される。   Furthermore, when coke is produced by charging a blended coal with a mixture of multiple brands of coal into a coke oven, one or more of the brands of one or more fragrances such as phenothiazine and carbazole are used. A primary or secondary amine compound powder having a ring is added and mixed, and a mixture of the primary or secondary amine compound powder having an aromatic ring is used as coal constituting the blended coal as coke. It may be manufactured. Coal mixed with a powder of a primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine is heated at the time of dry distillation in a coke oven, and when heated, the primary or second having an aromatic ring such as phenothiazine. Grade amine compounds improve fluidity and react with other brands of coal to produce coke.

コークスを製造する際の乾留温度は、一般的に1000〜1300℃と高温であるが、フェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物による流動性改善効果は350℃以上550℃以下の温度範囲で発現するものであり、コークス製造のための乾留時の昇熱過程で石炭は十分に改質される。石炭をコークスに乾留しないでフェノチアジンやカルバゾールなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物による石炭の流動性向上のみを目的とする場合には、乾留温度は350〜550℃で十分である。また、この場合の乾留時間は、石炭の種類などによっても左右されるので、流動性を改善しようとする石炭の少量を用いた予備実験を行うことで、適宜決定することができる。   The carbonization temperature during the production of coke is generally as high as 1000 to 1300 ° C, but the fluidity improvement effect by primary or secondary amine compounds having an aromatic ring such as phenothiazine is 350 ° C or more and 550 ° C. It develops in the following temperature range, and coal is sufficiently reformed during the heat-up process during dry distillation for coke production. For the purpose of only improving the fluidity of coal with primary or secondary amine compounds having an aromatic ring such as phenothiazine or carbazole without carbonizing coal into coke, a carbonization temperature of 350-550 ° C is sufficient. is there. Also, the carbonization time in this case depends on the type of coal and the like, and therefore can be appropriately determined by conducting a preliminary experiment using a small amount of coal to improve fluidity.

また、フェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の効果を阻害しない範囲で他の化合物がフェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物に混合されたものを流動性改善剤として使用してもよく、更に、種類の異なる2種以上の、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を混合して使用してもよい。   Also, other compounds mixed with a primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine as long as the effect of the primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine is not inhibited. May be used as a fluidity improver, and two or more different primary or secondary amine compounds having an aromatic ring may be mixed and used.

本発明に係る石炭の改質方法において、改質の対象となる石炭は、限定されず、例えば、強粘結炭、非微粘結炭などの高炉用コークスの原料として供される石炭の全てを対象とすることができるが、特に、低い最高流動度(MF)を有する非微粘結炭を単独で、または数種類の非微粘結炭が配合された配合炭を対象とすることが現実的である。また、本発明で改質剤として用いるフェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物は、その粒度について、特に規定するものではないが、効率的に改質したい場合には、粒径は細かく、例えば3mm以下とすることが好ましい。フェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の改質対象の石炭に対する配合量は、0.1質量%未満では効果が充分ではなく、15質量%超えではコスト的に非常に高いものになってしまうため、0.1〜15質量%が好ましい。種類の異なる2種以上の、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を混合して使用する場合には、それらの合計量が上記範囲にあればよい。   In the coal reforming method according to the present invention, the coal to be reformed is not limited, for example, all of the coal used as a raw material for coke for blast furnace such as strongly caking coal and non-caking coal In particular, it is a reality to target non-slightly caking coal having a low maximum fluidity (MF) alone or a blended coal with several types of non-slightly caking coal. Is. In addition, the primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine used as a modifier in the present invention is not particularly defined with respect to the particle size. The particle size is fine, for example, preferably 3 mm or less. The blending amount of the primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine with respect to the coal to be modified is less than 0.1% by mass, the effect is not sufficient, and if it exceeds 15% by mass, the cost is very high. Since it will become a high thing, 0.1-15 mass% is preferable. When two or more different kinds of primary or secondary amine compounds having an aromatic ring are mixed and used, the total amount thereof may be in the above range.

上述のように、フェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物は粉末状にして添加してもよいが、添加する際の形態は特に制限されるものではない。例えば、タブレットに成形した状態で添加してもよく、溶剤などに溶解して溶液として添加してもよく、更に、スラリー状で添加してもよい。   As described above, the primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine may be added in powder form, but the form at the time of addition is not particularly limited. For example, you may add in the state shape | molded to the tablet, may melt | dissolve in a solvent etc. and may add as a solution, and may add in a slurry form.

以上説明したように、本発明によれば、フェノチアジンなどの芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を石炭に添加するという簡単な方法で、コークス用原料として用いる石炭の流動性を、入手時とは異なる流動性、つまり入手時に比べて最高流動度(MF)の高い特性を有する石炭に改質することが実現でき、しかも、コークス炉でコークスを製造する際に合わせて改質することも可能であり、従来に比較して簡単且つ効率的に石炭の流動性を向上させ、且つ、高強度のコークスを製造することが実現される。   As described above, according to the present invention, the fluidity of coal used as a raw material for coke can be obtained by a simple method of adding a primary or secondary amine compound having an aromatic ring such as phenothiazine to coal. It can be reformed to coal having different fluidity from that at the time of acquisition, that is, a property having a higher maximum fluidity (MF) than that at the time of acquisition, and further, it is modified in accordance with coke production in a coke oven. It is also possible to improve the fluidity of coal and produce high-strength coke in a simpler and more efficient manner than in the past.

フェノチアジンを添加して、石炭の流動性を改質した例を説明する。改質試験に供した2種の石炭(A炭、B炭)の主な特性値を表1に示す。表1に示すように、A炭は、最高流動度(logMF)が1.0であって、このままでは高強度コークスの製造が不可能な低い流動度を有する低品位な石炭であり、B炭は、最高流動度(logMF)が3.3の強粘結性を示す石炭である。尚、表1のイナート量は不活性成分量を示す。   An example in which phenothiazine is added to improve the fluidity of coal will be described. Table 1 shows main characteristic values of two types of coal (A coal and B coal) subjected to the reforming test. As shown in Table 1, coal A is a low-grade coal having a maximum fluidity (log MF) of 1.0 and a low fluidity that makes it impossible to produce high-strength coke. Is a coal showing a strong caking property with a maximum fluidity (logMF) of 3.3. The amount of inert in Table 1 indicates the amount of inactive ingredients.

Figure 2014043545
Figure 2014043545

フェノチアジン添加による石炭の流動性向上は、以下の手順で確認した。先ず、粒径2.0mm以下に粉砕した石炭と市販のフェノチアジン粉末とを混合し、石炭とフェノチアジンとの混合試料を作製した。このとき、石炭に対するフェノチアジン粉末の混合量は、石炭に対するフェノチアジンの質量比が10質量%となるように調製した。この混合粉末を、JIS M8801のギーセラープラストメーター法で定められた所定の容器内に装入し、この混合粉末を装入した容器を、JIS M8801に基づいて300℃に予熱した炉内に装入し、3℃/minで550℃まで昇温することによって、混合粉末を石炭の軟化溶融温度域に昇温した。この混合試料に対して、JIS M8801に準拠して石炭の最高流動度(logMF)の測定を行った。   Improvement of fluidity of coal by adding phenothiazine was confirmed by the following procedure. First, coal pulverized to a particle size of 2.0 mm or less and commercially available phenothiazine powder were mixed to prepare a mixed sample of coal and phenothiazine. At this time, the mixing amount of the phenothiazine powder with respect to the coal was adjusted so that the mass ratio of the phenothiazine to the coal was 10% by mass. This mixed powder is charged into a predetermined container defined by the JIS M8801 Gieseller Plastometer method, and the container charged with this mixed powder is charged into a furnace preheated to 300 ° C. based on JIS M8801. The mixture powder was heated to 550 ° C. at 3 ° C./min to raise the temperature of the mixed powder to the softening and melting temperature range of coal. The maximum fluidity (log MF) of coal was measured based on JIS M8801 for this mixed sample.

また、併せてフェノチアジンを混合しない単味炭(複数の銘柄を混合しない1銘柄の石炭)での最高流動度(logMF)の測定も行った。また比較例として、フェノチアジンの代わりに、ポリエチレンテレフタレート粉末(PET)、ポリスチレン粉末(PS)、テレフタル酸ジメチル、ジベンゾチオフェン、4,4'-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、ジベンジルジスルフィド、アントロンをそれぞれ10質量%となるように石炭に添加し、これらの混合試料についても、JIS M8801に準拠して石炭の最高流動度(logMF)の測定を行った。測定結果を表2に示す。   In addition, the maximum fluidity (log MF) was measured for plain coal that did not mix phenothiazine (one brand coal that does not mix multiple brands). As comparative examples, polyethylene terephthalate powder (PET), polystyrene powder (PS), dimethyl terephthalate, dibenzothiophene, 4,4'-methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol), dibenzyl instead of phenothiazine Disulfide and anthrone were added to coal so that each would be 10% by mass, and the maximum fluidity (log MF) of the coal was also measured for these mixed samples in accordance with JIS M8801. The measurement results are shown in Table 2.

Figure 2014043545
Figure 2014043545

表2に示すように、フェノチアジンを石炭に添加することで、A炭及びB炭の何れにおいても流動性が著しく向上し、最高流動度(MF)が上昇することがわかった。このことは、原料石炭の最高流動度(MF)の大小に拘らず、フェノチアジン添加は最高流動度(MF)の向上に有効であることを示している。更に、低品位なA炭におけるフェノチアジン添加後の最高流動度(logMF)は2.7であり、高強度コークス製造にとって適正な流動度であり、コークス化性が向上していることがわかった。   As shown in Table 2, it was found that by adding phenothiazine to coal, the fluidity was remarkably improved and the maximum fluidity (MF) was increased in both coals A and B. This indicates that addition of phenothiazine is effective in improving the maximum fluidity (MF) regardless of the maximum fluidity (MF) of the raw coal. Furthermore, the maximum fluidity (log MF) after addition of phenothiazine in low-grade A coal is 2.7, which is an appropriate fluidity for producing high-strength coke, and the coking property is improved.

これに対して、フェノチアジンと同様に、分子内に芳香環構造を有するPET、PS及びPETの構成単位物質であるテレフタル酸ジメチルの添加では、石炭の流動性が悪化する現象が認められた。また、分子内に芳香環及びヘテロ環双方を有するジベンゾチオフェンの添加では、流動性の変化はほとんどなく、流動性の向上効果は認められなかった。   On the other hand, like phenothiazine, the addition of dimethyl terephthalate, which is a structural unit substance of PET, PS, and PET having an aromatic ring structure in the molecule, showed a phenomenon that the fluidity of coal deteriorates. In addition, when dibenzothiophene having both an aromatic ring and a heterocycle in the molecule was added, there was almost no change in fluidity, and no improvement in fluidity was observed.

上述したようにフェノチアジンは酸化防止剤として知られるが、酸化防止剤として一般的に有用されている4,4'-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、ジベンジルジスルフィド、及びアントロンの添加も、流動性の向上効果は認められなかった。   As noted above, phenothiazine is known as an antioxidant, but it is commonly used as an antioxidant for 4,4'-methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol), dibenzyl disulfide, and anthrone. Even when added, the effect of improving fluidity was not recognized.

以上の結果から、フェノチアジンは石炭の流動性向上をもたらす効果のある物質であることがわかった。   From the above results, it was found that phenothiazine is a substance having an effect of improving the fluidity of coal.

フェノチアジン添加による石炭及び単味炭でのJIS M8801の試験結果の詳細な温度プロファイルを図1及び図2に示す。図1は、A炭における温度と流動度との関係を示す図、図2は、B炭における温度と流動度との関係を示す図である。図1及び図2において、温度によって流動度は変化し、流動度の最高の値を最高流動度(MF)と定義する。後述する図3及び図4でも、最高流動度(MF)の定義は同一である。   The detailed temperature profile of the test result of JIS M8801 with coal and plain coal with phenothiazine addition is shown in FIG. 1 and FIG. FIG. 1 is a diagram showing the relationship between temperature and fluidity in coal A, and FIG. 2 is a diagram showing the relationship between temperature and fluidity in coal B. 1 and 2, the fluidity changes depending on the temperature, and the highest value of fluidity is defined as the maximum fluidity (MF). 3 and 4 described later, the definition of the maximum fluidity (MF) is the same.

図1によれば、単味炭のときには最高流動度(logMF)が1.0であるA炭は、フェノチアジンの添加により、370℃付近から流動性を示し、440℃で最高流動度(logMF)となり、最高流動度(logMF)は2.7に達することが確認できた。また、図2によれば、単味炭のときには最高流動度(logMF)が3.3であるB炭は、フェノチアジンの添加により、425℃で最高流動度(logMF)となり、その値は3.9にまで向上した。   According to FIG. 1, coal A, which has a maximum fluidity (logMF) of 1.0 in the case of plain coal, exhibits fluidity from around 370 ° C. due to the addition of phenothiazine, and the maximum fluidity (logMF) at 440 ° C. Thus, it was confirmed that the maximum fluidity (logMF) reached 2.7. Further, according to FIG. 2, B coal having a maximum fluidity (log MF) of 3.3 at the time of plain coal has a maximum fluidity (log MF) at 425 ° C. by addition of phenothiazine, and the value is 3. Improved to 9.

このように、本発明を適用することで、低品位の石炭の流動特性の向上のみならず、強粘結性を示す石炭に対しても流動性の向上効果が発現することがわかった。つまり、石炭へのフェノチアジン添加によって石炭の流動特性を改質できることが確認できた。   Thus, by applying the present invention, it has been found that not only the flow characteristics of low-grade coal are improved, but also the fluidity improving effect is exerted on coal showing strong caking properties. That is, it was confirmed that the flow characteristics of coal can be improved by adding phenothiazine to the coal.

芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を添加して、石炭の流動性を改質した例を説明する。改質試験に供した石炭(C炭)の主な特性値を表3に示す。表3に示すように、C炭は、最高流動度(logMF)が0.4である低品位な石炭である。   An example in which the fluidity of coal is modified by adding a primary or secondary amine compound having an aromatic ring will be described. Table 3 shows main characteristic values of the coal (C charcoal) subjected to the reforming test. As shown in Table 3, C coal is a low-grade coal having a maximum fluidity (logMF) of 0.4.

Figure 2014043545
Figure 2014043545

芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の添加による石炭の流動性向上は、以下の手順で確認した。先ず、粒径2.0mm以下に粉砕した石炭と、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の一例として市販のカルバゾール粉末またはN-フェニル-1-ナフチルアミン粉末とを混合し、石炭と、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物との混合試料を作製した。このとき、石炭に対する芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の粉末の混合量は、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の石炭に対する質量比が10質量%となるように調製した。この混合粉末を、JIS M8801のギーセラープラストメーター法で定められた所定の容器内に装入し、この混合粉末を装入した容器を、JIS M8801に基づいて300℃に予熱した炉内に装入し、3℃/minで550℃まで昇温することによって、混合粉末を石炭の軟化溶融温度域に昇温した。この混合試料に対して、JIS M8801に準拠して石炭の最高流動度(logMF)の測定を行った。   The improvement in the fluidity of coal by adding a primary or secondary amine compound having an aromatic ring was confirmed by the following procedure. First, coal pulverized to a particle size of 2.0 mm or less is mixed with commercially available carbazole powder or N-phenyl-1-naphthylamine powder as an example of a primary or secondary amine compound having an aromatic ring, A mixed sample with a primary or secondary amine compound having an aromatic ring was prepared. At this time, the mixing amount of the primary or secondary amine compound powder having an aromatic ring with respect to coal is 10% by mass with respect to the mass ratio of the primary or secondary amine compound having an aromatic ring to coal. Prepared. This mixed powder is charged into a predetermined container defined by the JIS M8801 Gieseller Plastometer method, and the container charged with this mixed powder is charged into a furnace preheated to 300 ° C. based on JIS M8801. The mixture powder was heated to 550 ° C. at 3 ° C./min to raise the temperature of the mixed powder to the softening and melting temperature range of coal. The maximum fluidity (log MF) of coal was measured based on JIS M8801 for this mixed sample.

また、併せて芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を混合しない単味炭での最高流動度(logMF)の測定も行った。   In addition, the maximum fluidity (logMF) was measured with simple coal not mixed with a primary or secondary amine compound having an aromatic ring.

また比較例として、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の代わりに、アクリジンを10質量%となるように石炭に添加し、JIS M8801に準拠して石炭の最高流動度(logMF)の測定を行った。測定結果を表4に示す。   As a comparative example, instead of a primary or secondary amine compound having an aromatic ring, acridine is added to coal so as to be 10% by mass, and the maximum fluidity (log MF) of coal according to JIS M8801. Was measured. Table 4 shows the measurement results.

Figure 2014043545
Figure 2014043545

表4に示すように、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物(カルバゾール及びN-フェニル-1-ナフチルアミン)を石炭に添加することで、流動性が著しく向上し、最高流動度(MF)が上昇することがわかった。   As shown in Table 4, by adding primary or secondary amine compounds (carbazole and N-phenyl-1-naphthylamine) having an aromatic ring to coal, the fluidity is remarkably improved and the maximum fluidity ( MF) was found to increase.

これに対して、カルバゾールと同様に分子内に芳香環構造と窒素とを有しているが、窒素形態は1級アミンでも2級アミンでもない点でカルバゾールと異なるアクリジンの添加では、石炭の流動性は向上しなかった。前述した実施例1においても芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物以外の物質の添加では、流動性の向上効果は認められなかった。   On the other hand, like carbazole, it has an aromatic ring structure and nitrogen in the molecule, but the addition of acridine, which is different from carbazole in that the nitrogen form is neither primary amine nor secondary amine, the flow of coal Sex did not improve. Also in Example 1 described above, the addition of a substance other than the primary or secondary amine compound having an aromatic ring showed no effect of improving fluidity.

以上の結果から、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物は石炭の流動性向上をもたらす効果のある物質であることがわかった。   From the above results, it was found that a primary or secondary amine compound having an aromatic ring is a substance having an effect of improving the fluidity of coal.

芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の一つであるカルバゾール及びN-フェニル-1-ナフチルアミンの添加による石炭及び単味炭でのJIS M8801の試験結果の詳細な温度プロファイルを、それぞれ図3及び図4に示す。図3は、C炭における温度と流動度との関係をカルバゾールの添加の有無で比較して示す図で、図4は、C炭における温度と流動度との関係をN-フェニル-1-ナフチルアミンの添加の有無で比較して示す図である。   Detailed temperature profiles of the test results of JIS M8801 with coal and simple coal by addition of carbazole and N-phenyl-1-naphthylamine, which are one of primary or secondary amine compounds having aromatic rings, It shows in FIG.3 and FIG.4. FIG. 3 is a graph showing the relationship between temperature and fluidity in Coal C with and without the addition of carbazole, and FIG. 4 shows the relationship between temperature and fluidity in Coal C and N-phenyl-1-naphthylamine. It is a figure shown by comparison with the presence or absence of addition of.

図3及び図4からも明らかなように、カルバゾール及びN-フェニル-1-ナフチルアミンを石炭に添加することで、最高流動度(logMF)が格段に向上することがわかる。   As is clear from FIGS. 3 and 4, it can be seen that the maximum fluidity (logMF) is remarkably improved by adding carbazole and N-phenyl-1-naphthylamine to coal.

芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を添加して、石炭の流動性を改質した例を説明する。改質試験にはC炭を用いた。C炭は、最高流動度(logMF)が0.4であり、単独では高強度なコークスを製造することが困難な流動性の低い低品位な石炭である。   An example in which the fluidity of coal is modified by adding a primary or secondary amine compound having an aromatic ring will be described. C charcoal was used for the modification test. Coal C has a maximum fluidity (log MF) of 0.4, and is a low-grade coal with low fluidity that makes it difficult to produce high-strength coke by itself.

芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の添加による石炭の流動性向上は、以下の手順で確認した。先ず、粒径2.0mm以下に粉砕した石炭と、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の一例として市販のフェノチアジン粉末またはカルバゾール粉末とを混合し、石炭と、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物との混合試料を作製した。このとき、石炭に対する芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の粉末の混合量は、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の石炭に対する質量比が0.2〜9質量%となるように調製した。   The improvement in the fluidity of coal by adding a primary or secondary amine compound having an aromatic ring was confirmed by the following procedure. First, coal pulverized to a particle size of 2.0 mm or less is mixed with commercially available phenothiazine powder or carbazole powder as an example of a primary or secondary amine compound having an aromatic ring, and coal and 1 having an aromatic ring are mixed. A mixed sample with a secondary or secondary amine compound was prepared. At this time, the mixing amount of the primary or secondary amine compound powder having an aromatic ring with respect to the coal is such that the mass ratio of the primary or secondary amine compound having an aromatic ring to the coal is 0.2 to 9 mass. %.

この混合粉末を、JIS M8801のギーセラープラストメーター法で定められた所定の容器内に装入し、この混合粉末を装入した容器を、JIS M8801に基づいて300℃に予熱した炉内に装入し、3℃/minで550℃まで昇温することによって、混合粉末を石炭の軟化溶融温度域に昇温した。この混合試料に対して、JIS M8801に準拠して石炭の最高流動度(MF)の測定を行った。また、併せて芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を混合しない単味炭のみでの最高流動度(MF)の測定も行った。   This mixed powder is charged into a predetermined container defined by the JIS M8801 Gieseller Plastometer method, and the container charged with this mixed powder is charged into a furnace preheated to 300 ° C. based on JIS M8801. The mixture powder was heated to 550 ° C. at 3 ° C./min to raise the temperature of the mixed powder to the softening and melting temperature range of coal. The maximum fluidity (MF) of coal was measured based on JIS M8801 for this mixed sample. In addition, the maximum fluidity (MF) was measured only with plain coal not mixed with a primary or secondary amine compound having an aromatic ring.

測定結果を図5及び図6に示す。図5は、フェノチアジンの添加量と最高流動度(MF)との関係を示す図で、図6は、カルバゾールの添加量と最高流動度(MF)との関係を示す図である。   The measurement results are shown in FIGS. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the added amount of phenothiazine and the maximum fluidity (MF), and FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the added amount of carbazole and the maximum fluidity (MF).

また比較例として、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の代わりに、ハイドロキノンを0.2〜9質量%となるように石炭に添加し、JIS M8801に準拠して石炭の最高流動度(MF)の測定を行った。測定結果を図7に示す。図7は、ハイドロキノンの添加量と最高流動度(MF)との関係を示す図である。   As a comparative example, hydroquinone is added to coal so that it becomes 0.2 to 9% by mass instead of primary or secondary amine compound having an aromatic ring, and the maximum flow of coal according to JIS M8801. The degree (MF) was measured. The measurement results are shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the amount of hydroquinone added and the maximum fluidity (MF).

図5及び図6に示すように、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物(フェノチアジン及びカルバゾール)の添加は1質量%の添加で流動性が向上することがわかった。更に添加量を増やしていくことで、添加量に応じて流動性が著しく向上し、4質量%以上では急激に向上することがわかった。   As shown in FIGS. 5 and 6, it was found that the addition of 1% by mass of the primary or secondary amine compound (phenothiazine and carbazole) having an aromatic ring improves the fluidity. Further, it was found that by increasing the addition amount, the fluidity was remarkably improved according to the addition amount, and rapidly increased at 4% by mass or more.

これに対して、分子内に1級もしくは2級のアミン基をもたないハイドロキノンの添加では、石炭の流動性は向上しなかった。1質量%までの添加ではわずかに流動性を示すが、それ以上の添加では流動性を全く示さないことが判明した。ハイドロキノンだけでなく、前述した実施例1においても芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物以外の物質の添加では、流動性の向上効果は認められないことが示されている。   On the other hand, the addition of hydroquinone having no primary or secondary amine group in the molecule did not improve the fluidity of coal. It was found that the addition of up to 1% by mass showed a slight fluidity, but the addition beyond that showed no fluidity at all. In addition to hydroquinone, also in Example 1 described above, it has been shown that the addition of a substance other than the primary or secondary amine compound having an aromatic ring does not show an improvement in fluidity.

このように、本発明を適用することで、石炭に対して流動性の向上効果が発現することがわかった。つまり、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の石炭への添加によって石炭の流動特性を改質できることが確認できた。   Thus, it has been found that by applying the present invention, an effect of improving fluidity is exhibited with respect to coal. That is, it was confirmed that the flow characteristics of coal can be improved by adding a primary or secondary amine compound having an aromatic ring to the coal.

Claims (5)

コークス用原料として用いる石炭に、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物を添加し、石炭の流動性を向上させることを特徴とする、石炭の改質方法。   A method for reforming coal, comprising adding a primary or secondary amine compound having an aromatic ring to coal used as a raw material for coke to improve the fluidity of the coal. 前記石炭と前記芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物とを混合し、芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物の混合された石炭を乾留することを特徴とする、請求項1に記載の石炭の改質方法。   The primary coal or secondary amine compound having an aromatic ring is mixed with the coal, and the coal mixed with the primary or secondary amine compound having an aromatic ring is dry-distilled. Item 2. The method for reforming coal according to Item 1. 前記芳香環を有する1級もしくは2級のアミン系化合物が、フェノチアジン及び/またはカルバゾールであることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の石炭の改質方法。   The method for reforming coal according to claim 1 or 2, wherein the primary or secondary amine compound having an aromatic ring is phenothiazine and / or carbazole. 前記コークスは高炉用コークスであることを特徴とする、請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の石炭の改質方法。   The method for reforming coal according to any one of claims 1 to 3, wherein the coke is blast furnace coke. 請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の石炭の改質方法を用いてコークスを製造することを特徴とする、コークスの製造方法。   A method for producing coke, characterized in that coke is produced using the coal reforming method according to any one of claims 1 to 4.
JP2013041367A 2012-03-08 2013-03-04 Coal reforming method and coke manufacturing method Active JP6036411B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013041367A JP6036411B2 (en) 2012-03-08 2013-03-04 Coal reforming method and coke manufacturing method

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012051114 2012-03-08
JP2012051114 2012-03-08
JP2012169161 2012-07-31
JP2012169161 2012-07-31
JP2013041367A JP6036411B2 (en) 2012-03-08 2013-03-04 Coal reforming method and coke manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014043545A true JP2014043545A (en) 2014-03-13
JP6036411B2 JP6036411B2 (en) 2016-11-30

Family

ID=50395053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013041367A Active JP6036411B2 (en) 2012-03-08 2013-03-04 Coal reforming method and coke manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6036411B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016136191A1 (en) * 2015-02-25 2016-09-01 Jfeスチール株式会社 Method of evaluating coal and method of manufacturing coke
JP7470598B2 (en) 2020-08-14 2024-04-18 Jfeスチール株式会社 Method for selecting modifier for improving fluidity of coal, modifier, method for modifying coal, and method for producing coke

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100744798B1 (en) * 2001-12-29 2007-08-01 매그나칩 반도체 유한회사 Method of forming contact plug for semiconductor devices

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378288A (en) * 1981-02-09 1983-03-29 Mobil Oil Corporation Coking process by addition of free radical inhibitors
JPS60144386A (en) * 1983-12-30 1985-07-30 Nippon Steel Chem Co Ltd Dry distillation of coal
JPS61285286A (en) * 1985-06-12 1986-12-16 Nippon Steel Chem Co Ltd Carbonization of coal
JPS624782A (en) * 1985-06-29 1987-01-10 Nippon Steel Chem Co Ltd Method of controlling coke oven reaction
JPH06108056A (en) * 1992-09-29 1994-04-19 Kobe Steel Ltd Pyrolysis of coal
JP2000008047A (en) * 1998-06-23 2000-01-11 Nippon Steel Corp Production of blast furnace coke

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378288A (en) * 1981-02-09 1983-03-29 Mobil Oil Corporation Coking process by addition of free radical inhibitors
JPS60144386A (en) * 1983-12-30 1985-07-30 Nippon Steel Chem Co Ltd Dry distillation of coal
JPS61285286A (en) * 1985-06-12 1986-12-16 Nippon Steel Chem Co Ltd Carbonization of coal
JPS624782A (en) * 1985-06-29 1987-01-10 Nippon Steel Chem Co Ltd Method of controlling coke oven reaction
JPH06108056A (en) * 1992-09-29 1994-04-19 Kobe Steel Ltd Pyrolysis of coal
JP2000008047A (en) * 1998-06-23 2000-01-11 Nippon Steel Corp Production of blast furnace coke

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6016028221; '59.石炭軟化溶融時の流動性に対する多環芳香族炭化水素類の添加効果' 第43回 石炭科学会議発表論文集 , 20061012, p.119-120, 一般社団法人日本エネルギー学会 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016136191A1 (en) * 2015-02-25 2016-09-01 Jfeスチール株式会社 Method of evaluating coal and method of manufacturing coke
JPWO2016136191A1 (en) * 2015-02-25 2017-07-13 Jfeスチール株式会社 Coal evaluation method and coke production method
KR20170105085A (en) 2015-02-25 2017-09-18 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 Method of evaluating coal and method of manufacturing coke
CN107250323A (en) * 2015-02-25 2017-10-13 杰富意钢铁株式会社 The evaluation method of coal and the manufacture method of coke
TWI608092B (en) * 2015-02-25 2017-12-11 Jfe Steel Corp Coal evaluation method and coke production method
RU2675567C1 (en) * 2015-02-25 2018-12-19 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Coal assessment method and the coke production method
AU2016225722B2 (en) * 2015-02-25 2019-04-04 Jfe Steel Corporation Method of evaluating coal and method of manufacturing coke
KR101940942B1 (en) * 2015-02-25 2019-04-10 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 Evaluating method for coal and producing method for coke
US10739285B2 (en) 2015-02-25 2020-08-11 Jfe Steel Corporation Evaluating method for coal and producing method for coke
JP7470598B2 (en) 2020-08-14 2024-04-18 Jfeスチール株式会社 Method for selecting modifier for improving fluidity of coal, modifier, method for modifying coal, and method for producing coke

Also Published As

Publication number Publication date
JP6036411B2 (en) 2016-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102300957B (en) Process for producing binder for coke production and process for producing coke
Mohanty et al. Structural characterization of coking component of an Indian coking coal
JP6036411B2 (en) Coal reforming method and coke manufacturing method
US1925005A (en) Coal treatment process
Li et al. Insight into the effects of sodium species with different occurrence modes on the structural features of residues derived from direct liquefaction of Zhundong coal by multiple techniques
Kim et al. Investigation into the effects of ash-free coal binder and torrefied biomass addition on coke strength and reactivity
JP5949706B2 (en) Coke production method, coke, modified coal, modified coal blend and coal or blended coal reforming method
JP2017048380A (en) Method for producing hydrogenated coal tar pitch
JP7252208B2 (en) Raw material oil for needle coke and needle coke
JP5233356B2 (en) Method for producing blast furnace coke
JP2010150335A (en) Method for producing coke for blast furnace
JP6241336B2 (en) Method for producing blast furnace coke
AU2015241616B2 (en) Coal blend
JP6260563B2 (en) Ferro-coke manufacturing method
RU2569355C1 (en) Method for obtaining oil-coal tar pitch
JP2013028740A (en) Method for modifying coal
US4201655A (en) Process for making metallurgical coke
JP5378657B2 (en) Decomposition method of hydrocarbon oil
Tiwari et al. A comparative study of by-products yield from coke making processes in a Jenkner apparatus
JP7470598B2 (en) Method for selecting modifier for improving fluidity of coal, modifier, method for modifying coal, and method for producing coke
WO2011105480A1 (en) Method for producing high-strength coke
CN112322315B (en) Sulfur component directional removal method for coking by high-sulfur coking coal blending
Wu et al. Effects of Boron Carbide on Coking Behavior and Chemical Structure of High Volatile Coking Coal during Carbonization. Materials. 2021; 14: 1-12
RU2502783C1 (en) Thermochemical processing method of oil slurries or acid tars in mixtures with solid natural fuel to obtain liquid products and solid residues
JPS60144386A (en) Dry distillation of coal

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150223

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160308

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160408

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160726

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160906

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161004

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161017

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6036411

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250