JP2014214201A - 成型固形燃料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】低品位炭を粉砕する粉砕工程と、粉砕された低品位炭と溶媒油とを混合してスラリーを得る混合工程と、前記スラリーを加熱して脱水し、脱水スラリーを得る脱水工程と、前記脱水スラリーから前記溶媒油を分離してケーキを得る固液分離工程と、前記ケーキを加熱して当該ケーキからさらに前記溶媒油を分離し、粉状改質炭を得る乾燥工程と、成型機を用い、結合剤を添加・混合することなく前記粉状改質炭を加圧成型する成型工程と、を備え、前記成型工程において前記成型機の表面に冷却材を噴霧することで冷却を施して前記成型機の表面温度を100℃以下に保持する。
【選択図】図2
Description
すなわち、前記特許文献2に記載された製造方法では、加圧成型に供される粉状の改質炭は、その温度が前記乾燥工程を経ることにより100℃以上の高温となっている。そして、ダブルロール成型機による加圧成型の際には、ダブルロール成型機のロール面と粉状の改質炭との間に摩擦が生じる。その結果、成型された成型固形燃料では、その表層部の温度がさらに高温となり、表層部と内部とで大きな温度差が生じる。このため、成型された成型固形燃料は、前記温度差に起因する歪が生じ、強度が低下することになり、この点において、前記特許文献2に記載の製造方法には改善の余地があった。
まず、低品位炭(原料炭)を、粉砕部1に供給して粉砕する。粉砕部1は、粉砕機で構成されている。粉砕された低品位炭の粒子径は、例えば、0.05〜3mm程度であり、平均粒子径で数百マイクロメートル程度である。ここで、原料炭である低品位炭は、例えば水分率25〜65質量%の水分を含有し、脱水してその利用促進が望まれるものである。そのような低品位炭としては、褐炭、亜れき青炭などが挙げられる。褐炭には、ビクトリア炭、ムリア炭、ノースダコタ炭、ベルガ炭などがある。亜れき青炭には、西バンコ炭、ビヌンガン炭、サマランガウ炭、エココール炭などがある。
次に、混合部2において、溶媒油と前記粉砕された低品位炭とを混合してスラリー(粉砕された低品位炭と溶媒油との流動性のある混合体)を得る。粉砕された低品位炭と溶媒油との質量比(粉砕された低品位炭/溶媒油)は、乾燥・無水炭基準で0.5以上が好ましく、より好ましくは1.0以上、さらに好ましくは1.5以上であり、4以下が好ましい。混合部2は、低品位炭と溶媒油とを混合するための混合槽、及びこの混合槽に備えられる攪拌機などから構成されている。脱水のための熱媒体となる前記溶媒油としては、スラリーとしてのハンドリング性、低品位炭の細孔内への侵入容易性などの観点から、例えば軽沸油が用いられる。なお、水分蒸発温度での安定性を考慮して、沸点100℃以上、300℃以下の石油系油を使用することが推奨される。石油系油としては、灯油、軽油、重油などが挙げられる。また、溶媒油に必要に応じて重質油を含有させた混合油としても良い。重質油としては、沸点が300℃以上の油が挙げられる。重質油の具体例としては、例えば、アスファルト、タール等が挙げられる。なお、混合部2に戻される循環油の成分のほとんどは溶媒油分であるが、この循環油にはわずかながら重質油分が含まれる場合がある。
次に、脱水部3において、前記混合部2で得られたスラリーを加熱して脱水し、脱水スラリーを得る。脱水部3は、前記混合部2で得られたスラリーを予熱するための予熱機、及び予熱されたスラリーを昇温させるための蒸発器などから構成されている。蒸発器では、圧力0.2MPa〜0.5MPa、温度120℃〜160℃の加圧加熱条件にて油中脱水が行われる。また、この蒸発器からは、スラリー中の低品位炭に含まれていた水分が排水として排出される。
次に、固液分離部4において、脱水スラリーから溶媒油を分離して泥状のケーキを得る。固液分離部4は、固液分離機から構成されている。この固液分離機としては、例えば、分離効率向上の観点から、遠心分離法により脱水スラリーをケーキと溶媒油とに分離する遠心分離機を用いる。なお、沈降法、濾過法、圧搾法などの形式の固液分離機を用いてもよい。脱水スラリーから分離回収された溶媒油は、循環油として混合部2に戻される。混合部2に戻された溶媒油は、混合部2でのスラリーの調整に再利用される。
次に、乾燥部5において、前記固液分離部4で分離されたケーキを加熱して該ケーキから溶媒油を分離する。これにより、ケーキは粉状改質炭となる。また、ケーキから分離回収された溶媒油は、循環油として混合部2に戻される。乾燥部5は、乾燥機、及びガス冷却器などから構成される。乾燥機は、その内部で被処理物を連続的に搬送しつつ当該被処理物を加熱するものが用いられ、例えば、ドラム内面に複数の加熱用スチームチューブが軸方向に配設されたスチームチューブ式ドライヤが用いられる。
次に、成型部6において、表面に多数のポケットを有する成型機を用い、前記乾燥部5で得られた粉状改質炭を、これに結合剤を添加・混合することなく加圧成型してブリケットの形態の成型固形燃料を得る。この場合、成型機の前記表面に冷却材を噴霧することで冷却を施して成型機の表面温度を100℃以下に保持する。成型機の表面温度を100℃以下とするのは、成型された成型固形燃料の表層部と内部との温度差を小さくすることで成型固形燃料での歪の発生を抑制することにより、強度の高い成型固形燃料を得るためである。冷却が施される成型機表面温度の下限値としては、特に制限はないが、20℃〜25℃程度の常温である。実際には、成型原料の温度と離れすぎると、逆にひずみがでるので、好ましい下限値は60℃程度である。なお、成型原料温度が100℃以上であれば、成型機表面の温度は80℃〜100℃程度が好ましい。
原料の低品位炭として、インドネシアの褐炭であるムリア炭を使用した。前記粉砕部1において、これをハンマークラッシャーにより最大粒子径:3mm以下、平均粒子径:約0.5mmに粉砕した。この粉砕された低品位炭について、微粉炭の分離処理を行なって平均粒子径:約0.1mm以下の微粉炭を分離除去にした。そして、前記混合部2において、微粉炭が分離除去された後の低品位炭と、溶媒油としての灯油とを混合してスラリーを得た。この場合、溶媒油と粉砕された低品位炭との重量比は、乾燥・無水炭基準で1.7となるようにした。このようにして得られたスラリーから出発して、前記の脱水部3、固液分離部4及び乾燥部5での各工程を実施して粉状改質炭を得た。
実施例1の場合と同様にして得た粉状改質炭を図2に示す構成の成型部6に搬入して成型工程を実施した。実施例1の成型条件と異なる点は、水噴霧量が0.05%(実施例1:1.0%)、水噴霧によるロール表面温度が110℃(実施例1:90℃)、及び水噴霧による成型機下の湿度が70%(実施例1:99%)、である。
実施例1の場合と同様にして得た粉状改質炭を図2に示す構成の成型部6に搬入し、水噴霧と篩い下のリサイクルとを行うことなく成型工程を実施した。
実施例1の場合と同様にして得た粉状改質炭を図2に示す構成の成型部6に搬入し、水噴霧に代えてオイル噴霧を行って(ただし、篩い下のリサイクルは実施せず)成型工程を実施した。噴霧に使用したオイルは、一般の低粘度タイプの機械油である。オイルは、比熱が低く、蒸発潜熱が水に比べ低いものである。
2…混合部
3…脱水部
4…固液分離部
5…乾燥部
6…成型部
61…成型室 62…原料供給ライン 63…ダブルロール成型機
63a…ロール 63b…原料供給装置 64…水噴霧装置 65…篩い装置
66…リサイクルライン
100…成型固形燃料の製造装置
Claims (6)
- 低品位炭を粉砕する粉砕工程と、
粉砕された低品位炭と溶媒油とを混合してスラリーを得る混合工程と、
前記スラリーを加熱して脱水し、脱水スラリーを得る脱水工程と、
前記脱水スラリーから前記溶媒油を分離してケーキを得る固液分離工程と、
前記ケーキを加熱して当該ケーキからさらに前記溶媒油を分離し、粉状改質炭を得る乾燥工程と、
成型機を用い、結合剤を添加・混合することなく前記粉状改質炭を加圧成型する成型工程と、
を備え、前記成型工程において前記成型機の表面に冷却材を噴霧することで冷却を施して前記成型機の表面温度を100℃以下に保持することを特徴とする成型固形燃料の製造方法。 - 前記成型機を収容し、前記乾燥工程からの粉状改質炭の搬入箇所と前記成型機からの成型固形燃料の搬出箇所とを開放状態で設けた準密閉構造の成型室を備え、前記成型室内の湿度を85%以上に保持することを特徴とする請求項1記載の成型固形燃料の製造方法。
- 前記冷却材として水を用いることを特徴とする請求項1又は2記載の成型固形燃料の製造方法。
- 前記成型工程を実施するに際し、前記成型機の前記表面に冷却材を噴霧する冷却材噴霧装置と、前記乾燥工程からの粉末状改質炭を成型原料として前記成型機へ搬送する原料供給ラインと、を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の成型固形燃料の製造方法。
- 前記冷却材噴霧装置は、前記成型室内に収容されていることを特徴とする請求項4記載の成型固形燃料の製造方法。
- 前記成型機からの成型固形燃料と未成型物である粉状改質炭とを篩い分けし分離する篩い装置と、前記篩い装置からの篩い下である粉状改質炭を前記原料供給ラインに戻すリサイクルラインと、を備えていることを特徴とする請求項4又は5記載の成型固形燃料の製造方法。
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