JP2015030739A - ボイラ燃料用石炭 - Google Patents

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Abstract

【課題】石炭焚きボイラにおいて酸化カルシウムの超微粒子を低コストで簡単に発生できるようにすることが強く望まれている。【解決手段】石炭焚きボイラの燃料に使用されるボイラ燃料用石炭１０であって、褐炭又は亜瀝青炭からなる原料炭２に、原料炭２中の硫黄のモル量に対して等モル量以上のカルシウムが担持された変成炭１０を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、石炭焚きボイラの燃料に使用されるボイラ燃料用石炭に関する。
石炭を燃焼用の燃料に使用する石炭焚きボイラにおいては、石炭の燃焼に伴って生じる排ガス中に硫黄酸化物（ＳＯｘ）が含まれていることから、当該排ガス中から硫黄酸化物を除去した後に、当該排ガスを排出するようにしている。
例えば、下記特許文献１においては、酸化カルシウム（ＣａＯ）や炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）や水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）等のカルシウム化合物をレーザ照射加熱又はプラズマ加熱することにより、酸化カルシウム（ＣａＯ）の超微粒子（１〜１００ｎｍ）を発生させて、当該超微粒子を炉内又は煙道内に吹き込んで排ガス中の硫黄酸化物と反応させることで、排ガス中から硫黄酸化物を除去することを提案している。
特開平５−２６９３４１号公報 特開平７−００４６１０号公報 特開平９−１２６４１１号公報
しかしながら、前記特許文献１で提案されている方法においては、レーザアブレーション装置や高周波誘導プラズマ発生装置やアークプラズマ発生装置等をボイラ設備に設置しなければならないため、大容量の石炭焚きボイラに適用しようとすると、設備コストが非常に高くなってしまい、実用的なものではなかった。
このため、酸化カルシウムの超微粒子を低コストで簡単に発生できるようにすることが強く望まれている。
前述した課題を解決するためになされた第一番目の発明は、石炭焚きボイラの燃料に使用されるボイラ燃料用石炭であって、褐炭又は亜瀝青炭からなる原料炭に、当該原料炭中の硫黄のモル量に対して等モル量以上のカルシウムが担持された変成炭を有していることを特徴とするボイラ燃料用石炭である。
また、第二番目の発明は、第一番目の発明に係るボイラ燃料用石炭において、前記変成炭が、前記原料炭の乾燥重量に対して０．１〜５重量％の割合で鉄をさらに担持したものであることを特徴とするボイラ燃料用石炭である。
また、第三番目の発明は、第一番目又は第二番目の発明に係るボイラ燃料用石炭において、前記変成炭が、前記原料炭の乾燥重量に対して４〜１０重量％の割合でカルシウムを担持したものであり、前記変成炭の割合が１０〜５０重量％となるように、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭のうちの少なくとも一種からなる基本炭と前記変成炭とを混合した混合炭からなることを特徴とするボイラ燃料用石炭である。
また、第四番目の発明は、第一番目から第三番目の発明のいずれかに係るボイラ燃料用石炭において、乾留処理されたものであることを特徴とするボイラ燃料用石炭である。
また、第五番目の発明は、第四番目の発明に係るボイラ燃料用石炭において、さらに不活性化処理されたものであることを特徴とするボイラ燃料用石炭である。
本発明に係るボイラ燃料用石炭は、ボイラ炉内に燃料として吹込み供給されて高温燃焼されて排ガスとなると、高温燃焼に伴って、担持されていたカルシウム（Ｃａ）分から酸化カルシウム（ＣａＯ）を超微粒子（粒径：数〜数十ｎｍ）の状態で存在させることができるので、酸化カルシウムの超微粒子を低コストで簡単に発生させることができ、ボイラ設備にかかるコストを大きく削減することができる。
本発明に係るボイラ燃料用石炭の第一番目の実施形態の製造手順を示すフロー図である。 図１の担持処理で使用される処理装置の概略図である。 図１の製造手順で得られたボイラ燃料用石炭を適用されるボイラ設備の概略図である。 本発明に係るボイラ燃料用石炭の第二番目の実施形態の製造手順を示すフロー図である。 図４の製造手順で得られたボイラ燃料用石炭を適用されるボイラ設備の概略図である。 本発明に係るボイラ燃料用石炭の第三番目の実施形態の製造手順を示すフロー図である。 図６の製造手順で得られたボイラ燃料用石炭を適用されるボイラ設備の概略図である。 本発明に係るボイラ燃料用石炭の第四番目の実施形態の要部の製造手順を示すフロー図である。 本発明に係るボイラ燃料用石炭の他の実施形態における担持処理で使用される処理装置の概略図である。
本発明に係るボイラ燃料用石炭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。
〈第一番目の実施形態〉
本発明に係るボイラ燃料用石炭の第一番目の実施形態を図１〜３に基づいて説明する。
本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、石炭焚きボイラの燃料に使用されるボイラ燃料用石炭であって、褐炭又は亜瀝青炭からなる原料炭に、当該原料炭中の硫黄（Ｓ）のモル量に対して等モル量以上のカルシウム（Ｃａ）が担持された変成炭からなるものである。
このような本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、図１，２に示すように、水１と、粒径（５０ｍｍ前後）を粉砕調整（最大粒径５ｍｍ程度）された前記原料炭２（硫黄含有量０．４〜１．２重量％（乾燥時））と、酸化カルシウム（ＣａＯ）や炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）や水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）等のカルシウム化合物３とを処理装置１１０の処理槽１１１内に入れて攪拌翼１１２で撹拌し（ｐＨ８〜１２）、カルシウム化合物３からカルシウムイオンを水１中に溶出含有させて前記原料炭２に接触させることにより、当該原料炭２に存在する水酸基（−ＯＨ）やカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）の水素イオンと当該カルシウムイオンとをイオン交換させて当該原料炭２にカルシウムを上述した量で担持させた後（図１中、Ｓ１１）、前記処理槽１１１の内部から外部へ濾過等によって分離し（図１中、Ｓ１２）、必要に応じて水洗処理（図１中、Ｓ１３）した後に脱水処理（図１中、Ｓ１４）することにより、容易に得ることができる。
このようにして製造されたボイラ燃料用石炭（変成炭）１０は、乾燥、粉砕（粒径：０．１ｍｍ前後）されて、図３に示すように、ボイラ炉２１１内に燃料として吹込み供給されて高温燃焼（温度：１５００〜１７００℃）されて排ガス６となる。
このとき、前記排ガス６中には、上記高温燃焼に伴って、前記ボイラ燃料用石炭１０に含有される硫黄（Ｓ）分から生じた硫黄酸化物（ＳＯｘ）が存在すると共に、前記ボイラ燃料用石炭１０に担持されていたカルシウム（Ｃａ）分から生じた酸化カルシウム（ＣａＯ）が超微粒子（粒径：数〜数十ｎｍ）の状態で存在するようになる。
そして、前記排ガス６中の硫黄酸化物は、超微粒子の状態で非常に大きい比表面積となった酸化カルシウムと容易に反応して硫酸カルシウム（ＣａＳＯ4）となる。
硫黄酸化物を硫酸カルシウムとされた前記排ガス６は、熱交換器２１２で熱交換されて冷却されてから、上記硫酸カルシウム等を含有する固形物７を除塵装置２１３で除去された後、煙突２１４から外部へ排出される。
つまり、従来は、酸化カルシウム（ＣａＯ）や炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）や水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）等のカルシウム化合物をレーザ照射加熱又はプラズマ加熱することにより、酸化カルシウム（ＣａＯ）の超微粒子（１〜１００ｎｍ）を発生させて、当該超微粒子を炉内又は煙道内に吹き込んで排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）と反応させることで、排ガス中から硫黄酸化物を除去するようにしたが、本実施形態においては、原料炭２にカルシウム（Ｃａ）を上述した量で担持させたボイラ燃料用石炭（変成炭）１０をボイラ炉２１１の燃料に使用することにより、高温燃焼に伴って、超微粒子（数〜数十ｎｍ）の酸化カルシウム（ＣａＯ）を排ガス６中に発生させて、当該排ガス６中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）と反応させることで、排ガス６中から硫黄酸化物を除去するようにしたのである。
このため、従来は、レーザアブレーション装置や高周波誘導プラズマ発生装置やアークプラズマ発生装置等をボイラ設備に設置する必要があったものの、本実施形態においては、上記装置をボイラ設備に設置する必要がまったくないのはもちろんのこと、脱硫装置をボイラ設備に設置しなくても済むようになる。
したがって、本実施形態に係るボイラ燃料用石炭１０によれば、酸化カルシウム（ＣａＯ）の超微粒子（数〜数十ｎｍ）を低コストで簡単に発生させることができ、ボイラ設備にかかるコストを大きく削減することができる。
なお、前記原料炭２が担持するカルシウムの量は、当該原料炭２中の硫黄のモル量に対して等モル量以上である必要がある。なぜなら、前記原料炭２の担持するカルシウムの量が、当該原料炭２中の硫黄のモル量に対して等モル量未満であると、燃焼に伴って発生した硫黄酸化物を十分に除去することができないからである。
また、前記原料炭２としては、褐炭や亜瀝青炭を適用することができるものの、瀝青炭を適用することは困難である。なぜなら、褐炭や亜瀝青炭は、カルシウムイオンとイオン交換してカルシウムを担持する水酸基（−ＯＨ）やカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）等を必要量有しているものの、瀝青炭は、上記基が少な過ぎてカルシウムを十分に担持することが困難だからである。
〈第二番目の実施形態〉
本発明に係るボイラ燃料用石炭の第二番目の実施形態を図４，５に基づいて説明する。ただし、前述した実施形態の場合と同様な部分においては、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。
本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、前記原料炭２に、当該原料炭２中の硫黄（Ｓ）のモル量に対して等モル量以上のカルシウム（Ｃａ）が担持されると共に、当該原料炭２の乾燥重量に対して０．１〜５重量％の割合で鉄（Ｆｅ）がさらに担持された変成炭からなるものである。
このような本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、図４に示すように、水１と、前記原料炭２と、前記カルシウム化合物３と、硫酸鉄（ＦｅＳＯ4）等の鉄化合物４とを、前述した実施形態の場合と同様に前記処理装置１１０の前記処理槽１１１内に入れて前記攪拌翼１１２で撹拌し（ｐＨ８〜１２）、カルシウム化合物３からカルシウムイオンを水１中に溶出含有させると共に鉄化合物４から鉄イオンを水１中に溶出含有させて前記原料炭２に接触させることにより、当該原料炭２に存在する水酸基（−ＯＨ）やカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）の水素イオンと当該カルシウムイオン及び当該鉄イオンとをイオン交換させて当該原料炭２にカルシウム及び鉄をそれぞれ上述した量で担持させた後（図４中、Ｓ１１）、前述した実施形態の場合と同様に、前記処理槽１１１の内部から外部へ濾過等によって分離し（図４中、Ｓ１２）、必要に応じて水洗処理（図４中、Ｓ１３）した後に脱水処理（図４中、Ｓ１４）することにより、容易に得ることができる。
このようにして製造されたボイラ燃料用石炭（変成炭）２０は、乾燥、粉砕（粒径：０．１ｍｍ前後）されて、図５に示すように、前記ボイラ炉２１１内に燃料として吹込み供給されて高温燃焼（温度：１５００〜１７００℃）されて排ガス６となる。
このとき、前記排ガス６中には、硫黄酸化物（ＳＯｘ）及び酸化カルシウムが前述した実施形態の場合と同様に存在すると共に、前記ボイラ燃料用石炭２０に担持されていた鉄（Ｆｅ）分から生じた酸化鉄（ＦｅＯ）が超微粒子（粒径：数〜数十ｎｍ）の状態で存在するようになる。
そして、前記排ガス６中の硫黄酸化物は、前述した実施形態の場合と同様に酸化カルシウムと反応して硫酸カルシウム（ＣａＳＯ4）となる。一方、超微粒子の状態で非常に大きい比表面積となった前記排ガス６中の酸化鉄は、前記ボイラ燃料用石炭２０の炭素分と非常に高い確率で接触し、触媒機能によって当該炭素分を確実に燃焼（酸化）させる。
硫黄酸化物を硫酸カルシウムとされると共に炭素分を確実に燃焼（酸化）された前記排ガス６は、前記熱交換器２１２で熱交換されて冷却されてから、上記硫酸カルシウム等を含有すると共に未燃炭素分の少ない固体物８を前記除塵装置２１３で除去された後、前記煙突２１４から外部へ排出される。
つまり、本実施形態においては、カルシウム（Ｃａ）だけでなくさらに鉄（Ｆｅ）を原料炭２に担持させたボイラ燃料用石炭（変成炭）２０をボイラ炉２１１の燃料に使用することにより、高温燃焼に伴って、酸化カルシウム（ＣａＯ）と共に超微粒子（数〜数十ｎｍ）の酸化鉄（ＦｅＯ）も排ガス６中に発生させて、排ガス６中から硫黄酸化物を除去すると同時に、炭素分も確実に燃焼（酸化）させるようにしたのである。
このため、本実施形態においては、前記ボイラ炉２１１内での燃焼効率を前述した実施形態の場合よりもさらに向上させることができる。
したがって、本実施形態に係るボイラ燃料用石炭２０によれば、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができるのはもちろんのこと、前記除塵装置２１３で回収される前記固形物８中に残存する未燃炭素分を前述した実施形態の場合よりも少なくすることができる。
なお、前記原料炭２が担持する鉄の量は、当該原料炭２の乾燥重量に対して０．１〜５重量％であると好ましい。なぜなら、前記原料炭２の担持する鉄の量が、当該原料炭２の乾燥重量に対して０．１重量％未満であると、上述した作用効果を十分に発現させることができず、当該原料炭２の乾燥重量に対して５重量％を超えると、前記担持処理Ｓ１１に要する時間が長くなり過ぎてしまうと共に、燃焼効率の向上に臨界を迎えてしまうようになるからである。
〈第三番目の実施形態〉
本発明に係るボイラ燃料用石炭の第三番目の実施形態を図６，７に基づいて説明する。ただし、前述した実施形態の場合と同様な部分においては、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。
本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、前記原料炭２に、当該原料炭２の乾燥重量に対して４〜１０重量％の割合（硫黄（Ｓ）のモル量に対して等モル量以上）でカルシウム（Ｃａ）が担持されると共に、当該原料炭２の乾燥重量に対して０．１〜５重量％の割合で鉄（Ｆｅ）がさらに担持された変成炭と、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭のうちの少なくとも一種からなる基本炭とが、上記変成炭の割合を１０〜５０重量％とするように混合された混合炭からなるものである。
このような本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、図６に示すように、水１と、前記原料炭２と、前記カルシウム化合物３と、硫酸鉄（ＦｅＳＯ4）等の鉄化合物４とを、前述した実施形態の場合と同様に前記処理装置１１０の前記処理槽１１１内に入れて前記攪拌翼１１２で撹拌し（ｐＨ８〜１２）、カルシウム化合物３からカルシウムイオンを水１中に溶出含有させると共に鉄化合物４から鉄イオンを水１中に溶出含有させて前記原料炭２に接触させることにより、当該原料炭２に存在する水酸基（−ＯＨ）やカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）の水素イオンと当該カルシウムイオン及び当該鉄イオンとをイオン交換させて当該原料炭２にカルシウム及び鉄をそれぞれ上述した量で担持させた後（図６中、Ｓ１１）、前述した実施形態の場合と同様に、前記処理槽１１１の内部から外部へ濾過等によって分離し（図６中、Ｓ１２）、必要に応じて水洗処理（図６中、Ｓ１３）した後に脱水処理（図６中、Ｓ１４）することにより、変成炭３０を得た後、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭のうちの少なくとも一種からなる基本炭５と、上記変成炭３０とを、当該変成炭３０の割合が１０〜５０重量％となるように混合処理（図６中、Ｓ１５）することにより、容易に得ることができる。
このようにして製造されたボイラ燃料用石炭（混合炭）４０は、乾燥、粉砕（粒径：０．１ｍｍ前後）されて、図７に示すように、前記ボイラ炉２１１内に燃料として吹込み供給されて高温燃焼（温度：１５００〜１７００℃）されて排ガス６となる。
このとき、前記排ガス６中には、上記高温燃焼に伴って、前記ボイラ燃料用石炭４０に含有される硫黄（Ｓ）分から生じた硫黄酸化物（ＳＯｘ）が存在すると共に、当該ボイラ燃料用石炭４０の前記変成炭３０に担持されていたカルシウム（Ｃａ）分及び鉄（Ｆｅ）分から生じた酸化カルシウム（ＣａＯ）及び酸化鉄（ＦｅＯ）が超微粒子（粒径：数〜数十ｎｍ）の状態で存在するようになる。
そして、前記排ガス６中の酸化カルシウムは、前記変成炭３０及び前記基本炭５に含有される硫黄（Ｓ）分から生じた硫黄酸化物（ＳＯｘ）と反応して硫酸カルシウム（ＣａＳＯ4）となると共に、前記排ガス６中の酸化鉄は、前記変成炭３０及び前記基本炭５の炭素分と非常に高い確率で接触し、触媒機能によって当該炭素分を確実に燃焼（酸化）させる。
硫黄酸化物を硫酸カルシウムとされると共に炭素分を確実に燃焼（酸化）された前記排ガス６は、前述した実施形態の場合と同様に、前記熱交換器２１２で熱交換されて冷却されてから、前記固形物８を前記除塵装置２１３で除去された後、前記煙突２１４から外部へ排出される。
つまり、本実施形態においては、前記原料炭２に含有されている硫黄分のモル量と前記基本炭５に含有されている硫黄分のモル量とを合計したモル量と同量のモル量以上のカルシウムが当該原料炭２に担持されることにより、カルシウムが担持されていない前記基本炭５中の硫黄分から生じる硫黄酸化物も硫酸カルシウムとなるようにして前記排ガス６中から除去できるようにしたのである。
このため、本実施形態においては、カルシウムが担持されていない前記基本炭５も前記ボイラ炉２１１内に燃料として供給することができ、原料炭２にカルシウムを担持処理することにより得られる変成炭３０の使用量を少なくすることができる。
したがって、本実施形態に係るボイラ燃料用石炭４０によれば、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができるのはもちろんのこと、前述した実施形態の場合よりも効率よく製造することができ、製造コストを削減することができる。
なお、前記ボイラ燃料用石炭（混合炭）４０における前記変成炭３０の割合が１０〜５０重量％、言い換えると、前記ボイラ燃料用石炭（混合炭）４０における前記基本炭５の割合が５０〜９０重量％であると好ましい。なぜなら、前記ボイラ燃料用石炭（混合炭）４０における前記基本炭５の割合が、５０重量％未満であると、ボイラ燃料用石炭４０の製造効率の向上を大きくすることが難しくなってしまい、９０重量％を超えると、前記基本炭５の性状によっては、当該基本炭５中の硫黄分から生じる硫黄酸化物を硫酸カルシウムとすることが十分にできないおそれを生じてしまうからである。
また、前記原料炭２が担持するカルシウムの量は、当該原料炭２の乾燥重量に対して４〜１０重量％であると好ましい。なぜなら、前記原料炭２の担持するカルシウムの量が、当該原料炭２の乾燥重量に対して４重量％未満であると、前記基本炭５の性状や当該基本炭５との混合割合によっては、当該基本炭５中の硫黄分から生じる硫黄酸化物を硫酸カルシウムとすることが十分にできないおそれを生じてしまい、当該原料炭２の乾燥重量に対して１０重量％を超えると、当該原料炭２の担持処理Ｓ１１に要する時間が長くなり過ぎてしまい、製造効率の低下を招いて、製造コストの削減が難しくなってしまうからである。
〈第四番目の実施形態〉
本発明に係るボイラ燃料用石炭の第四番目の実施形態を図８に基づいて説明する。ただし、前述した実施形態の場合と同様な部分においては、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。
本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、前記混合炭４０が乾留処理されると共に不活性化処理されたものである。
このような本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、前述した第三番目の実施形態の場合と同様にして得られた前記混合炭４０を、図８に示すように、乾燥装置内に入れて加熱乾燥（１００℃前後）して水分を除去してから（図８中、Ｓ２１）、乾留装置内に移載して窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で加熱乾留（４００℃前後）することにより、水銀（Ｈｇ）等を含めた揮発成分を除去した後（図８中、Ｓ２２）、この乾留炭を冷却装置内に移載して冷却（５０℃前後）してから（図８中、Ｓ２３）、不活性化処理装置内に移載して、活性化している表面を不活性化用雰囲気中（酸素濃度：数〜２１体積％）で不活性化処理した後（図８中、Ｓ２４）、造粒装置で粒状に成形する（図８中、Ｓ２５）ことにより、容易に得ることができる。
つまり、本実施形態に係るボイラ燃料用石炭５０は、前記ボイラ燃料用石炭（混合炭）４０に対して、さらに乾留処理を施すと共に不活性化処理を施したものなのである。
このため、本実施形態に係るボイラ燃料用石炭５０においては、水銀等の揮発成分の大部分が予め除去されていることから、前記ボイラ炉２１１に燃料として供給して燃焼させても、前記排ガス６中の水銀含有量を極めて少なくすることができ、排出規制濃度以下にすることができる。
したがって、本実施形態に係るボイラ燃料用石炭５０によれば、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができるのはもちろんのこと、前記排ガス６中の水銀含有量を極めて少なくすることができるので、水銀除去装置をボイラ設備に設置しなくても済み、ボイラ設備に係るコストをさらに低減することができる。
〈他の実施形態〉
なお、カルシウム化合物３としては、酸化カルシウム（ＣａＯ）や炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）や水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）等の粉体や粒状体等はもちろんのこと、例えば、石膏廃材やセメント廃材や貝殻やフライアッシュや鉄鋼スラグ等のようなカルシウムを含有する廃棄物を適用することも可能である。
特に、前記除塵装置２１３で回収された前記固形物７，８中の硫酸カルシウムをカルシウム化合物３として利用するようにすれば、カルシウム源を循環利用することができ、廃棄物の発生を大きく抑制することができるので、非常に好ましい。同様に、前記除塵装置２１３で回収された前記固形物８中の硫酸鉄を鉄化合物４として利用するようにすれば、鉄源を循環利用することができ、廃棄物の発生を大きく抑制することができるので、非常に好ましい。
ここで、上述したような廃棄物をカルシウム化合物３として利用する場合には、例えば、図９に示すように、処理装置２１０の処理槽１１１内に水１及び前記原料炭２を入れて攪拌翼１１２で撹拌する一方、溶出槽２１３内に水１及び前記カルシウム化合物３を入れて撹拌翼２１４で撹拌することにより、上記溶出槽２１３内の水１にカルシウム化合物３からカルシウムイオンを溶出含有させて当該溶出槽２１３からフィルタ２１３ａを介して当該水１を上記処理槽１１１内に送ると共に、当該処理槽１１１内に送られた量の水１を当該処理槽１１１からフィルタ１１１ａを介して上記溶出槽２１３内に戻すことにより、前記カルシウム化合物３（廃棄物）と前記原料炭２とを混在させることなく当該原料炭２にカルシウムを担持させることができ、当該カルシウム化合物３（廃棄物）と当該原料炭２とを容易に分離することができるようになるので、非常に好ましい。
このとき、前記カルシウム化合物３（廃棄物）からカルシウムイオンが溶出しにくく、水１がｐＨ８〜１２になりにくい場合には、水１がｐＨ８〜１２となるように前記処理槽１１１内にｐＨ調整剤（例えば、水酸化カルシウムや炭酸カルシウム等）９を入れてｐＨを調整するとよい。
また、前述した第三，四番目の実施形態においては、前記原料炭２にカルシウムと鉄とを担持させた前記変成炭３０と前記基本炭５とを混合した混合炭（ボイラ燃料用石炭）４０の場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、前記原料炭２に鉄を担持させることなくカルシウムを担持させた変成炭と前記基本炭５とを混合した混合炭（ボイラ燃料用石炭）の場合であっても、前述した実施形態の場合と同様に適用可能である。
また、前述した第四番目の実施形態においては、前記混合炭（ボイラ燃料用石炭）４０を乾燥装置に入れて加熱乾燥してから、乾留装置内に移載して加熱乾留した後、この乾留炭を冷却装置内に移載して冷却してから、不活性化処理装置内に移載して不活性化処理した後、造粒装置で粒状に成形することにより、ボイラ燃料用石炭５０を製造するようにしたが、他の実施形態として、例えば、前記変成炭３０と前記基本炭５とを乾燥装置に混合しながら入れて加熱乾燥してから、乾留装置内に移載して加熱乾留した後、この乾留炭を冷却装置内に移載して冷却してから、不活性化処理装置内に移載して不活性化処理した後、造粒装置で粒状に成形することにより、ボイラ燃料用石炭５０を製造するようにすることも可能である。
また、前述した第四番目の実施形態においては、前記変成炭３０と前記基本炭５とを混合した混合炭（ボイラ燃料用石炭）４０に対して乾留処理及び不活性化処理を施してボイラ燃料用石炭５０を製造する場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、前述した第一，二番目の実施形態で得られた前記変成炭１０，２０に対して乾留処理及び不活性化処理を施してボイラ燃料用石炭を得るようにすることも可能である。
また、前述した第四番目の実施形態においては、前記ボイラ燃料用石炭４０に対して乾留処理及び不活性化を施してボイラ燃料用石炭５０を製造する場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、乾留処理した後、遠距離搬送することなく比較的短期間でボイラ燃料として利用する場合には、不活性化処理を省略することも可能である。
このように、本発明に係るボイラ燃料用石炭は、上述した各実施形態で説明した技術的事項を必要に応じて適宜組み合わせて実施することができる。
本発明に係るボイラ燃料用石炭の効果を確認するために以下のような確認試験を行った。
［試験体の作成］
〈試験体Ａ〉
褐炭からなる原料炭にカルシウムを担持（８重量％）させた変成炭（１５重量％）と、褐炭からなる基本炭（８５重量％）とを乾燥器に入れて混合しながら加熱乾燥してから、乾留装置内に移載して加熱乾留した後、この乾留炭を冷却装置内に移載して冷却してから、不活性化処理装置内に移載して不活性化処理した後、造粒装置で粒状に成形することにより、ボイラ燃料用石炭（試験体Ａ）を得た。
〈試験体Ｂ〉
褐炭からなる原料炭にカルシウムを担持（６重量％）させると共に鉄を担持（２重量％）させた変成炭（１５重量％）と、褐炭からなる基本炭（８５重量％）とを乾燥器に入れて混合しながら加熱乾燥してから、乾留装置内に移載して加熱乾留した後、この乾留炭を冷却装置内に移載して冷却してから、不活性化処理装置内に移載して不活性化処理した後、造粒装置で粒状に成形することにより、ボイラ燃料用石炭（試験体Ｂ）を得た。
〈比較体〉
褐炭からなる基本炭（１００重量％）を乾燥器に入れて混合しながら加熱乾燥してから、乾留装置内に移載して加熱乾留した後、この乾留炭を冷却装置内に移載して冷却してから、不活性化処理装置内に移載して不活性化処理した後、造粒装置で粒状に成形することにより、ボイラ燃料用石炭（比較体）を得た。
［試験方法］
上記試験体Ａ，Ｂ及び上記比較体をボイラ炉内にそれぞれ燃料として吹込んで高温燃焼させ、生成した排ガス中の二酸化硫黄濃度と、回収された固形物中の未燃炭素割合とをそれぞれ求めた。
［試験結果］
試験結果を下記の表１に示す。
Figure 2015030739
上記表１からわかるように、比較体（Ｃａ及びＦｅ未担持）においては、排ガス中の二酸化硫黄濃度が基準値（１００ｐｐｍ）を大きく超えてしまうと共に、回収された固形物中の未燃炭素割合が比較的多くなってしまった。
これに対し、試験体Ａ（Ｃａのみ担持）及び試験体Ｂ（Ｃａ及びＦｅ担持）においては、排ガス中の二酸化硫黄濃度を基準値（１００ｐｐｍ）よりも小さくできることが確認できた。さらに、試験体Ｂにおいては、回収された固形物中の未燃炭素割合を非常に小さくできることが確認できた。
本発明に係るボイラ燃料用石炭は、酸化カルシウムの超微粒子を低コストで簡単に発生させることができ、ボイラ設備にかかるコストを大きく削減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。
１ 水
２ 原料炭
３ カルシウム化合物
４ 鉄化合物
５ 基本炭
６ 排ガス
７，８ 固形物
９ ｐＨ調整剤
１０，２０ 変成炭（ボイラ燃料用石炭）
３０ 変成炭
４０ 混合炭（ボイラ燃料用石炭）
５０ ボイラ燃料用石炭
１１０，１２０ 処理装置
１１１ 処理槽
１１１ａ フィルタ
１１２ 攪拌翼
１２３ 溶出槽
１２３ａ フィルタ
１２４ 攪拌翼
２１１ ボイラ炉
２１２ 熱交換器
２１３ 除塵装置
２１４ 煙突

Claims (5)

  1. 石炭焚きボイラの燃料に使用されるボイラ燃料用石炭であって、
    褐炭又は亜瀝青炭からなる原料炭に、当該原料炭中の硫黄のモル量に対して等モル量以上のカルシウムが担持された変成炭を有している
    ことを特徴とするボイラ燃料用石炭。
  2. 請求項１に記載のボイラ燃料用石炭において、
    前記変成炭が、前記原料炭の乾燥重量に対して０．１〜５重量％の割合で鉄をさらに担持したものである
    ことを特徴とするボイラ燃料用石炭。
  3. 請求項１又は請求項２に記載のボイラ燃料用石炭において、
    前記変成炭が、前記原料炭の乾燥重量に対して４〜１０重量％の割合でカルシウムを担持したものであり、
    前記変成炭の割合が１０〜５０重量％となるように、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭のうちの少なくとも一種からなる基本炭と前記変成炭とを混合した混合炭からなる
    ことを特徴とするボイラ燃料用石炭。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボイラ燃料用石炭において、
    乾留処理されたものである
    ことを特徴とするボイラ燃料用石炭。
  5. 請求項４に記載のボイラ燃料用石炭において、
    さらに不活性化処理されたものである
    ことを特徴とするボイラ燃料用石炭。
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