JP2016210865A - コークスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献3には、劣質な石炭と粘結炭とを分別せずに、事前に急速加熱処理することで、高強度のコークスを操業性良く、製造する方法であって、30〜103℃/分の加熱速度で、300℃以上で、かつ、石炭の軟化開始温度以下の温度域に急速加熱するとともに、微粉炭と粗粒炭に分級し、当該微粉炭を成型してコークスを製造する方法が開示されている。
(1)コークスの製造に用いる配合炭の一部とバインダーとを混合し成型して成型炭とし、他方の配合炭と前記成型炭とを混合して装入炭とし、当該装入炭をコークス炉に装入して乾留するコークスの製造方法において、
成型炭とする配合炭及び成型炭と混合する他方の配合炭の少なくとも一方の配合炭の一部又は全部に、250〜350℃に40〜1000℃/minの昇温速度で加熱した後、加熱処理終了温度から少なくとも100℃まで10℃/min以上の平均冷却速度で冷却する、加熱冷却処理を施した加熱冷却処理石炭を用いることを特徴とするコークスの製造方法。
(2)前記成型炭とする配合炭の一部又は全部に、前記加熱冷却処理を施した加熱冷却処理石炭を用いることを特徴とする前記(1)に記載のコークスの製造方法。
(3)前記成型炭と混合する他方の配合炭の一部又は全部に、前記加熱冷却処理を施した加熱冷却処理石炭を用いることを特徴とする前記(1)に記載のコークスの製造方法。
(4)前記成型炭とする配合炭と、前記成型炭に混合する他方の配合炭が異なることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載のコークスの製造方法。
(5)前記成型炭とする配合炭と、前記成型炭に混合する他方の配合炭が同じことを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載のコークスの製造方法。
(6)前記成型炭とする配合炭の一部に、前記加熱冷却処理を施した加熱冷却処理石炭を用い、当該加熱冷却処理石炭にビトリニット平均最大反射率Roが1.0超の石炭を添加して、バインダーと混合し成型して成型炭とすることを特徴とする前記(1)、(2)、(4)のいずれかに記載のコークスの製造方法。
(7)前記成型炭とする配合炭の一部は、ビトリニット平均最大反射率Roが1.0以下の石炭であることを特徴とする前記(6)に記載のコークスの製造方法。
これにより、非微粘結炭を多量に配合してもコークス強度を向上させることができ、また、石炭に事前の急速加熱処理を施しても大幅な設備改造を少なくすることができる。
非微粘結炭を用いて必要な強度を有するコークスを製造する技術として、非微粘結炭を配合した配合炭を成形して成型炭とする方法があるが、成型炭中の非微粘結炭の使用量を更に増加させるために、非微粘結炭の使用量が増加しても冷間強度の高いコークスを製造できる方法が望まれていた。
比較試験として、流動床装置に配合炭を装入し、300℃に100℃/minの昇温速度で急速加熱した後、冷却せずに、試験コークス炉で乾留し、試験コークス3を作成した。
また、他の比較試験として、配合炭を急速加熱及び冷却せずに、試験コークス炉で乾留し、試験コークス4を作成した。
なお、試験コークス炉で乾留するにあたっては、石炭の装入嵩密度をコークス強度に影響がでないようにするために、ほぼ同一の装入嵩密度に調整した。
なお、実際のコークス炉においては、石炭の装入嵩密度は、常温に近い温度で装入する方が、高温で装入するよりも高くなる。このため、急速加熱した後、冷却しない試験コークス3よりも、急速加熱した後に10℃/minで冷却した試験コークス2の方が、コークス強度が高くなることを意味している。
具体的な加熱冷却条件としては、配合炭を急速加熱装置において、100℃/minで300℃まで急速加熱した後、急速冷却装置において、直ちに、10℃/minで80℃まで冷却し、加熱冷却処理石炭を得た。
一方、同一の配合炭を用いて、加熱冷却処理せずにバインダーと混合し、成型機において、成型炭とした。この成型炭と、前記の加熱冷却処理石炭とを混合し、試験コークス炉で乾留して試験コークス5を得た。
また、比較試験として、加熱冷却処理を施さない配合炭と、加熱冷却処理をしていない成型炭とを混合して、試験コークス炉で乾留して試験コークス6を得た。
そして、試験コークス7のコークス強度を測定した。その結果、試験コークス7のコークス強度は84.2%であり、試験コークス5より、コークス強度DIが高くなった。
そして、成型した配合炭のうち成型炭となったものの割り合いである成型歩留まりは、試験コークス5を作成する場合も試験コークス7を作成する場合も同等であった。従って、配合炭と混合する操作や搬送による成型炭の崩壊にも違いはみられないと考えられる。
また、試験コークス7を作成する場合も、石炭は装置に付着しなかった。
まず、成型炭とする配合炭及び成型炭と混合する配合炭に用いる、加熱冷却処理石炭の製造方法について説明する。
加熱冷却処理石炭は、配合炭を、250〜350℃に40〜1000℃/minの昇温速度で加熱した後、加熱処理終了温度から少なくとも100℃まで10℃/min以上の平均冷却速度で冷却して製造される。
加熱冷却処理をする配合炭は、原料石炭が配合された配合炭であり、非微粘結炭を多量に配合してコークスを製造するとの目的から、配合炭は、非微粘結炭を含むものとし、強粘結炭に対して内数で非微粘結炭を30%以上の配合率で配合することが好ましく、60%以上の配合率で配合することがさらに好ましい。また、加熱冷却処理する配合炭を非微粘結炭からなるものとしてもよい。非微粘結炭の配合率は、目標とするコークス強度に応じて、設定すれば良い。
配合炭の粉砕粒度は、特に限定されるものでなく、3mm以下の比率を60%〜95%の粒度に粉砕したものが例示される。
加熱冷却処理での加熱温度は、250〜350℃とする。加熱温度が250℃未満であると十分なコークス強度が得られず、一方、加熱温度が350℃超であると、石炭の熱分解反応が進行してしまい、コーク強度が低下する恐れがある。
加熱冷却処理での昇温速度は、40〜1000℃/minとする。昇温速度が40℃/min未満であると、石炭を所定温度まで加熱するための時間が長くなり、コークスの生産性が低下する。一方、昇温速度が1000℃/min超であると、昇温速度が速すぎるため、石炭の加熱温度を制御することが難しくなり、石炭が想定よりも高温まで加熱されてしまう恐れがあり、この場合には、石炭の熱分解反応が進行してコークス強度が低下する。
冷却温度は、少なくとも100℃まで平均冷却速度を10℃/min以上とする。冷却温度が100℃超であると大気下での石炭の劣化が大きく、コークス強度が低下する。図2には、配合炭を300℃まで100℃/minで急速加熱した後、異なる平均冷却速度で40℃まで冷却し、試験コークス炉で乾留して生成したコークスの強度DIを示しており、平均冷却速度が10℃/min未満であると、平均冷却速度が小さくなるほどコークス強度DIが低くなり、コークス強度の向上の効果が十分に得られなくなる。
1.加熱冷却処理石炭を、成型炭とする配合炭の一部又は全部として使用する方法
2.加熱冷却処理石炭を、成型炭と混合する配合炭の一部又は全部として使用する方法
3.加熱冷却処理石炭Aを、成型炭とする配合炭の一部又は全部とし、加熱冷却処理石炭Bを、成型炭と混合する配合炭の一部又は全部として使用する方法
4.加熱冷却処理石炭Aを、成型炭とする配合炭、及び、成型炭と混合する配合炭として使用する方法
5.非微粘結炭に加熱冷却処理を施し、強粘結炭を添加して成型炭として使用する方法
この方法は、加熱冷却処理石炭を成型炭とする配合炭の一部又は全部とし、バインダーと混合して成型炭を作成し、成型炭と、成型炭と混合する別の配合炭とを混合してコークスを製造する方法である。
この成型炭とする配合炭とバインダーとを混合する。バインダーは、特に限定されるものでなく、石油系及び石炭系バインダーなどを使用することができる。バインダーの添加量は、成型炭とする配合炭に配合されている原料石炭の銘柄や配合率等に応じて調整され、特に限定されるものでない。好ましくは、外数で5〜20質量%である。
この方法は、加熱冷却処理石炭を成型炭と混合する配合炭の一部又は全部とし、成型炭とする配合炭とバインダーと混合して成型炭を作成し、成型炭と、成型炭と混合する配合炭とを混合してコークスを製造する方法である。
ちなみに、成型炭と混合する配合炭として、加熱冷却処理石炭の一部を用いる場合、その混合比率は、特に規定されないが、50質量%以上であることが好ましい。
この方法は、加熱冷却処理石炭Aを成型炭とする配合炭の一部又は全部とし、バインダーと混合して成型炭を作成し、加熱冷却処理石炭Bを成型炭と混合する配合炭の一部又は全部とし、成型炭と、成型炭と混合する配合炭とを混合してコークスを製造する方法である。
ちなみに、成型炭に用いる配合炭、及び、成型炭と混合する配合炭として、それぞれに加熱冷却処理石炭の一部を用いる場合、その混合比率は、特に規定されないが、いずれも50質量%以上であることが好ましい。
この方法は、一つの配合炭に加熱冷却処理を施した加熱冷却処理石炭を、成型炭とする配合炭、及び、成型炭と混合する配合炭とし、成型炭とする配合炭とバインダーとを混合して成型炭を作成し、成型炭と、成型炭と混合する配合炭とを混合してコークスを製造する方法である。
ちなみに、成型炭に用いる配合炭、及び、成型炭と混合する配合炭として、それぞれに加熱冷却処理石炭の一部を用いる場合、その混合比率は、特に規定されないが、いずれも50質量%以上であることが好ましい。
この方法は、非微粘結炭に加熱冷却処理を施した加熱冷却処理石炭に、強粘結炭及びバインダーと混合して成型炭を作成し、成型炭と、成型炭と混合する配合炭とを混合してコークスを製造する方法である。
一方、原料石炭貯蔵装置1から、成型炭と混合する配合炭を取り出し、成型炭と、成型炭と混合する配合炭とを混合し、装入炭とし、コークス炉5に装入し乾留して、コークスを製造する。
なお、原料石炭貯蔵装置1から、非微粘結炭を取り出し、急速加熱及び急速冷却を施す形態を示したが、非微粘結炭に強粘結炭が配合されていても、ビトリニット平均最大反射率Roが1.0以下の石炭であれば、本発明の対象とする。
2a 急速加熱装置
2b 急速加熱装置
3a 急速冷却装置
3b 急速冷却装置
4 成型機
5 コークス炉
Claims (7)
- コークスの製造に用いる配合炭の一部とバインダーとを混合し成型して成型炭とし、他方の配合炭と前記成型炭とを混合して装入炭とし、当該装入炭をコークス炉に装入して乾留するコークスの製造方法において、
成型炭とする配合炭及び成型炭と混合する他方の配合炭の少なくとも一方の配合炭の一部又は全部に、250〜350℃に40〜1000℃/minの昇温速度で加熱した後、加熱処理終了温度から少なくとも100℃まで10℃/min以上の平均冷却速度で冷却する、加熱冷却処理を施した加熱冷却処理石炭を用いることを特徴とするコークスの製造方法。 - 前記成型炭とする配合炭の一部又は全部に、前記加熱冷却処理を施した加熱冷却処理石炭を用いることを特徴とする請求項1に記載のコークスの製造方法。
- 前記成型炭と混合する他方の配合炭の一部又は全部に、前記加熱冷却処理を施した加熱冷却処理石炭を用いることを特徴とする請求項1に記載のコークスの製造方法。
- 前記成型炭とする配合炭と、前記成型炭に混合する他方の配合炭が異なることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のコークスの製造方法。
- 前記成型炭とする配合炭と、前記成型炭に混合する他方の配合炭が同じことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のコークスの製造方法。
- 前記成型炭とする配合炭の一部に、前記加熱冷却処理を施した加熱冷却処理石炭を用い、当該加熱冷却処理石炭にビトリニット平均最大反射率Roが1.0超の石炭を添加して、バインダーと混合し成型して成型炭とすることを特徴とする請求項1、2、4のいずれか1項に記載のコークスの製造方法。
- 前記成型炭とする配合炭の一部は、ビトリニット平均最大反射率Roが1.0以下の石炭であることを特徴とする請求項6に記載のコークスの製造方法。
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JPS5837091A (ja) * | 1981-08-11 | 1983-03-04 | コノコ・インコ−ポレ−テツド | コ−クス練炭の製造方法 |
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