JP2020066722A - Method of producing coke - Google Patents

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康爾 堺
Koji Sakai
康爾 堺
憲幸 奥山
Noriyuki Okuyama
憲幸 奥山
貴洋 宍戸
Takahiro Shishido
貴洋 宍戸
治夫 熊谷
Haruo Kumagai
治夫 熊谷
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Abstract

To provide a method of producing coke that enables the production of high strength coke at a low cost through increase of fluidity of blended coal for coke.SOLUTION: A method of producing coal, comprising a step of mixing a first coal with an ashless coal, a step of heating the blended coal obtained in the mixing step, a step of adding a second coal to the blended coal resulting from the heating step, and a step of dry-distilling the blended coal for coke obtained by the step of addition of the second coal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コークスの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing coke.

高炉での製鉄で使用されるコークスには、鉄鉱石(酸化鉄)の還元材としての機能、熱源(燃料)としての機能、及びコークス自体と鉄鉱石との荷重に耐えて炉内の通気性を確保するための充填材としての機能の大きくは3つの機能が期待される。これらの機能を果たすため、上記コークスには一定の強度と反応性(還元性及び燃焼性)とが求められる。   Coke used for iron making in a blast furnace functions as a reducing agent for iron ore (iron oxide), as a heat source (fuel), and withstands the load between the coke itself and the iron ore, and has air permeability in the furnace. Three major functions are expected as the function of the filler to secure the above. In order to fulfill these functions, the coke is required to have a certain strength and reactivity (reducing property and combustibility).

一般に、コークスは石炭を成形した後、1000℃乃至それ以上の高温で蒸し焼きにする(以下、「乾留する」ということがある。)ことにより製造される。石炭として粘結性の高い石炭である原料炭を使用すると、強度の高いコークスを容易に得られるが、このような原料炭は比較的高価である。そのため、コークスの製造コストの低減を目的として、安価な劣質炭を用いることが望まれる。しかし、劣質炭を用いるとその低い粘結性によりコークスの強度が低下するため、劣質炭を配合できる量は限られる。   Generally, coke is produced by forming coal and then steaming it at a high temperature of 1000 ° C. or higher (hereinafter, sometimes referred to as “dry distillation”). When coking coal, which is a highly cohesive coal, is used as the coal, strong coke can be easily obtained, but such coking coal is relatively expensive. Therefore, it is desirable to use inexpensive inferior coal for the purpose of reducing the production cost of coke. However, when the poor quality coal is used, the strength of the coke is reduced due to its low caking property, so that the amount of the poor quality coal that can be blended is limited.

これに対し、粘結性の高い原料炭の使用量を抑止しつつコークスを得るため、一般炭と無灰炭とを混合した混合炭をコークス原料として使用する方法が提案されている(特開2015−193740号公報参照)。この方法では、無灰炭を粘結性補填材(バインダー)として使用し、かつギーセラー流動及び平均最大反射率の制御により混合炭を原料炭と同等の性状とすることで粘結性の高い原料炭の使用量を抑止し、コークス原料のコストを低減している。   On the other hand, in order to obtain coke while suppressing the amount of coking coal having a high degree of caking, a method has been proposed in which mixed coal obtained by mixing steam coal and ashless coal is used as a coke raw material (JP (See JP-A-2015-193740). In this method, ashless coal is used as a caking filler (binder), and the mixed coal is made to have the same properties as the coking coal by controlling the Gieseler flow and the average maximum reflectance. It curbs the amount of charcoal used and reduces the cost of coke raw materials.

このような粘結性補填材を用いたコークスの製造方法では、コークス用配合炭となる一般炭の流動性が不足すると、コークスの強度が十分に高まらないおそれがある。このため、粘結性補填材を用いたコークスの製造方法にあっては、製造時のコークス用配合炭の流動性向上が求められている。   In the method of producing coke using such a caking filler, if the flowability of steam coal, which is the blended coal for coke, is insufficient, the strength of coke may not be sufficiently increased. Therefore, in the method for producing coke using the caking filler, it is required to improve the fluidity of the mixed coal for coke during production.

特開2015−193740号公報JP, 2005-193740, A

本発明は上述のような事情に基づいてなされたものであり、本発明は、コークス用配合炭の流動性を高めることにより、強度の高いコークスを安価に製造できるコークスの製造方法の提供を目的とする。   The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing coke that can inexpensively produce high-strength coke by increasing the fluidity of the coking coal blend. And

本発明者らは、コークス原料として用いられるコークス用配合炭の石炭の一部と、無灰炭とを混合した混合炭を予め加熱処理しておくことで、コークス用配合炭の流動性が改善することを見出し、本発明を完成させた。この加熱処理によりコークス用配合炭の流動性が改善する理由は明白ではないが、本発明者らは、加熱処理前には粒体として存在していた無灰炭が加熱処理により石炭の粒子内部に含浸し、石炭を流動化し易い形態に変化させたことによると考えている。   The present inventors improved the fluidity of the coal blending coal by preheating the mixed coal obtained by mixing a part of the coal blending coal for coke used as a coke raw material and ashless coal. The present invention has been completed and the present invention has been completed. It is not clear why this heat treatment improves the fluidity of the coal blending coal for coke, but the present inventors have found that the ashless coal, which was present as granules before the heat treatment, was heated inside the coal particles by the heat treatment. It is believed that this is because it was impregnated into the coal and changed into a form that facilitates fluidization of coal.

すなわち、上記課題を解決するためになされた発明のコークスの製造方法は、第1の石炭及び無灰炭を混合する工程と、上記混合工程で得られる混合炭を加熱する工程と、上記加熱工程後の混合炭に第2の石炭を追加する工程と、上記追加工程で得られるコークス用配合炭を乾留する工程とを備える。   That is, the method for producing a coke of the invention made to solve the above-mentioned problems is a step of mixing the first coal and the ashless coal, a step of heating the mixed coal obtained in the mixing step, and the heating step. It is provided with a step of adding the second coal to the subsequent mixed coal, and a step of dry-distilling the mixed coal for coke obtained in the additional step.

当該コークスの製造方法では、粘結性補填材として無灰炭を用いるので、コークスの製造コストを低減できる。また、当該コークスの製造方法では、加熱工程で、コークス用配合炭の石炭の一部である第1の石炭と、無灰炭とを混合した混合炭を予め加熱処理する。当該コークスの製造方法では、この加熱処理によりコークス用配合炭の流動性を改善することができる。従って、当該コークスの製造方法を用いることで、得られるコークスの強度を高められる。以上から、当該コークスの製造方法を用いることで、強度の高いコークスを安価に製造することができる。   In the coke manufacturing method, since ashless coal is used as the caking filler, the coke manufacturing cost can be reduced. Moreover, in the coke manufacturing method, in the heating step, the mixed coal obtained by mixing the first coal, which is a part of the coal of the coal blend for coke, and the ashless coal is preheated. In the method for producing the coke, the heat treatment can improve the fluidity of the coal blend for coke. Therefore, the strength of the obtained coke can be increased by using the method for producing the coke. From the above, by using the coke manufacturing method, it is possible to manufacture coke having high strength at low cost.

上記追加工程前に、上記加熱工程後の混合炭を冷却する工程をさらに備えるとよい。このように冷却工程をさらに備えることで、加熱工程と乾留工程とを連続操業する必要がなくなるため、操業管理が行い易くなる。また、上記冷却工程後の混合炭は、コークス原料の1つとして例えば一般炭等と同様に使用することができる。従って、当該コークスの製造方法が上記冷却工程を備えることで、追加工程及び乾留工程を既存設備で行うことができるので、新たな設備投資を不要とでき、製造コストを低減できる。   Before the additional step, a step of cooling the mixed coal after the heating step may be further provided. By further providing the cooling step in this way, it is not necessary to continuously operate the heating step and the dry distillation step, and thus operation management becomes easier. Further, the mixed coal after the cooling step can be used as one of the coke raw materials in the same manner as steam coal or the like. Therefore, since the coke production method includes the cooling step, the additional step and the dry distillation step can be performed in the existing equipment, so that new equipment investment can be eliminated and the production cost can be reduced.

上記加熱工程での加熱温度としては、250℃以上500℃以下が好ましい。このように上記加熱工程での加熱温度を上記範囲内とすることで、混合炭の乾留が進むことを抑止しつつ、コークス用配合炭の流動性改善効果を高められる。   The heating temperature in the heating step is preferably 250 ° C. or higher and 500 ° C. or lower. By setting the heating temperature in the heating step within the above range, the effect of improving the fluidity of the mixed coal for coke can be enhanced while suppressing the progress of dry distillation of the mixed coal.

上記混合炭における無灰炭の配合量としては、5質量%以上30質量%以下が好ましい。このように上記混合炭における無灰炭の配合量を上記範囲内とすることで、コークスの強度の低下を抑止しつつ、コークス用配合炭の流動性改善効果を高められる。   The content of ashless coal in the mixed coal is preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less. By setting the blending amount of the ashless coal in the mixed coal within the above range, the fluidity improving effect of the coking blended coal can be enhanced while suppressing the decrease in the strength of the coke.

上記無灰炭の原料が一般炭であるとよい。このように上記無灰炭の原料を一般炭とすることで、コークス用配合炭の流動性を確保しつつ、製造コストを低減できる。   The raw material for the ashless coal may be steam coal. By using steam coal as the raw material for the ashless coal in this manner, the manufacturing cost can be reduced while ensuring the fluidity of the blended coal for coke.

ここで、無灰炭(ハイパーコール、HPC)とは、石炭を改質した改質炭の一種であり、溶剤を用いて石炭から灰分と非溶解性成分とを可能な限り除去した改質炭である。しかしながら、無灰炭の流動性や膨張性を著しく損ねない範囲で、無灰炭は灰分を含んでもよい。一般に石炭は7質量%以上20質量%以下の灰分を含むが、無灰炭においては2質量%程度、場合によっては5質量%程度の灰分を含んでもよい。なお、「灰分」とは、JIS−M8812:2004に準拠して測定される値を意味する。   Here, ashless coal (Hypercoal, HPC) is a type of reformed coal obtained by reforming coal, and is a reformed coal obtained by removing ash and insoluble components from coal using a solvent as much as possible. Is. However, the ashless coal may contain ash as long as the fluidity and expandability of the ashless coal are not significantly impaired. Generally, coal contains 7% by mass or more and 20% by mass or less of ash, but ashless coal may contain about 2% by mass, and in some cases about 5% by mass. In addition, "ash content" means the value measured based on JIS-M8812: 2004.

また、「一般炭」とは、発熱量(無水無灰基準)(kcal/kg)が5800以上8400未満の石炭であり、例えば瀝青炭、亜瀝青炭及び褐炭を挙げることができる。   Further, the “general coal” is a coal having a calorific value (anhydrous ashless standard) (kcal / kg) of 5800 or more and less than 8400, and examples thereof include bituminous coal, subbituminous coal, and brown coal.

以上説明したように、当該コークスの製造方法を用いることで、コークス用配合炭の流動性を高めることにより、強度の高いコークスを安価に製造できる。   As described above, by using the method for producing the coke, the coke having high strength can be produced at a low cost by increasing the fluidity of the coal blend for coke.

本発明の一実施形態に係るコークスの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the coke which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の無灰炭製造工程の詳細を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the detail of the ashless coal manufacturing process of FIG. 図2の無灰炭製造工程で用いる無灰炭の製造装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing apparatus of the ashless coal used in the ashless coal manufacturing process of FIG. 実施例1及び比較例1におけるHm成分量を示すグラフである。5 is a graph showing the amount of Hm component in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例2及び比較例2におけるHm成分量を示すグラフである。5 is a graph showing the amounts of Hm components in Example 2 and Comparative Example 2. 実施例3及び比較例3におけるHm成分量を示すグラフである。9 is a graph showing the amounts of Hm components in Example 3 and Comparative Example 3. 実施例4及び比較例4におけるHm成分量を示すグラフである。9 is a graph showing the amounts of Hm components in Example 4 and Comparative Example 4.

以下、本発明の一実施形態に係るコークスの製造方法について説明する。   Hereinafter, a coke manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described.

本発明の一実施形態に係るコークスの製造方法は、図1に示すように、無灰炭製造工程S1と、混合工程S2と、加熱工程S3と、冷却工程S4と、追加工程S5と、乾留工程S6とを備える。   As shown in FIG. 1, a coke manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes an ashless coal manufacturing step S1, a mixing step S2, a heating step S3, a cooling step S4, an additional step S5, and a dry distillation. And step S6.

〔無灰炭製造工程〕
無灰炭製造工程S1では、無灰炭を製造する。当該コークスの製造方法では、無灰炭製造工程S1として、図2に示すように、スラリー調製工程S11と、固液分離工程S12と、溶剤蒸発工程S13とを備える。この無灰炭製造工程S1は、例えば図3に示すような無灰炭の製造装置を用いて行うことができる。まず、この無灰炭の製造装置について説明する。
[Ashless coal manufacturing process]
In the ashless coal manufacturing step S1, ashless coal is manufactured. In the method for producing coke, as the ashless coal production step S1, as shown in FIG. 2, a slurry preparation step S11, a solid-liquid separation step S12, and a solvent evaporation step S13 are provided. This ashless coal manufacturing step S1 can be performed using, for example, an ashless coal manufacturing apparatus as shown in FIG. First, the ashless coal manufacturing apparatus will be described.

<無灰炭の製造装置>
図3に示す無灰炭の製造装置は、石炭供給部1と、溶剤供給部2と、混合部3と、ポンプ4と、加熱部5と、溶出部6と、固液分離部7と、第1溶剤蒸発部8と、第2溶剤蒸発部9とを主に備える。
<Ashless coal production equipment>
The ashless coal manufacturing apparatus shown in FIG. 3 includes a coal supply unit 1, a solvent supply unit 2, a mixing unit 3, a pump 4, a heating unit 5, an elution unit 6, a solid-liquid separation unit 7, The 1st solvent evaporation part 8 and the 2nd solvent evaporation part 9 are mainly provided.

(石炭供給部)
石炭供給部1は、石炭を混合部3へ供給する。石炭供給部1としては、常圧状態で使用される常圧ホッパー、常圧状態及び加圧状態で使用される加圧ホッパー等の公知の石炭ホッパーを用いることができる。
(Coal supply department)
The coal supply unit 1 supplies coal to the mixing unit 3. As the coal supply unit 1, a known coal hopper such as a normal pressure hopper used under a normal pressure condition and a pressure hopper used under a normal pressure condition and a pressurized condition can be used.

石炭供給部1から供給する石炭は、無灰炭の原料となる石炭である。上記石炭としては、様々な品質の石炭を用いることができる。中でも上記無灰炭の原料が一般炭であるとよい。このように上記無灰炭の原料を一般炭とすることで、コークス用配合炭の流動性を確保しつつ、コークスの製造コストを低減できる。上記一般炭としては、抽出率の高い瀝青炭を用いてもよいし、より安価な劣質炭(亜瀝青炭、褐炭)を用いてもよい。   The coal supplied from the coal supply unit 1 is a raw material for ashless coal. As the coal, various quality coals can be used. Above all, it is preferable that the raw material of the ashless coal is steam coal. By using steam coal as the raw material for the ashless coal in this manner, it is possible to reduce the production cost of coke while ensuring the fluidity of the blended coal for coke. As the steam coal, bituminous coal having a high extraction rate may be used, or less expensive poor quality coal (subbituminous coal, brown coal) may be used.

また、石炭を粒度で分類すると、細かく粉砕された石炭が好適に用いられる。ここで「細かく粉砕された石炭」とは、例えば石炭全体の質量に対する粒度1mm未満の石炭の質量割合が80%以上である石炭を意味する。また、石炭供給部1から供給する石炭として塊炭を用いることもできる。ここで「塊炭」とは、例えば石炭全体の質量に対する粒度5mm以上の石炭の質量割合が50%以上である石炭を意味する。塊炭は、細かく粉砕された石炭に比べて未溶解な固形分石炭の粒度が大きく保たれるため、後述する固液分離部7での分離を効率化することができる。ここで、「粒度(粒径)」とは、JIS−Z8815:1994の篩分け試験通則に準拠して測定した値をいう。なお、石炭の粒度による仕分けには、例えばJIS−Z8801−1:2006に規定する金属製網篩を用いることができる。   When coal is classified by particle size, finely pulverized coal is preferably used. Here, "finely pulverized coal" means, for example, coal in which the mass ratio of coal having a particle size of less than 1 mm is 80% or more with respect to the mass of the entire coal. Further, lump coal can be used as the coal supplied from the coal supply unit 1. Here, “lump coal” means, for example, coal in which the mass ratio of coal having a particle size of 5 mm or more to the mass of the entire coal is 50% or more. In the agglomerated coal, the particle size of the undissolved solid content coal is kept larger than that of the finely pulverized coal, so that the separation in the solid-liquid separation unit 7 described later can be made efficient. Here, the “particle size (particle size)” refers to a value measured according to the general rule of sieving test of JIS-Z8815: 1994. In addition, for sorting by the particle size of coal, for example, a metal net sieve defined in JIS-Z8801-1: 2006 can be used.

上記一般炭の炭素含有率の下限としては、70質量%が好ましい。一方、上記一般炭の炭素含有率の上限としては、85質量%が好ましく、82質量%がより好ましい。上記一般炭の炭素含有率が上記下限未満であると、溶剤可溶成分の溶出率が低下するおそれがある。逆に、上記一般炭の炭素含有率が上記上限を超えると、供給する石炭のコストが高くなるおそれがある。   The lower limit of the carbon content of the steam coal is preferably 70% by mass. On the other hand, the upper limit of the carbon content of the steam coal is preferably 85% by mass, more preferably 82% by mass. If the carbon content of the steam coal is less than the lower limit, the elution rate of the solvent-soluble component may decrease. On the contrary, if the carbon content of the steam coal exceeds the upper limit, the cost of the supplied coal may increase.

(溶剤供給部)
溶剤供給部2は、溶剤を混合部3へ供給する。溶剤供給部2は、溶剤を貯留する溶剤タンクを有し、この溶剤タンクから溶剤を混合部3へ供給する。溶剤供給部2から供給する溶剤は、石炭供給部1から供給する石炭と混合部3で混合される。
(Solvent supply section)
The solvent supply unit 2 supplies the solvent to the mixing unit 3. The solvent supply unit 2 has a solvent tank for storing the solvent, and supplies the solvent from the solvent tank to the mixing unit 3. The solvent supplied from the solvent supply unit 2 is mixed with the coal supplied from the coal supply unit 1 in the mixing unit 3.

溶剤供給部2から供給する溶剤は、石炭を溶解するものであれば特に限定されないが、例えば石炭由来の2環芳香族化合物が好適に用いられる。この2環芳香族化合物は、基本的な構造が石炭の構造分子と類似していることから石炭との親和性が高く、比較的高い抽出率を得ることができる。石炭由来の2環芳香族化合物としては、例えば石炭を乾留してコークスを製造する際の副生油の蒸留油であるメチルナフタレン油、ナフタレン油等を挙げることができる。   The solvent supplied from the solvent supply unit 2 is not particularly limited as long as it dissolves coal. For example, a bicyclic aromatic compound derived from coal is preferably used. Since the basic structure of this two-ring aromatic compound is similar to the structural molecule of coal, it has a high affinity with coal and a relatively high extraction rate can be obtained. Examples of the bicyclic aromatic compound derived from coal include methylnaphthalene oil and naphthalene oil, which are distilled oils as by-product oils when carbon is dry-distilled to produce coke.

(混合部)
混合部3は、石炭供給部1から供給する石炭及び溶剤供給部2から供給する溶剤を混合する。
(Mixing section)
The mixing unit 3 mixes the coal supplied from the coal supply unit 1 and the solvent supplied from the solvent supply unit 2.

上記混合部3としては、調製槽31を用いることができる。この調製槽31には、供給管を介して上記溶剤及び石炭が供給される。調製槽31では、この供給された溶剤及び石炭が混合され、スラリーが調製される。また、調製槽31は、攪拌機31aを有しており、混合したスラリーを攪拌機31aで撹拌しながら保持することによりスラリーの混合状態を維持する。   As the mixing section 3, a preparation tank 31 can be used. The solvent and coal are supplied to the preparation tank 31 via a supply pipe. In the preparation tank 31, the supplied solvent and coal are mixed to prepare a slurry. Further, the preparation tank 31 has a stirrer 31a, and maintains the mixed state of the slurry by holding the mixed slurry while stirring with the stirrer 31a.

調製槽31におけるスラリー中の無水炭基準での石炭濃度の下限としては、10質量%が好ましく、13質量%がより好ましい。一方、上記石炭濃度の上限としては、25質量%が好ましく、20質量%がより好ましい。上記石炭濃度が上記下限未満であると、後述する加熱部5で溶出される溶剤可溶成分の溶出量がスラリー処理量に対して少なくなるため、無灰炭の製造効率が低下するおそれがある。逆に、上記石炭濃度が上記上限を超えると、溶剤中で上記溶剤可溶成分が飽和し易いため、上記溶剤可溶成分の溶出率が低下するおそれがある。   As a minimum of coal concentration on the anhydrous carbon basis in slurry in preparation tank 31, 10 mass% is preferred and 13 mass% is more preferred. On the other hand, the upper limit of the coal concentration is preferably 25% by mass, more preferably 20% by mass. If the coal concentration is less than the lower limit, the amount of the solvent-soluble components eluted in the heating unit 5 described later is smaller than the amount of the slurry processed, which may reduce the production efficiency of ashless coal. . On the other hand, when the coal concentration exceeds the upper limit, the solvent-soluble component is likely to be saturated in the solvent, so that the elution rate of the solvent-soluble component may be reduced.

なお、混合部3の調製槽31で調製されたスラリーは、供給管を介して加熱部5へ送られる。   The slurry prepared in the preparation tank 31 of the mixing section 3 is sent to the heating section 5 via a supply pipe.

(ポンプ)
ポンプ4は、混合部3から加熱部5へスラリーを供給する供給管に配設されており、調製槽31に貯留されているスラリーを加熱部5へ圧送する。
(pump)
The pump 4 is arranged in a supply pipe that supplies the slurry from the mixing unit 3 to the heating unit 5, and pumps the slurry stored in the preparation tank 31 to the heating unit 5.

ポンプ4の種類は、供給管を介して上記スラリーを加熱部5へ圧送できるものであれば特に限定されないが、例えば容積型ポンプ又は非容積型ポンプを用いることができる。上記容積型ポンプとしては、ダイヤフラムポンプやチューブフラムポンプ等が挙げられ、上記非容積型ポンプとしては、渦巻ポンプ等が挙げられる。   The type of the pump 4 is not particularly limited as long as the slurry can be pressure-fed to the heating unit 5 via the supply pipe, but for example, a positive displacement pump or a non-positive displacement pump can be used. Examples of the positive displacement pump include a diaphragm pump and a tube diaphragm pump, and examples of the non-positive displacement pump include a centrifugal pump.

(加熱部)
加熱部5は、混合部3で得られるスラリーを加熱する。
(Heating part)
The heating unit 5 heats the slurry obtained in the mixing unit 3.

加熱部5としては、加熱炉51を用いることができる。加熱炉51としては、内部を通過するスラリーを加熱できるものであれば特に限定されないが、例えば抵抗加熱式ヒーターや誘導加熱コイルが挙げられる。また、加熱炉51は、熱媒を用いて加熱を行うよう構成されていてもよく、例えば内部を通過するスラリーの流路の周囲に配設される加熱管を有し、この加熱管に蒸気、油等の熱媒を供給することでスラリーを加熱可能に構成されていてもよい。   A heating furnace 51 can be used as the heating unit 5. The heating furnace 51 is not particularly limited as long as it can heat the slurry passing through it, and examples thereof include a resistance heating type heater and an induction heating coil. Further, the heating furnace 51 may be configured to perform heating by using a heating medium, and has, for example, a heating pipe arranged around the flow path of the slurry passing through the inside, and the heating pipe has steam. The slurry may be heated by supplying a heat medium such as oil.

加熱炉51による加熱後のスラリーの温度の下限としては、300℃が好ましく、360℃がより好ましい。一方、上記スラリーの温度の上限としては、420℃が好ましく、400℃がより好ましい。上記スラリーの温度が上記下限未満であると、石炭を構成する分子間の結合を十分に弱められず、溶出率が低下するおそれがある。逆に、上記スラリーの温度が上記上限を超えると、スラリーの温度を維持するための熱量が不必要に大きくなるため、製造コストが増大するおそれがある。   The lower limit of the temperature of the slurry after being heated by the heating furnace 51 is preferably 300 ° C, and more preferably 360 ° C. On the other hand, the upper limit of the temperature of the slurry is preferably 420 ° C, more preferably 400 ° C. If the temperature of the slurry is lower than the lower limit, the bond between molecules forming coal cannot be sufficiently weakened, and the elution rate may decrease. On the contrary, when the temperature of the slurry exceeds the upper limit, the amount of heat for maintaining the temperature of the slurry unnecessarily increases, which may increase the manufacturing cost.

(溶出部)
溶出部6は、混合部3で得られ、加熱部5で加熱されたスラリー中の石炭から溶剤に可溶な石炭成分を溶出させる。
(Elution part)
The elution section 6 elutes the coal component soluble in the solvent from the coal in the slurry obtained by the mixing section 3 and heated by the heating section 5.

溶出部6としては、抽出槽61を用いることができ、この抽出槽61に上記加熱後のスラリーが供給される。抽出槽61では、このスラリーの温度を保持しながら溶剤に可溶な石炭成分を石炭から溶出させる。また、抽出槽61は、攪拌機61aを有している。この攪拌機61aによりスラリーを攪拌することで上記溶出を促進できる。   As the elution section 6, an extraction tank 61 can be used, and the heated slurry is supplied to the extraction tank 61. In the extraction tank 61, the solvent-soluble coal component is eluted from the coal while maintaining the temperature of the slurry. Moreover, the extraction tank 61 has a stirrer 61a. The elution can be promoted by stirring the slurry with the stirrer 61a.

なお、溶出部6での溶出時間としては、特に限定されないが、溶剤可溶成分の抽出量と抽出効率との観点から10分以上70分以下が好ましい。   The elution time in the elution section 6 is not particularly limited, but is preferably 10 minutes or more and 70 minutes or less from the viewpoint of the extraction amount of the solvent-soluble component and the extraction efficiency.

(固液分離部)
固液分離部7は、溶出部6で溶出後の上記スラリーを、溶剤可溶成分を含む液体分及び溶剤不溶成分を含む固形分に分離する。なお、溶剤不溶成分は、抽出用溶剤に不溶な灰分と不溶石炭とを主として含み、これらに加え抽出用溶剤をさらに含む抽出残分をいう。
(Solid-liquid separation part)
The solid-liquid separation unit 7 separates the slurry, which has been eluted by the elution unit 6, into a liquid component containing a solvent-soluble component and a solid component containing a solvent-insoluble component. The solvent-insoluble component is an extraction residue that mainly contains ash and insoluble coal that are insoluble in the extraction solvent, and that further contains the extraction solvent.

固液分離部7における上記分離は、例えば重力沈降法により行うことができる。ここで重力沈降法とは、沈降槽内で重力を利用して固形分を沈降させて固液分離する分離方法である。重力沈降法により分離を行う場合、溶剤可溶成分を含む液体分は、沈降槽の上部に溜まる。この液体分は必要に応じてフィルターユニットを用いて濾過した後、第1溶剤蒸発部8に排出される。一方、溶剤不溶成分を含む固形分は、固液分離部7の下部に溜まり、第2溶剤蒸発部9に排出される。   The separation in the solid-liquid separation unit 7 can be performed by, for example, the gravity sedimentation method. Here, the gravity sedimentation method is a separation method in which solid content is sedimented by utilizing gravity in a sedimentation tank to perform solid-liquid separation. When the separation is performed by the gravity settling method, the liquid component containing the solvent-soluble component is collected in the upper part of the settling tank. This liquid component is filtered using a filter unit as needed, and then discharged to the first solvent evaporation unit 8. On the other hand, the solid content containing the solvent-insoluble component is collected in the lower part of the solid-liquid separation section 7 and discharged to the second solvent evaporation section 9.

また、重力沈降法により分離を行う場合、スラリーを固液分離部7内に連続的に供給しながら溶剤可溶成分を含む液体分及び溶剤不溶成分を含む固形分を沈降槽から排出することができる。これにより連続的な固液分離処理が可能となる。   Further, when performing the separation by the gravity settling method, it is possible to discharge the liquid component containing the solvent-soluble component and the solid component containing the solvent-insoluble component from the sedimentation tank while continuously supplying the slurry into the solid-liquid separation unit 7. it can. This allows continuous solid-liquid separation processing.

固液分離部7内でスラリーを維持する時間は、特に限定されないが、例えば30分以上120分以下とでき、この時間内で固液分離部7内の沈降分離が行われる。なお、石炭として塊炭を使用する場合には、沈降分離が効率化されるので、固液分離部7内でスラリーを維持する時間を短縮できる。   The time for maintaining the slurry in the solid-liquid separation unit 7 is not particularly limited, but can be, for example, 30 minutes or more and 120 minutes or less, and the sedimentation separation in the solid-liquid separation unit 7 is performed within this time. When the agglomerate coal is used as the coal, the sedimentation separation is made efficient, so that the time for maintaining the slurry in the solid-liquid separation unit 7 can be shortened.

固液分離部7内は、加熱及び加圧することが好ましい。固液分離部7内の加熱温度の下限としては、300℃が好ましく、350℃がより好ましい。一方、固液分離部7内の加熱温度の上限としては、420℃が好ましく、400℃がより好ましい。上記加熱温度が上記下限未満であると、溶剤可溶成分が再析出し、分離効率が低下するおそれがある。逆に、上記加熱温度が上記上限を超えると、加熱のための運転コストが高くなるおそれがある。   It is preferable to heat and pressurize the inside of the solid-liquid separation section 7. As a lower limit of the heating temperature in the solid-liquid separation section 7, 300 ° C is preferable, and 350 ° C is more preferable. On the other hand, the upper limit of the heating temperature in the solid-liquid separation section 7 is preferably 420 ° C, more preferably 400 ° C. If the heating temperature is lower than the lower limit, the solvent-soluble component may be re-precipitated and the separation efficiency may be reduced. On the contrary, if the heating temperature exceeds the upper limit, the operating cost for heating may increase.

また、固液分離部7内の圧力の下限としては、1MPaが好ましく、1.4MPaがより好ましい。一方、上記圧力の上限としては、3MPaが好ましく、2MPaがより好ましい。上記圧力が上記下限未満であると、溶剤可溶成分が再析出し、分離効率が低下するおそれがある。逆に、上記圧力が上記上限を超えると、加圧のための運転コストが高くなるおそれがある。   The lower limit of the pressure in the solid-liquid separation unit 7 is preferably 1 MPa, more preferably 1.4 MPa. On the other hand, the upper limit of the pressure is preferably 3 MPa, more preferably 2 MPa. If the pressure is less than the lower limit, solvent-soluble components may be re-precipitated and the separation efficiency may be reduced. On the contrary, if the pressure exceeds the upper limit, the operating cost for pressurization may increase.

なお、上記液体分及び固形分を分離する方法としては、重力沈降法の他に例えば濾過法や遠心分離法を用いてもよい。固液分離方法として濾過法や遠心分離法を用いる場合、固液分離部7として濾過器や遠心分離器などが使用される。   In addition to the gravity sedimentation method, for example, a filtration method or a centrifugal separation method may be used as a method for separating the liquid content and the solid content. When a filtration method or a centrifugal separation method is used as the solid-liquid separation method, a filter, a centrifugal separator or the like is used as the solid-liquid separation unit 7.

(第1溶剤蒸発部)
第1溶剤蒸発部8は、固液分離部7で分離した上記液体分から溶剤を蒸発回収する。この溶剤の蒸発回収により無灰炭HPCが得られる。
(First solvent evaporation section)
The first solvent evaporation unit 8 evaporates and recovers the solvent from the liquid component separated by the solid-liquid separation unit 7. Ashless coal HPC is obtained by evaporative recovery of this solvent.

溶剤を蒸発分離する方法としては、蒸発分離器を用いた一般的な蒸留法や蒸発法(スプレードライ法等)を含む分離方法を用いることができる。   As the method for evaporating and separating the solvent, a separation method including a general distillation method using an evaporative separator and an evaporation method (a spray dry method or the like) can be used.

(第2溶剤蒸発部)
第2溶剤蒸発部9は、固液分離部7で分離された上記固形分から、溶剤を蒸発分離させて副生炭RCを得る。第2溶剤蒸発部9は、第1溶剤蒸発部8と同様に構成できる。
(Second solvent evaporation section)
The second solvent evaporation unit 9 evaporates and separates the solvent from the solid content separated by the solid-liquid separation unit 7 to obtain byproduct coal RC. The second solvent evaporation unit 9 can be configured similarly to the first solvent evaporation unit 8.

副生炭RCは、軟化溶融性は示さないが、含酸素官能基が脱離されている。そのため、副生炭RCは、配合炭として用いた場合にこの配合炭に含まれる他の石炭の軟化溶融性を阻害しない。従って、この配合炭はコークス原料の配合炭の一部として使用することができる。また、副生炭RCは一般の石炭と同様に燃料として利用してもよい。   Although the by-product charcoal RC does not exhibit softening and melting properties, the oxygen-containing functional group is eliminated. Therefore, the by-product coal RC does not impair the softening and melting properties of other coals contained in this coal blend when used as the coal blend. Therefore, this coal blend can be used as a part of the coal blend of the coke raw material. Further, the by-product coal RC may be used as a fuel similarly to general coal.

次に、無灰炭製造工程S1の各工程について説明する。   Next, each step of the ashless coal manufacturing step S1 will be described.

<スラリー調製工程>
スラリー調製工程S11では、石炭及び溶剤を含むスラリーを調製する。
<Slurry preparation process>
In the slurry preparation step S11, a slurry containing coal and a solvent is prepared.

スラリー調製工程S11では、まず、石炭供給部1から供給される石炭及び溶剤供給部2から供給される溶剤を混合部3の調製槽31により混合してスラリーとする。   In the slurry preparation step S11, first, the coal supplied from the coal supply unit 1 and the solvent supplied from the solvent supply unit 2 are mixed by the preparation tank 31 of the mixing unit 3 to form a slurry.

次に、得られたスラリーを加熱する。具体的には、調製された上記スラリーをポンプ4によって加熱部5の加熱炉51に供給し、所望の温度まで加熱する。   Next, the obtained slurry is heated. Specifically, the prepared slurry is supplied to the heating furnace 51 of the heating unit 5 by the pump 4 and heated to a desired temperature.

さらに、得られたスラリー中の石炭から溶剤に可溶な石炭成分を溶出させる。具体的には、上記加熱後のスラリーを抽出槽61に供給し、攪拌機61aで攪拌しながら所望の温度で保持して溶出を行う。   Further, the coal component soluble in the solvent is eluted from the coal in the obtained slurry. Specifically, the heated slurry is supplied to the extraction tank 61, and is stirred at a stirrer 61a and held at a desired temperature for elution.

<固液分離工程>
固液分離工程S12では、スラリー調製工程S11で石炭の溶剤可溶成分を溶出したスラリーを、溶剤可溶成分を含む液体分及び溶剤不溶成分を含む固形分に固液分離する。
<Solid-liquid separation process>
In the solid-liquid separation step S12, the slurry in which the solvent-soluble component of coal is eluted in the slurry preparation step S11 is subjected to solid-liquid separation into a liquid component containing the solvent-soluble component and a solid component containing the solvent-insoluble component.

具体的には、抽出槽61から排出されるスラリーを固液分離部7へ供給し、固液分離部7内に供給されたスラリーを例えば重力沈降法により上記液体分及び上記固形分に分離する。   Specifically, the slurry discharged from the extraction tank 61 is supplied to the solid-liquid separation unit 7, and the slurry supplied into the solid-liquid separation unit 7 is separated into the liquid component and the solid component by, for example, a gravity sedimentation method. .

<溶剤蒸発工程>
溶剤蒸発工程S13では、固液分離工程S12で分離した上記液体分から溶剤を蒸発させる。これにより無灰炭HPCが得られる。
<Solvent evaporation process>
In the solvent evaporation step S13, the solvent is evaporated from the liquid component separated in the solid-liquid separation step S12. This gives ashless charcoal HPC.

具体的には、固液分離部7で分離された液体分を第1溶剤蒸発部8に供給し、第1溶剤蒸発部8で溶剤を蒸発させ、上記液体分を溶剤と無灰炭HPCとに分離する。   Specifically, the liquid component separated by the solid-liquid separation unit 7 is supplied to the first solvent evaporation unit 8, the solvent is evaporated by the first solvent evaporation unit 8, and the liquid component is mixed with the solvent and ashless coal HPC. To separate.

溶剤蒸発工程S13では、合わせて固液分離工程S12で分離した上記固形分から溶剤を蒸発させてもよい。具体的には、固液分離部7で分離された固形分を第2溶剤蒸発部9に供給し、第2溶剤蒸発部9で溶剤を蒸発させる。これにより、上記固体分から副生炭RCを得ることができる。   In the solvent evaporation step S13, the solvent may be evaporated from the solid content that has been separated in the solid-liquid separation step S12. Specifically, the solid content separated by the solid-liquid separation unit 7 is supplied to the second solvent evaporation unit 9, and the solvent is evaporated by the second solvent evaporation unit 9. As a result, by-product charcoal RC can be obtained from the solid content.

〔混合工程〕
混合工程S2では、第1の石炭及び無灰炭を混合する。
[Mixing process]
In the mixing step S2, the first coal and the ashless coal are mixed.

上記第1の石炭は、コークスの原料となる石炭である。上記第1の石炭は特に限定されず、強粘結炭、弱粘結炭等の原料炭や、非粘結炭である劣質炭を、乾留により石炭全体の融着が可能となる適度な割合で組み合わせて用いることができる。中でも上記第1の石炭として劣質炭及び強粘結炭を含むとよい。劣質炭は強粘結炭に比べて安価であるので、上記石炭に強粘結炭を含めることでコークスの強度を維持しつつ、劣質炭を含めることでコークスの製造コストをさらに低減できる。   The first coal is a coal raw material for coke. The above-mentioned first coal is not particularly limited, and a proper proportion that makes it possible to fuse the whole coal by carbonization of raw coal such as strong caking coal, weak caking coal or the like and inferior coal which is a non-caking coal. Can be used in combination. Above all, it is preferable to include inferior coal and strongly coking coal as the first coal. Inferior coal is cheaper than strong coking coal, so the coke production cost can be further reduced by including poor coking coal while maintaining the strength of coke by including strong coking coal in the coal.

上記第1の石炭は、微細に粉砕された粒状とすることが好ましい。上記第1の石炭を粒状とする場合、第1の石炭の20%粒子径D20の下限としては、第1の石炭を粉砕するための装置や、第1の石炭のハンドリング装置にもよるが、0.1mmが好ましく、0.2mmがより好ましい。第1の石炭の20%粒子径D20が上記下限未満であると、不必要に大きな粉砕動力が必要になるおそれや、発塵等により第1の石炭のハンドリングが難しくなるおそれがある。一方、第1の石炭の90%粒子径D90の上限としては、3mmが好ましく、1mmがより好ましい。第1の石炭の90%粒子径D90が上記上限を超えると、混合工程における混合性が不十分となるおそれや、粒子の隙間が大きくなることで得られるコークスの強度が不十分となるおそれがある。なお、「20%粒子径D20」及び「90%粒子径D90」とは、全粒子をJIS−Z8801−1(2006)に規定される金属製網篩で目の大きな篩から順に篩分けした際に、篩下の累積質量が全粒子の質量の20%になったときの篩の目の大きさ及び90%になったときの篩の目の大きさを意味する。   The first coal is preferably in the form of finely pulverized granules. When the first coal is made granular, the lower limit of the 20% particle diameter D20 of the first coal depends on the device for crushing the first coal and the first coal handling device, 0.1 mm is preferable and 0.2 mm is more preferable. If the 20% particle diameter D20 of the first coal is less than the above lower limit, an unnecessarily large crushing power may be required, or dust or the like may make it difficult to handle the first coal. On the other hand, the upper limit of the 90% particle diameter D90 of the first coal is preferably 3 mm, more preferably 1 mm. If the 90% particle size D90 of the first coal exceeds the above upper limit, the mixability in the mixing step may be insufficient, or the strength of the coke obtained by the increase in the particle gap may be insufficient. is there. In addition, "20% particle diameter D20" and "90% particle diameter D90" mean that all particles are sieved in order from a mesh with a metal mesh sieve specified in JIS-Z8801-1 (2006) in order from the largest mesh. Means the size of the sieve mesh when the cumulative mass under the sieve is 20% of the mass of all particles and the mesh size of the sieve when it is 90%.

第1の石炭と同様に無灰炭についても微細に粉砕された粒状とすることが好ましい。無灰炭を粒状とする場合、無灰炭の20%粒子径D20の下限及び90%粒子径D90の上限は、第1の石炭の20%粒子径D20の下限及び90%粒子径D90の上限と同様とできる。   As with the first coal, it is preferable that the ashless coal is also finely crushed into particles. When making the ashless coal granular, the lower limit of the 20% particle size D20 and the upper limit of the 90% particle size D90 of the ashless coal are the lower limit of the 20% particle size D20 and the upper limit of the 90% particle size D90 of the first coal. The same can be done with.

また、混合方法としては、特に限定されないが、例えば公知のミキサーを用いて行うことができる。この混合工程は、第1の石炭及び無灰炭をそれぞれ上述のような粒子径になるよう粉砕する工程を兼ねてもよい。   Further, the mixing method is not particularly limited, but may be performed using, for example, a known mixer. This mixing step may also serve as a step of crushing the first coal and the ashless coal into the above-described particle diameters.

混合工程S2後の混合炭における無灰炭の配合量の下限としては、5質量%が好ましく、10質量%がより好ましい。一方、上記無灰炭の配合量の上限としては、30質量%が好ましく、20質量%がより好ましい。上記無灰炭の配合量が上記下限未満であると、第1の石炭を無灰炭により十分にコーティングできず、コークス用配合炭の流動性改善効果が不足するおそれがある。また、粘結性補填材として機能する無灰炭のコークス全体に占める割合が低くなり過ぎるため、製造されるコークスの強度が低下するおそれがある。逆に、上記無灰炭の配合量が上記上限を超えると、第1の石炭をコーティングする無灰炭の平均厚さが大きくなり、コークス用配合炭の流動性改善効果が十分に発揮されないおそれがある。   The lower limit of the blending amount of ashless coal in the mixed coal after the mixing step S2 is preferably 5% by mass, and more preferably 10% by mass. On the other hand, the upper limit of the amount of the ashless coal blended is preferably 30% by mass, more preferably 20% by mass. If the blending amount of the ashless coal is less than the above lower limit, the first coal cannot be sufficiently coated with the ashless coal, and the fluidity improving effect of the blended coal for coke may be insufficient. Further, since the ratio of the ashless coal functioning as a caking filler to the entire coke becomes too low, the strength of the coke produced may decrease. On the contrary, when the amount of the ashless coal blended exceeds the upper limit, the average thickness of the ashless coal coating the first coal becomes large, and the effect of improving the fluidity of the coke blended coal may not be sufficiently exhibited. There is.

〔加熱工程〕
加熱工程S3では、混合工程S2で得られる混合炭を加熱する。
[Heating process]
In the heating step S3, the mixed carbon obtained in the mixing step S2 is heated.

加熱工程S3は、公知の加熱機を用いて行うことができる。この加熱処理により無灰炭が液状化し、混合炭に含まれる第1の石炭内に無灰炭が含浸すると考えられる。   The heating step S3 can be performed using a known heater. It is considered that this heat treatment liquefies the ashless coal and impregnates the first coal contained in the mixed coal with the ashless coal.

加熱工程S3における加熱温度の下限としては、250℃が好ましく、300℃がより好ましい。一方、上記加熱温度の上限としては、500℃が好ましく、400℃がより好ましい。上記加熱温度が上記下限未満であると、無灰炭の粘性が高過ぎ、第1の石炭の表面の被覆が困難となるおそれがある。逆に、上記加熱温度が上記上限を超えると、混合炭の乾留が発生し、後述する乾留工程S6で強度の高いコークスが製造できないおそれがある。   The lower limit of the heating temperature in the heating step S3 is preferably 250 ° C, more preferably 300 ° C. On the other hand, the upper limit of the heating temperature is preferably 500 ° C, more preferably 400 ° C. If the heating temperature is less than the lower limit, the viscosity of the ashless coal is too high, and it may be difficult to coat the surface of the first coal. On the other hand, if the heating temperature exceeds the upper limit, carbonization of the mixed coal may occur, and coke having high strength may not be manufactured in the carbonization step S6 described below.

加熱工程S3における加熱速度としては、特に限定されないが、1℃/分以上10℃/分以下とできる。上記加熱速度が上記下限未満であると、昇温に時間を要するためコークスの製造効率が低下するおそれがある。逆に、上記加熱速度が上記上限を超えると、昇温のために必要な製造設備が高額となり、設備投資が増大するおそれがある。   The heating rate in the heating step S3 is not particularly limited, but can be 1 ° C./minute or more and 10 ° C./minute or less. If the heating rate is less than the lower limit, it takes a long time to raise the temperature, which may reduce the production efficiency of coke. On the other hand, if the heating rate exceeds the upper limit, the manufacturing equipment required for raising the temperature becomes expensive, and the equipment investment may increase.

加熱工程S3における加熱時間の下限としては、30分が好ましく、60分がより好ましい。上記加熱時間が上記下限未満であると、無灰炭の第1の石炭内部への含浸が不十分となるおそれがある。一方、上記加熱時間の上限としては、特に限定されないが、例えば120分とできる。上記加熱時間が上記上限を超えると、加熱時間が不必要に長くなるため、コークスの製造効率が低下するおそれがある。   As a minimum of heating time in heating process S3, 30 minutes are preferred and 60 minutes are more preferred. If the heating time is less than the lower limit, impregnation of the ashless coal into the first coal may be insufficient. On the other hand, the upper limit of the heating time is not particularly limited, but may be 120 minutes, for example. If the heating time exceeds the upper limit, the heating time becomes unnecessarily long, and thus the production efficiency of coke may decrease.

〔冷却工程〕
冷却工程S4は、後述する追加工程S5前に、加熱工程S3後の混合炭を冷却する。
[Cooling process]
The cooling step S4 cools the mixed coal after the heating step S3 before the additional step S5 described later.

冷却工程S4で混合炭を冷却することで、第1の石炭の表面が無灰炭によりコーティングされた状態で混合炭を安定して保管することができる。つまり、当該コークスの製造方法は、冷却工程S4を備えることで、加熱工程S3と乾留工程S6とを連続操業する必要がなくなるため、操業管理が行い易くなる。また、冷却工程S4後の混合炭は、コークス原料の1つとして例えば一般炭等と同様に使用することができる。従って、当該コークスの製造方法が冷却工程S4を備えることで、追加工程S5及び乾留工程S6を既存設備で行うことができるので、新たな設備投資を不要とでき、製造コストを低減できる。   By cooling the mixed coal in the cooling step S4, the mixed coal can be stably stored in a state where the surface of the first coal is coated with ashless coal. That is, since the coke manufacturing method includes the cooling step S4, it is not necessary to continuously operate the heating step S3 and the carbonization step S6, and thus operation management is facilitated. The mixed coal after the cooling step S4 can be used as one of the coke raw materials in the same manner as, for example, steam coal. Therefore, since the coke manufacturing method includes the cooling step S4, the additional step S5 and the dry distillation step S6 can be performed in the existing equipment, so that new equipment investment can be eliminated and the manufacturing cost can be reduced.

冷却方法としては、特に限定されず、例えば室温(10℃以上40℃以下)での自然冷却や、ファン等により空気を送風する空冷等を用いることができる。   The cooling method is not particularly limited, and for example, natural cooling at room temperature (10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower), air cooling in which air is blown by a fan or the like can be used.

冷却工程S4における冷却速度としては、特に限定されないが、1℃/分以上10℃/分以下とできる。上記冷却速度が上記下限未満であると、冷却に時間を要するためコークスの製造効率が低下するおそれがある。逆に、上記冷却速度が上記上限を超えると、冷却のために必要な製造設備が高額となり、設備投資が増大するおそれがある。   The cooling rate in the cooling step S4 is not particularly limited, but can be 1 ° C./minute or more and 10 ° C./minute or less. If the cooling rate is less than the lower limit, it takes a long time to cool, and thus the production efficiency of coke may decrease. On the other hand, if the cooling rate exceeds the upper limit, the manufacturing equipment required for cooling becomes expensive, and the equipment investment may increase.

冷却工程S4後の混合炭の温度の上限としては、80℃が好ましく、50℃がより好ましい。上記混合炭の温度が上記上限を超えると、混合炭のハンドリングや保管が困難となるおそれがある。一方、上記混合炭の温度の下限としては、特に限定されず、例えば室温とできる。上記混合炭の温度が上記下限未満であると、混合炭の室温以下とするための冷蔵設備が必要となるため、設備投資が増大するおそれがある。   The upper limit of the temperature of the mixed coal after the cooling step S4 is preferably 80 ° C, more preferably 50 ° C. If the temperature of the mixed coal exceeds the upper limit, handling and storage of the mixed coal may be difficult. On the other hand, the lower limit of the temperature of the mixed coal is not particularly limited, and may be room temperature, for example. If the temperature of the mixed coal is less than the lower limit, refrigeration equipment is required to keep the temperature of the mixed coal at room temperature or lower, which may increase capital investment.

冷却工程S4における冷却時間は、混合炭が所望の温度以下となるまでに要する時間により決まる。一方、上記冷却時間は、冷却工程S4後の混合炭を追加工程S5で使用するまでの時間内であればよく、必要に応じて適宜冷却方法が選択される。   The cooling time in the cooling step S4 is determined by the time required for the mixed coal to reach the desired temperature or lower. On the other hand, the cooling time may be within the time until the mixed coal after the cooling step S4 is used in the additional step S5, and a cooling method is appropriately selected as necessary.

〔追加工程〕
追加工程S5では、混合工程S3及び冷却工程S4後の上記混合炭に第2の石炭を追加する。
[Additional process]
In the additional step S5, the second coal is added to the mixed coal after the mixing step S3 and the cooling step S4.

上記第2の石炭は、コークスの原料となる石炭である。上記第2の石炭は、1種類の石炭であってもよいが、通常は数種類の石炭を混合した配合炭とされる。このように数種類の石炭を混合し、配合比率を調整することで製造されるコークスの品質管理を行うことができる。なお、上記第2の石炭を配合炭とする場合、上記第2の石炭は、第1の石炭と同種の石炭を含んでもよいが、異なる種類の石炭とするとよい。   The second coal is a coke raw material. The second coal may be one type of coal, but is usually a blended coal in which several types of coal are mixed. In this way, it is possible to control the quality of coke produced by mixing several types of coal and adjusting the blending ratio. When the second coal is the blended coal, the second coal may include the same type of coal as the first coal, but may be different types of coal.

また、上記第2の石炭は、微細に粉砕された粒状とすることが好ましい。第2の石炭を粒状とする場合、第2の石炭の20%粒子径D20の下限及び90%粒子径D90の上限は、第1の石炭の20%粒子径D20の下限及び90%粒子径D90の上限と同様とできる。   The second coal is preferably in the form of finely pulverized granules. When making the second coal granular, the lower limit of the 20% particle size D20 and the upper limit of the 90% particle size D90 of the second coal are the lower limit of the 20% particle size D20 and the 90% particle size D90 of the first coal. The same as the upper limit of.

なお、第2の石炭を追加した後、例えば公知のミキサーを用いて混合炭と第2の石炭とを混合することが好ましい。このように混合炭と第2の石炭とを混合することで、得られるコークスの品質を制御できる。   After adding the second coal, it is preferable to mix the mixed coal and the second coal using, for example, a known mixer. By mixing the mixed coal and the second coal in this way, the quality of the obtained coke can be controlled.

追加工程S5で得られるコークス用配合炭における石炭(第1の石炭及び第2の石炭の合計量)の配合量の下限としては、80質量%が好ましく、90質量%がより好ましい。一方、上記石炭の配合量の上限としては、98質量%が好ましく、95質量%がより好ましい。上記石炭の配合量が上記下限未満であると、無灰炭の割合が相対的に高くなるため、無灰炭よりも安価な石炭を用いることによる製造コストの低減効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記石炭の配合量が上記上限を超えると、粘結性補填材として機能する無灰炭の割合が相対的に低くなるため、製造されるコークスの強度が低下するおそれがある。   The lower limit of the blending amount of coal (the total amount of the first coal and the second coal) in the blended coal for coke obtained in the additional step S5 is preferably 80% by mass, more preferably 90% by mass. On the other hand, the upper limit of the amount of coal blended is preferably 98% by mass, more preferably 95% by mass. When the amount of coal is less than the above lower limit, the proportion of ashless coal is relatively high, so the effect of reducing manufacturing costs by using coal that is cheaper than ashless coal may be insufficient. is there. On the other hand, when the amount of the coal blended exceeds the upper limit, the proportion of the ashless coal that functions as a caking filler is relatively low, which may reduce the strength of the coke produced.

〔乾留工程〕
乾留工程S6では、追加工程S5で得られるコークス用配合炭を乾留する。
[Dry distillation process]
In the carbonization step S6, the coking coal blend obtained in the additional step S5 is carbonized.

乾留工程S6では、例えばシャフト炉、コークス炉等を用いて、上記コークス用配合炭を充填し、以下に説明するような条件で乾留することによってコークスを得る。   In the carbonization step S6, for example, a shaft furnace, a coke furnace or the like is used to fill the above-mentioned coal blend for coke and carbonization is carried out under the conditions described below to obtain coke.

炉への上記コークス用配合炭の充填密度の下限としては、無水ベースで700kg/mが好ましく、720kg/mがより好ましい。一方、炉への上記コークス用配合炭の充填密度の上限としては、特に限定されないが、石炭の比重を考慮すると無水ベースで900kg/mが限界と考えられる。上記コークス用配合炭の充填密度が上記下限未満であると、得られるコークスの強度が不十分となるおそれがある。 As a lower limit of the packing density of the above coal blending coal for the coke in the furnace, 700 kg / m 3 is preferable on an anhydrous basis, and 720 kg / m 3 is more preferable. On the other hand, the upper limit of the packing density of the coal blended coal for coke in the furnace is not particularly limited, but it is considered that the limit is 900 kg / m 3 on a dry basis in consideration of the specific gravity of coal. When the packing density of the above coal blend for coke is less than the above lower limit, the strength of the coke obtained may be insufficient.

乾留温度(最高到達温度)の下限としては、950℃が好ましく、1000℃がより好ましい。一方、乾留温度の上限としては、1200℃が好ましく、1100℃がより好ましい。また、乾留時間(乾留温度保持時間)の下限としては、炉の大きさにもよるが、例えば1門30トンのコークス炉の場合、8時間が好ましく、10時間がより好ましい。一方、乾留時間の上限としては、製造効率の観点から24時間が好ましく、20時間がより好ましい。   As a lower limit of the dry distillation temperature (maximum reached temperature), 950 ° C is preferable, and 1000 ° C is more preferable. On the other hand, the upper limit of the dry distillation temperature is preferably 1200 ° C, more preferably 1100 ° C. The lower limit of the dry distillation time (dry distillation temperature holding time) depends on the size of the furnace, but in the case of a coke oven with 30 tons per gate, 8 hours are preferable, and 10 hours are more preferable. On the other hand, the upper limit of the dry distillation time is preferably 24 hours, more preferably 20 hours, from the viewpoint of production efficiency.

乾留工程S6におけるコークス用配合炭の昇温速度の下限としては、1℃/minが好ましく、2℃/minがより好ましい。一方、上記昇温速度の上限としては、5℃/minが好ましく、4℃/minがより好ましい。上記昇温速度が上記下限未満であると、コークスの製造効率が不十分となるおそれがある。逆に、上記昇温速度が上記上限を超えると、得られるコークスの強度が不十分となるおそれがある。   The lower limit of the temperature rising rate of the coking coal blend in the carbonization step S6 is preferably 1 ° C / min, more preferably 2 ° C / min. On the other hand, the upper limit of the temperature rising rate is preferably 5 ° C./min, more preferably 4 ° C./min. If the heating rate is less than the lower limit, the coke production efficiency may be insufficient. On the contrary, when the temperature rising rate exceeds the upper limit, the strength of the coke obtained may be insufficient.

〔利点〕
当該コークスの製造方法では、粘結性補填材として無灰炭を用いるので、コークスの製造コストを低減できる。また、当該コークスの製造方法では、加熱工程S3で、コークス用配合炭の石炭の一部である第1の石炭と、無灰炭とを混合した混合炭を予め加熱処理する。当該コークスの製造方法では、この加熱処理によりコークス用配合炭の流動性を改善することができる。従って、当該コークスの製造方法を用いることで、得られるコークスの強度を高められる。以上から、当該コークスの製造方法を用いることで、強度の高いコークスを安価に製造することができる。
〔advantage〕
In the coke manufacturing method, since ashless coal is used as the caking filler, the coke manufacturing cost can be reduced. Further, in the coke manufacturing method, in the heating step S3, the mixed coal obtained by mixing the first coal, which is a part of the coal of the coke blending coal, and the ashless coal is preheated. In the method for producing the coke, the heat treatment can improve the fluidity of the coal blend for coke. Therefore, the strength of the obtained coke can be increased by using the method for producing the coke. From the above, by using the coke manufacturing method, it is possible to manufacture coke having high strength at low cost.

[その他の実施形態]
なお、本発明のコークスの製造方法は、上記実施形態に限定されるものではない。
[Other Embodiments]
The coke manufacturing method of the present invention is not limited to the above embodiment.

上記実施形態では、コークスの製造方法として、冷却工程を備える場合を説明したが、冷却工程を備えないコークスの製造方法も本発明の意図するところである。つまり、追加工程で、加熱工程後の混合炭に加熱温度を維持しつつ、第2の石炭を追加してもよい。このように加熱温度を維持しつつ第2の石炭を配合炭に追加することで、冷却工程を経る場合よりもコークス用配合炭の流動性が確保し易いので、コークス用配合炭の流動性低下に伴う強度不足の発生をさらに低減できる。   In the above-described embodiment, the case where the coke manufacturing method includes the cooling step has been described, but a coke manufacturing method that does not include the cooling step is also intended by the present invention. That is, in the additional step, the second coal may be added to the mixed coal after the heating step while maintaining the heating temperature. By adding the second coal to the coal blend while maintaining the heating temperature in this way, the fluidity of the coal blend for coke can be more easily secured than in the case of passing through the cooling step. It is possible to further reduce the occurrence of insufficient strength due to.

上記実施形態では、コークスの製造方法として、無灰炭製造工程を備える場合を説明したが、無灰炭製造工程を備えないコークスの製造方法も本発明の意図するところである。例えば予め準備された無灰炭を用いて混合工程から開始してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the ashless coal manufacturing process is provided is described as the coke manufacturing method, but a coke manufacturing method that does not include the ashless coal manufacturing process is also intended by the present invention. For example, the ashless coal prepared in advance may be used to start the mixing process.

また、上記無灰炭製造工程は、スラリー調製工程と、固液分離工程と、溶剤蒸発工程とを備える上記実施形態のものには限定されない。無灰炭の製造として、例えば石炭と水素供与性溶剤との混合加熱により製造する方法を用いることもできる。   Further, the ashless coal production process is not limited to that of the above-described embodiment including a slurry preparation process, a solid-liquid separation process, and a solvent evaporation process. As a method for producing ashless coal, for example, a method of producing by mixing and heating coal and a hydrogen donating solvent can be used.

また、上記無灰炭製造工程の各工程は上述の方法に限定されない。例えばスラリー調製工程では、ペースト化した石炭に予め加熱した溶剤を搬送管内で混合し、急速昇温させることで、スラリーを調製してもよい。   Moreover, each process of the said ashless coal manufacturing process is not limited to the above-mentioned method. For example, in the slurry preparation step, a slurry may be prepared by mixing a preheated solvent with pasted coal in a carrier pipe and rapidly raising the temperature.

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

[実施例1]
原料石炭として、劣質炭Aを準備した。この劣質炭Aと無灰炭とを質量比で9:1となるように均一混合した。得られた混合炭を3℃/分で340℃まで昇温し、340℃到達後は温度を一定に保ち、100分間の加熱処理を行った。その後、3℃/分の速度で室温まで冷却した。このようにして実施例1として、加熱工程後の混合炭を得た。
[Example 1]
Poor quality coal A was prepared as a raw material coal. The inferior coal A and the ashless coal were uniformly mixed in a mass ratio of 9: 1. The obtained mixed coal was heated to 340 ° C. at 3 ° C./minute, and after reaching 340 ° C., the temperature was kept constant and heat treatment was performed for 100 minutes. Then, it was cooled to room temperature at a rate of 3 ° C./min. Thus, as Example 1, mixed carbon after the heating step was obtained.

[比較例1]
原料石炭として、劣質炭Aを準備した。この劣質炭Aと無灰炭とを質量比で9:1となるように均一混合した。このようにして比較例1として、加熱処理を行っていない混合炭を得た。
[Comparative Example 1]
Poor quality coal A was prepared as a raw material coal. The inferior coal A and the ashless coal were uniformly mixed in a mass ratio of 9: 1. In this way, as Comparative Example 1, a mixed coal that had not been heat-treated was obtained.

[評価]
得られた実施例1及び比較例1について、その流動性を評価した。
[Evaluation]
The fluidity of the obtained Example 1 and Comparative Example 1 was evaluated.

流動性の評価には、高温in−situ H−NMR緩和時間測定法を用いた。上記緩和時間測定には、CSIRO社製の高温プローブを付設したTecmag社製Apollo NMR spectrometerを用いた。具体的には、試料を外径9.5mmの石英製試料管にいれ、上記高温プローブ内で窒素気流中、125℃で1時間の乾燥を行った後、昇温速度3℃/分で加熱し測定を行った。なお、スピン−スピン緩和時間T2の測定には、RF pulse照射後に起きる増幅器の過飽和がシグナルに及ぼす影響を回避するためソリッドエコー(Solid echo)法を用いた。 The high temperature in-situ 1 H-NMR relaxation time measurement method was used for the evaluation of fluidity. For the relaxation time measurement, an Apollo NMR spectrometer manufactured by Tecmag equipped with a high temperature probe manufactured by CSIRO was used. Specifically, the sample is put into a quartz sample tube having an outer diameter of 9.5 mm, dried in a nitrogen stream in the above-mentioned high temperature probe at 125 ° C. for 1 hour, and then heated at a temperature rising rate of 3 ° C./min. Then, the measurement was performed. For the measurement of the spin-spin relaxation time T2, a solid echo method was used in order to avoid the influence of the oversaturation of the amplifier, which occurs after the RF pulse irradiation, on the signal.

上記測定により得られたソリッドエコーシグナルから、減衰挙動、すなわち磁気緩和挙動の相違に基づき流動性分子量に相当する電圧(以下「Hm成分量」ともいう)を測定した。結果を図4に示す。なお、Hm成分量は、特にピークにおける数値が大きいほど流動性が高いと判断できる。   From the solid echo signal obtained by the above measurement, the voltage corresponding to the fluid molecular weight (hereinafter, also referred to as “Hm component amount”) was measured based on the difference in attenuation behavior, that is, magnetic relaxation behavior. The results are shown in Fig. 4. The Hm component amount can be determined to have higher fluidity, especially when the numerical value at the peak is larger.

[実施例2及び比較例2]
原料石炭として、劣質炭Aとは産地の異なる劣質炭Bを準備した以外は、実施例1及び比較例1と同様にして、実施例2及び比較例2の混合炭を得た。実施例2及び比較例2について、実施例1及び比較例1と同様にして高温in−situ H−NMR緩和時間測定法によりHm成分量を測定した結果を図5に示す。
[Example 2 and Comparative Example 2]
Mixed coal of Example 2 and Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1 except that the inferior coal B having a different production site from the inferior coal A was prepared as the raw material coal. For Example 2 and Comparative Example 2, the results of measuring the amount of Hm component by the high temperature in-situ 1 H-NMR relaxation time measurement method in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIG.

[実施例3及び比較例3]
原料石炭として、強粘結炭Cを準備した以外は、実施例1及び比較例1と同様にして、実施例3及び比較例3の混合炭を得た。実施例3及び比較例3について、実施例1及び比較例1と同様にして高温in−situ H−NMR緩和時間測定法によりHm成分量を測定した結果を図6に示す。
[Example 3 and Comparative Example 3]
Mixed coal of Example 3 and Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1 except that strong coking coal C was prepared as the raw material coal. FIG. 6 shows the results of measuring the amount of Hm component in Example 3 and Comparative Example 3 by the high temperature in-situ 1 H-NMR relaxation time measurement method in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1.

[実施例4及び比較例4]
原料石炭として、強粘結炭Cとは産地の異なる強粘結炭Dを準備した以外は、実施例1及び比較例1と同様にして、実施例4及び比較例4の混合炭を得た。実施例4及び比較例4について、実施例1及び比較例1と同様にして高温in−situ H−NMR緩和時間測定法によりHm成分量を測定した結果を図7に示す。
[Example 4 and Comparative Example 4]
The mixed coals of Example 4 and Comparative Example 4 were obtained in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1 except that, as the raw material coal, the strong coking coal D having a different production site from the strong coking coal C was prepared. . For Example 4 and Comparative Example 4, the results of measuring the amount of Hm component by the high temperature in-situ 1 H-NMR relaxation time measurement method in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIG. 7.

図4乃至図7から、原料石炭によらず加熱工程を行った実施例1〜実施例4は、加熱工程を行っていない比較例1〜比較例4より、特にピークにおけるHm成分量が増加していることが分かる。つまり、コークス用配合炭の石炭の一部と無灰炭とを混合した混合炭を予め加熱処理することで、コークス用配合炭の流動性を改善できると言える。   From FIG. 4 to FIG. 7, in Examples 1 to 4 in which the heating step was performed regardless of the raw coal, the amount of Hm component in the peak was increased more than in Comparative Examples 1 to 4 in which the heating step was not performed. I understand that. That is, it can be said that the fluidity of the mixed coal for coke can be improved by preheating the mixed coal obtained by mixing a part of the coal of the mixed coal for coke and the ashless coal.

以上説明したように、当該コークスの製造方法を用いることで、コークス用配合炭の流動性を高めることにより、強度の高いコークスを安価に製造できる。   As described above, by using the method for producing the coke, the coke having high strength can be produced at a low cost by increasing the fluidity of the coal blend for coke.

1 石炭供給部
2 溶剤供給部
3 混合部
31 調製槽
31a 攪拌機
4 ポンプ
5 加熱部
51 加熱炉
6 溶出部
61 抽出槽
61a 攪拌機
7 固液分離部
8 第1溶剤蒸発部
9 第2溶剤蒸発部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coal supply part 2 Solvent supply part 3 Mixing part 31 Preparation tank 31a Stirrer 4 Pump 5 Heating part 51 Heating furnace 6 Elution part 61 Extraction tank 61a Stirrer 7 Solid-liquid separation part 8 1st solvent evaporation part 9 2nd solvent evaporation part

Claims (5)

第1の石炭及び無灰炭を混合する工程と、
上記混合工程で得られる混合炭を加熱する工程と、
上記加熱工程後の混合炭に第2の石炭を追加する工程と、
上記追加工程で得られるコークス用配合炭を乾留する工程と
を備えるコークスの製造方法。
Mixing the first coal and ashless coal,
A step of heating the mixed carbon obtained in the mixing step,
A step of adding a second coal to the mixed coal after the heating step,
And a step of dry-distilling the mixed coal for coke obtained in the above-mentioned additional step.
上記追加工程前に、上記加熱工程後の混合炭を冷却する工程をさらに備える請求項1に記載のコークスの製造方法。   The method for producing coke according to claim 1, further comprising a step of cooling the mixed coal after the heating step before the additional step. 上記加熱工程での加熱温度が250℃以上500℃以下である請求項1又は請求項2に記載のコークスの製造方法。   The method for producing coke according to claim 1 or 2, wherein the heating temperature in the heating step is 250 ° C or higher and 500 ° C or lower. 上記混合炭における無灰炭の配合量が5質量%以上30質量%以下である請求項1、請求項2又は請求項3に記載のコークスの製造方法。   The method for producing coke according to claim 1, claim 2 or claim 3, wherein an amount of ashless coal in the mixed coal is 5% by mass or more and 30% by mass or less. 上記無灰炭の原料が一般炭である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のコークスの製造方法。   The method for producing coke according to claim 1, wherein the raw material of the ashless coal is steam coal.
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