JP2023114530A - 石炭から発生するガスの定量方法、石炭乾留時のガス発生量の推定方法およびコークスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】石炭加熱時に発生するガスを精度良く定量する。【解決手段】石炭加熱時に発生するガスを捕集する。捕集したガスをガスクロマトグラフの分離カラム３に導入する。冷却部５を用いて、分離カラム３を冷却することにより、分離カラム３に導入されるガスを捕捉する。分離カラム３の冷却を解除して、捕捉したガスを開放する。このとき、加熱部４を用いて、冷却を解除した分離カラム３を昇温加熱することが好ましい。開放されたガスを質量分析部７で分析して定量する。【選択図】図１
Description
本発明は、石炭から発生するガスの定量方法、石炭乾留時のガス発生量の推定方法およびコークスの製造方法に関する。
石炭は、その加採年数の長さや価格の低さなどから、現代においても重要な化石燃料として利用されている。石炭は、主に、製鉄に使用されるコークスの原料や火力発電所の燃料として利用されており、消費量は増加の一途をたどっている。
石炭の利用における課題の１つが、加熱時に発生するガスの取り扱いである。
とりわけ、石炭の不純物として含まれる硫黄（Ｓ）に由来する硫黄系ガスは、毒性が高いだけでなく、酸性雨や温室効果の一因とも言われる。このため、硫黄系ガスには、規制値が設けられるなど、厳しい管理が求められる。
日本では、石炭を乾留してコークスを製造するコークス炉や石炭火力発電所には、高性能の脱硫設備が付帯されている。
とりわけ、石炭の不純物として含まれる硫黄（Ｓ）に由来する硫黄系ガスは、毒性が高いだけでなく、酸性雨や温室効果の一因とも言われる。このため、硫黄系ガスには、規制値が設けられるなど、厳しい管理が求められる。
日本では、石炭を乾留してコークスを製造するコークス炉や石炭火力発電所には、高性能の脱硫設備が付帯されている。
一般的に、石炭中硫黄は不純物として捉えられており、全硫黄濃度（Ｔｏｔａｌ－Ｓ、Ｔ－Ｓ）は、石炭品位を表す重要な指標の１つである。
石炭の利用にあたっては、無論、Ｔ－Ｓの低い高品位な石炭が求められるが、近年の石炭需要の高まりもあり、硫黄濃度の低い石炭（低硫黄炭）を中心に石炭価格の高騰が続いている。
更に、低硫黄炭は、豪州など一部の限られた地域でのみ産出されることから、特定銘柄に集中することで、産地における天候トラブル、諸外国の需給動向などの影響により、安定した調達が困難になるリスクもある。
石炭の利用にあたっては、無論、Ｔ－Ｓの低い高品位な石炭が求められるが、近年の石炭需要の高まりもあり、硫黄濃度の低い石炭（低硫黄炭）を中心に石炭価格の高騰が続いている。
更に、低硫黄炭は、豪州など一部の限られた地域でのみ産出されることから、特定銘柄に集中することで、産地における天候トラブル、諸外国の需給動向などの影響により、安定した調達が困難になるリスクもある。
このような背景から、安価な硫黄濃度の高い石炭（高硫黄炭）の使用が検討されている。しかし、高硫黄炭を使用することは、単位使用量あたりの硫黄系ガスの発生量が増加することを意味する。
この場合、既存の脱硫設備に大きな負荷がかかり、脱硫コストの増大を招く。また、万が一、脱硫能力以上の硫黄系ガスが発生した場合は、外界に硫黄系ガスが放出され、環境汚染の問題が生じる可能性もある。
したがって、石炭の銘柄ごとに、石炭乾留時に発生する硫黄系ガスの発生温度（発生温度域）および発生量を把握し、そのうえで、コークスの原料や火力発電所の燃料として選定することが重要である。
この場合、既存の脱硫設備に大きな負荷がかかり、脱硫コストの増大を招く。また、万が一、脱硫能力以上の硫黄系ガスが発生した場合は、外界に硫黄系ガスが放出され、環境汚染の問題が生じる可能性もある。
したがって、石炭の銘柄ごとに、石炭乾留時に発生する硫黄系ガスの発生温度（発生温度域）および発生量を把握し、そのうえで、コークスの原料や火力発電所の燃料として選定することが重要である。
石炭加熱時に発生する硫黄系ガスの発生温度（発生温度域）および発生量は、石炭中硫黄の存在形態に依存する。
石炭中硫黄は、無機系硫黄、有機系硫黄などの様々な形態で存在し、その比率も石炭銘柄によって様々である。
無機系硫黄としては、硫酸塩硫黄および黄鉄鉱硫黄の２種類が挙げられる。
有機系硫黄としては、例えば、チオフェン、スルフィド、チオール、スルホン酸などが挙げられる。
石炭中硫黄は、無機系硫黄、有機系硫黄などの様々な形態で存在し、その比率も石炭銘柄によって様々である。
無機系硫黄としては、硫酸塩硫黄および黄鉄鉱硫黄の２種類が挙げられる。
有機系硫黄としては、例えば、チオフェン、スルフィド、チオール、スルホン酸などが挙げられる。
特許文献１には、「石炭を、不活性ガス中で、室温から１０００℃まで昇温加熱し、硫黄化合物が熱分解して発生する硫黄含有ガスを、連続モニタリング測定して、石炭中の硫黄を存在形態別に定量する」技術が開示されている（［請求項１］）。
より詳細には、特許文献１に開示された技術では、例えば「質量分析法」を用いて、ガスをモニタリングする（［００３３］）。
より詳細には、特許文献１に開示された技術では、例えば「質量分析法」を用いて、ガスをモニタリングする（［００３３］）。
特許文献１に開示された技術において「質量分析法」を用いて硫黄系ガスを定量する場合、硫黄を含まない炭化水素系ガスとの重畳により、正しく評価できない可能性がある。
本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、石炭加熱時に発生するガス（特に硫黄系ガス）を精度良く定量することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を採用することにより、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［６］を提供する。
［１］石炭加熱時に発生するガスを捕集するガス捕集工程と、上記ガス捕集工程で捕集した上記ガスをガスクロマトグラフの分離カラムに導入するガス導入工程と、上記分離カラムを冷却することにより、上記分離カラムに導入される上記ガスを捕捉するガス捕捉工程と、上記分離カラムの冷却を解除し、上記ガス捕捉工程で捕捉した上記ガスを開放するガス開放工程と、上記ガス開放工程で開放された上記ガスを質量分析部で分析して定量する分析工程と、を備える、石炭から発生するガスの定量方法。
［２］冷却を解除した上記分離カラムを昇温加熱する昇温加熱工程を更に備える、上記［１］に記載の定量方法。
［３］上記ガスが、硫黄系ガスを含む、上記［１］または［２］に記載の定量方法。
［４］上記［３］に記載の定量方法によって得られる定量結果に基づいて、石炭乾留時に発生する硫黄系ガスの発生温度または発生温度域と発生量とを推定する、石炭乾留時のガス発生量の推定方法。
［５］石炭を乾留してコークスを製造する方法であって、上記［４］に記載の推定方法によって得られる推定結果に基づいて、コークスの製造条件を変更する、コークスの製造方法。
［６］上記製造条件は、石炭配合比である、上記［５］に記載のコークスの製造方法。
［１］石炭加熱時に発生するガスを捕集するガス捕集工程と、上記ガス捕集工程で捕集した上記ガスをガスクロマトグラフの分離カラムに導入するガス導入工程と、上記分離カラムを冷却することにより、上記分離カラムに導入される上記ガスを捕捉するガス捕捉工程と、上記分離カラムの冷却を解除し、上記ガス捕捉工程で捕捉した上記ガスを開放するガス開放工程と、上記ガス開放工程で開放された上記ガスを質量分析部で分析して定量する分析工程と、を備える、石炭から発生するガスの定量方法。
［２］冷却を解除した上記分離カラムを昇温加熱する昇温加熱工程を更に備える、上記［１］に記載の定量方法。
［３］上記ガスが、硫黄系ガスを含む、上記［１］または［２］に記載の定量方法。
［４］上記［３］に記載の定量方法によって得られる定量結果に基づいて、石炭乾留時に発生する硫黄系ガスの発生温度または発生温度域と発生量とを推定する、石炭乾留時のガス発生量の推定方法。
［５］石炭を乾留してコークスを製造する方法であって、上記［４］に記載の推定方法によって得られる推定結果に基づいて、コークスの製造条件を変更する、コークスの製造方法。
［６］上記製造条件は、石炭配合比である、上記［５］に記載のコークスの製造方法。
本発明によれば、石炭加熱時に発生するガスを精度良く定量できる。
［石炭から発生するガスの定量方法］
本実施形態に係る石炭から発生するガスの定量方法（以下、便宜的に、「本定量方法」ともいう）は、石炭加熱時に発生するガスを捕集するガス捕集工程と、上記ガス捕集工程で捕集した上記ガスをガスクロマトグラフの分離カラムに導入するガス導入工程と、上記分離カラムを冷却することにより、上記分離カラムに導入される上記ガスを捕捉するガス捕捉工程と、上記分離カラムの冷却を解除し、上記ガス捕捉工程で捕捉した上記ガスを開放するガス開放工程と、上記ガス開放工程で開放された上記ガスを質量分析部で分析して定量する分析工程と、を備える。
本実施形態に係る石炭から発生するガスの定量方法（以下、便宜的に、「本定量方法」ともいう）は、石炭加熱時に発生するガスを捕集するガス捕集工程と、上記ガス捕集工程で捕集した上記ガスをガスクロマトグラフの分離カラムに導入するガス導入工程と、上記分離カラムを冷却することにより、上記分離カラムに導入される上記ガスを捕捉するガス捕捉工程と、上記分離カラムの冷却を解除し、上記ガス捕捉工程で捕捉した上記ガスを開放するガス開放工程と、上記ガス開放工程で開放された上記ガスを質量分析部で分析して定量する分析工程と、を備える。
〈石炭から発生するガスの定量に用いる装置〉
図１は、石炭から発生するガスの定量に用いる装置１を示す模式図である。
装置１は、チャンバ２を備える。チャンバ２の内部には、ガスクロマトグラフの分離カラム３と、分離カラム３を加熱する加熱部４と、分離カラム３の長さ方向の少なくとも一部分を冷却する冷却部５とが設けられている。
更に、装置１は、分離カラム３にガスを注入するガス注入部６と、分離カラム３から導入されたガスが含むガス成分を質量電荷比に応じて分離するとともに特定する質量分析部７と、を備える。
図１は、石炭から発生するガスの定量に用いる装置１を示す模式図である。
装置１は、チャンバ２を備える。チャンバ２の内部には、ガスクロマトグラフの分離カラム３と、分離カラム３を加熱する加熱部４と、分離カラム３の長さ方向の少なくとも一部分を冷却する冷却部５とが設けられている。
更に、装置１は、分離カラム３にガスを注入するガス注入部６と、分離カラム３から導入されたガスが含むガス成分を質量電荷比に応じて分離するとともに特定する質量分析部７と、を備える。
加熱部４の加熱方式は、分離カラム３を加熱する際に温度制御ができれば特に限定されず、例えば、抵抗ヒーターを用いた加熱炉方式、高周波誘導加熱方式などが挙げられる。
冷却部５の冷却方式は、分離カラム３の少なくとも一部を冷却して、任意の温度に制御できれば特に限定されず、例えば、ペルチェ冷却方式、液体窒素冷却方式など従来公知の方式が挙げられる。
冷却部５の冷却範囲は、特に限定されないが、分離カラム３における少なくとも長さ１０ｍｍ程度の範囲を冷却できることが好ましい。
このような冷却部５としては、クライオトラップが好適に挙げられる。クライオトラップは、分離カラム３の途中に配置されて、液体窒素で冷却した窒素ガスを分離カラム３に外側から吹き付ける設備である。
冷却部５の冷却範囲は、特に限定されないが、分離カラム３における少なくとも長さ１０ｍｍ程度の範囲を冷却できることが好ましい。
このような冷却部５としては、クライオトラップが好適に挙げられる。クライオトラップは、分離カラム３の途中に配置されて、液体窒素で冷却した窒素ガスを分離カラム３に外側から吹き付ける設備である。
なお、冷却部５としてクライオトラップを使用する場合、クライオトラップによる分離能が大きいことから、分離カラム３の種類および極性は自由に選択してよい。
装置１は、更に、熱分解炉８を備えていてもよい。熱分解炉８を用いて、石炭を加熱することにより、石炭からガスを発生させる。
熱分解炉８は、熱分解炉８に投入される石炭の加熱温度に応じた加熱能力を有するものであればよい。熱分解炉８の加熱方式としては、従来公知の方式を採用でき、例えば、フィラメントで加熱するフィラメント型、合金製試料ホイルを高周波磁界で加熱する誘導加熱型、加熱炉型などが挙げられる。
熱分解炉８は、熱分解炉８に投入される石炭の加熱温度に応じた加熱能力を有するものであればよい。熱分解炉８の加熱方式としては、従来公知の方式を採用でき、例えば、フィラメントで加熱するフィラメント型、合金製試料ホイルを高周波磁界で加熱する誘導加熱型、加熱炉型などが挙げられる。
以下、装置１を用いて実施される本定量方法が備える各工程を詳細に説明する。
〈ガス捕集工程〉
ガス捕集工程は、石炭加熱時に発生するガスを捕集する工程である。
ガス捕集工程では、熱分解炉８に石炭を投入し、加熱することが好ましい。こうして、熱分解炉８の内部に、加熱された石炭から発生したガスが捕集される。
熱分解炉８の炉内の雰囲気としては、コークス炉での石炭乾留時の雰囲気を模擬する場合には、質量分析部７におけるピーク重畳を避けるため、不活性ガス雰囲気が好ましい。不活性ガスとしては、ヘリウム（Ｈｅ）が好ましいが、窒素（Ｎ２）等であってもよい。
ガス捕集工程は、石炭加熱時に発生するガスを捕集する工程である。
ガス捕集工程では、熱分解炉８に石炭を投入し、加熱することが好ましい。こうして、熱分解炉８の内部に、加熱された石炭から発生したガスが捕集される。
熱分解炉８の炉内の雰囲気としては、コークス炉での石炭乾留時の雰囲気を模擬する場合には、質量分析部７におけるピーク重畳を避けるため、不活性ガス雰囲気が好ましい。不活性ガスとしては、ヘリウム（Ｈｅ）が好ましいが、窒素（Ｎ２）等であってもよい。
《石炭》
熱分解炉８に投入する石炭は、加熱時の温度ムラを防ぐため、一定の粒度以下に粉砕されていることが好ましい。具体的には、石炭の粒度は、２５０μｍ以下が好ましく、１２５μｍ以下がより好ましい。石炭の粒度が大きすぎる場合、均一な加熱が困難となり、発生ガス量のムラが生じることで、質量分析部７での分析精度が低下する可能性がある。
また、質量分析部７での水分の影響を低減するため、良く風乾させた石炭を用いることが好ましい。
熱分解炉８には、熱分解炉８の容積に準じた量の石炭を投入する。ただし、熱分解炉８に投入する石炭の量が多すぎる場合、冷却部５によって大量のガスが分離カラム３に捕捉されて、分離カラム３の詰まりが発生するリスクがある。このため、熱分解炉８に投入する石炭の量は、熱分解炉８の容積の７～８割程度の量が好ましい。
熱分解炉８に投入する石炭は、加熱時の温度ムラを防ぐため、一定の粒度以下に粉砕されていることが好ましい。具体的には、石炭の粒度は、２５０μｍ以下が好ましく、１２５μｍ以下がより好ましい。石炭の粒度が大きすぎる場合、均一な加熱が困難となり、発生ガス量のムラが生じることで、質量分析部７での分析精度が低下する可能性がある。
また、質量分析部７での水分の影響を低減するため、良く風乾させた石炭を用いることが好ましい。
熱分解炉８には、熱分解炉８の容積に準じた量の石炭を投入する。ただし、熱分解炉８に投入する石炭の量が多すぎる場合、冷却部５によって大量のガスが分離カラム３に捕捉されて、分離カラム３の詰まりが発生するリスクがある。このため、熱分解炉８に投入する石炭の量は、熱分解炉８の容積の７～８割程度の量が好ましい。
《石炭加熱時に発生するガス》
石炭加熱時に発生するガスは、水素および様々な分子量を有する炭化水素（ＣｍＨｎ）を含有する。低分子量の炭化水素としては、メタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）などが挙げられる。高分子量の炭化水素としては、ｎ－ヘキサン（Ｃ６Ｈ１４）、ｎ－デカン（Ｃ１０Ｈ２２）などが挙げられ、ｍ＞１０の場合もある。
石炭加熱時に発生するガスは、更に、硫黄系ガスを含有する。硫黄系ガスは、例えば、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、硫化カルボニル（ＣＯＳ）、二酸化硫黄（ＳＯ２）、二硫化炭素（ＣＳ２）、チオフェン（Ｃ４Ｈ４Ｓ）などのガス成分を含む。
石炭加熱時に発生するガスは、水素および様々な分子量を有する炭化水素（ＣｍＨｎ）を含有する。低分子量の炭化水素としては、メタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）などが挙げられる。高分子量の炭化水素としては、ｎ－ヘキサン（Ｃ６Ｈ１４）、ｎ－デカン（Ｃ１０Ｈ２２）などが挙げられ、ｍ＞１０の場合もある。
石炭加熱時に発生するガスは、更に、硫黄系ガスを含有する。硫黄系ガスは、例えば、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、硫化カルボニル（ＣＯＳ）、二酸化硫黄（ＳＯ２）、二硫化炭素（ＣＳ２）、チオフェン（Ｃ４Ｈ４Ｓ）などのガス成分を含む。
《予備加熱工程》
石炭加熱時に発生するガスのうち、特定の加熱温度Ａまたは加熱温度域Ｂで発生するガスを定量する場合がある。
この場合、あらかじめ、石炭を加熱温度Ａまたは加熱温度域Ｂの下限温度より低い温度（予備加熱温度）で加熱して、発生するガスを排出する工程（予備加熱工程）を設けることが好ましい。
石炭加熱時に発生するガスのうち、特定の加熱温度Ａまたは加熱温度域Ｂで発生するガスを定量する場合がある。
この場合、あらかじめ、石炭を加熱温度Ａまたは加熱温度域Ｂの下限温度より低い温度（予備加熱温度）で加熱して、発生するガスを排出する工程（予備加熱工程）を設けることが好ましい。
予備加熱温度は、熱分解炉８の炉内温度の制御幅を考慮して設定すればよい。例えば、制御幅が５℃未満である場合には、加熱温度Ａまたは加熱温度域Ｂの下限より５℃低く設定する。
予備加熱温度で石炭を加熱する時間は、予備加熱温度での加熱により石炭からガスが発生しなくなる時間であればよく、例えば１０分以上であり、１５分以上が好ましい。
予備加熱温度で石炭を加熱する時間は、予備加熱温度での加熱により石炭からガスが発生しなくなる時間であればよく、例えば１０分以上であり、１５分以上が好ましい。
予備加熱工程で発生するガスの排出経路は、特に限定されない。スプリット経路（図示せず）から排出してもよく、ガスクロマトグラフの分離カラム３を通過させて排出してもよい。
分離カラム３を通過させる場合は、ガス捕集工程の前に、質量分析部７でガスが検出されないことを確認することが好ましい。
分離カラム３を通過させる場合は、ガス捕集工程の前に、質量分析部７でガスが検出されないことを確認することが好ましい。
加熱温度Ａで発生するガスを定量する場合には、予備加熱工程の後に、加熱温度Ａに設定した熱分解炉８で、一定時間、石炭を加熱してガスを発生させる。
加熱時間が短すぎると、全量の石炭が十分に加熱されず、加熱温度Ａで発生するガスを全量捕集できない場合がある。このため、加熱時間は、１０分以上が好ましく、１５分以上がより好ましい。
加熱時間が短すぎると、全量の石炭が十分に加熱されず、加熱温度Ａで発生するガスを全量捕集できない場合がある。このため、加熱時間は、１０分以上が好ましく、１５分以上がより好ましい。
加熱温度域Ｂで発生するガスを定量する場合は、予備加熱工程の後に、加熱温度域Ｂの下限温度から上限温度まで熱分解炉８の炉内温度を昇温し、石炭からガスを発生させる。
昇温速度が速すぎると、昇温過程での各温度での石炭の加熱が不十分となり、加熱温度域Ｂの全域に渡って発生するガスを全量捕集できない場合がある。このため、昇温速度は、１０℃／ｍｉｎ以下が好ましく、５℃／ｍｉｎ以下がより好ましい。
昇温過程の後、上限温度で加熱する工程を加えてもよい。
昇温速度が速すぎると、昇温過程での各温度での石炭の加熱が不十分となり、加熱温度域Ｂの全域に渡って発生するガスを全量捕集できない場合がある。このため、昇温速度は、１０℃／ｍｉｎ以下が好ましく、５℃／ｍｉｎ以下がより好ましい。
昇温過程の後、上限温度で加熱する工程を加えてもよい。
〈ガス導入工程〉
ガス導入工程では、ガス捕集工程で捕集したガスを、ガス注入部６から、キャリアガスを用いて、ガスクロマトグラフの分離カラム３に導入する。
分離カラム３に導入されたガスは、キャリアガスとともに、分離カラム３の一端（ガス注入部６側の末端）から他端（質量分析部７側の末端）に向かって流れる。
キャリアガスとしては、コークス炉を模擬するため、不活性ガスが好ましく、質量分析部７において影響の少ないＨｅガスがより好ましい。キャリアガスの流量やスプリット比は、特に限定されず、質量分析部７の分析感度などに応じて適宜調整すればよい。
ガス導入工程では、ガス捕集工程で捕集したガスを、ガス注入部６から、キャリアガスを用いて、ガスクロマトグラフの分離カラム３に導入する。
分離カラム３に導入されたガスは、キャリアガスとともに、分離カラム３の一端（ガス注入部６側の末端）から他端（質量分析部７側の末端）に向かって流れる。
キャリアガスとしては、コークス炉を模擬するため、不活性ガスが好ましく、質量分析部７において影響の少ないＨｅガスがより好ましい。キャリアガスの流量やスプリット比は、特に限定されず、質量分析部７の分析感度などに応じて適宜調整すればよい。
〈ガス捕捉工程〉
ガス捕捉工程では、冷却部５（例えば、クライオトラップ）を稼働させて、分離カラム３の長さ方向の少なくとも一部分を、一定の冷却温度に冷却する。
以下、便宜的に、分離カラム３における冷却部５によって冷却される部分を「冷却対象部」と呼び、分離カラム３における冷却対象部ではない部分を「非冷却対象部」と呼ぶ場合がある。
分離カラム３に導入されたガスは、冷却部５の稼働によって、分離カラム３の冷却対象部において固化し、分離カラム３の内部に捕捉される。
ガス捕捉工程では、冷却部５（例えば、クライオトラップ）を稼働させて、分離カラム３の長さ方向の少なくとも一部分を、一定の冷却温度に冷却する。
以下、便宜的に、分離カラム３における冷却部５によって冷却される部分を「冷却対象部」と呼び、分離カラム３における冷却対象部ではない部分を「非冷却対象部」と呼ぶ場合がある。
分離カラム３に導入されたガスは、冷却部５の稼働によって、分離カラム３の冷却対象部において固化し、分離カラム３の内部に捕捉される。
例えば、分離カラム３に導入されるガスが硫黄系ガスである場合を考える。硫黄系ガスが含むガス成分のうち、硫化水素の沸点が最も低く－６０℃であるため、分離カラム３の冷却温度を－６０℃よりも低い温度に設定する。これにより、冷却部５が稼働している間は、－６０℃以上の沸点を有するガス成分は全て分離カラム３に捕捉される。
分離カラム３に導入されるガスが石炭加熱時に発生するガスである場合を考える。
石炭加熱時に発生するガスが含むガス成分のうち、硫黄系ガス以外のガス成分としては、例えば、水素（沸点：－２５２．６℃）；メタン（沸点：－１６２℃）、エチレン（沸点：－１０３．７℃）、エタン（沸点：－８９℃）などの低分子量の炭化水素；ｎ－ヘキサン（沸点：６９℃）、ｎ－デカン（沸点：１７４℃）などの高分子量の炭化水素；等が挙げられる。
これらのうち、分離カラム３の冷却温度よりも低い沸点のガス成分（水素、低分子量の炭化水素など）は、分離カラム３に捕捉されずに通過する。
一方、分離カラム３の冷却温度以上の沸点を有するガス成分（高分子量の炭化水素など）は、硫黄系ガスと一緒に、全て分離カラム３に捕捉される。
石炭加熱時に発生するガスが含むガス成分のうち、硫黄系ガス以外のガス成分としては、例えば、水素（沸点：－２５２．６℃）；メタン（沸点：－１６２℃）、エチレン（沸点：－１０３．７℃）、エタン（沸点：－８９℃）などの低分子量の炭化水素；ｎ－ヘキサン（沸点：６９℃）、ｎ－デカン（沸点：１７４℃）などの高分子量の炭化水素；等が挙げられる。
これらのうち、分離カラム３の冷却温度よりも低い沸点のガス成分（水素、低分子量の炭化水素など）は、分離カラム３に捕捉されずに通過する。
一方、分離カラム３の冷却温度以上の沸点を有するガス成分（高分子量の炭化水素など）は、硫黄系ガスと一緒に、全て分離カラム３に捕捉される。
分離カラム３の冷却対象部を冷却する時間は、特に限定されず、例えば、３０秒～１分程度である。
チャンバ２の内部の温度（すなわち、分離カラム３の非冷却対象部の温度）は、１００℃以下が好ましく、８０℃以下がより好ましく、５０℃以下が更に好ましい。一方、下限は、特に限定されず、例えば室温（例えば２５℃）である。
チャンバ２の内部の温度制御は、加熱部４の稼働により実施する。
チャンバ２の内部の温度制御は、加熱部４の稼働により実施する。
チャンバ２の内部の温度が上記範囲であれば、冷却部５の稼働時に、分離カラム３の冷却対象部と非冷却対象部との間の温度勾配が緩やかになる。これにより、冷却部５の影響範囲（すなわち、分離カラム３の冷却対象部）が広くなり、後述する分析工程において、質量分析部７での分析誤差を低減できる。
また、次のガス開放工程においても、後述する理由から、チャンバ２の内部の温度は上記範囲であることが好ましい。
また、次のガス開放工程においても、後述する理由から、チャンバ２の内部の温度は上記範囲であることが好ましい。
〈ガス開放工程〉
ガス開放工程では、分離カラム３の冷却を解除し、捕捉したガスを開放する。
冷却の解除は、冷却部５（例えば、クライオトラップ）の稼働をオフにすることにより実施する。これにより、分離カラム３の冷却対象部が昇温し、固化していたガス成分が揮発する。このとき、沸点の低いガス成分から順に揮発し、分離カラム３の内部を進行して、質量分析部７に時間差で導入される。これは、カラム極性に起因する分離能よりも、沸点差による分離能の影響が大きい。
ガス開放工程では、分離カラム３の冷却を解除し、捕捉したガスを開放する。
冷却の解除は、冷却部５（例えば、クライオトラップ）の稼働をオフにすることにより実施する。これにより、分離カラム３の冷却対象部が昇温し、固化していたガス成分が揮発する。このとき、沸点の低いガス成分から順に揮発し、分離カラム３の内部を進行して、質量分析部７に時間差で導入される。これは、カラム極性に起因する分離能よりも、沸点差による分離能の影響が大きい。
質量分析部７には、沸点の低いガス成分から順に到達する。このため、質量分析部７には、先に低分子量の炭化水素（炭化水素系ガス）が導入され、続いて、硫黄系ガスが揮発して導入され、最後に高分子量の炭化水素（炭化水素系ガス）が導入される。
メタン、エタン、エチレンなどの低分子量の炭化水素系ガスは、硫黄系ガスと比較して質量電荷比（ｍ／ｚ）が小さい。このため、硫黄系ガスと重畳するピークは発生しない。
一方、高分子量の炭化水素系ガスは、質量分析部７でイオン化する際に、硫黄系ガスと同じ質量電荷比（ｍ／ｚ）のフラグメントイオンを生成する。このため、硫黄系ガスと重畳するピークが発生し、硫黄系ガスのピークを精度良く分離できない。
しかし、本実施形態においては、高分子量の炭化水素系ガスは、硫黄系ガスの後に質量分析部７に導入される。このため、硫黄を含まない高分子量の炭化水素系ガスが要因のピーク重畳を避けて、硫黄系ガスを質量分析部７にて分析できる。すなわち、石炭加熱時に発生する硫黄系ガスを精度良く定量できる。
メタン、エタン、エチレンなどの低分子量の炭化水素系ガスは、硫黄系ガスと比較して質量電荷比（ｍ／ｚ）が小さい。このため、硫黄系ガスと重畳するピークは発生しない。
一方、高分子量の炭化水素系ガスは、質量分析部７でイオン化する際に、硫黄系ガスと同じ質量電荷比（ｍ／ｚ）のフラグメントイオンを生成する。このため、硫黄系ガスと重畳するピークが発生し、硫黄系ガスのピークを精度良く分離できない。
しかし、本実施形態においては、高分子量の炭化水素系ガスは、硫黄系ガスの後に質量分析部７に導入される。このため、硫黄を含まない高分子量の炭化水素系ガスが要因のピーク重畳を避けて、硫黄系ガスを質量分析部７にて分析できる。すなわち、石炭加熱時に発生する硫黄系ガスを精度良く定量できる。
ところで、ガス開放工程において、チャンバ２の内部の温度（分離カラム３の非冷却対象部の温度）が高すぎる（例えば、３００℃である）と、冷却の解除後において、分離カラム３の冷却対象部が昇温する速度が早くなりすぎる場合がある。
その場合、硫黄系ガスだけでなく、硫黄系ガスの分析に影響を及ぼす高分子量の炭化水素系ガスも、すぐにチャンバ２の内部の温度に到達して、揮発しやすい。そうすると、質量分析部７において、両者の重畳が生じやすくなり、硫黄系ガスの定量精度が不十分となる可能性がある。
その場合、硫黄系ガスだけでなく、硫黄系ガスの分析に影響を及ぼす高分子量の炭化水素系ガスも、すぐにチャンバ２の内部の温度に到達して、揮発しやすい。そうすると、質量分析部７において、両者の重畳が生じやすくなり、硫黄系ガスの定量精度が不十分となる可能性がある。
このため、ガス開放工程においても、チャンバ２の内部の温度は上述した範囲であることが好ましい。すなわち、チャンバ２の内部の温度は、１００℃以下が好ましく、８０℃以下がより好ましく、５０℃以下が更に好ましい。
これにより、冷却が解除された分離カラム３の冷却対象部が昇温する速度を緩やかにでき、その結果、硫黄系ガスの分析に影響を及ぼす高分子量の炭化水素系ガスよりも先に、沸点の低い硫黄系ガスが揮発して、質量分析部７に導入されやすくなる。すなわち、石炭加熱時に発生する硫黄系ガスを精度良く定量しやすくなる。
これにより、冷却が解除された分離カラム３の冷却対象部が昇温する速度を緩やかにでき、その結果、硫黄系ガスの分析に影響を及ぼす高分子量の炭化水素系ガスよりも先に、沸点の低い硫黄系ガスが揮発して、質量分析部７に導入されやすくなる。すなわち、石炭加熱時に発生する硫黄系ガスを精度良く定量しやすくなる。
〈昇温加熱工程〉
本定量方法は、ガス開放工程のほかに、分離カラム３を昇温加熱する昇温加熱工程を更に備えることが好ましい。
具体的には、例えば、分離カラム３の冷却を解除するとともに、分離カラム３を昇温加熱する。分離カラム３の昇温加熱は、加熱部４を稼働して、チャンバ２の内部を昇温加熱することにより実施する。
このときの昇温速度は、例えば、５℃／ｍｉｎ以上である。
一方、上述した理由から、昇温速度は高すぎないことが好ましく、具体的には、２０℃／ｍｉｎ以下が好ましく、１５℃／ｍｉｎ以下がより好ましく、１０℃／ｍｉｎ以下が更に好ましい。
本定量方法は、ガス開放工程のほかに、分離カラム３を昇温加熱する昇温加熱工程を更に備えることが好ましい。
具体的には、例えば、分離カラム３の冷却を解除するとともに、分離カラム３を昇温加熱する。分離カラム３の昇温加熱は、加熱部４を稼働して、チャンバ２の内部を昇温加熱することにより実施する。
このときの昇温速度は、例えば、５℃／ｍｉｎ以上である。
一方、上述した理由から、昇温速度は高すぎないことが好ましく、具体的には、２０℃／ｍｉｎ以下が好ましく、１５℃／ｍｉｎ以下がより好ましく、１０℃／ｍｉｎ以下が更に好ましい。
〈分析工程〉
分析工程では、ガス開放工程で開放されたガス（硫黄系ガス）を、質量分析部７にて分析し、定量する。
分析工程では、ガス開放工程で開放されたガス（硫黄系ガス）を、質量分析部７にて分析し、定量する。
質量分析部７では、ガス開放工程で開放された硫黄系ガスが含むガス成分を、質量電荷比に応じて分離するとともに特定する。
本実施形態では、硫黄系ガスが含む主な低分子のガス成分である、硫化水素（Ｈ２Ｓ、ｍ／ｚ：３４）、硫化カルボニル（ＣＯＳ、ｍ／ｚ：６０）、二酸化硫黄（ＳＯ２、ｍ／ｚ：６４）、二硫化炭素（ＣＳ２、ｍ／ｚ：７６）、チオフェン（Ｃ４Ｈ４Ｓ、ｍ／ｚ：８４）について、それぞれの質量電荷比（ｍ／ｚ）で、単一のピークのマススペクトルが得られる。ピーク面積の大小で、各ガス成分の量の傾向を把握できる。
別途、同じ条件下で得られた濃度既知の各ガス成分のピーク面積を検量線として用いることによって、各ガス成分を定量する。
本実施形態では、硫黄系ガスが含む主な低分子のガス成分である、硫化水素（Ｈ２Ｓ、ｍ／ｚ：３４）、硫化カルボニル（ＣＯＳ、ｍ／ｚ：６０）、二酸化硫黄（ＳＯ２、ｍ／ｚ：６４）、二硫化炭素（ＣＳ２、ｍ／ｚ：７６）、チオフェン（Ｃ４Ｈ４Ｓ、ｍ／ｚ：８４）について、それぞれの質量電荷比（ｍ／ｚ）で、単一のピークのマススペクトルが得られる。ピーク面積の大小で、各ガス成分の量の傾向を把握できる。
別途、同じ条件下で得られた濃度既知の各ガス成分のピーク面積を検量線として用いることによって、各ガス成分を定量する。
質量分析部７での分析が終了した後は、分離カラム３の内部に残留している炭化水素を除去する目的で、加熱部４を稼働させて、チャンバ２の内部を加熱することが好ましい。このとき、チャンバ２の内部の温度は、２００℃以上が好ましく、３００℃以上がより好ましい。
［石炭乾留時のガス発生量の推定方法およびコークスの製造方法］
次に、本実施形態に係る石炭乾留時のガス発生量の推定方法（以下、「本推定方法」ともいう）を説明する。
以下の説明は、本実施形態に係るコークスの製造方法（以下、「本製造方法」ともいう）の説明を兼ねる。
次に、本実施形態に係る石炭乾留時のガス発生量の推定方法（以下、「本推定方法」ともいう）を説明する。
以下の説明は、本実施形態に係るコークスの製造方法（以下、「本製造方法」ともいう）の説明を兼ねる。
本推定方法では、まず、上述した本定量方法を実施することによって、石炭加熱時に発生する硫黄系ガスを定量する。
このとき、後述する［実施例］に示すように、石炭加熱時に発生する硫黄系ガスが含む各ガス成分（硫化水素、二酸化硫黄など）を、それぞれ定量することが好ましい。
このとき、後述する［実施例］に示すように、石炭加熱時に発生する硫黄系ガスが含む各ガス成分（硫化水素、二酸化硫黄など）を、それぞれ定量することが好ましい。
また、上述した本定量方法を繰り返し実施することが好ましい。その場合、後述する［実施例］に示すように、ガス捕集工程では、石炭を、異なる複数の加熱温度または加熱温度域で加熱して、発生したガスを捕集する。
次いで、得られた定量結果に基づいて、コークス炉において石炭を乾留する際に発生する硫黄系ガスの発生温度または発生温度域と発生量とを推定する。
ｎ種類の石炭を配合してコークス炉に投入して乾留する場合、硫黄系ガスの発生量Ｆ（Ｔ）は、例えば、下記式で表される。
Ｆ（Ｔ）＝Ａ１×ｆ１（Ｔ）＋Ａ２×ｆ２（Ｔ）＋・・・＋Ａｎ×ｆｎ（Ｔ）
上記式中、ｆｎ（Ｔ）は、石炭の硫黄系ガスの発生量を示す温度の関数であり、Ａｎは、石炭の配合比である。
Ｆ（Ｔ）＝Ａ１×ｆ１（Ｔ）＋Ａ２×ｆ２（Ｔ）＋・・・＋Ａｎ×ｆｎ（Ｔ）
上記式中、ｆｎ（Ｔ）は、石炭の硫黄系ガスの発生量を示す温度の関数であり、Ａｎは、石炭の配合比である。
コークス炉の操業は、複数のコークス炉を稼働することによって実施される。
そこで、各コークス炉のＦ（Ｔ）に着目し、硫黄系ガスの発生量が時間に対して分散するように、各コークス炉の稼働時間を調整する。
これにより、各コークス炉の下流に付帯された脱硫設備に高濃度の硫黄系ガスが局所的に流入することを防止でき、コークス炉の操業を安定化できる。
そこで、各コークス炉のＦ（Ｔ）に着目し、硫黄系ガスの発生量が時間に対して分散するように、各コークス炉の稼働時間を調整する。
これにより、各コークス炉の下流に付帯された脱硫設備に高濃度の硫黄系ガスが局所的に流入することを防止でき、コークス炉の操業を安定化できる。
このほかにも、実際に石炭を乾留してコークスを製造する際に、本推定方法によって得られる推定結果に基づいて、石炭配合比などのコークスの製造条件を変更できる。推定結果は、コークス炉の操業に適した石炭の選定にも活用できる。
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施例に限定されない。
ＪＩＳ Ｍ ８８１１「石炭類及びコークス類－サンプリング及び試料調製方法」に記載された方法に従って、９種類の石炭（石炭１～９）を、１００ｇずつサンプリングした。各石炭は、１２５μｍ以下に粉砕および分級し、４０℃で４時間風乾した。
下記表１に、石炭１～９の全硫黄量（単位：質量％）を示す。全硫黄量は、ＪＩＳ Ｍ ８８１３「石炭類及びコークス類－元素分析方法」に記載された高温燃焼法を用いて測定し、石炭１ｇあたりの質量値に換算した値である。
下記表１に、石炭１～９の全硫黄量（単位：質量％）を示す。全硫黄量は、ＪＩＳ Ｍ ８８１３「石炭類及びコークス類－元素分析方法」に記載された高温燃焼法を用いて測定し、石炭１ｇあたりの質量値に換算した値である。
上記表１に示した石炭１～９について、石炭加熱時に発生する硫黄系ガスを、図１に基づいて説明した装置１を用いて定量した。
より詳細には、３００～７００℃の範囲で５０℃間隔の加熱温度域ごとに、各ガス成分（硫化水素、硫化カルボニル、二酸化硫黄、二硫化炭素およびチオフェン）の発生量を求めた。
より詳細には、３００～７００℃の範囲で５０℃間隔の加熱温度域ごとに、各ガス成分（硫化水素、硫化カルボニル、二酸化硫黄、二硫化炭素およびチオフェン）の発生量を求めた。
冷却部５としては、クライオトラップを用いた。ガス注入部６および熱分解炉８としては、パイロライザを用いた。各石炭を５ｍｇずつ採取して、熱分解炉８に投入した。
熱分解炉８の炉内の雰囲気は、キャリアガスであるＨｅガス雰囲気とした。Ｈｅガスを１Ｌ／ｍｉｎの流量、かつ、１：５０のスプリット比で、熱分解炉８からガス注入部６、分離カラム３および質量分析部７に導入した。
熱分解炉８の炉内の雰囲気は、キャリアガスであるＨｅガス雰囲気とした。Ｈｅガスを１Ｌ／ｍｉｎの流量、かつ、１：５０のスプリット比で、熱分解炉８からガス注入部６、分離カラム３および質量分析部７に導入した。
最初に、３００～３５０℃の加熱温度域において、各ガス成分を定量した。
まず、熱分解炉８に投入した石炭を、２９５℃の予備加熱温度で１０分加熱した。これにより、付着水分および２９５℃以下の加熱温度域で発生するガスを、スプリット経路（または、分離カラム３を通る経路）により排出した（予備加熱工程）。
その後、石炭を熱分解炉８の退避場所に移動させた後、熱分解炉８の炉内の温度を３００℃まで昇温させた。
その後、石炭を熱分解炉８の退避場所に移動させた後、熱分解炉８の炉内の温度を３００℃まで昇温させた。
次いで、加熱部４を稼働させて、チャンバ２の内部の温度（すなわち、分離カラム３の非冷却対象部の温度）を４０℃としつつ、冷却部５（クライオトラップ）を稼働させて、分離カラム３の冷却対象部を－１８０℃まで冷却した。
この状態で、熱分解炉８の炉内に石炭を戻し、炉内の温度を３℃／ｍｉｎで昇温させ、３５０℃に到達した後、５分間保持した。こうして、石炭からガスを発生させた（ガス捕集工程）。その後、石炭を熱分解炉８の退避場所に移動させた。
この状態で、熱分解炉８の炉内に石炭を戻し、炉内の温度を３℃／ｍｉｎで昇温させ、３５０℃に到達した後、５分間保持した。こうして、石炭からガスを発生させた（ガス捕集工程）。その後、石炭を熱分解炉８の退避場所に移動させた。
石炭から発生したガスを、ガス注入部６からキャリアガスを用いて分離カラム３に導入し（ガス導入工程）、－１８０℃に冷却された分離カラム３の冷却対象部にて固化させた（ガス捕捉工程）。分離カラム３の冷却は、石炭を熱分解炉８の炉内に投入している間、連続して実施した。
続いて、冷却部５の稼働をオフにして、分離カラム３の冷却を解除した（ガス開放工程）。これと同時に、加熱部４を稼働して、チャンバ２の内部の温度を、１０℃／ｍｉｎで３００℃まで上昇させた（昇温加熱工程）。
分離カラム３の冷却対象部にて固化していたガスは、揮発して、沸点の低い順に、キャリアガスにより移動して、質量分析部７まで到達した。質量分析部７に到達したガスを質量電荷比に応じて分離するとともに、その成分を特定した（分析工程）。
分離カラム３の冷却対象部にて固化していたガスは、揮発して、沸点の低い順に、キャリアガスにより移動して、質量分析部７まで到達した。質量分析部７に到達したガスを質量電荷比に応じて分離するとともに、その成分を特定した（分析工程）。
石炭加熱時に発生する硫化水素（Ｈ２Ｓ、ｍ／ｚ：３４）、硫化カルボニル（ＣＯＳ、ｍ／ｚ：６０）、二酸化硫黄（ＳＯ２、ｍ／ｚ：６４）、二硫化炭素（ＣＳ２、ｍ／ｚ：７６）、チオフェン（Ｃ４Ｈ４Ｓ、ｍ／ｚ：８４）について、それぞれの質量電荷比で単一のピークのマススペクトルが得られた。
そして、各ガス成分のピーク面積から、あらかじめ作成した検量線（同じ条件下で得られた濃度既知の各ガス成分のピーク面積）を用いて換算し、各ガス成分を定量した。
次いで、加熱部４を稼働させて、チャンバ２の内部を３００℃で３０分間加熱した。これにより、分離カラム３の内部に残留していた炭化水素を除去した。その後、チャンバ２の内部を４０℃まで冷却した。
続いて、３５０～４００℃の加熱温度域において、各ガス成分を定量した。
まず、チャンバ２の内部の温度が４０℃である状態で、冷却部５を稼働させ、分離カラム３の冷却対象部を－１８０℃まで冷却した。熱分解炉８の退避場所に移動していた石炭を先の加熱温度域（３００～３５０℃）の上限である３５０℃に設定した熱分解炉８に導入し５分間加熱した（予備加熱工程）。
次いで、熱分解炉８の炉内の温度を３℃／ｍｉｎで昇温させ、４００℃に到達した後、５分間保持した。こうして、石炭からガスを発生させた（ガス捕集工程）。その後、石炭を熱分解炉８の退避場所に移動させた。
その後の工程は、先の３５０～４００℃の加熱温度域における工程と同様にして、各ガス成分を定量した。
まず、チャンバ２の内部の温度が４０℃である状態で、冷却部５を稼働させ、分離カラム３の冷却対象部を－１８０℃まで冷却した。熱分解炉８の退避場所に移動していた石炭を先の加熱温度域（３００～３５０℃）の上限である３５０℃に設定した熱分解炉８に導入し５分間加熱した（予備加熱工程）。
次いで、熱分解炉８の炉内の温度を３℃／ｍｉｎで昇温させ、４００℃に到達した後、５分間保持した。こうして、石炭からガスを発生させた（ガス捕集工程）。その後、石炭を熱分解炉８の退避場所に移動させた。
その後の工程は、先の３５０～４００℃の加熱温度域における工程と同様にして、各ガス成分を定量した。
こうして、加熱温度域を５０℃間隔でずらしながら、３００～７００℃の範囲で、各ガス成分を定量した。
得られた定量結果に基づいて、石炭１～９の石炭加熱時に発生した各ガス成分の発生量を、加熱温度域ごとに整理した。
代表的に、硫化水素（Ｈ２Ｓ）の結果を下記表２および図２のグラフに示し、二酸化硫黄（ＳＯ２）の結果を下記表３および図３のグラフ示す。
代表的に、硫化水素（Ｈ２Ｓ）の結果を下記表２および図２のグラフに示し、二酸化硫黄（ＳＯ２）の結果を下記表３および図３のグラフ示す。
石炭の銘柄に依ってグラフの概形は異なるが、大きな傾向として以下が挙げられる。
硫化水素（Ｈ２Ｓ）については、５００℃を境にして低温側と高温側とのそれぞれに発生量のピークを持つ石炭がほとんどであった（表２および図２を参照）。
二酸化硫黄（ＳＯ２）については、５５０℃付近を境として低温側と高温側とに２つのピークが生じ、石炭４、石炭６および石炭８では、４５０℃付近で特に強いピークを示した（表３および図３を参照）。
硫化水素（Ｈ２Ｓ）については、５００℃を境にして低温側と高温側とのそれぞれに発生量のピークを持つ石炭がほとんどであった（表２および図２を参照）。
二酸化硫黄（ＳＯ２）については、５５０℃付近を境として低温側と高温側とに２つのピークが生じ、石炭４、石炭６および石炭８では、４５０℃付近で特に強いピークを示した（表３および図３を参照）。
以上のように、石炭加熱時に発生する硫黄系ガスの発生量は、加熱温度によって大きく変化することが分かった。
この原因は、石炭中硫黄の存在形態の違いによるものと考えられる。
石炭加熱時に発生する硫黄系ガスは、石炭中硫黄の存在形態によって発生温度が様々である。例えば、５００℃付近に見られる二酸化硫黄のピークは、硫酸塩硫黄の分解により生じたものと考えられる。これらの結果から、石炭を乾留してコークスを製造する際の硫黄系ガスの発生量は、石炭乾留時の温度で異なることが予測される。
この原因は、石炭中硫黄の存在形態の違いによるものと考えられる。
石炭加熱時に発生する硫黄系ガスは、石炭中硫黄の存在形態によって発生温度が様々である。例えば、５００℃付近に見られる二酸化硫黄のピークは、硫酸塩硫黄の分解により生じたものと考えられる。これらの結果から、石炭を乾留してコークスを製造する際の硫黄系ガスの発生量は、石炭乾留時の温度で異なることが予測される。
以上のように、石炭の銘柄ごとに、硫黄系ガスの発生量を発生温度域ごとに整理できる。このため、例えば、ある温度で硫黄系ガスが大量発生しないように、石炭配合比を事前に設定でき、コークスの安定製造に対する寄与が期待される。
１：石炭から発生するガスの定量に用いる装置
２：チャンバ
３：分離カラム
４：加熱部
５：冷却部
６：ガス注入部
７：質量分析部
８：熱分解炉
２：チャンバ
３：分離カラム
４：加熱部
５：冷却部
６：ガス注入部
７：質量分析部
８：熱分解炉
Claims (6)
- 石炭加熱時に発生するガスを捕集するガス捕集工程と、
前記ガス捕集工程で捕集した前記ガスをガスクロマトグラフの分離カラムに導入するガス導入工程と、
前記分離カラムを冷却することにより、前記分離カラムに導入される前記ガスを捕捉するガス捕捉工程と、
前記分離カラムの冷却を解除し、前記ガス捕捉工程で捕捉した前記ガスを開放するガス開放工程と、
前記ガス開放工程で開放された前記ガスを質量分析部で分析して定量する分析工程と、
を備える、石炭から発生するガスの定量方法。 - 冷却を解除した前記分離カラムを昇温加熱する昇温加熱工程を更に備える、請求項１に記載の石炭から発生するガスの定量方法。
- 前記ガスが、硫黄系ガスを含む、請求項１または２に記載の石炭から発生するガスの定量方法。
- 請求項３に記載の定量方法によって得られる定量結果に基づいて、石炭乾留時に発生する硫黄系ガスの発生温度または発生温度域と発生量とを推定する、石炭乾留時のガス発生量の推定方法。
- 石炭を乾留してコークスを製造する方法であって、
請求項４に記載の推定方法によって得られる推定結果に基づいて、コークスの製造条件を変更する、コークスの製造方法。 - 前記製造条件は、石炭配合比である、請求項５に記載のコークスの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| EP22924958.6A EP4443156A1 (en) | 2022-02-07 | 2022-11-21 | Method for quantifying gas generated from coal, method for estimating amount of gas generated during coal carbonization, and method for manufacturing coke |
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| JP4927020B2 (ja) | 2008-04-16 | 2012-05-09 | 新日本製鐵株式会社 | 石炭中硫黄の形態別定量方法 |
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-
2022
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| EP4443156A1 (en) | 2024-10-09 |
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