JP6026367B2 - 改質石炭の製造方法 - Google Patents
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Description
低品位の石炭を原料とする改質石炭の製造方法であって、
上記石炭を粉砕する工程と、
上記粉砕石炭をサイロに貯蔵する工程と、
上記貯蔵石炭を油と混合する工程と、
上記混合石炭から水分を除去して得た脱水スラリーから油分を分離してケーキを得る工程と、
上記ケーキを不活性ガスを用いて乾燥する工程とを有し、
上記石炭貯蔵工程において、上記乾燥工程の排出ガスの一部を上記サイロ内に供給することを特徴とする。
低品位の石炭を粉砕する工程(粉砕工程)と、
上記粉砕石炭をサイロに貯蔵する工程(貯蔵工程)と、
上記貯蔵石炭を油と混合する工程(混合工程)と、
上記油混合石炭から水分を除去して脱水スラリーを得る工程(脱水工程)と、
上記脱水スラリーから油分を分離してケーキを得る工程(脱油工程)と、
上記ケーキを不活性ガスを用いて乾燥して改質炭粉末を得る工程(乾燥工程)と、
上記改質炭粉末を改質石炭に成型する工程(成型工程)とを有し、
上記石炭貯蔵工程において上記乾燥工程の排出ガスの一部を上記サイロ内に供給する。
粉砕工程S10において、原料炭20を粉砕部30に供給し、原料炭20を粉砕してから貯蔵部31に貯蔵する。ここで原料炭20として用いる低品位炭は、天然に存在し20質量%以上の水分を含有するものをいう。この低品位炭としては、例えば、ビクトリア炭、ノースダコタ炭、ベルガ炭等の褐炭;西バンコ炭、ビヌンガン炭、サラマンガウ炭等の亜瀝青炭などが挙げられる。
貯蔵工程S11において、上記粉砕工程S10で粉砕した原料炭20又は粒子径が小さい状態で供給された原料炭20を貯蔵部31へ投入して貯蔵する。貯蔵部31は、下部に排出用のホッパー部を有するサイロである。貯蔵部31は、上記原料炭20をサイロ内へ投入した際に、サイロ下部の壁面からガスを内部に供給し、サイロ内に貯蔵している石炭の間隙にそのガスを通過させる。このときサイロ内に供給するガスとして、後述する乾燥工程S15で発生する排出ガスの一部24を使用する。
混合工程S12において、サイロ下部のホッパー部から落下供給される貯蔵石炭と、重質油及び溶媒油を含む混合油とを混合部32で混合しスラリーを得る。ここで、重質油とは、真空残渣油のごとく、例えば400℃でも実質的に蒸気圧を示すことがないような重質分あるいはこれを多く(具体的には、50wt%以上)含む油のことをいう。また、溶媒油とは、重質油を溶解させて分散させる油のことをいう。溶媒油としては、重質油との親和性、スラリーとしてのハンドリング性、粉砕石炭の細孔内への侵入容易性などの観点から、例えば軽沸油が用いられる。なお、溶媒油としては、水分蒸発温度での安定性を考慮して、沸点100℃以上、300℃以下の石油系油を使用することが推奨される。この石油系油としては、灯油、軽油、重油などが挙げられる。そして、重質油と溶媒油とで混合油が生成される。このような混合油を使用することにより、混合油が適切な流動性を示し石炭の細孔内への油の侵入が促進される。なお、後述する脱油工程S14及び乾燥工程S15で油分を回収し、その回収した油分を混合工程12で再利用するが、これらの回収した溶媒油中に重質油が含まれるときには、混合工程12で重質油を新たに添加しなくてもよい場合がある。
脱水工程S13において、蒸発部33により混合工程S12で得られた上記スラリーから水分を除去する。蒸発部33は、例えば熱交換器及び蒸発槽により構成され、上記スラリーを熱交換器により70℃〜100℃に加熱した後、蒸発槽に供給してスラリー中の石炭に含まれる水分を蒸発させる。この脱水処理と同時に、石炭の細孔内への混合油の含浸もなされ、重質油分が優先して石炭の細孔内に充満する。また、蒸発槽からは、スラリー中の石炭に含まれていた水分が排水として排出される。なお、上記スラリーを加熱する熱交換器としては、多管式型、プレート型、スパイラル型などの熱交換器が用いられる。
脱油工程S14において、脱水工程S13で得られた脱水スラリーから溶媒油を機械分離してケーキ21を得る。脱水スラリーは、固液分離部34に供給されて固液分離される。固液分離部34としては、例えば、分離効率向上の観点から、遠心分離法により脱水スラリーをケーキ21と溶媒油とに分離する遠心分離機を用いる。なお、沈降法、濾過法、圧搾法などの形式の固液分離機を用いてもよい。なお、固液分離部34では溶媒油を完全には回収しきれないため、ケーキ21は回収できなかった混合油によって湿潤している。
脱油工程S14において分離されたケーキ21は、混合油により未だ湿潤しているので、乾燥工程S15において、乾燥部35によりケーキ21を加熱してさらに溶媒油を分離する。これにより、ケーキ21は粉末状の改質炭粉末22となる。
成型工程S16において、乾燥工程S15で得られた改質炭粉末22が、成型部36によりブリケットの形態の改質石炭23に成型される。そして、ブリケットに成型された当該改質石炭23は成型固形燃料として利用される。なお、成型部36は、ダブルロール型成型機などで構成される。
当該改質石炭の製造方法は、不活性ガスを用いて油混合石炭に含まれている油分を高温で蒸発させる乾燥工程から排出される不活性ガスを主として含むガスの一部を石炭を貯蔵したサイロ内に供給することにより、貯蔵した石炭に含まれている水分を蒸発させて貯蔵石炭の付着性を低減し、貯蔵石炭に自然発火性を生じさせることなく、サイロからの排出性を良好にすることができる。さらに、当該改質石炭の製造方法は、油分を含んだ乾燥工程からの排出ガスの一部をサイロ内に供給するガスとして利用するため、排出ガスに含まれる油分がサイロ内の貯蔵石炭に吸着され、脱油工程及び乾燥工程で回収されて再利用される。従来の改質石炭の製造方法では、乾燥工程から排出されるガスを廃棄していたが、当該改質石炭の製造方法は、その廃棄していたガスに含まれていた油分の一部を再利用できるので、改質石炭の製造コストを改善することができる。
なお、本発明は上記実施形態の他、種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
粉砕褐炭を石炭サイロに投入した後、不活性ガスを用いてケーキからさらに溶媒油を分離して改質炭粉末とする乾燥工程から排出されるガスの一部を、サイロ下部の壁面から供給した。このときにサイロ下部の壁面から供給したガスの温度は55℃であり、その組成は、窒素が94質量%、油分が3.0質量%であった。
粉砕褐炭を石炭サイロに投入した後、サイロ内にガスを供給することなく、そのまま石炭サイロに粉砕褐炭を24時間保管した。
粉砕褐炭を石炭サイロに投入した後、サイロ下部の壁面からドライエアーを供給した。このときにサイロ下部の壁面から供給した空気の温度は57℃であった。
S11 貯蔵工程
S12 混合工程
S13 脱水工程
S14 脱油工程
S15 乾燥工程
S16 成型工程
20 原料炭
21 ケーキ
22 改質炭粉末
23 改質石炭
24 排出ガスの一部
25 系外排出ガス
26 循環油
30 粉砕部
31 貯蔵部
32 混合部
33 蒸発部
34 固液分離部
35 乾燥部
36 成型部
Claims (4)
- 低品位の石炭を原料とする改質石炭の製造方法であって、
上記石炭を粉砕する工程と、
上記粉砕石炭をサイロに貯蔵する工程と、
上記貯蔵石炭を油と混合する工程と、
上記混合石炭から水分を除去して得た脱水スラリーから油分を分離してケーキを得る工程と、
上記ケーキを不活性ガスを用いて乾燥する工程とを有し、
上記石炭貯蔵工程において、上記乾燥工程の排出ガスの一部を上記サイロ内に供給することを特徴とする改質石炭の製造方法。 - 上記石炭貯蔵工程で上記サイロ内に供給する上記排出ガスの窒素含有率が90質量%以上であり、油含有率が5質量%以下である請求項1に記載の改質石炭の製造方法。
- 上記石炭貯蔵工程で上記サイロ内に供給する上記排出ガスの温度を35℃以上100℃以下に制御する請求項1又は請求項2に記載の改質石炭の製造方法。
- 上記石炭貯蔵工程で上記サイロ内に供給する上記排出ガスの水蒸気含有率が10質量%以下である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の改質石炭の製造方法。
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