JP6174521B2 - 改質石炭の貯蔵方法 - Google Patents

Description

本発明は、改質石炭の貯蔵方法に関する。

火力発電所や製鉄所等で使用する石炭は、通常、屋外ヤードに山積みされたパイルとして貯蔵される。このように貯蔵される石炭は、空気中の酸素と反応することで発熱し、自然発火する場合がある。特に低品位炭は、多孔質状を有するため酸化反応性が高く、発熱し易い。そこで、一般的には、パイルに対する散水等により自然発火を防止する方法がとられている。しかし、この方法では定期的に散水を行う必要があるため、効率的な自然発火防止方法が求められている。

そのような中、石炭パイルの自然発火を防止する技術として、樹脂等によりパイル表面を被覆する方法（特開平５−２３０４８０号公報及び特開２０００−２９７２８８号公報参照）や、ラジカル捕捉剤又は酸素捕捉化合物を含む界面活性剤を散布する方法（特開２００１−１６４２５４号公報参照）が提案されている。しかし、上記各方法によれば、樹脂やラジカル捕捉剤等が必要となるためコスト増が懸念される。

一方、含水率が高くかつ発熱量が低い低品位炭（多孔質炭）から、改質石炭を得る製造方法が開発されている（特開平７−２３３３８３号公報参照）。この製造方法は、まず、多孔質炭を粉砕し粒状とした後、重質油分と溶媒油分とを含む混合油と混合して原料スラリーを得る。次いで、原料スラリーを予熱後、加熱し、多孔質炭の脱水を進めると共に、多孔質炭の細孔内に混合油を含浸させて脱水スラリーを得る。その後、脱水スラリーから改質多孔質炭と混合油とを分離した後、改質多孔質炭を乾燥（脱液）させる。乾燥された改質多孔質炭は所望により冷却及び成形される。この製造方法によれば、多孔質炭の含水率の低下と共に、この多孔質炭の細孔内に重質油が付着し、発熱量が高い改質石炭を得ることができる。

上記製造方法にて得られる改質石炭は、輸送作業を始めとした作業性の観点や発塵を抑制する観点から、ブリケットに成形される。このブリケットをパイルとして貯蔵すると、同一形状のブリケットからなるためパイルの通気性が高く、酸化反応性が比較的高い石炭をパイリングする場合や、パイルの高さが高くなる場合には、比較的短時間でパイルの温度上昇が起こる。従って、このような改質石炭においては、特に自然発火が生じにくい貯蔵技術が求められている。

特開平５−２３０４８０号公報 特開２０００−２９７２８８号公報 特開２００１−１６４２５４号公報 特開平７−２３３３８３号公報

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、低コストでパイルの自然発火を抑制することができる改質石炭の貯蔵方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた発明は、塊成体状及び粉状の改質石炭の山積みによりパイルを形成する工程を備え、上記改質石炭における粒径２ｍｍ以下の粒子の含有量が３５質量％以上であり、上記パイル形成工程におけるパイルの充填密度を１．０ｇ／ｃｍ^３以上とする改質石炭の貯蔵方法である。

当該改質石炭の貯蔵方法は、粉状の石炭を含み、粒径２ｍｍ以下の比較的小さい粒子が３５質量％以上を占める改質石炭を山積みし、充填密度が１．０ｇ／ｃｍ^３以上のパイルを形成する。当該改質石炭の貯蔵方法は、このような粒度分布を有する改質石炭をパイルの充填密度が上記下限以上となるよう山積みすることで、小さい粒子が空隙を埋めて通気性の低いパイルが形成される。従って、当該改質石炭の貯蔵方法によれば、特別な材料等を用いることなく、低コストでパイルの自然発火を抑制することができる。

上記パイル形成工程前に、上記改質石炭を塊成する工程と、上記塊成石炭をエイジングする工程と、上記エイジング工程で発生した粉状の改質石炭を塊成体状の改質石炭に配合する工程とをさらに備えるとよい。このように、エイジング工程で不可避的に発生する粉状の改質石炭を塊成体状の改質石炭に配合することで、上記粒度分布及びパイルの充填密度を調整し、容易かつ確実にパイルの自然発火を抑制できる。また、従来のようにエイジング工程で発生する石炭をリサイクルするために再度塊成する必要がないので、再度塊成するために必要なエネルギーが削減できる。

上記パイル形成工程前に、上記塊成工程で発生する粉状の改質石炭を塊成体状の改質石炭に配合する工程をさらに備えるとよい。このように、塊成工程で不可避的に発生する粉状の改質石炭を塊成体状の改質石炭に配合することで、上記粒度分布及びパイルの充填密度を調整できる。これにより、改質石炭の貯蔵プロセスで生じる回収品をより効率よく利用できる。

上記パイル形成工程におけるパイルの通気抵抗係数としては、１×１０^７Ｐａ・ｓ／ｍ^２以上が好ましい。このように、パイル形成工程におけるパイルの通気抵抗係数を上記下限以上とすることで、パイル内の通気量が制限され上記改質石炭の酸化による発熱が抑制されるので、パイルの自然発火がより確実に防止される。

ここで、「塊成体状の改質石炭」は、塊成した改質石炭及びこれを破砕した粉砕物を含む概念である。また、「粒径」とは、ＪＩＳ−Ｚ８８１５（１９９４）のふるい分け試験法通則における乾式ふるい分けに準拠して測定した値をいう。また、「通気抵抗係数」とは、気体が石炭粒子群を通る時の気体による単位長当りの圧力損失と気体の流速との関係式における係数であり、圧力損失（Ｐａ／ｍ）を流速（ｍ／ｓ）で除して得られる値である。

以上説明したように、本発明の改質石炭の貯蔵方法によれば、コストの上昇を招来することなく、パイルの自然発火を抑制することができる。従って、本発明の改質石炭の貯蔵方法によれば、低品位炭から得られる改質石炭の利用の容易性を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る改質石炭の貯蔵方法を説明するブロック図 本発明の他の実施形態に係る改質石炭の貯蔵方法を説明するブロック図 通気抵抗測定装置を示す模式図 実施例における各石炭の粒度分布を示すグラフ 実施例により測定した充填密度と通気抵抗との関係を示すグラフ

以下、本発明に係る改質石炭の貯蔵方法の実施形態について詳説する。

＜改質石炭の貯蔵方法＞
当該改質石炭の貯蔵方法は、塊成体状及び粉状の改質石炭の山積みによりパイルを形成する工程（パイル形成工程）を備え、上記パイル形成工程前に、上記改質石炭を塊成する工程（塊成工程）と、上記塊成石炭をエイジングする工程（エイジング工程）と、上記エイジング工程後の塊成石炭を破砕する工程（破砕工程）と、上記エイジング工程で発生した粉状の改質石炭を塊成体状の改質石炭に配合する工程（粉状石炭配合工程）とをさらに備える。

ここで、まず当該改質石炭の貯蔵方法に用いられる改質石炭の製造方法の一例について説明する。上記改質石炭は、多孔質炭（低品位炭）を粒状に粉砕する工程（粉砕工程）、上記多孔質炭と油とを混合して原料スラリーを得る工程（混合工程）、上記原料スラリーを予熱する工程（予熱工程）、上記原料スラリーを加熱し、脱水スラリーを得る工程（加熱工程）、上記脱水スラリーを改質多孔質炭と油とに分離する工程（固液分離工程）、及び分離された上記改質多孔質炭を乾燥させる工程（乾燥工程）を備える。

（粉砕工程）
粉砕工程では、多孔質炭を粉砕し粉砕石炭を得る。この粉砕は、公知の粉砕機等を用いることによって行うことができる。

粉砕後の上記多孔質炭の最大粒径の上限としては、３ｍｍが好ましく、２ｍｍがより好ましく、１ｍｍがさらに好ましい。また多孔質炭の粉砕後における粒径が０．５ｍｍ以下の粒子の含有量の下限としては、５０質量％が好ましく、７０質量％がより好ましく、８０質量％がさらに好ましい。粉砕後の多孔質炭の最大粒径を上記上限以下、又は粒径が０．５ｍｍ以下の粒子の含有量を上記下限以上とすることで、後述の加熱工程における多孔質炭のスラリー化を容易にすることができる。なお、多孔質炭の最大粒径は、篩によって計測できる。

また、上記多孔質炭は、多量の水分を含有し、脱水することが望まれるいわゆる低品位炭である。上記多孔質炭の含水率は、例えば２０質量％以上７０質量％以下である。このような多孔質炭としては例えば、褐炭、亜炭、亜瀝青炭（サマランガウ炭等）などが挙げられる。また、粉砕前の多孔質炭の最大粒径の上限は特に限定されないが、粉砕機への投入容易性の観点から例えば５０ｍｍである。

（混合工程）
混合工程では、粉砕された上記多孔質炭と油とを混合して原料スラリーを得る。この混合工程は、例えば公知の混合槽等を用いて行うことができる。また、上記油は、好ましくは重質油分と溶媒油分とを含む混合油である。以下、この混合油を用いた例として説明する。

上記重質油分とは、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からなるか、これを多く含む油であり、アスファルト等を用いることができる。上記溶媒油分とは、上記重質油分を分散させる油である。この溶媒油分としては、重質油分との親和性、スラリーとしてのハンドリング性、細孔内への侵入容易性等の観点から軽沸油分が好まれる。具体的には、上記溶媒油分としては、沸点が１００℃以上３００℃以下の石油系油（軽油、灯油又は重油等）が好ましい。

このような重質油分と溶媒油分との混合油を用いると、この混合油が適切な流動性を示す。そのため、上記混合油を用いることで、重質油分単独では果たし難い重質油分の多孔質炭の細孔内への侵入が促進される。上記混合油における重質油分の含有量としては、例えば０．２５質量％以上１５質量％以下とすることができる。

多孔質炭に対する混合油の混合割合としては、特に制限されない。例えば、多孔質炭に対する重質油分の量の下限としては、０．５質量％が好ましい。また、多孔質炭に対する重質油分の量の上限としては、３０質量％が好ましく、５質量％がより好ましい。上記重質油分の量が上記下限未満であると、細孔内への重質油分の吸着量が不十分となって自然発火性の抑制効果が低下するおそれがある。一方、上記重質油分の量が上記上限を超えると、多孔質炭の改質コストが増加するおそれがある。

（予熱工程）
混合工程で得られた原料スラリーを加熱工程に先立って予熱する。この予熱条件としては特に制限されず、通常は操作圧での水の沸点近傍まで加熱する。

（加熱工程）
加熱工程では、上記原料スラリーを加熱し、脱水スラリーを得る。この加熱は、公知の熱交換器、蒸発器等を用いて行うことができる。この際、多孔質炭の脱水が進むと共に、多孔質炭の細孔内に混合油が含浸される。具体的には、多孔質炭の細孔内表面は重質油分を含有する混合油によって次々に被覆され、細孔開口部のほぼ全域が混合油によって充満される。なお、混合油中の重質油分は活性点に選択的に吸着され易く、付着すると離れ難いため、重質油分が溶媒油分よりも優先的に付着していくとされている。こうして細孔内表面が外気から遮断されることによって自然発火性を低下させることが可能となる。また、大量の水分が脱水除去されると共に、混合油、特に重質油分が優先して細孔内を充満することになるので、多孔質炭全体としてのカロリーアップが達成される。

（固液分離工程）
固液分離工程では、上記脱水スラリーを改質多孔質炭と混合油とに分離する。この分離は、公知の遠心分離器、濾過器等を用いて行うことができる。この工程で分離された混合油は、上記混合工程にて再利用することができる。

（乾燥工程）
乾燥工程では、分離された上記改質多孔質炭を乾燥させる。この乾燥は、例えば公知のスチームチューブドライヤ等を用いて行うことができる。この乾燥工程で蒸発した油（溶媒油分）は、回収して上記混合工程にて再利用することができる。

このような製造方法により得られる改質石炭は、上記加熱工程において含水率が低下すると共に、この細孔内に重質油が付着するため、発熱量が高い。

次に、当該改質石炭の貯蔵方法における各工程について、図１を用いて説明する。

（塊成工程）
まず、塊成部１において、上記製造方法により得た改質石炭（改質多孔質炭）Ｘを塊成する。塊成部１で塊成した塊成石炭の形状及びその塊成に用いる装置としては、特に限定されず、例えばダブルロール成形機等を用いた圧縮成形によるブリケット、パン型造粒機等を用いた転動造粒によるペレット、押出成形機を用いた押出成形によるスティック等を採用することができる。

上記塊成石炭１個の平均質量は特に限定されず、例えば５ｇ以上５０ｇ以下とすることができる。また、塊成石炭１個の平均体積は特に限定されず、例えば１ｃｍ^３以上１００ｃｍ^３以下とすることができる。また、この塊成石炭の形状としても、特に限定されるものではなく、球状、回転楕円体状、角柱状、円柱状等とすることができる。

（エイジング工程）
次に、エイジング部２において、上記塊成石炭を緩慢に酸素と反応させて酸化することでエイジングを行う。エイジング部２におけるエイジングの方法としては特に限定されず、周知の方法を用いることができる。具体的には、例えば塊成石炭を密封容器（嫌気箱）内に投入し、この密封容器の内部に下方から上方へ空気を一定量流通させる方法を用いることができる。

（破砕工程）
次に、破砕部３において、エイジング後の塊成石炭を破砕し、粒径の小さい改質石炭（破砕物）を得る。このように、一度塊成した塊成石炭を破砕して粒径の小さい改質石炭とすることで、特別な装置等を導入することなく、容易に所望する粒度分布を有する改質石炭を得ることができる。

破砕部３における破砕方法としては、特に制限されず、破砕機等を用いてもよいし、単に高所からの落下により塊成石炭を破砕してもよい。例えば、ホイールローダでエイジング後の塊成石炭をすくい上げ、落下させること等によって破砕することができる。この際、例えば落下させる高さや回数等を変化させることで、得られる破砕物の粒度分布を容易に調整することができる。

なお、上記破砕工程では、得られた破砕物中に破砕されない塊成石炭が残っていてもよい。また、上記エイジング部２がエイジングを行った塊成石炭の一部のみを上記破砕部３に供してもよい。

（粉状石炭配合工程）
次に、粉状石炭配合部４において、破砕部３で破砕された破砕物（塊成体状の改質石炭）に、エイジング部２で不可避的に生ずる粉状の改質石炭Ｚ１を配合する。ここで、エイジング部２で不可避的に生ずる粉状の改質石炭Ｚ１とは、具体的にはエイジング部２の篩下で回収された粉状の改質石炭や、エイジング工程後のコンベアの乗継部などで落下する粉状の改質石炭である。上記破砕物に改質石炭Ｚ１を一定の割合で配合することで、配合後の改質石炭の粒度分布を調整できると共に、改質石炭を山積みしたときの充填密度を高めることができる。なお、上記塊成体状の改質石炭には、破砕部３で破砕されていない塊成石炭が含まれていてもよい。

上記粉状石炭配合部４は、塊成体状の改質石炭に粉状の改質石炭（例えば、最大粒径が１００μｍ以下の改質石炭）を配合できるものであれば、その構成は特に限定されず、例えば破砕部３で破砕された破砕物を搬送するコンベア上に、エイジング部２の篩下で回収された粉状の改質石炭Ｚ１を運搬するコンベアから改質石炭Ｚ１を落下させる構成とすることができる。

上記粉状石炭配合部４で塊成体状の改質石炭と粉状の改質石炭とが配合された改質石炭（配合石炭）の粒径２ｍｍ以下の粒子の含有量の下限としては、３５質量％であり、３８質量％がより好ましい。また、粒径２ｍｍ以下の粒子の含有量の上限としては、９０質量％が好ましく、８０質量％がより好ましい。上記含有量が上記下限未満であると、パイルを形成した際に空隙が小さい粒子によって埋められず通気性が高くなるため、パイルの自然発火を十分に抑制できないおそれがある。一方、上記含有量が上記上限を超えると、パイルを形成した際の充填密度が十分に大きくならず通気性の低下が不十分となり、パイルの自然発火を十分に抑制できないおそれがある。

さらに、上記配合石炭の粒径１ｍｍ以下の粒子の含有量の下限としては、２７質量％が好ましく、２８質量％がより好ましい。また、上記配合石炭の粒径０．５ｍｍ以下の粒子の含有量の下限としては、１５質量％が好ましく、１８質量％がより好ましい。配合石炭の粒径２ｍｍ以下の粒子の含有量を上記範囲内とした上で、配合石炭の粒径１ｍｍ以下及び粒径０．５ｍｍ以下の粒子の含有量を上記下限以上とすることで、パイル形成時の充填密度を高めることができ、通気性がより低減され、パイルの自然発火の防止効果をさらに大きくできる。

一方、粒径１ｍｍ以下の粒子の含有量の上限としては４０質量％が好ましく、３５質量％がさらに好ましい。また、粒径０．５ｍｍ以下の粒子の含有量の上限としては３０質量％が好ましく、２５質量％がさらに好ましい。これらの微細な粒子の含有量を上記上限以下とすることで、発塵の抑制や、その他作業性を高めることができる。

上記改質石炭の粒度分布は、粉状石炭配合工程において、破砕部３で破砕された破砕物に配合する粉状の改質石炭Ｚ１の配合量を変化させることにより調整できる。また、破砕部３で破砕していない塊成石炭、塊成前の上記改質石炭Ｘなどを加えて粒度を調整してもよい。このとき上記改質石炭の粒度を調整するために、塊成前の改質石炭Ｘを粉砕して粉状にし、上記破砕物に配合してもよい。さらに、粉状石炭配合工程において、未改質の石炭を用いて全体の粒度を調整することもできる。ただし、上記配合石炭に対する上記未改質石炭の配合割合の上限としては、３０質量％が好ましく、１０質量％がさらに好ましい。上記未改質石炭の配合割合が上記上限を超えると、石炭の燃焼効率が低下するおそれがある。

（パイル形成工程）
次に、パイル形成部５において、上記粉状石炭配合部４で塊成体状の改質石炭と粉状の改質石炭とが配合された配合石炭を山積みし、パイルＹを形成する。この山積みは、ベルトコンベア等、公知の機器等を用いて行うことができる。

上記パイル形成部５で形成するパイルＹの充填密度の下限としては、１．０ｇ／ｃｍ^３であり、１．０３ｇ／ｃｍ^３がより好ましく、１．０５ｇ／ｃｍ^３がさらに好ましい。上記充填密度が上記下限未満であると、通気性が高くなり、パイルＹの自然発火を十分に抑制できないおそれがある。なお、上記パイルＹの充填密度とはパイルＹの嵩密度である。

一方、上記充填密度の想定上の上限は、水分が無い状態で１．４ｇ／ｃｍ^３程度であるが、現実的には上記充填密度がブリケットの密度１．２ｇ／ｃｍ^３を超えることは考え難い。そのため、上記充填密度の上限としては、１．１５ｇ／ｃｍ^３が好ましく、１．１０ｇ／ｃｍ^３がより好ましい。

また、上記パイル形成工程で形成するパイルＹの通気抵抗係数の下限としては、１×１０^７Ｐａ・ｓ／ｍ^２が好ましく、３×１０^７Ｐａ・ｓ／ｍ^２がより好ましい。一方、上記通気抵抗係数の上限としては、２×１０^９Ｐａ・ｓ／ｍ^２であり、７×１０^８Ｐａ・ｓ／ｍ^２がより好ましい。上記通気抵抗係数が上記下限未満であると、パイルＹ内の通気を十分に制限できず、パイルＹの自然発火を十分に抑制できないおそれがある。また、上記通気抵抗係数が上記上限を超えると、パイル形成が難しくなり、特別な設備が必要となるおそれがある。

パイル形成工程では、上記粉状石炭配合工程において破砕部３で破砕された破砕物に粉状の改質石炭Ｚ１を配合した改質石炭を用いて山積みするので、このように充填密度及び通気抵抗係数が大きいパイルＹが容易かつ確実に形成される。

なお、パイルＹの充填密度及び通気抵抗係数が上記範囲内となるように、タッピングを施しながら改質石炭を山積みしたり、改質石炭を山積みした後に重機で踏み固めたりしてもよい。

また、改質石炭の山積みの際、改質石炭に水や界面活性剤水溶液を噴霧させてもよい。このようにすることで、形成されるパイルＹからの発塵や発火をより低減させることができる。

＜利点＞
当該改質石炭の貯蔵方法は、粉状の石炭を含み、粒径２ｍｍ以下の比較的小さい粒子が３５質量％以上を占める改質石炭を山積みし、充填密度が１．０ｇ／ｃｍ^３以上のパイルを形成する。これにより、小さい粒子が空隙を埋めて通気性の低いパイルが形成され、自然発火性が抑制される。このように、当該改質石炭の貯蔵方法は、特別な材料等を用いることなく、低コストでパイルの自然発火を抑制することができる。

また、当該改質石炭の貯蔵方法は、エイジング工程で不可避的に発生する粉状の改質石炭をパイルの形成に利用するので、従来のようにエイジング工程で発生する粉状の石炭をリサイクルするために再度塊成する必要がなくリサイクルのためのコストが低減できる。

［その他の実施形態］
上記実施形態では、エイジング工程で不可避的に発生する粉状の改質石炭をパイルの形成に利用することとしたが、さらに塊成工程で不可避的に発生する粉状の改質石炭もパイルの形成に利用してもよい。図２は、塊成工程で不可避的に発生する粉状の改質石炭もパイルの形成に利用する改質石炭の貯蔵方法を説明するブロック図である。図２では、図１と同じ構成部分に同じ符号を付している。

図２に示す改質石炭の貯蔵方法における粉状石炭配合工程では、粉状石炭配合部６が、破砕部３で破砕された破砕物に、エイジング部２で不可避的に生ずる粉状の改質石炭Ｚ１と共に塊成部１で不可避的に生ずる粉状の改質石炭Ｚ２（塊成不良品）も配合する。粉状石炭配合部６が、粉状の上記改質石炭Ｚ１及び改質石炭Ｚ２を上記破砕物に一定の割合で配合することで、配合石炭の粒度分布を上述の範囲に調整できる。このように、粉状石炭配合部６で配合された上記配合石炭を山積みすることにより、パイル形成工程において充填密度及び通気抵抗係数が大きいパイルＹ´が容易かつ確実に形成される。

＜利点＞
当該改質石炭の貯蔵方法は、山積みする石炭として、塊成工程で不可避的に発生する粉状の改質石炭もパイルの形成に利用するので、改質石炭の貯蔵プロセスで不可避的に生じる回収品をより効率よく利用できる。

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。

［実施例１］
粒状の改質石炭を塊成して得た塊成石炭を周速２１ｍ／ｓで破砕機により粉砕した粉砕炭（塊成体状の改質石炭）に、粉状の改質石炭を配合して実施例１の試験用石炭とした。実施例１では、粉砕炭が７７．７質量％、粉状石炭が２２．３質量％となるよう配合して試験用石炭を作成した。

［実施例２］
粒状の改質石炭を塊成して得た塊成石炭と、塊成石炭を周速２１ｍ／ｓで破砕機により粉砕した粉砕炭と、粉状の改質石炭とを配合して実施例２の試験用石炭とした。

［比較例１〜３］
粒状の改質石炭を塊成して得た塊成石炭を破砕機により粉砕した粉砕炭を比較例の試験用石炭とした。具体的には、粉砕時の破砕機の周速を３種類（１５ｍ／ｓ、１８ｍ／ｓ、
２１ｍ／ｓ）に変化させて得た粉砕炭を比較例１〜３の試験用石炭とした。

＜粒度分布測定＞
測定容器１１に充填した実施例１、２、比較例１〜３の各試験用石炭の粒度分布の測定結果（実施例１、２、比較例１〜３）を図４及び表１に示す。なお、この粒度分布は、ＦＲＩＴＳＣＨ社製の振とう篩い機を用いて分析した値である。

＜通気試験＞
次に通気試験として、各試験用石炭を山積みしたときの通気抵抗係数を測定した。実際のパイルでパイル内を流通する気体の通気量を測定するのは困難であるが、通気量は通気速度に比例し、通気抵抗が高くなることによりその通気速度は制限される。つまり、通気抵抗の大小から通気量の大小が確認できるので、その指標として通気抵抗係数の測定を行った。

通気抵抗係数は、図３の通気抵抗測定装置を用いて測定した。具体的には、測定容器１１内に試験用の石炭Ｘ２を充填し、測定容器１１内に充填した石炭Ｘ２の下方から上方へ空気Ｇが流通するようにエアーコンプレッサ１２により空気Ｇを供給した。そして、流量計１３により、エアーコンプレッサ１２から供給する空気Ｇの流速を測定すると共に、圧力計１４により石炭Ｘ２の上部と下部との圧力差（圧力損失）を測定した。ここで得られた圧力損失（Ｐａ／ｍ）及び空気Ｇの流速（ｍ／ｓ）から、充填された石炭Ｘ２内の通気抵抗係数（Ｐａ・ｓ／ｍ^２）を求めた。

実施例１、２、及び比較例１〜３の各試験用石炭について、上記通気抵抗測定装置で測定した通気抵抗係数及び測定容器１１に充填したときの石炭Ｘ２の充填密度（嵩密度）を表２に示す。表２において「粗充填」とは、各石炭をタッピングを施さずに測定容器１１に充填したときの状態を意味する。また「密充填」とは、各石炭にタッピングを施しながら測定容器１１に充填したときの状態を意味する。なお、実施例１及び２の試験用石炭については、密充填の充填密度のみ測定した。また、実施例１、２、及び比較例１〜３の各試験用石炭について測定した通気抵抗係数と充填密度との関係を図５のグラフに示す。

これらの結果より、実施例１及び２の試験用石炭を充填したときの通気抵抗係数は、比較例１〜３の試験用石炭を充填したときの通気抵抗係数に対して数十倍から数百倍高いことがわかる。これにより、粉砕炭に粉状の石炭を配合することで、通気抵抗を飛躍的に大きくできるといえる。

また、粉砕炭に粉状の石炭を配合することで、充填密度を容易に大きくできることがわかる。なお、上記配合に用いた粉状の改質石炭のみを充填した場合の充填密度は、０．５ｇ／ｃｍ^３以上０．７ｇ／ｃｍ^３以下程度であった。粉砕炭に粉状の石炭を配合することにより、粉砕炭のみ及び粉状の石炭のみのいずれの充填密度よりも大きい充填密度にすることができる。

また、図５より、充填密度が大きくなるほど通気抵抗が大きくなることがわかる。自然発火を抑制することを目的としてパイル内への通気を制限する通気抵抗係数としては、１．０×１０^７以上が好ましく、図５より、パイルの充填密度を１．０ｇ／ｃｍ^３以上とすることで、この条件を満たすことができるといえる。

また、上記粒度分布の測定結果及び通気試験の結果より、パイルを形成する石炭の粒度分布は、粒径２ｍｍ以下の粒子の含有量が３５質量％以上であることが好ましいといえる。また、この条件を満たし、さらに粒径１ｍｍ以下の粒子の含有量が２７質量％以上で、粒径０．５ｍｍ以下の粒子の含有量が１５質量％以上であることが好ましいといえる。また図４より、衝撃型粉砕により粉砕した粉砕炭に対して粉状の石炭を配合し、０．１５ｍｍ以上４．７５ｍｍ以下の粒径の石炭の比率を高めることでパイルの充填密度を大きくできるといえる。これにより、パイルの通気抵抗が大きくなって通気量を制限でき、パイルの自然発火の抑制効果を向上させることができる。

以上説明したように、本発明の改質石炭の貯蔵方法は、低コストでパイルの自然発火を抑制することができ、火力発電所や製鉄所等で広く用いることができる。

１ 塊成部
２ エイジング部
３ 破砕部
４ 粉状石炭配合部
５ パイル形成部
６ 粉状石炭配合部
１１ 測定容器
１２ エアーコンプレッサ
１３ 流量計
１４ 圧力計
Ｘ 改質石炭
Ｘ２ 石炭
Ｙ、Ｙ´ パイル
Ｚ１、Ｚ２ 粉状改質石炭
Ｇ 空気

Claims (4)

1. 塊成体状及び粉状の改質石炭の山積みによりパイルを形成する工程を備え、
   上記改質石炭における粒径２ｍｍ以下の粒子の含有量が３５質量％以上であり、
   上記パイル形成工程におけるパイルの充填密度を１．０ｇ／ｃｍ^３以上とする改質石炭の貯蔵方法。
2. 上記パイル形成工程前に、
   上記改質石炭を塊成する工程と、
   上記塊成石炭をエイジングする工程と、
   上記エイジング工程で発生した粉状の改質石炭を塊成体状の改質石炭に配合する工程と
   をさらに備える請求項１に記載の改質石炭の貯蔵方法。
3. 上記パイル形成工程前に、上記塊成工程で発生する粉状の改質石炭を塊成体状の改質石炭に配合する工程をさらに備える請求項２に記載の改質石炭の貯蔵方法。
4. 上記パイル形成工程におけるパイルの通気抵抗係数を１×１０^７Ｐａ・ｓ／ｍ^２以上とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の改質石炭の貯蔵方法。

Images