JPH064857B2 - 生コークスの▲か▼焼法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、可燃性の揮発性物質を含有する生コークス
（green coke）を第１段階において炉中にて７５０℃な
いし1000℃の温度に加熱し、第２段階において第２の炉
中にて1200℃ないし1600℃の温度に加熱する、少なくと
も二段階で該生コークスを焼する方法に関する。

従来の技術 適当な炭化水素供給原料からつくられた生コークスが、
アルミニウム電池における焼成炭素アノードのように電
気鉱石炉に施用される高性能グラフアイト電極に用いる
ためにあるいは他の目的のために、高品質の針状コーク
スに変換され得る、ということは一般に公知である。こ
の目的のために、水が比較的低温で除去された後、生コ
ークスは、可燃性の揮発性物質の少なくとも一部を放出
するのに必要な温度一般に約８００℃に、炉中にて加熱
される（予備焼される）。その後の段階にて、コーク
スは、1200℃ないし1600℃の範囲の温度に、第２の炉中
にて焼される。原則的にこれらの段階の各々におい
て、シヤフトキルン、ロータリーキルン又は炉床回転式
炉が、特定の情況に応じて用いられ得る。予備焼後、
生成物の冷却が、第２段階の焼が行なわれる前に随意
に行なわれ得る。コークスの焼法が多数、特許文献例
えば英国特許明細書第1,603,924号、英国特許出願第2,0
93,061号及び第2,016,512号、独国特許明細書第2,931,4
75号及び米国特許明細書第4,291,008号に記載されてい
る。

英国特許明細書第1,603,924号には、直列に連結された
加熱炉において三段階で生コークスを焼する方法が開
示されており、即ち、第１段階において水が生コークス
から蒸発され、第２段階において揮発性物質が乾燥コー
ススから留去されそして燃焼され、第３段階にてコーク
スが焼される。予備焼段階では、放出した揮発性物
質を燃焼させるために、予熱された空気が燃焼キルン中
に導入される。欠点は、焼の際の粒度分布の崩壊、か
かる方法により得られる生成物の高脆砕性及びコークス
の燃焼から生じる生成物の比較的低い収率である。

発明の解決点 上記の欠点が避けられる方法が、今般見出された。

解決手段、作用及び効果 本発明は、可燃性の揮発性物質を含有する生コークスを
第１段階において炉中にて７５０℃ないし1000℃の温度
に加熱し、第２段階において第２の炉中にて1200℃ない
し1600℃の温度に加熱する、少なくとも二段階で該生コ
ークスを焼する方法において、６００℃ないし８００
℃の温度範囲において６０℃／分未満の制御された昇温
速度で、第１段階の加熱を行ない、しかも、放出した揮
発性物質を第１段階から取り出し、この揮発性物質を第
１段階の外で燃焼し、燃焼した揮発性物質を第１段階に
再循環することによつて得られるところの、熱い燃焼し
た揮発性物質により、上記の昇温を達成する、ことを特
徴とする生コークスの焼法に関する。熱い燃焼ガス
（燃焼したガス）の一部は、追加的な可燃性ガスを第１
段階の外で燃焼し、その燃焼ガスを第１段階に導入する
ことにより、得られてもよい。

本発明による方法の主な利点は、焼コークス（焼し
たコークス）が充分粗い物質を含み、このことにより該
コークスは超高能電極の製造に特に適したものになる、
ということである。

第１段階即ち予備焼を非酸化性雰囲気中で行なうこと
が有利であり、このことは、大気圧よりも低い圧力での
操作のためにキルン中に漏れる若干の酸素の外は、遊離
酸素はそれ以上は又はほとんど、再循環ガス中に存在し
ない、ということを意味する。予備焼段階における雰
囲気はまた、還元性と記載され得よう。

原則的に、第１段階において、いずれのタイプの炉も適
するが、ロータリーキルンが好ましい。第２段階におい
ても、いずれのタイプの炉も適合し得る。第１及び第２
段階において、それぞれロータリーキルンと炉床回転式
炉とを組合わせることが好ましい。

第１段階における昇温速度の制御は、燃焼ガスの温度及
び量により調整され、該燃焼ガスは好ましくは、生コー
クスが流れる方向と向流的に流れる。ロータリーキルン
においては、生コークスが流れる方向は、水平表面に対
して小さい角度を持つ。該ロータリーキルンの傾きは、
一般に５゜未満である。キルンの全長及び回転速度に依
り、第１キルンにおけるコークスの保持時間は、昇温速
度が１分当たり６０℃を越えないように好ましくは昇温
速度が１分当たり４０℃より小さいように選ばれ得る。
ロータリーキルンの上部において生コークスは導入さ
れ、キルンの回転及び重力に因り、生コークスはキルン
の低端に移動する。第１段階において生コークスから放
出した可燃性の揮発性物質は、上端を去り、バーナーを
経て第１段階の炉に再循環される。空気及び必要なら追
加的な可燃性ガスが添加され、その結果バーナー中で燃
焼が起こる。キルンの低部に入る燃焼ガスは、９００℃
ないし1300℃の温度を有する。可燃性の揮発性物質の一
部は、バーナーに入る前に再循環系から取り出される。
このようにして、生コークスからの可燃性ガスの制御さ
れた放出を達成するのに必要な、燃焼ガスの適切な温度
及び量は確実にされる。バーナー中に導入される空気中
の酸素の量は、可燃性ガスが第１段階の炉に再循環され
る前に、可燃性ガスの燃焼のために一般に完全に用いら
れる。キルンの底部を去る予備焼コークス（予備焼
したコークス）は、炉床回転式炉又は他のキルンに移さ
れる。第１及び第２段階のキルンは、輸送が重力により
行なわれるように配置され得る。焼機の入口は予備
焼機の出口の直ぐ下に設置され得、予備焼コークスが
焼機のコークス供給装置中に直接落下される。輸送は
また、コンベヤにより行なわれ得る。生コークスは予備
焼に付された後、得られた生成物は、好ましくは１０
０℃未満の温度に冷却され得る（室温にまでさえ冷却さ
れ得る。）。既に上述したように、第２段階（焼）は
いずれの種類の炉中においても行なわれ得、該炉中にお
いて遊離酸素の存在が許容され得る。業界でよく知られ
た炉床回転式炉が好ましい。

本方法は、接触分解、熱分解又は水蒸気分解の残渣油、
熱分解から得られる直留油及びタール、又はコールター
ルピッチ、もしくは上記に挙げた油（熱処理、溶媒抽
出、水素処理、等の追加的な処理の前又は後）の２種又
はそれ以上の適当な配合物の如き、石油源又は石炭源の
重質油のジレードコーキングにより生成されるいずれの
タイプの生コークスにも適用され得る。

さらに、本発明による方法は、２つの異なる段階即ち予
備焼及び焼に唯一つの炉を用いて、温度及びガス組
成が制御されるように行なつてもよい。

実 施 例 ９重量％の水分を持つ生コークスをロータリーキルン
（長さ１２メートル、内径０．５メートル）中に上端か
ら導入し、８２６℃の温度にて予備焼した。該生コー
クスは２５０kg/hの速度で導入され、該キルンは２rpm
（１分当たりの回転数）にて操作されかつその傾きは
２．５度であつた。該生コークスは、ナフサ及びガス油
の水蒸気クラツキング法の残渣として得た。

該生コークスは９５０℃の温度の煙道ガスで昇温され、
しかも該煙道ガスは、コークスが移動する方向に対向す
る方向で流した。煙道ガスの出口温度は４８０℃であつ
た。遊離酸素を含有していなかつた該煙道ガスは、バー
ナー室における１６kg/hの天然ガスと２０６kg/hの周囲
温度の空気との化学量論的外部燃焼、及び全量1081kg/h
のうち７３０kg/hのキルン排ガスの再循環での断熱火炎
温度の急冷によつて生成された。３５７kg/hのキルン排
ガスが再循環流から取り出された。２１８kg/hの予備
焼コークスが、ロータリーキルンの低端で得られた。

６００℃ないし８００℃の温度範囲のコークスの昇温速
度は２４℃／分であつた。

２０℃に冷却後、予備焼コークスを１００kg/hの速度
で第２ロータリーキルン中に上端から導入し、しかして
最終温度は1380℃であつた。このロータリーキルンは
３．６rpmに操作され、第１キルンの同じ長さ及び直径
であつた。その傾きは２．５度であつた。コークスは、
酸化性雰囲気中、入口温度1480℃の煙道ガスでの１回通
しの向流的熱交換により昇温された。該煙道ガスは天然
ガスの空気での燃焼により得られ、キルンの酸化性雰囲
気を維持するために追加的空気が添加された。１００kg
/hの予備焼コークスから出発して、９４kg/hの焼コ
ークスが得られた。真密度は２．１３g/mlであつた。

比較例 同じロータリーキルン中で比較実験を行ない、予備焼
及び最終焼を行なつた。

２５０kg/hの生コークスをロータリーキルン中に上端か
ら導入しそして予備焼した。該キルン２rpmで操作さ
れた。

生コークスは温度９５０℃の煙道ガスで昇温され、しか
も該煙道ガスは、コークスがキルン中を移動する方向と
同じ方向で流した。該煙道ガスは、１７kgの天然ガスを
２２１kg/hの周囲温度の空気で燃焼することにより得ら
れ、３１２kg/hの周囲温度の追加的空気で急冷された。
放出した可燃性ガスの燃焼は、該ロータリーキルン中で
行なわれた。煙道ガスの再循環は行なわれなかつた。２
１４kg/hの予備焼コークスが得られた。

６００℃ないし８００℃の温度範囲のコークスの昇温速
度は、追加的空気が用いられた場合、制御され得なかつ
た。

予備焼コークスを、本発明の例に記載したのと正確に
同じ条件下で、第２ロータリーキルン中で焼した。１
００kg/hの予備焼コークスから出発して、９４kg/hの
焼コークスが得られた。真密度は２．１３g/mlであつ
た。

本発明の例による方法及び比較例による方法で得られた
焼コークスは、物理的特性においてかなり相違してい
た。

以下に、これらの焼コークスの脆砕性を比較する。

表１から明らかなように、本発明による方法で生成した
焼コークスの脆砕性は低下し、かくして該コークスは
比較的脆砕しにくくなつていた。所定の粒度分布を持つ
生コークスから出発して得られたコークスは、本発明の
方法においては、粒度分布の変化はほとんど受けなかつ
た。

表２から明らかなように、本発明による方法で得られた
焼コークスは、本発明によらないで得た焼コークス
よりも、耐劣化性が良好である。

表３から明らかなように、本発明による方法により製造
された焼コークスは、グラフアイト化された場合、本
発明によらないで製造された焼コークスのグラフアイ
ト化されたものの熱膨張係数より小さい熱膨張係数を有
する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バレント・アルベルツ オランダ国 2596 エイチ・アール、ハー グ、カレル・ウアン・ビラントラーン 30 (72)発明者 ロジヤー・ステユワート・ダウニング オランダ国 1031 シー・エム アムステ ルダム、バトホイスウエヒ ３

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可燃性の揮発性物質に含有する生コークス
   を第１段階において炉中にて７５０℃ないし1000℃の温
   度に加熱し、第２段階において第２の炉中にて1200℃な
   いし1600℃の温度に加熱する、少なくとも二段階で該生
   コークスを焼する方法において、 ６００℃ないし８００℃の温度範囲において６０℃／分
   未満の制御された昇温速度で、第１段階の加熱を行な
   い、 しかも、放出した揮発性物質を第１段階から取り出し、
   この揮発性物質を第１段階の外で燃焼し、燃焼した揮発
   性物質を第１段階に再循環することによつて得られると
   ころの、熱い燃焼した揮発性物質により、上記の昇温を
   達成する、 ことを特徴とする生コークスの焼法。
2. 【請求項２】第１段階の外で追加的な可燃性ガスを燃焼
   し、その燃焼したガスを第１段階に導入することによ
   り、熱い燃焼した揮発性物質の一部を得る、特許請求の
   範囲第１項に記載の焼法。
3. 【請求項３】第１段階の炉中において非酸化性雰囲気を
   維持する、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   焼法。
4. 【請求項４】第１段階においてロータリーキルンを用い
   る、特許請求の範囲第１〜３項のいずれか一項に記載の
   焼法。
5. 【請求項５】第２段階において炉床回転式炉を用いる、
   特許請求の範囲第１〜４項のいずれか一項に記載の焼
   法。
6. 【請求項６】第１段階において、予備焼される生コー
   クスが流れる方向に対向する方向で熱い燃焼した揮発性
   物質を再循環する、特許請求の範囲第１〜４項いずれか
   一項に記載の焼法。
7. 【請求項７】熱い燃焼した揮発性物質が９００℃ないし
   1300℃の温度を持つ、特許請求の範囲第１〜４項のいず
   れか一項又は特許請求の範囲第６項に記載の焼法。
8. 【請求項８】コークスから誘導された可燃性の揮発性物
   質及び追加的な可燃性ガスがロータリーキルンへ再循環
   される前に、これらの燃焼のために酸素の量が完全に用
   いられる、特許請求の範囲第１〜４項のいずれか一項あ
   るいは特許請求の範囲第６項又は第７項に記載の焼
   法。
9. 【請求項９】ロータリーキルンを炉床回転式炉よりも上
   に設置して、コークスの輸送が重力により行なわれ得る
   ようにする、特許請求の範囲第４項又は第５項に記載の
   焼法。
10. 【請求項１０】第１段階において、４０℃／分未満の制
    御された昇温速度にて加熱を行なう、特許請求の範囲第
    １〜９項のいずれか一項に記載の焼法。
11. 【請求項１１】予備焼したコークスを、第２段階の
    焼に付す前に、１００℃未満の温度に冷却する、特許請
    求の範囲第１〜１０項のいずれか一項に記載の焼法。