JPH09221677A - 石炭の高温予熱方法 - Google Patents

石炭の高温予熱方法

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JPH09221677A
JPH09221677A JP5244296A JP5244296A JPH09221677A JP H09221677 A JPH09221677 A JP H09221677A JP 5244296 A JP5244296 A JP 5244296A JP 5244296 A JP5244296 A JP 5244296A JP H09221677 A JPH09221677 A JP H09221677A
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JP
Japan
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coal
gas
temperature
preheating
coke oven
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Application number
JP5244296A
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English (en)
Inventor
Kazuma Amamoto
和馬 天本
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Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
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Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の予熱温度よりも相当程度高温に石炭を
予熱しているにもかかわらず、石炭の軟化溶融または発
泡に基く予熱装置の閉塞が防止され、熱衝撃による微粉
化も抑制され、予熱石炭のコークス炉への安定搬送が確
保され、酸化による石炭のコークス化性の低下が防止さ
れ、コークス炉中での石炭の溶融性も確保することがで
き、もってコークス強度を低下させることなくコークス
炉における熱負荷を改善することのできる高温予熱方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】 石炭を加熱ガスと接触させて熱交換する
ことにより予熱するにあたり、その予熱を、(a) 上記接
触を加熱ガス流に石炭を同伴させることにより行うこ
と、(b) 上記加熱ガス中の酸素濃度を3%未満に制御す
ること、および、(c) 上記熱交換により石炭温度を34
0〜400℃にもたらすこと、の条件を全て満足するよ
うにして行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は冶金用コークスの製
造のために石炭をコークス炉に装入するに先立ち、その
石炭を加熱ガスと接触させて熱交換することにより予熱
する方法の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】冶金用コークスの製造プロセスにおいて
は、コークス炉に装入する前に原料石炭を事前に200
℃程度に予熱する技術が知られている。予熱工程で原料
石炭の昇温速度をできるだけ速くすることにより、コー
クス炉で効率的に乾留がなされるのみならず、原料石炭
のコークス化性を改善することが期待できるからであ
る。
【0003】たとえば、「石炭 化学と工業、増補版、
三共出版株式会社発行、昭和59年3月1日第3版(増
補版)発行」の309頁の12〜15行には、流動法に
よって原料炭および非粘結炭のあるいは一般炭の一部ま
たは全量を、200〜300℃に予熱してコークス炉へ
装入することにより、石炭の使用範囲の拡大、強粘結炭
の節減および乾留時間の短縮によるコークス炉の生産性
向上が期待されるとしている。同文献の310頁の9〜
10行には、装入炭を200℃前後に予熱後に装入する
方法が実際に採用されているとの記載もある。
【0004】なおこの文献の図7.43には、流動層乾
燥装置により石炭を乾燥してコークス炉へ装入するとき
のフローシート、図7.44には、燃焼室で燃料ガスを
空気で燃焼させて400〜650℃の加熱ガスを製造
し、その加熱ガスで石炭を流動乾燥予熱器で予熱し、サ
イクロンおよび予熱炭受槽を経てからコークス炉に装入
する予熱炭パイプチャージのフローシートが示されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上に述べたように、従
来の予熱法にあっては、流動法により石炭温度を200
℃程度に予熱している(予熱のためのガス自体の温度は
400〜600℃というように高温にしている)。ただ
し200℃程度と言っても、流動法によるので石炭温度
には分布がある。
【0006】石炭温度を200℃程度にとどめ、それ以
上の高温にはしない理由は、 イ.石炭をその軟化溶融温度まで予熱すると、石炭が軟
化溶融または発泡して予熱装置を閉塞するおそれがある
こと、 ロ.石炭をその軟化溶融温度まで予熱すると、石炭中の
揮発分が一部脱離して石炭がチャー化し、コークス炉中
での溶融性が損なわれてコークスの品質が低下するこ
と、 ハ.高温で予熱すると、有機物である石炭は酸化性ガス
により容易に酸化され、その酸化反応は温度上昇と共に
急速に進行し、コークス化性を低下させること、 ニ.軟化溶融温度付近まで予熱された石炭をコークス炉
へ安定搬送することが困難であること、 ホ.石炭を高温にまで予熱すると、熱衝撃により石炭粒
子が熱割れして微粉化し、コークス炉での装入密度が低
下してコークス強度が低下すること、などの問題点があ
るからである。
【0007】このような理由から、流動法による石炭温
度は200℃程度かそれを余り高くは越えない温度に設
定されているが、上記のような問題点を生ずることなく
予熱温度をさらに高めることができれば、コークス炉に
おいて一段と効率的な乾留がなされかつ石炭のコークス
化性をさらに改善することができる。
【0008】本発明は、このような背景下において、従
来の予熱温度よりも相当程度高温に石炭を予熱している
にもかかわらず、石炭の軟化溶融または発泡に基く予熱
装置の閉塞が防止され、熱衝撃による微粉化も抑制さ
れ、予熱石炭のコークス炉への安定搬送が確保され、酸
化による石炭のコークス化性の低下が防止され、コーク
ス炉中での石炭の溶融性も確保することができ、もって
コークス強度を低下させることなくコークス炉における
熱負荷を改善することのできる石炭の高温予熱方法を提
供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の石炭の高温予熱
方法は、冶金用コークスの製造のために石炭をコークス
炉に装入するに先立って、その石炭を加熱ガスと接触さ
せて熱交換することにより予熱するにあたり、その予熱
を、(a) 上記接触を加熱ガス流に石炭を同伴させること
により行うこと、(b) 上記加熱ガス中の酸素濃度を3%
未満に制御すること、および、(c) 上記熱交換により石
炭温度を340〜400℃にもたらすこと、の条件を全
て満足するようにして行うことを特徴とするものであ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。
【0011】石炭としては、現在広く採用されているよ
うに、粒径が3mm程度またはそれ以下のもの、殊に平均
粒径が1mm前後のものが用いられる。粒径分布について
は、本発明においては流動方式でなく同伴方式を採用し
ているため、特別の考慮を払う必要がない。石炭種は、
粘結炭、微粘結炭、非粘結炭、あるいはこれらの混合物
のいずれであってもよい。
【0012】加熱ガスとしては、工業的には、製鉄また
は製鉄関連工場において発生する可燃成分(H2 やC
O)を含むガス、たとえば、コークス炉ガス、高炉ガ
ス、転炉ガス、あるいはこれらの混合ガスなどを限られ
た割合の空気で燃焼させたガスを用いることが望まし
い。
【0013】本発明においては、石炭を加熱ガスと接触
させて熱交換することにより予熱するにあたり、そのと
きの接触を加熱ガス流に石炭を同伴させることにより行
う。この同伴方式によれば、流動方式とは異なり石炭の
逆流が少なくなるので、石炭の粒度や粒径分布の影響を
それほど受けずに供給石炭を所定の温度にまで均一に加
熱することが可能となると共に、搬送も円滑に行われ
る。固気比は、実装置では 0.1〜1g/l 、殊に 0.2〜1
g/l とすることが望ましい。
【0014】また本発明においては、石炭と加熱ガスと
の接触に際し、加熱ガス中の酸素濃度を3%未満(好ま
しくは 2.5%以下、殊に2%以下)に制御する。加熱ガ
ス中の酸素濃度が3%以上になると、上記同伴方式によ
っても予熱中に石炭が酸化されてコークス化性が低下
し、コークス品質の劣化を招くからである。
【0015】さらに本発明においては、上記の熱交換に
より石炭温度をすみやかに340〜400℃(好ましく
は350〜390℃)にもたらすようにする。昇温はで
きるだけ短時間(たとえば10秒以内、殊に7秒以内、
さらには5秒以内)で行うことが望ましい。上記の温度
範囲は石炭の軟化溶融温度に相当し、そのような温度に
なると石炭のミセル構造が熱的に解離し、石炭粒子内に
生じた解離ミセルが一種の溶媒的な働きをして、石炭の
コークス化性が高められるからである。ただし、上述の
ように同伴方式を採用しかつ加熱ガス中の酸素濃度を3
%未満に制御しないと、酸化が進んでかえってコークス
化性が低下してしまう。
【0016】石炭の予熱は、上記3条件、すなわち、
(a) 接触を加熱ガス流に石炭を同伴させることにより行
うこと、(b) 加熱ガス中の酸素濃度を3%未満に制御す
ること、および、(c) 熱交換により石炭温度を340〜
400℃にもたらすこと、の条件を全て満足するように
して行うことが必要であり、その一つが欠けても所期の
目的を達成することができない。
【0017】上記の予熱および予熱石炭のコークス炉へ
の装入は、典型的には、熱風発生炉(1) にて可燃成分を
含むガスを空気で燃焼させて酸素濃度が3%未満の高温
の加熱ガスを発生させると共に石炭予熱機(4) に導き、
石炭予熱機(4) に供給された石炭を加熱ガスに同伴しな
がら移送する間に石炭を340〜400℃にまですみや
かに予熱し、ついで石炭予熱機(4) から導出された石炭
と加熱ガスとの固気混合物を固気分離機(5) に導いて固
気分離を行い、続いて固気分離後の予熱石炭を乾留のた
めにコークス炉に導くことによって達成される。
【0018】図1は本発明の高温予熱方法を実施するた
めの装置の一例を示した説明図である。
【0019】(1) は熱風発生炉であり、ここに可燃成分
を含むガスと空気とを導入して、高温の加熱ガスが発生
するようにする。
【0020】(2) は酸素濃度計、(3) は燃焼制御装置で
あり、熱風発生炉(1) で発生した加熱ガス中の酸素濃度
は、酸素濃度計(2) により検出され、その検出値も参考
にして燃焼制御装置(3) により燃料/空気比および発生
ガス量を自動調節して熱風発生炉(1) における燃焼を制
御し、発生する加熱ガス中の酸素濃度を3%未満の所定
値に制御する。
【0021】(4) は石炭供給機、(5) は縦型の石炭予熱
機であり、石炭供給機(4) により石炭予熱機(5) の底部
付近から導入された石炭は、熱風発生炉(1) からの加熱
ガスに同伴して上方に移送される間に該ガスと接触、熱
交換され、所定の温度にまですみやかに予熱される。
【0022】(6) は固気分離機であり、予熱後の混合物
はこの固気分離機(6) に導かれて固気分離が行われる。
分離後のガスの一部は、実装置ではガス温度・ガス量調
整と廃ガスの有効利用のために、熱風発生炉(1) に戻す
ことができる。
【0023】固気分離後の予熱石炭は、密閉した保温パ
イプ中を通ってコークス炉に導かれ、乾留に供される。
【0024】〈作用〉本発明においては、石炭の予熱
を、(a) 接触を加熱ガス流に石炭を同伴させることによ
り行うこと、(b) 加熱ガス中の酸素濃度を3%未満に制
御すること、および、(c) 熱交換により石炭温度を34
0〜400℃にもたらすこと、の3条件を全て満足する
ようにして行っている。そのため、従来の予熱温度より
も相当程度高温に石炭を予熱しているにもかかわらず、
石炭の軟化溶融または発泡による予熱装置の閉塞が防止
され、熱衝撃による微粉化も抑制され、予熱石炭のコー
クス炉へ安定搬送がなされ、酸化による石炭のコークス
化性の低下が防止され、コークス炉中での石炭の溶融性
も確保される。また石炭の粒度や粒径分布の影響をそれ
ほど受けずに、供給石炭を所定の温度にまで均一に加熱
することが可能となる。このように本発明によれば、コ
ークス強度を向上させるか少なくとも低下させることな
く、コークス炉における熱負荷を改善することができ
る。
【0025】
【実施例】次に実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。
【0026】実施例1〜5、比較例1〜4 石炭として、揮発分32.9%、平均反射率0.74、炭素83.5
%、粒径 0.8〜1.2mmの性状を有するものを用いた。水
分は1%以下に乾燥して予熱処理に供した。
【0027】モデルガスとして次の組成および温度の加
熱ガスを用い、同伴方式により予熱を行った。ただし比
較例4については流動方式により予熱を行った。比較例
1は予熱を行わない場合である。
【0028】 ・実施例1 N2 100%ガス、温度360℃。 ・実施例2 N2 :O2 =99:1(容量比)の混合ガ
ス、温度360℃。 ・実施例3 N2 :O2 =98:2(容量比)の混合ガ
ス、温度360℃。 ・実施例4 N2 :O2 =97:3(容量比)の混合ガ
ス、温度360℃。 ・実施例5 N2 :CO2 :H2 O=71:9:20
(容量比、コークス炉ガスの空気完全燃焼時のガス組
成)の混合ガス、温度360℃。
【0029】・比較例1 (予熱を行わない場合) ・比較例2 N2 :O2 =95:5(容量比)の混合ガ
ス、温度360℃。 ・比較例3 N2 :O2 =99:1(容量比)の混合ガ
ス、温度200℃。 ・比較例4 N2 :O2 =99:1(容量比)の混合ガ
ス、温度360℃。ただし流動方式による予熱。
【0030】上述の石炭およびガスを用いて下記の条件
で予熱を行い、予熱後の石炭を小型乾留炉に装入して4
時間かけてコークス化を行い、得られたコークスにつ
き、常法に従いI型回転強度(毎分20回転で計600
回転後の10mm篩上重量%)を測定した。条件および結
果を表1に示す。
【0031】
【表1】 加熱ガス 固気比 予熱時間 コークス回転 組成(容量比) 温度 (g/l) (sec) 強度 (%) 実施例1 N2 100% 360℃ 0.89 5 41.8 (+5.7) 実施例2 N2:O2=99:1 360℃ 0.89 5 39.7 (+3.6) 実施例3 N2:O2=98:2 360℃ 0.89 5 39.6 (+3.5) 実施例4 N2:O2=97:3 360℃ 0.89 5 36.2 (+0.1) 実施例5 N2:CO2:H2O=71:9:20 360℃ 0.89 5 39.3 (+3.2) 比較例1 − − − − 36.1 (基準) 比較例2 N2:O2=95:5 360℃ 0.89 5 32.3 (-3.8) 比較例3 N2:O2=99:1 200℃ 0.89 5 36.0 (-0.1) 比較例4 N2:O2=99:1 360℃ 0.89 15 35.5 (-0.6) (注)比較例1は予熱せず。実施例1〜5および比較例2〜3は同伴加熱方式。 比較例4は流動加熱方式。
【0032】表1から、実施例1〜5においては、コー
クス回転強度を向上させるか少なくとも低下させること
なく、コークス炉における熱負荷が改善されていること
がわかる。表1には記載していないが、実施例1〜5に
おいては、予熱装置の閉塞や予熱石炭のパイプによる搬
送性については何の問題もなく、予熱時の熱衝撃による
微粉化も充分に抑制されていた。
【0033】なお予熱温度/予熱時間を、350℃/1
0秒、370℃/5秒、380℃/5秒、390℃/5
秒、400℃/5秒にした場合についても実施例5と同
様の条件で実験を行ったが、上述の360℃/5秒の場
合とほぼ同様の傾向が得られた。
【0034】
【発明の効果】本発明においては、従来の予熱温度より
も相当程度高温に石炭を予熱しているにもかかわらず、
石炭の軟化溶融または発泡による予熱装置の閉塞が防止
され、熱衝撃による微粉化も抑制され、予熱石炭のコー
クス炉へ安定搬送がなされ、酸化による石炭のコークス
化性の低下が防止され、コークス炉中での石炭の溶融性
も確保される。石炭の粒度や粒径分布の影響をそれほど
受けずに、供給石炭を所定の温度にまで均一に加熱する
ことが可能となる点も、利点の一つである。そのため本
発明によれば、コークス強度を向上させるか少なくとも
低下させることなく、コークス炉における熱負荷を改善
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高温予熱方法を実施するための装置の
一例を示した説明図である。
【符号の説明】
(1) …熱風発生炉、 (2) …酸素濃度計、 (3) …燃焼制御装置、 (4) …石炭供給機、 (5) …石炭予熱機、 (6) …固気分離機

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冶金用コークスの製造のために石炭をコー
    クス炉に装入するに先立って、その石炭を加熱ガスと接
    触させて熱交換することにより予熱するにあたり、その
    予熱を、(a) 上記接触を加熱ガス流に石炭を同伴させる
    ことにより行うこと、(b) 上記加熱ガス中の酸素濃度を
    3%未満に制御すること、および、(c) 上記熱交換によ
    り石炭温度を340〜400℃にもたらすこと、の条件
    を全て満足するようにして行うことを特徴とする石炭の
    高温予熱方法。
  2. 【請求項2】石炭と加熱ガスとの比である固気比を 0.1
    〜1g/l に設定することを特徴とする請求項1記載の石
    炭の高温予熱方法。
  3. 【請求項3】加熱ガスとして、製鉄または製鉄関連工場
    において発生する可燃成分を含むガスを燃焼させたガス
    を用いることを特徴とする請求項1または2記載の石炭
    の高温予熱方法。
JP5244296A 1996-02-14 1996-02-14 石炭の高温予熱方法 Pending JPH09221677A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5741797A (en) * 1993-05-19 1998-04-21 Pfizer Inc. Heteroatom substituted alkyl benzylaminoquinuclidines

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5741797A (en) * 1993-05-19 1998-04-21 Pfizer Inc. Heteroatom substituted alkyl benzylaminoquinuclidines

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Effective date: 20040323

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