JPH09221678A - 石炭の加圧下高温予熱方法 - Google Patents
石炭の加圧下高温予熱方法Info
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- JPH09221678A JPH09221678A JP5244496A JP5244496A JPH09221678A JP H09221678 A JPH09221678 A JP H09221678A JP 5244496 A JP5244496 A JP 5244496A JP 5244496 A JP5244496 A JP 5244496A JP H09221678 A JPH09221678 A JP H09221678A
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Abstract
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) 上記接触を加圧条件下に行うこと、(c) 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、(d) 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。
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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加圧下高温予熱方
法を提供することを目的とするものである。
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) 上記接触を加圧条件下に行
うこと、(c) 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、(d) 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。
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。
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。
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〜
1g/l とすることが望ましい。
圧条件下に行う。加圧の程度は、加圧に応じた効果が得
られるので特に限定はないが、通常はゲージ圧で1kgf/
cm2以上、好ましくは2kgf/cm2 以上、特に好ましくは
3kgf/cm2 以上とする。上限については限定はないが、
高圧ガス取扱規則等の制約から10kgf/cm2 未満とする
のが通常である。なお5kgf/cm2 程度までは圧力の上昇
と共にコークス強度が向上するが、それ以上では圧力を
上げる割にはコークス強度の向上の程度が小さいので、
7kgf/cm2 とか8kgf/cm2 までであっても充分の効果が
得られる。
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、上記同伴方式や加
圧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。
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。
(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) 接触を加圧条件下に行うこと、(c) 加熱ガ
ス中の酸素濃度を3%未満に制御すること、および、
(d) 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、(a), (c), (d) の条件の一つが欠けても所期
の目的を達成することができず、(b) の条件を欠くとき
は本発明ほどのすぐれた効果が得られない。
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(5) に導き、
石炭予熱機(5) 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(5) 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(6) 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。
するための装置の一例を示した説明図である。
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。
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。
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。
はこの固気分離機(6) に導かれて固気分離が行われる。
(9) は圧力コントロールバルブ、(10), (11)は減圧バル
ブである。系内の圧力は圧力センサ(7) で読み取られ、
その信号は圧力設定器(8) へ入り、設定圧力との偏差に
応じて圧力コントロールバルブ(9) が開閉し、系内は常
に所定の圧力に調節される。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。固気分離後の排ガスの一部は、実装置で
はガス温度・ガス量の調節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。
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) 接触を加圧条件下に行うこと、(c) 加
熱ガス中の酸素濃度を3%未満に制御すること、およ
び、(d) 熱交換により石炭温度を340〜400℃にも
たらすこと、の4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。
は、ガス密度がn倍となって同一固気比条件ではn倍の
石炭を流すことと同じであり、予熱装置のキャパシティ
を1/nにすることができることを意味するので、予熱
装置のコンパクト化が図られる。また同じ大きさの予熱
装置なら、処理量がn倍になることを意味する。従っ
て、加圧に伴なう装置の耐圧化や制御の複雑化に伴なう
デメリットをはるかに上回るメリットがある。
る。
%、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。
熱ガスを用い、同伴方式により予熱を行った。 ・実施例1 N2 100%ガス、温度360℃、圧力
2.5kgf/cm2 。 ・実施例2 N2 100%ガス、温度360℃、圧力
5.0kgf/cm2 。 ・実施例3 N2 100%ガス、温度360℃、圧力1
0.0kgf/cm2 。 ・実施例4 N2 100%ガス、温度400℃、圧力
2.5kgf/cm2 。 ・実施例5 N2 100%ガス、温度400℃、圧力
5.0kgf/cm2 。 ・実施例6 N2 100%ガス、温度400℃、圧力1
0.0kgf/cm2 。 ・実施例7 N2 :O2 =99:1(容量比)の混合ガ
ス、温度360℃、圧力5.0kgf/cm2 。 ・実施例8 N2 :O2 =98:2(容量比)の混合ガ
ス、温度360℃、圧力5.0kgf/cm2 。 ・実施例9 N2 :O2 =97:3(容量比)の混合ガ
ス、温度360℃、圧力5.0kgf/cm2 。 ・実施例10 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℃、圧力 5.0kgf/cm2。
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。 ・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℃、圧力は大気圧。 ・比較例3 N2 :O2 =99:1(容量比)の混合ガ
ス、温度200℃、圧力は大気圧。 ・比較例4 N2 :O2 =99:1(容量比)の混合ガ
ス、温度360℃、圧力は大気圧。ただし流動方式によ
る予熱。
例は、高温でかつ酸素濃度を抑制してはいるが、大気圧
で予熱を行っている場合である。 ・参考例1 N2 100%ガス、温度360℃、圧力は
大気圧。 ・参考例2 N2 :O2 =99:1(容量比)の混合ガ
ス、温度360℃、圧力は大気圧。 ・参考例3 N2 :O2 =98:2(容量比)の混合ガ
ス、温度360℃、圧力は大気圧。 ・参考例4 N2 :O2 =97:3(容量比)の混合ガ
ス、温度360℃、圧力は大気圧。 ・参考例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℃、圧力は大気圧。
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。
ークス回転強度が大きく向上し、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1〜10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。
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。
は、ガス密度がn倍となって同一固気比条件ではn倍の
石炭を流すことと同じであり、予熱装置のキャパシティ
を1/nにすることができることを意味するので、予熱
装置のコンパクト化が図られる。また同じ大きさの予熱
装置なら、処理量がn倍になることを意味する。従っ
て、加圧に伴なう装置の耐圧化や制御の複雑化に伴なう
デメリットをはるかに上回るメリットがある。
装置の一例を示した説明図である。
Claims (3)
- 【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) 上記接触を加圧条件下に行う
こと、(c) 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、(d) 上記熱交換により石炭温度を3
40〜400℃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加圧下高温予熱
方法。 - 【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
炭の加圧下高温予熱方法。 - 【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
の加圧下高温予熱方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05244496A JP3606989B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 石炭の加圧下高温予熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05244496A JP3606989B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 石炭の加圧下高温予熱方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09221678A true JPH09221678A (ja) | 1997-08-26 |
JP3606989B2 JP3606989B2 (ja) | 2005-01-05 |
Family
ID=12914914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05244496A Expired - Fee Related JP3606989B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 石炭の加圧下高温予熱方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3606989B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008156382A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | Nippon Steel Corp | 高温石炭の事前処理方法 |
CN102994133A (zh) * | 2011-12-21 | 2013-03-27 | 山西鑫立能源科技有限公司 | 煤热解炉的入炉煤的脱水方法 |
CN110373217A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 吉林省威斯特固废处理有限公司 | 裂解还原反应控制方法、系统及应用 |
-
1996
- 1996-02-14 JP JP05244496A patent/JP3606989B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008156382A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | Nippon Steel Corp | 高温石炭の事前処理方法 |
CN102994133A (zh) * | 2011-12-21 | 2013-03-27 | 山西鑫立能源科技有限公司 | 煤热解炉的入炉煤的脱水方法 |
CN110373217A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 吉林省威斯特固废处理有限公司 | 裂解还原反应控制方法、系统及应用 |
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---|---|
JP3606989B2 (ja) | 2005-01-05 |
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