JPH10279951A - コ−クスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】作業環境の悪化、コ−クスの品質劣化、あるい
は操業トラブルを引き起こすことなく、予熱炭をコーク
ス炉に装入し、効率よくコークスを製造する方法を提供
する。 【解決手段】粉砕処理した原料石炭を室炉式コークス炉
に装入してコークスを製造する方法であって、前記原料
石炭を水分６％以下に調整した後、微粉炭と粗粉炭とに
分別し、分別後の粗粉炭を加熱昇温し、次いで、分別後
の微粉炭に接着剤を添加して塊成化した微粉炭を加熱昇
温後の粗粉炭と混合し、混合後の石炭をスチ−ムを同伴
してコ−クス炉に装入する。粗粉炭の加熱昇温にスチー
ムを用い、そのスチームを装入炭に同伴させることとす
れば、コークスの製造を一層効率的に行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コークスの製造方
法に関し、特に、コ−クス炉への石炭の装入方法に特徴
を有するコークスの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】室炉式コ−クス炉は、石炭を乾留するた
めの炭化室とこの炭化室に熱を供給するための燃焼室と
が交互に配列された構造を有している。炭化室の大きさ
は、例えば、高さが６〜７ｍ、長さが１５〜１７ｍで、
幅が０．４５ｍ程度である。

【０００３】このようなコ−クス炉において、例えば２
０〜４０ｔの原料石炭が一度に炭化室に装入され、２４
時間前後の乾留時間で１０００℃程度にまで焼成され、
コ−クス炉から排出される。コ−クス炉から排出された
赤熱コ−クスは、散水による湿式冷却、あるいは不活性
ガスによる乾式冷却により消化、冷却される。

【０００４】上記のコ−クスの製造において、コ−クス
炉へ装入される石炭の粒径は、通常、粒径３ｍｍ以下の
ものが８０％ないしそれ以上となるように粉砕、調製さ
れている。また、従来は、８〜１０重量％（以下、石炭
中の水分の「％」は「重量％」を意味する）の水分が含
有された石炭を装入炭として用いる湿炭装入が行われて
いたが、最近では石炭中の水分量を６％程度まで低減さ
せてコ−クス炉に装入する調湿炭法が普及してきてい
る。

【０００５】原料石炭の水分を低減させることは、下記
およびの面からは好ましい。すなわち、 乾留時間の大幅な短縮が可能となる。

【０００６】通常の湿炭装入の場合は、乾留時間は例え
ば２４時間前後に達し、この内の前半１０時間程度が脱
水のために使われる。このように乾留過程の４０〜５０
％程度の時間が費やされている脱水過程を省略もしくは
簡略化できれば、それだけ乾留効率の向上につながる。

【０００７】 炭化室への石炭の装入密度が向上す
る。

【０００８】装入密度が向上すると、それに応じてコ−
クスの品質が一般的には向上する。更にまた、炭化室へ
の石炭の装入量が増大し、生産性の向上をも達成するこ
とが可能となる。

【０００９】このように、石炭の低水分化は、炭化室で
の熱効率を向上させ、乾留効率を高めるとともに、石炭
の装入密度を高めてコークス品質の向上を図る上からも
極めて有効な手段である。しかし、一方では、次に述べ
るように、石炭の飛散性の急激な増大、いわゆるバブリ
ング現象（装炭直後のガス発生量の増大）に伴う装入嵩
密度の低下、コ−クス炉内へのカ−ボンの付着、等の問
題が有り、これらに対して十分な対策を講じることが必
要である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】コ−クス炉へ装入する
石炭（湿炭）は、通常８〜１０％程度の水分を含有して
いる。この湿炭を乾燥あるいは予熱することにより水分
を次第に低下させていくと、水分６％程度までは特に顕
著な変化は生じないが、それ以上に水分を低下させると
石炭の飛散性が急激に増大する。そのため、湿炭搬送用
に一般的に使用されているベルトコンベア−等では粉塵
の発生が著しく、その搬送が極めて困難となる。最近導
入が活発に行われている調湿炭法において、装入炭中の
水分量を６％程度に維持するのも実はこのためであり、
現在用いられている湿炭用の設備がそのまま流用できる
下限の水分値を採用したものである。

【００１１】しかしながら、この飛散性の増大に伴う問
題点が克服できるのであれば、水分の下限が６％という
制約が取り払われ、更に低水分化が指向されるのは確実
である。コ−クスの製造はほぼ常温の石炭を１０００℃
前後まで加熱、乾留することによってなされるため、装
入石炭が予め予熱（昇温）され、低水分化されていれ
ば、それだけコ−クス炉の負荷が軽減されるので好まし
いからである。

【００１２】石炭の低水分化は、また、コークス炉（炭
化室）内へのカ−ボンの付着量を増大させる危険性が高
く、低水分炭ほどカーボンの付着が加速されやすい。カ
−ボン付着は、コ−クスケ−キの押出し性を著しく悪化
させ、また、石炭装入口にカーボンが付着すると石炭の
炉内への装入に大きな障害となるため、カ−ボン付着は
厳しく管理されなければならない。

【００１３】更に、石炭の低水分化は、装炭に際して、
粉塵発生量、キャリ−オ−バ−量等の増加を招く。その
上、低水分化した予熱炭をコ−クス炉に装入すると、い
わゆるバブリング現象が生じ、石炭の装入嵩密度が低下
してコークスの品質が低下しやすくなる。

【００１４】本発明はこのような状況に鑑みなされたも
ので、作業環境の悪化、コ−クスの品質劣化、あるいは
操業トラブルを引き起こすことなく、予熱炭をコークス
炉（炭化室）に装入し、効率よくコークスを製造する方
法を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために乾燥予熱炭のコ−クス炉への装入に
関して種々検討を行い、本発明を完成させた。すなわ
ち、本発明の要旨は、下記のコークスの製造方法にあ
る。

【００１６】粉砕処理した原料石炭を室炉式コークス炉
に装入してコークスを製造する方法であって、前記原料
石炭を水分６％以下に調整した後、微粉炭と粗粉炭とに
分別し、分別後の粗粉炭を加熱昇温し、次いで、分別後
の微粉炭に接着剤を添加して塊成化した微粉炭を加熱昇
温後の粗粉炭と混合し、混合後の石炭をスチ−ムを同伴
してコ−クス炉に装入することを特徴とするコ−クスの
製造方法。

【００１７】ここで、微粉炭とは、原料石炭中の微粉部
分で、粒径が０．３ｍｍ以下の粒子を言い、粗粉炭とは
原料石炭中の微粉炭を除いた残りの部分を言う。

【００１８】なお、粗粉炭の加熱昇温にスチームを用
い、そのスチームを装入炭に同伴させることとすれば、
コークスの製造を一層効率的に行うことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のコークスの製造方
法（以下、本発明方法ともいう）について、詳細に説明
する。

【００２０】本発明方法において、原料石炭は、まず、
通常の湿炭装入の場合と同様に予め粉砕処理が施され
る。粉砕処理は、通常、粒径３ｍｍ以下の粒子の割合が
８０〜９０％程度となるように行うのが一般的である
が、本発明方法においてもこれに準じて行えばよい。

【００２１】粉砕処理後の石炭は、予め乾燥処理した
後、微粉炭と粗粉炭とに分別する。

【００２２】乾燥処理においては、石炭の水分量を６％
以下とする。分級効率を向上させるとともに、乾留効率
を高めるためである。水分量の下限は特に限定しない
が、乾留効率の上からは水分が少ないほど良いので、０
％とするのが好ましい。

【００２３】更に、この乾燥過程において、石炭の温度
を上昇させておくことは、後工程（乾留）での熱負荷を
小さくできるので好ましく、その温度（予熱温度）は高
いほど好ましい。ただし、コ−クス用原料炭のほとんど
は４００〜４５０℃程度の温度で軟化溶融するため、こ
の温度以上に予熱することは避けなければならない。好
ましくは、３５０℃未満とする。何故なら、石炭から強
固なコ−クスを製造するためには軟化溶融状態の石炭の
自由膨張を拘束し、その後固化、コ−クス化する際の緻
密度を向上させることが肝要であるからである。そのた
め、例えば、軟化溶融温度以上への石炭の加熱を気流層
あるいは流動層のような一般的な連続的処理操作で実施
すると、石炭の自由膨張を抑止することは困難で、コ−
クスの緻密化を達成することはほとんど不可能である。

【００２４】分別処理により微粉炭と粗粉炭とに分けら
れるが、粒子の飛散、バブリング等を抑制するという観
点から、粒径が０．１ｍｍ以下の粒子のほとんどが微粉
炭として分別されるように配慮して処理を行うことが好
ましい。

【００２５】分別処理により得られた微粉炭には、接着
剤を添加し、混合した後、塊成化する。

【００２６】接着剤の種類は特に限定されないが、軟化
点が微粉炭の温度に対して−２０〜−８０℃程度の範囲
にあるものが好ましい。塊成化後の強度が維持されるか
らである。また、接着剤の添加量も特に限定されない。
しかし、接着剤としての効果を発揮するためには、微粉
炭に対して３重量％程度以上は必要であり、一方、経済
性の面からは多量に使用することは好ましくなく、１５
重量％程度以下にとどめるべきである。

【００２７】接着剤を添加混合した後の塊成処理は、微
粉炭を粗粒化してキャリ−オ−バ−あるいは装入直後の
バブリング現象を抑制するためになされるものである。
この点からすると塊成物の粒径は１ｍｍ程度以上である
ことが好ましい。また、塊成化の方法としては、いかな
る方法も採用可能であり、例えばロ−ル成型等は一般的
な好ましい方法である。

【００２８】他方、微粉炭を分別した後の粗粉炭につい
ては、コ−クス炉に装入するに先立って、熱効率向上の
ために加熱、昇温処理する。加熱方式や加熱媒体の種類
等に特に制約はない。例えば、スチ−ムによる直接加熱
方式を用いてもよい。この場合は、石炭を加熱すること
ができるとともに、加熱に使用した後のスチームの一部
もしくは全部を次に述べる石炭の搬送媒体として使用す
ることも可能で、コークスの製造を一層効率的に行うこ
とができる。ただし、加熱、昇温処理温度は、前述した
ように、石炭が軟化溶融することは避けなければならな
いので、３５０℃程度以上にならないようにするのが好
ましい。

【００２９】このように加熱された粗粉炭と前記の塊成
化された微粉炭を混合し、混合後の石炭をスチ−ムを同
伴してコークス炉内に装入する。スチームを同伴するの
は、スチームがコ−クス炉内に入ると炉内の壁や天井部
等に付着し、成長しているカ−ボンと反応して水素およ
び一酸化炭素を主成分とするガスに転換されやすいから
である。すなわち、スチ−ムが有益なガスに転換され、
コークス炉発生ガス（ＣＯＧ）の発生量が増加すると同
時に、操業に大きな支障を来す炉内の付着カ−ボンの除
去をも同時に達成できるという利点を有するからであ
る。また、このようなガス化反応を起こさなかったスチ
−ムは、コ−クス炉から排出された後は冷却されて凝縮
し、液体の水になるため、ＣＯＧの品質に対して何ら悪
影響を及ぼすことはない。

【００３０】これに対して、例えば窒素ガス等を石炭と
一緒に炉内に導入すると、ＣＯＧ中にこの同伴窒素ガス
が混入するため、ＣＯＧの品質が低下するので好ましく
ない。

【００３１】上記本発明方法によれば、水分量が６％以
下となるように予熱した石炭をコークス炉（炭化室）に
装入しても、作業環境の悪化、コ−クスの品質劣化、あ
るいは付着カーボンに起因する操業トラブルを引き起こ
すことなく、効率よくコークスを製造することができ
る。

【００３２】以下、本発明を実施例により更に詳しく説
明する。

【００３３】

【実施例】

（実施例１）表１に示す性状を有する石炭（粒度：３ｍ
ｍ以下８５％）を不活性ガス雰囲気下で９０℃で予熱乾
燥して水分量を６％に調整した後、目開き０．３ｍｍの
篩で粗粉炭と微粉炭とに分別した。分別後の微粉炭に
は、表２に示す性状を有する接着剤を微粉炭に対して１
０重量％添加し、混合した。接着剤を混合した後の微粉
炭は、ロ−ル成型機を用い、成型圧力２．５ｔ／ｃｍで
約１２ｃｃの成型炭に塊成した。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】一方、前記分別した後の粗粉炭は不活性ガ
ス雰囲気下で３００℃まで昇温、乾燥した後、塊成化後
の微粉炭と混合し、この混合後の装入炭をスチ−ムとの
重量比（装入炭／スチーム）が２０の条件でスチ−ムを
同伴して試験コ−クス炉（炉温１１５０℃、炉幅０．４
５ｍ、炉長１．０ｍ、炉高２．８ｍ）に全量を装入し、
乾留試験に付した。

【００３７】試験に際し、装炭開始から５分間、上昇管
からガスサンプリングを実施し、この中に含まれる固形
分量を定量してキャリ−オ−バ−量を把握した。更に、
コ−クス炉の上部空間部に実炉コ−クス炉の天井部から
採取したカ−ボンブロックを吊るし、乾留前後の重量変
化を測定した。

【００３８】乾留は炭中温度が９５０℃になった時点で
終了とし、直ちに排出して冷却し、冷却後のコ−クスに
ついてその品質（ドラム強度）を測定した。

【００３９】一方、比較のため、表１に示した石炭をそ
のまま乾留試験した場合（比較例１）、およびこの石炭
を９０℃での予熱乾燥のみ行い、分級、塊成処理をしな
いで乾留した場合（比較例２）について上記と同様の試
験を行った。

【００４０】これら一連の試験結果を表３に示す。

【００４１】水分９重量％の石炭（湿炭）をそのまま乾
留した場合（比較例１）は、装入時のキャリ−オ−バ−
はほとんど認められず、また、このときの生成コ−クス
の品質は、ドラム強度が７９．３であった。また、９０
℃の予熱炭を分級、塊成処理をせずに装入した場合（比
較例２）は、ドラム強度は若干向上したものの、キャリ
−オ−バ−が著しく、継続的な炉の操業はほとんど困難
であった。

【００４２】これらの比較例に対し、微粉炭を予熱、乾
燥し、塊成化して用いた実施例１では、キャリ−オ−バ
−が認められず、更にコ−クスの強度も大幅に向上して
おり、その有効性が明かである。なお、天井に吊るした
カ−ボンサンプルの重量減少が顕著であり、装入炭に同
伴させたスチームとカーボンとの反応によりカーボンが
除去されたことが明かである。

【００４３】（実施例２）粗粉炭の昇温、加熱にスチ−
ムを使用し、このスチ−ムの一部をそのまま試験コ−ク
ス炉に導入した以外は実施例１と同様の手法で石炭の乾
留試験を行った。また、比較のために、この石炭をスチ
−ムを使用して予熱乾燥し、分級、塊成処理を行った
が、スチ−ムを同伴させずに試験コークス炉に装入して
乾留した場合（比較例３）についても同様に乾留試験を
行った。

【００４４】結果を表３に併せて示す。粗粉炭の昇温に
使用したスチ−ムをコ−クス炉に導入しても（実施例
２）、実施例１の場合と同様に天井に吊るしたカ−ボン
サンプルの重量減少が顕著であった。一方、スチ−ムを
導入しない場合（比較例３）には、カーボン重量減少が
認められなかった。

【００４５】（実施例３）表１に示した性状の石炭を、
予熱条件を変更して水分量が８％、６％および４％にな
るように調整した。調整後の石炭は、目開き０．３ｍｍ
の篩をセットした自動分級機で１０分間振とうした。振
とう後の篩い下重量は、水分６％あるいは４％では、各
々２８．９％および２９．３％であったが、水分８％の
場合には１１．５％であり、また篩い上の試料は一部が
球形に疑似粗粒化した。このような高水分下では分別が
円滑に進行しないことが明らかである。すなわち、粗粉
炭と微粉炭との分別を円滑に行うためには、石炭の水分
量を６％程度以下にする必要のあることがわかる。

【００４６】

【表３】

【００４７】

【発明の効果】本発明のコークスの製造方法によれば、
作業環境の悪化、コ−クスの品質劣化、あるいは操業ト
ラブルを引き起こすことなく、予熱炭をコークス炉（炭
化室）に装入し、効率よくコークスを製造することがで
きる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉砕処理した原料石炭を室炉式コークス炉
   に装入してコークスを製造する方法であって、前記原料
   石炭を水分６％以下に調整した後、微粉炭と粗粉炭とに
   分別し、分別後の粗粉炭を加熱昇温し、次いで、分別後
   の微粉炭に接着剤を添加して塊成化した微粉炭を加熱昇
   温後の粗粉炭と混合し、混合後の石炭をスチ−ムを同伴
   してコ−クス炉に装入することを特徴とするコ−クスの
   製造方法。