JPH11310785A - 石炭改質方法及びその装置 - Google Patents
石炭改質方法及びその装置Info
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- JPH11310785A JPH11310785A JP10120687A JP12068798A JPH11310785A JP H11310785 A JPH11310785 A JP H11310785A JP 10120687 A JP10120687 A JP 10120687A JP 12068798 A JP12068798 A JP 12068798A JP H11310785 A JPH11310785 A JP H11310785A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
- C10L9/02—Treating solid fuels to improve their combustion by chemical means
- C10L9/06—Treating solid fuels to improve their combustion by chemical means by oxidation
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- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 石炭改質方法において、石炭の自然発火性を
低減させるために行う酸化処理を、石炭の粉塵を発生す
ることなく行う。 【解決手段】 石炭の改質処理において、石炭の改質処
理工程の中の酸化処理工程を、サーキュラーグレード上
で行う。サーキュラーグレードを備え、該グレードを複
数のゾーンに区割りし、固定層ゾーンと、固定層ゾーン
間に石炭を適度に流動化させる混合ゾーンを設けた石炭
の改質装置を用いる。
低減させるために行う酸化処理を、石炭の粉塵を発生す
ることなく行う。 【解決手段】 石炭の改質処理において、石炭の改質処
理工程の中の酸化処理工程を、サーキュラーグレード上
で行う。サーキュラーグレードを備え、該グレードを複
数のゾーンに区割りし、固定層ゾーンと、固定層ゾーン
間に石炭を適度に流動化させる混合ゾーンを設けた石炭
の改質装置を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭、特に水分含
有量の多い低品位石炭（低質炭）の酸化処理方法及びそ
の装置に関する。
有量の多い低品位石炭（低質炭）の酸化処理方法及びそ
の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】褐炭や亜瀝青炭は、埋蔵量は豊富である
が、水分含有量が多い。したがって、重量あたりの発熱
量が低く、また、輸送が不経済であることや、反応性が
高く貯蔵時や輸送時に自然発火しやすいことなどの問題
から、現在、あまり積極的に利用されていない。こうし
た低品位炭を有効活用するために、種々の改良方法が提
案されている。
が、水分含有量が多い。したがって、重量あたりの発熱
量が低く、また、輸送が不経済であることや、反応性が
高く貯蔵時や輸送時に自然発火しやすいことなどの問題
から、現在、あまり積極的に利用されていない。こうし
た低品位炭を有効活用するために、種々の改良方法が提
案されている。
【０００３】水分含有量の多い石炭を脱水・加熱改質す
る方法として、回転自在な環状の移動格子（以下、サー
キュラーグレードという）に石炭を充填し、該石炭層に
酸素濃度５％以下の高温ガスを送って石炭を加熱した
後、酸素濃度５％以下の冷却ガスを通過させ、該石炭を
着火点以下まで冷却した後、排出する、石炭の加熱改質
方法が提案されている（特公平５−６６４３４号公
報）。同公報には、石炭の改質装置として、ゾーンを区
画し、各ゾーンごとに乾燥・乾留・冷却という異なる熱
処理を行う例が示されているが、このような装置を用い
て酸化処理を行うことについては、記載されていない。
る方法として、回転自在な環状の移動格子（以下、サー
キュラーグレードという）に石炭を充填し、該石炭層に
酸素濃度５％以下の高温ガスを送って石炭を加熱した
後、酸素濃度５％以下の冷却ガスを通過させ、該石炭を
着火点以下まで冷却した後、排出する、石炭の加熱改質
方法が提案されている（特公平５−６６４３４号公
報）。同公報には、石炭の改質装置として、ゾーンを区
画し、各ゾーンごとに乾燥・乾留・冷却という異なる熱
処理を行う例が示されているが、このような装置を用い
て酸化処理を行うことについては、記載されていない。
【０００４】低品位石炭を脱水・加熱処理して改質する
と、高い活性（自然発火性）を示す。この改質石炭の自
然発火性を防止するために、通常、酸化処理を行う。一
般に、この低品位石炭の改質方法としては、脱水・加熱
処理により含有水分を除去し、石炭の重量あたりの発熱
量を増加させた後、自然発火性を抑制する目的で酸化処
理を行い、その後、石炭を着火点以下の温度まで冷却す
る工程がとられる。
と、高い活性（自然発火性）を示す。この改質石炭の自
然発火性を防止するために、通常、酸化処理を行う。一
般に、この低品位石炭の改質方法としては、脱水・加熱
処理により含有水分を除去し、石炭の重量あたりの発熱
量を増加させた後、自然発火性を抑制する目的で酸化処
理を行い、その後、石炭を着火点以下の温度まで冷却す
る工程がとられる。
【０００５】例えば、従来では、図３に示すように、槽
上部のライン３８から供給され自然落下する石炭に、槽
下部に挿入した空気噴出口を有するライン６８と空気分
配装置７０から空気を噴出し、石炭と向流接触させて、
槽内での石炭の滞留時間を調整しながら酸化処理する方
法などが提案されている（特公平４−２９７１５号公
報）。
上部のライン３８から供給され自然落下する石炭に、槽
下部に挿入した空気噴出口を有するライン６８と空気分
配装置７０から空気を噴出し、石炭と向流接触させて、
槽内での石炭の滞留時間を調整しながら酸化処理する方
法などが提案されている（特公平４−２９７１５号公
報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図３に示すよ
うな従来の石炭を流動化させながら酸化処理を行う方法
では、石炭同士の衝突あるいは石炭と装置壁面や内挿物
との衝突により、石炭が粉砕され、粉塵が多量に発生す
る。この石炭の粉塵は、装置内部に付着することによる
汚れ、装置内や配管での閉塞の原因となり、サイクロン
等の付属設備への負荷が多大なものとなるばかりか、製
品の収率が悪化することなどの問題があった。したがっ
て、本発明は、石炭の自然発火性を低減させるために行
う酸化処理を、石炭の粉塵を発生することなく行うよう
にした石炭改質方法および石炭改質装置を提供すること
を目的とする。
うな従来の石炭を流動化させながら酸化処理を行う方法
では、石炭同士の衝突あるいは石炭と装置壁面や内挿物
との衝突により、石炭が粉砕され、粉塵が多量に発生す
る。この石炭の粉塵は、装置内部に付着することによる
汚れ、装置内や配管での閉塞の原因となり、サイクロン
等の付属設備への負荷が多大なものとなるばかりか、製
品の収率が悪化することなどの問題があった。したがっ
て、本発明は、石炭の自然発火性を低減させるために行
う酸化処理を、石炭の粉塵を発生することなく行うよう
にした石炭改質方法および石炭改質装置を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の石炭の
脱水・加熱処理から酸化改質工程にかけての一連の工程
のうち、石炭の自然発火性を低減させるために行う酸化
処理の方法及びその装置を提供するものである。すなわ
ち、本発明は、石炭の改質処理工程の中の酸化処理工程
を、サーキュラーグレード上で行うことを特徴とする石
炭の改質方法を提供する。本発明の方法では、サーキュ
ラーグレードを複数のゾーンに区割りし、区割りした各
ゾーン間に流通させるガスの温度、流量、酸素濃度をそ
れぞれ独立に制御して反応速度をコントロールすること
ができる。また、本発明では、サーキュラーグレードを
備え、該グレードを複数のゾーンに区割りし、固定層ゾ
ーンと、固定層ゾーン間に石炭を適度に流動化させる混
合ゾーンを設けた石炭の改質装置を用いることができ
る。この石炭の改質装置には、上記区割りした各ゾーン
間に流通させるガスの温度、流量、酸素濃度を各ゾーン
毎に設定する手段を設けてもよい。
脱水・加熱処理から酸化改質工程にかけての一連の工程
のうち、石炭の自然発火性を低減させるために行う酸化
処理の方法及びその装置を提供するものである。すなわ
ち、本発明は、石炭の改質処理工程の中の酸化処理工程
を、サーキュラーグレード上で行うことを特徴とする石
炭の改質方法を提供する。本発明の方法では、サーキュ
ラーグレードを複数のゾーンに区割りし、区割りした各
ゾーン間に流通させるガスの温度、流量、酸素濃度をそ
れぞれ独立に制御して反応速度をコントロールすること
ができる。また、本発明では、サーキュラーグレードを
備え、該グレードを複数のゾーンに区割りし、固定層ゾ
ーンと、固定層ゾーン間に石炭を適度に流動化させる混
合ゾーンを設けた石炭の改質装置を用いることができ
る。この石炭の改質装置には、上記区割りした各ゾーン
間に流通させるガスの温度、流量、酸素濃度を各ゾーン
毎に設定する手段を設けてもよい。
【０００８】さらに、本発明の石炭の改質方法では、複
数のゾーンを有する室に区切られた、回転自在なサーキ
ュラーグレード上において、第一のゾーンで加熱ガスに
より石炭の酸化処理を行った後、第二のゾーンで均一に
分散・混合することができる。上記サーキュラーグレー
ドは、２以上の室に区切られ、上記酸化処理と分散・混
合処理を２回以上繰り返すのが好ましい。上記加熱ガス
は、石炭層上方、または下方から供給することができ
る。
数のゾーンを有する室に区切られた、回転自在なサーキ
ュラーグレード上において、第一のゾーンで加熱ガスに
より石炭の酸化処理を行った後、第二のゾーンで均一に
分散・混合することができる。上記サーキュラーグレー
ドは、２以上の室に区切られ、上記酸化処理と分散・混
合処理を２回以上繰り返すのが好ましい。上記加熱ガス
は、石炭層上方、または下方から供給することができ
る。
【０００９】本願発明によれば、粉化、加熱時の温度む
らを起こすことなく、石炭改質における効率の良い酸化
改質工程を行うことができる。さらに、酸化処理ゾーン
を複数に区割りし、それぞれの酸化処理ゾーンに異なる
温度、流量、酸素濃度の加熱ガスを供給させることがで
き、発熱制御が可能になる。
らを起こすことなく、石炭改質における効率の良い酸化
改質工程を行うことができる。さらに、酸化処理ゾーン
を複数に区割りし、それぞれの酸化処理ゾーンに異なる
温度、流量、酸素濃度の加熱ガスを供給させることがで
き、発熱制御が可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明では、褐炭、亜瀝青炭、亜
炭等またはそれらとの混合物からなる石炭、特に、低質
炭を、脱水・加熱処理工程後に酸化処理することによっ
て改質することができる。低質炭は、発熱量４０００ｋ
ｃａｌ／ｋｇ以下、湿分と水分の合計が３０％以上、灰
分４０％以上、揮発分１０％以下のものを含むが、一般
に低質炭と称されるものは全て対象にすることができ
る。本発明により改質された石炭は、一般用、ボイラ
用、ガス発生用、コークス用石炭などとして使用でき
る。
炭等またはそれらとの混合物からなる石炭、特に、低質
炭を、脱水・加熱処理工程後に酸化処理することによっ
て改質することができる。低質炭は、発熱量４０００ｋ
ｃａｌ／ｋｇ以下、湿分と水分の合計が３０％以上、灰
分４０％以上、揮発分１０％以下のものを含むが、一般
に低質炭と称されるものは全て対象にすることができ
る。本発明により改質された石炭は、一般用、ボイラ
用、ガス発生用、コークス用石炭などとして使用でき
る。
【００１１】図１は、脱水・加熱処理後の石炭の酸化処
理を行うサーキュラーグレードの構造の一例を示す展開
図である。グレード１は、環状をなしており、駆動装置
（図示せず）により水平面内を回転する。グレード１の
上部には、固定フード２が配置され、下部には固定ウイ
ンドボックス３及び４が配置されている。また、フード
２の内部は、ゾーン隔壁５により各ウインドボックス３
及び４に対応してゾーン区画がなされている。グレード
１上には隔壁６４が設けられ、その上端に接するように
ゾーン間ガスシール６が隔壁５に対応するゾーン隔壁６
４の上端に配置されている。
理を行うサーキュラーグレードの構造の一例を示す展開
図である。グレード１は、環状をなしており、駆動装置
（図示せず）により水平面内を回転する。グレード１の
上部には、固定フード２が配置され、下部には固定ウイ
ンドボックス３及び４が配置されている。また、フード
２の内部は、ゾーン隔壁５により各ウインドボックス３
及び４に対応してゾーン区画がなされている。グレード
１上には隔壁６４が設けられ、その上端に接するように
ゾーン間ガスシール６が隔壁５に対応するゾーン隔壁６
４の上端に配置されている。
【００１２】グレード１の下部にはゾーン間ガスシール
６' が同じく各ゾーン隔壁５の上端に配置され、各ゾー
ン間の流体が混合しないようになっている。また、グレ
ード上には、その長手方向に適宜間隔を置いてグレード
幅方向に沿って上記隔壁６４を設け、後述する石炭混合
ゾーンのみで石炭層を流動化できるよう工夫されてい
る。各ゾーンにおける隔壁６４は、適宜の間隔で設けら
れるが、これを省略しても良い。
６' が同じく各ゾーン隔壁５の上端に配置され、各ゾー
ン間の流体が混合しないようになっている。また、グレ
ード上には、その長手方向に適宜間隔を置いてグレード
幅方向に沿って上記隔壁６４を設け、後述する石炭混合
ゾーンのみで石炭層を流動化できるよう工夫されてい
る。各ゾーンにおける隔壁６４は、適宜の間隔で設けら
れるが、これを省略しても良い。
【００１３】加熱処理後の石炭１７は、約１６０℃の温
度で供給ゾーン８においてグレード１上に１０〜９００
ｍｍ、好ましくは５０〜５００ｍｍの厚さで積載され、
酸化処理ゾーン９ａにてウインドボックス３ａから送ら
れた加熱ガス１９により酸化される。つづいて、混合ゾ
ーン１０ａにおいて対応するウインドボックス４ａから
送られた加熱ガス２９により石炭層７を均一に分散・混
合させる。その後、同様の操作を酸化処理ゾーン９ｂ、
９ｃ及び混合ゾーン１０ｂ、１０ｃにて行う。このと
き、各酸化処理ゾーン９ａ、９ｂ、９ｃを通過する石炭
の各ゾーン内滞留時間は約２〜２０分である。
度で供給ゾーン８においてグレード１上に１０〜９００
ｍｍ、好ましくは５０〜５００ｍｍの厚さで積載され、
酸化処理ゾーン９ａにてウインドボックス３ａから送ら
れた加熱ガス１９により酸化される。つづいて、混合ゾ
ーン１０ａにおいて対応するウインドボックス４ａから
送られた加熱ガス２９により石炭層７を均一に分散・混
合させる。その後、同様の操作を酸化処理ゾーン９ｂ、
９ｃ及び混合ゾーン１０ｂ、１０ｃにて行う。このと
き、各酸化処理ゾーン９ａ、９ｂ、９ｃを通過する石炭
の各ゾーン内滞留時間は約２〜２０分である。
【００１４】なお、グレード１上に積載する石炭層７の
高さが十分に低く、石炭層内の高さ方向の温度差が十分
に小さい場合には、混合ゾーン１０ａ、１０ｂ、１０ｃ
は不要であり、その場合は、混合ゾーン１０ａ、１０
ｂ、１０ｃを酸化処理ゾーンとして使用することも可能
である。また、ゾーン隔壁５によるゾーン区割りは、前
述のように酸化処理ゾーン、混合処理ゾーン共に３ゾー
ンずつとする以外にも、任意に増減可能である。 酸化
処理後の石炭は冷却ゾーン４７にて対応するウインドボ
ックス３ｄから送られる冷却ガス２５により、常温近く
まで冷却され、排出ゾーン１１を経て系外に排出され
る。
高さが十分に低く、石炭層内の高さ方向の温度差が十分
に小さい場合には、混合ゾーン１０ａ、１０ｂ、１０ｃ
は不要であり、その場合は、混合ゾーン１０ａ、１０
ｂ、１０ｃを酸化処理ゾーンとして使用することも可能
である。また、ゾーン隔壁５によるゾーン区割りは、前
述のように酸化処理ゾーン、混合処理ゾーン共に３ゾー
ンずつとする以外にも、任意に増減可能である。 酸化
処理後の石炭は冷却ゾーン４７にて対応するウインドボ
ックス３ｄから送られる冷却ガス２５により、常温近く
まで冷却され、排出ゾーン１１を経て系外に排出され
る。
【００１５】上記酸化処理ゾーンに送られる加熱ガス１
９、２１、２３は、温度１００〜２００℃、好ましくは
１２０〜１８０℃、酸化濃度１〜２１容量％、好ましく
は１〜１０容量％に調整された不活性ガス、空気、ある
いは燃料と空気とを燃焼させて得られる燃焼ガスであ
り、グレード上の石炭層７が固定層を維持し得る流量
で、酸化処理ゾーン９ａ、９ｂ、９ｃの各ウインドボッ
クス３ａ、３ｂ、３ｃを介してグレード上の石炭層７の
下方より供給される。一般に、加熱ガスの温度が高く酸
素濃度が高いほど、酸化反応が速く、酸化反応処理時間
を短くできるが、酸化反応による発熱によって、石炭の
温度が約２００℃を越えると多量のＣＯ、ＣＯ2 を発生
するため、脱水・加熱処理工程より供給される石炭１７
の温度に応じて酸化処理工程で供給する加熱ガス１９、
２１、２３の温度、流量及び酸化濃度を制御する必要が
ある。
９、２１、２３は、温度１００〜２００℃、好ましくは
１２０〜１８０℃、酸化濃度１〜２１容量％、好ましく
は１〜１０容量％に調整された不活性ガス、空気、ある
いは燃料と空気とを燃焼させて得られる燃焼ガスであ
り、グレード上の石炭層７が固定層を維持し得る流量
で、酸化処理ゾーン９ａ、９ｂ、９ｃの各ウインドボッ
クス３ａ、３ｂ、３ｃを介してグレード上の石炭層７の
下方より供給される。一般に、加熱ガスの温度が高く酸
素濃度が高いほど、酸化反応が速く、酸化反応処理時間
を短くできるが、酸化反応による発熱によって、石炭の
温度が約２００℃を越えると多量のＣＯ、ＣＯ2 を発生
するため、脱水・加熱処理工程より供給される石炭１７
の温度に応じて酸化処理工程で供給する加熱ガス１９、
２１、２３の温度、流量及び酸化濃度を制御する必要が
ある。
【００１６】また、酸化処理工程における石炭の反応性
は、酸化処理工程へ供給される石炭１７が最も高く、酸
化処理に伴い徐々に低下していくため、処理時間を短縮
するためには、ゾーン隔壁５により区画した各酸化処理
ゾーン毎に供給される加熱ガスのラインにそれぞれ熱交
換器、ブロワ、酸素供給装置を設け（図示せず）、加熱
ガスの温度、流量及び酸素濃度を調節する手段が有効で
ある。さらに、石炭層７へ供給する加熱ガスは、石炭層
上方より供給してもよい。石炭層７の下方より加熱ガス
を供給する場合には、そのガスの流量は、石炭層が流動
化しない流量に制限されるが、石炭層上方より供給する
場合は、その制限がない。
は、酸化処理工程へ供給される石炭１７が最も高く、酸
化処理に伴い徐々に低下していくため、処理時間を短縮
するためには、ゾーン隔壁５により区画した各酸化処理
ゾーン毎に供給される加熱ガスのラインにそれぞれ熱交
換器、ブロワ、酸素供給装置を設け（図示せず）、加熱
ガスの温度、流量及び酸素濃度を調節する手段が有効で
ある。さらに、石炭層７へ供給する加熱ガスは、石炭層
上方より供給してもよい。石炭層７の下方より加熱ガス
を供給する場合には、そのガスの流量は、石炭層が流動
化しない流量に制限されるが、石炭層上方より供給する
場合は、その制限がない。
【００１７】酸化処理ゾーン９ａ、９ｂ、９ｃを出たガ
スは、排気管２０、２２、２４を介してサイクロン１３
へと導かれ、微粉化した石炭を回収した後、配管２７を
介して熱交換器１４へと送られ、所定の温度まで冷却さ
れた後、前記循環ブロワ１２に戻される。前記ガス循環
ラインには、ガス中の酸素濃度を一定にする目的で、パ
ージライン４８とメイクアップライン４９をそれぞれ設
けてある。
スは、排気管２０、２２、２４を介してサイクロン１３
へと導かれ、微粉化した石炭を回収した後、配管２７を
介して熱交換器１４へと送られ、所定の温度まで冷却さ
れた後、前記循環ブロワ１２に戻される。前記ガス循環
ラインには、ガス中の酸素濃度を一定にする目的で、パ
ージライン４８とメイクアップライン４９をそれぞれ設
けてある。
【００１８】また、上記石炭層混合用加熱ガス２９、３
３、３７は、温度１００〜２００℃、好ましくは１２０
〜１８０℃、酸素濃度１〜２１容量％、好ましくは１〜
１０容量％に調整された不活性ガス、空気、あるいは燃
料と空気を燃焼させて得られる燃焼ガスであり、グレー
ド１上の石炭層７が適度な流動により混合するよう流量
を調整し、混合ゾーン１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各ウイ
ンドボックス４ａ、４ｂ、４ｃを介してグレード１上の
石炭層７に供給される。混合ゾーンを出たガスは、各混
合ゾーンの上部に設置されたサイクロン１６により、粉
化した石炭を回収した後、熱交換器５０、５４、５８に
て、所定温度まで冷却され、前記循環ブロワ１５に戻さ
れる。前記循環ラインには、ガス中の酸素濃度を制御す
る目的でパージライン５２、５６、６０とメイクアップ
ライン５３、５７、６１をそれぞれ設けてある。
３、３７は、温度１００〜２００℃、好ましくは１２０
〜１８０℃、酸素濃度１〜２１容量％、好ましくは１〜
１０容量％に調整された不活性ガス、空気、あるいは燃
料と空気を燃焼させて得られる燃焼ガスであり、グレー
ド１上の石炭層７が適度な流動により混合するよう流量
を調整し、混合ゾーン１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各ウイ
ンドボックス４ａ、４ｂ、４ｃを介してグレード１上の
石炭層７に供給される。混合ゾーンを出たガスは、各混
合ゾーンの上部に設置されたサイクロン１６により、粉
化した石炭を回収した後、熱交換器５０、５４、５８に
て、所定温度まで冷却され、前記循環ブロワ１５に戻さ
れる。前記循環ラインには、ガス中の酸素濃度を制御す
る目的でパージライン５２、５６、６０とメイクアップ
ライン５３、５７、６１をそれぞれ設けてある。
【００１９】また、上記石炭冷却用の冷却ガス２５は、
温度１５０℃以下、好ましくは１００℃以下の不活性ガ
ス、空気、加湿空気、あるいは燃料と空気を燃焼させて
得られる燃焼ガスである。この冷却ガス２５は、ブロワ
４２により冷却ゾーン４７のウインドボックス３ｄを介
してグレード１上の石炭層７に供給される。この場合の
ガス流動は、石炭層７が流動化する量でも良いが、好ま
しくは石炭層７が流動化しない範囲の流量とする。
温度１５０℃以下、好ましくは１００℃以下の不活性ガ
ス、空気、加湿空気、あるいは燃料と空気を燃焼させて
得られる燃焼ガスである。この冷却ガス２５は、ブロワ
４２により冷却ゾーン４７のウインドボックス３ｄを介
してグレード１上の石炭層７に供給される。この場合の
ガス流動は、石炭層７が流動化する量でも良いが、好ま
しくは石炭層７が流動化しない範囲の流量とする。
【００２０】また、前記冷却ガス２５は、石炭層７の上
方より石炭層７に供給しても良い。この場合、石炭層７
は流動化しないため、冷却ガス２５の流量を大きくする
ことができる。冷却ゾーン４７を出たガスは、排気管４
４を介してサイクロン４３へと導入され、粉炭が回収さ
れる。また、冷却ゾーン４７では、冷却効率を高めるた
めに、冷却ガスの代わりにスプレーノズル６３より水を
石炭層表面にスプレーしても良い。この場合、スプレー
により供給する水量は、石炭層が排出ゾーンに至るまで
の間に、石炭表面がドライな状態となる量に調整される
必要がある。また、水によるスプレー冷却と同時に冷却
ガスを循環させるとさらに効率的な冷却を行うことがで
きる。冷却後、排出ゾーン１１から、酸化処理を施した
後の改質石炭１８が回収される。
方より石炭層７に供給しても良い。この場合、石炭層７
は流動化しないため、冷却ガス２５の流量を大きくする
ことができる。冷却ゾーン４７を出たガスは、排気管４
４を介してサイクロン４３へと導入され、粉炭が回収さ
れる。また、冷却ゾーン４７では、冷却効率を高めるた
めに、冷却ガスの代わりにスプレーノズル６３より水を
石炭層表面にスプレーしても良い。この場合、スプレー
により供給する水量は、石炭層が排出ゾーンに至るまで
の間に、石炭表面がドライな状態となる量に調整される
必要がある。また、水によるスプレー冷却と同時に冷却
ガスを循環させるとさらに効率的な冷却を行うことがで
きる。冷却後、排出ゾーン１１から、酸化処理を施した
後の改質石炭１８が回収される。
【００２１】３２、３６、４０、４６は、各混合ゾーン
１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび冷却ゾーン４７より加熱
ガスに同伴された石炭粒子を捕集するサイクロン１６、
４３の石炭粒子抜き出しラインであり、この石炭粒子は
そのまま回収しても良いが、導入管（図示せず）を設け
て石炭層７に戻すこともできる。
１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび冷却ゾーン４７より加熱
ガスに同伴された石炭粒子を捕集するサイクロン１６、
４３の石炭粒子抜き出しラインであり、この石炭粒子は
そのまま回収しても良いが、導入管（図示せず）を設け
て石炭層７に戻すこともできる。
【００２２】図２は、サーキュラーグレードの平面図で
あり、回転するグレード１の外周及び内周に接して固定
された外壁７１、内壁７２と回転グレード１との間はウ
ォーターシール等によりシールされている（図示せ
ず）。また、ゾーン間には、ゾーン間シール６、６' が
設けてある。脱水・加熱処理後の石炭１７は、供給ゾー
ン８より回転グレード１上に供給され、複数に区画され
た酸化処理ゾーン９ａ、９ｂ、９ｃ及び混合ゾーン１０
ａ、１０ｂ、１０ｃを経て、冷却ゾーン４７を通過し、
排出ゾーン１１より排出され、改質石炭１８を得る。グ
レードの回転方向は矢印Ｐで示す。
あり、回転するグレード１の外周及び内周に接して固定
された外壁７１、内壁７２と回転グレード１との間はウ
ォーターシール等によりシールされている（図示せ
ず）。また、ゾーン間には、ゾーン間シール６、６' が
設けてある。脱水・加熱処理後の石炭１７は、供給ゾー
ン８より回転グレード１上に供給され、複数に区画され
た酸化処理ゾーン９ａ、９ｂ、９ｃ及び混合ゾーン１０
ａ、１０ｂ、１０ｃを経て、冷却ゾーン４７を通過し、
排出ゾーン１１より排出され、改質石炭１８を得る。グ
レードの回転方向は矢印Ｐで示す。
【００２３】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳細
に説明するが、これらにより本発明を制限するものでは
ない。実施例１ 平均粒径２．８ｍｍの亜瀝青炭（ワイオミング炭）を脱
水・加熱処理後、温度が１６０℃となった石炭を、本発
明の石炭酸化処理用サーキュラーグレードを用いて酸化
処理を行った。このとき、加熱ガスは、温度１５０℃、
酸素濃度５容量％に調整した窒素ガスとし、グレード上
に層高１５０ｍｍに敷き詰めた石炭層の下方より、石炭
層が流動化しないガス流量で、３０分間流通させた。得
られた酸化処理炭の自然発火性は、前記酸化処理炭を６
５℃に保持された容器内に乾燥空気を導入して３０分経
過後の酸素の吸着速度より評価した。測定した酸素吸着
速度は３０×１０-6／ｇＯ2 ／ｇ石炭／分であり、石炭
の自然発火性を低下させることができた。
に説明するが、これらにより本発明を制限するものでは
ない。実施例１ 平均粒径２．８ｍｍの亜瀝青炭（ワイオミング炭）を脱
水・加熱処理後、温度が１６０℃となった石炭を、本発
明の石炭酸化処理用サーキュラーグレードを用いて酸化
処理を行った。このとき、加熱ガスは、温度１５０℃、
酸素濃度５容量％に調整した窒素ガスとし、グレード上
に層高１５０ｍｍに敷き詰めた石炭層の下方より、石炭
層が流動化しないガス流量で、３０分間流通させた。得
られた酸化処理炭の自然発火性は、前記酸化処理炭を６
５℃に保持された容器内に乾燥空気を導入して３０分経
過後の酸素の吸着速度より評価した。測定した酸素吸着
速度は３０×１０-6／ｇＯ2 ／ｇ石炭／分であり、石炭
の自然発火性を低下させることができた。
【００２４】実施例２ 平均粒径２．８ｍｍの亜瀝青炭（ワイオミング炭）を脱
水・加熱処理後、温度が１６０℃となった石炭を、本発
明の石炭酸化処理用サーキュラーグレードを用いて酸化
処理を行った。このとき、温度１５０℃の加熱ガスをグ
レード上に層高１５０ｍｍに積載した石炭層の下方より
石炭層が流動化しないガス流量で３０分間流通させた。
ガス中の酸素濃度は、各酸化処理ゾーン毎に異なるもの
とし、石炭の供給側のゾーンより順に５、７及び９容量
％とした。得られた酸化処理石炭の酸素吸着速度を実施
例１と同様の方法で測定した。その結果、酸素吸着速度
は、２５×１０-6ｇＯ2 ／ｇ石炭／分であり、石炭の自
然発火性を低下させることができた。
水・加熱処理後、温度が１６０℃となった石炭を、本発
明の石炭酸化処理用サーキュラーグレードを用いて酸化
処理を行った。このとき、温度１５０℃の加熱ガスをグ
レード上に層高１５０ｍｍに積載した石炭層の下方より
石炭層が流動化しないガス流量で３０分間流通させた。
ガス中の酸素濃度は、各酸化処理ゾーン毎に異なるもの
とし、石炭の供給側のゾーンより順に５、７及び９容量
％とした。得られた酸化処理石炭の酸素吸着速度を実施
例１と同様の方法で測定した。その結果、酸素吸着速度
は、２５×１０-6ｇＯ2 ／ｇ石炭／分であり、石炭の自
然発火性を低下させることができた。
【００２５】実施例３ 平均粒径２．８ｍｍの亜瀝青炭（ワイオミング炭）を脱
水・加熱処理後、温度が１６０℃となった石炭を、本発
明の石炭酸化処理用サーキュラーグレードを用いて酸化
処理を行った。このとき、温度１２０℃、酸素濃度５容
量％の加熱ガスをグレード上に層高３００ｍｍに積載し
た石炭層の上方より供給し、３０分間酸化処理を行っ
た。得られた酸化処理炭の酸素吸着速度を実施例１と同
様の方法で測定した。その結果、酸素吸着速度は、３２
×１０-6ｇＯ2 ／ｇ石炭／分であり、石炭の自然発火性
を低下させることができた。
水・加熱処理後、温度が１６０℃となった石炭を、本発
明の石炭酸化処理用サーキュラーグレードを用いて酸化
処理を行った。このとき、温度１２０℃、酸素濃度５容
量％の加熱ガスをグレード上に層高３００ｍｍに積載し
た石炭層の上方より供給し、３０分間酸化処理を行っ
た。得られた酸化処理炭の酸素吸着速度を実施例１と同
様の方法で測定した。その結果、酸素吸着速度は、３２
×１０-6ｇＯ2 ／ｇ石炭／分であり、石炭の自然発火性
を低下させることができた。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を得ること
ができる。 １）石炭の酸化処理工程の大部分を従来にない固定床で
行うことで、石炭同士の衝突や装置内部との衝突による
石炭の粉化を極力低減することができ、製品歩留まりを
抑えられる。 ２）石炭の流動形式を固定層と流動層の組合せにするこ
とができ、固定層で処理されてきた石炭層を適度に流動
化させ、混合できるため、主として石炭の層高さ方向に
生じる温度分布を均一化し、ヒートスポットの発生が防
止できる。 ３）酸化処理ゾーンを複数に区割りし、それぞれの酸化
処理ゾーンに異なる温度、流量、酸素濃度の加熱ガスを
供給させることで、石炭への酸素の吸着に伴う発熱を制
御しつつ、酸素の反応速度を速めて酸化処理時間を短縮
することができる。 ４）石炭層の上方より加熱ガスを供給することで、供給
ガス量を多くでき、石炭の酸化発熱量を素早く除去でき
るため、石炭の層高さを高くでき、処理能力を大きくす
るあるいは装置をコンパクト化することが可能である。
ができる。 １）石炭の酸化処理工程の大部分を従来にない固定床で
行うことで、石炭同士の衝突や装置内部との衝突による
石炭の粉化を極力低減することができ、製品歩留まりを
抑えられる。 ２）石炭の流動形式を固定層と流動層の組合せにするこ
とができ、固定層で処理されてきた石炭層を適度に流動
化させ、混合できるため、主として石炭の層高さ方向に
生じる温度分布を均一化し、ヒートスポットの発生が防
止できる。 ３）酸化処理ゾーンを複数に区割りし、それぞれの酸化
処理ゾーンに異なる温度、流量、酸素濃度の加熱ガスを
供給させることで、石炭への酸素の吸着に伴う発熱を制
御しつつ、酸素の反応速度を速めて酸化処理時間を短縮
することができる。 ４）石炭層の上方より加熱ガスを供給することで、供給
ガス量を多くでき、石炭の酸化発熱量を素早く除去でき
るため、石炭の層高さを高くでき、処理能力を大きくす
るあるいは装置をコンパクト化することが可能である。
【図１】本発明による石炭改質方法を実施した、石炭の
酸化処理用サーキュラーグレードの展開図。
酸化処理用サーキュラーグレードの展開図。
【図２】同サーキュラーグレードの平面図。
【図３】従来の石炭の酸化処理装置の一例を示す概略
図。
図。
１ グレード ２ 固定フード ３、４ ウインドボックス ５ 隔壁 ６、６' ゾーン間シール ７ 石炭層 ８ 供給ゾーン ９ａ、９ｂ、９ｃ 酸化処理ゾーン １０ａ、１０ｂ、１０ｃ 混合ゾーン １１ 排出ゾーン １２ 循環ブロワ １３ サイクロン １４ 熱交換器 １５ 循環ブロワ １６ サイクロン １７ 石炭 １８ 改質石炭 １９ 加熱ガス ２０ 排気管 ２１ 加熱ガス ２２ 排気管 ２３ 加熱ガス ２４ 排気管 ２５ 冷却ガス ２７ 配管 ２９ 加熱ガス ３２、３６、４０、４６ 石炭粒子抜き出しライン ４２ ブロワ ４３ サイクロン ４４ 排気管 ４７ 冷却ゾーン ４８ パージライン ４９ メイクアップライン ５０、５４、５８ 熱交換器 ５２、５６、６０ パージライン ５３、５７、６１ メイクアップライン ６３ スプレーノズル ６４ 隔壁 ６８ ライン ７０ 空気分配装置 ３８ ライン ７１ 外壁 ７２ 内壁
Claims (8)
- 【請求項１】 石炭の改質処理工程の中の酸化処理工程
を、サーキュラーグレード上で行うことを特徴とする石
炭の改質方法。 - 【請求項２】 サーキュラーグレードを複数のゾーンに
区割りし、区割りした各ゾーン間に流通させるガスの温
度、流量、酸素濃度をそれぞれ独立に制御して反応速度
をコントロールすることを特徴とする請求項１に記載の
石炭の改質方法。 - 【請求項３】 サーキュラーグレードを備え、該グレー
ドを複数のゾーンに区割りし、固定層ゾーンと、固定層
ゾーン間に石炭を適度に流動化させる混合ゾーンを設け
たことを特徴とする石炭の改質装置。 - 【請求項４】 上記区割りした各ゾーン間に流通させる
ガスの温度、流量、酸素濃度を各ゾーン毎に設定する手
段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の石炭の改
質装置。 - 【請求項５】 複数のゾーンを有する室に区切られた、
回転自在なサーキュラーグレード上において、第一のゾ
ーンで加熱ガスにより石炭の酸化処理を行った後、第二
のゾーンで均一に分散・混合することを特徴とする石炭
の改質方法。 - 【請求項６】 上記サーキュラーグレードが２以上の室
に区切られ、上記酸化処理と分散・混合処理を２回以上
繰り返す請求項５に記載の石炭の改質方法。 - 【請求項７】 上記加熱ガスを石炭層上方から供給する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の改質方法。 - 【請求項８】 上記加熱ガスを石炭層下方から供給する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の改質方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10120687A JPH11310785A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 石炭改質方法及びその装置 |
| US09/300,188 US6436158B1 (en) | 1998-04-30 | 1999-04-27 | Coal reforming process and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10120687A JPH11310785A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 石炭改質方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11310785A true JPH11310785A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=14792476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10120687A Withdrawn JPH11310785A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 石炭改質方法及びその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6436158B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11310785A (ja) |
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| JP2007245040A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Ngk Insulators Ltd | 粉粒体貯留方法および粉粒体貯留装置 |
| JP2010155881A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Electric Power Dev Co Ltd | 自然発火性の簡易推定方法、固形燃料の製造方法、及び、固形燃料の製造設備 |
| WO2012081371A1 (ja) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | 三菱重工業株式会社 | 石炭不活化処理装置 |
| WO2013108768A1 (ja) * | 2012-01-18 | 2013-07-25 | 三菱重工業株式会社 | 高炉設備 |
| WO2014057829A1 (ja) * | 2012-10-09 | 2014-04-17 | 三菱重工業株式会社 | 石炭不活性化処理装置 |
| WO2014091827A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | 三菱重工業株式会社 | 石炭不活性化処理装置およびこれを利用する改質石炭製造設備 |
| JP2014152227A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Kobe Steel Ltd | 石炭の安定化方法、および石炭の安定化設備 |
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| WO2015083508A1 (ja) * | 2013-12-06 | 2015-06-11 | 三菱重工業株式会社 | 石炭不活性化処理装置 |
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| WO2021200425A1 (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | 改質石炭の製造方法および製造設備 |
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1999
- 1999-04-27 US US09/300,188 patent/US6436158B1/en not_active Expired - Fee Related
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