JPS591759B2 - 冶金用成形コ−クスを製造する方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低い膨張指数（ボタン指数）を有する普通に洗
炭した粉炭または粉炭混合物、とくに揮発分の高い粉炭
を結合剤と混合し、ブリケットに圧縮し、連続的材料流
れで表面酸化し、間接的熱供給下に連続的に炭化し、冷
却し、かつ乾留ガスを取出して冷却する冶金用成形コー
クスを製造する方法および装置に関する。

このような方法は特開昭４７−２８００１号、昭５２−
２３１０２号および燃料協会誌第５６巻第６００号（１
９７７）、２２７〜２３１ページから公知である。

さらに低い膨張指数を有する高揮発性粉炭からきわめて
微細な摩砕を必要とする冶金用コークスの他の製法が公
知である。

多くの方法の場合、炭化のために直接加熱が使用され、
そのため多量の低カロリー貧ガスが生じ、方法の経済性
が低下する。

さらに直接加熱の場合ガス化または燃焼によって約４係
の高い石炭損失が生ずる。

また多数の公知法は熱伝達を間接的に実施する場合、す
なわち高発熱量の富ガスを得ることを目的とする場合、
炭化が不連続的に行われる。

この種のすべての方法の場合、炭化時間はきわめて長く
、放出防止手段を備えず、または備えることができず、
とくに石炭ブリケット装入の際およびコークスブリケッ
トの排出、冷却または消火の際、１部可燃性または有害
成分を含むダスト含有ガスの放出が避けられない。

放出は、炉室の下端すなわちコークス排出口にしばしば
焼付凝塊が生じ、これを労多く手で粉砕しなければなら
ないことによっても著しい程度で発生する。

この場合大気へ運ばれるダストが発生する。

さらに装入ホッパ、上昇管および炉室の扉を装置の作業
中タール成分を含むガスがまったく流出しないようにシ
ールすることはきわめて困難であり、費用を要する。

技術水準に関する他の情報はＢａｔｔｅｌｌｅＩｎｓｔ
ｉｔｕｔｅｓ Ｆｒａｎｋｆｒｓｔ ｃ、Ｖ、のレポー
トＢＰ−Ｖ−３１０９６に詳細に記載される。

現在公知の方法は長い炭化時間で高い熱消費量および著
しく多量の放出を示し、存在する文献には粉炭または粉
炭混合物から冶金用成形コークスを製造するこのような
方法をさらに改善し、経済的に形成する提案が含まれな
い。

これはとくに下記の問題に関する： ａ）凝縮水の発生を減少する乾留ガスの冷却、ｂ）ブリ
ケットに適する安価な結合剤の入手、Ｃ）ブリフット表
面酸化用の高温ガスの入手、ｄ）放出の十分な回避。

本発明の目的は上記ａ）〜ｄ）に記載の問題を解決する
粉炭または粉炭混合物から冶金用成形コークスを製造す
る新規方法を提案することである。

この目的は本発明により ａ）乾留ガスを３００〜】２００°Ｇの温度で炭化室の
この温度に相当する位置から取出し、多段とくに２段に
、主として循環的に導くタールによって冷却し、その際
第１段でガスを２８０℃を超える沸点のクールおよび完
全に蒸発する量の水によって冷却し、第２段で２８０℃
以下の沸点のタールによってガス中の水の露点を超える
５０℃より低い温度まで冷却し、 ｂ）第１冷却段で発生したタールを炭化すべきブリケッ
トの結合剤として使用し、 Ｃ）炭化段の加熱排ガスをブリケットの表面酸化に使用
し、 ｄ）装置の加熱排ガスを石炭前乾燥工程からのみ大気中
へ放出する ことによって解決される。

この連続的表面酸化および炭化は簡単な手段によりガス
が外部へ放出されないように形成することができる。

そのためには石炭ブリケットの装置への入口およびコー
クスブリケットの出口に僅かな過圧しか存在しないよう
に作業を制御すれば十分である。

炭化室の炭化ゾーンにその際約５〜１５ミリバールの過
圧が生ずる。

この方法によれば価値ある乾留ガスの損失は無視しうる
程度に少量であり、逆に少量の表面酸化ガスがコークス
炉ガスへ移行する。

表面酸化過程と炭化過程の中間にたとえば流れの抵抗を
挿入することもできる。

本発明の方法は公知法の場合のように低い膨張指数を有
する中および高揮発分の粉炭に制限されない。

本発明の方法によればすべての種類の石炭混合物を炭化
することができる。

自体高い膨張指数を有する石炭は低い膨張指数の他種の
石炭の混合またはたとえば粉コークスもしくは石油コー
クスの混合によって混合物が高くとも膨張指数５を有す
るように調節することができる。

実際にこの方法ですべての種類の石炭を炭化することが
できる。

本発明の方法の１実施例によれば乾留ガスは３００〜４
５０℃の温度で炉室から吸出される。

この場合炭化のための熱消費は従来の炭化法に比して低
く、価値の高い過剰の乾留ガスが多量に得られる。

この場合タールも高収率をもって得られ、このタールは
前述のように、１部この方法自体で石炭ブリケットの結
合剤として使用される。

高いタール収率を望む場合、炭化室から乾留ガスを取出
す取出口は炭化室の上部、加熱炎道底部から測って加熱
された室の高さの約３／４の高さに配置される。

高いクール収率を重視しない場合、乾留ガスは炭化室の
もつと深い位置すなわち炭化室内の約８００℃に相当す
る位置から吸出される。

さらにもつと深い位置たとえばガスを１２００℃に相当
する位置から取出す場合、もはやタールは含まれない。

同様炭化水素もフェノールも得られない。これらは炭化
室を去る前に熱分解される。

もちろんその際高い炭化熱が発生する。

しかしこの点は凝縮水が発生しない利点によって補償さ
れる。

それは水が炉室内で行われる水性ガス反応に消費される
からである。

したがってこの場合ガスを間接的にのみ冷却すれば、排
水問題が生じない。

もちろんこの場合少し低い発熱量のガスが得られる。

それはメタンのような炭化水素も分解され、そのため乾
留ガスに多量の水素および酸化炭素が含まれるからであ
る。

間接加熱ガスの排熱は公知法でたとえば粉炭の予熱また
は他のプロセス過程、たとえばピッチのような結合剤で
作業する場合、ブリケット結合剤貯蔵容器の加熱蒸気の
製造に使用することができる。

しかし約６００℃の温度の加熱排ガスは一般になお約２
〜６％の酸素を含む。

それゆえこの排ガスは本発明により炭化する石炭ブリケ
ットの表面酸化に使用される。

この方法で本発明の方法のとくに高い経済性が達成され
る。

特殊な場合として加熱排ガスの酸素量が２容量係より低
い場合、表面酸化ガスとして使用できるように、この排
ガスに空気とくにプロセス熱により予熱した空気を添加
する。

本発明の方法によれば一般に加熱力の強いガスが多量に
得られ、その１部はこの方法自体の加熱目的に使用され
る。

さらに過剰の加熱力の強いガスは自由に使用することが
できる。

有害な放出が行われないように、この方法自体の加熱目
的ならびに表面酸化ガスおよび石炭乾燥に使用した排ガ
スは有害物質を含まないように洗浄処理される。

本発明の方法は表面酸化および炭化の際に前記圧力を維
持すれば、１箇所のみすなわち石炭予備乾燥のガス出口
でのみ無害な加熱排ガスを排出するように実施すること
ができる。

高温コークスの冷却ガスは循環的に熱交換器に導かれる
。

この場合その熱はたとえば炭化室の加熱および表面酸化
ガスの加熱に必要な燃焼空気へ伝達され、さらに次の乾
留ガスの精製に必要な蒸気を製造するために十分に排熱
が利用される。

しかし本発明の方法によれは炭化の際の間接加熱にこの
目的のため用意されたまたは存在する貧ガスたとえば高
炉ガスを使用することもでき、それによって炭化過程か
らの価値ある高発熱量の乾留ガスの全量を他の目的に利
用することができる。

炉室から３００〜４５０℃で取出した乾留ガスは有利に
前記のように最初の２段が本発明に属する３段階に冷却
される。

この第１冷却段で得られる２８０℃を超える沸点のター
ルは炭化室からのガスとともに排出されるコークスダス
トのほぼ全量を含む。

ダスト含有高沸点タールのこの回路からの過剰分は、有
利に他の処理をせずにブリケット結合剤としてこの方法
自体に使用される。

第２冷却段でガスはさらにもっばら循環的に導かれる沸
点２８０℃以下のタールにより水の露点より高い温度ま
で冷却される。

したがってこの場合凝縮水が発生しないので、多量のタ
ールが水およびダストを含まずに得られる。

次にさらに冷却、処理および精製が公知法により行われ
る。

第２および第３冷却過程は１つの過程とすることもでき
、その際２５０℃以下のガスの冷却は公知法または公知
装置たとえば常用の水の噴射ノズルを有する直交管冷却
器により行うことができる。

前記のように本発明による前冷却のためこの場合比較的
少量の凝縮水しか発生しない。

これはすなわち第３段におけるガスの最終冷却が間接的
に冷却水により行われる場合である。

それゆえガス最終冷却装置とくにタールおよび水の凝縮
物のためのタール分離容器は小さい寸法に形成すること
ができる。

表面酸化を必要としない石炭のブリケットを使用する場
合、表面酸化過程は簡単な予熱過程として作業すること
ができる。

炭化過程の温度制御または温度勾配調節のため有利に加
熱排ガスの１部を循環的に炭化過程の加熱のため還流さ
せることができる。

温度制御のため表面酸化ガスを循環させるのが有利なこ
とが明らかになった。

プロセス実施のため表面酸化室を、加熱炎道を備える間
接加熱の垂直炉室の上に配置するのが有利なことが実証
された。

この方法で２つの装置部分を１つの装置ユニットとして
形成することができる。

乾留ガスの取出管はたとえば炉室の端面に、または下向
きに開く通路として炉室垂直壁に沿って配置することが
できる。

ブリケット製造にはすべての種類のプレスたとえばロー
ルプレス、リングロールプレスまたはエクストルーダを
使用することができる。

しかしロールプレスがその大きい処理能力のためこの位
置に有利に配置される。

放出をほぼ完全に防ぐため表面酸化室、炉室および冷却
室は共通の壁たとえば鋼壁で包囲され、表面酸化室への
ブリケット入口および冷却室からのコークスブリケット
出口は２重ゲ゛−トでシールされる。

粉炭、結合剤、石炭ブリケットおよび製造したコークス
ブリケットのすべての中間輸送は公知技術により必要最
小に制限される。

次に本発明を図面により説明する。

数値の表示はそれぞれ大工業規模の作業における時間当
りの処理量に関する。

湿り炭バンカ２に供給管１を介して粒度１０１１ｔｎ以
下、揮発分２８係（水を含まず）、装入水分１０％、灰
分６係の性質を有する洗炭した粉炭１００トンを供給し
、ベルト秤３および供給投射機４を介して気流乾燥機５
へ送り、ここで石炭を高温ガス発生器１０および導管１
１からの不活性ガス流（５００℃、約９ＬＯＯＯｎｍ’
）によよて残留水分く１係へ乾燥する。

気流乾燥機５のあとに接続したハンマミル６内で、乾燥
機の頂部でセパレーク７を介して３ｍｍより大きい粒度
で分離した部分の石炭のみを摩砕する。

それゆえ気流乾燥機は適当な乾燥機としてとくに有利に
推奨される。

すべての他のタイプの石炭乾燥機（たとえば流動床−、
タービン形−１回転ドラム乾燥機等）を使用しうること
は明らかである。

セパレータ７によって分離されなかった粉炭を含むキャ
リヤガスは導管８によって材料分離器９に達し、そこか
ら導管１２を介して多段除塵機１３へ、さらに導管１４
を介してブロア１５により約１７０℃の温度で１部（２
５，ＯＯＯｎｍ”）は導管１６をへて高温ガス発生器１
０へ還流し、１部は導管１７を介してバッグフィルタ１
８へ送うれ、そこから導管１９を介して浄化排ガス約７
８．０００ｎｍ’が大気へ放出される。

予備乾燥した石炭はハンマミル６、材料分離器９、多段
除塵機１３およびバッグフィルタ１８から排出管および
スクリューコンベア２０〜２８を介して乾燥炭バンカ２
９へ１２０°Ｃで９０トンの量が充てんされる。

バンカ取出管３０から石炭は混合スクリュー３２に供給
され、そこで導管３１からの結合剤（石炭のピッチ、ク
ールビチューメンおよび（または）石油ビチューメン）
と混合され、混合物を混練機３３で処理した後、ロール
プレス３４で生ブリケットに成形する。

適当な輸送装置３５〜３７により充てんホッパ３８およ
びゲート室３９を介してブリケット（９６トン、１２０
℃）は供給バンカ４０に入る。

２つのゲート室３９および４４によって閉鎖された系内
でブリケットは連続的にまず表面酸化室４１を通って滑
り、ここでブリケットの表面は酸素含量約２〜６係の高
温排ガスによって酸化され、次に間接加熱の炭化室４２
、最後に冷却室４３を通り、ここで温度１０００℃の成
形コークスは別個の冷却回路によって５０℃に直接冷却
される。

ゲート室４４および取出管４５を介して成形コークス７
０トンが装置を去る。

生ブリケットの表面酸化のため、炭化室の間接加熱系か
ら燃焼ガスの約７５〜８０係が導管４６を介して６００
℃で取出され、ブロア４７によって導管４Ｂ（２９０℃
、１１０，０００ｎｍ’）を介して循環的に堆積ブリケ
ットへ吹込まれる。

間接加熱系の残りの２５〜３０％の排ガスは導管４９か
ら酸化室を通して導かれた排ガスと合流し、還流管５０
を介して３６０℃で５４．ＯＯＯｎｍ３の量が気流乾燥
機５の高温ガス発生器１０へ導かれる。

炭化室４２の間接加熱のため、導管５１を介して乾燥し
た精製コークス炉ガス９，０００ｎｍ’が供給される。

これに必要な燃焼空気（４８，０００ｎｍ’）はブロア
５２および導管５３，５４を介して冷却室４３と結合し
ている熱交換器５６で加熱（２０℃から５００℃へ）し
た後、導管５５を介して炭化室４２の加熱系へ吹込まれ
る。

冷却回路内を不活性ガス１２０，０ＯＯｎ＠’がブロア
５７によって循環する。

導管５８から３０℃の冷ガスが冷却室４３へ導かれ、導
管５９から６００°Ｃでこの室を去る。

そのうちの約４０％は燃焼空気予熱のため導管６０，６
１および熱交換器５６を介して送られ、残部は蒸気のた
めの導管６６．６７を有する排熱ボイラ６５で１５０℃
、圧力４０バールの飽和蒸気２３トンの発生に使用され
、導管６２．６３を介して付加的冷却器６８内で熱交換
器５６からの４０％といっしょに２００℃から冷却室の
入口温度３０℃へ冷却され、導管６４によりブロア５７
に導かれる。

炭化の際発生する粗ガスは炭化室の端面で加熱された高
さの約７５係に相当する高さから３５０℃で導管６９を
介して取出され、第２図に示すタール循環回路を有する
ガス冷却および洗浄装置へ導かれる。

粗ガス取出位置は粗ガス中のすべてのタール分が蒸気状
で存在し、高沸点クール分が低温の堆積ブリケット内で
凝縮して閉塞を起こすことがないように選ばれる。

炭化の際発生する粗ガスから精製後、富ガス３０．００
０ｎｍ’が残り、そのうち９，０ＯＯｎ７７１’は炭化
室４２の加熱に使用される。

ガス２，２００ｎｍ３は導管７０を介して高温ガス発生
器１０へ、導管７１および７２を介する燃焼空気１０，
０００ｎｍ３といっしょに供給される。

ガス１８，８００ｎｍ’はそれゆえ過剰である。

このガスの発熱量はＨｕ ＝ ４，３００ Ｋｃａｌ／
ｎｙ？である。

第１図にはさらに鎖線によって、導管７４を介して精製
コークス炉ガスおよび導管７５を介してこれに必要な空
気を供給する特殊燃焼室７３によって、調節可能の酸素
含量を有する特殊な酸化ガスを製造し、導管７６．７７
を介して表面酸化室４１に循環的に送る可能性が示され
る。

炭化の際発生する粗ガスは第２図に示すように導管６９
を介して冷却のため順次冷却塔８０゜８１．８２を通過
し、次に電気集塵フィルタ８３で微細ダストを除去し、
ガスブロア８４で圧力を上昇した後、乾燥、表面酸化、
炭化および過剰ガス（導管７８）として利用される。

粗ガスの冷却は第１段冷却塔８０すなわちタール洗浄器
で主としてタールと並流に行われ、このタールは導管７
９ａ＝ｃを介して上からおよび種種の高さで洗浄器に供
給され、下部で導管８５からタンク８６へ流出し、導管
８７．８８を介してポンプ８９により循環的に導かれる
。

同時に冷却のため導管９０．９１を介して、第１冷却塔
から第２冷却塔への移行部９３で測定したガス温度によ
って弁９２で制御する完全蒸発を保証するごく少量の水
が添加される。

ポンプ８９の後方で過剰の粗タール約３．５トンが循環
回路から取出され、導管９４を介して混合タンク９５に
供給される。

導管９６を介して系外から供給されるビチューメン２．
５トンといっしょにブリケット製造に必要な結合剤６ト
ンが導管３１からポンプ９７により送られる。

粗ガスは第２冷却塔の下部へ９８ａから入り、導管９８
を介して約１２０〜１４０℃で次の直交管冷却器８２の
上部へ導出される。

第１段と同様粗ガスは第２段で循環的に導かれるクール
および付加的に供給される水（導管系９９〜１０７）に
より向流に冷却される。

さらに１０８からほとんど水およびダストを含まない低
沸点タールが得られる。

冷却回路１０９，１１０を有する最終冷却の直交管冷却
器８２から約３０℃のガスは導管１１１によって電気集
塵フィルタ８３へ流れ、ここから導管１１２を介して残
りの微細ダストが除去される。

次に精製された富ガスは導管１１３およびブロア８４を
介して使用場所に達する。

直交管冷却器８２で得られるタールおよびその他の凝縮
液は導管１１４から分離器１１５へ流れ、１１６から水
相として、１１７からタール油として別個に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の装置の配置および配管を
示す図である。 ２・・・・・・湿り炭バンカ、５・・・・−・気流乾燥
機、６・・・・・・ハンマミル、９・・・・・・分離機
、１３・・・・・・除塵機、１８・・・・・・バッグフ
ィルタ、２９・・・・・・乾燥炭バンカ、３４・・・・
・・ロールプレス、３９，４４・・・・・・ケート室、
４１・・・・・・表面酸化室、４２・・・・・・炭化室
、４３・・・・・・冷却室、７３・・・・・・特殊燃焼
室、８０，８１，８２・・・・・・冷却塔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低い膨張指数を有する普通に洗炭した粉炭または粉
   炭混合物、とくに揮発分の高い粉炭を結合剤と混合し、
   ブリケットに圧縮し、連続的材料流れで表面酸化し、間
   接的熱供給下に連続的に炭化し、冷却し、かつ乾留ガス
   を取出して冷却する冶金用成形コークスを製造する方法
   において、ａ）乾留ガスを３００〜１２００℃の温度で
   炭化室のこの温度に相当する位置から取出し、多段とく
   に２段に、主として循環的に導くタールによって冷却し
   、その際第１段でガスを２８０℃を起える沸点のタール
   および完全に蒸発する量の水によって冷却し、第２段で
   ２８０℃以下の沸点のタールによってガス中の水の露点
   を超える５０℃より低い温度まで冷却し、 ｂ）第１冷却段で発生したクールを炭化すべきブリケッ
   トの結合剤として使用し、 Ｃ）炭化段の加熱排ガスをブリケットの表面酸化に使用
   し、 ｄ）装置の加熱排ガスを石炭前乾燥過程からのみ大気中
   へ放出する ことを特徴とする冶金用成形コークスを製造する方法。 ２ 低い膨張指数を有する普通に洗炭した粉炭または粉
   炭混合物、とくに揮発分の高い粉炭を結合剤と混合し、
   ブリケットに圧縮し、連続的材料流れで表面酸化し、間
   接的熱供給下に連続的に炭化し、冷却し、かつ乾留ガス
   を取出して冷却する、表面酸化室、加熱炎道を備える間
   接加熱の垂直炭化室およびその下に配置したコークス冷
   却室を有する冶金用成形コークスを製造する装置におい
   て、表面酸化室４１が炭化室４２の直上に配置され、炭
   化室の加熱排ガスの取出管４６が表面酸化室４１へ導か
   れ、さらに炭化室からの乾留ガス取出管６９が加熱炎道
   底部から測って加熱された室の高さの１／３〜３／４に
   相当する高さに配置され、表面酸化室４１および炭化室
   ４２が冷却室４３とともに共通の壁たとえば鋼板壁によ
   って包囲され、石炭石炭ブリケットの表面酸化室４１へ
   の入口および冷却室４３からのコークスブリケット出口
   が２重ゲート３９．４４を備えている ことを特徴とする冶金用成形コークスを製造する装置０