JPS5940185B2 - 高揮発分非微粘結炭の予備処理方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高揮発分非微粘結炭より成型コークス製造に適
するチャーを得るための予備処理の方法及び装置に関す
る。

現在日本で入手可能な（米、加、豪、ソ連東部、中国東
部及び日本を含む地域における）石炭の推定埋蔵量は、
表−１に示す如（であって、総量は２兆５７３０億トン
と言われている。

この内、粘結性を示すコークス用炭は約２０％にあたる
５３４０億トンに過ぎず、その不足を補うために微粘結
炭や非粘結炭を使用して成型コークスを製造することに
よって冶金用コークスを製造することが試みられている
。

然しなから、上記の試みにおいても、低・中揮発分非粘
結炭程度までが成型コークスの対象原料とされるもので
、高揮発分非微粘結炭（亜瀝青炭を含む）及び褐炭はそ
の主原料としては対象とされていない。

表−１に示されているように、資源的に豊富な高揮発分
非微粘結炭、褐炭等を、予備処理することによってコー
クスの原料とすることが出来れば、原料範囲は約５倍と
いう飛躍的な増加が期待される。

高揮発分非微粘結炭を予備処理してセミコークスいわゆ
るチャーにして、コークス原料とすることは既に行われ
ている。

然し、その製造方法は急速加熱によるもので、例えばコ
ーライト法とよばれる方式（下材式乾留炉や輪画式乾留
炉による製造）においては、乾留温度３５０〜４００℃
で乾留時間は約１０分という短時間である。

しかも、この予備処理後にチャーを粉砕してコークス原
料炭に配合しており、チャーのセル構造や強度は全く考
慮されていないものであった。

上記の如き急速乾留により製造されたチャーは、多孔質
で強度は非常に弱い。

高速乾留方式によって良質のチャーが得られないために
、緩速乾留が望ましいと考えられるようになったが、緩
速乾留による場合、（１）チャーの均一性の保持、（２
）発生乾留ガスの高カロリー状態での回収、（３）最適
緩速乾留条件の３項目を満足させる技術は未だ開発され
ていない。

例えば、ＦＭＣの多段流動層方式によれば、発生乾留ガ
スが低カロリーとなり、最終乾留温度が高く、チャーの
ＶＭが小さい。

又、内熱回転キルン方式によれば、炎からの輻射伝熱が
あり、昇温速度は１８〜ｂ 多孔質である。

本発明は、前記の如き従来方法によって得られなかった
緩速乾留の最適条件の適用を達成し、高カロリーの乾留
ガスを回収し、均一な良質のチャーの製造を可能とする
高揮発分非微粘結炭の予備処理方法及び装置を提供する
ものである。

本発明者達は、緩速乾留の最適条件の研究の結果、第１
図に示す如きヒートパターンにより 高揮発分非微粘結
炭を緩速乾留して得られるチャーは、原炭や従来チャー
と比較してこれを配合したコークスの常温強度レベルが
高く、コークス原料として相当に多量に配合しても強度
低下は殆んど認められないということを見出し、この条
件を適用する高揮発分非微粘結炭の予備処理方法及び装
置の開発に成功した。

本発明による方法は、原料とすべき高揮発分非微粘結炭
を、予熱によって２５０〜３００℃まで予熱して約３０
分間その温度に保持し、次いで前記予熱された原料を、
加熱用燃焼ガスを複数の取入口より導入して、加熱ガス
量の配分調整により加熱温度を所定の昇温パターンに合
せることのできる外熱式二重ロータリーキルン中に装入
して、キルン通過中の原料炭の加熱パターンを第１図に
示されたパターンに適合させて緩速乾留チャーを製造す
ることを特徴とするものである。

第１図の加熱パターンに示された温度範囲は、緩速乾留
の効果をあげるために最適の温度範囲で、これを超える
と緩速乾留の効果が低下し、これを下まわるといたずら
に操業時間の延長をまねくことになる。

次に本発明の方法及びそれを実施するための装置につい
て、■実施例に基いてその詳細を説明する。

第２図は、本発明を実施する装置の構成及び工程の流れ
を示す図で、図において１は原料炭に後述のタールを添
加するための混合機、２はコンベヤー、３は原料炭を予
熱するための流動予熱機、４はコンベヤー、５は外側よ
り高温ガスによって加熱される外熱式二重ロータリーキ
ルンで、複数の加熱ガス取入口６ａ、６ｂｔ６ｃを有し
、炉体外側にキルンが摺動回転出来るようにこれと接触
している加熱ガス導入リング７ａ＝ｃを有し、これらに
導入する加熱ガス量の配分によって炉内の温度勾配を制
御することが出来る。

８はキルンに加熱用ガスを送るための燃焼炉である。

９は製造されたチャーを冷却するための流動クーラーで
、下方からＮ２ガス等不活性ガスを循環させてチャーを
冷却するものである。

１０は製品チャーを製造系外へ搬出するコンベヤーであ
る。

１１はサイクロン、１２は収塵機で、チャー冷却用ガス
を清浄するものである。

１３は空気予熱器で、流動クーラー９内で高温になった
チャー冷却用ガスを冷却し、同時に熱交換によって燃焼
炉８へ送る燃焼用空気の予熱を行う。

ｆ、、ｆ２は送気用のファンである。

１４は原料炭の流動予熱機３よりの含塵ガスを処理する
サイクロン、１５は同じ（集塵機で、１６は上記ガスを
水を用いて冷却洗滌するための冷却洗滌装置、１７は洗
滌されたダストを回収するシックナーである。

１８は煙突、ｆ３．ｆ４は上記洗滌されたガスを夫々煙
突に送り、又は必要に応じてロータリーキルン５に返す
ためのファンである。

１９はロータリーキルン５より排出されるタールを含む
乾留ガスを冷却してガスとタールを分離するためのコン
デンサーである。

本発明の方法をその１実施例について説明すれば次の通
りである。

高揮発分非微粘結の原料炭（−３ｍｍに粉砕しである）
に、混合機１内にて後述するタールを添加混合し、コン
ベヤー２を経て流動予熱機に装入する。

ここで、下部より燃焼炉８からの加熱ガス（約４６０℃
）を吹込み、原料炭の乾燥及び予熱を行う。

予熱は第１図のパターンに示された如く２５０〜３００
℃にて約３０分間保持して行う。

次に予熱された原料炭をコンベヤー４によって外熱式二
重ロータリーキルン内に装入し、ここで原料炭の緩速乾
留を行う。

原料の加熱パターンは第１図に示す如く、５部３℃７ｍ
１ｎの上昇速度で４０〜７５分間緩速乾留を行った後、
４５０〜６００℃に達したらこの温度で１０〜３０分間
保持するものである。

この温度調整は、キルンを外側から加熱する加熱ガス（
５５０℃）の各取入口５ａ−ｃより導入する量の配分を
加減して行うもので、通常その９０〜６０％をチャー出
口側の取入口６ａから導入し、他の取入口のガス量（４
０〜１０％）は調整用として炉況に応じて変化させる。

ロータリーキルン５を通過して緩速乾留されたチャーは
、流動クーラー９で、下方からＮ２ ガス等不活性ガス
の吹込みによって冷却し、コンベヤー１０によって製品
として製造系外へ搬出される。

製品チャーばＶＭ１５〜２０％で、密度が高（、強度が
犬で、且つそのままで成型コークスの原料として使用に
適するもので、品質は均一である。

］・ チャー冷却に用いられた不活性ガス（４００℃）
は、サイクロン１１、収率機１２により清浄にして、空
気予熱機１３により、燃焼炉８へ送る空気（２００℃と
なる）を熱交換して冷却（１００℃となる）後、流動ク
ーラーに繰返し使用する。

原料炭予熱に用いられた流動予熱機より外部へ出る含塵
ガスは、サイクロン１４、収率機１５を経て、流動クー
ラー９のガスの１部と共に冷却洗滌装置１６に導き清浄
にして煙突１８より放出、或いは必要に応じて燃焼炉８
よりの加熱ガス温度の調整用として加熱ガスに混合する
。

冷却洗滌装置１６よりのスラッジはシックナー１７で回
収する。

ロータリーキルン５の高温側より排出されるタールを含
む乾留ガスは、コンデンサー１９に導いてタールを分離
し、ガスは系外に送って利用する。

分離されたタールは混合機１に送り、原料炭に添加する
。

タールの凝縮温度は４００℃前後であるので、炉内にお
ける凝縮を防止するために、キルンの炉尻温度は４５０
℃以上に保つことが好ましい。

タール凝縮によるリング形成のトラブルを解消するため
に、場合により炉内に水蒸気等を吹込み、炉内ガスの排
出を助けることもある。

上記の如くにして、ロータリーキルン内で石炭の乾留に
よって発生するタールを原料炭に添加しで繰返す場合に
は、はじめは原炭に対して発生するタールの割合（％）
は次第に増加し、数回繰返し行う間に定常化する。

そして、それまでに発生するガス成分の内Ｈ２は次第に
減少し、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８等は合
計量として次第に増加する傾向を示す。

上記の状況は表−２に示される如くであって、Ｈ２の減
少、ＣＨ４〜Ｃ３Ｈ８等の増加は、発生する乾留ガスの
カロリーを増大させる。

又、原料炭に対するタールの添加は石炭改質のために相
当の効果を示す。

上記のタール繰返しは、前記の如く常温の原料炭に常温
（液状）で添加する以外に、予熱炭（２５０〜３００℃
）に液状で添加してもよ（、更に気体の状態で常温の石
炭又は予熱炭に添加することも可能である。

尚、前述の予熱機、冷却装置等キルンの付属設備は、他
の適当な型式のものを使用することも出来る。

本発明の方法においては、前述の如く外熱式二重ロータ
リーキルンを採用して炉内における加熱パターンを制御
するものであるが、それによって次のような利益が得ら
れる。

（１）石炭から発生する乾留ガスの有効利用が計られる
。

（２）理想的な昇温カーブに沿った温度制御が比較的容
易である。

（３）発生乾留ガスを高温側に吸引出来るので、タール
によるトラブルを防止しやすい。

（４）局部過熱を防止出来る。

又、本発明の方法、装置により生産されるチャーは、品
質が均一で、然もそれを用いた成型コークスの常温強度
が高く（第３図参照）、且つ反応率が低く反応後強度が
高く（第４図参照）、通常のコークスと同レベルの値を
示すもので、コークス原料としての優秀性を示している
。

第３図は、原炭、従来チャー、及び本発明の方法による
チャーを用いたコークスの常温強度の比較を示す図で、
第４図は原炭、従来チャー、本発明の方法によるチャー
を用いたコークス及び通常のコークスの反応率及び反応
後強度を比較する図で、明かに本発明によるチャー〇優
秀なことを示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基礎となる緩速乾留の昇温パターンの
図、第２図は本発明の方法のフロー及び装置の構成を示
す図、第３図及び第４図は本発明によるチャー及び他の
原料によるコークスの性質の比較を示す図である。 １：混合機、３：流動予熱機、５：外熱式二重ロータリ
ーキルン、５ａ−ｃ：加熱ガス取入口、８：燃焼炉、９
：流動クーラー、１２：収車機、１３：空気予熱機、１
５：収車機、１６：冷却洗滌装置、１９：コンデンサー
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高揮発分非微粘結炭を予熱機によって乾燥、加熱後
   、複数の加熱ガス取入口を有する外熱式二重ロータリー
   キルンに装入し、前記加熱ガス取入口への加熱ガス導入
   量の配分を調整することにより、炉内における原料炭の
   昇温速度を５±３’ｃ ７ｍ１ｙｒの範囲内に制御し、
   且つその温度が４５０〜６００℃に達した後冷却するこ
   とを特徴とする高揮発分非微粘結炭の予備処理方法。 ２、特許請求の範囲第１項の方法において、外熱式二重
   ロータリーキルンより発生する乾留ガス中のタールを、
   原料炭に繰返し添加することを特徴とする高揮発分非微
   粘結炭の予備処理方法。 ３ 原料炭を予熱するための予熱機と、該予熱機で予熱
   された原料炭を受入れて所定の昇温パターンに沿ってこ
   れを加熱するための、複数の加熱ガス取入口を有する外
   熱式二重ロータリーキルンと、該外熱式二重ロータリー
   キルンより排出されるチャーを冷却するためのクーラー
   とを備え、前記外熱式二重ロータリーキルンよりの乾留
   ガス中のタールを分離して前記原料炭に添加するための
   コンデンサー及び混合機を備え或いは備えないことを特
   徴とする高揮発分非微粘結炭の予備処理装置。