JPS61219860A - Coal carbonization testing method - Google Patents

Coal carbonization testing method

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JPS61219860A
JPS61219860A JP5352985A JP5352985A JPS61219860A JP S61219860 A JPS61219860 A JP S61219860A JP 5352985 A JP5352985 A JP 5352985A JP 5352985 A JP5352985 A JP 5352985A JP S61219860 A JPS61219860 A JP S61219860A
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JP
Japan
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sample
coal
coke
microreactivity
nsc
Prior art date
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Pending
Application number
JP5352985A
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Japanese (ja)
Inventor
ジヨゼフ・ゴレツカ
エドマンド・ピーター・ミルズ
エドワード・キース・ハリソン
ロイ・ニコルズ
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Coal Industry Patents Ltd
Original Assignee
Coal Industry Patents Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は石炭炭化試験方法に関し、更に詳細に述べれば
コークスのミクロ反応性(+aicro−reacti
vity)についての情報を得るための試験方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a coal carbonization test method, and more specifically, the present invention relates to a method for testing coal carbonization, and more specifically, the micro-reactivity of coke.
ity).

[従来の技術1 現在、二酸化炭素に対する炭化した石炭またはコークス
の反応性がかなり注目されている。コークスの反応性に
ついての好ましい試験方法は新日本製鉄株式会社法(以
下、NSC法と記載する)(COMA、1981年報、
第87頁)であり、該方法は正確な寸法をもつ塊状コー
クス(20±1 arm)の試料200gを1100℃
で、2時間、二酸化炭素中に置いた場合の重量損失割合
を測定することを含む。特別な標準装置がNSC法を行
うために案出されたが、該装置が高価であるばかりでな
く、該方法は時間を消費し、且つ労力を非常に要する。
[Prior Art 1] Currently, the reactivity of carbonized coal or coke toward carbon dioxide is receiving considerable attention. The preferred test method for coke reactivity is the Nippon Steel Corporation method (hereinafter referred to as the NSC method) (COMA, 1981 report,
(Page 87), and the method involves heating a 200g sample of lump coke (20±1 arm) with precise dimensions at 1100°C.
and measuring the percent weight loss when placed in carbon dioxide for 2 hours. Special standard equipment has been devised to perform the NSC method, but not only is the equipment expensive, but the method is time consuming and very labor intensive.

すなわち、工業的に使用するための石炭または石炭混合
物を評価するために、試験用コークスを製造しなければ
ならず、これには最高1日を必要とする。その後、該方
法自体は熟練した実験室職員を必要とする。コークス炉
プラントであまり熟練していない職員により行なうこと
ができ、またコークスを実際に製造する前に工業的規模
の石炭装入原料または石炭混合物装入原料のおよその性
質を予想し、且つ監視するためのプラント管理が可能と
なる、より簡単で、より速く且つより安価な試験方法を
案出すれば、コークス炉プラント作業者にかなりの助力
となるであろう。試験炉中またはパイロット炉中で試験
用コークスを製造する必要を回避することができる試験
方法が見出されれば、最も大きな利点となるであろう、
我々はNSC法の欠点を全て回避することはできないと
じても、はとんどを回避した迅速且つ簡単な方法であっ
て、しかもNSC法の結果と非常に良い相関性がある結
果が得られる方法を見出した。
That is, in order to evaluate coal or coal mixtures for industrial use, test coke must be produced, which requires up to one day. Subsequently, the method itself requires skilled laboratory personnel. It can be carried out by less skilled personnel in a coke oven plant and predicts and monitors the approximate properties of a coal charge or coal mixture charge on an industrial scale before actually producing coke. It would be of considerable assistance to coke oven plant operators to develop simpler, faster, and less expensive test methods that would allow for plant management. The greatest advantage would be if a test method were found that could avoid the need to produce test coke in a test or pilot furnace.
Although we cannot avoid all of the shortcomings of the NSC method, we do have a quick and easy method that avoids most of them and yields results that correlate very well with the results of the NSC method. I found a way.

従って、本発明はコークスのミクロ反応性の評価方法に
おいて、代表的な石炭または石炭混合物の少量の微粉試
料を採取し、該試料を不活性〃ス条件下で、所望の反応
性試験温度で一定重量が得られるまで加熱することによ
って炭化し、炭化した試料上に所望の試験温度で二酸化
炭素を通過させ、一定時間内での重量損失を測定するこ
とからなるコークスのミクロ反応性の評価方法を提供す
るにある。
Therefore, the present invention provides a method for evaluating the microreactivity of coke, in which a small amount of a fine powder sample of a representative coal or coal mixture is taken, and the sample is kept under inert gas conditions at a desired reactivity test temperature. A method for evaluating the microreactivity of coke consists of carbonizing it by heating until a weight is obtained, passing carbon dioxide at the desired test temperature over the carbonized sample, and measuring the weight loss within a certain time. It is on offer.

本発明方法の原料はコークスではなく、石炭であること
を上述の記載から直ちに理解できよう。
It will be readily understood from the above description that the raw material for the process of the present invention is not coke but coal.

我々は原料として石炭を使用することがこれまで提唱さ
れてきたことではないと考えており、しかも後述により
、より明瞭になるであろう特定の利点を提供するもので
ある。石炭または石炭混合物は適当な寸法に粉砕または
破砕することが好ましい;例えばNSC法と良好な相関
性にあることが観察された試験において、適当な寸法範
囲は212〜125μm(72〜120英国標準篩寸法
)であり、この寸法範囲は英国工業界で装入原料石炭(
類)の最も類似した分析のためにしはしば造られた寸法
範囲内にある。試料の重量は本発明方法では臨界的なも
のではなく、150mg程度の少量で好首尾な試験が行
なわれるが、プラントに使用するために適した試験方法
では約10gの試料を使用することができることが予想
される。しかし、試料を代表的なものとすることが重要
であり、統計学的に代表的な試料をサンプリングするた
めの、通常り7ラ一操作(riffling proc
edure)を含む既知の方法が存在する。
We believe that the use of coal as a raw material is not something that has been previously advocated, and yet offers certain advantages that will become more apparent in the discussion below. It is preferred that the coal or coal mixture is crushed or crushed to suitable dimensions; for example, in tests that have been observed to correlate well with the NSC method, a suitable size range is 212-125 μm (72-120 British Standard Sieve). dimensions), and this dimensional range is used in British industry for charging coking coal (
For most similar analyses, the size range is often within the range of dimensions established for most similar analyses. The weight of the sample is not critical for the method of the invention; successful tests have been carried out with as little as 150 mg, although samples of about 10 g can be used in test methods suitable for plant use. is expected. However, it is important that the sample be representative, and a standard riffling procedure is used to sample a statistically representative sample.
There are known methods including edure).

石炭または石炭混合物試料を不活性〃ス条件下、好適に
は不活性ガス流、便宜には窒素がス流の条件下で、所定
の温度へ加熱する。しかし、任意の不活性〃スが使用で
きる。所定の温度は通常900〜1200℃の範囲内に
あり、NSC法では1100℃である。また、加熱速度
は炉内で慣用の炭化を行うために好都合な速度であれば
よく、5℃/分程度の速度である。所望であれば、約5
00℃以上の、特に可塑性発現段階後(post−pl
astic)により速い速度で加熱することによって試
験を高速化することができるが、本発明方法は少量の試
料を用いて繰作できるものであるために、急速な加熱に
よる問題は回避すべきであり、また炭化時間はコークス
炉中での17〜20時間の代わりに3.5時間程度とす
る。試験を行なう石炭(B)が強く塊状化した場合には
、凝集を防止するために石炭の個々の粒子を物理的に分
離することが望ましい。本発明方法がミクロ反応性試験
であり、多量のコークスの全体の反応性についての情報
な模擬または得ることを意図するものではないために、
溶融が起こるコークスではなく炭化体(チャー)のみを
形成することが必要である。
The coal or coal mixture sample is heated to a predetermined temperature under inert gas conditions, preferably a stream of inert gas, conveniently nitrogen. However, any inert gas can be used. The predetermined temperature is usually in the range of 900 to 1200°C, and in the NSC method is 1100°C. Further, the heating rate may be any convenient rate for carrying out conventional carbonization in a furnace, such as a rate of about 5° C./min. If desired, about 5
00°C or higher, especially after the plasticity development stage (post-pl
Although the test can be sped up by heating at a faster rate than the previous one, problems due to rapid heating should be avoided since the method of the present invention can be repeated using small amounts of sample. Also, the carbonization time is about 3.5 hours instead of 17 to 20 hours in a coke oven. If the coal to be tested (B) is strongly agglomerated, it is desirable to physically separate the individual particles of coal to prevent agglomeration. Since the method of the invention is a microreactivity test and is not intended to simulate or obtain information about the overall reactivity of large quantities of coke,
It is necessary to form only char and not coke where melting occurs.

炭化した試料と二酸化炭素との反応は試料上にCO2流
を通過させることによって好適に行なわれる。試料重量
を経時的に連続的に監視することが好ましいが、しかし
、CO2処理前及び既知の期間のCO2処理後に試料を
秤量するものでもよい。NSC法はCO2通過前及び2
時開CO2通過後に秤量することを記載している;同様
の操作を比較のために使用するのであれば、重量損失が
時間と正比例の関係にあるために、重量損失20%まで
、あるいは所定の時間Co2処理を行うことができるこ
とを見出した。。
Reaction of the carbonized sample with carbon dioxide is preferably carried out by passing a stream of CO2 over the sample. Continuous monitoring of sample weight over time is preferred, but the sample may also be weighed before CO2 treatment and after a known period of CO2 treatment. The NSC method uses CO2 before passing and
It states that the weight should be weighed after the passage of time-open CO2; if a similar operation is used for comparison, weight loss is directly proportional to time, so weight loss up to 20% or a predetermined It has been found that the Co2 treatment can be carried out for hours. .

本発明方法は石炭または石炭混合物の試料を加熱し、不
活性〃ス及びCO2に順次露出することができ、且つ試
料を連続的または操作の必要な時点で秤量することがで
きる炉中で行なうことが好ましい。
The method of the invention is carried out in a furnace in which a sample of coal or coal mixture can be heated and sequentially exposed to an inert gas and CO2, and the sample can be weighed continuously or at necessary points during the operation. is preferred.

また、NSC法反応性試験結果と反応後の強度(標準条
件下、CO2と反応したコークスのタンプリングをおこ
ない且つ破壊率を測定することを含む)の間にほぼ直線
的な関係があることを記憶されたい。従って、本発明方
法は反応後の強度ならびにミクロ反応性についての有用
な情報を得るために使用できると思われる。
It should also be remembered that there is a nearly linear relationship between the NSC method reactivity test results and the post-reaction strength (which involves tumbling the coke reacted with CO2 under standard conditions and measuring the failure rate). I want to be Therefore, it appears that the method of the invention can be used to obtain useful information about post-reaction intensity as well as microreactivity.

[実施例] 以下に実施例を挙げ、本発明を更に説明する。[Example] The present invention will be further explained with reference to Examples below.

種々の石炭類及び石炭混合物の代表的な試料を破砕及び
篩分けして212〜125μmの寸法の石炭微粉を得て
、この試料150II1gを注意深く分取した。該試料
を市販の熱天秤のサンプルホルダーに装填して、次に窒
素流(400wl/分)の条件下で、5℃/分の加熱速
度で反応性の測定が行なわれる温度、すなわち1100
℃へ加熱した。熱天秤は重量の連続的な読み取りを提供
するものであり、また、試料の温度及び重量が安定化し
たとき、窒素をCO2に10分間置換した。パイロット
炉中でコーキングして、次にNSC法に記載した操作を
行なうことからなるNSC法を行なうために通常必要な
少なくとも1日と比較して、本発明の各々の試験は4時
間内に完了することができた。
Representative samples of various coals and coal mixtures were crushed and sieved to obtain coal fines with dimensions of 212-125 μm, and 1 g of this sample was carefully separated. The sample is loaded into the sample holder of a commercial thermobalance and then adjusted to the temperature at which the reactivity measurements are carried out at a heating rate of 5°C/min under conditions of nitrogen flow (400 wl/min), i.e. 1100 ml/min.
Heated to ℃. The thermobalance provided a continuous reading of weight and when the sample temperature and weight stabilized, the nitrogen was replaced with CO2 for 10 minutes. Each test of the present invention was completed within four hours, compared to the at least one day normally required to perform the NSC process, which consists of coking in a pilot furnace and then performing the operations described in the NSC process. We were able to.

比較目的のために、原料炭を3.35mmの篩を85%
が通過するよう!−粉砕して、湿潤状態(水分9%)で
250kgパイロット炉に装入することによって、上述
と同じ石炭類及び石炭混合物をコークス化した。パイロ
ット炉をγス加熱して、炉壁の煙管側を1180℃に維
持した。17時間の通常の炭化時間後、原料を取り出し
、水で冷却した。原料を取り出す際の、原料中央部の温
度は約1030℃であった。得られたコークスの試料2
00gをNSC法により試験した。NSC法反応性の結
果及び本発明方法によるミクロ反応性の結果を添付図面
にプロットした。以下の式に示す最良な直線である傾き
が得られた: NSC法反応性=1,152MR+9,050式中、M
Rは上述の本発明方法の10分間後の重量損失割合(%
)である。
For comparison purposes, 85% coking coal was sifted through a 3.35 mm sieve.
Let it pass! - The same coals and coal mixtures as described above were coked by crushing and charging wet (9% moisture) into a 250 kg pilot furnace. The pilot furnace was heated by gamma to maintain the smoke tube side of the furnace wall at 1180°C. After a normal carbonization time of 17 hours, the feedstock was removed and cooled with water. When the raw material was taken out, the temperature at the center of the raw material was about 1030°C. Obtained coke sample 2
00g was tested by the NSC method. The results of the NSC method reactivity and the microreactivity results according to the method of the present invention are plotted in the attached drawings. A slope of the best straight line was obtained as shown in the following equation: NSC method reactivity = 1,152 MR + 9,050 where M
R is the weight loss rate (%) after 10 minutes of the above-mentioned method of the present invention.
).

0.936の相関係数が見出され、また本発明方法はN
SC法に代わる価値のある手段を提供すると思われる。
A correlation coefficient of 0.936 was found and the method of the invention
It appears to offer a valuable alternative to the SC method.

本発明方法はNSC法に代わる特別な手段を記載するも
のであるが、本発明方法はコークス及び多くのタイプの
炭化した固体燃料を評価するために地方ごとのレベルで
行なわれる他の多くの反応性試験に代わる手段を提供す
ると思われる。
Although the method of the invention describes a special alternative to the NSC method, it is applicable to many other reactions carried out at the local level for the evaluation of coke and many types of carbonized solid fuels. It appears to offer an alternative to sex testing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図はNSC法反応性及び本発明方法によるミクロ反応性
の結果を示すグラフ図である。
The figure is a graph showing the results of NSC reactivity and microreactivity according to the method of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、コークスのミクロ反応性の評価方法において、代表
的な石炭または石炭混合物の少量の微粉試料を不活性ガ
ス条件下で、所望の反応性試験温度で一定重量が得られ
るまで加熱することによって炭化し、炭化した試料上に
所望の試験温度で二酸化炭素を通過させ、一定時間内で
の重量損失を測定することからなるコークスのミクロ反
応性の評価方法。 2、石炭または石炭混合物試料が125〜 212μの範囲の粒子寸法をもつものである特許請求の
範囲第1項記載の方法。 3、試験温度が900〜1200℃の範囲内である特許
請求の範囲第1項または第2項記載の方法。 4、試料が5℃/分の速度で加熱される特許請求の範囲
第1項ないし第3項のいずれかに記載の方法。 5、試料を加熱工程及び二酸化炭素処理工程で連続的に
秤量する特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれか
に記載の方法。 6、連続的な秤量が熱天秤で行なわれる特許請求の範囲
第1項記載の方法。
[Claims] 1. A method for evaluating the microreactivity of coke, in which a small amount of a fine powder sample of a representative coal or coal mixture is obtained under inert gas conditions at a desired reactivity test temperature to a constant weight. A method for evaluating the microreactivity of coke, which consists of carbonizing it by heating it to a temperature of 100°C, passing carbon dioxide at the desired test temperature over the carbonized sample, and measuring the weight loss over a certain period of time. 2. The method of claim 1, wherein the coal or coal mixture sample has a particle size in the range of 125 to 212 microns. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the test temperature is within the range of 900 to 1200°C. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the sample is heated at a rate of 5° C./min. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the sample is continuously weighed in the heating step and the carbon dioxide treatment step. 6. The method according to claim 1, wherein the continuous weighing is performed using a thermobalance.
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