JPS62115090A - 熱処理石炭の冷却方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水分含有量の多い低品位石炭を高温熱処理し
て改質するプロセスでの熱処理後の石炭冷却方法に関す
る。

〔従来の技術〕

褐炭や亜礎青炭などの低品位石炭は、水分含有量が高く
、低発熱量で、また、自然発火性が高いものがあり、こ
れらが長距離輸送による利用拡大をさまたげる原因とな
っていた。

この水分を低下させる乾燥方法として、一般には８０〜
１５０　’Ｏに加熱する方法があるが、この方法で処理
した石炭は、再吸湿性が高く、かつ、一般に自然発火し
易く々る〇 これに対し、本発明者らは、特開昭５６−７００９３号
明細書において、比較的高温に急速加熱し、かつ、急速
冷却して低品位石炭を改質する方法を提案している。し
かしながら、上記提案においては、熱処理後の高温石炭
の冷却方法については詳細な検討はなされていない。

また、従来の技術の１つに、米国特許第４，４０１、４
３６号などに述べられているように、１０４℃〜５１０
　’Ｏに加熱された石炭に、水をスプレーしながら空気
で３８゛０以下に冷却する方法も提案されているが、こ
の方法では、高温石炭が空気に直接接触することとなり
、石炭がクーラー中で燃え出す恐れがあるが、これにつ
いての考慮が全くなされていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

褐炭あるいは亜瀝青炭を加熱処理により改質するための
加熱温度としては、３００°０付近が有効であり、この
温度に加熱された石炭を常温付近まで冷却する上で、以
下の技術的問題点がある。

（１）　　最も入手容易な冷却ガスとしては空気がある
が、ｓ　ｏ　ｏ　°ｏ付近に加熱した石炭を空気中Ｋｔ
＆置すると、空気中の酸素により酸化されて、さらに石
炭の温度が上昇し、最終的には燃え始める可能性があ抄
、プラント運転上きわめて危険である。たとえ燃焼にま
で至らなくとも、熱処理した石炭の改質度が、石炭の酸
化によって低下するので好ましくない。

１２）　　例えば、燃焼排ガスなどの低酸素含有ガスの
みを用いて高温石炭を冷却しようとするとガスの顕熱は
小さいために、大量の冷却ガスが必要となシ、また冷却
装置もきわめて大きいものとなる。

本発明は、かかる技術的課題を解決した熱処理石炭の冷
却方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、３００℃前後の温度に急速加熱した熱処理石
炭を冷却する方法において、第１段冷却工程で水を噴霧
した酸素含有量の低い燃焼排ガスによって、熱処理石炭
を適当な温度まで冷却し、次に１第２段冷却工程で、空
気によって最終温度まで冷却することを特徴とする熱処
理石炭の冷却方法に関する。

すなわち、本発明は、以下の煮釜特徴とする。

（１）　　高温石炭を冷却するために、冷却ガスとして
酸素ガス濃度の低い燃焼排ガスを使用する。

この燃焼排ガスは、石炭、油、天然ガスなどの燃料を空
気燃焼して製造し、石炭の加熱処理熱源として用いるも
のであり、その後、冷却、ダスト除去などの処理を行い
冷却ガスとして用いる。

（２）　　この冷却用燃焼排ガス中に水をスプレーし、
ガス中に水滴を混在させ、主に水の蒸発潜熱を利用して
石炭を冷却する。

（３）　　高温石炭冷却過程の高温域では、燃焼排ガス
を冷却ガスとして用い（第１段冷却工程）ある程度冷却
されて以後は、空気を冷却ガスとして用いて冷却する（
第２段冷却工程）。

〔作用〕

以下に、本発明の作用を具体的に説明する。

第１図は、本発明を具体化した熱処理石炭の冷却方法の
工程を示すものである。容器１は、第１段冷却工程の冷
却器（第１冷却器）であり、実用上は流動層型あるいは
通気乾燥型が使用される。この第１冷却器１へ、石炭供
給ライン２より熱処理後の５００”０付近の高温石炭が
供給される。この石炭は、例えば、特開昭５６−７００
９３号明細書忙提案された方法より、急速加熱された石
炭であるが、この加熱方法は、本発明の目的とする所で
はないので、説明は省く。

第１冷却器１へは、ライン３から冷却用ガスが供給され
る。このガスは、石炭、油、天然ガスなどの燃料のいず
れかを空気燃焼して製造し、酸素濃度を５　ｖｏ１％以
下に調整して石炭の加熱処理用熱源として用いた後、石
炭予熱などで排熱を回収後ダスト除去、冷却を行って処
理したガスであり、一般に、温度は４０〜１２０’Ｏ。

湿度は３０〜５０チで、Ｎ＊　＃　　ＣＯｔ　＊　　■
、Ｏを主成分とする酸素１度の低い燃焼排ガスである。

この燃焼排ガスは、第１冷却器１に供給される前に、配
管中で水供給ライン４から水がスプレーされ、一部の水
の蒸発や放熱などによってガス温度が３０〜８０’ＯＫ
降下するとと・もに、さらに、余剰の水が未蒸発のまま
霧状で同伴されて、ライン５から第１冷却器１に供給さ
れる。

ｆａ１冷却器１の容器内では、このガスと高温石炭の接
触で、一部はガスの頭熱により、さらに大部分はガス中
に含まれる霧状の水の蒸発により、石炭は急速に冷却さ
れる。

ガス頭熱のみで石炭を冷却する場合には、ガスの比熱は
小さいために、非常に大量の冷却用ガスが必要であり、
これを供給するためのブロアの設備費および運転のため
の・動力費は大きい。

また、ガスと石炭粒子の間の伝熱速度は、比較的小さい
ために、冷却器の容積は非常に大きくなる。

これに対して、本発明に従ってガス中に水滴を含み、こ
の水滴の蒸発潜熱を利用して石炭を冷却する場合には、
冷却ガスの必要量を大幅に低減できるとともに、蒸発は
、石炭表面で瞬時にしておこるために、石炭冷却の伝熱
速度も早く、冷却器の容積もきわめてコンパクト化でき
る効果をあげることができる。

本発明者らによる研究の結果、最適な水スプレー量は、
高温石炭の温度降下１００℃あたり２０〜５０に９／）
ン石炭であった。温度降下を２００℃とすると、石炭型
ｔＩ／ｃ対し４〜１０％の水を供給することになるが、
この水は蒸発するので、熱処理石炭に吸収されることは
なく、石炭の含有水分を高くすることとはならない。

また、冷却ガスとして空気を用いる場合には、高温石炭
の酸化が進み、最終的には容器内の石炭が燃焼し始める
ことも起りうるが、本発明では、冷却ガスとして酸素横
変の低い燃焼ガスを用いるので、その恐れは全くない。

石炭は、第１冷却５１テ１００〜１５０°ＯＫ冷却され
た後、ライン６から第２段冷却工程の冷却器（第２冷却
器）８へ供給される。ガス排気ライン７からは、昇温し
た燃焼排ガスが、水蒸気１石炭ダストを含んで排気され
るので、冷却、ダスト除去などの処理を行った後、一部
は、リサイクルガスとして使用され、残りは系外ヘパー
ジされる。

第２冷却器８も実用上は通気乾燥型あるいは流ＷｄＪ層
型が用いられる。下部からは、空気供給ライン９から冷
却用に常温空気が供給され、１００〜１５０°０で供給
される石炭を冷却して、４０〜６０°０の最終搬出温度
にする。こうして冷却された石炭は、改質製品炭として
排出ライン１１から取出され、発電所などの利用先へ輸
送される。一方、空気排気ライン１０からは、石炭を冷
却して昇温した空気が排出され、後処理を行って大気中
へパージするか、あるいは、リサイクル使用する。

石炭の温度が３００〜４００℃の高温時に空気に触れる
と、燃焼を始める原因となるが、本発明では、１００〜
１５０℃まで冷却した後に、第２冷却器用冷却ガスに空
気を用いるので、酸化速度はきわめて小さく、燃焼等の
不具合な現象はまったく問題とならない。

なお、処理石炭の最終搬出温度が５０“Ｃ以下を必要と
し、空気のみによる冷却が困難な場合には、冷却用空気
に水をスプレーするか、あるいは第２冷却器内で石炭に
水をスプレーするなどして冷却効果を上げる方法も可能
である０〔実施例〕 以下に１石炭処理量１０トン／のパイロットプラントで
の実施例について説明する０第１冷却器１としては流動
層型を、また、第２冷却器８としては通気乾燥型を使用
した０米国北部ワイオミング州から入手した水分含有＠
　３　Ｑ　ｗｔ％の亜瀝青炭（発熱量４５００　ｋｃａ
ｚ／ｋｇ）を５００°ＯＫ急速加熱した後、流動層型第
１冷却器１へそのままの温度５０　Ｑ　’Ｏにて、４ｏ
ｏｋＢ侍も の処理速度にて供給した。

一方、冷却ガスとしては、灯油を燃焼して高温燃焼排ガ
スとし、石炭の加熱処理用に用いた後、冷却、水スクラ
バーによる洗浄を行った後、４５°０，９０ＯＮｍ”４
で供給した。排ガス中の酸素４度は、１５ｖｏｌチであ
った。この冷却ガス中に３５に９／時の水をスプレーし
、増湿した冷却ガスを流動層下部から吹込み、加熱石炭
の冷却を行った。？ｔｒｊ１冷却器１での石炭の滞留時
間は、３〜４分で、石炭は１００　’Ｃまで冷却された
。

この石炭を取出して通気乾燥型の第２冷却器８に供給し
、下部から２５℃の空気を４０　ＯＮＩｎ”７ｅ−ｐ吹
込み、この石炭の冷却を行ったところ、石炭は最終６０
°０まで冷却されて排出された。

この製品石炭を分析したところ、水分は２ｗｔ％で、乾
燥効果が現われており、また、発熱量は６５００　ｋｃ
ａｌ／に９で、原料石炭に比べ大きな改質効果が得られ
た。

〔発明の効果） （１）　　石炭の温度が高い範囲では、酸素７４度の低
い燃焼排ガスを用いることにより、石炭の酸化、燃焼を
防止できる。

（２）　　この排ガス中に水をスプレーし、水を液滴状
態でガス中に存在させて水の蒸発潜熱で石炭を冷却する
ことにより、冷却ガスの必要量を低減し、冷却器の空積
を小さくできる０（３）　　冷却過程を２段にわけ、石
炭の温度がある程度下った範囲では、空気を冷却ガスと
して用いることにより、系内を循環する燃焼排ガスの必
要量を軽減できる０また、製品石炭への付着水がないよ
うに、仕上げ冷却が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による熱処理石灰の冷却工程図を示す
。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３００℃前後の温度に急速加熱した熱処理石炭を冷却す
   る方法において、第１段冷却工程で水を噴霧した酸素含
   有量の低い燃焼排ガスによつて、熱処理石炭を適当な温
   度まで冷却し、次に、第２段冷却工程で、空気によつて
   最終温度まで冷却することを特徴とする熱処理石炭の冷
   却方法。