JPS6250393A - 石炭の熱処理法 - Google Patents
石炭の熱処理法Info
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- JPS6250393A JPS6250393A JP18921485A JP18921485A JPS6250393A JP S6250393 A JPS6250393 A JP S6250393A JP 18921485 A JP18921485 A JP 18921485A JP 18921485 A JP18921485 A JP 18921485A JP S6250393 A JPS6250393 A JP S6250393A
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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。
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、多量の内部水分を含有し、かつ吸湿性の高い
石炭を高温ガスで加熱して、吸湿性の低い石炭を得る石
炭の熱処理方法に関する。
石炭を高温ガスで加熱して、吸湿性の低い石炭を得る石
炭の熱処理方法に関する。
褐炭や亜瀝青炭等の低品位炭は水分含有量が多く低発熱
量であり、自然発火しやすいという欠点があり、これが
長距離輸送による利用拡大の障害となっていた。このた
め、一般的には、これらの低品位炭を８０〜１５０℃で
乾燥する方法が適用されている。しかし、この方法で石
炭を乾燥させても、乾燥後の石炭は依然として吸湿性が
高（、また自然発火性が改善されない。
量であり、自然発火しやすいという欠点があり、これが
長距離輸送による利用拡大の障害となっていた。このた
め、一般的には、これらの低品位炭を８０〜１５０℃で
乾燥する方法が適用されている。しかし、この方法で石
炭を乾燥させても、乾燥後の石炭は依然として吸湿性が
高（、また自然発火性が改善されない。
このため、乾燥後の輸送および貯蔵時に大気中の水分を
吸収して、元の表面付着水分のみを除去した状態（乾燥
前と同じ内部水分の状態）に戻ってしまうという欠点が
あり、石炭の自然発火性も改善されないため、輸送、貯
蔵には不向きで、この方法により処理した石炭の経済的
価値は低かった。
吸収して、元の表面付着水分のみを除去した状態（乾燥
前と同じ内部水分の状態）に戻ってしまうという欠点が
あり、石炭の自然発火性も改善されないため、輸送、貯
蔵には不向きで、この方法により処理した石炭の経済的
価値は低かった。
一方、石炭を３００〜５００℃に加熱して脱水処理する
方法は、自然発火性の改善や脱水による発熱量の向上効
果が大きいが、処理温度が高いため、タールやＣＯ等の
可燃分が逸散し易（熱損失の低減や石炭の発火防止など
について、慎重な対策を講じる必要があった。
方法は、自然発火性の改善や脱水による発熱量の向上効
果が大きいが、処理温度が高いため、タールやＣＯ等の
可燃分が逸散し易（熱損失の低減や石炭の発火防止など
について、慎重な対策を講じる必要があった。
本発明は以上の実情に鑑みてなされたもので、本発明の
第１の目的とするところは、石炭化度の低い石炭中の水
分を除去するとともに、石炭を吸湿性の低い、疎水性の
石炭に改質し、石炭の単位重量当りの発熱量を上げ、経
済的に価値の高い石炭を得るための石炭の簡易な熱処理
方法を提供することにある。
第１の目的とするところは、石炭化度の低い石炭中の水
分を除去するとともに、石炭を吸湿性の低い、疎水性の
石炭に改質し、石炭の単位重量当りの発熱量を上げ、経
済的に価値の高い石炭を得るための石炭の簡易な熱処理
方法を提供することにある。
本発明は、カーボン含有量が低くドライアッシュフリー
（以下ｄ、 ａ、 （、と記す）基準で８０重量パーセ
ント以下で、かつ平衡水分が高（，５重量パーセント以
上の低品位炭を１段目で表面水分を除去した後、２段目
で高温ガスにより最終温度１８０℃〜３００℃未満まで
急速加熱することを特徴とする石炭の熱処理法で２段目
の排ガスを１段目の加熱ガスとするものであり、高温ガ
スとしては、石炭の燃焼や爆発をさけるために、酸素濃
度１２体積パーセント以下の不活性気体や、高温ガスに
スチームを１０体積パーセント以上含有させたもの、ス
チームが１００体積パーセントのものが用いられる。
（以下ｄ、 ａ、 （、と記す）基準で８０重量パーセ
ント以下で、かつ平衡水分が高（，５重量パーセント以
上の低品位炭を１段目で表面水分を除去した後、２段目
で高温ガスにより最終温度１８０℃〜３００℃未満まで
急速加熱することを特徴とする石炭の熱処理法で２段目
の排ガスを１段目の加熱ガスとするものであり、高温ガ
スとしては、石炭の燃焼や爆発をさけるために、酸素濃
度１２体積パーセント以下の不活性気体や、高温ガスに
スチームを１０体積パーセント以上含有させたもの、ス
チームが１００体積パーセントのものが用いられる。
〔作用〕
この方法は、石炭の熱分解反応を利用して、石炭の吸湿
性や自然発火性を低下させようとするものである。すな
わち、石炭は１８０℃以上に加熱されると、フェノール
基やカルボキシル基などの親水性の含酸素基が熱分解を
起こす。
性や自然発火性を低下させようとするものである。すな
わち、石炭は１８０℃以上に加熱されると、フェノール
基やカルボキシル基などの親水性の含酸素基が熱分解を
起こす。
加熱によって石炭中の内部水分が除去されるとともに、
フェノール基やカルボキシル基などの分解により、Ｈｔ
Ｏ、Ｃｏ２が発生し、石炭中の酸素が減少する。該石
炭は、親水性の含酸素基が分解するため、疎水性となり
、石炭の吸湿性が低下する。また石炭中の酸素含有量の
低減により、不活性化し、自然発火が防止される。この
ために、本発明では、石炭の最終加熱温度をカルボキシ
ル基等の含酸素基が分解する温度である１８０〜３００
℃未満、好ましくは２５０〜３００℃未満とする。従来
の通常乾燥法では、石炭は８０〜１５０℃という比較的
低温で処理されるため、脱カルボキシル反応や脱フエノ
ール反応は生起せず、石炭は改質されない。従って石炭
が親水性のままであるため、乾燥しても大気中に放置す
ると大気中の水分を吸収して元の水分含有量にもどって
しまう。
フェノール基やカルボキシル基などの分解により、Ｈｔ
Ｏ、Ｃｏ２が発生し、石炭中の酸素が減少する。該石
炭は、親水性の含酸素基が分解するため、疎水性となり
、石炭の吸湿性が低下する。また石炭中の酸素含有量の
低減により、不活性化し、自然発火が防止される。この
ために、本発明では、石炭の最終加熱温度をカルボキシ
ル基等の含酸素基が分解する温度である１８０〜３００
℃未満、好ましくは２５０〜３００℃未満とする。従来
の通常乾燥法では、石炭は８０〜１５０℃という比較的
低温で処理されるため、脱カルボキシル反応や脱フエノ
ール反応は生起せず、石炭は改質されない。従って石炭
が親水性のままであるため、乾燥しても大気中に放置す
ると大気中の水分を吸収して元の水分含有量にもどって
しまう。
また、自然発火性が改善されない。一方、３００℃以上
の温度に加熱して熱処理するプロセスと比較して、処理
温度が３００℃未満と低温であるため、タール発生が少
ない、排ガス処理が容易、熱利用効率が高い、運転の安
全性が高い等の特徴がある。
の温度に加熱して熱処理するプロセスと比較して、処理
温度が３００℃未満と低温であるため、タール発生が少
ない、排ガス処理が容易、熱利用効率が高い、運転の安
全性が高い等の特徴がある。
表面水分の除去と熱処理加熱の２段に分けて石炭を脱水
処理するため、次の様な特徴が期待される。
処理するため、次の様な特徴が期待される。
（１）加熱処理後の排ガスの顕熱を表面水分除去の熱源
とするため熱利用効率が高まる。
とするため熱利用効率が高まる。
（２） 表面水分除去後の石炭は、熱処理加熱の工程
で、急激に加熱されるので、ゆっ（つと加熱される場合
と比較して、タール等の可燃分の揮散が最小限に抑えら
れる。なお、本発明の熱処理を実施するには流動床が最
も適している。
で、急激に加熱されるので、ゆっ（つと加熱される場合
と比較して、タール等の可燃分の揮散が最小限に抑えら
れる。なお、本発明の熱処理を実施するには流動床が最
も適している。
その理由は流動床内でのガス−固体の熱伝達性能が極め
て大きく急速加熱に最適であるためである。
て大きく急速加熱に最適であるためである。
以上述べたように本発明は石炭を、石炭中の含酸素基で
あり、親水性のフェノール基やカルボキシル基などの分
解温度以上、タール発生温度以下に加熱し、石炭の内部
水分を除去するとともに、石炭中の酸素をＨ，Ｏ，Ｃｏ
２などとして除去する。２段目の熱処理加熱に使用した
排ガスの顕熱な１段目の表面水分除去用の熱源に使用す
るため熱利用効率が高まる。
あり、親水性のフェノール基やカルボキシル基などの分
解温度以上、タール発生温度以下に加熱し、石炭の内部
水分を除去するとともに、石炭中の酸素をＨ，Ｏ，Ｃｏ
２などとして除去する。２段目の熱処理加熱に使用した
排ガスの顕熱な１段目の表面水分除去用の熱源に使用す
るため熱利用効率が高まる。
以下に０．１トン／時のミニパイロ、トチスト装置での
実施例について説明をする。本発明の実施例で使用した
石炭は、米国西部炭であり、その性状は第１表に示す通
りである。
実施例について説明をする。本発明の実施例で使用した
石炭は、米国西部炭であり、その性状は第１表に示す通
りである。
第１表
第１図は本発明の方法を実施したミニパイロットテスト
径１インチ以下に粉砕し、通常乾燥を行って表面水分を
除去した後、試料炭ホ，パ１に充填する。試料炭はフィ
ーダ２により熱処理用流動層３に導入され、急速加熱し
た後、試料炭は冷却用流動層４で冷却され乾燥炭として
とり出される。熱ガス発生炉５は灯油で運転され高温ガ
スは系内排ガスで酸素濃度４ｖｏ１％以下にされ使用さ
れる。
除去した後、試料炭ホ，パ１に充填する。試料炭はフィ
ーダ２により熱処理用流動層３に導入され、急速加熱し
た後、試料炭は冷却用流動層４で冷却され乾燥炭として
とり出される。熱ガス発生炉５は灯油で運転され高温ガ
スは系内排ガスで酸素濃度４ｖｏ１％以下にされ使用さ
れる。
なお、平衡水分は熱処理後の石炭を飽和食塩水デシケー
タ−（７５チ湿度）に入れたものを、ＪＩＳＭ８８１２
に準じて測定した。また揮発分は、ＪＩＳＭ８８１２に
準じて、発熱量はＪＩＳＭ８８１４に準じて測定した。
タ−（７５チ湿度）に入れたものを、ＪＩＳＭ８８１２
に準じて測定した。また揮発分は、ＪＩＳＭ８８１２に
準じて、発熱量はＪＩＳＭ８８１４に準じて測定した。
第２図は平衡水分の経時変化を示したグラフであり、上
記の石炭を第１図に示す装置により処理した乾燥炭を７
５チ恒湿水分の容器内に放置して、その間の石炭の水分
含有量変化を調べたものである。曲線１は最終加熱温度
１５８℃、曲線２は同温度２１０℃、曲線３は同温度２
４５℃、曲線４は同温度３００℃の場合である。第２図
より明らかなように石炭中の水分は約５日後には平衡水
分に達するが、本発明方法を施した石炭は、原料石炭に
比べ平衡水分値ははるかに小さく、石炭の吸湿性が低下
することが判る。
記の石炭を第１図に示す装置により処理した乾燥炭を７
５チ恒湿水分の容器内に放置して、その間の石炭の水分
含有量変化を調べたものである。曲線１は最終加熱温度
１５８℃、曲線２は同温度２１０℃、曲線３は同温度２
４５℃、曲線４は同温度３００℃の場合である。第２図
より明らかなように石炭中の水分は約５日後には平衡水
分に達するが、本発明方法を施した石炭は、原料石炭に
比べ平衡水分値ははるかに小さく、石炭の吸湿性が低下
することが判る。
また、平衡水分値は最終加熱温度に関係があることも判
る。第３図は最終加熱温度と揮発分の関係を示したグラ
フであり、図から明らかなように熱処理温度の上昇に伴
ない揮発分は減少する傾向にある。また、第４図は加熱
速度と揮発分損失の関係を示したグラフであり、第４図
から明らかなように、加熱速度が速い方が、揮発分の減
少量が少ないことがわかる。第５図は、最終熱処理温度
と内部水分の関係を示すグラフであり、第５図から判る
ように最終加熱温度が高いほど、内部水分は減少する傾
向にある。第６図は最終熱処理温度と発熱量との関係を
示すグラフであり、第６図から明らかなように発熱量は
、原料石炭の４８２０ｋＣａ ｌ ７ｋｇに対し １５
０ ′Ｃの処理温度で５４６０ｋＣａ ｌ ７ｋｇ、３
００℃の処理温度では５７００ｋＣａｌ／ｋｇと上昇し
ている。これらの発熱量の増加は、水分の減少による相
対的発熱量の増加に加え、１５０℃〜３ ０ ０ ℃未
満の温度範囲で、カルボキシル基やフェノール基などの
含酸素官能基の分解による脱酸素反応に起因するもので
ある。第７図は熱処理にょるＯ／ＣとＨ ／ Ｃ原子比
の関係を示すグラフでＯ／ＣとＨ／Ｃ原子比の関係（ク
レベリン線図）をプロットしたものであるが、明らかに
脱カルボキシル反応が起きていることが判る。
る。第３図は最終加熱温度と揮発分の関係を示したグラ
フであり、図から明らかなように熱処理温度の上昇に伴
ない揮発分は減少する傾向にある。また、第４図は加熱
速度と揮発分損失の関係を示したグラフであり、第４図
から明らかなように、加熱速度が速い方が、揮発分の減
少量が少ないことがわかる。第５図は、最終熱処理温度
と内部水分の関係を示すグラフであり、第５図から判る
ように最終加熱温度が高いほど、内部水分は減少する傾
向にある。第６図は最終熱処理温度と発熱量との関係を
示すグラフであり、第６図から明らかなように発熱量は
、原料石炭の４８２０ｋＣａ ｌ ７ｋｇに対し １５
０ ′Ｃの処理温度で５４６０ｋＣａ ｌ ７ｋｇ、３
００℃の処理温度では５７００ｋＣａｌ／ｋｇと上昇し
ている。これらの発熱量の増加は、水分の減少による相
対的発熱量の増加に加え、１５０℃〜３ ０ ０ ℃未
満の温度範囲で、カルボキシル基やフェノール基などの
含酸素官能基の分解による脱酸素反応に起因するもので
ある。第７図は熱処理にょるＯ／ＣとＨ ／ Ｃ原子比
の関係を示すグラフでＯ／ＣとＨ／Ｃ原子比の関係（ク
レベリン線図）をプロットしたものであるが、明らかに
脱カルボキシル反応が起きていることが判る。
本発明では実施例で示したように、原料石炭の平衡水分
２３．７ｗｔ％のものが最終熱処理温度１５８℃で１
４． Ｏ ｗｔ係となり、２４５℃では、１ １、 ９
ｗｔ％と低下する。また揮発分、内部水分についても
本発明によりドライベースで揮発分４ ６、 ４ ｗｔ
％、内部水分２ ３． ７ Ｗ鳴が処理温度、２４５℃
でそれぞれ４ ４． ３ ｗｔ％，１１．９Ｗ鳴となる
。
２３．７ｗｔ％のものが最終熱処理温度１５８℃で１
４． Ｏ ｗｔ係となり、２４５℃では、１ １、 ９
ｗｔ％と低下する。また揮発分、内部水分についても
本発明によりドライベースで揮発分４ ６、 ４ ｗｔ
％、内部水分２ ３． ７ Ｗ鳴が処理温度、２４５℃
でそれぞれ４ ４． ３ ｗｔ％，１１．９Ｗ鳴となる
。
この結果，本発明により発熱量は、原料石炭で４８２０
ｋＣａ Ｉ／ｋｇが２４５℃の熱処理で５６２０ｋｃａ
ｌ／ｋｇになり、従来の乾燥法に比較し大きな改質効果
が得られた。
ｋＣａ Ｉ／ｋｇが２４５℃の熱処理で５６２０ｋｃａ
ｌ／ｋｇになり、従来の乾燥法に比較し大きな改質効果
が得られた。
以上、詳細に説明したように、本発明の方法によれば、
吸湿性が低く、疎水性で自然発火しに（（、発熱量が太
き（輸送貯蔵に適した経済的価値の高い石炭が得られる
とともに、本発明の方法はタール発生が少なく熱利用効
率が高く運転の安全性が高（排ガス処理が容易である特
徴を有する。
吸湿性が低く、疎水性で自然発火しに（（、発熱量が太
き（輸送貯蔵に適した経済的価値の高い石炭が得られる
とともに、本発明の方法はタール発生が少なく熱利用効
率が高く運転の安全性が高（排ガス処理が容易である特
徴を有する。
第１図は本発明の実施例で使用した装置の概略説明図、
第２図は、最終加熱温度による石炭中の平衡水分の経時
変化を示すグラフ、第３図は最終加熱温度と石炭中の揮
発分の関係を示すグラフ、第４図は、加熱速度と揮発分
損失の関係を示すグラフ、第５図は、最終加熱温度と内
部水分の関係を示すグラフ、第６図は最終加熱温度と発
熱量との関係を示すグラフ、第７図は熱処理によるＯ／
ＣとＨ／Ｃ原子比の関係を示すグラフいわゆるクレベリ
ン線図である。 １・・・試料炭ホ、パ、２・・・フィーダ、３・・・熱
処理用流動層、４・・・冷却用流動層、５・・・熱ガス
発生炉 葉ｌ関 時閉Ｃ日） 第２久 θ 巌
シロ勢処理温度（′Ｃ） 勇３図 渾光汁（〜ｔ’／ａ） θ ｌθθ ２θρ
３θθ勃、方理逼炙６゛す ！Ｐ３６国 ０／ｃｈｔ 粟７閃
第２図は、最終加熱温度による石炭中の平衡水分の経時
変化を示すグラフ、第３図は最終加熱温度と石炭中の揮
発分の関係を示すグラフ、第４図は、加熱速度と揮発分
損失の関係を示すグラフ、第５図は、最終加熱温度と内
部水分の関係を示すグラフ、第６図は最終加熱温度と発
熱量との関係を示すグラフ、第７図は熱処理によるＯ／
ＣとＨ／Ｃ原子比の関係を示すグラフいわゆるクレベリ
ン線図である。 １・・・試料炭ホ、パ、２・・・フィーダ、３・・・熱
処理用流動層、４・・・冷却用流動層、５・・・熱ガス
発生炉 葉ｌ関 時閉Ｃ日） 第２久 θ 巌
シロ勢処理温度（′Ｃ） 勇３図 渾光汁（〜ｔ’／ａ） θ ｌθθ ２θρ
３θθ勃、方理逼炙６゛す ！Ｐ３６国 ０／ｃｈｔ 粟７閃
Claims (1)
- カーボン含有量が低く、平衡水分が高い石炭を、高温ガ
スにより加熱改質する方法において、最終加熱温度を１
８０〜３００℃未満とし、加熱段階を２つに区分し、２
段目の排ガスを１段目の加熱ガスとすることを特徴とす
る石炭の熱処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18921485A JPS6250393A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 石炭の熱処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18921485A JPS6250393A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 石炭の熱処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6250393A true JPS6250393A (ja) | 1987-03-05 |
| JPH0513198B2 JPH0513198B2 (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=16237460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18921485A Granted JPS6250393A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 石炭の熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6250393A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008163103A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Mitsui Zosen Plant Engineering Inc | 浮選濾過ケーキの改質システム |
| US7524341B2 (en) | 1997-03-31 | 2009-04-28 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Coal drying method and equipment, method for aging reformed coal and aged reformed coal, and process and system for producing reformed coal |
| JP6972418B1 (ja) * | 2021-06-24 | 2021-11-24 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | 酸化処理装置及び酸化処理方法、並びに改質燃料の製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011037938A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-02-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 石炭改質装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52152901A (en) * | 1976-06-15 | 1977-12-19 | Bergwerksverband Gmbh | Method and apparatus for preheating coal for coke |
| JPS5674186A (en) * | 1979-10-24 | 1981-06-19 | Bergwerksverband Gmbh | Method and device for drying and preheating coking coal |
| JPS5876495A (ja) * | 1981-10-13 | 1983-05-09 | トスコ・コ−ポレ−シヨン | 多段乾燥方法および装置 |
| JPS5974189A (ja) * | 1982-10-20 | 1984-04-26 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 低品位炭の安定化方法 |
-
1985
- 1985-08-28 JP JP18921485A patent/JPS6250393A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS52152901A (en) * | 1976-06-15 | 1977-12-19 | Bergwerksverband Gmbh | Method and apparatus for preheating coal for coke |
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| US7744662B2 (en) | 1997-03-31 | 2010-06-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Coal drying method and equipment, method for aging reformed coal and aged reformed coal, and process and system for producing reformed coal |
| US7766985B2 (en) | 1997-03-31 | 2010-08-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Coal drying method and equipment, method for aging reformed coal and aged reformed coal, and process and system for producing reformed coal |
| JP2008163103A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Mitsui Zosen Plant Engineering Inc | 浮選濾過ケーキの改質システム |
| JP6972418B1 (ja) * | 2021-06-24 | 2021-11-24 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | 酸化処理装置及び酸化処理方法、並びに改質燃料の製造方法 |
| WO2022270046A1 (ja) * | 2021-06-24 | 2022-12-29 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | 酸化処理装置及び酸化処理方法、並びに改質燃料の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0513198B2 (ja) | 1993-02-19 |
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