WO2015015855A1 - ボイラ燃料用石炭 - Google Patents

ボイラ燃料用石炭 Download PDF

Info

Publication number
WO2015015855A1
WO2015015855A1 PCT/JP2014/062419 JP2014062419W WO2015015855A1 WO 2015015855 A1 WO2015015855 A1 WO 2015015855A1 JP 2014062419 W JP2014062419 W JP 2014062419W WO 2015015855 A1 WO2015015855 A1 WO 2015015855A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coal
calcium
boiler fuel
boiler
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/062419
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大本 節男
慶一 中川
雅一 坂口
務 濱田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to DE112014003542.4T priority Critical patent/DE112014003542T5/de
Priority to AU2014297739A priority patent/AU2014297739A1/en
Priority to US14/906,342 priority patent/US20160168496A1/en
Priority to CN201480041376.5A priority patent/CN105408690A/zh
Publication of WO2015015855A1 publication Critical patent/WO2015015855A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/10Treating solid fuels to improve their combustion by using additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/02Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/04Raw material of mineral origin to be used; Pretreatment thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K1/00Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2200/00Components of fuel compositions
    • C10L2200/02Inorganic or organic compounds containing atoms other than C, H or O, e.g. organic compounds containing heteroatoms or metal organic complexes
    • C10L2200/0204Metals or alloys
    • C10L2200/0213Group II metals: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd, Hg
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2200/00Components of fuel compositions
    • C10L2200/02Inorganic or organic compounds containing atoms other than C, H or O, e.g. organic compounds containing heteroatoms or metal organic complexes
    • C10L2200/0204Metals or alloys
    • C10L2200/024Group VIII metals: Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/02Combustion or pyrolysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/08Drying or removing water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/14Injection, e.g. in a reactor or a fuel stream during fuel production
    • C10L2290/146Injection, e.g. in a reactor or a fuel stream during fuel production of water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/54Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/54Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
    • C10L2290/545Washing, scrubbing, stripping, scavenging for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2201/00Pretreatment of solid fuel
    • F23K2201/50Blending
    • F23K2201/505Blending with additives

Definitions

  • the present invention relates to coal for boiler fuel used as fuel for coal-fired boilers.
  • Patent Document 1 calcium oxide (CaO), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), and other calcium compounds (such as calcium oxide (CaO 3 )) are heated by laser irradiation or plasma heating. It is possible to remove sulfur oxide from exhaust gas by generating ultrafine particles (1 to 100 nm) of CaO) and blowing the ultrafine particles into a furnace or flue to react with sulfur oxides in the exhaust gas. is suggesting.
  • the first invention made in order to solve the above-mentioned problem is a coal for boiler fuel used as a fuel for a coal-fired boiler, and a raw material coal composed of lignite or subbituminous coal, sulfur in the raw coal. It is a coal for boiler fuel characterized by having a metamorphic coal in which an equimolar amount or more of calcium is supported with respect to the molar amount of the above.
  • the second invention is the boiler fuel coal according to the first invention, wherein the modified coal further carries iron at a ratio of 0.1 to 5% by weight with respect to the dry weight of the raw coal. It is the coal for boiler fuel characterized by being made.
  • the third invention is the boiler fuel coal according to the first or second invention, wherein the modified coal contains calcium in a ratio of 4 to 10% by weight with respect to the dry weight of the raw coal. It is supported and consists of a mixed coal obtained by mixing the modified coal with a basic coal composed of at least one of bituminous coal, subbituminous coal, and lignite so that the ratio of the modified coal is 10 to 50% by weight. This is coal for boiler fuel.
  • the fourth invention is a coal for boiler fuel, characterized in that it is subjected to dry distillation treatment in the coal for boiler fuel according to any one of the first to third inventions.
  • a fifth invention is a boiler fuel coal characterized in that the boiler fuel coal according to the fourth invention is further inactivated.
  • the coal for boiler fuel is a coal for boiler fuel that is used as a fuel for a coal-fired boiler, and is a raw material coal composed of lignite or sub-bituminous coal and a molar amount of sulfur (S) in the raw coal. It consists of a modified coal on which an equimolar amount of calcium (Ca) is supported.
  • the coal for boiler fuel is composed of water 1 and the raw coal 2 in which the particle size (about 50 mm) is pulverized (maximum particle size is about 5 mm) ( Sulfur content of 0.4 to 1.2% by weight (when dry)) and calcium compound 3 such as calcium oxide (CaO), calcium carbonate (CaCO 3 ) and calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) It is put into a treatment tank 111 of the apparatus 110 and stirred with a stirring blade 112 (pH 8 to 12), and calcium ions are eluted and contained in the water 1 from the calcium compound 3 and brought into contact with the raw coal 2.
  • the particle size about 50 mm
  • maximum particle size is about 5 mm
  • calcium compound 3 such as calcium oxide (CaO), calcium carbonate (CaCO 3 ) and calcium hydroxide (Ca (OH) 2 )
  • the raw carbon 2 After the ion exchange of the hydrogen ions of hydroxyl groups (—OH) and carboxyl groups (—COOH) present in 2 and the calcium ions, the raw carbon 2 is loaded with calcium in the above-mentioned amount (in FIG. 1, 11) Separation from the inside of the treatment tank 111 to the outside by filtration or the like (S12 in FIG. 1), and if necessary, a water washing treatment (S13 in FIG. 1) followed by a dehydration treatment (S14 in FIG. 1). Therefore, it can be easily obtained.
  • the boiler fuel coal (metamorphic coal) 10 manufactured in this way is dried and pulverized (particle size: around 0.1 mm) and supplied as fuel into the boiler furnace 211 as shown in FIG. Then, high-temperature combustion (temperature: 1500 to 1700 ° C.) is performed to form exhaust gas 6.
  • the sulfur oxide in the exhaust gas 6 easily reacts with calcium oxide having a very large specific surface area in the form of ultrafine particles to become calcium sulfate (CaSO 4 ).
  • the exhaust gas 6 in which the sulfur oxide is calcium sulfate is heat-exchanged by the heat exchanger 212 and cooled, and then the solid matter 7 containing the calcium sulfate and the like is removed by the dust removing device 213 and then the chimney 214. Is discharged to the outside.
  • ultrafine particles can be easily generated at low cost, and the cost for the boiler equipment is greatly increased. Can be reduced.
  • the amount of calcium supported by the raw coal 2 needs to be equal to or greater than the molar amount of sulfur in the raw coal 2. This is because, if the amount of calcium carried by the raw coal 2 is less than an equimolar amount with respect to the molar amount of sulfur in the raw coal 2, the sulfur oxide generated with combustion is sufficiently removed. It is because it is not possible.
  • bituminous coal As the raw coal 2, lignite and subbituminous coal can be applied, but it is difficult to apply bituminous coal. Because lignite and sub-bituminous coal have the necessary amount of hydroxyl groups (—OH), carboxyl groups (—COOH), etc., that carry calcium by ion exchange with calcium ions, bituminous coal has too few groups. This is because it is difficult to fully support calcium.
  • the raw coal 2 carries calcium (Ca) in an equimolar amount or more with respect to the molar amount of sulfur (S) in the raw coal 2 and the raw coal. It is made of a modified coal further supporting iron (Fe) at a ratio of 0.1 to 5% by weight with respect to the dry weight of the charcoal 2.
  • the boiler fuel coal includes water 1, the raw coal 2, the calcium compound 3, and an iron compound 4 such as iron sulfate (FeSO 4 ).
  • an iron compound 4 such as iron sulfate (FeSO 4 ).
  • it is placed in the processing tank 111 of the processing apparatus 110 and stirred with the stirring blade 112 (pH 8 to 12), and calcium ions are eluted and contained in the water 1 from the calcium compound 3.
  • iron ions are eluted from the iron compound 4 into the water 1 and brought into contact with the raw coal 2 so that the hydroxyl ions (—OH) and carboxyl groups (—COOH) present in the raw coal 2
  • hydroxyl ions and iron ions are ion-exchanged and calcium and iron are supported on the raw coal 2 in the above-described amounts (S11 in FIG. 4), respectively.
  • the boiler fuel coal (metamorphic coal) 20 produced in this way is dried and pulverized (particle size: around 0.1 mm) and injected as fuel into the boiler furnace 211 as shown in FIG. It is supplied and burned at high temperature (temperature: 1500-1700 ° C.) to become exhaust gas 6.
  • sulfur oxide (SOx) and calcium oxide are present in the exhaust gas 6 in the same manner as in the embodiment described above, and are generated from the iron (Fe) content carried on the coal 20 for boiler fuel.
  • Iron oxide (FeO) is present in the form of ultrafine particles (particle diameter: several to several tens of nm).
  • the sulfur oxide in the exhaust gas 6 reacts with calcium oxide to form calcium sulfate (CaSO 4 ) as in the above-described embodiment.
  • the iron oxide in the exhaust gas 6 that has a very large specific surface area in the state of ultrafine particles is in contact with the carbon content of the coal 20 for boiler fuel with a very high probability, and the carbon content is ensured by the catalytic function. To burn (oxidize).
  • the exhaust gas 6 in which the sulfur oxide is converted to calcium sulfate and the carbon component is reliably combusted (oxidized) is heat-exchanged by the heat exchanger 212 and cooled, and then contains the calcium sulfate and the like. After the solid matter 8 having a low fuel carbon content is removed by the dust removing device 213, it is discharged from the chimney 214 to the outside.
  • the combustion efficiency in the boiler furnace 211 can be further improved as compared with the case of the above-described embodiment.
  • the solid matter 8 recovered by the dust removing device 213 can be obtained as well as the same effects as those of the above-described embodiment.
  • the amount of unburned carbon remaining therein can be reduced as compared with the above-described embodiment.
  • the amount of iron carried by the raw coal 2 is preferably 0.1 to 5% by weight with respect to the dry weight of the raw coal 2. This is because, if the amount of iron carried by the raw coal 2 is less than 0.1% by weight with respect to the dry weight of the raw coal 2, the above-mentioned effects cannot be sufficiently expressed, and the raw material This is because if it exceeds 5% by weight with respect to the dry weight of the charcoal 2, the time required for the supporting treatment S11 becomes too long, and the criticality is reached in improving the combustion efficiency.
  • the coal for boiler fuel according to the present embodiment is a ratio of 4 to 10% by weight with respect to the dry weight of the raw coal 2 (equal molar amount or more with respect to the molar amount of sulfur (S)).
  • calcium (Ca) is supported, and modified coal in which iron (Fe) is further supported at a ratio of 0.1 to 5% by weight with respect to the dry weight of the raw coal 2, bituminous coal, subbituminous coal, lignite Basic coal comprising at least one of the above is composed of mixed coal mixed so that the ratio of the above-mentioned metamorphic coal is 10 to 50% by weight.
  • the boiler fuel coal includes water 1, the raw coal 2, the calcium compound 3, and an iron compound 4 such as iron sulfate (FeSO 4 ).
  • an iron compound 4 such as iron sulfate (FeSO 4 ).
  • it is placed in the processing tank 111 of the processing apparatus 110 and stirred with the stirring blade 112 (pH 8 to 12), and calcium ions are eluted and contained in the water 1 from the calcium compound 3.
  • iron ions are eluted from the iron compound 4 into the water 1 and brought into contact with the raw coal 2 so that the hydroxyl ions (—OH) and carboxyl groups (—COOH) present in the raw coal 2
  • hydroxyl ions and iron ions are ion-exchanged and calcium and iron are supported on the raw coal 2 in the amounts described above (S11 in FIG. 6), respectively.
  • the ratio of the basic coal 5 composed of at least one of bituminous coal, subbituminous coal, and brown coal and the modified coal 30 is 10 to 50% by weight.
  • it can obtain easily by carrying out a mixing process (S15 in FIG. 6).
  • the boiler fuel coal (mixed coal) 40 manufactured in this way is dried and pulverized (particle size: around 0.1 mm) and injected as fuel into the boiler furnace 211 as shown in FIG. It is supplied and burned at high temperature (temperature: 1500-1700 ° C.) to become exhaust gas 6.
  • the calcium oxide in the exhaust gas 6 reacts with sulfur oxide (SOx) generated from sulfur (S) contained in the modified coal 30 and the basic coal 5 to become calcium sulfate (CaSO 4 ).
  • SOx sulfur oxide
  • S sulfur
  • CaSO 4 calcium sulfate
  • the iron oxide in the exhaust gas 6 comes into contact with the carbon content of the modified coal 30 and the basic coal 5 with a very high probability, and the carbon content is reliably burned (oxidized) by the catalytic function.
  • the exhaust gas 6 in which the sulfur oxide is calcium sulfate and the carbon component is reliably combusted (oxidized) is heat-exchanged by the heat exchanger 212 and cooled, as in the above-described embodiment.
  • the solid matter 8 is removed by the dust removing device 213 and then discharged from the chimney 214 to the outside.
  • the molar amount equal to or more than the molar amount obtained by summing the molar amount of sulfur contained in the raw coal 2 and the molar amount of sulfur contained in the basic coal 5.
  • the basic coal 5 on which calcium is not supported can also be supplied as fuel into the boiler furnace 211, and the modified coal 30 obtained by carrying calcium on the raw coal 2 is treated. The amount of use can be reduced.
  • coal 40 for boiler fuel according to the present embodiment it is possible to obtain the same operational effects as in the case of the above-described embodiment, and more efficiently than in the case of the above-described embodiment. Manufacturing costs can be reduced.
  • the ratio of the modified coal 30 in the boiler fuel coal (mixed coal) 40 is 10 to 50% by weight.
  • the ratio of the basic coal 5 in the boiler fuel coal (mixed coal) 40 is 50 to 90%. It is preferable that it is% by weight. This is because if the ratio of the basic coal 5 in the coal for boiler fuel (mixed coal) 40 is less than 50% by weight, it becomes difficult to increase the production efficiency of the coal 40 for boiler fuel. This is because if it exceeds wt%, depending on the properties of the basic coal 5, there is a possibility that the sulfur oxide generated from the sulfur content in the basic coal 5 cannot be sufficiently made calcium sulfate.
  • the amount of calcium supported by the raw coal 2 is preferably 4 to 10% by weight with respect to the dry weight of the raw coal 2. Because, if the amount of calcium carried by the raw coal 2 is less than 4% by weight with respect to the dry weight of the raw coal 2, depending on the properties of the basic coal 5 and the mixing ratio with the basic coal 5, If the sulfur oxide generated from the sulfur content in the basic coal 5 may not be sufficiently calcium sulfate, and if it exceeds 10% by weight with respect to the dry weight of the raw coal 2, the raw coal 2 This is because the time required for the supporting process S11 becomes too long, resulting in a decrease in manufacturing efficiency and difficulty in reducing manufacturing costs.
  • the boiler fuel coal according to the present embodiment is obtained by subjecting the mixed coal 40 to dry distillation treatment and inactivation treatment.
  • the mixed coal 40 obtained in the same manner as in the third embodiment described above is put in a drying apparatus as shown in FIG.
  • Moisture is removed by heating and drying (around 100 ° C.) (S21 in FIG. 8), and then transferred to a distillation apparatus and heated and distilled (around 400 ° C.) in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas.
  • this carbonized carbon is transferred into a cooling device and cooled (around 50 ° C.) (in FIG.
  • the activated surface was inactivated in an inactivation atmosphere (oxygen concentration: several to 21% by volume) (S24 in FIG. 8). ), It can be easily obtained by forming into a granule with a granulator (S25 in FIG. 8).
  • the boiler fuel coal 50 according to the present embodiment is obtained by subjecting the boiler fuel coal (mixed coal) 40 to a dry distillation treatment and an inactivation treatment.
  • the boiler fuel coal 50 according to the present embodiment, most of the volatile components such as mercury are removed in advance, so that even if the boiler furnace 211 is supplied as fuel and burned, the exhaust gas
  • the mercury content in 6 can be extremely reduced, and can be reduced below the emission regulation concentration.
  • the mercury content in the exhaust gas 6 can be extremely reduced as well as the same effects as those of the embodiment described above. Therefore, it is not necessary to install the mercury removing device in the boiler equipment, and the cost related to the boiler equipment can be further reduced.
  • the calcium compound 3 includes not only powders and granules of calcium oxide (CaO), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), etc., for example, gypsum waste materials and cement It is also possible to apply waste materials containing calcium, such as waste materials, shells, fly ash and steel slag.
  • the calcium source can be recycled and the generation of waste is greatly suppressed. This is very preferable.
  • iron sulfate in the solid material 8 collected by the dust removing device 213 is used as the iron compound 4
  • the iron source can be recycled and the generation of waste is greatly suppressed. Is very preferable.
  • the water 1 and the raw coal 2 are put into the treatment tank 111 of the treatment device 210 and the stirring blades are mixed. While stirring at 112, water 1 and the calcium compound 3 are placed in the elution tank 213 and stirred by the stirring blade 214, so that the water 1 in the elution tank 213 is eluted and contains calcium ions from the calcium compound 3.
  • the water 1 is sent from the elution tank 213 through the filter 213a into the treatment tank 111, and the amount of water 1 sent into the treatment tank 111 is sent from the treatment tank 111 through the filter 111a to the elution tank.
  • calcium can be supported on the raw coal 2 without mixing the calcium compound 3 (waste) and the raw coal 2. Since can be, so that the calcium compound 3 and (waste) and the raw coal 2 can be easily separated, highly preferred.
  • mixed coal (boiler fuel coal) 40 obtained by mixing the modified coal 30 in which calcium and iron are supported on the raw coal 2 and the basic coal 5 is mixed.
  • mixed coal coal for boiler fuel in which the raw coal 2 is mixed with the modified coal in which calcium is supported without supporting iron and the basic coal 5 is mixed. Even in this case, it can be applied in the same manner as in the above-described embodiment.
  • the mixed coal (boiler fuel coal) 40 is placed in a drying device and dried by heating, and then transferred to a dry distillation device and heated to dry distillation. After the coal is transferred into the cooling device and cooled, it is transferred into the inactivation processing device and subjected to the inactivation treatment.
  • the modified coal 30 and the basic coal 5 are mixed and mixed in a drying apparatus and dried by heating, and then transferred to a distillation apparatus and heated to dry distillation. Then, this carbonized coal is transferred into a cooling device and cooled, and then transferred into an inactivation processing device and subjected to an inactivation treatment. It is also possible to manufacture the coal 50 for fuel.
  • boiler fuel is obtained by subjecting a mixed coal (boiler fuel coal) 40 obtained by mixing the metamorphic coal 30 and the basic coal 5 to dry distillation treatment and inactivation treatment.
  • a mixed coal (boiler fuel coal) 40 obtained by mixing the metamorphic coal 30 and the basic coal 5 to dry distillation treatment and inactivation treatment.
  • the coal 50 for manufacture was demonstrated, as another embodiment, for example, the dry distillation process and the inactivation process with respect to the above-mentioned metamorphic coals 10 and 20 obtained in the first and second embodiments described above. It is possible to obtain coal for boiler fuel.
  • the boiler fuel coal 50 is manufactured by subjecting the boiler fuel coal 40 to dry distillation and deactivation.
  • the deactivation process can be omitted.
  • coal for boiler fuel according to the present invention can be implemented by appropriately combining the technical matters described in the above-described embodiments as necessary.
  • ⁇ Specimen B> A modified coal (15 wt%) in which calcium is supported (6 wt%) and iron (2 wt%) is supported on raw coal made of lignite and basic coal (85 wt%) made of lignite is used as a dryer. After heating and drying with mixing, transfer to the carbonization device and heat to carbonization, then transfer this carbonized coal to the cooling device and cool it, then transfer to the inactivation treatment device Then, after inactivation treatment, coal for boiler fuel (test body B) was obtained by forming into a granule with a granulator.
  • Test method The test bodies A and B and the comparative body were each injected into a boiler furnace as fuel and burned at a high temperature, and the sulfur dioxide concentration in the generated exhaust gas and the unburned carbon ratio in the recovered solid were determined. .
  • Test results The test results are shown in Table 1 below.
  • the sulfur dioxide concentration in the exhaust gas can be made smaller than the reference value (100 ppm). Furthermore, in the test body B, it has confirmed that the unburned carbon ratio in the collect
  • the coal for boiler fuel according to the present invention can generate ultrafine particles of calcium oxide easily at a low cost, and can greatly reduce the cost of boiler facilities, so that it can be used extremely beneficially industrially. Can do.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

石炭焚きボイラの燃料に使用されるボイラ燃料用石炭(10)であって、褐炭又は亜瀝青炭からなる原料炭(2)に、原料炭(2)中の硫黄のモル量に対して等モル量以上のカルシウムが担持された変成炭(10)を有している。

Description

ボイラ燃料用石炭
 本発明は、石炭焚きボイラの燃料に使用されるボイラ燃料用石炭に関する。
 石炭を燃焼用の燃料に使用する石炭焚きボイラにおいては、石炭の燃焼に伴って生じる排ガス中に硫黄酸化物(SOx)が含まれていることから、当該排ガス中から硫黄酸化物を除去した後に、当該排ガスを排出するようにしている。
 例えば、下記特許文献1においては、酸化カルシウム(CaO)や炭酸カルシウム(CaCO3)や水酸化カルシウム(Ca(OH)2)等のカルシウム化合物をレーザ照射加熱又はプラズマ加熱することにより、酸化カルシウム(CaO)の超微粒子(1~100nm)を発生させて、当該超微粒子を炉内又は煙道内に吹き込んで排ガス中の硫黄酸化物と反応させることで、排ガス中から硫黄酸化物を除去することを提案している。
特開平5-269341号公報 特開平7-004610号公報 特開平9-126411号公報
 しかしながら、前記特許文献1で提案されている方法においては、レーザアブレーション装置や高周波誘導プラズマ発生装置やアークプラズマ発生装置等をボイラ設備に設置しなければならないため、大容量の石炭焚きボイラに適用しようとすると、設備コストが非常に高くなってしまい、実用的なものではなかった。
 このため、酸化カルシウムの超微粒子を低コストで簡単に発生できるようにすることが強く望まれている。
 前述した課題を解決するためになされた第一番目の発明は、石炭焚きボイラの燃料に使用されるボイラ燃料用石炭であって、褐炭又は亜瀝青炭からなる原料炭に、当該原料炭中の硫黄のモル量に対して等モル量以上のカルシウムが担持された変成炭を有していることを特徴とするボイラ燃料用石炭である。
 また、第二番目の発明は、第一番目の発明に係るボイラ燃料用石炭において、前記変成炭が、前記原料炭の乾燥重量に対して0.1~5重量%の割合で鉄をさらに担持したものであることを特徴とするボイラ燃料用石炭である。
 また、第三番目の発明は、第一番目又は第二番目の発明に係るボイラ燃料用石炭において、前記変成炭が、前記原料炭の乾燥重量に対して4~10重量%の割合でカルシウムを担持したものであり、前記変成炭の割合が10~50重量%となるように、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭のうちの少なくとも一種からなる基本炭と前記変成炭とを混合した混合炭からなることを特徴とするボイラ燃料用石炭である。
 また、第四番目の発明は、第一番目から第三番目の発明のいずれかに係るボイラ燃料用石炭において、乾留処理されたものであることを特徴とするボイラ燃料用石炭である。
 また、第五番目の発明は、第四番目の発明に係るボイラ燃料用石炭において、さらに不活性化処理されたものであることを特徴とするボイラ燃料用石炭である。
 本発明に係るボイラ燃料用石炭は、ボイラ炉内に燃料として吹込み供給されて高温燃焼されて排ガスとなると、高温燃焼に伴って、担持されていたカルシウム(Ca)分から酸化カルシウム(CaO)を超微粒子(粒径:数~数十nm)の状態で存在させることができるので、酸化カルシウムの超微粒子を低コストで簡単に発生させることができ、ボイラ設備にかかるコストを大きく削減することができる。
本発明に係るボイラ燃料用石炭の第一番目の実施形態の製造手順を示すフロー図である。 図1の担持処理で使用される処理装置の概略図である。 図1の製造手順で得られたボイラ燃料用石炭を適用されるボイラ設備の概略図である。 本発明に係るボイラ燃料用石炭の第二番目の実施形態の製造手順を示すフロー図である。 図4の製造手順で得られたボイラ燃料用石炭を適用されるボイラ設備の概略図である。 本発明に係るボイラ燃料用石炭の第三番目の実施形態の製造手順を示すフロー図である。 図6の製造手順で得られたボイラ燃料用石炭を適用されるボイラ設備の概略図である。 本発明に係るボイラ燃料用石炭の第四番目の実施形態の要部の製造手順を示すフロー図である。 本発明に係るボイラ燃料用石炭の他の実施形態における担持処理で使用される処理装置の概略図である。
 本発明に係るボイラ燃料用石炭の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
〈第一番目の実施形態〉
 本発明に係るボイラ燃料用石炭の第一番目の実施形態を図1~3に基づいて説明する。
 本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、石炭焚きボイラの燃料に使用されるボイラ燃料用石炭であって、褐炭又は亜瀝青炭からなる原料炭に、当該原料炭中の硫黄(S)のモル量に対して等モル量以上のカルシウム(Ca)が担持された変成炭からなるものである。
 このような本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、図1,2に示すように、水1と、粒径(50mm前後)を粉砕調整(最大粒径5mm程度)された前記原料炭2(硫黄含有量0.4~1.2重量%(乾燥時))と、酸化カルシウム(CaO)や炭酸カルシウム(CaCO3)や水酸化カルシウム(Ca(OH)2)等のカルシウム化合物3とを処理装置110の処理槽111内に入れて攪拌翼112で撹拌し(pH8~12)、カルシウム化合物3からカルシウムイオンを水1中に溶出含有させて前記原料炭2に接触させることにより、当該原料炭2に存在する水酸基(-OH)やカルボキシル基(-COOH)の水素イオンと当該カルシウムイオンとをイオン交換させて当該原料炭2にカルシウムを上述した量で担持させた後(図1中、S11)、前記処理槽111の内部から外部へ濾過等によって分離し(図1中、S12)、必要に応じて水洗処理(図1中、S13)した後に脱水処理(図1中、S14)することにより、容易に得ることができる。
 このようにして製造されたボイラ燃料用石炭(変成炭)10は、乾燥、粉砕(粒径:0.1mm前後)されて、図3に示すように、ボイラ炉211内に燃料として吹込み供給されて高温燃焼(温度:1500~1700℃)されて排ガス6となる。
 このとき、前記排ガス6中には、上記高温燃焼に伴って、前記ボイラ燃料用石炭10に含有される硫黄(S)分から生じた硫黄酸化物(SOx)が存在すると共に、前記ボイラ燃料用石炭10に担持されていたカルシウム(Ca)分から生じた酸化カルシウム(CaO)が超微粒子(粒径:数~数十nm)の状態で存在するようになる。
 そして、前記排ガス6中の硫黄酸化物は、超微粒子の状態で非常に大きい比表面積となった酸化カルシウムと容易に反応して硫酸カルシウム(CaSO4)となる。
 硫黄酸化物を硫酸カルシウムとされた前記排ガス6は、熱交換器212で熱交換されて冷却されてから、上記硫酸カルシウム等を含有する固形物7を除塵装置213で除去された後、煙突214から外部へ排出される。
 つまり、従来は、酸化カルシウム(CaO)や炭酸カルシウム(CaCO3)や水酸化カルシウム(Ca(OH)2)等のカルシウム化合物をレーザ照射加熱又はプラズマ加熱することにより、酸化カルシウム(CaO)の超微粒子(1~100nm)を発生させて、当該超微粒子を炉内又は煙道内に吹き込んで排ガス中の硫黄酸化物(SOx)と反応させることで、排ガス中から硫黄酸化物を除去するようにしたが、本実施形態においては、原料炭2にカルシウム(Ca)を上述した量で担持させたボイラ燃料用石炭(変成炭)10をボイラ炉211の燃料に使用することにより、高温燃焼に伴って、超微粒子(数~数十nm)の酸化カルシウム(CaO)を排ガス6中に発生させて、当該排ガス6中の硫黄酸化物(SOx)と反応させることで、排ガス6中から硫黄酸化物を除去するようにしたのである。
 このため、従来は、レーザアブレーション装置や高周波誘導プラズマ発生装置やアークプラズマ発生装置等をボイラ設備に設置する必要があったものの、本実施形態においては、上記装置をボイラ設備に設置する必要がまったくないのはもちろんのこと、脱硫装置をボイラ設備に設置しなくても済むようになる。
 したがって、本実施形態に係るボイラ燃料用石炭10によれば、酸化カルシウム(CaO)の超微粒子(数~数十nm)を低コストで簡単に発生させることができ、ボイラ設備にかかるコストを大きく削減することができる。
 なお、前記原料炭2が担持するカルシウムの量は、当該原料炭2中の硫黄のモル量に対して等モル量以上である必要がある。なぜなら、前記原料炭2の担持するカルシウムの量が、当該原料炭2中の硫黄のモル量に対して等モル量未満であると、燃焼に伴って発生した硫黄酸化物を十分に除去することができないからである。
 また、前記原料炭2としては、褐炭や亜瀝青炭を適用することができるものの、瀝青炭を適用することは困難である。なぜなら、褐炭や亜瀝青炭は、カルシウムイオンとイオン交換してカルシウムを担持する水酸基(-OH)やカルボキシル基(-COOH)等を必要量有しているものの、瀝青炭は、上記基が少な過ぎてカルシウムを十分に担持することが困難だからである。
〈第二番目の実施形態〉
 本発明に係るボイラ燃料用石炭の第二番目の実施形態を図4,5に基づいて説明する。ただし、前述した実施形態の場合と同様な部分においては、前述した実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した実施形態での説明と重複する説明を省略する。
 本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、前記原料炭2に、当該原料炭2中の硫黄(S)のモル量に対して等モル量以上のカルシウム(Ca)が担持されると共に、当該原料炭2の乾燥重量に対して0.1~5重量%の割合で鉄(Fe)がさらに担持された変成炭からなるものである。
 このような本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、図4に示すように、水1と、前記原料炭2と、前記カルシウム化合物3と、硫酸鉄(FeSO4)等の鉄化合物4とを、前述した実施形態の場合と同様に前記処理装置110の前記処理槽111内に入れて前記攪拌翼112で撹拌し(pH8~12)、カルシウム化合物3からカルシウムイオンを水1中に溶出含有させると共に鉄化合物4から鉄イオンを水1中に溶出含有させて前記原料炭2に接触させることにより、当該原料炭2に存在する水酸基(-OH)やカルボキシル基(-COOH)の水素イオンと当該カルシウムイオン及び当該鉄イオンとをイオン交換させて当該原料炭2にカルシウム及び鉄をそれぞれ上述した量で担持させた後(図4中、S11)、前述した実施形態の場合と同様に、前記処理槽111の内部から外部へ濾過等によって分離し(図4中、S12)、必要に応じて水洗処理(図4中、S13)した後に脱水処理(図4中、S14)することにより、容易に得ることができる。
 このようにして製造されたボイラ燃料用石炭(変成炭)20は、乾燥、粉砕(粒径:0.1mm前後)されて、図5に示すように、前記ボイラ炉211内に燃料として吹込み供給されて高温燃焼(温度:1500~1700℃)されて排ガス6となる。
 このとき、前記排ガス6中には、硫黄酸化物(SOx)及び酸化カルシウムが前述した実施形態の場合と同様に存在すると共に、前記ボイラ燃料用石炭20に担持されていた鉄(Fe)分から生じた酸化鉄(FeO)が超微粒子(粒径:数~数十nm)の状態で存在するようになる。
 そして、前記排ガス6中の硫黄酸化物は、前述した実施形態の場合と同様に酸化カルシウムと反応して硫酸カルシウム(CaSO4)となる。一方、超微粒子の状態で非常に大きい比表面積となった前記排ガス6中の酸化鉄は、前記ボイラ燃料用石炭20の炭素分と非常に高い確率で接触し、触媒機能によって当該炭素分を確実に燃焼(酸化)させる。
 硫黄酸化物を硫酸カルシウムとされると共に炭素分を確実に燃焼(酸化)された前記排ガス6は、前記熱交換器212で熱交換されて冷却されてから、上記硫酸カルシウム等を含有すると共に未燃炭素分の少ない固体物8を前記除塵装置213で除去された後、前記煙突214から外部へ排出される。
 つまり、本実施形態においては、カルシウム(Ca)だけでなくさらに鉄(Fe)を原料炭2に担持させたボイラ燃料用石炭(変成炭)20をボイラ炉211の燃料に使用することにより、高温燃焼に伴って、酸化カルシウム(CaO)と共に超微粒子(数~数十nm)の酸化鉄(FeO)も排ガス6中に発生させて、排ガス6中から硫黄酸化物を除去すると同時に、炭素分も確実に燃焼(酸化)させるようにしたのである。
 このため、本実施形態においては、前記ボイラ炉211内での燃焼効率を前述した実施形態の場合よりもさらに向上させることができる。
 したがって、本実施形態に係るボイラ燃料用石炭20によれば、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができるのはもちろんのこと、前記除塵装置213で回収される前記固形物8中に残存する未燃炭素分を前述した実施形態の場合よりも少なくすることができる。
 なお、前記原料炭2が担持する鉄の量は、当該原料炭2の乾燥重量に対して0.1~5重量%であると好ましい。なぜなら、前記原料炭2の担持する鉄の量が、当該原料炭2の乾燥重量に対して0.1重量%未満であると、上述した作用効果を十分に発現させることができず、当該原料炭2の乾燥重量に対して5重量%を超えると、前記担持処理S11に要する時間が長くなり過ぎてしまうと共に、燃焼効率の向上に臨界を迎えてしまうようになるからである。
〈第三番目の実施形態〉
 本発明に係るボイラ燃料用石炭の第三番目の実施形態を図6,7に基づいて説明する。ただし、前述した実施形態の場合と同様な部分においては、前述した実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した実施形態での説明と重複する説明を省略する。
 本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、前記原料炭2に、当該原料炭2の乾燥重量に対して4~10重量%の割合(硫黄(S)のモル量に対して等モル量以上)でカルシウム(Ca)が担持されると共に、当該原料炭2の乾燥重量に対して0.1~5重量%の割合で鉄(Fe)がさらに担持された変成炭と、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭のうちの少なくとも一種からなる基本炭とが、上記変成炭の割合を10~50重量%とするように混合された混合炭からなるものである。
 このような本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、図6に示すように、水1と、前記原料炭2と、前記カルシウム化合物3と、硫酸鉄(FeSO4)等の鉄化合物4とを、前述した実施形態の場合と同様に前記処理装置110の前記処理槽111内に入れて前記攪拌翼112で撹拌し(pH8~12)、カルシウム化合物3からカルシウムイオンを水1中に溶出含有させると共に鉄化合物4から鉄イオンを水1中に溶出含有させて前記原料炭2に接触させることにより、当該原料炭2に存在する水酸基(-OH)やカルボキシル基(-COOH)の水素イオンと当該カルシウムイオン及び当該鉄イオンとをイオン交換させて当該原料炭2にカルシウム及び鉄をそれぞれ上述した量で担持させた後(図6中、S11)、前述した実施形態の場合と同様に、前記処理槽111の内部から外部へ濾過等によって分離し(図6中、S12)、必要に応じて水洗処理(図6中、S13)した後に脱水処理(図6中、S14)することにより、変成炭30を得た後、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭のうちの少なくとも一種からなる基本炭5と、上記変成炭30とを、当該変成炭30の割合が10~50重量%となるように混合処理(図6中、S15)することにより、容易に得ることができる。
 このようにして製造されたボイラ燃料用石炭(混合炭)40は、乾燥、粉砕(粒径:0.1mm前後)されて、図7に示すように、前記ボイラ炉211内に燃料として吹込み供給されて高温燃焼(温度:1500~1700℃)されて排ガス6となる。
 このとき、前記排ガス6中には、上記高温燃焼に伴って、前記ボイラ燃料用石炭40に含有される硫黄(S)分から生じた硫黄酸化物(SOx)が存在すると共に、当該ボイラ燃料用石炭40の前記変成炭30に担持されていたカルシウム(Ca)分及び鉄(Fe)分から生じた酸化カルシウム(CaO)及び酸化鉄(FeO)が超微粒子(粒径:数~数十nm)の状態で存在するようになる。
 そして、前記排ガス6中の酸化カルシウムは、前記変成炭30及び前記基本炭5に含有される硫黄(S)分から生じた硫黄酸化物(SOx)と反応して硫酸カルシウム(CaSO4)となると共に、前記排ガス6中の酸化鉄は、前記変成炭30及び前記基本炭5の炭素分と非常に高い確率で接触し、触媒機能によって当該炭素分を確実に燃焼(酸化)させる。
 硫黄酸化物を硫酸カルシウムとされると共に炭素分を確実に燃焼(酸化)された前記排ガス6は、前述した実施形態の場合と同様に、前記熱交換器212で熱交換されて冷却されてから、前記固形物8を前記除塵装置213で除去された後、前記煙突214から外部へ排出される。
 つまり、本実施形態においては、前記原料炭2に含有されている硫黄分のモル量と前記基本炭5に含有されている硫黄分のモル量とを合計したモル量と同量のモル量以上のカルシウムが当該原料炭2に担持されることにより、カルシウムが担持されていない前記基本炭5中の硫黄分から生じる硫黄酸化物も硫酸カルシウムとなるようにして前記排ガス6中から除去できるようにしたのである。
 このため、本実施形態においては、カルシウムが担持されていない前記基本炭5も前記ボイラ炉211内に燃料として供給することができ、原料炭2にカルシウムを担持処理することにより得られる変成炭30の使用量を少なくすることができる。
 したがって、本実施形態に係るボイラ燃料用石炭40によれば、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができるのはもちろんのこと、前述した実施形態の場合よりも効率よく製造することができ、製造コストを削減することができる。
 なお、前記ボイラ燃料用石炭(混合炭)40における前記変成炭30の割合が10~50重量%、言い換えると、前記ボイラ燃料用石炭(混合炭)40における前記基本炭5の割合が50~90重量%であると好ましい。なぜなら、前記ボイラ燃料用石炭(混合炭)40における前記基本炭5の割合が、50重量%未満であると、ボイラ燃料用石炭40の製造効率の向上を大きくすることが難しくなってしまい、90重量%を超えると、前記基本炭5の性状によっては、当該基本炭5中の硫黄分から生じる硫黄酸化物を硫酸カルシウムとすることが十分にできないおそれを生じてしまうからである。
 また、前記原料炭2が担持するカルシウムの量は、当該原料炭2の乾燥重量に対して4~10重量%であると好ましい。なぜなら、前記原料炭2の担持するカルシウムの量が、当該原料炭2の乾燥重量に対して4重量%未満であると、前記基本炭5の性状や当該基本炭5との混合割合によっては、当該基本炭5中の硫黄分から生じる硫黄酸化物を硫酸カルシウムとすることが十分にできないおそれを生じてしまい、当該原料炭2の乾燥重量に対して10重量%を超えると、当該原料炭2の担持処理S11に要する時間が長くなり過ぎてしまい、製造効率の低下を招いて、製造コストの削減が難しくなってしまうからである。
〈第四番目の実施形態〉
 本発明に係るボイラ燃料用石炭の第四番目の実施形態を図8に基づいて説明する。ただし、前述した実施形態の場合と同様な部分においては、前述した実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した実施形態での説明と重複する説明を省略する。
 本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、前記混合炭40が乾留処理されると共に不活性化処理されたものである。
 このような本実施形態に係るボイラ燃料用石炭は、前述した第三番目の実施形態の場合と同様にして得られた前記混合炭40を、図8に示すように、乾燥装置内に入れて加熱乾燥(100℃前後)して水分を除去してから(図8中、S21)、乾留装置内に移載して窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で加熱乾留(400℃前後)することにより、水銀(Hg)等を含めた揮発成分を除去した後(図8中、S22)、この乾留炭を冷却装置内に移載して冷却(50℃前後)してから(図8中、S23)、不活性化処理装置内に移載して、活性化している表面を不活性化用雰囲気中(酸素濃度:数~21体積%)で不活性化処理した後(図8中、S24)、造粒装置で粒状に成形する(図8中、S25)ことにより、容易に得ることができる。
 つまり、本実施形態に係るボイラ燃料用石炭50は、前記ボイラ燃料用石炭(混合炭)40に対して、さらに乾留処理を施すと共に不活性化処理を施したものなのである。
 このため、本実施形態に係るボイラ燃料用石炭50においては、水銀等の揮発成分の大部分が予め除去されていることから、前記ボイラ炉211に燃料として供給して燃焼させても、前記排ガス6中の水銀含有量を極めて少なくすることができ、排出規制濃度以下にすることができる。
 したがって、本実施形態に係るボイラ燃料用石炭50によれば、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができるのはもちろんのこと、前記排ガス6中の水銀含有量を極めて少なくすることができるので、水銀除去装置をボイラ設備に設置しなくても済み、ボイラ設備に係るコストをさらに低減することができる。
〈他の実施形態〉
 なお、カルシウム化合物3としては、酸化カルシウム(CaO)や炭酸カルシウム(CaCO3)や水酸化カルシウム(Ca(OH)2)等の粉体や粒状体等はもちろんのこと、例えば、石膏廃材やセメント廃材や貝殻やフライアッシュや鉄鋼スラグ等のようなカルシウムを含有する廃棄物を適用することも可能である。
 特に、前記除塵装置213で回収された前記固形物7,8中の硫酸カルシウムをカルシウム化合物3として利用するようにすれば、カルシウム源を循環利用することができ、廃棄物の発生を大きく抑制することができるので、非常に好ましい。同様に、前記除塵装置213で回収された前記固形物8中の硫酸鉄を鉄化合物4として利用するようにすれば、鉄源を循環利用することができ、廃棄物の発生を大きく抑制することができるので、非常に好ましい。
 ここで、上述したような廃棄物をカルシウム化合物3として利用する場合には、例えば、図9に示すように、処理装置210の処理槽111内に水1及び前記原料炭2を入れて攪拌翼112で撹拌する一方、溶出槽213内に水1及び前記カルシウム化合物3を入れて撹拌翼214で撹拌することにより、上記溶出槽213内の水1にカルシウム化合物3からカルシウムイオンを溶出含有させて当該溶出槽213からフィルタ213aを介して当該水1を上記処理槽111内に送ると共に、当該処理槽111内に送られた量の水1を当該処理槽111からフィルタ111aを介して上記溶出槽213内に戻すことにより、前記カルシウム化合物3(廃棄物)と前記原料炭2とを混在させることなく当該原料炭2にカルシウムを担持させることができ、当該カルシウム化合物3(廃棄物)と当該原料炭2とを容易に分離することができるようになるので、非常に好ましい。
 このとき、前記カルシウム化合物3(廃棄物)からカルシウムイオンが溶出しにくく、水1がpH8~12になりにくい場合には、水1がpH8~12となるように前記処理槽111内にpH調整剤(例えば、水酸化カルシウムや炭酸カルシウム等)9を入れてpHを調整するとよい。
 また、前述した第三,四番目の実施形態においては、前記原料炭2にカルシウムと鉄とを担持させた前記変成炭30と前記基本炭5とを混合した混合炭(ボイラ燃料用石炭)40の場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、前記原料炭2に鉄を担持させることなくカルシウムを担持させた変成炭と前記基本炭5とを混合した混合炭(ボイラ燃料用石炭)の場合であっても、前述した実施形態の場合と同様に適用可能である。
 また、前述した第四番目の実施形態においては、前記混合炭(ボイラ燃料用石炭)40を乾燥装置に入れて加熱乾燥してから、乾留装置内に移載して加熱乾留した後、この乾留炭を冷却装置内に移載して冷却してから、不活性化処理装置内に移載して不活性化処理した後、造粒装置で粒状に成形することにより、ボイラ燃料用石炭50を製造するようにしたが、他の実施形態として、例えば、前記変成炭30と前記基本炭5とを乾燥装置に混合しながら入れて加熱乾燥してから、乾留装置内に移載して加熱乾留した後、この乾留炭を冷却装置内に移載して冷却してから、不活性化処理装置内に移載して不活性化処理した後、造粒装置で粒状に成形することにより、ボイラ燃料用石炭50を製造するようにすることも可能である。
 また、前述した第四番目の実施形態においては、前記変成炭30と前記基本炭5とを混合した混合炭(ボイラ燃料用石炭)40に対して乾留処理及び不活性化処理を施してボイラ燃料用石炭50を製造する場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、前述した第一,二番目の実施形態で得られた前記変成炭10,20に対して乾留処理及び不活性化処理を施してボイラ燃料用石炭を得るようにすることも可能である。
 また、前述した第四番目の実施形態においては、前記ボイラ燃料用石炭40に対して乾留処理及び不活性化を施してボイラ燃料用石炭50を製造する場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、乾留処理した後、遠距離搬送することなく比較的短期間でボイラ燃料として利用する場合には、不活性化処理を省略することも可能である。
 このように、本発明に係るボイラ燃料用石炭は、上述した各実施形態で説明した技術的事項を必要に応じて適宜組み合わせて実施することができる。
 本発明に係るボイラ燃料用石炭の効果を確認するために以下のような確認試験を行った。
[試験体の作成]
〈試験体A〉
 褐炭からなる原料炭にカルシウムを担持(8重量%)させた変成炭(15重量%)と、褐炭からなる基本炭(85重量%)とを乾燥器に入れて混合しながら加熱乾燥してから、乾留装置内に移載して加熱乾留した後、この乾留炭を冷却装置内に移載して冷却してから、不活性化処理装置内に移載して不活性化処理した後、造粒装置で粒状に成形することにより、ボイラ燃料用石炭(試験体A)を得た。
〈試験体B〉
 褐炭からなる原料炭にカルシウムを担持(6重量%)させると共に鉄を担持(2重量%)させた変成炭(15重量%)と、褐炭からなる基本炭(85重量%)とを乾燥器に入れて混合しながら加熱乾燥してから、乾留装置内に移載して加熱乾留した後、この乾留炭を冷却装置内に移載して冷却してから、不活性化処理装置内に移載して不活性化処理した後、造粒装置で粒状に成形することにより、ボイラ燃料用石炭(試験体B)を得た。
〈比較体〉
 褐炭からなる基本炭(100重量%)を乾燥器に入れて混合しながら加熱乾燥してから、乾留装置内に移載して加熱乾留した後、この乾留炭を冷却装置内に移載して冷却してから、不活性化処理装置内に移載して不活性化処理した後、造粒装置で粒状に成形することにより、ボイラ燃料用石炭(比較体)を得た。
[試験方法]
 上記試験体A,B及び上記比較体をボイラ炉内にそれぞれ燃料として吹込んで高温燃焼させ、生成した排ガス中の二酸化硫黄濃度と、回収された固形物中の未燃炭素割合とをそれぞれ求めた。
[試験結果]
 試験結果を下記の表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記表1からわかるように、比較体(Ca及びFe未担持)においては、排ガス中の二酸化硫黄濃度が基準値(100ppm)を大きく超えてしまうと共に、回収された固形物中の未燃炭素割合が比較的多くなってしまった。
 これに対し、試験体A(Caのみ担持)及び試験体B(Ca及びFe担持)においては、排ガス中の二酸化硫黄濃度を基準値(100ppm)よりも小さくできることが確認できた。さらに、試験体Bにおいては、回収された固形物中の未燃炭素割合を非常に小さくできることが確認できた。
 本発明に係るボイラ燃料用石炭は、酸化カルシウムの超微粒子を低コストで簡単に発生させることができ、ボイラ設備にかかるコストを大きく削減することができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。
 1 水
 2 原料炭
 3 カルシウム化合物
 4 鉄化合物
 5 基本炭
 6 排ガス
 7,8 固形物
 9 pH調整剤
 10,20 変成炭(ボイラ燃料用石炭)
 30 変成炭
 40 混合炭(ボイラ燃料用石炭)
 50 ボイラ燃料用石炭
 110,120 処理装置
 111 処理槽
 111a フィルタ
 112 攪拌翼
 123 溶出槽
 123a フィルタ
 124 攪拌翼
 211 ボイラ炉
 212 熱交換器
 213 除塵装置
 214 煙突

Claims (5)

  1.  石炭焚きボイラの燃料に使用されるボイラ燃料用石炭であって、
     褐炭又は亜瀝青炭からなる原料炭に、当該原料炭中の硫黄のモル量に対して等モル量以上のカルシウムが担持された変成炭を有している
     ことを特徴とするボイラ燃料用石炭。
  2.  請求項1に記載のボイラ燃料用石炭において、
     前記変成炭が、前記原料炭の乾燥重量に対して0.1~5重量%の割合で鉄をさらに担持したものである
     ことを特徴とするボイラ燃料用石炭。
  3.  請求項1又は請求項2に記載のボイラ燃料用石炭において、
     前記変成炭が、前記原料炭の乾燥重量に対して4~10重量%の割合でカルシウムを担持したものであり、
     前記変成炭の割合が10~50重量%となるように、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭のうちの少なくとも一種からなる基本炭と前記変成炭とを混合した混合炭からなる
     ことを特徴とするボイラ燃料用石炭。
  4.  請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のボイラ燃料用石炭において、
     乾留処理されたものである
     ことを特徴とするボイラ燃料用石炭。
  5.  請求項4に記載のボイラ燃料用石炭において、
     さらに不活性化処理されたものである
     ことを特徴とするボイラ燃料用石炭。
PCT/JP2014/062419 2013-07-31 2014-05-09 ボイラ燃料用石炭 Ceased WO2015015855A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112014003542.4T DE112014003542T5 (de) 2013-07-31 2014-05-09 Kohle als Heizkesselbrennstoff
AU2014297739A AU2014297739A1 (en) 2013-07-31 2014-05-09 Coal for boiler fuel
US14/906,342 US20160168496A1 (en) 2013-07-31 2014-05-09 Coal for boiler fuel
CN201480041376.5A CN105408690A (zh) 2013-07-31 2014-05-09 锅炉燃料用煤炭

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-158716 2013-07-31
JP2013158716A JP2015030739A (ja) 2013-07-31 2013-07-31 ボイラ燃料用石炭

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015015855A1 true WO2015015855A1 (ja) 2015-02-05

Family

ID=52431402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/062419 Ceased WO2015015855A1 (ja) 2013-07-31 2014-05-09 ボイラ燃料用石炭

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160168496A1 (ja)
JP (1) JP2015030739A (ja)
CN (1) CN105408690A (ja)
AU (1) AU2014297739A1 (ja)
DE (1) DE112014003542T5 (ja)
WO (1) WO2015015855A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016040364A (ja) * 2014-08-11 2016-03-24 三菱重工業株式会社 改質石炭製造設備および方法
CN110964580A (zh) * 2019-11-04 2020-04-07 山西潞安煤基合成油有限公司 一种高浓度气化水煤浆制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62500109A (ja) * 1984-09-03 1987-01-16 ザ ブリテイツシユ ピトロ−リアム コンパニ− ピ−.エル.シ−. 固体燃料およびその燃焼方法
JPH02202994A (ja) * 1989-01-27 1990-08-13 Texaco Dev Corp イオウを含有する固形炭素質燃料の部分的酸化法
JPH0441198B2 (ja) * 1983-09-19 1992-07-07 Hitachi Ltd
JPH05125372A (ja) * 1991-10-09 1993-05-21 Idemitsu Kosan Co Ltd 可燃性脱硫剤およびこれを用いる燃焼ガスの脱硫方法
JPH06158069A (ja) * 1992-11-19 1994-06-07 Mitsubishi Materials Corp 微粉炭用添加剤
JP2004285098A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Nippon Steel Corp 焼結用燃料コークスおよびその製造方法
JP2012126856A (ja) * 2010-12-17 2012-07-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 石炭不活化処理装置
JP2012197360A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 石炭改質システム
WO2013103097A1 (ja) * 2012-01-06 2013-07-11 三菱重工業株式会社 石炭不活性化処理方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1958691A (en) * 1930-11-06 1934-05-15 Fuel Process Company Fuel and process of treating fuels
US4200439A (en) * 1977-12-19 1980-04-29 Exxon Research & Engineering Co. Gasification process using ion-exchanged coal
FR2411879A1 (fr) * 1977-12-19 1979-07-13 Exxon Research Engineering Co Procede catalytique pour la preparation de gaz combustible a partir de la houille
US5085764A (en) * 1981-03-31 1992-02-04 Trw Inc. Process for upgrading coal
US4492588A (en) * 1981-05-01 1985-01-08 California Institute Of Technology Method for removing sulfur from fossil fuels
JPH05105889A (ja) * 1991-10-15 1993-04-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固形燃料
JPH06184571A (ja) * 1992-04-16 1994-07-05 Taiyo Ltd 石炭と植物質との複合固形燃料の製法及び複合固形燃料
JPH0718279A (ja) * 1993-06-30 1995-01-20 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd コールクリーニング方法
US7695535B2 (en) * 2001-10-10 2010-04-13 River Basin Energy, Inc. Process for in-situ passivation of partially-dried coal
WO2006006978A1 (en) * 2004-06-28 2006-01-19 Nox Ii International, Ltd. Reducing sulfur gas emissions resulting from the burning of carbonaceous fuels
PL1872054T5 (pl) * 2005-03-17 2022-08-16 Nox Ii International, Ltd. Zmniejszenie emisji rtęci w spalinach ze spalania węgla
JP5679335B2 (ja) * 2011-10-13 2015-03-04 株式会社神戸製鋼所 石炭混合燃料及びその燃焼方法
CN102517102A (zh) * 2011-12-08 2012-06-27 西安瑞金源能源科技有限责任公司 一种固硫剂

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0441198B2 (ja) * 1983-09-19 1992-07-07 Hitachi Ltd
JPS62500109A (ja) * 1984-09-03 1987-01-16 ザ ブリテイツシユ ピトロ−リアム コンパニ− ピ−.エル.シ−. 固体燃料およびその燃焼方法
JPH02202994A (ja) * 1989-01-27 1990-08-13 Texaco Dev Corp イオウを含有する固形炭素質燃料の部分的酸化法
JPH05125372A (ja) * 1991-10-09 1993-05-21 Idemitsu Kosan Co Ltd 可燃性脱硫剤およびこれを用いる燃焼ガスの脱硫方法
JPH06158069A (ja) * 1992-11-19 1994-06-07 Mitsubishi Materials Corp 微粉炭用添加剤
JP2004285098A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Nippon Steel Corp 焼結用燃料コークスおよびその製造方法
JP2012126856A (ja) * 2010-12-17 2012-07-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 石炭不活化処理装置
JP2012197360A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 石炭改質システム
WO2013103097A1 (ja) * 2012-01-06 2013-07-11 三菱重工業株式会社 石炭不活性化処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015030739A (ja) 2015-02-16
DE112014003542T5 (de) 2016-05-12
US20160168496A1 (en) 2016-06-16
AU2014297739A1 (en) 2016-02-11
CN105408690A (zh) 2016-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007530256A (ja) 煙道ガスからの水銀除去を向上させるための臭素添加
JP2007196215A (ja) 燃焼排ガス中の微量有害大気汚染物質除去のための吸着剤及びその製造方法
Izquierdo et al. Carbon-enriched coal fly ash as a precursor of activated carbons for SO2 removal
JP6224903B2 (ja) 微粉炭燃焼装置における硫黄分の除去方法
JPWO2016143433A1 (ja) 石炭改質プラントおよび改質石炭の製造方法
JP2006035189A (ja) セメント製造プロセスを利用した有機性汚泥の処理方法
Shengquan et al. SO2 emission from municipal sewage sludge cocombustion with bituminous coal under O2/CO2 atmosphere versus O2/N2 atmosphere
EP2628533A1 (en) Method and installation for the regeneration of spent carbonaceous adsorbent
JP2015030739A (ja) ボイラ燃料用石炭
BE1015949A3 (fr) Procede d'abattement de mercure et de metaux lourds des gaz de fumees.
CN102393147A (zh) 烧结烟气综合处理工艺
JP4215921B2 (ja) 循環流動層ボイラシステム及びその操業方法
JP3600421B2 (ja) 改質炭の製造方法及びその装置
JP2005265273A (ja) 汚泥のガス化溶融方法および装置
CN107883779B (zh) 一种钢厂烧结烟气综合处理系统及方法
CN110776269A (zh) 一种沸腾炉处理脱硫灰的方法
JP6260404B2 (ja) 排ガス処理方法及び処理装置
CN110564437B (zh) 一种煤粉炉炉前煤提质系统及方法
JP5875145B2 (ja) 廃液処理方法
JP2000237528A (ja) 石炭の使用方法、石炭乾留物、及びその製造方法
JP6287477B2 (ja) 排ガス処理方法及び処理装置
JP2002086104A (ja) 廃棄物の集塵灰の処理方法及び装置
WO1994021965A1 (en) Recycling processes using fly ash
JP2005319372A (ja) 汚泥の炭化処理方法及び装置並びに発電方法
CN115820951B (zh) 一种可燃固废有害元素选择性脱除制备高炉喷吹燃料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201480041376.5

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14832488

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14906342

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: IDP00201600436

Country of ref document: ID

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112014003542

Country of ref document: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014297739

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20140509

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14832488

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1