WO2015098935A1 - 石炭成型燃料およびその製造方法 - Google Patents

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molded
molding
crushing
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小林　浩
記央 山田
宏昭 工藤
一浩 ▲虫▼合
龍海 田野
剛 村谷
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/04—Raw material of mineral origin to be used; Pretreatment thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L5/00—Solid fuels
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    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the present invention relates to a coal-molded fuel obtained by pulverizing and molding coal.
  • Patent Document 1 low-grade coal is mixed with oil to form a slurry, and the slurry is heated to dehydrate the coal, and after reducing the water content, pulverized and molded to obtain a solid fuel.
  • Technology is disclosed.
  • Patent Document 1 it is necessary to prepare a slurry by mixing with oil, resulting in an increase in cost. Further, when handling the molded solid fuel, a certain level of strength is required. However, Patent Document 1 does not describe the strength.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a coal-molded fuel having a desired strength at a low cost.
  • coal is crushed, dried and pulverized to obtain coal particles, and a coal-molded fuel as a molded body obtained by molding the coal particles, the coal particles having an average particle diameter of 10
  • the molded body has a moisture content of 5 to 20 wt% and an apparent density of 1.2 to 1.4 g / cm 3 .
  • a coal-molded fuel having a desired strength can be provided at a low cost.
  • FIG. 3 is a diagram showing a correlation between moisture, crushing strength, and apparent density of a molded body. It is a figure which shows the pocket [1st shape (single-sided pillow shape)] of a roll pocket. It is a figure which shows the pocket [2nd shape (double-sided almond shape)] of a roll pocket. It is a figure which shows the pocket [3rd shape (double-sided almond shape)] of a roll pocket. It is a figure which shows the pocket [4th shape (double-sided pillow shape)] of a roll pocket. It is a process flow of another Example (Example 3).
  • FIG. 1 is a diagram showing a process for producing a coal-cast fuel of the present application in Embodiment 1.
  • the manufacturing process in Embodiment 1 has a crushing process 10, a drying process 20, a crushing process 30, and a molding process 40, crushing the coal 1 as a raw material, drying it, crushing the dried coal, obtain.
  • the molded body 100 obtained by molding the coal particles is used as a coal molded fuel.
  • the raw coal 1 is lignite or subbituminous coal with a water content of 25 wt% or more. Preferably, lignite with a water content of 30 wt% or more is used. Only the coal 1 is used as a raw material, and no binder or additive is used. Use of an additive such as a binder causes a cost increase. However, since the coal-molded fuel of the present invention uses only coal without adding a binder, desired strength can be obtained at low cost. In the crushing step 10, the coal 1 is crushed with a jaw crusher or a hammer crusher to obtain a crushed coal 2, and the drying step 20 is performed.
  • the coal 1 may be crushed to a size that can be charged into a ball mill or the like used in the subsequent crushing step 30, and is not particularly limited.
  • the average particle diameter is preferably about 1 mm to 20 mm, more preferably 50 mm or less, more preferably 20 mm or less.
  • the crushed coal 2 is dried by an indirect dryer to obtain the dried coal 3, and the pulverization step 30 is performed.
  • a steam tube dryer may be used as the indirect dryer. Since a large amount of processing is required in the production of solid fuel, it is preferable to use a steam tube dryer that has a large heat transfer area and can be subjected to a large amount of drying treatment.
  • the dried coal 3 is pulverized by the pulverizer, and the coal particles 4 are obtained and the process proceeds to the molding step 40.
  • the pulverizer is a dry pulverization method or a dry pulverization method.
  • a ball mill or roller mill capable of fine pulverization and suitable for mass processing is used.
  • a pulverizer suitable for mass processing is preferable.
  • the average particle diameter of the coal particles 4 is 10 to 60 ⁇ m, preferably 10 to 50 ⁇ m, more preferably 10 to 30 ⁇ m.
  • the term “coal particles” means the coal particles 4 pulverized by the pulverization step 30.
  • the filling rate into the mold (roll pocket) is increased.
  • a desired strength can be obtained by improving the density of the molded body 100 described later.
  • the ball mill and the roller mill can be dried simultaneously with the pulverization, the ball mill and the roller mill may be dried in the pulverization step 30, but the drying capability in the ball mill and the roller mill is insufficient.
  • a drying step 20 is provided in advance to ensure the necessary drying capacity.
  • the coal particles 4 are molded by a molding machine, and the obtained molded body 100 is used as a coal molding fuel.
  • a molding machine for example, a briquette machine having a screw feeder is used, and a compact 100 as a coal molding fuel is obtained by filling and pressurizing the coal particles 4 in a roll pocket (molding mold).
  • the pocket shape of the roll pocket is shown in FIGS. 4 to 7, but other shape pockets may be used.
  • 4 is a pillow shape (first shape) with one side being flat
  • FIG. 5 is a double-sided almond shape (elliptical pocket opening shape) (second shape)
  • FIG. 6 is a double-sided almond shape (pocket opening shape is rectangular).
  • 7 is a double-sided pillow shape (fourth shape).
  • the size of the molded body 100 is preferably 5 to 40 mm at the maximum length and width.
  • the apparent density of the molded body 100 is 1.2 to 1.4 g / cm 3 .
  • the weight of the molded body 100 is preferably 0.2 to 20 g.
  • the water content of the molded body 100 is 5 to 20 wt%, preferably 8 to 18 wt%, and more preferably 10 to 17 wt%. This moisture is derived from the moisture of the coal particles 4.
  • the water content of the coal particles 4 used in the molding step 40 is preferably 5 to 20 wt%, more preferably 8 to 18 wt%, and even more preferably 10 to 17 wt%.
  • Embodiment 1 since the particle diameter of the coal particles 4 is as fine as 10 to 60 ⁇ m, the filling rate of the roll pocket in the briquette machine increases during molding. Thereby, the density of the molded object 100 improves and it contributes to the intensity
  • FIG. Further, the moisture contained in the coal 1 is utilized as a binder, and the moisture content is preferably set to 5 to 20 wt%, and the density of the molded body 100 is regulated, so that the size and weight of the molded body 100 are more preferable. It is also possible to adjust to a region where the crushing strength of the molded body 100 is maximized.
  • the manufacturing process for obtaining the molded body 100 uses all known machines and devices, and does not require hot water or the like, so that the cost can be reduced.
  • the binder is not used in the first embodiment.
  • the strength of the molded body 100 can be set to a desired value at low cost without adding a separate binder. Is.
  • FIG. 2 is a diagram showing manufacturing steps in the second embodiment.
  • the basic configuration is the same as that of the first embodiment, but in the second embodiment, the second crushing process 50 is provided after the molding process 40 in the first embodiment, and the second molding process 60 is further provided in the subsequent stage.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the second molded body 200 obtained in the second molding step 60 is used as a coal molding fuel.
  • molding process 40 which are common in Embodiment 1 are distinguished as the 1st crushing process 10 and the 1st shaping
  • the molded body 100 obtained in the first molding process 40 is the first molded body 100.
  • the density of the first molded body 100 in the second embodiment is preferably lower than the density of the first molded body 100 in the first embodiment, and the apparent density is 1.00 g / cm 3 to 1.25 g / cm 3 . It is preferable.
  • the crushing strength is preferably 10 to 800N.
  • the moisture content of the coal particles 4 used in the first molding step 40 is preferably 5 to 20 wt%, more preferably 8 to 18 wt%, and further preferably 10 to 17 wt%.
  • the first molded body 100 is crushed by a crusher to obtain the first molded body crushed material 110, and the process proceeds to the second molding step 60.
  • the crusher is the same as that used in the first crushing step 10.
  • the first crushed material 110 has an average diameter of preferably 0.1 to 1.0 mm, more preferably 0.15 to 0.9 mm, and still more preferably 0.2 to 0.8 mm.
  • the maximum particle diameter of the 1st molded object crushed object 110 is below the length of the shorter one of the two vertical and horizontal sides of the particle diameter of the 2nd molded object 200 mentioned later.
  • the roll pocket in the briquette machine is formed when the second molded body 200 is molded.
  • the filling rate can be improved.
  • the resulting second molded body 200 exhibits superior quality (crushing strength and apparent density) compared to the first molded body 100 that is the final product (coal molded fuel) of the first embodiment.
  • the pocket size (particle diameter) of the roll pocket size (particle diameter) used in the first molding step 40 and the second molding step 60 may not be the same.
  • the second molded body 200 is obtained by molding the first molded body crushed material 110 with a molding machine.
  • the particle size of the second molded body 200 is preferably 5 to 40 mm.
  • the apparent density of the second molded body 200 is 1.2 to 1.4 g / cm 3 .
  • the weight of the second molded body 200 is preferably 0.2 to 20 g.
  • the water content of the second molded body 200 is 5 to 20 wt%, preferably 8 to 18 wt%, more preferably 10 to 17 wt%.
  • the first molded body 100 once molded is crushed again in the second crushing step 50 and is molded again in the second molding step 60.
  • the first molded body 100 is in a state in which the density has already been increased to some extent by the first molding step 40, and the first molded body crushed material 110 has a similar density. Therefore, it becomes possible to obtain the 2nd molded object 200 which further improved the density rather than the 1st molded object 100 by forming the 1st molded object crushed object 110 again by a briquette machine.
  • the average particle size of the pulverized coal particles 4 is 10 to 60 ⁇ m, and as it is, the fluidity in the briquette machine is poor and it may be difficult to mold.
  • the fluidity in the briquette machine is improved because the density is increased to some extent by the first molding step 40, and the second molding step 60. The molding is performed smoothly. As a result, a second molded body 200 having a higher density than that of the first molded body 100 is obtained. By using the second molded body 200 as a coal molded fuel, pulverization during storage and transportation is further reduced. Thus, a coal-molded fuel with improved handling properties can be obtained.
  • a moisture adjustment step 70 for adjusting the moisture content of the first molded body 100 and the second molded body 200 that are finally obtained may be provided.
  • the moisture adjustment step 70 is preferably provided after molding. That is, after the molding step 40 is preferable in the first embodiment, and after the second molding step 60 is preferable in the second embodiment.
  • the moisture adjustment process 70 can prevent dust generation and spontaneous heat generation of the product.
  • a belt conveyor is disposed, and a watering facility including a water supply pump and a spray nozzle is disposed on the belt conveyor, and the belt There is a method of spraying water on the first molded body 100 (or the second molded body 200) conveyed by the conveyor so that the moisture of the first molded body 100 (or the second molded body 200) is within a suitable range.
  • moisture content of the 2nd molded object 200 piled up by the watering equipment comprised with a water supply pump and a sprinkler is made into a suitable range. It may be a method of adjusting to the above.
  • the moisture after the moisture adjustment step 70 of the first molded body 100 (or the second molded body 200) is preferably 10 to 30 wt%, more preferably 10 wt% or more and less than 25 wt%.
  • the strength of the second molded body 200 can be set to a desired value at a low cost without adding a binder as in the first embodiment.
  • Example 1 corresponds to the manufacturing method of Embodiment 1, and uses the molded body 100 obtained in the first molding step 40 (hereinafter referred to as the first molded body 100) as a coal molded fuel. Crushing strength and apparent density were evaluated as product quality of briquettes.
  • Example 1-1 The raw material coal (brown coal with a water content of 46 wt%) is crushed to an average particle size of 10 mm or less using a hammer crusher (first crushing step 10), and the moisture is adjusted to a range of 13 to 15 wt% using a steam tube dryer. Dried (drying step 20). Further, coal particles 4 having different average particle diameters were obtained using a ball mill. The average particle diameter of the coal particles 4 is three types of 18 ⁇ m, 26 ⁇ m, and 55 ⁇ m (grinding step 30). The coal particles 4 were supplied to a briquette machine and molded without adding a binder to obtain a first molded body 100 (first molding step 40). The crushing strength, apparent density, and moisture of the obtained first molded body 100 were measured. The roller support pressure in the first molding step 40 is 5 t / cm, and the distance between the two rollers is 1 mm.
  • Example 1-1 the roll pocket size is a pillow shape (length 38 ⁇ width 38 ⁇ depth 10 mm) (first shape, see FIG. 4), and the volume of the roll pocket is 8.08 cm 3 .
  • the roll pocket is provided only on one roller, and the other roller is a flat surface. Therefore, in the first molded body 100 in Example 1-1, the shape of the roll pocket is transferred to only one molding surface, and the other is molded while remaining flat.
  • Example 1-1 examples in which the average particle diameter of the coal particles 4 is changed to 55 ⁇ m, 26 ⁇ m, and 18 ⁇ m are shown in Table 1-1 as Examples 1-1a, 1-1b, and 1-1c, respectively.
  • the roll pocket size is indicated as a for vertical, b for horizontal, c for depth, and d for the distance between rollers (the same applies to FIGS. 5 to 7).
  • the water content of the first molded body 100 was measured based on the “total moisture measurement method for coals” of JIS M 8820-2000.
  • the crushing strength of the first molded body 100 is measured based on “3.1 Crushing strength test method” of JIS Z 8841-1993, and the apparent density is the density and specific gravity of JIS Z 8807 “8.
  • the measurement was performed based on the measurement method.
  • the average particle size of the coal crushed in the first crushing step 10 is measured based on JISM8801-2004 “5. Particle size test method”, and the passing sieve mass percentage of each sieve opening is obtained. The passing sieve mass percentage is 50%. This particle size was defined as the average particle size.
  • the average particle diameter of the coal particles 4 pulverized in the pulverization step 30 is a median diameter of a particle size distribution obtained by a laser diffraction / scattering method. All the following examples and comparative examples were measured by the same test method.
  • Example 1-2 In Example 1-2, the roll pocket size was changed, and a roll pocket was provided for each of the two rollers in the briquette machine. The rest is the same as in Example 1-1.
  • Example 1-2 the roll pocket size is an almond shape having a length of 18 ⁇ width of 27 ⁇ depth of 4.15 mm (second shape, see FIG. 5), and the volume per roll pocket is 1.04 cm 3 (see FIG. 5). Table 1-2). Since the roll pocket is provided in both of the two rollers, the shape of the roll pocket is transferred to both surfaces of the first molded body 100 in Example 1-2. Also in Example 1-2, the average particle diameter of the coal particles 4 was changed to 55 ⁇ m, 26 ⁇ m, and 18 ⁇ m, and Examples 1-2a, 1-2b, and 1-2c are shown in Table 1-2, respectively.
  • Example 1-3 The same as Example 1-2, except that the roll pocket size was changed.
  • the roll pocket size in Example 1-3 is an almond shape having a length of 10 ⁇ width of 15 ⁇ depth of 2.6 mm (third shape, see FIG. 6), and the volume per roll pocket is 0.2 cm 3 (see FIG. 6). Table 1-3).
  • the shape of the roll pocket is transferred to both sides of the molded body.
  • the average particle diameter of the coal particles 4 was changed to 55 ⁇ m, 26 ⁇ m, and 18 ⁇ m, and Examples 1-3a, 1-3b, and 1-3c are shown in Table 1-3, respectively.
  • Example 1-4 is the same as Example 1-2 except that the roll pocket size is changed.
  • the roll pocket size in Example 1-4 is 6 ⁇ 9 ⁇ width ⁇ 1.57 mm pillow shape (see FIG. 7), and the volume per roll pocket is 0.035 cm 3 (fourth shape, Table 1-4).
  • the shape of the roll pocket is transferred to both sides of the molded body.
  • the average particle diameter of the coal particles 4 was changed to 55 ⁇ m, 26 ⁇ m, and 18 ⁇ m, and Examples 1-4a, 1-4b, and 1-4c are shown in Table 1-4, respectively.
  • Example 1-1a to 1-1d the average particle diameter of the coal particles 4 is changed.
  • the apparent density and crushing strength of the first molded body 100 are the same as those in Comparative Example 1-1. It exceeds the predetermined value. This indicates that even if the average particle diameter of the coal particles 4 changes within a predetermined range (10 to 60 ⁇ m), the apparent density and crushing strength of the first molded body 100 are not significantly affected. Similar results were obtained in Example 1-2a to Example 1-2d, Example 1-3a to Example 1-3d, and Example 1-4a to Example 1-4d.
  • the quality of the first molded body 100 is good when the particle diameter is in the range of 10 to 60 ⁇ m, preferably 15 to 58 ⁇ m, more preferably 18 to 55 ⁇ m.
  • the particle diameter is in the range of 10 to 60 ⁇ m, preferably 15 to 58 ⁇ m, more preferably 18 to 55 ⁇ m.
  • an appropriate average diameter after ball milling is 10 ⁇ m or more.
  • Example 2 corresponds to the manufacturing method of Embodiment 2, and uses the second molded body 200 obtained in the second molding step 60 as a coal molded fuel.
  • the roller support pressure in the first molding step 40 and the second molding step 60 in Example 2 is 5 t / cm, and the distance between the two rollers is 1 mm. Further, as in Example 1, in Example 2, molding is performed without adding a binder or the like.
  • Example 2-1 the first molded body 100 is pulverized and molded again.
  • the apparent density of the first molded body 100 in Example 2-1 is lower than the apparent density of the first molded body 100 in Example 1-2, and is preferably 1.00 to 1.25 g / cm 3 . is there.
  • As a method of obtaining the 1st molded object 100 with a low apparent density there exist methods, such as the rotation speed fall of the pressing screw of a roll upper part, roll rotation speed increase, and a roll support pressure fall, These may be compounded.
  • the apparent density of 1.00 to 1.25 g / cm 3 is achieved by setting the roll rotation speed to twice that of the first molding step 40 of Example 1-2.
  • a first molded body 100 was obtained.
  • the obtained first molded body 100 is pulverized again with a hammer crusher to an average particle diameter of 0.1 to 1.0 mm and a maximum particle diameter of 18 mm or less (second crushing step 50), and the obtained first molded body crushed material 110 is obtained.
  • moisture content were measured.
  • the size of the roll pocket in the second molding step 60 is an almond shape (second shape) of length 18 ⁇ width 27 ⁇ depth 4.15 mm, and the average particle diameter of the coal particles 4 Examples of 55 ⁇ m, 26 ⁇ m, and 18 ⁇ m are shown in Table 2-1 as Examples 2-1a, 2-1b, and 2-1c, respectively.
  • the quality of the first molded body 100, the mass percentage of the passing sieve of the first molded body crushed material 110, and the average diameter in Example 2-1 are shown.
  • Example 1-2a, Example 1-2b, and Example 1-2c of one-time molding with three types of coal particle sizes are also shown.
  • the first molded body 100 is used as a coal molded fuel
  • the second molded body 200 is used as a coal molded fuel, and this is also indicated in the table (hereinafter referred to as Table 2-2). The same applies to Table 2-3).
  • Example 2-2 the first molded body 100 is pulverized and molded again.
  • the first molding step 40 the first molded body 100 having an apparent density of 1.00 to 1.25 g / cm 3 is obtained by setting the roll rotation speed to twice that of the first molding step 60 of Example 1-3. Obtained.
  • the second molded body 200 obtained by pulverizing and molding the first molded body 100 again with a hammer crusher to an average particle diameter of 0.1 to 1.0 mm and a maximum particle diameter of 10 mm or less was used. Was measured.
  • the size of the roll pocket in the second molding step 60 is an almond shape (third shape) of 10 ⁇ 15 ⁇ 2.6 mm in depth as in Example 1-3, and the average particle diameter of coal particles 4 is 55 ⁇ m. , 26 ⁇ m, and 18 ⁇ m are shown in Table 2-2 as Examples 2-2a, 2-2b, and 2-2c, respectively.
  • the quality of the first molded body 100, the mass percentage passing through the first molded body crushed material 110, and the average diameter in Example 2-2 are shown.
  • Example 1-3a, Example 1-3b, and Example 1-3c of one-time molding with three types of coal particle sizes are also shown.
  • Example 2-3 the first molded body 100 is pulverized and molded again.
  • the first molded body 100 having an apparent density of 1.00 to 1.25 g / cm 3 is obtained by setting the roll rotation speed to twice that of the first molding step 60 of Example 1-4. Obtained.
  • the second molded body 200 obtained by pulverizing and molding the obtained first molded body 100 again with a hammer crusher to an average particle size of 0.1 to 1.0 mm and 6 mm or less, crushing strength, apparent density, moisture was measured.
  • the size of the roll pocket in the second molding step 60 is a pillow shape (fourth shape) of length 6 ⁇ width 9 ⁇ depth 1.57 mm, similar to Example 1-4, and the average particle diameter of coal particles 4 is 55 ⁇ m.
  • 26 ⁇ m, and 18 ⁇ m are shown in Table 2-3 as Examples 2-3a, 2-3b, and 2-3c, respectively.
  • the quality of the first molded body 100, the mass percentage passing through the first molded body crushed material 110, and the average diameter in Example 2-3 are shown.
  • Example 1-3a, Example 1-3b, and Example 1-3c of one-time molding with three types of coal particle sizes are also shown.
  • the apparent density and crushing strength of the average particle diameter of all the coal particles 4 are examples that have undergone two molding steps (first and second molding steps 40, 60).
  • 2-1, 2-2, and 2-3 were better in quality than Examples 1-2, 1-3, and 1-4 in which only one molding process (first molding process 40) was performed. . Therefore, it was confirmed that as the coal-molded fuel, the second molded body 200 that was molded twice showed better quality than the first molded body 100 obtained only by one molding.
  • Example 2-1a Similar to the case where the average particle size of the coal particles 4 is changed in Example 1-1a to Example 1-1d, even if the average particle size of the coal particles 4 is changed in Example 2-1, 2 It is shown that the apparent density and crushing strength of the molded body 200 are not significantly affected (see Table 2-1 Example 2-1a to Example 2-1c). The same applies to Example 2-2a to Example 2-2c and Example 2-3a to Example 2-3c.
  • the average particle diameter of the coal particles 4 is 10 to 60 ⁇ m, preferably 15 to 58 ⁇ m, and more preferably. In the range of 18 to 55 ⁇ m, it was confirmed that the quality of the second molded body 200 was good.
  • Example 2-4 to Example 2-8 A second molded body 200 was produced in the same manner as in Example 2-1b except that the moisture of the second molded body 200 was changed, and the crushing strength and the apparent density were measured (Table 3).
  • FIG. 3 is a diagram showing the correlation between the moisture-crushing strength-apparent density of the second molded body 200 in Table 3. As shown in Table 3 and FIG. 3, in Examples 2-4 to 2-8, the moisture of the second molded body 200 is in the range of 5 to 20 wt%, and the moisture of the second molded body 200 is in this range. The crushing strength and apparent density of the product are higher than those of Comparative Examples 2-1 and 2-2.
  • FIG. 8 is a process flow for producing the moisture-adjusted product 300 in the third embodiment.
  • moisture is added to the second molded body 200 to form a coal molded fuel.
  • molding is performed without using a binder.
  • the second molded body 200 was produced using lignite with a moisture content of 38 wt% (different from that used in Example 1-1) as a raw material.
  • the moisture adjustment process 70 which adds a water
  • Moisture adjustment was carried out by a method of watering the second molded body 200 transported by the belt conveyor by arranging a watering facility including a water supply pump and a spray nozzle on the belt conveyor.
  • Table 4 shows the properties of the used lignite and the obtained water-adjusted product 300.
  • AR is arrival-based and AD is air-drying (JIS M8810).
  • DB represents anhydrous base
  • GAR, GAD, and DAF represent arrival base high calorific value, air dry base high calorific value, and anhydrous ashless base high calorific value (JIS M8810).
  • the numerical values on the respective steps 10 to 70 in FIG. 8 indicate the inlet moisture and the outlet moisture in each of the steps 10 to 70, respectively.
  • C1 to C7 shown between the steps 10 to 70 indicate the properties and amount of coal between the steps (see Table 5). That is, in C1, raw material lignite 1 (total moisture 38.0%) before drying is supplied at 215 t / h, and in C7, the moisture-adjusted product 300 (total moisture 18.0%) hydrolyzed in the moisture adjustment step 70 is 163 t. / H Indicates that it can be obtained. Table 6 shows the crushing strength and apparent density of the moisture-adjusted product 300 together with the results of Example 2-3b before moisture adjustment.
  • Example 3 moisture is added to the second molded body 200 to obtain a moisture-adjusted product 300, and the moisture-adjusted product 300 is used as a coal-molded fuel.
  • this moisture-adjusted product 300 it was confirmed that the crushing strength and the calorific value equivalent to those of Examples 1 and 2 were obtained while suppressing dust generation and heat generation by adding water (see Table 6).
  • moisture was added to the second molded body 200 of Example 2-3b. However, moisture may be added to another second molded body 200 of Example 2, or the first of Example 1 may be used. Water may be added to the molded body 100.
  • the first molded body 100 and the second molded body 200 having desired strength can be obtained without adding a binder or the like in the present invention. Therefore, it is possible to obtain a coal-molded fuel with high strength and excellent handling properties at low cost without using an additive such as a binder that causes an increase in cost.

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Abstract

　低コストで所望の強度を有する石炭成型燃料を提供する。本発明は、石炭を破砕した後に乾燥、粉砕して石炭粒子を得るとともに、この石炭粒子を成型して得られた成型体としての石炭成型燃料であって、前記石炭粒子は、平均粒子径１０～６０μｍであって、前記成型体は、水分５～２０ｗｔ％、見掛密度１．２～１．４ｇ/ｃｍ３である。

Description

石炭成型燃料およびその製造方法
　本発明は、石炭を粉砕後成型した石炭成型燃料に関する。
　従来、特許文献１にあっては、低品位炭を油と混合してスラリーとし、このスラリーを加熱することにより石炭を脱水し、含水量を低下させた後に粉砕・成型して固体燃料を得る技術が開示されている。
特開２０１１－１１１５２９号公報
　しかしながら上記特許文献１にあっては、油と混合してスラリーを作成する必要があり、コストアップを招いていた。また成型後の固体燃料をハンドリングする際に一定以上の強度が求められるが、特許文献１では強度について記載されていない。本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、低コストで所望の強度を有する石炭成型燃料を提供することにある。
　本発明では、石炭を破砕した後に乾燥、粉砕して石炭粒子を得るとともに、この石炭粒子を成型して得られた成型体としての石炭成型燃料であって、前記石炭粒子は、平均粒子径１０～６０μｍであって、前記成型体は、水分５～２０ｗｔ％、見掛密度１．２～１．４ｇ/ｃｍ３であることを特徴とする。
　本発明によると、低コストで所望の強度を有する石炭成型燃料を提供できる。
実施形態１における石炭成型燃料の製造工程を示す図である。 実施形態２における石炭成型燃料の製造工程を示す図である。 成型体の水分－圧壊強度－見掛密度の相関を示す図である。 ロールポケットのポケット［第１の形状（片面ピロー形状）］を示す図である。 ロールポケットのポケット［第２の形状（両面アーモンド形状）］を示す図である。 ロールポケットのポケット［第３の形状（両面アーモンド形状）］を示す図である。 ロールポケットのポケット［第４の形状（両面ピロー形状）］を示す図である。 他の実施例（実施例３）のプロセスフローである。
　［実施形態１］
　図１は実施形態１における本願石炭成型燃料の製造工程を示す図である。実施形態１における製造工程は、破砕工程１０、乾燥工程２０、粉砕工程３０、成型工程４０を有し、原料となる石炭１を破砕した後乾燥させ、乾燥させた石炭を粉砕して石炭粒子を得る。この石炭粒子を成型することにより得られた成型体１００を、石炭成型燃料とするものである。
　原料となる石炭１は水分２５ｗｔ％以上の褐炭または亜瀝青炭が用いられる。好ましくは水分３０ｗｔ％以上の褐炭が用いられる。原料として用いられるものは石炭１のみであり、バインダーや添加物等は使用されない。バインダー等の添加物の使用はコストアップ要因となるが、本発明の石炭成型燃料はバインダーを添加せず石炭のみを用いるため、低コストで所望の強度を得ることができる。破砕工程１０ではこの石炭１をジョークラッシャーまたはハンマークラッシャーで破砕して破砕済みの石炭２を得、乾燥工程２０に移行する。破砕工程１０では、後の粉砕工程３０で用いるボールミル等に投入できる大きさまでに石炭１が破砕されればよく、特に限定はされないが、破砕済みの石炭２が、好ましくは７０ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ以下、より好ましくは２０ｍｍ以下、さらに好ましくは平均粒子径が１ｍｍ～２０ｍｍ程度であることが好ましい。
　乾燥工程２０では破砕済みの石炭２を間接乾燥機により乾燥させ、乾燥済みの石炭３を得て粉砕工程３０に移行する。間接乾燥機としては例えばスチームチューブドライヤを用いてもよい。固体燃料の製造では大量処理が要求されるため、伝熱面積が大きく大量に乾燥処理可能なスチームチューブドライヤを用いることが好適である。
　粉砕工程３０では粉砕機により乾燥済みの石炭３の粉砕が行われ、石炭粒子４を得て成型工程４０に移行する。粉砕機は乾式粉砕または乾燥粉砕方式であり、例えば微粉砕が可能で大量処理に適したボールミル、ローラミルが用いられる。乾燥機同様に固体燃料の製造では大量処理が要求されるため、大量処理に適した粉砕機が好適である。この粉砕工程３０において、石炭粒子４の平均粒子径を１０～６０μｍ、好ましくは１０～５０μｍ、さらに好ましくは１０～３０μｍとする。なお、本明細書において、「石炭粒子」と記載したときは、粉砕工程３０により粉砕された石炭粒子４を意味するものとする。
　この粉砕工程３０において石炭粒子４の平均粒子径を上記の範囲とすることにより、成型工程４０において微細な石炭粒子４を成型する際に成型の金型（ロールポケット）への充填率が増大し、後述の成型体１００の密度を向上させて所望の強度を得ることができる。
　なお、ボールミル、ローラミルは粉砕と同時に乾燥をも行えるため、粉砕工程３０においてもボールミル、ローラミルによる乾燥を行ってもよいが、ボールミル、ローラミルでの乾燥能力では不十分であるため、粉砕工程３０の前に乾燥工程２０を設けて必要な乾燥能力を確保するものである。
　成型工程４０では成型機により石炭粒子４を成型し、得られた成型体１００を石炭成型燃料として用いる。成型機は例えばスクリューフィーダを有するブリケットマシンが用いられ、ロールポケット（成型の金型）に石炭粒子４を充填・加圧することで、石炭成型燃料としての成型体１００を得るものである。ロールポケットのポケット形状は図４～図７に示されるが、他の形状のポケットを用いてもよい。図４は片側が平面のピロー形状（第１の形状）、図５は両面アーモンド形状（ポケット開口部形状は楕円形）（第２の形状）、図６は両面アーモンド形状（ポケット開口部は長方形の頂点を面取りした形状）（第３の形状）、図７は両面ピロー形状（第４の形状）である。
　成型体１００のサイズは縦横高さの最大長が５～４０ｍｍであるのが好ましい。また成型体１００の見掛密度は１．２～１．４ｇ／ｃｍ３である。また成型体１００の重量は０．２～２０ｇであるのが好ましい。また成型体１００の水分は５～２０ｗｔ％、好ましくは８～１８ｗｔ％、さらに好ましくは１０～１７ｗｔ％である。この水分は石炭粒子４の水分に由来するものである。
　石炭粒子４由来の水分は成型工程４０において結合材の役割を果たすため、成型体１００の水分を上記の範囲に調整することにより、別途結合材やバインダー等を添加することなく効率的な成型が可能となるものである。なお、成型工程４０に用いる石炭粒子４の水分含有量が、５～２０ｗｔ％であることが好ましく、８～１８ｗｔ％であることがより好ましく、１０～１７ｗｔ％であることがさらに好ましい。
　実施形態１では、石炭粒子４の粒子径が１０～６０μｍと微細であるため、成型時にブリケットマシンにおけるロールポケットへの充填率が増加する。これにより成型体１００の密度が向上し、成型体１００の強度アップに寄与する。また、石炭１に含まれる水分を結合材として活用し、好適な水分範囲である５～２０ｗｔ％にするとともに、成型体１００の密度を規定することにより、さらに好ましくは成型体１００のサイズおよび重量も規定し、成型体１００の圧壊強度が極大となる領域に調整することが可能となる。よって、石炭成型燃料として成型体１００を用いる際に、運搬時の粉化を低減してハンドリング性を向上させることができる。また粉砕した後に成型することで比表面積も低下し、貯蔵時の発火を低減することができる。さらに、この成型体１００を得る製造プロセスでは全て公知の機械・装置を用いており、また熱水等も必要としないため、コスト低減を図ることができる。
　なお、上述のとおり実施形態１ではバインダーを用いていない。石炭粒子４の粒子径と水分、及び成型体１００の密度を上記の範囲に規定することにより、別途バインダーを添加することなく、低コストで成型体１００の強度を所望の値とすることができるものである。
　［実施形態２］
　図２は実施形態２における製造工程を示す図である。基本構成は実施形態１と同様であるが、実施形態２では実施形態１における成型工程４０の後段に第２破砕工程５０を設け、さらにその後段に第２成型工程６０を設ける。この第２成型工程６０で得られた第２成型体２００を石炭成型燃料とする点で、実施形態１と異なる。
　以降、実施形態１と共通の破砕工程１０、成型工程４０をそれぞれ第１破砕工程１０、第１成型工程４０として区別する。また、第１成型工程４０で得られた成型体１００は第１成型体１００とする。実施形態２における第１成型体１００の密度は、実施形態１における第１成型体１００の密度と比べ低いことが好ましく、見掛密度が１．００ｇ／ｃｍ３～１．２５ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。圧壊強度は１０～８００Ｎであることが好ましい。また、第１成型工程４０に用いる石炭粒子４の水分含有量が、５～２０ｗｔ％であることが好ましく、８～１８ｗｔ％であることがより好ましく、１０～１７ｗｔ％であることがさらに好ましい。
　第２破砕工程５０では、破砕機により第１成型体１００を破砕し、第１成型体破砕物１１０を得て第２成型工程６０に移行する。破砕機は第１破砕工程１０で用いたものと同様である。なお第１成型体破砕物１１０は、平均径が好ましくは０．１～１．０ｍｍで、より好ましくは０．１５～０．９ｍｍ、さらに好ましくは０．２～０．８ｍｍである。また、第１成型体破砕物１１０の最大粒子径は、後述の第２成型体２００の粒子径の縦横２辺の短いほうの長さ以下であることが好ましい。第１成型体破砕物１１０が前記平均径の範囲および最大粒子径の範囲になるように第２破砕工程５０を調整することで、前記の第２成型体２００の成型時に、ブリケットマシンにおけるロールポケットへの充填率を向上させことができる。この結果として得られる、第２成型体２００は実施形態１の最終製品（石炭成型燃料）である第１成型体１００と比べ優れた品質（圧壊強度および見掛密度）を示す。なお、実施形態２において、第１成型工程４０と第２成型工程６０で使用するロールポケットサイズ（粒子径）のポケットサイズ（粒子径）は同一のものでなくてもよい。
　第２成型工程６０では、成型機により第１成型体破砕物１１０を成型して第２成型体２００を得る。第２成型体２００の粒子径は５～４０ｍｍであるのが好ましい。また第２成型体２００の見掛密度は１．２～１．４ｇ／ｃｍ３である。また第２成型体２００の重量は０．２～２０ｇであるのが好ましい。第２成型体２００の水分含有量は５～２０ｗｔ％、好ましくは８～１８ｗｔ％、さらに好ましくは１０～１７ｗｔ％である。
　実施形態２では、一度成型した第１成型体１００を第２破砕工程５０で再度破砕し、改めて第２成型工程６０において成型する。
　第１成型体１００は第１成型工程４０によって既にある程度密度が高められた状態であり、第１成型体破砕物１１０も同程度の密度を有する。したがって、第１成型体破砕物１１０を再度ブリケットマシンにより成型することで、第１成型体１００よりもさらに密度を向上させた第２成型体２００を得ることが可能となる。
　また、粉砕された石炭粒子４の平均粒子径は１０～６０μｍであり、そのままではブリケットマシン内での流動性が悪く、成型しづらい場合もある。一方、一度成型した第１成型体１００の破砕物１１０であれば、第１成型工程４０によりある程度密度が高められているためブリケットマシン内での流動性が向上しており、第２成型工程６０における成型がスムーズに行われる。これにより、第１成型体１００よりもさらに密度の高い第２成型体２００が得られることとなり、この第２成型体２００を石炭成型燃料とすることによって、貯蔵・運搬時の粉化がさらに低減され、ハンドリング性を向上させた石炭成型燃料を得ることができる。
　なお、実施形態１および実施形態２において、最終的に得られる第１成型体１００、第２成型体２００の水分含有量を調整する水分調整工程７０を設けてもよい。水分調整工程７０は、成型後に設けることが好ましい。すなわち、実施形態１において成型工程４０の後が好ましく、実施形態２においては第２成型工程６０の後が好ましい。水分調整工程７０により、製品の発塵および自然発熱を防止することができる。
　水分調整工程７０においては、例えば第１成型工程４０（または第２成型工程６０）の後に、ベルトコンベアを配しかつベルトコンベア上部に給水ポンプおよびスプレーノズルで構成される散水設備を配し、ベルトコンベアによって搬送される第１成型体１００（または第２成型体２００）に対し、前記第１成型体１００（または第２成型体２００）の水分が好適範囲になるように散水する方法がある。また、第２成型体２００を山立て（山状に堆積させてパイルを形成）後、給水ポンプおよびスプリンクラによって構成される散水設備によって山立てした第２成型体２００の水分を好適範囲になるように調整する方法であってもよい。
　第１成型体１００（または第２成型体２００）の水分調整工程７０後の水分は、好ましくは１０～３０ｗｔ％であり、より好ましくは１０ｗｔ％以上２５ｗｔ％未満である。なお実施形態２においても、実施形態１と同様にバインダーを添加することなく、低コストで第２成型体２００の強度を所望の値とすることが可能となっている。
　［実施例１］
　実施例１は実施形態１の製造方法に対応し、第１成型工程４０で得られた成型体１００（以降第１成型体１００）を石炭成型燃料とするものである。ブリケットの製品品質として、圧壊強度および見掛密度を評価した。
　（実施例１－１）
　原料となる石炭（水分４６ｗｔ％の褐炭）をハンマークラッシャーを用いて平均粒子径１０ｍｍ以下に破砕し（第１破砕工程１０）、スチームチューブドライヤを用いて水分を１３～１５ｗｔ％の範囲になるように乾燥させた（乾燥工程２０）。さらにボールミルを用いて平均粒子径の異なる石炭粒子４を得た。石炭粒子４の平均粒子径は１８μｍ、２６μｍ、５５μｍの３種である（粉砕工程３０）。この石炭粒子４をブリケットマシンに供給し、バインダーを添加することなく成型を行って第１成型体１００を得た（第１成型工程４０）。得られた第１成型体１００の圧壊強度および見掛密度、水分を測定した。第１成型工程４０におけるローラ支持圧は５ｔ／ｃｍ、２つのローラ同士の間隔は１ｍｍである。
　実施例１－１におけるロールポケットサイズは縦３８×横３８×深さ１０ｍｍのピロー形状（第１の形状、図４参照）、ロールポケットの容積は８．０８ｃｍ３である。なお、実施例１－１で使用されるブリケットマシンの２つのローラにおいては、ロールポケットが片方のローラのみに設けられており、もう一方のローラは平面である。したがって、実施例１－１における第１成型体１００は一方の成型面のみにロールポケットの形状が転写され、他方は平面状のままで成型されることとなる。実施例１－１においては、石炭粒子４の平均粒子径を５５μｍ、２６μｍ、１８μｍに変更した例をそれぞれ実施例１－１ａ、１－１ｂ、１－１ｃとして表１－１に示す。また図４ではロールポケットサイズは縦をａ、横をｂ、深さをｃ、ローラ同士の間隔をｄとして示す（図５～図７においても同様）。
　なお、第１成型体１００（実施形態２、３においては第２成型体２００）の水分はＪＩＳ　Ｍ　８８２０－２０００の「石炭類の全水分測定方法」に基づき測定した。また第１成型体１００の圧壊強度はＪＩＳ　Ｚ　８８４１－１９９３の「３．１　圧壊強度試験方法」に基づき測定し、見掛密度はＪＩＳ　Ｚ　８８０７の「８．液中ひょう量法による密度及び比重の測定方法」に基づき測定した。第１破砕工程１０により破砕された石炭の平均粒子径はＪＩＳＭ８８０１－２００４「５．粒度試験方法」に基づき測定し、各篩目開きの通過篩質量百分率を求め、通過篩質量百分率が５０％となる粒子径を平均粒子径とした。粉砕工程３０により粉砕された石炭粒子４の平均粒子径はレーザー回折・散乱法によって得られる粒度分布のメディアン径である。以下の全ての実施例、比較例ともに同様の試験方法により測定を行った。
　（実施例１－２）
　実施例１－２ではロールポケットサイズを変更するとともに、ブリケットマシンにおける２つのローラそれぞれにロールポケットを設けた。それ以外は実施例１－１と同様である。
　実施例１－２におけるロールポケットサイズは縦１８×横２７×深さ４．１５ｍｍのアーモンド形状（第２の形状、図５参照）、ロールポケット１つ当たりの容積は１．０４ｃｍ３である（表１－２）。２つのローラの両方にロールポケットが設けられているため、実施例１－２における第１成型体１００は成型された両面にロールポケットの形状が転写される。実施例１－２においても、石炭粒子４の平均粒子径を５５μｍ、２６μｍ、１８μｍに変更し、それぞれ実施例１－２ａ、１－２ｂ、１－２ｃとして表１－２に示す。
　（実施例１－３）
　ロールポケットサイズを変更した以外は実施例１－２と同様である。実施例１－３におけるロールポケットサイズは縦１０×横１５×深さ２．６ｍｍのアーモンド形状（第３の形状、図６参照）、ロールポケット１つ当たりの容積は０．２ｃｍ３である（表１－３）。実施例１－３における第１成型体１００も成型された両面にロールポケットの形状が転写される。石炭粒子４の平均粒子径を５５μｍ、２６μｍ、１８μｍに変更し、それぞれ実施例１－３ａ、１－３ｂ、１－３ｃとして表１－３に示す。
　（実施例１－４）
　実施例１－４においても、ロールポケットサイズを変更した以外は実施例１－２と同様である。実施例１－４におけるロールポケットサイズは縦６×横９×深さ１．５７ｍｍのピロー形状（図７参照）、ロールポケット１つ当たりの容積は０．０３５ｃｍ３である（第４の形状、表１－４）。実施例１－４における第１成型体１００も成型された両面にロールポケットの形状が転写される。石炭粒子４の平均粒子径を５５μｍ、２６μｍ、１８μｍに変更し、それぞれ実施例１－４ａ、１－４ｂ、１－４ｃとして表１－４に示す。
　［比較例１－１～比較例１－４］
　ケージミルを用い、石炭粒子４の平均粒子径を２５０μｍとするとともに（粉砕工程３０）、第１成型体１００の水分が１４．４ｗｔ％となるように調整した。それ以外は実施例１－１～実施例１－４と同様の方法で第１成型体１００を作成し、圧壊強度および見掛密度を測定した（表１－１～表１－４）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表１－１～表１－４で明らかな通り、４種類のロールポケットサイズ全てにおいて、見掛密度、圧壊強度ともに、ボールミルを用いた実施例１－１～１－４のほうがケージミルを用いた比較例１－１～１－４よりも良好であった。したがって、実施例１－１～実施例１－４全てにおいて成型前の石炭粒子４の粒子径を小さくすることによって、バインダーを添加することなく第１成型体１００の強度が確保され、優れた品質の石炭成型燃料（第１成型体１００）が得られることが確認された。
　また、実施例１－１ａ～実施例１－１ｄでは石炭粒子４の平均粒子径を変更しているが、いずれにおいても第１成型体１００の見掛密度、圧壊強度は比較例１－１を上回り、所定の値以上となっている。これは、石炭粒子４の平均粒子径が所定の範囲内（１０～６０μｍ）で変わっても第１成型体１００の見掛密度、圧壊強度にはそれほど影響を与えないことを示している。実施例１－２ａ～実施例１－２ｄ、実施例１－３ａ～実施例１－３ｄ、実施例１－４ａ～実施例１－４ｄでも同様の結果が得られており、石炭粒子４の平均粒子径が１０～６０μｍ、好ましくは１５～５８μｍ、さらに好ましくは１８～５５μｍの範囲であれば、第１成型体１００の品質が良好となることが確認された。なお、平均径１０μｍ未満に粉砕するには大きな粉砕動力が必要であり、工業プロセスでの製造が困難であることからボールミル粉砕後の平均径は１０μｍ以上が妥当である。
　［実施例２］
　実施例２は実施形態２の製造方法に対応し、第２成型工程６０で得られた第２成型体２００を石炭成型燃料とするものである。なお、実施例２における第１成型工程４０および第２成型工程６０におけるローラ支持圧は５ｔ／ｃｍ、２つのローラ同士の間隔は１ｍｍである。また、実施例１と同様に実施例２においてもバインダー等を添加せずに成型を行う。
　（実施例２－１）
　実施例２－１では第１成型体１００を再度粉砕、成型するものである。ただし、実施例２－１における第１成型体１００の見掛密度は実施例１－２の第１成型体１００の見掛密度と比べ低く、好ましくは１．００～１．２５ｇ／ｃｍ３である。見掛密度の低い第１成型体１００を得る方法としては、ロール上部の押込スクリュの回転数低下、ロール回転数増加、ロール支持圧の低下などの方法があり、これらを複合させても良い。実施例２－１の第１成型工程４０では、ロール回転数を実施例１－２の第１成型工程４０の２倍とすることで、見掛密度１．００～１．２５ｇ／ｃｍ３の第１成型体１００を得た。得られた第１成型体１００をハンマークラッシャーで平均粒子径０．１～１．０ｍｍかつ最大粒子径１８ｍｍ以下に再度粉砕（第２破砕工程５０）し、得られた第１成型体破砕物１１０をブリケットマシンで再度成型した（第２成型工程６０）。得られた第２成型体２００につき、圧壊強度および見掛密度、水分を測定した。なお実施例１－２と同様、第２成型工程６０におけるロールポケットのサイズは縦１８×横２７×深さ４．１５ｍｍのアーモンド形状（第２の形状）であり、石炭粒子４の平均粒子径５５μｍ、２６μｍ、１８μｍの例をそれぞれ実施例２－１ａ、２－１ｂ、２－１ｃとして表２－１に示す。併せて、実施例２－１における第１成型体１００の品質と第１成型体破砕物１１０の通過篩質量百分率と平均径を示す。
　また、石炭粒子径ごとに成型回数の影響を評価するため、３種の石炭粒子径における１回成型の実施例１－２ａ、実施例１－２ｂおよび実施例１－２ｃを併記した。なお、実施形態１では第１成型体１００を石炭成型燃料とし、実施形態２では第２成型体２００を石炭成型燃料とするものであり、表中にもその旨示す（以下、表２－２、表２－３においても同様）。
　（実施例２－２）
　実施例２－２では第１成型体１００を再度粉砕、成型する。第１成型工程４０では、ロール回転数を実施例１－３の第１成型工程６０の２倍とすることで、見掛密度１．００～１．２５ｇ／ｃｍ３の第１成型体１００を得た。第１成型体１００をハンマークラッシャーで平均粒子径０．１～１．０ｍｍかつ最大粒子径１０ｍｍ以下に再度粉砕、成型して得られた第２成型体２００につき、圧壊強度および見掛密度、水分を測定した。第２成型工程６０におけるロールポケットのサイズは実施例１－３と同様に縦１０×横１５×深さ２．６ｍｍのアーモンド形状（第３の形状）であり、石炭粒子４の平均粒子径５５μｍ、２６μｍ、１８μｍの例をそれぞれ実施例２－２ａ、２－２ｂ、２－２ｃとして表２－２に示す。併せて、実施例２－２における第１成型体１００の品質と第１成型体破砕物１１０の通過篩質量百分率と平均径を示す。また、石炭粒子径ごとに成型回数の影響を評価するため、３種の石炭粒子径における１回成型の実施例１－３ａ、実施例１－３ｂおよび実施例１－３ｃを併記した。
　（実施例２－３）
　実施例２－３では第１成型体１００を再度粉砕、成型する。第１成型工程４０では、ロール回転数を実施例１－４の第１成型工程６０の２倍とすることで、見掛密度１．００～１．２５ｇ／ｃｍ３の第１成型体１００を得た。得られた第１成型体１００をハンマークラッシャーで平均粒子径０．１～１．０ｍｍかつ６ｍｍ以下に再度粉砕、成型して得られた第２成型体２００につき、圧壊強度および見掛密度、水分を測定した。第２成型工程６０におけるロールポケットのサイズは実施例１－４と同様に縦６×横９×深さ１．５７ｍｍのピロー形状（第４の形状）であり、石炭粒子４の平均粒子径５５μｍ、２６μｍ、１８μｍの例をそれぞれ実施例２－３ａ、２－３ｂ、２－３ｃとして表２－３に示す。併せて、実施例２－３における第１成型体１００の品質と第１成型体破砕物１１０の通過篩質量百分率と平均径を示す。また、石炭粒子径ごとに成型回数の影響を評価するため、３種の石炭粒子径における１回成型の実施例１－３ａ、実施例１－３ｂおよび実施例１－３ｃを併記した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　表２－１～表２－３より、全ての石炭粒子４の平均粒子径において見掛密度、圧壊強度は、２度の成型工程（第１、第２成型工程４０，６０）を経た実施例２－１、２－２、２－３のほうが、１度の成型工程（第１成型工程４０）しか経ていない実施例１―２、１－３、１－４よりも品質が良好であった。したがって石炭成型燃料としては、１度の成型のみで得られる第１成型体１００よりも、２度の成型を行う第２成型体２００のほうが優れた品質を示すことが確認された。
　実施例１－１ａ～実施例１－１ｄで石炭粒子４の平均粒子径を変更した場合と同様に、実施例２－１において石炭粒子４の平均粒子径を変更した場合であっても、第２成型体２００の見掛密度、圧壊強度にはそれほど影響を与えないことが示される（表２－１　実施例２－１ａ～実施例２－１ｃ参照）。実施例２－２ａ～実施例２－２ｃ、実施例２－３ａ～実施例２－３ｃにおいても同様であり、石炭粒子４の平均粒子径が１０～６０μｍ、好ましくは１５～５８μｍ、さらに好ましくは１８～５５μｍの範囲であれば、第２成型体２００の品質が良好となることが確認された。
　（実施例２－４～実施例２－８）
　第２成型体２００の水分を変更した以外は、実施例２－１ｂと同様の方法で第２成型体２００を製造し、圧壊強度および見掛密度を測定した（表３）。
　（比較例２－１，２－２）
　同様に、第２成型体２００の水分を変更した以外は実施例２－１ｂと同様の方法で第２成型体２００を製造した（表３）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　図３は表３における第２成型体２００の水分－圧壊強度－見掛密度の相関を示す図である。表３および図３に示されるとおり、実施例２－４～実施例２－８は第２成型体２００の水分が５～２０ｗｔ％の範囲内であり、第２成型体２００の水分がこの範囲外となる比較例２－１、２－２と比べ、製品の圧壊強度と見掛密度が高くなる。
　［実施例３］
　図８は実施例３において水分調整済製品３００を作製するプロセスフローである。実施例３では発塵及び発熱抑制のために第２成型体２００に水分を加え、石炭成型燃料とするものである。また実施例３においてもバインダーを用いることなく成型を行う。基本的には実施例２－３ｂと同様であるが、水分３８ｗｔ％の褐炭（実施例１－１で用いたものとは異なる）を原料として第２成型体２００を作製した。さらに、実施例３では第２成型体２００に水分を加える水分調整工程７０を追加し、水分調整済製品３００を作製している。水分調整は、ベルトコンベア上部に給水ポンプおよびスプレーノズルで構成される散水設備を配し、ベルトコンベアによって搬送される第２成型体２００に対し、散水する方法で実施した。用いた褐炭および得られた水分調整済製品３００の性状を表４に示す。表４中、ＡＲは到着ベース、ＡＤは気乾ベースである（ＪＩＳ　Ｍ８８１０）。またＤＢは無水ベースを示し、ＧＡＲ、ＧＡＤ、ＤＡＦはそれぞれ到着ベース高位発熱量、気乾ベース高位発熱量、無水無灰ベース高位発熱量を示す（ＪＩＳ　Ｍ８８１０）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　なお図８の各工程１０～７０上の数値は、各工程１０～７０における入口水分、出口水分を示す。さらに、各工程１０～７０の工程間に示されるＣ１～Ｃ７は、各工程間での石炭の性状及び量を示す（表５参照）。すなわち、Ｃ１では乾燥前の原料褐炭１（全水分３８．０％）が２１５ｔ／ｈ供給され、Ｃ７では水分調整工程７０で加水された水分調整済製品３００（全水分１８．０％）が１６３ｔ／ｈ得られることを示す。水分調整済製品３００の圧壊強度および見掛密度を、水分調整前の実施例２－３ｂの結果とともに表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　実施例３においては第２成型体２００に水分を添加して水分調整済製品３００を得、この水分調整済製品３００を石炭成型燃料としている。この水分調整済製品３００においては、水分添加により発塵、発熱を抑制しつつ実施例１，２と同等の圧壊強度及び発熱量が得られることが確認された（表６参照）。なお実施例３では実施例２－３ｂの第２成型体２００に水分を添加したが、実施例２の他の第２成型体２００に水分を添加してもよいし、実施例１の第１成型体１００に水分を添加してもよい。
　以上のとおり、本発明においてはバインダー等を添加することなく所望の強度を有する第１成型体１００、第２成型体２００が得られることが確認された。よって、コストアップ要因となるバインダー等の添加物を使用することなく、強度が確保されハンドリング性に優れた石炭成型燃料を低コストで得ることが出来る。
１　石炭
２　破砕済みの石炭
３　乾燥済みの石炭
４　石炭粒子
１０　第１破砕工程
２０　乾燥工程
３０　粉砕工程
４０　第１成型工程
５０　第２破砕工程
６０　第２成型工程
１００　第１成型体
１１０　第１成型体破砕物
２００　第２成型体
３００　水分調整済製品

Claims (6)

  1. 　石炭を破砕した後に乾燥、粉砕して石炭粒子を得るとともに、この石炭粒子を成型して得られた成型体としての石炭成型燃料であって、
    　前記石炭粒子は、平均粒子径１０～６０μｍであって、
    　前記成型体は、水分５～２０ｗｔ％、見掛密度１．２～１．４ｇ/ｃｍ３であること
    　を特徴とする石炭成型燃料。
  2. 　請求項１に記載の石炭成型燃料において、
    　前記粉砕はボールミルまたはローラミルで行われること
    　を特徴とする石炭成型燃料。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の石炭成型燃料において、
    　前記石炭は、褐炭または亜瀝青炭であること
    　を特徴とする石炭成型燃料。
  4. 　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の石炭成型燃料において、
    　前記成型体をさらに破砕し、再度成型した第２成型体を石炭成型燃料とすること
    　を特徴とする石炭成型燃料。
  5. 　石炭を破砕する破砕工程と、
    　前記破砕工程で破砕された石炭を乾燥する乾燥工程と、
    　前記乾燥工程で乾燥された石炭を粉砕し、平均粒子径１０～６０μｍの石炭粒子を得る粉砕工程と、
    　水分含有量が５～２０ｗｔ％の前記石炭粒子を成型し、見掛密度１．２～１．４ｇ/ｃｍ３の燃料としての成型体を得る成型工程と
    　を有する石炭成型燃料の製造方法。
  6. 　石炭を破砕する第１破砕工程と、
    　前記第１破砕工程で破砕された石炭を乾燥する乾燥工程と、
    　前記乾燥工程で乾燥された石炭を粉砕し、平均粒子径１０～６０μｍの石炭粒子を得る粉砕工程と、
    　水分含有量が５～２０ｗｔ％の前記石炭粒子を成型し、第１成型体を得る第１成型工程と、
    　前記第１成型体を破砕して成型体破砕物を生成する第２破砕工程と、
    　前記成型体破砕物を再度成型して、見掛密度１．２～１．４ｇ/ｃｍ３の第２成型体を生成する第２成型工程と、
    を有する石炭成型燃料の製造方法。
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