JP2007297537A - 擬似造粒物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】投入される微粉炭の温度や量が変わっても成型機で成型化できる塊成物を製造可能な塊成物の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】混練機１内において混練されながら一方向に搬送される微粉炭に対してバインダーを供給することにより、コークス炉装入用の擬似造粒物を製造する擬似造粒物の製造方法であって、前記混練機に投入される前記微粉炭の投入温度及び／又は微粉炭の投入量に応じて、前記バインダーの供給位置を、前記混練機による前記微粉炭の搬送方向において調整することを特徴とする擬似造粒物の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明はコークス炉に装入するための微粉炭にバインダーを添加混練して擬似造粒物を製造する擬似造粒物の製造方法に関する。

パドル型の混練機の一端側から投入された微粉炭にバインダーを供給し、このバインダーが供給された微粉炭を他端側に向かって混練させながら移動させることにより、微粉炭を主成分とした擬似造粒物を生成する混練機が知られている。この混練機で得られた擬似造粒物は、混練機の他端側から排出された後、そのままコークス炉に装入されたり、又はロールコンパクタにおいて平板状に塊成化され、コークス炉に装入される（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２３７４５５号公報

また、近年、コークス炉での乾留時間を短縮するために装入する石炭の温度を高くすることが行われつつある。

しかしながら、混練機で混練する微粉炭の温度が１００℃以上になると、一旦擬似粒化した微粉炭及びバインダーが混練機の排出口に到達する前に、混練機の攪拌作用によって分離し、そのため例えばロールコンパクタで塊成化処理しても、十分に塊成化することができなかった。

また、微粉炭の温度が１００℃以上である場合、微粉炭の投入量に応じて擬似粒化するまでの時間が変動する。そこで、本願発明は、投入される微粉炭の温度や量が変わっても混練機で製造する微粉炭の擬似造粒物の粒度が目標範囲内に安定的に維持される擬似造粒物の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願発明の擬似造粒物の製造方法は、混練機内において混練されながら一方向に搬送される微粉炭に対してバインダーを供給することにより、コークス炉装入用の擬似造粒物を製造する擬似造粒物の製造方法であって、前記混練機に投入される前記微粉炭の投入温度及び／又は微粉炭の投入量に応じて、前記バインダーの供給位置を、前記混練機による前記微粉炭の搬送方向において調整することを特徴とする。

ここで、前記混練機内への微粉炭投入温度が１００℃以上の場合において、該微粉炭の投入温度が上昇するのに応じて、前記バインダーの供給位置を、前記微粉炭の搬送方向下流側に設定するとよい。

また、前記混練機内への微粉炭投入温度が１００℃以上の場合において、該混練機内への微粉炭投入量が低下するのに応じて、前記バインダーの供給位置を、前記微粉炭の搬送方向下流側に設定するとよい。

さらに、前記混練機による混練後の前記擬似造粒物の粒度分布が、６００〜５０００μｍの粒が３５〜５０重量％、７５μｍ以下の粒が５〜１５重量％になるようにするとよい。

本願発明によれば、微粉炭の投入量及び／又は投入温度に応じて、バインダーの投入位置を混練機による微粉炭の搬送方向において調整しているため、バインダーが添加された後の混練時間が調整され、所定範囲内の粒径を有する擬似造粒物を安定して得ることができる。

図１を参照して、本発明の成型炭の製造方法を有効に実施するための成型炭の製造システムの概要を説明する。

混練機１は、微粉炭を図中左側から右側に向かって搬送しながら混練し、その搬送途中において混練器上部からバインダーを添加し、微粉炭及びバインダーを混練して得られた擬似造粒物をホッパー装置３に排出する。

ホッパー装置３に排出された擬似造粒物は、所定量ずつシュート４内に落下供給される。シュート４内に供給された擬似造粒物は、押し込みパドル６によって、シュート４の先端部から押し出され、成型機７に供給され、一対の圧延ロール７ａによって塊成化されることにより、平板状の成型炭に成型される（固められる）。

成型機７において成型された成型炭は、不図示のコークス炉に装入される。

次に、混練機１及び混練機１内の微粉炭に対してバインダーを添加するノズルの構成について詳細に説明する。

混練機１は水平方向に延びる円筒型の混練機本体４１を有しており、この混練機本体４１の内側には、パドル４２が回転可能に設けられている。パドル４２は、図中水平方向に延びる回転軸４２ａの外周面に複数の混練翼４２ｂを設けた構成となっており、微粉炭を混練しながら図中左側から右側方向に向かって搬送する。回転軸４２ａは、不図示の一対のラジアル式軸受けに回転可能に支持されており、回転モータ４３によって回転駆動される。

混練機本体４１の搬送始端側には、混練機４上方から混練機本体４１の内側に微粉炭を供給するための微粉炭投入口４１ａが設けられており、搬送終端側には、パドル４２の混練作用によって得られた微粉炭及びバインダーからなる擬似造粒物を排出するための擬似造粒物排出口４１ｂが設けられている。

混練機１の上方には、混練機本体４１内の微粉炭に対してバインダーを添加するためのノズル５が配置されており、このノズル５は、混練機１による微粉炭の搬送方向に沿って複数設置されており、各ノズル５にはバルブを介設したバインダー供給管（共に不図示）が予め連結され、このバルブの開閉によりバインダーを供給するノズル５を選択することが好ましく、これにより、前記バインダーの添加位置が調整可能としている。このように、ノズル５によるバインダーの添加位置を調整可能としたのは、バインダー及び微粉炭を混練することによって得られた擬似造粒物を構成する各擬似粒子の粒径が所定範囲内でないと、成型機７で成型化することができない（固まらない）からである。

ここでいう所定範囲とは、粒径６００〜５０００μｍの擬似粒子が３５〜５０重量％、粒径７５μｍ以下の擬似粒子が５〜１５重量％であることを意味する。

ここで、図２を用いて、擬似粒子について説明する。図２は、微粉炭が擬似粒子化する様子を図示した模式図であり、図中左側が擬似粒子化する前のバインダーが付着した微粉炭であり、図中右側が擬似粒子化した微粉炭の状態を図示している。

微粉炭及びバインダーが所定時間混練されると、バインダーの粘性力により微粉炭の各粒子が結合する。この結合化した状態を擬似粒子化といい、擬似粒子化した擬似粒子の粒径が上述した所定の範囲内とならない場合には、成型機７において成型化することができない（固まらない）。
そこで、擬似造粒物排出口４１ｂから排出される擬似造粒物を構成する擬似粒子の粒度分布が所定範囲内となるようにバインダーの添加位置を調整する必要がある。

すなわち、微粉炭の温度が高い場合には、短い混練時間で径の大きな（６００〜５０００μｍ）擬似粒子の割合が増えるため、混練時間を長く設定すると一旦擬似粒子化した各微粉炭が分離して、擬似粒子の粒径が小さくなりすぎて成型機７において成型化できなくなる。

微粉炭の温度が１００℃以上である場合には、微粉炭の温度が同じでも、微粉炭の投入量の増減に応じてバインダーの添加位置を調整する必要がある。すなわち、微粉炭の投入量を増加すると混練機内における微粉炭レベル（又は充填率）が高くなって攪拌状態が悪化する傾向があり、これを防止するために、混練機内の微粉炭レベルを一定に維持する様に混練機内の微粉炭の移動速度を上昇させる必要がある。この移動速度の上昇に伴って混練時間（バインダーを添加してから排出するまでの時間）が短くなることから、混練時間を一定にするためにはバインダーの添加位置をより上流側に設定する必要がある。また、これとは反対に微粉炭の投入量を低減すると、上記とは逆の理由から、バインダーの添加位置をより下流側に設定する必要がある。

そこで、本例では、バインダーの添加位置を以下のように、微粉炭の投入温度及び投入量に応じて３つの位置で調整できるようにしている。

次に、図１および図３を参照してバインダーの添加位置、つまりノズル５の位置調整方法について説明する。ここで、図３はノズル５の位置調整方法を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明において上流側から順に配置される添加領域I、添加位置II及び添加位置IIIは微粉炭の温度及び投入量に応じたノズル５によるバインダーの添加位置を示しており、具体的には、添加領域Iは微粉炭投入口４１ａから１７５０ｍｍ下流までの領域を示しており、添加位置IIは擬似造粒物排出口４１ｂから１７５０ｍｍ上流の位置を示しており、添加位置IIIは擬似造粒物排出口４１ｂから８７５ｍｍ上流の位置を示している。

微粉炭の投入量が２０（ｔ／ｈ）（ステップＳ１０１）、かつ、投入温度が７０℃（ステップＳ１０２）である場合には、ノズル５を添加領域I内の固定位置に固定する。この固定位置は、添加領域I内であればどの位置でもよいが、好ましくは投入される微粉炭の投入量が増加するのに応じて、添加領域I内の上流側に設定する。

微粉炭の投入量が２０（ｔ／ｈ）（ステップＳ１０１）、かつ、投入温度が１５０℃（ステップＳ１０３）である場合には、ノズル５を添加位置IIIに配置する。微粉炭の投入量が４０（ｔ／ｈ）（ステップＳ１０３）、かつ、投入温度が７０℃（ステップＳ１０４）である場合には、ノズル５を添加領域I内の該固定位置に固定する。微粉炭の投入量が４０（ｔ／ｈ）（ステップＳ１０３）、かつ、投入温度が１５０℃（ステップＳ１０５）である場合には、ノズル５を添加位置IIに固定する。

このように微粉炭の投入量が同じで、かつ、微粉炭の投入温度が高い場合には、微粉炭の温度が低い場合よりも、微粉炭の投入位置を下流に配置している。これにより、擬似造粒物が混練機１の擬似造粒物排出口４１ｂに到達する前に、粒径６００〜５０００μｍの擬似粒子が３５重量％未満になったり、粒径７５μｍ以下の擬似粒子が１５重量％を超えたりするのを防止できるため、成型機７において確実に成型化することができる。

また、微粉炭の投入温度が１５０℃の場合において、微粉炭の投入量を２０（ｔ／ｈ）から４０（ｔ／ｈ）に変更する場合には、バインダーの添加位置を添加位置IIIよりも上流の添加位置IIに変更している。これにより、粒径６００〜５０００μｍの擬似粒子が３５重量％に増加する前に混練機１から排出されたり、粒径７５μｍ以下の擬似粒子が１５重量％以下に減少する前に混練機１から排出されるのを防止できる。

例えば、図４及び図５のような条件を例示できる。ここで、図４は、微粉炭の投入温度が１５０℃である場合の、混練時間と粒径が６００〜５０００μｍである擬似粒子の割合との関係を図示したグラフであり、図５は、微粉炭の投入温度が１５０℃である場合の、混練時間と粒径が７５μｍ以下の擬似粒子の割合との関係を図示したグラフである。

図４のグラフに示すように、粒径が６００〜５０００μｍの擬似粒子の割合が３５〜５０重量％の範囲内となる混練時間は矢印で示すＴ_１（ｍｉｎ）であり、図５のグラフに示すように、粒径が７５μｍ以下の擬似粒子の割合が５〜１５重量％の範囲内となる混練時間は矢印で示すＴ_２（ｍｉｎ）である。

したがって、微粉炭の温度が１５０℃である場合には、混練時間が２分前後となるように、バインダーの添加位置を調整するとよい。

なお、本例においては、各ノズル５にはバルブを介設したバインダー供給管を予め連接した構成としたが、これに限るものではなく、バインダー供給管をバインダー添加位置を変更する場合に、オペレーターが接続変更することも可能である。

なお、微粉炭の投入温度及び投入量は、上述の例に限定されるものではない。

成型炭の製造システムの概略図 微粉炭が擬似粒子化する状態を図示した模式図 バインダーの添加位置の調整方法を示したフローチャート 微粉炭の投入温度が１５０℃である場合の、混練時間と粒径が６００〜５０００μｍである擬似粒子の割合との関係を図示したグラフ 微粉炭の投入温度が１５０℃である場合の、混練時間と粒径が７５μｍ以下の擬似粒子の割合との関係を図示したグラフ

符号の説明

１混練機
３ホッパー装置
４シュート
５ノズル
７成型機
４１混練機本体
４２パドル
４２ａ回転軸
４２ｂ混練翼

Claims (4)

1. 混練機内において混練されながら一方向に搬送される微粉炭に対してバインダーを供給することにより、コークス炉装入用の擬似造粒物を製造する擬似造粒物の製造方法であって、
   前記混練機に投入される前記微粉炭の投入温度及び／又は微粉炭の投入量に応じて、前記バインダーの供給位置を、前記混練機による前記微粉炭の搬送方向において調整することを特徴とする擬似造粒物の製造方法。
2. 前記混練機内への微粉炭投入温度が１００℃以上の場合において、
   該微粉炭の投入温度が上昇するのに応じて、前記バインダーの供給位置を、前記微粉炭の搬送方向下流側に設定することを特徴とする請求項１に記載の擬似造粒物の製造方法。
3. 前記混練機内への微粉炭投入温度が１００℃以上の場合において、
   該混練機内への微粉炭投入量が低下するのに応じて、前記バインダーの供給位置を、前記微粉炭の搬送方向下流側に設定することを特徴とする請求項１に記載の擬似造粒物の製造方法。
4. 前記混練機による混練後の前記擬似造粒物の粒度分布は、６００〜５０００μｍの粒が３５〜５０重量％、７５μｍ以下の粒が５〜１５重量％であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一つに記載の擬似造粒物の製造方法。

Images