JP6026367B2 - 改質石炭の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、改質石炭の製造方法及び改質石炭に関する。

褐炭や亜瀝青炭等の低品位炭（低炭化度炭）は、水分を多く含むため単位質量当たりの発熱量が小さく輸送効率が低い。しかし、低品位炭は埋蔵量が多いため、資源の有効利用の観点から、脱水後、一定の大きさに圧縮成型し、単位質量当たりの発熱量とハンドリング性とを高めて燃料使用に供することが検討されている。

上記低品位炭の改質プロセスにおいて、低品位炭から水分を除去する脱水工程では、水分除去率が高いという観点から油中で加熱処理する油中脱水法を用いることが多い。油中脱水法を用いる場合、油中でのスラリーハンドリングを容易とするために、低品位炭を油と混合する前に石炭の粉砕を行い粒度を０．０５〜５ｍｍ程度に調整する必要がある。ここで、水分を多く含むことにより付着性の高い一部の低品位炭では、粉砕後に貯蔵されるサイロ内で凝集し、ブリッジ、ラットホール、アーチングなどにより閉塞が生じる可能性がある。

サイロ内の閉塞を防ぐ方法として、エアーノッカーやバイブレータなどにより壁面に衝撃を与える方法（特開平０７−２８０７１０号公報参照）や、窒素などの不活性ガスや空気をサイロの壁面あるいはサイロ下部から供給する方法（実開平０５−０５８６９２号公報参照）などがある。

しかし、エアーノッカーやバイブレータなどによりサイロの壁面に衝撃を与える方法では、このような付着性の高い低品位炭の粉末に対しては十分な効果を得ることが難しい。また、空気をサイロ内へ供給する方法では、活性の高い石炭と空気中の酸素が反応して自然発火を促進する可能性が高く、好ましくない。また、窒素などの不活性ガスを供給する方法は有効であるが、コスト面で問題が有る。

特開平０７−２８０７１０号公報 実開平０５−０５８６９２号公報

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、低品位炭をサイロ内で貯蔵するに際し自然発火させることなく排出性を改善するとともに、改質石炭の製造コストを低減できる改質石炭の製造方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するためになされた発明は、
低品位の石炭を原料とする改質石炭の製造方法であって、
上記石炭を粉砕する工程と、
上記粉砕石炭をサイロに貯蔵する工程と、
上記貯蔵石炭を油と混合する工程と、
上記混合石炭から水分を除去して得た脱水スラリーから油分を分離してケーキを得る工程と、
上記ケーキを不活性ガスを用いて乾燥する工程とを有し、
上記石炭貯蔵工程において、上記乾燥工程の排出ガスの一部を上記サイロ内に供給することを特徴とする。

当該改質石炭の製造方法は、不活性ガスを用いて油混合石炭に含まれている油分を高温で蒸発させる乾燥工程から排出される不活性ガスを主として含むガスの一部を石炭を貯蔵したサイロ内に供給することにより、貯蔵した石炭に含まれている水分を蒸発させて貯蔵石炭の付着性を低減し、貯蔵石炭に自然発火性を生じさせることなく、サイロからの排出性を良好にすることができる。さらに、当該改質石炭の製造方法は、油分を含んだ乾燥工程からの排出ガスの一部をサイロ内に供給するガスとして利用するため、排出ガスに含まれる油分がサイロ内の貯蔵石炭に吸着され、脱油工程及び乾燥工程で回収されて再利用されるので、改質石炭の製造コストを低減できる。

上記石炭貯蔵工程で上記サイロ内に供給する上記排出ガスの窒素含有率としては９０質量％以上が好ましく、油含有率としては５質量％以下が好ましい。このようにサイロ内に供給する上記排出ガスの窒素含有率を上記下限値以上とし、油含有率を上記上限値以下とすることで、貯蔵石炭のハンドリング性を低下させることなく、自然発火防止性を高めることができる。

上記石炭貯蔵工程で上記サイロ内に供給する上記排出ガスの温度を、３５℃以上１００℃以下に制御することが好ましい。このようにサイロ内に供給する上記排出ガスの温度を上記範囲内とすることで、サイロ内の貯蔵石炭に含まれている水分を除去できるとともに自然発火防止性を高めることができる。

上記石炭貯蔵工程で上記サイロ内に供給する上記排出ガスの水蒸気含有率としては、１０質量％以下が好ましい。このようにサイロ内に供給する上記排出ガスの水蒸気含有率を上記上限値以下とすることで、サイロ内の貯蔵石炭に含まれている水分をより効果的に除去することができる。

従って、当該改質石炭の製造方法により、低品位炭をサイロ内で貯蔵するに際し自然発火させることなく排出性を改善できるので、燃料として好適に用いることができる改質石炭を低い製造コストで製造することができる。

なお、「不活性ガス」とは、活性ガスを全く含まない気体に限るものではなく、酸素の含有量が２質量％以下の気体をいうものとする。

以上説明したように、本発明の改質石炭の製造方法は、低品位炭を原料とし、その低品位炭をサイロ内で貯蔵するに際し自然発火させることなく排出性を改善するとともに、改質石炭の製造コストを低減できる。つまり、低品位炭を安全に作業効率よく低コストで改質することができる。

本発明の一実施形態に係る改質石炭の製造方法のフローチャート 本発明の一実施形態に係る石炭改質システムのブロック図

以下、本発明の改質石炭の製造方法の実施形態を詳説する。

本実施形態の改質石炭の製造方法は、
低品位の石炭を粉砕する工程（粉砕工程）と、
上記粉砕石炭をサイロに貯蔵する工程（貯蔵工程）と、
上記貯蔵石炭を油と混合する工程（混合工程）と、
上記油混合石炭から水分を除去して脱水スラリーを得る工程（脱水工程）と、
上記脱水スラリーから油分を分離してケーキを得る工程（脱油工程）と、
上記ケーキを不活性ガスを用いて乾燥して改質炭粉末を得る工程（乾燥工程）と、
上記改質炭粉末を改質石炭に成型する工程（成型工程）とを有し、
上記石炭貯蔵工程において上記乾燥工程の排出ガスの一部を上記サイロ内に供給する。

図１は、本発明の一実施形態に係る改質石炭の製造方法のフローチャートである。また、図２は、本発明の一実施形態に係る石炭改質システムのブロック図である。

図２に示すように、この実施形態に係る石炭改質システムは、原料炭２０（低品位炭）を粉砕する粉砕部３０と、粉砕部３０で粉砕された低品位炭を貯蔵する貯蔵部３１と、貯蔵部３１で貯蔵した貯蔵石炭と重質油及び溶媒油を含む混合油とを混合する混合部３２と、混合部３２で得られたスラリーを脱水する蒸発部３３と、蒸発部３３で得られた脱水スラリーから溶媒油を機械分離する固液分離部３４と、固液分離部３４において分離されたケーキ２１を加熱してさらに溶媒油を分離する乾燥部３５と、乾燥部３５において得られた粉末状の改質炭２２を加圧成型してブリケットの形態にする成型部３６とを備えている。以下、本実施形態に係る改質石炭の製造方法の各工程について詳細に説明する。

＜粉砕工程＞
粉砕工程Ｓ１０において、原料炭２０を粉砕部３０に供給し、原料炭２０を粉砕してから貯蔵部３１に貯蔵する。ここで原料炭２０として用いる低品位炭は、天然に存在し２０質量％以上の水分を含有するものをいう。この低品位炭としては、例えば、ビクトリア炭、ノースダコタ炭、ベルガ炭等の褐炭；西バンコ炭、ビヌンガン炭、サラマンガウ炭等の亜瀝青炭などが挙げられる。

粉砕後の低品位炭の最大粒子径の上限としては、５ｍｍが好ましく、２ｍｍがより好ましく、１ｍｍがより好ましい。また低品位炭の粒子径が０．５ｍｍ以下の粒子の割合の下限としては、５０質量％が好ましく、７０質量％がより好ましく、８０質量％がさらに好ましい。低品位炭の最大粒子径を上記上限以下、又は粒子径が０．５ｍｍ以下の粒子の割合を上記下限以上とすることで、改質後の石炭の強度を向上させることができる。なお、低品位炭の最大粒子径は、ふるいによって計測できる。粒子径が０．５ｍｍ以下の粒子割合は、目開き０．５ｍｍのふるいによる分級を行い、ふるいにかけた低品位炭の全質量とこのふるい下の低品位炭の質量とから求めることができる。なお、もともと粒子径が小さい状態で原料炭２０が供給される場合、特にその原料炭２０を粉砕する必要はない。

＜貯蔵工程＞
貯蔵工程Ｓ１１において、上記粉砕工程Ｓ１０で粉砕した原料炭２０又は粒子径が小さい状態で供給された原料炭２０を貯蔵部３１へ投入して貯蔵する。貯蔵部３１は、下部に排出用のホッパー部を有するサイロである。貯蔵部３１は、上記原料炭２０をサイロ内へ投入した際に、サイロ下部の壁面からガスを内部に供給し、サイロ内に貯蔵している石炭の間隙にそのガスを通過させる。このときサイロ内に供給するガスとして、後述する乾燥工程Ｓ１５で発生する排出ガスの一部２４を使用する。

上記排出ガスは、乾燥工程Ｓ１５で加熱した不活性ガスをキャリアガスとして使用したものの一部であり、油分回収のために乾燥部３５の油回収塔で冷却されたものである。この排出ガスの一部２４をサイロ内に供給することにより、貯蔵石炭に含まれている水分が蒸発するので、貯蔵石炭に含まれている水分が効果的に除去される。貯蔵石炭に含まれる水分が除去されることにより、貯蔵石炭の付着性が低減し凝集が抑制されるので、貯蔵石炭のサイロからの排出性が良好となる。なお、上記排出ガスには、乾燥部３５で回収できなかった油分と水分とが含まれている。

サイロ内に供給する排出ガスの一部２４の温度の下限としては、３５℃が好ましく、４０℃がより好ましい。排出ガスの一部２４の温度の上限としては、１００℃が好ましく、７０℃がより好ましく、５０℃がさらに好ましい。排出ガスの一部２４の温度が上記下限未満であると、貯蔵石炭に含まれる水分を除去する効果が低下するおそれがある。また、排出ガスの一部２４の温度が上記上限を超えると、自然発火の可能性が高くなるおそれがある。

なお、サイロ内へ供給する際の排出ガスの一部２４の温度が上記の温度範囲内であれば、さらに加熱又は冷却する必要はなく、そのままサイロ内に供給することができる。排出ガスの一部２４の温度が上記上限を超えているときには、例えば熱交換器等により上記上限以下の温度まで冷却してからサイロ内に供給し、排出ガスの一部２４の温度が上記下限未満のときには、例えば熱交換器等により上記下限以上の温度まで加熱してからサイロ内に供給してもよい。

また、乾燥工程Ｓ１５ではキャリアガスとして加熱した不活性ガスを使用するので、乾燥工程Ｓ１５からは、不活性ガスを主成分とするガスが排出される。すなわち、サイロ内に供給する排出ガスの一部２４は、不活性ガスを主成分とする気体であるため、この排出ガスの一部２４がサイロ内の石炭の間隙を通過する際に石炭が酸素を吸着することを抑制できる。そのため、サイロ内の石炭に自然発火性を生じさせるおそれが少ない。

後述する乾燥工程Ｓ１５において不活性ガスとして窒素ガスを用いる場合、サイロ内に供給する排出ガスの一部２４中の窒素含有率の下限としては９０質量％が好ましく、９５質量％がより好ましい。排出ガスの一部２４中の窒素含有率の上限としては９９．９質量％が好ましく、９９．５質量％がより好ましい。排出ガスの一部２４中の窒素含有率が上記下限未満であると、空気のコンタミが疑われ、自然発火の観点から好ましくない。また、排出ガスの一部２４中の窒素含有率が上記上限を超えると、製造コストが高くなるおそれがある。

上述したように、キャリアガスとして不活性ガスを使用する乾燥工程Ｓ１５から発生する排出ガスの一部２４を、サイロ内に供給するガスとして使用する。従って、乾燥工程Ｓ１５で使用する不活性ガス中の窒素含有量を調節することにより、乾燥工程Ｓ１５から発生する排出ガス中の窒素含有量、すなわちサイロ内に供給する排出ガスの一部２４中の窒素含有量を調節することができる。

また、後述する混合工程Ｓ１２において石炭と混合油を混合し、脱油工程Ｓ１４及び乾燥工程Ｓ１５でその油分を回収するが、乾燥工程Ｓ１５で発生する排出ガスには、乾燥工程Ｓ１５で回収しきれなかった微量の油分が含まれている。サイロ内に供給するガスとして利用する排出ガスの一部２４に含まれる油分は、排出ガスの一部２４が貯蔵石炭の間隙を通過する際に貯蔵石炭に吸着され、その後の脱油工程Ｓ１４及び乾燥工程Ｓ１５で回収されて、混合工程Ｓ１２で再利用される。

サイロ内に供給する排出ガスの一部２４中の油含有率の上限としては５質量％が好ましく、３質量％がより好ましい。排出ガスの一部２４中の油含有率が上記上限を超えると、貯蔵石炭への油の付着量が多くなり貯蔵石炭のハンドリング性に悪影響を及ぼす可能性がある。乾燥部３５から排出される排出ガスの一部２４中の油含有率が上記上限を超えている場合には、例えばフィルタ部材により排出ガスの一部２４中の油分を除去して、油含有率を上記上限以下とした後に、サイロ内に供給する。なお、排出ガスの一部２４中の油含有率は小さいほど好ましい。排出ガスの一部２４中の油含有率の下限としては、例えば０．１質量％とできる。

また、貯蔵石炭の排出性を良好にするためにサイロ内に供給する排出ガスの一部２４は、水分量すなわち水蒸気成分が少ない方が好ましい。サイロ内に供給する排出ガスの一部２４に水蒸気成分が多く含まれていると、貯蔵石炭に含まれている水分を除去する効果が低下し、多量のガスを供給しなければならず、ひいては改質石炭の製造コストが増加する要因ともなる。

サイロ内に供給する排出ガスの一部２４中の水蒸気含有率の上限としては、１０質量％が好ましく、５質量％がより好ましい。排出ガスの一部２４中の水蒸気含有率の下限としては、０．００１質量％が好ましく、０．０１質量％がより好ましい。排出ガスの一部２４中の水蒸気含有率が上記上限を超えると、貯蔵石炭に含まれる水分を除去する効果が低下するおそれがある。また、排出ガスの一部２４中の水蒸気含有率が上記下限未満であると、改質石炭の製造コストが高くなるおそれがある。

排出ガスの一部２４のサイロ内への供給量は特に規定されないが、サイロ内の貯蔵石炭の凝集によって生じる閉塞を防げるだけの量が求められる。適正量は排出ガスの一部２４の温度や環境温度、石炭性状により異なる。なお、サイロ内へ供給するガスとして乾燥工程Ｓ１５で発生する排出ガスのみで不足する場合は、不活性ガスを追加して供給してもよい。

なお、ここでは、サイロ下部の壁面から排出ガスの一部２４をサイロ内へ供給することとしたが、排出ガスの一部２４のサイロ内への供給方法は、この構成に限るものではなく、サイロ内に貯蔵している石炭の全体に亘って排出ガスの一部２４を通過させる構成であればよい。例えば、サイロの側壁面から複数のノズルを用いて排出ガスの一部２４をサイロ内へ供給する構成、サイロの上方から下方に向けて排出ガスの一部２４を吹き付ける構成、サイロ下部の排出口から供給するとともにサイロの上方から吸引する構成などとしてもよい。

＜混合工程＞
混合工程Ｓ１２において、サイロ下部のホッパー部から落下供給される貯蔵石炭と、重質油及び溶媒油を含む混合油とを混合部３２で混合しスラリーを得る。ここで、重質油とは、真空残渣油のごとく、例えば４００℃でも実質的に蒸気圧を示すことがないような重質分あるいはこれを多く（具体的には、５０ｗｔ％以上）含む油のことをいう。また、溶媒油とは、重質油を溶解させて分散させる油のことをいう。溶媒油としては、重質油との親和性、スラリーとしてのハンドリング性、粉砕石炭の細孔内への侵入容易性などの観点から、例えば軽沸油が用いられる。なお、溶媒油としては、水分蒸発温度での安定性を考慮して、沸点１００℃以上、３００℃以下の石油系油を使用することが推奨される。この石油系油としては、灯油、軽油、重油などが挙げられる。そして、重質油と溶媒油とで混合油が生成される。このような混合油を使用することにより、混合油が適切な流動性を示し石炭の細孔内への油の侵入が促進される。なお、後述する脱油工程Ｓ１４及び乾燥工程Ｓ１５で油分を回収し、その回収した油分を混合工程１２で再利用するが、これらの回収した溶媒油中に重質油が含まれるときには、混合工程１２で重質油を新たに添加しなくてもよい場合がある。

なお、混合部３２は、混合油と貯蔵石炭とを受け入れて混合するための混合槽、及びこの混合槽に設けられる攪拌機などで構成することができる。

＜脱水工程＞
脱水工程Ｓ１３において、蒸発部３３により混合工程Ｓ１２で得られた上記スラリーから水分を除去する。蒸発部３３は、例えば熱交換器及び蒸発槽により構成され、上記スラリーを熱交換器により７０℃〜１００℃に加熱した後、蒸発槽に供給してスラリー中の石炭に含まれる水分を蒸発させる。この脱水処理と同時に、石炭の細孔内への混合油の含浸もなされ、重質油分が優先して石炭の細孔内に充満する。また、蒸発槽からは、スラリー中の石炭に含まれていた水分が排水として排出される。なお、上記スラリーを加熱する熱交換器としては、多管式型、プレート型、スパイラル型などの熱交換器が用いられる。

＜脱油工程＞
脱油工程Ｓ１４において、脱水工程Ｓ１３で得られた脱水スラリーから溶媒油を機械分離してケーキ２１を得る。脱水スラリーは、固液分離部３４に供給されて固液分離される。固液分離部３４としては、例えば、分離効率向上の観点から、遠心分離法により脱水スラリーをケーキ２１と溶媒油とに分離する遠心分離機を用いる。なお、沈降法、濾過法、圧搾法などの形式の固液分離機を用いてもよい。なお、固液分離部３４では溶媒油を完全には回収しきれないため、ケーキ２１は回収できなかった混合油によって湿潤している。

＜乾燥工程＞
脱油工程Ｓ１４において分離されたケーキ２１は、混合油により未だ湿潤しているので、乾燥工程Ｓ１５において、乾燥部３５によりケーキ２１を加熱してさらに溶媒油を分離する。これにより、ケーキ２１は粉末状の改質炭粉末２２となる。

なお、乾燥部３５は、乾燥機及び油回収塔などから構成される。乾燥機は、その内部で被処理物を連続的に搬送しつつその被処理物を加熱するものが用いられ、例えばドラム内面に複数の加熱用スチームチューブが軸方向に配設されたスチームチューブ式ドライヤが用いられる。蒸発湿分を乾燥機外へ搬送するキャリアガスとして加熱した不活性ガスが使用され、この不活性ガスは循環使用される。

乾燥工程Ｓ１５で用いる代表的な不活性ガスとしては、アルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等があるが、安価な窒素ガスを用いることが好ましい。また、乾燥工程Ｓ１５で使用する不活性ガスには、発火するおそれがない程度の微量の活性ガス（酸素）が含まれていてもよい。

ケーキ２１は、乾燥機内で加熱され、ケーキ２１中の油分、特に溶媒油分が蒸発させられる。そして、蒸発した溶媒油分は、循環する不活性ガスにより乾燥機から油回収塔へ移送される。油回収塔は、溶媒油分を回収するために、乾燥機から移送されてきた不活性ガスを冷却し、溶媒油分を凝縮させて回収する。

油回収塔で回収された溶媒油は、脱油工程Ｓ１４において脱水スラリーから回収された溶媒油とともに循環油２６として混合工程Ｓ１２に戻されて、混合工程Ｓ１２におけるスラリーの調整に再利用される。なお、混合工程Ｓ１２に戻される循環油２６の成分のほとんどは溶媒油分であるが、この循環油２６にはわずかながら重質油分が含まれている。

また、乾燥部３５から排出されるガスは、系外排出ガス２５として外部へ排出されるとともに、排出ガスの一部２４が貯蔵部３１へ供給するガスとして利用される。

＜成型工程＞
成型工程Ｓ１６において、乾燥工程Ｓ１５で得られた改質炭粉末２２が、成型部３６によりブリケットの形態の改質石炭２３に成型される。そして、ブリケットに成型された当該改質石炭２３は成型固形燃料として利用される。なお、成型部３６は、ダブルロール型成型機などで構成される。

＜利点＞
当該改質石炭の製造方法は、不活性ガスを用いて油混合石炭に含まれている油分を高温で蒸発させる乾燥工程から排出される不活性ガスを主として含むガスの一部を石炭を貯蔵したサイロ内に供給することにより、貯蔵した石炭に含まれている水分を蒸発させて貯蔵石炭の付着性を低減し、貯蔵石炭に自然発火性を生じさせることなく、サイロからの排出性を良好にすることができる。さらに、当該改質石炭の製造方法は、油分を含んだ乾燥工程からの排出ガスの一部をサイロ内に供給するガスとして利用するため、排出ガスに含まれる油分がサイロ内の貯蔵石炭に吸着され、脱油工程及び乾燥工程で回収されて再利用される。従来の改質石炭の製造方法では、乾燥工程から排出されるガスを廃棄していたが、当該改質石炭の製造方法は、その廃棄していたガスに含まれていた油分の一部を再利用できるので、改質石炭の製造コストを改善することができる。

［他の実施形態］
なお、本発明は上記実施形態の他、種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。

上記実施形態の貯蔵工程Ｓ１１において、乾燥工程Ｓ１５で発生した排出ガスの一部２４をサイロ内に供給する際に、エアーノッカーやバイブレータによりサイロの壁面に衝撃を与える構成としてもよい。貯蔵石炭のサイロからの排出性を改善する効果をより高めることができる。

また、上記実施形態において、貯蔵石炭の排出性を良好にするためにサイロ内に供給するガスは、水分量すなわち水蒸気成分が少ない方が好ましい。サイロ内に供給するガスに水蒸気成分が多く含まれていると、貯蔵石炭に含まれている水分を除去する効果が低下し、多量のガスを供給しなければならず、ひいては改質石炭の製造コストが増加する要因ともなる。

例えば、サイロ内に供給するガスに含まれる水蒸気成分を一定値以下にするため、乾燥部３５から発生する排出ガスの一部２４に含まれている水蒸気成分を低減する水分除去部を設けて、その水分除去部によって水蒸気成分を低減したガスを貯蔵部３１（サイロ）内に供給するようにしてもよい。これにより、サイロ内の貯蔵石炭に含まれる水分を効率よく除去することができ、サイロ内に供給するガスの量を低減できる。また、乾燥部３５で発生する排出ガスの一部２４から水蒸気成分を除去する上記水分除去部として、例えば水蒸気のみを透す半透膜を用いる構成や、排出ガスの一部２４を冷却してガス中に存在する水滴を遠心分離して除去するような構成を採用できる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

含水率５８．０質量％のインドネシア産褐炭を、ケージミルで直径１ｍｍ以下の粒子が９０％程度になるよう粉砕した。この粉砕褐炭の含水率は５７．２質量％であった。この粉砕褐炭１０ｔを石炭サイロに投入した。粉砕褐炭を石炭サイロに投入した後、実施例１、比較例１及び比較例２において、それぞれ以下の処理を行い、粉砕褐炭を石炭サイロに２４時間保管した後に粉砕褐炭を排出して、粉砕褐炭の排出性及び自然発火可能性を確認した。

［実施例１］
粉砕褐炭を石炭サイロに投入した後、不活性ガスを用いてケーキからさらに溶媒油を分離して改質炭粉末とする乾燥工程から排出されるガスの一部を、サイロ下部の壁面から供給した。このときにサイロ下部の壁面から供給したガスの温度は５５℃であり、その組成は、窒素が９４質量％、油分が３．０質量％であった。

［比較例１］
粉砕褐炭を石炭サイロに投入した後、サイロ内にガスを供給することなく、そのまま石炭サイロに粉砕褐炭を２４時間保管した。

［比較例２］
粉砕褐炭を石炭サイロに投入した後、サイロ下部の壁面からドライエアーを供給した。このときにサイロ下部の壁面から供給した空気の温度は５７℃であった。

上記実施例１、比較例１及び比較例２の評価結果を表１に示す。なお、粉砕褐炭をサイロに２４時間保管していたときの外気温は、３０℃〜４０℃であった。粉砕褐炭の排出性については、サイロ内に貯蔵されている量に対して９０質量％以上排出されたものを良好（Ａ）、５質量％未満しか排出されなかったものを不良（Ｂ）として評価した。

２４時間サイロに保管した後に粉砕褐炭を排出したところ、実施例１及び比較例２の場合には、排出性は良好であった。これに対し、比較例１の場合には、サイロ内の途中で閉塞してほとんど排出されず、サイロの壁面を叩いても排出されなかった。これにより、粉砕褐炭をサイロに投入した後、サイロ下部の壁面から気体を供給することにより、閉塞を防止でき、保管後の粉砕褐炭の排出性を改善できることを確認できた。

また、２４時間サイロに保管した後のサイロ内部の粉砕褐炭の温度は、実施例１及び比較例１の場合には上昇していないのに対し、比較例２の場合には７０℃まで上昇しており、自然発火の可能性が大きいことがわかる。これは、比較例２の場合には、ドライエアーに多く含まれている酸素が粉砕褐炭に吸着し酸化反応が進行したものと考えられる。実施例１でサイロ内に供給したガスは、乾燥工程で発生した排出ガスであり酸素がほとんど含まれていないので、このガスをサイロ内に供給しても、酸化反応が進行しないのでサイロ内部の粉砕褐炭の温度は上昇せず、石炭の自然発火性が抑制される。

また、実施例１において、サイロから排出されるガスの組成は、窒素９５．１質量％、油分０．３質量％であった。サイロに供給したガスの組成が、窒素９４質量％、油分３．０質量％であることより、サイロに供給したガスに含まれていた油分のほとんどが粉砕褐炭に吸着されたことを確認できた。この粉砕褐炭に吸着された油分は、脱油工程及び乾燥工程で回収され、改質プロセスで再利用される。これにより、改質プロセスにおける油分のロスを低減できるので、ランニングコストを低減できる。

以上説明したように、当該改質石炭の製造方法は、低品位炭を原料とし、その低品位炭をサイロ内で貯蔵するに際し自然発火させることなく排出性を改善し、製造コストに優れた改質石炭を得ることができる。このような改質石炭は、例えば火力発電所等の燃料として好適に用いることができる。

Ｓ１０ 粉砕工程
Ｓ１１ 貯蔵工程
Ｓ１２ 混合工程
Ｓ１３ 脱水工程
Ｓ１４ 脱油工程
Ｓ１５ 乾燥工程
Ｓ１６ 成型工程
２０ 原料炭
２１ ケーキ
２２ 改質炭粉末
２３ 改質石炭
２４ 排出ガスの一部
２５ 系外排出ガス
２６ 循環油
３０ 粉砕部
３１ 貯蔵部
３２ 混合部
３３ 蒸発部
３４ 固液分離部
３５ 乾燥部
３６ 成型部

Claims (4)

1. 低品位の石炭を原料とする改質石炭の製造方法であって、
   上記石炭を粉砕する工程と、
   上記粉砕石炭をサイロに貯蔵する工程と、
   上記貯蔵石炭を油と混合する工程と、
   上記混合石炭から水分を除去して得た脱水スラリーから油分を分離してケーキを得る工程と、
   上記ケーキを不活性ガスを用いて乾燥する工程とを有し、
   上記石炭貯蔵工程において、上記乾燥工程の排出ガスの一部を上記サイロ内に供給することを特徴とする改質石炭の製造方法。
2. 上記石炭貯蔵工程で上記サイロ内に供給する上記排出ガスの窒素含有率が９０質量％以上であり、油含有率が５質量％以下である請求項１に記載の改質石炭の製造方法。
3. 上記石炭貯蔵工程で上記サイロ内に供給する上記排出ガスの温度を３５℃以上１００℃以下に制御する請求項１又は請求項２に記載の改質石炭の製造方法。
4. 上記石炭貯蔵工程で上記サイロ内に供給する上記排出ガスの水蒸気含有率が１０質量％以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の改質石炭の製造方法。
   

Images