(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素を含有する処理ガスで石炭の不活性化を行う石炭不活性化処理方法であって、
下記式（１）で表される前記石炭の表面積球相当径Ｒが１５〜３０ｍｍとなるように当該石炭を圧縮成型した後に、当該石炭を４５〜７０℃の温度範囲で不活性化処理する
ことを特徴とする石炭不活性化処理方法。
Ｒ＝６×（Ｖ／Ａ）      （１）
ただし、Ｖは石炭粒容積、Ａは石炭粒外表面積である。
【請求項２】
請求項１に記載の石炭不活性化処理方法において、
前記石炭が乾留されたものである
ことを特徴とする石炭不活性化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素を含有する処理ガスで石炭の不活性化を行う石炭不活性化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾留された石炭は、表面が活性化して酸素と結合しやすくなるため、そのまま保管すると、空気中の酸素との反応熱で自然発火してしまうおそれがある。このため、例えば、下記特許文献１，２等においては、乾留（３００〜５００℃）した石炭を冷却した後、酸素を含有する処理ガス雰囲気（１００〜２００℃）中に当該石炭を曝して、当該石炭に酸素を吸着させる石炭不活性化処理を行うことにより、改質された石炭の保管時の自然発火を防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−０７４１８９号公報
【特許文献２】特開昭６０−０６５０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記特許文献１，２等に記載されているようにして改質石炭の不活性化処理を行うと、当該石炭の内部側よりも表面側に多くの酸素が先に吸着して不活性化処理されてしまう。このため、上記石炭の表面側に酸素が必要十分に吸着した段階で不活性化処理を終了すると、当該石炭が衝撃等で割れて当該石炭の内部側が表面に露出したときに、当該石炭が自然発火するおそれを生じてしまう一方、上記石炭の内部側にも酸素が必要十分に吸着するように不活性化処理すると、当該石炭の表面側に酸素が必要以上に吸着してしまい、当該石炭の単位重量当たりの燃焼発熱量が大きく低下してしまうという問題があった。
【０００５】
このようなことから、本発明は、石炭の自然発火の防止を図りつつ、石炭の単位重量当たりの燃焼発熱量の低下の抑制を図ることができる石炭不活性化処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る石炭不活性化処理方法は、酸素を含有する処理ガスで石炭の不活性化を行う石炭不活性化処理方法であって、下記式（１）で表される前記石炭の表面積球相当径Ｒが１５〜３０ｍｍとなるように当該石炭を圧縮成型した後に、当該石炭を４５〜７０℃の温度範囲で不活性化処理することを特徴とする。
Ｒ＝６×（Ｖ／Ａ）      （１）
ただし、Ｖは石炭粒容積、Ａは石炭粒外表面積である。
【０００８】
また、第二番目の発明に係る石炭不活性化処理方法は、第一番目の発明において、前記石炭が乾留されたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る石炭不活性化処理方法によれば、石炭の表面側に吸着する単位時間当たりの酸素量（吸着速度）が従来よりも少なく（遅く）なり、石炭の内部側に酸素が従来よりも早い段階で多く進入して吸着するようになるため、石炭の表面側と内部側との酸素吸着量の差が従来よりも非常に小さくなる。その結果、石炭の自然発火の防止を図りつつ、石炭の単位重量当たりの燃焼発熱量の低下の抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る石炭不活性化処理方法を利用する石炭改質方法の第一番目の実施形態のフロー図である。
【図２】不活性化処理された石炭粒の内部位置における酸素吸着量を表すグラフである。
【図３】本発明に係る石炭不活性化処理方法を利用する石炭改質方法の第二番目の実施形態のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る石炭不活性化処理方法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。
【００１２】
［第一番目の実施形態］
本発明に係る石炭不活性化処理方法を利用した石炭改質方法の第一番目の実施形態を図１，２に基づいて説明する。
【００１３】
図１に示すように、まず、褐炭や亜瀝青炭等のような水分含有量の多い低品位の石炭１０を窒素ガス等の不活性ガス１の雰囲気中で加熱（約１５０〜３００℃）することにより、当該石炭１０中から水分３を蒸発させて当該石炭１０を乾燥させた後（乾燥工程Ｓ１１）、当該石炭１０を上記不活性ガス１の雰囲気中でさらに加熱（約３００〜５００℃）することにより、当該石炭１０中から低沸点成分の乾留ガス４と高沸点成分の乾留油５とを留去する（乾留工程Ｓ１２）。
【００１４】
乾留された前記石炭１０は、一旦冷却（約４０〜６０℃）された後（冷却工程Ｓ１３）、酸素を含有する処理ガス２（例えば、空気に窒素を混合して酸素濃度を約５〜１０％程度に調整したもの）の雰囲気中で加熱処理（４０〜９５℃（好ましくは４５〜７０℃））することにより（不活性化処理工程Ｓ１４）、改質石炭１１となる。
【００１５】
ここで、不活性化処理における加熱処理温度（４０〜９５℃（好ましくは４５〜７０℃））が従来（１００〜２００℃）よりも低いことから、石炭１０の表面側に吸着する単位時間当たりの酸素量（吸着速度）が従来よりも少なく（遅く）なり、当該石炭１０の内部側に酸素が従来よりも早い段階で多く進入して吸着するようになる。
【００１６】
このため、上記石炭１０は、単位時間当たりの酸素吸着量（酸素吸着速度）が表面側で従来よりも低下して内部側で従来よりも上昇するようになるので、不活性化処理される上記改質石炭１１は、表面側と内部側との酸素吸着量の差が従来よりも非常に小さくなる（図２参照）。
【００１７】
したがって、本実施形態に係る石炭不活性化処理方法によれば、改質石炭１１の自然発火の防止を図りつつ、改質石炭１１の単位重量当たりの燃焼発熱量の低下の抑制を図ることができる。
【００１８】
また、不活性化処理における加熱処理温度（４０〜９５℃（好ましくは４５〜７０℃））が従来（１００〜２００℃）よりも低いことから、不活性化処理の際に燃焼を生じてしまう改質石炭１１の量を従来よりも少なくすることができるので、改質石炭１１の生産量を従来よりも向上させることができる。
【００１９】
なお、不活性化処理における加熱処理温度が、９５℃を超えると、改質石炭１１の自然発火の防止を図りつつ、改質石炭１１の単位重量当たりの燃焼発熱量の低下の抑制を図ることが難しくなってしまう一方、４０℃未満であると、不活性化処理にかかる時間が長くなり過ぎてしまい、生産効率の低下を引き起こしてしまうため、好ましくない。
【００２０】
［第二番目の実施形態］
本発明に係る石炭不活性化処理方法を利用した石炭改質方法の第二番目の実施形態を図３に基づいて説明する。ただし、前述した実施形態と同様な部分については、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。
【００２１】
図３に示すように、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に前記石炭１０に対して乾燥工程Ｓ１１、乾留工程Ｓ１２、冷却工程Ｓ１３を行ったら、当該石炭１０を規定の粒径（例えば１ｍｍ）以下となるように粉砕機等で粉砕した後（粉砕工程Ｓ２５）、下記の式（１）で表される表面積球相当径Ｒが規定のサイズ（５〜５０ｍｍ（好ましくは１５〜３０ｍｍ））となるようにブリケッタ等の成型機でブリケット状に圧縮成型する（成型工程Ｓ２６）。
【００２２】
Ｒ＝６×（Ｖ／Ａ）      （１）
ただし、Ｖは石炭粒容積、Ａは石炭粒外表面積である。
【００２３】
このようにして上記石炭１０をブリケット状に成型したら、前述した第一番目の実施形態の場合と同様にして上記石炭１０に対して不活性化処理工程Ｓ１４を行うことにより、改質石炭２１を得る。
【００２４】
このとき、前記石炭１０が規定のサイズ（５〜５０ｍｍ（好ましくは１５〜３０ｍｍ））の表面積球相当径Ｒを有するブリケット状に成型されていることから、粒子に偏積が少なくなり、ブリケットにおける単位時間当たりの酸素吸着量（酸素吸着速度）にムラを生じることがほとんどなくなると共に、各ブリケットの単位時間当たりの酸素吸着量（酸素吸着速度）が略同一となる。
【００２５】
このため、ブリケットに対してまんべんなく不活性化処理を行うことができると共に、各ブリケットのバラつきをほとんど生じさせることなく不活性化処理を略均一に行うことができる。
【００２６】
したがって、本実施形態に係る石炭不活性化処理方法によれば、前述した第一番目の実施形態と同様な効果を得ることができるのはもちろんのこと、前述した第一番目の実施形態の場合よりもより均一に不活性化処理された改質石炭１１を得ることが容易にできる。
【００２７】
なお、ブリケット状に圧縮成型した前記石炭１０の前記表面積球相当径Ｒが、５０ｍｍを超えると、質量当たりの酸素吸着速度が遅くなり過ぎてしまい、不活性化処理にかかる時間が長くなり過ぎてしまう一方、５ｍｍ未満であると、成型効率が低くなってしまうため、好ましくない。
【００２８】
他方、前記表面積球相当径Ｒが、１５〜３０ｍｍの範囲内であると、前記処理ガス２に空気そのものを利用しても前述した温度範囲での加熱処理を簡単に行うことができ、不活性化処理にかかる手間や設備を大幅に簡略化することができるので、非常に好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係る石炭不活性化処理方法は、石炭の自然発火の防止を図りつつ、石炭の単位重量当たりの燃焼発熱量の低下の抑制を図ることができるので、エネルギ産業等において極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  不活性ガス
２  処理ガス
３  水分
４  乾留ガス
５  乾留油
１０  石炭
１１，２１  改質石炭
Ｓ１１  乾燥工程
Ｓ１２  乾留工程
Ｓ１３  冷却工程
Ｓ１４  不活性化処理工程
Ｓ２５  粉砕工程
Ｓ２６  成型工程
【図１】
0005511855.tif 000002
【図２】
0005511855.tif 000003
【図３】
0005511855.tif 000004