(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装置において、
内部にて前記石炭を基端側から先端側へ流通させるキルン本体と、
前記キルン本体の内部の基端側に前記処理ガスを送給する基端側処理ガス送給手段と、
前記キルン本体の内部の先端側に前記処理ガスを送給する先端側処理ガス送給手段と、
前記キルン本体の内部に送給する前記処理ガスの酸素濃度を調整する処理ガス酸素濃度調整手段と、
前記キルン本体の内部の前記石炭を冷却する冷却手段と
を備える
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記処理ガス酸素濃度調整手段は、前記先端側処理ガス送給手段により送給される前記処理ガスの酸素濃度を調整する先端側用酸素濃度調整手段と、前記基端側処理ガス送給手段により送給される前記処理ガスの酸素濃度を前記先端側処理ガス送給手段により送給される前記処理ガスの酸素濃度よりも低く調整する基端側用酸素濃度調整手段とを備える
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記基端側用酸素濃度調整手段は、前記基端側処理ガス送給手段により送給される前記処理ガスの酸素濃度を１２％以下に調整するものであり、
前記先端側用酸素濃度調整手段は、前記先端側処理ガス送給手段により送給される前記処理ガスの酸素濃度を２１％以下に調整するものである
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記キルン本体の内部に送給する前記処理ガスを加湿する加湿手段を備える
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記キルン本体の内部で使用された前記処理ガスを排出する処理ガス排出手段と、
前記処理ガス排出手段により排出された前記処理ガスを前記基端側処理ガス送給手段へ循環する循環手段とを備える
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記処理ガス排出手段は、前記キルン本体の基端側に設けられるものであり、前記キルン本体の内部で使用された前記処理ガスを当該キルン本体の内部の先端側から排出する排気管を備える
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。
【請求項７】
請求項５に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記処理ガス排出手段は、前記キルン本体の基端側に設けられる基端側処理ガス排出手段と、前記キルン本体の先端側に設けられる先端側処理ガス排出手段とを備え、
前記循環手段は、前記基端側処理ガス排出手段と前記基端側処理ガス送給手段の接続と、前記先端側処理ガス排出手段と前記基端側処理ガス送給手段の接続とを切替える切換手段を備える
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。
【請求項８】
請求項２乃至請求項７の何れか一項に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記キルン本体の内部の温度を計測するキルン本体内部温度計測手段と、
前記キルン本体の内部に送給される前記処理ガスの酸素濃度を計測する処理ガス酸素濃度計測手段と、
前記キルン本体内部温度計測手段および前記処理ガス酸素濃度計測手段からの情報に基づいて、前記処理ガス酸素濃度調整手段を制御する制御手段と
を備える
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記キルン本体内部温度計測手段は、前記キルン本体の基端側の内部の温度を計測する基端側用温度計測手段を備え、
前記処理ガス酸素濃度計測手段は、前記基端側処理ガス送給手段により送給される前記処理ガスの酸素濃度を計測する基端側用酸素濃度計測手段を備え、
前記制御手段は、前記基端側用温度計測手段および前記基端側用酸素濃度計測手段からの情報に基づいて、前記基端側用酸素濃度調整手段を制御するものである
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。
【請求項１０】
請求項９に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記制御手段は、前記基端側用温度計測手段が計測した温度が９０℃以下となり、且つ、前記基端側用酸素濃度計測手段が計測した酸素濃度が１２％以下となるように、前記基端側用酸素濃度調整手段を制御するものである
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭不活性化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
褐炭や亜瀝青炭などのような水分含有量の多い低品位炭（低質炭）は、単位重量当たりの発熱量が低いため、加熱されることにより、乾燥や乾留されると共に、低酸素雰囲気中で表面活性を低下させるように改質されることにより、自然発火を防止されつつ単位重量当たりの発熱量を高めた改質石炭としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３７０１１号公報
【特許文献２】国際公開第９５／１３８６８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した低品位炭が乾燥や乾留されてなる乾留炭を不活性化する石炭不活性化処理装置は、種々検討されている。例えば、図１０に示すように、充填層方式の塔に石炭を上側から充填して下側から抜き出す過程において、充填層の途中から酸素濃度を調整したガスを導入して石炭と接触させて抜き出すことによりガス中酸素を吸着させて不活性化を行うようにした装置がある。この装置７００は、前記乾留炭である石炭７２１を一方である上方から他方である下方に向けて内部に流通させる処理塔７０１を備える。前記処理塔７０１には、酸素を低濃度で含有する処理ガス７３３を当該処理塔７０１の内部へ導入する導入管７１１の先端側と、当該処理塔７０１の内部を流通した処理ガス７３４を外部へ排出する排出管７１２の基端側とがそれぞれ上下方向に沿って複数連結されている。前記導入管７１１の基端側には、処理ガス７３３を送給する送給管７１３の先端側が連結している。
【０００５】
前記送給管７１３の基端側には、空気７３１を供給する空気供給管７１４の先端側と、窒素ガス７３２を供給する窒素供給管７１５の先端側とが連結している。前記窒素供給管７１５の基端側は、窒素ガスタンクなどのような窒素供給源７１６に接続している。前記空気供給管７１４の基端側は、大気開放されている。前記空気供給管７１４および前記窒素供給管７１５の途中には流量調整弁７１４ａ，７１５ａがそれぞれ設けられている。前記送給管７１３の途中にはブロア７１３ａが設けられている。前記送給管７１３の先端側と前記ブロア７１３ａとの間には、処理ガス７３３の温度および湿度を調整する湿温調整装置７１３ｂが設けられている。前記送給管７１３の前記ブロア７１３ａと前記湿温調整装置７１３ｂとの間には、前記処理ガス７３３を系外に排出する分岐管７１８の基端側が連結している。前記排出管７１２の先端側には、循環管７１７の基端側が連結している。前記循環管７１７の先端側は、前記送給管７１３の基端側に連結している。
【０００６】
前記石炭不活性化処理装置７００では、乾留された石炭７２１を上部から前記処理塔７０１内に供給すると共に、前記流量調整弁７１４ａ，７１５ａの開度および前記ブロア７１３ａの作動を制御して前記空気７３１及び前記窒素ガス７３２を前記供給管７１４，７１５から前記送給管７１３に送給して混合することにより処理ガス７３３にすると共に、前記湿温調整装置７１３ｂの作動を制御して前記処理ガス７３３の温度および湿度を調整する。このように温度および湿度が調整された前記処理ガス７３３は、前記導入管７１１を通じて前記処理塔７０１の内部に導入され、前記処理塔７０１の内部の前記石炭７２１の表面を不活性化させた後、前記排出管７１２から前記循環管７１７に使用済みの処理ガス７３４として排出される。前記循環管７１７に排出された使用済みの処理ガス７３４は、前記送給管７１３に戻されて、前記供給管７１４，７１５からの新たな空気７３１及び窒素ガス７３２と共に混合され、新たな処理ガス７３３として再び利用される。このとき、前記供給管７１４，７１５から供給された前記空気７３１及び前記窒素ガス７３２と同量の前記処理ガス７３３は、前記分岐管７１８から系外に排出される。処理ガス７３３が前記処理塔７０１の内部を流通する一方、前記処理塔７０１の上方から内部に石炭７２１を供給し、当該処理塔７０１の上方から下方に向けて石炭７２１が流通する間にて酸素吸着していくことで、当該処理塔７０１の下方から不活性化処理された石炭７２２を排出している。
【０００７】
前記装置７００において、処理ガス７３３の酸素濃度を上げて急激な酸素吸着を行うと、充填層内の石炭温度が急激に上昇し自然発火を誘起する可能性を高めてしまうことから、緩慢な酸素吸着を行い石炭温度の上昇を抑えるようにしている。上述の石炭に所定量の酸素を吸着させるため、充填層内の石炭滞留時間を長く（例えば、１４時間程度）し、これに伴い充填塔を高く（例えば、２０ｍ×２）しなければならず、設備コストが増大すると共に、プロセスレスポンスが遅いという課題があった。
【０００８】
このようなことから、本発明は、前述した課題を解決するために為されたものであって、自然発火を防止しながらも、不活性化した石炭を短時間にて製造することができる石炭不活性化処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決する第１の発明に係る石炭不活性化処理装置は、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おいて、内部にて前記石炭を基端側から先端側へ流通させるキルン本体と、前記キルン本体の内部の基端側に前記処理ガスを送給する基端側処理ガス送給手段と、前記キルン本体の内部の先端側に前記処理ガスを送給する先端側処理ガス送給手段と、前記キルン本体の内部に送給する前記処理ガスの酸素濃度を調整する処理ガス酸素濃度調整手段と、前記キルン本体の内部の前記石炭を冷却する冷却手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
上述した課題を解決する第２の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第１の発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記処理ガス酸素濃度調整手段は、前記先端側処理ガス送給手段により送給される前記処理ガスの酸素濃度を調整する先端側用酸素濃度調整手段と、前記基端側処理ガス送給手段により送給される前記処理ガスの酸素濃度を前記先端側処理ガス送給手段により送給される前記処理ガスの酸素濃度よりも低く調整する基端側用酸素濃度調整手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上述した課題を解決する第３の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第２の発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記基端側用酸素濃度調整手段は、前記基端側処理ガス送給手段により送給される前記処理ガスの酸素濃度を１２％以下に調整するものであり、前記先端側用酸素濃度調整手段は、前記先端側処理ガス送給手段により送給される前記処理ガスの酸素濃度を２１％以下に調整するものであることを特徴とする。
【００１２】
上述した課題を解決する第４の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第１乃至第３の何れか一つの発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記キルン本体の内部に送給する前記処理ガスを加湿する加湿手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
上述した課題を解決する第５の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第１乃至第４の何れか一つの発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記キルン本体の内部で使用された前記処理ガスを排出する処理ガス排出手段と、前記処理ガス排出手段により排出された前記処理ガスを前記基端側処理ガス送給手段へ循環する循環手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
上述した課題を解決する第６の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第５の発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記処理ガス排出手段は、前記キルン本体の基端側に設けられるものであり、前記キルン本体の内部で使用された前記処理ガスを当該キルン本体の内部の先端側から排出する排気管を備えることを特徴とする。
【００１５】
上述した課題を解決する第７の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第５の発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記処理ガス排出手段は、前記キルン本体の基端側に設けられる基端側処理ガス排出手段と、前記キルン本体の先端側に設けられる先端側処理ガス排出手段とを備え、前記循環手段は、前記基端側処理ガス排出手段と前記基端側処理ガス送給手段の接続と、前記先端側処理ガス排出手段と前記基端側処理ガス送給手段の接続とを切替える切換手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
上述した課題を解決する第８の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第２乃至第７の何れか一つの発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記キルン本体の内部の温度を計測するキルン本体内部温度計測手段と、前記キルン本体の内部に送給される前記処理ガスの酸素濃度を計測する処理ガス酸素濃度計測手段と、前記キルン本体内部温度計測手段および前記処理ガス酸素濃度計測手段からの情報に基づいて、前記処理ガス酸素濃度調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
上述した課題を解決する第９の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第８の発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記キルン本体内部温度計測手段は、前記キルン本体の基端側の内部の温度を計測する基端側用温度計測手段を備え、前記処理ガス酸素濃度計測手段は、前記基端側処理ガス送給手段により送給される前記処理ガスの酸素濃度を計測する基端側用酸素濃度計測手段を備え、前記制御手段は、前記基端側用温度計測手段および前記基端側用酸素濃度計測手段からの情報に基づいて、前記基端側用酸素濃度調整手段を制御するものであることを特徴とする。
【００１８】
上述した課題を解決する第１０の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第９の発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記制御手段は、前記基端側用温度計測手段が計測した温度が９０℃以下となり、且つ、前記基端側用酸素濃度計測手段が計測した酸素濃度が１２％以下となるように、前記基端側用酸素濃度調整手段を制御するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る石炭不活性化処理装置によれば、内部にて石炭を基端側から先端側へ流通させるキルン本体と、前記キルン本体の内部の基端側に処理ガスを送給する基端側処理ガス送給手段と、前記キルン本体の内部の先端側に前記処理ガスを送給する先端側処理ガス送給手段と、前記キルン本体の内部に送給する前記処理ガスの酸素濃度を調整する処理ガス酸素濃度調整手段と、前記キルン本体の内部の前記石炭を冷却する冷却手段とを備えることにより、キルン本体の基端側に送給する処理ガスの酸素濃度を低くする一方、キルン本体の先端側に送給する処理ガスの酸素濃度を基端側に送給する処理ガスの酸素濃度と比べて高くすることができ、石炭の不活性化処理を効率良く行うことができる。また、前記冷却手段により石炭を冷却することができることから、石炭の不活性化処理で発熱しても当該石炭の自然発火を防止することができる。よって、石炭の自然発火を抑制する処理に要する手間やコストや時間を大幅に短縮することができ、生産効率を大幅に向上させることができる。つまり、石炭の自然発火を防止しながらも、プロセスレスポンスを短縮して短時間で改質炭を製造することができる。また、装置の小型化も可能であり、設備コストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る石炭不活性化処理装置の第一番目の実施形態の概略構成図である。
【図２】前記石炭不活性化処理装置が具備するロータリキルン本体におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】前記石炭不活性化処理装置が具備するロータリキルン本体におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】本発明に係る石炭不活性化処理装置の第二番目の実施形態の概略構成図である。
【図５】本発明に係る石炭不活性化処理装置の第三番目の実施形態の概略構成図である。
【図６】本発明に係る石炭不活性化処理装置の第四番目の実施形態の概略構成図である。
【図７】前記石炭不活性化処理装置が具備するロータリキルン本体におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】本発明に係る石炭不活性化処理装置の第五番目の実施形態の概略構成図である。
【図９】本発明に係る石炭不活性化処理装置の第六番目の実施形態の概略構成図である。
【図１０】従来の石炭不活性化処理装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る石炭不活性化処理装置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。
【００２２】
［第一番目の実施形態］
本発明に係る石炭不活性化処理装置の第一番目の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２３】
図１に示すように、内部に熱風（１５０℃〜５００℃）を流通させるメッシュコンベア式の乾燥手段である乾燥器１８１の受入口には、褐炭や亜瀝青炭などのような水分含有量の多い低品位石炭（低質炭）１が供給されるようになっている。この乾燥器１８１の送出口は、内部を高温（３００℃〜５００℃）に加熱可能な連続式の乾留手段である乾留器１８２の受入口に連絡している。この乾留器１８２の送出口は、内部を冷温（１５０℃〜２００℃）に冷却可能な冷却手段である冷却器１８３の受入口に連絡している。冷却器１８３の送出口は、石炭不活性化処理装置１００のホッパ１０１の受入口に連絡している。ホッパ１０１の送出口は、回転して先端側へ搬送する回転式搬送手段であるスクリューフィーダ１０２の基端側に連絡している。
【００２４】
スクリューフィーダ１０２の先端側は、ロータリキルン本体（回転式装置本体）１０３の基端側に連絡している。ロータリキルン本体１０３の基端側は、シール装置１０８を介して基端側ケーシング１１１と連絡している。基端側ケーシング１１１の上部には使用済みの処理ガス２１を排出するガス排出口１１１ａが設けられる。ロータリキルン本体１０３の先端側は、シール装置１０９ａ，１０９ｂを介して先端側ケーシング１１２と連絡している。先端側ケーシング１１２の下部に不活性化処理済みの石炭（改質炭）５を落下排出するシュータ１１２ａが設けられる。
【００２５】
ロータリキルン本体１０３の外周部における先端側および基端側に環状の突条部１０４が設けられ、突条部１０４がローラ１０５により支持されている。ロータリキルン本体１０３の外周部には、駆動用電動機１０７のギア１０７ａに噛み合うギア１０６が設けられる。よって、駆動用電動機１０７のギア１０７ａが回転することにより、ロータリキルン本体１０３が回転することになる。
【００２６】
ロータリキルン本体１０３には、酸素を低濃度（例えば、１２％以下）で含有する処理ガス１３を内部に導入する低酸素処理ガス導入管１２１が設けられると共に、処理ガス１３と比べて酸素を高濃度（例えば、２１％以下）で含有する処理ガス１４を内部に導入する高酸素処理ガス導入管１３１が設けられる。
【００２７】
低酸素処理ガス導入管１２１は、ロータリキルン本体１０３内において、ロータリキルン本体１０３と同軸をなしロータリキルン本体１０３の基端側から当該ロータリキルン本体１０３の長手方向略中央部まで延在している。低酸素処理ガス導入管１２１は基端側ケーシング１１１に固定されると共に、高酸素処理ガス導入管１３１に固定される。低酸素処理ガス導入管１２１の基端側は、処理ガス１３を送給する低酸素処理ガス送給管１２３の先端側と接続している。低酸素処理ガス送給管１２３の基端側は、窒素ガスなどの不活性ガス１２を送給する不活性ガス送給管１２４が接続している。不活性ガス送給管１２４の基端側は、窒素ガスタンクなどのような不活性ガス供給源１２５と接続している。不活性ガス送給管１２４の途中には流量調整弁１２４ａが設けられる。
【００２８】
低酸素処理ガス導入管１２１には、図１および図３に示すように、先端部１２２ａに開口を有する噴射ノズル１２２が複数設けられる。複数の噴射ノズル１２２は、低酸素処理ガス導入管１２１の先端側からロータリキルン本体１０３の基端側に設けられる突条部１０４近傍に亘って隣接して配置されると共に、低酸素処理ガス導入管１２１の下部側にて周方向で隣接して配置される。噴射ノズル１２２の先端部１２２ａは、低酸素処理ガス導入管１２１の径方向に延在している。これにより、ロータリキルン本体１０３内の石炭４に対して処理ガス１３を吹き付けることができ、処理ガス１３中の酸素の石炭４への物質伝達が向上し酸素吸着速度を加速することができる。なお、低酸素処理ガス導入管１２１の先端部は閉塞されている。
【００２９】
高酸素処理ガス導入管１３１は、ロータリキルン本体１０３内において、基端側からロータリキルン本体１０３の長手方向略中央部に亘って低酸素処理ガス導入管１２１内に配置され、ロータリキルン本体１０３と同軸をなしロータリキルン本体１０３の基端側から先端側まで延在している。高酸素処理ガス導入管１３１の先端側は、詳細につき後述する冷却装置１６０のベアリング１６３を介して、ロータリキルン本体１０３の先端側に固定される。高酸素処理ガス導入管１３１の基端側は、処理ガス１４を送給する高酸素処理ガス送給管１３３の先端側と接続している。高酸素処理ガス送給管１３３の基端側は、空気１１を送給する空気送給管１３４の先端側と接続している。空気送給管１３４の途中には先端側から流量調整弁１３４ａおよびブロア１３５が設けられる。空気送給管１３４の基端側は、大気開放している。空気送給管１３４における先端と流量調整弁１３４ａとの間には連絡管１３６の先端側が接続している。連絡管１３６の基端側は、不活性ガス送給管１２４の基端側と流量調整弁１２４ａとの間に接続している。
【００３０】
高酸素処理ガス導入管１３１には、図１および図２に示すように、先端部１３２ａに開口を有する噴射ノズル１３２が複数設けられる。複数の噴射ノズル１３２は、高酸素処理ガス導入管１３１の先端側からロータリキルン本体１０３の長手方向略中央部近傍に亘って隣接して配置されると共に、高酸素処理ガス導入管１３１の下部側にて周方向で隣接して配置される。噴射ノズル１３２の先端部１３２ａは、高酸素処理ガス導入管１３１の径方向に延在している。これにより、ロータリキルン本体１０３の石炭４に対して処理ガス１４を吹き付けることができ、処理ガス１４中の酸素の石炭４への物質伝達が向上し酸素吸着速度を加速することができる。
【００３１】
つまり、ロータリキルン本体１０３内の石炭４に対し、ロータリキルン本体１０３の基端側においては、低酸素処理ガス導入管１２１の噴射ノズル１２２により、酸素を低濃度（例えば、１２％以下）で含有する処理ガス１３を吹き付けることができると共に、ロータリキルン本体１０３の先端側においては、高酸素処理ガス導入管１３１の噴射ノズル１３２により、酸素を高濃度（例えば、２１％以下）で含有する処理ガス１４を吹き付けることができる。
【００３２】
基端側ケーシング１１１のガス排出口１１１ａは、循環管１４１の基端側と接続している。循環管１４１の途中には、基端側から順番に、サイクロン１４１ａ、ブロア１４１ｂ、湿温調整装置１５０が設けられている。循環管１４１におけるブロア１４１ｂと湿温調整装置１５０との間には、大気放出管１４４の基端側が接続している。
【００３３】
湿温調整装置１５０は、充填材１５２が充填される処理塔１５１を備える。処理塔１５１の下方には、湿温調整用の水５１を貯留する貯水槽１５３が配置される。貯水槽１５３には、水送給管１５４の基端側が接続している。水送給管１５４の先端側は、処理塔１５１内の充填材１５２の下方に位置づけられる。水送給管１５４の途中には、ブロア１５４ａおよびディフューザ１５４ｂが設けられており、水送給管１５４の先端側から温度調整された水５１が噴射可能になっている。これにより、処理ガス２１は、例えば、９０℃でも相対湿度が３５％以上となるように、加温および加湿（例えば、５０℃で飽和状態）されて、温度および湿度が調整された湿温調整済みの処理ガス２２となる。
【００３４】
循環管１４１の先端側は、分岐循環管１４２，１４３の基端側が接続している。分岐循環管１４２，１４３の途中には流量調整弁１４２ａ，１４３ａがそれぞれ設けられる。分岐循環管１４２の先端側は、低酸素処理ガス送給管１２３の基端側と接続している。分岐循環管１４３の先端側は、高酸素処理ガス送給管１３３の基端側と接続している。
【００３５】
ロータリキルン本体１０３の先端側の側壁部１０３ｂには、ベアリング１６３を介して冷却装置１６０が固定される。冷却装置１６０は、ベアリング１６３に設けられ、系外から冷却水６１が送給される冷却水送給ヘッダ１６１を備える。冷却水送給ヘッダ１６１には、冷却水６１を送給する送給管１６２が複数接続している。送給管１６２は、ロータリキルン本体１０３の側壁部１０３ｂを貫通して配置される。これにより、複数の送給管１６２は、ロータリキルン本体１０３の回転に伴い回転することになる。複数の送給管１６２は、図１〜図３に示すように、ロータリキルン本体１０３内にて、ロータリキルン本体１０３の周方向に隣接して配置される。複数の送給管１６２は、ロータリキルン本体１０３内にて、ロータリキルン本体１０３の軸心と平行に延在し、ロータリキルン本体１０３の先端側から低酸素処理ガス導入管１２１の基端側に設けられた噴射ノズル１２２よりもロータリキルン本体１０３の基端側に亘って延在している。これにより、噴射ノズル１２２，１３２から噴射される処理ガス１３，１４により石炭４が不活性化処理される領域においては、送給管１６２内を流通する冷却水６１によって石炭４が自然発火しない温度に調整される。冷却装置１６０は、送給管１６２を流通した使用済みの冷却水６２を系外へ排出する冷却水排出ヘッダ１６４を備える。
【００３６】
ロータリキルン本体１０３の基端側からその長手方向略中央部の範囲には、内部の石炭４の温度を計測する温度センサ１０３ａが設けられる。高酸素処理ガス送給管１３３の途中には、当該高酸素処理ガス送給管１３３内を流通する処理ガス１４の酸素濃度を計測する酸素センサ１３３ａが設けられる。循環管１４１の基端側とサイクロン１４１ａとの間には、当該循環管１４１内を流通する使用済みの処理ガス２１の酸素濃度を計測する酸素センサ１４１ｃが設けられる。
【００３７】
このような本実施形態においては、前記流量調整弁１２４ａ、前記流量調整弁１４２ａ、前記ブロア１４１ｂなどが基端側用酸素濃度調整手段を構成している。前記流量調整弁１３４ａ、前記ブロア１３５、前記流量調整弁１３６ａ、前記流量調整弁１４３ａ、前記ブロア１４１ｂなどが先端側用酸素濃度調整手段を構成している。前記基端側用酸素濃度調整手段、前記先端側用酸素濃度調整手段などが処理ガス酸素濃度調整手段を構成している。前記湿温調整装置１５０などが加湿手段を構成している。前記循環管１４１、前記サイクロン１４１ａ、前記ブロア１４１ｂ、前記加湿手段、前記分岐循環管１４２、前記流量調整弁１４２ａ、前記分岐循環管１４３、前記流量調整弁１４３ａ、前記大気放出管１４４などが循環手段を構成している。前記低酸素処理ガス導入管１２１、前記噴射ノズル１２２、前記低酸素処理ガス送給管１２３、前記不活性ガス送給管１２４、前記不活性ガス供給源１２５、前記循環手段、前記基端側用酸素濃度調整手段などが基端側処理ガス送給手段を構成している。前記高酸素処理ガス導入管１３１、前記噴射ノズル１３２、前記高酸素処理ガス送給管１３３、前記空気送給管１３４、前記連絡管１３６、前記不活性ガス送給管１２４、前記不活性ガス供給源１２５、前記循環手段、前記先端側用酸素濃度調整手段などが先端側処理ガス送給手段を構成している。前記冷却装置１６０などが冷却手段を構成している。前記突条部１０４、前記ローラ１０５、前記ギア１０６、前記駆動用電動機１０７、前記ギア１０７ａなどが回転手段を構成している。前記ホッパ１０１、前記スクリューフィーダ１０２などが石炭供給手段を構成している。前記先端側ケーシング１１２の前記シュータ１１２ａなどが石炭排出手段を構成している。前記基端側ケーシング１１１、前記ガス排出口１１１ａなどが処理ガス排出手段および基端側処理ガス排出手段を構成している。前記温度センサ１０３ａなどがキルン本体内部温度計測手段および基端側用温度計測手段を構成している。前記酸素センサ１４１ｃなどが処理ガス酸素濃度計測手段および基端端側用酸素濃度計測手段を構成している。前記各手段、前記ロータリキルン本体１０３、前記シール装置１０８，１０９ａ，１０９ｂなどが前記石炭不活性化処理装置１００を構成している。
【００３８】
このようにして構成された本実施形態に係る石炭不活性化処理装置１００を使用して低質炭１を不活性化処理する石炭不活性化処理方法を次に説明する。
【００３９】
低質炭１を乾燥器１８１に供給すると、当該低質炭１は、熱風（１５０℃〜５００℃）で乾燥されて、含有する水分がほとんど除去された乾燥炭２となる（含水率約０％）。乾燥炭２が乾留器１８２に供給され、加熱（３００℃〜５００℃）されて乾留されることにより、揮発成分がガス状となって分離除去されると共に、油性成分がタール状となって分離除去された乾留炭３となる。乾留炭３が冷却器１８３に供給され、冷却（１５０℃〜２００℃）されて、冷却済みの石炭４となる。前記石炭４がホッパ１０１に供給され、スクリューフィーダ１０２により、ロータリキルン本体１０３に搬送される。
【００４０】
流量調整弁１２４ａの開度を制御することにより、不活性ガス送給管１２４を介して低酸素処理ガス送給管１２３に不活性ガス供給源１２５内の不活性ガス１２を送給する一方、流量調整弁１４２ａの開度およびブロア１４１ｂの作動を制御することにより、循環管１４１および分岐循環管１４２を介して低酸素処理ガス送給管１２３に処理ガス２２を送給する。これにより、不活性ガス１２および処理ガス２２が混合して酸素を低濃度で含有する処理ガス１３となる。処理ガス１３は、低酸素処理ガス導入管１２１によりロータリキルン本体１０３内に導入され、噴射ノズル１２２によりロータリキルン本体１０３の基端側からその長手方向略中央部に亘って、当該ロータリキルン本体１０３内の石炭４に対し噴射される。
【００４１】
他方、流量調整弁１３４ａの開度およびブロア１３５の作動を制御することにより、空気送給管１３４を介して高酸素処理ガス送給管１３３に空気を送給すると共に、流量調整弁１３６ａの開度を制御することにより、不活性ガス送給管１２４、連絡管１３６、および空気送給管１３４を介して高酸素処理ガス送給管１３３に不活性ガス供給源１２５内の不活性ガス１２を送給する一方、流量調整弁１４３ａの開度およびブロア１４１ｂの作動を制御することにより、循環管１４１および分岐循環管１４３を介して高酸素処理ガス送給管１３３に処理ガス２２を送給する。これにより、空気１１と不活性ガス１２と処理ガス２２が混合して酸素を高濃度で含有する処理ガス１４となる。処理ガス１４は、高酸素処理ガス導入管１３１によりロータリキルン本体１０３内に導入され、噴射ノズル１３２によりロータリキルン本体１０３の長手方向略中央部からその先端側に亘って、当該ロータリキルン本体１０３内の石炭４に対し噴射される。
【００４２】
ロータリキルン本体１０３は、駆動用電動機１０７のギア１０７ａが回転し、ギア１０６を介して伝達することにより回転する。このロータリキルン本体１０３の回転に伴って、ロータリキルン本体１０３内に搬送された石炭４は、撹拌されながら当該ロータリキルン本体１０３の基端側から先端側へ移動することになる。ロータリキルン本体１０３内の石炭４は、ロータリキルン本体１０３の基端側から長手方向略中央部に亘っては、噴射ノズル１２２から処理ガス１３が噴射されて当該処理ガス１３の酸素を吸着すると共に、水和反応することになる。ロータリキルン本体１０３内の石炭４は、ロータリキルン本体１０３の長手方向略中央部から先端側に亘っては、噴射ノズル１３２から処理ガス１４が噴射されて当該処理ガス１４の酸素を吸着すると共に、水和反応することになる。このように酸素吸着および水和反応することにより不活性化処理されて改質炭５となり、シュータ１１２ａを介して系外へ搬出される。ロータリキルン本体１０３内の石炭４は、処理ガス１３，１４により酸素吸着および水和反応により発熱するものの、送給管１６２内を流通する冷却水５１によって、石炭４が自然発火しない温度に調整される。
【００４３】
ロータリキルン本体１０３内で石炭４の不活性化処理に使用された使用済みの処理ガス２１は、石炭４の搬送方向と対向する方向に流通し、ロータリキルン本体１０３の基端側に設けられた基端側ケーシング１１１のガス排出口１１１ａから循環管１４１へ流通することになる。噴射ノズル１３２から噴射された処理ガス１４は、石炭４の酸素吸着および水和反応に使用された後に、ロータリキルン本体１０３の基端側へ流通し、ロータリキルン本体１０３の基端側から長手方向略中央部においても石炭４の酸素吸着および水和反応に使用されることから、急速な不活性化が行われることになる。
【００４４】
循環管１４１へ流通した処理ガス２１は、サイクロン１４１ａにより処理ガス２１に同伴された微粉炭６が除去され、その一部は大気放出管１４４を介して系外へ排出される一方、その残部は、湿温処理装置１５０により湿度および温度が調整されて湿温調整済みの処理ガス２２となる。処理ガス２２は、流量調整弁１４２ａの開度を制御することにより、分岐循環管１４２を介して、低酸素処理ガス送給管１２３へ送給されて循環する一方、流量調整弁１４３ａの開度を制御することにより、分岐循環管１４３を介して、高酸素処理ガス送給管１３３へ送給されて循環することになる。
【００４５】
つまり、本実施形態では、乾燥、乾留、冷却された石炭４をロータリキルン本体１０３内に搬送し、ロータリキルン本体１０３の先端側から基端側に亘って、送給管１６２内を流通する冷却水６１により石炭４の温度を調整しつつ、ロータリキルン本体１０３で撹拌しながら、当該ロータリキルン本体１０３の基端側からその長手方向略中央部の範囲、つまり、ロータリキルン本体１０３における上流側においては低濃度の酸素を含有する処理ガス１３で酸素吸着および水和反応し、次に、当該ロータリキルン本体１０３の長手方向略中央部から先端側の範囲、つまり、ロータリキルン本体１０３における下流側においては高濃度の酸素を含有する処理ガス１４で酸素吸着および水和反応するようにしている。
【００４６】
このため、本実施形態においては、自然発火を防止しながらも、石炭４の酸化反応（石炭４の酸素吸着）を迅速に進行させることができる。
【００４７】
したがって、本実施形態によれば、石炭４の自然発火を抑制する処理に要する手間やコストや時間を大幅に短縮することができ（約１時間程度）、生産効率を大幅に向上させることができる。つまり、石炭４の自然発火を防止しながらも、プロセスレスポンスを短縮して短時間で改質炭５を製造することができる。また、装置の小型化（例えば、５ｍ程度）も可能であり、設備コストを大幅に低減することができる。
【００４８】
また、ロータリキルン本体１０３内で石炭４の酸素吸着および水和反応に使用された使用済みの処理ガス２１が循環管１４１、分岐循環管１４２，１４３を介して低酸素処理ガス送給管１２３および高酸素処理ガス送給管１３３へ循環することから、前記処理ガス２１を有効利用することができる。また、使用済みの処理ガス２１を処理ガス１３へ循環する量を調整することで、処理ガス１３の酸素濃度を調整することができる。
【００４９】
さらに、送給管１６２内を流通する冷却水６１によってロータリキルン本体１０３内の石炭４を自然発火しない温度に調整する一方、循環管１４１に設けられた湿温調整装置１５０により、処理ガス２１の湿度および温度を調整した湿温調整済みの処理ガス２２とし、この処理ガス２２を循環管１４１、分岐循環管１４２，１４３を介して低酸素処理ガス送給管１２３および高酸素処理ガス送給管１３３へ循環していることから、ロータリキルン本体１０３内に搬送された石炭４の自然発火を防止しながらも、酸素吸着による不活性化処理と同時に水和処理することができる。これにより、従来、石炭不活性化処理装置とは別に設けられた水和処理装置により石炭の水和処理を行っていたが、この水和処理装置が不要となり、処理時間の短縮および処理コストの低減を図ることができる。つまり、送給管１６２を有するロータリキルン本体１０３内に酸素濃度および湿度を調整した処理ガス１３，１４を供給して、酸素吸着による石炭４の不活性化と水蒸気吸着による水和反応を同時に行うと共に、不活性化および水和反応で発生する反応熱を同時に除去することにより石炭４の温度を制御して、確実に自然発火を抑えながら、急速な不活性化処理および水和処理が可能となる。
【００５０】
［第二番目の実施形態］
本発明に係る石炭不活性化処理装置の第二番目の実施形態を図４に基づいて説明する。
本実施形態は、図１に示し上述した第一番目の実施形態が具備する低酸素処理ガス送給管へ空気を送給する連絡管を追加した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
【００５１】
本実施形態に係る石炭不活性化処理装置２００は、図４に示すように、不活性ガス送給管１２４の先端側と流量調整弁１２４ａとの間に先端側が接続する連絡管２２６を備える。連絡管２２６の基端側は、空気送給管１３４における流量調整弁１３４ａとブロア１３５との間に接続している。連絡管２２６の途中には、流量調整弁２２６ａが設けられる。低酸素処理ガス送給管１２３の途中には、低酸素処理ガス送給管１２３内を流通する処理ガス１３の酸素濃度を計測する酸素センサ１２３ａが設けられる。
【００５２】
このような本実施形態において、基端側用酸素濃度調整手段は、上述した第一番目の実施形態と同様の機器、前記流量調整弁２２６ａ、前記ブロア１３５などで構成している。処理ガス酸素濃度調整手段および前記石炭不活性化処理装置２００は、上述した第一番目の実施形態と同様の機器、前記基端側用酸素濃度調整手段などで構成している。前記酸素センサ１２３ａなどが処理ガス酸素濃度計測手段および基端端側用酸素濃度計測手段を構成している。これら以外の各手段は、上述した第一番目の実施形態と同様の機器で構成している。
【００５３】
このような連絡管２２６および流量調整弁２２６ａを備える本実施形態に係る石炭不活性化処理装置２００においては、前述した第一番目の実施形態の石炭不活性化処理装置１００の場合と同様に中心となる作動を生じさせることにより、前記低質炭１から改質炭５を製造することができる。
【００５４】
そして、流量調整弁１２４ａの開度を制御すると共に、流量調整弁２２６ａの開度およびブロア１３５の作動を制御することによって、運転開始時であっても、不活性ガス供給源１２５内の不活性ガス１２と空気１１が混合してなる処理ガス１３を低酸素処理ガス送給管１２３に送給することができる。つまり、運転開始時であっても、処理ガス１３に酸素を含有させることができる。
【００５５】
したがって、本実施形態によれば、運転開始時からロータリキルン本体１０３の上流側に噴射する処理ガス１３の酸素濃度を調整することができ、空気送給管１３４を流通する空気１１を低酸素処理ガス送給管１２４へ流通する連絡管２２６および流量調整弁２２６ａを備えていない上述した第一の実施形態に係る石炭不活性化処理装置１００と比べて、石炭４の不活性化処理を迅速に行うことができ、処理時間を短縮することができる。
【００５６】
［第三番目の実施形態］
本発明に係る石炭不活性化処理装置の第三番目の実施形態を図５に基づいて説明する。
本実施形態は、図１に示し上述した第一番目の実施形態が具備するガス排出口および循環管を変更した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
【００５７】
本実施形態に係る石炭不活性化処理装置３００は、図５に示すように、ロータリキルン本体１０３の先端側に配置され、ロータリキルン本体１０３内で石炭４の不活性化処理に使用された使用済みの処理ガス３１を排出するガス排出口１１２ｂが上部に設けられた先端側ケーシング１１２を備える。ガス排出口１１２ｂは、処理ガス３１を循環する循環管３４１の基端側と接続している。循環管３４１の先端側は、分岐循環管１４２，１４３の基端側と接続している。
【００５８】
循環管３４１には、基端側から、サイクロン３４１ａ、ブロア３４１ｂ、湿温調整装置１５０が設けられる。循環管３４１におけるブロア３４１ｂと湿温調整装置１５０との間には、大気放出管３４４の基端側が接続している。なお、循環管３４１の基端側とサイクロン３４１ａとの間には、当該循環管３４１内を流通する処理ガス３１の酸素濃度を計測する酸素センサ３４１ｃが設けられる。
【００５９】
このような本実施形態においては、前記先端側ケーシング１１２、前記ガス排出口１１２ｂなどが処理ガス排出手段および先端側処理ガス排出手段を構成している。基端側用酸素濃度調整手段は、上述した第一番目の実施形態が具備する前記ブロア１４１ｂを前記ブロア３４１ｂとし、これ以外は上述の第一番目の実施形態と同様の機器などで構成している。先端側用酸素濃度調整手段は、上述した第一番目の実施形態が具備する前記ブロア１４１ｂを前記ブロア３４１ｂとし、これ以外は上述の第一番目の実施形態と同様の機器などで構成している。前記基端側用酸素濃度調整手段、前記先端側用酸素濃度調整手段などが処理ガス酸素濃度調整手段を構成している。循環手段は、上述した第一番目の実施形態が具備する前記循環管１４１、前記サイクロン１４１ａ、前記ブロア１４１ｂをそれぞれ前記循環管３４１、前記サイクロン３４１ａ、前記ブロア３４１ｂとし、これ以外は上述の第一番目の実施形態と同様の機器などで構成している。基端側処理ガス送給手段は、前記循環手段、前記基端側用酸素濃度調整手段、これら以外が上述した第一番目の実施形態と同様の機器などで構成している。先端側処理ガス送給手段は、前記循環手段、前記先端側用酸素濃度調整手段、これら以外が上述した第一番目の実施形態と同様の機器などで構成している。前記石炭不活性化処理装置３００は、前記処理ガス排出手段、前記処理ガス酸素濃度調整手段、前記循環手段、前記基端側処理ガス送給手段、前記先端側処理ガス送給手段、これら以外が上述した第一番目の実施形態と同様の機器などで構成している。これら以外の各手段は、上述した第一番目の実施形態と同様の機器で構成している。
【００６０】
このようなガス排出口１１２ｂ、循環管３４１、サイクロン３４１ａ、ブロア３４１を備える本実施形態に係る石炭不活性化処理装置３００においては、前述した第一番目の石炭不活性化処理装置１００の場合と同様に中心となる作動を生じさせることにより、前記低品炭１から改質炭５を製造することができる。
【００６１】
そして、噴射ノズル１２２から噴射された処理ガス１３および噴射ノズル１３２から噴射された処理ガス１４は、ロータリキルン本体１０３内で石炭４の不活性化処理に使用されて使用済みの処理ガス３１となる。この処理ガス３１は、石炭４の搬送方向と同じ方向に流通し、ロータリキルン本体１０３の先端側に設けられた先端側ケーシング１１２のガス排出口１１２ｂから循環管３４１へ流通することになる。噴射ノズル１２２から噴射された処理ガス１３は、石炭４の酸素吸着および水和反応に使用された後に、ロータリキルン本体１０３の先端側へ流通するが、ロータリキルン本体１０３の長手方向中央部から先端側にて石炭４の酸素吸着に必要な量よりも低濃度の酸素しか含有していないことから、使用済み処理ガス３１による石炭４の不活性化処理を促進することがなく、不活性化処理が緩やかに進行することから、石炭４の不活性化処理を安定して行うことができる。
【００６２】
循環管３４１へ流通する処理ガス３１は、サイクロン３４１ａにより処理ガス３１に同伴された微粉炭７が除去され、その一部は大気放出管３４４を介して系外へ排出される一方、その残部は、湿温調整装置１５０により湿度および温度が調整されて湿温調整済みの処理ガス３２となる。処理ガス３２は、流量調整弁１４２ａの開度を制御することにより、分岐循環管１４２を介して、低酸素処理ガス送給管１２３へ送給されて循環する一方、流量調整弁１４３ａの開度を制御することにより、分岐循環管１４３を介して、高酸素処理ガス送給管１３３へ送給されて循環することになる。
【００６３】
したがって、本実施形態によれば、噴射ノズル１２２，１３２から噴射された処理ガス１３，１４が石炭４の酸素吸着に使用された後、石炭４の搬送方向と同じ方向に流通することから、不活性化処理が緩やかに進行し、石炭４の不活性化処理を安定して行うことができる。
【００６４】
［第四番目の実施形態］
本発明に係る石炭不活性化処理装置の第四番目の実施形態を図６および図７に基づいて説明する。
本実施形態は、図１に示し上述した第一番目の実施形態が具備する循環管の基端側に排気管を追加した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
【００６５】
本実施形態に係る石炭不活性化処理装置４００は、図６および図７に示すように、循環管１４１の基端側に接続し、基端側ケーシング１１１およびロータリキルン本体１０３に沿って延在する排気管４４５を複数備える。複数の排気管４４５は、基端側ケーシング１１１内において、上下方向に延在し、下端側が横方向に延在している。複数の排気管４４５は、ロータリキルン本体１０３内において、ロータリキルン本体１０３の周方向にて隣接して配置されると共に、送給管１６２と低酸素処理ガス導入管１２１との間に配置される。排気管４４５の先端は、開口し、高酸素処理ガス導入管１３１における基端側の噴射ノズル１３２と径方向で対向する箇所に位置づけられる。
【００６６】
このような本実施形態において、処理ガス排出手段および基端側処理ガス排出手段は、上述した第一番目の実施形態が具備する機器、前記排気管４４５などで構成している。前記石炭不活性化処理装置４００は、前記処理ガス排出手段、これ以外が上述した第一番目の実施形態と同様の機器などで構成している。これら以外の各手段は、上述した第一番目の実施形態と同様の機器で構成している。
【００６７】
このような排気管４４５を備える本実施形態に係る石炭不活性化処理装置４００においては、前述した第一番目の実施形態の石炭不活性化処理装置１００の場合と同様に中心となる作動を生じさせることにより、前記低質炭１から改質炭５を製造することができる。
【００６８】
そして、噴射ノズル１３２から噴射された処理ガス１４は、石炭４の酸素吸着および水和反応に使用された後に、排気管４４５へ流通し、循環管１４１へ流通することになる。これにより、前記処理ガス１４は、ロータリキルン本体１０３の基端側から長手方向略中央部において石炭４の酸素吸着および水和反応に使用されないため、不活性化処理が緩やかに進行することになり、石炭４の不活性化処理を安定して行うことができる。
【００６９】
したがって、本実施形態によれば、ロータリキルン本体１０３内に排気管４４５を設けると共に、排気管４４５の先端をロータリキルン本体１０３の長手方向略中央部に位置づける一方、基端側を循環管１４１の基端側に接続するようにしたことで、噴射ノズル１３２から噴射された処理ガス１４が石炭４の不活性化処理に利用された後に、排気管４４５を通じて循環管１４１へ流通することができることから、不活性化処理を緩やかに進行し、石炭４の不活性化処理を安定して行うことができる。
【００７０】
［第五番目の実施形態］
本発明に係る石炭不活性化処理装置の第五番目の実施形態を図８に基づいて説明する。
本実施形態は、図４に示し上述した第二番目の実施形態が具備する流量調整弁を制御する制御装置を追加した構成となっている。その他の構成は図４に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
【００７１】
本実施形態に係る石炭不活性化処理装置５００は、図８に示すように、温度センサ１０３ａ、酸素センサ１２３ａ，１３３ａの出力側と接続する一方、流量調整弁１２４ａ，１３４ａ，１３６ａ，２２６ａの入力側と接続する制御装置５７１を備える。制御装置５７１は、酸素センサ１４１ｃの出力側、ブロア１３５，１４１ｂ，１５４ａの入力側、ディフューザ１５４ｂの入力側、流量調整弁１４２ａ，１４３ａの入力側とも接続している。
【００７２】
制御装置５７１は、温度センサ１０３ａで計測した温度Ｔが所定温度Ｙ、例えば９０℃以下となるように、流量調整弁１２４ａ，１４２ａ，２２６ａの開度およびブロア１３５，１４１ｂ，１５４ａの作動を制御し、且つ、酸素センサ１２３ａで計測した酸素濃度が所定値Ｘ％、例えば１２％以下となるように、流量調整弁１２４ａ，２２６，１４２ａの開度およびブロア１３５，１４１ｂの作動を制御する。
【００７３】
このような本実施形態においては、前記制御装置５７１が制御手段を構成している。前記石炭不活性化処理装置５００は、前記制御手段、上述した第二番目の実施形態と同様の機器などで構成している。これら以外の各手段は、上述した第二番目の実施形態と同様の機器で構成している。
【００７４】
このような制御装置５７１を備える本実施形態に係る石炭不活性化処理装置５００においては、前述した第二番目の実施形態の石炭不活性化処理装置２００の場合と同様に中心となる作動を生じさせることにより、前記低質炭１から改質炭５を製造することができる。
【００７５】
そして、制御装置５７１が、温度センサ１０３ａで計測した温度Ｔが所定温度Ｙ、例えば９０℃以下となるように、流量調整弁１２４ａ，１４２ａ，２２６ａの開度およびブロア１３５，１４１ｂ，１５４ａの作動を制御し、且つ、酸素センサ１２３ａで計測した酸素濃度が所定値Ｘ％、例えば１２％以下となるように、流量調整弁１２４ａ，２２６，１４２ａの開度およびブロア１３５，１４１ｂの作動を制御する。
【００７６】
したがって、本実施形態によれば、制御装置５７１がロータリキルン本体１０３内の石炭４の温度、低酸素処理ガス送給管１２３内を流通する処理ガス１３の酸素濃度に基づき各機器を制御することにより、ロータリキルン本体１０３内の石炭４の自然発火を防止しながらも、当該石炭４の不活性化処理の進行速度を確実に制御して、石炭４の不活性化処理をより一層安定して行うことができる。
【００７７】
［第六番目の実施形態］
本発明に係る石炭不活性化処理装置の第六番目の実施形態を図９に基づいて説明する。
本実施形態は、図１に示し上述した第一番目の実施形態に第２循環管および三方弁を追加した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
【００７８】
本実施形態に係る石炭不活性化処理装置６００は、図９に示すように、ロータリキルン本体１０３の先端側に設けられた先端側ケーシング１１２のガス排出口１１２ｂに基端側が接続する第２循環管６４１を備える。第２循環管６４１の先端側は、三方弁６４１ｂを介して、循環管１４１におけるサイクロン１４１ａとブロア１４１ｂとの間に接続する。第２循環管６４１の基端側と先端側との間には、サイクロン６４１ａが設けられる。これにより、ロータリキルン本体１０３に供給される石炭４の成分に応じて、基端側ケーシング１１１からの処理ガス２１の排出と、先端側ケーシング１１２からの処理ガス３１の排出とを切替えることができる。
【００７９】
このような本実施形態においては、前記三方弁６４１ｂなどが切換手段を構成している。循環手段は、前記第２循環管６４１、前記サイクロン６４１ａ、前記切換手段、上述の第一番目の実施形態と同様の機器などで構成している。基端側処理ガス供給手段は、前記循環手段、これ以外が上述の第一番目の実施形態と同様の機器などで構成している。先端側処理ガス供給手段は、前記循環手段、これ以外が上述の第一番目の実施形態と同様の機器などで構成している。前記石炭不活性化処理装置６００は、前記基端側処理ガス供給手段、前記先端側処理ガス供給手段、前記循環手段、これら以外が上述した第一番目の実施形態と同様の機器などで構成している。これら以外の各手段は、上述した第一番目の実施形態と同様の機器で構成している。
【００８０】
このようなガス排出口１１２ｂ、第２循環管６４１、サイクロン６４１ａ、三方弁６４１ｂを備える本実施形態に係る石炭不活性化処理装置６００においては、前述した第一番目の実施形態の石炭不活性化処理装置１００の場合と同様に中心となる作動を生じさせることにより、前記低質炭１から改質炭５を製造することができる。
【００８１】
そして、ホッパ１０１およびスクリューフィーダ１０２によりロータリキルン本体１０３内へ搬送される石炭４の成分に応じ、ロータリキルン本体１０３内で石炭４の不活性化処理に使用された処理ガスを基端側ケーシング１１１のガス排出口１１１ａまたは先端側ケーシング１１２のガス排出口１１２ｂから排出するように、三方弁６４１ｂの連絡先を制御している。つまり、基端側ケーシング１１１のガス排出口１１１ａから処理ガス２１を排出する場合には、循環管１４１のサイクロン１４１ａ側とブロア１４１ｂ側とが連絡するように、三方弁６４１ｂを制御している。先端側ケーシング１１２のガス排出口１１２ｂから処理ガス３１を排出する場合には、第２循環管６４１ｂの先端側と、循環管１４１におけるブロア１４１ｂとサイクロン１４１ａの間とが連絡するように、三方弁６４１ｂを制御している。
【００８２】
したがって、本実施形態によれば、ロータリキルン本体１０３内で石炭４の不活性化処理に使用された使用済みの処理ガスは、石炭４の搬送方向と対向する方向に流通する、または石炭４の搬送方向と同じ方向に流通するように、三方弁６４１ｂの連絡先を制御することができることから、ロータリキルン本体１０３内に供給される石炭４の成分に応じて、不活性化処理の進行速度を選択することができ、石炭４の不活性化処理を安定して行うことができる。
【００８３】
［他の実施形態］
なお、上記では、一つの温度センサ１０３ａを備える石炭不活性化処理装置１００，２００，３００，４００，５００，６００について説明したが、ロータリキルン本体１０３の基端側からその長手方向略中央部に亘って複数の温度センサを設けた石炭不活性化処理装置とすることも可能である。
【００８４】
上記では、ロータリキルン本体１０３内の石炭４に対し、ロータリキルン本体１０３の基端側から長手方向略中央部に亘って、酸素を低濃度で含有する処理ガス１３を吹き付ける一方、ロータリキルン本体１０３の長手方向略中央部からその先端側に亘って、酸素を高濃度で含有する処理ガス１４を吹き付ける石炭不活性化処理装置１００，２００，３００，４００，５００，６００について説明したが、ロータリキルン本体１０３内の石炭４に対し、ロータリキルン本体１０３の基端側の３０％〜７０の範囲にて、酸素を低濃度で含有する処理ガス１３を吹き付ける一方、ロータリキルン本体１０３の先端側の７０％〜３０％の範囲にて、酸素を高濃度で含有する処理ガス１４を吹き付ける石炭不活性化処理装置とすることも可能である。これは、石炭４が処理ガス１３，１４中の酸素と単位時間当たりに多く反応する。すなわち、酸素吸着速度が大きいのは、当該石炭４を前記ロータリキルン本体１０３の内部に供給した乾留直後の石炭活性が高く、かつ温度が高いロータリキルン本体１０３の基端側の領域である。よって、前記ロータリキルン本体１０３の基端側の３０〜７０％（５０±２０％）の範囲で酸素吸着が生じやすく、前記ロータリキルン本体１０３の先端側の３０〜７０％（５０±２０％）の範囲では当該ロータリキルン本体１０３の基端側の７０〜３０％（５０±２０％）の範囲と比べて酸素吸着が生じにくいからである。
【００８５】
上記では、先端をロータリキルン本体１０３の長手方向略中央部に位置づけ、基端側を循環管１４１の基端側に接続した排気管４４５を備える不活性化処理装置４００を用いて説明したが、ロータリキルン本体１０３の長手方向略中央部から先端側の範囲に先端を位置づけ、基端側を循環管１４１の基端側に接続した排気管を備える石炭不活性化処理装置とすることも可能である。
【００８６】
上記では、循環管１４１に設けられた湿温調整装置１５０を備える石炭不活性化処理装置１００，２００，３００，４００，５００，６００について説明したが、低酸素処理ガス送給管１２３、不活性ガス送給管１２４、高酸素処理ガス送給管１３３、空気送給管１３４、分岐循環管１４２，１４３に前記湿温調整装置１５０が設けられた石炭不活性化処理装置とすることも可能である。
【００８７】
上記では、循環管１４１，３４１の先端側と高酸素処理ガス送給管１３３の基端側とを接続する循環管１４３を備える石炭不活性化処理装置１００，２００，３００，４００，５００，６００について説明したが、この循環管１４３を備えていない石炭不活性化処理装置とすることも可能である。
【００８８】
上記では、循環管１４１〜１４３，３４１、６４１を備える石炭不活性化処理装置１００，２００，３００，４００，５００，６００について説明したが、これら循環管１４１〜１４３，３４１、６４１を備えていない石炭不活性化処理装置とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明に係る石炭不活性化処理装置は、自然発火を防止しながらも、不活性化した石炭を短時間にて製造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。
【符号の説明】
【００９０】
１              低質炭（低品位炭）
２              乾燥炭
３              乾留炭
４              石炭
５              改質炭
６，７          微粉炭
１１            空気
１２            不活性ガス
１３            低酸素処理ガス
１４            高酸素処理ガス
２１            使用済みガス
２２            湿温調整使用済みガス
３１            使用済みガス
３２            湿温調整使用済みガス
４１            使用済みガス
４２            湿温調整使用済みガス
５１            水（湿温調整用水）
６１            冷却水
６２            使用済み冷却水
１００          石炭不活性化処理装置
１０１          ホッパ
１０２          スクリューフィーダ
１０３          ロータリキルン本体（回転式装置本体）
１０３ａ        温度センサ
１０４          突条部
１０５          ローラ
１０６          ギア
１０７          駆動用電動機
１０７ａ        ギア
１０８          シール
１０９ａ，１０９ｂ  シール
１１１          基端側ケーシング
１１１ａ        ガス排出口
１１２          先端側ケーシング
１１２ａ        シュータ
１１２ｂ        ガス排出口
１２１          低酸素処理ガス導入管
１２２          噴射ノズル
１２２ａ        先端部
１２３          低酸素処理ガス送給管
１２３ａ        酸素センサ
１２４          不活性ガス送給管
１２４ａ        流量調整弁
１２５          不活性ガス供給源
１３１          高酸素処理ガス導入管
１３２          噴射ノズル
１３２ａ        先端部
１３３          高酸素処理ガス送給管
１３３ａ        酸素センサ
１３４          高酸素処理ガス送給管
１３４ａ        流量調整弁
１３５          ブロア
１３６          不活性ガス送給管
１３６ａ        流量調整弁
１４１          循環管
１４１ａ        サイクロン
１４１ｂ        ブロア
１４２          分岐循環管
１４２ａ        流量調整弁
１４３          分岐循環管
１４３ａ        流量調整弁
１４４          大気放出管
１５０          湿温調整装置
１５１          処理塔（装置本体）
１５２          充填材
１５３          貯水槽
１５４          送給管
１５４ａ        ブロア
１５４ｂ        ディフューザ
１６０          冷却装置
１６１          冷却水送給ヘッダ
１６２          送給管
１６３          ベアリング
１６４          冷却水排出ヘッダ
１８１          乾燥器
１８２          乾留器
１８３          冷却器
２００          石炭不活性化処理装置
２２６          連絡管
２２６ａ        流量調整弁
３００          石炭不活性化処理装置
３４１          循環管
３４１ａ        サイクロン
３４１ｂ        ブロア
４００          石炭不活性化処理装置
４４５          排気管
５００          石炭不活性化処理装置
５７１          制御装置
６００          石炭不活性化処理装置
６４１          第２循環管
６４１ａ        サイクロン
６４１ｂ        三方弁
【要約】      （修正有）【課題】自然発火を防止しながらも、不活性化した石炭を短時間にて製造することができる石炭不活性化処理装置を提供することにある。【解決手段】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１００において、内部にて前記石炭４を基端側から先端側へ流通させるキルン本体１０３と、キルン本体１０３の内部の基端側に低濃度処理ガス１３を送給する基端側処理ガス送給手段と、キルン本体１０３の内部の先端側に高濃度処理ガス１４を送給する先端側処理ガス送給手段と、キルン本体１０３の内部に送給する処理ガス１３，１４の酸素濃度を調整する処理ガス酸素濃度調整手段と、キルン本体１０３の内部の石炭４を冷却する冷却装置１６０とを備えるようにした。【選択図】図１【図１】
0005536247.tif 000002
【図２】
0005536247.tif 000003
【図３】
0005536247.tif 000004
【図４】
0005536247.tif 000005
【図５】
0005536247.tif 000006
【図６】
0005536247.tif 000007
【図７】
0005536247.tif 000008
【図８】
0005536247.tif 000009
【図９】
0005536247.tif 000010
【図１０】
0005536247.tif 000011