(57)【要約】【課題】低品位炭などの石炭を安定化させるに際し、その安定化速度を加速することができる技術を提供すること。【解決手段】処理容器１内に被処理物５０（石炭）を充填する石炭充填工程と、被処理物５０が充填された処理容器１内に酸素を含むガスを送風機２から供給して、被処理物５０と当該ガスとを直接接触させることで被処理物５０を部分酸化させるエイジング工程と、を備える石炭の安定化方法である。この石炭の安定化方法は、前記エイジング工程において、処理容器１内の被処理物５０の温度が８０℃を超えないように、処理容器１内に供給する前記ガスの酸素濃度などを調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に石炭を充填する石炭充填工程と、
石炭が充填された前記処理容器内に酸素を含むガスを供給して、石炭と当該ガスとを直接接触させることで石炭を部分酸化させるエイジング工程と、
を備え、
前記エイジング工程において、前記処理容器内の石炭の温度が８０℃を超えないように、前記処理容器内に供給する前記ガスを調整することを特徴とする、石炭の安定化方法。
【請求項２】
請求項１に記載の石炭の安定化方法において、
前記エイジング工程において、前記処理容器のガス出口でのガス温度が８０℃以下となるように、前記処理容器内に供給する前記ガスを調整することを特徴とする、石炭の安定化方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の石炭の安定化方法において、
前記エイジング工程において、前記処理容器内に供給する前記ガスの少なくとも酸素濃度を調整することを特徴とする、石炭の安定化方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の石炭の安定化方法において、
前記エイジング工程において、前記処理容器内に供給する前記ガスの温度および酸素濃度を調整することを特徴とする、石炭の安定化方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の石炭の安定化方法において、
前記エイジング工程は、送風機と前記処理容器とを接続するガス循環経路内を前記ガスを循環させながら石炭を部分酸化させる工程であり、
前記エイジング工程において、前記ガス循環経路のうち前記処理容器から前記送風機へのガス戻経路から取り込む空気の量を調整することで、前記処理容器内に供給する前記ガスを調整することを特徴とする、石炭の安定化方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の石炭の安定化方法において、
前記エイジング工程において、前記処理容器内への前記ガスの供給を、前記処理容器の一端側から行うのと、前記処理容器の他端側から行うのとに、交互に切り替えることを特徴とする、石炭の安定化方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の石炭の安定化方法において、
前記石炭が改質低品位炭であることを特徴とする、石炭の安定化方法。
【請求項８】
石炭が充填され、石炭と酸素を含むガスとが内部で直接接触することで石炭が部分酸化される処理容器と、
前記処理容器へ前記ガスを供給する送風機と、
前記処理容器内の石炭の温度が８０℃を超えないように、前記処理容器内に供給する前記ガスを調整する制御手段と、
を備える、石炭の安定化設備。
【請求項９】
請求項８に記載の石炭の安定化設備において、
前記制御手段により、前記処理容器のガス出口でのガス温度が８０℃以下となるように、前記処理容器内に供給する前記ガスを調整することを特徴とする、石炭の安定化設備。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の石炭の安定化設備において、
前記制御手段により、前記処理容器内に供給する前記ガスの温度および酸素濃度を調整することを特徴とする、石炭の安定化設備。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれかに記載の石炭の安定化設備において、
前記送風機と前記処理容器との間で前記ガスを循環させるためのガス循環経路を備え、
前記制御手段により、前記ガス循環経路のうち前記処理容器から前記送風機へのガス戻経路から取り込む空気の量を調整することで、前記処理容器内に供給する前記ガスを調整することを特徴とする、石炭の安定化設備。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれかに記載の石炭の安定化設備において、
前記制御手段により、さらに、前記処理容器内への前記ガスの供給を、前記処理容器の一端側から行うのと、前記処理容器の他端側から行うのとに、交互に切り替えることを特徴とする、石炭の安定化設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定化した、すなわち自然発火性の低い石炭を得るための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭化度の低い低品位炭は、石炭化度の高い瀝青炭などと比べて、自然発火性が高いことが知られている。この自然発火性を低減させる、すなわち低品位炭（石炭）を安定化させる方法として、低品位炭（石炭）と酸素とを低温で緩慢に反応させる方法（エイジングと呼ばれる）がある。この種の技術に関連する文献としては、例えば特許文献１がある。特許文献１には、炭素質材料（例えば低い等級の石炭）を処理容器の中に充填し、当該処理容器の中で、酸素含有ガスと炭素質材料とを接触させて炭素質材料を部分酸化させる、という技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５０６４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
低品位炭などの石炭を安定化させる上記したプロセスにおいて、その安定化速度（エイジング処理の速度）を加速することができれば、自然発火性の高い石炭の処理効率が向上する。すなわち、工業的に実現可能な期間で石炭の安定化を完了させることができるようになる。これが実現すれば、自然発火性の高い低品位炭などの石炭の工業的利用が促進され、当該石炭を火力発電用燃料・製鉄用燃料などとして安全に輸送および貯炭できるようになる。しかしながら、特許文献１には、石炭の安定化速度を加速するための方法は何ら記載されていない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、低品位炭などの石炭を安定化させるに際し、その安定化速度を加速することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、処理容器内に石炭を充填する石炭充填工程と、石炭が充填された前記処理容器内に酸素を含むガスを供給して、石炭と当該ガスとを直接接触させることで石炭を部分酸化させるエイジング工程と、を備える石炭の安定化方法である。この石炭の安定化方法は、前記エイジング工程において、前記処理容器内の石炭の温度が８０℃を超えないように、前記処理容器内に供給する前記ガスを調整することを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、石炭が充填され、石炭と酸素を含むガスとが内部で直接接触することで石炭が部分酸化される処理容器と、前記処理容器へ前記ガスを供給する送風機と、前記処理容器内の石炭の温度が８０℃を超えないように、前記処理容器内に供給する前記ガスを調整する制御手段と、を備える石炭の安定化設備でもある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低品位炭などの石炭を安定化させるに際し、その安定化速度を加速することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る石炭の安定化設備を示すブロック図である。
【図２】４０℃で相対湿度１００％の空気の温度が上昇したときの相対湿度の変化を示すグラフである。
【図３】被処理物（石炭）の水分脱着線を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る石炭の安定化設備を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、エイジングとは、被処理物と酸素とを低温で緩慢に反応させることにより被処理物を部分酸化させることである。また、石炭の安定化とは、被処理物である石炭をエイジング処理してその自然発火性を低下させることである。
【００１１】
処理対象の石炭は、例えば、瀝青炭よりも石炭化度の低い褐炭・亜瀝青炭といった低品位炭、ならびに、これら低品位炭を改質して得られた改質低品位炭である。改質低品位炭とは、例えば褐炭などの低品位炭を乾燥（脱水）したもののことをいう。低品位炭を脱水することでその発熱量が高まる。低品位炭の脱水方法としては、低品位炭を油の中で脱水する油中脱水という方法がある。
【００１２】
（第１実施形態）
（石炭の安定化設備の構成）
図１を参照しつつ本発明の第１実施形態に係る安定化設備１００について説明する。なお、処理対象の石炭を被処理物５０と記載することとする。図１に示すように、安定化設備１００は、被処理物５０が充填される処理容器１と、処理容器１へエイジング用ガスを供給するための送風機２と、を備えている。エイジング用ガスとは、酸素を含むガスのことである。
【００１３】
処理容器１は気密性のある容器であり、その形状は特に限定されず、直方体状であってもよいし円筒状であってもよい。なお、当該処理容器１に関し、被処理物５０の充填口、およびエイジング終了後の被処理物５０（製品）の排出口は、図１に示されていない。送風機２は一般の送風機である。
【００１４】
送風機２と処理容器１とはガス供給経路３１およびガス戻経路３２で接続されている。ガス供給経路３１およびガス戻経路３２は、ガスの通路となる導管（ダクト）である。ガス供給経路３１は、送風機２から処理容器１へエイジング用ガスが供給される経路であり、ガス戻経路３２は、処理容器１から送風機２へエイジング用ガスが戻る経路である。ガス供給経路３１とガス戻経路３２とで、送風機２と処理容器１との間でエイジング用ガスを循環させるためのガス循環経路３０を構成する。エイジング用ガスは、例えば、処理容器１の下部から処理容器１内へ供給され、処理容器１の上部から出ていく。
【００１５】
ガス供給経路３１には熱交換器３（循環ガス冷却器）が配置されている。この熱交換器３は、送風機２から処理容器１に供給するエイジング用ガスを冷却するための冷却器である。熱交換器３には、冷却水を熱交換器３に供給するための冷却水導入経路３７（冷却水導入管）が接続されている。冷却水導入経路３７には冷却水量調整弁７が取り付けられている。
【００１６】
熱交換器３と処理容器１との間のガス供給経路３１には、エイジング用ガスの一部を排気するためのガス排気経路３５（ガス排気管）が接続されている。ガス排気経路３５には排気弁８が取り付けられている。
【００１７】
ガス戻経路３２には、ガス循環経路３０内に外気（空気）を取り込むための外気導入経路３６（外気導入管）が接続されている。外気導入経路３６には外気供給弁６が取り付けられている。
【００１８】
上記した外気供給弁６、排気弁８、および冷却水量調整弁７は、例えばバルブ開度を中間開度で保持可能な自動弁（例えば電動弁）である。
【００１９】
処理容器１には、その容器内に充填された被処理物５０の温度を測定するための温度計１０が取り付けられている。なお、温度計１０は１個だけに限られるものではない。複数の温度計１０が取り付けられていてもよい。
【００２０】
ガス供給経路３１には、処理容器１に供給されるエイジング用ガスの酸素濃度を測定するための酸素濃度計１１、エイジング用ガスの温度を測定するための温度計１２、エイジング用ガスの流量を測定するための流量計１３が取り付けられている。ガス排気経路３５とガス供給経路３１との接続位置よりも下流側のガス供給経路３１に、酸素濃度計１１・温度計１２・流量計１３が取り付けられている。
【００２１】
また、ガス戻経路３２には、処理容器１を出た（送風機２に戻される）エイジング用ガスの温度を測定するための温度計１４が取り付けられている。本実施形態では、ガス戻経路３２のうちの処理容器１のガス出口部分に温度計１４が取り付けられている。
【００２２】
ここで、本実施形態の安定化設備１００は制御ユニット４を具備している。制御ユニット４は、処理容器１内の被処理物５０の温度が例えば８０℃を超えないように、処理容器１内に供給するエイジング用ガスを調整するための制御手段の一例である。
【００２３】
制御ユニット４は、外気供給弁６、排気弁８、および冷却水量調整弁７の開閉およびその開度を制御するとともに、送風機２の運転・停止を制御している。温度計１０・１２・１４、酸素濃度計１１、および流量計１３からの信号は制御ユニット４に取り込まれる。図中の点線は、電気信号を示している。
【００２４】
（安定化設備の運転）
次に、安定化設備１００を用いた石炭（被処理物５０）の安定化処理について説明する。以下では、石炭の安定化処理の概要についてまず記載し、その後、エイジング工程中の被処理物の温度制御について記載している。なお、以下の説明では、制御ユニット４からの信号で、各種弁・送風機を動作させているが、制御ユニット４によらず、すなわち手動操作で各種弁・送風機を動作させてもよい。
【００２５】
<石炭充填工程>
処理容器１内に被処理物５０を充填する。充填される被処理物５０は、例えば楕円球状に押し固められてなる固体（ブリケット）であって、その１個の体積は例えば２０ｃｍ３である。また、褐炭などの低品位炭を改質処理してまもない改質低品位炭を被処理物５０とする場合、その初期温度は、例えば約５５℃である。初期温度とは、処理容器１内に被処理物５０を充填する直前の（または充填した直後の）被処理物５０の温度のことである。なお、被処理物５０は、上記した形状・温度のものに限定されることはない。
【００２６】
処理容器１内に充填する直前の（または充填した直後の）、すなわち初期状態の被処理物５０の酸素との反応速度は、例えば約１０ｍｇ／ｇ／ｄａｙである。反応速度が１０ｍｇ／ｇ／ｄａｙとは、３０℃で１ｇの被処理物５０が、酸素濃度約２１％の３０℃の空気中に置かれたときに、１日につき１０ｍｇの酸素と反応することを意味する。なお、この１０ｍｇという酸素量には、気相から被処理物５０の表面に吸着する酸素のうち、物理的吸着によるものも化学的吸着によるものも含まれている。
【００２７】
また、初期状態の系内のガスは空気（大気）である。系内とは、処理容器１内およびガス循環経路３０内のことをいう。処理容器１内に被処理物５０を充填すると、空気中の酸素と被処理物５０との酸化反応により、空気中の酸素が消費され系内の圧力は低下する（酸素の消費量は二酸化炭素の生成量よりも多いからである）。
【００２８】
<エイジング工程>
処理容器１内への被処理物５０の充填が完了すると、制御ユニット４からの信号で外気供給弁６を閉から開にして外気導入経路３６から空気（外気）を系内に取り込む。そして、送風機２を稼働し系内のガス（エイジング用ガス）を循環させる。このとき、排気弁８は閉であり、外気供給弁６から系内への吸気量は時間が経過するにつれて徐々に減少していく。ガス中の酸素と被処理物５０とが処理容器１内で直接接触することによる酸化反応で発生した熱により、処理容器１内でガスの温度は上昇する。しかしながら、制御ユニット４からの信号で冷却水量調整弁７の開度が制御され、熱交換器３内でエイジング用ガスは冷却水により例えば４０℃に冷却される。４０℃に冷却されたガスは、ガス供給経路３１を流れて処理容器１の底部に供給される。すなわち、処理容器１に供給されるエイジング用ガスの温度は、温度計１２からの信号に基づいて制御ユニット４により例えば４０℃に調整される。
【００２９】
次に、制御ユニット４からの信号で排気弁８を開にして、エイジング用ガスの一部をガス排気経路３５から排出する。これにより、外気供給弁６から系内への空気の取り込み量は増加する。その結果、循環ガス（エイジング用ガス）中の酸素濃度は徐々に上昇し、エイジング（被処理物５０の部分酸化）は進行していく。
【００３０】
<石炭取出し>
被処理物５０の酸素との反応速度が所定の値に達したら、処理容器１から被処理物５０を取り出す。このとき、被処理物５０は、自然発火性の低い、すなわち安定化した処理物となっている。当該処理物は、所定の箇所でパイリングされる。なお、被処理物５０の酸素との反応速度は、処理容器１中から少量の被処理物５０をサンプリングし、密閉容器内での一定時間における酸素消費量として求められる。また、パイリングとは、例えば山積みにすることをいう。
【００３１】
被処理物５０のエイジング終了時の酸素との反応速度は、例えば約０．２ｍｇ／ｇ／ｄａｙである。反応速度が０．２ｍｇ／ｇ／ｄａｙとは、３０℃で１ｇの処理物が、酸素濃度約２１％の３０℃の空気中に置かれたときに、１日につき０．２ｍｇの酸素と反応することを意味する。なお、この０．２ｍｇという酸素量には、気相から処理物の表面に吸着する酸素のうち、物理的吸着によるものも化学的吸着によるものも含まれている。
【００３２】
約０．２ｍｇ／ｇ／ｄａｙという反応速度は、火力発電用燃料として一般的に使用されている瀝青炭と同程度の反応速度であり、この程度にまで酸素との反応性が抑制できていれば、自然発火のリスクは低い。
【００３３】
<エイジング工程中の被処理物の温度について>
約１０ｍｇ／ｇ／ｄａｙという酸素との反応速度を有する被処理物５０を、約０．２ｍｇ／ｇ／ｄａｙという反応速度にまでその反応速度を低減するには、被処理物５０を所定量の酸素と反応させる必要がある。その所定量（必要酸素量）は、例えば１７ｍｇ／ｇである。１７ｍｇ／ｇとは、被処理物５０、１ｇ当りに、１７ｍｇの酸素を反応させることが必要であることを意味する。ここで、この必要酸素量（例えば１７ｍｇ／ｇ）は、被処理物５０の温度が１００℃以下であれば、温度の影響があまり現れない。すなわち、被処理物５０の温度が１００℃以下であれば、必要酸素量（例えば１７ｍｇ／ｇ）は、ほぼ一定である。
【００３４】
一方、高温になるほど反応速度は高くなる、すなわちエイジングの進行速度は速くなるが、被処理物５０の温度が１００℃を超えると、必要酸素量は１７ｍｇ／ｇよりも多くなる。したがって、１００℃程度の温度でエイジング処理すれば、必要酸素量を最小限に抑えつつ、酸素と被処理物５０との反応速度を高く維持することができる。
【００３５】
しかしながら、１００℃でエイジング処理すると、以下のような問題もある。循環ガス（エイジング用ガス）の温度が上がることでその相対湿度が低下し（ガスが乾燥し）、循環ガスに接触する被処理物５０に含まれる水分が失われる。被処理物５０の水分が失われると、エイジング処理後の被処理物５０（製品）が大気（例えば相対湿度が７５％の大気）にさらされることで、被処理物５０は大気中の水分を吸湿する。このとき、非常に大きな吸湿熱（水の蒸発潜熱に相当）が発生する。この吸湿熱が被処理物５０の温度を上昇させ、被処理物５０の酸化反応速度が増大してしまう。これが自然発火のきっかけとなることがある。
【００３６】
<エイジング工程中の被処理物の温度制御>
このため、本実施形態では、エイジング工程において、制御ユニット４により、処理容器１内の被処理物５０の温度が例えば８０℃を超えないように、処理容器１内に供給する循環ガス（エイジング用ガス）を調整することで、エイジング用ガスの相対湿度が下がり過ぎないようにしつつ、酸素と被処理物５０との反応速度をできるだけ高く維持している。これにより、低品位炭などの石炭を安定化させる（自然発火性を低減する）に際し、石炭の安定化を確実にしつつ、その安定化速度を加速することができる。
【００３７】
ここで、処理容器１内の被処理物５０の温度が８０℃を超えないようにすることが有効であることを、図２、３を参照しつつ、さらに具体的に説明する。前記したように、循環ガス（エイジング用ガス）が熱交換器３内で例えば４０℃に冷却されて、その相対湿度が１００％になったとする。この循環ガスが、処理容器１内で被処理物５０の酸化反応により温度上昇すると、その相対湿度は、図２に示したように変化していく。図２からわかるように、循環ガスの温度が８０℃まで上昇すると、その相対湿度は１６％まで低下する。
【００３８】
次に図３を参照されたい。被処理物５０の初期の水分は、例えば約６％である。図３より、循環ガスの相対湿度が１６％（図２で８０℃に相当）までの場合は、かろうじて水分が保たれるが、循環ガスの温度が８０℃よりも上昇することでその相対湿度が低下すると（図３中の左側の領域）、被処理物５０から水分が失われる。よって、被処理物５０の温度が８０℃を超えることは、被処理物５０の乾燥を引き起こすことになり好ましくない。すなわち、処理容器１内の被処理物５０の温度が８０℃を超えないようにすることで、エイジング用ガスの相対湿度が下がり過ぎないようにしつつ、酸素と被処理物５０との反応速度をできるだけ高く維持することができるのである。
【００３９】
処理容器１内の被処理物５０の温度が８０℃を超えないようにするとは、例えば、処理容器１内の被処理物５０の温度が６０℃以上、８０℃以下となるようにすることである。
【００４０】
なお、処理容器１内の被処理物５０の温度が７０℃を超えないようにすることがより好ましい。循環ガス（エイジング用ガス）の相対湿度が下がり過ぎないことがより確実となるからである。処理容器１内の被処理物５０の温度が７０℃を超えないようにするとは、処理容器１内の被処理物５０の温度が７０℃またはその前後になるようにすることである。例えば、７０℃±５℃、すなわち、６５℃以上、７５℃以下になるようにすることである。
【００４１】
ここで、制御ユニット４は、例えば、ガス戻経路３２のうち処理容器１を出た直後の部分に取り付けた温度計１４からの信号に基づいて、外気供給弁６および排気弁８のうちの少なくともいずれかの開度を制御することで、処理容器１のガス出口でのガス温度が例えば８０℃以下となるように、処理容器１内に供給する循環ガス（エイジング用ガス）の酸素濃度を調整する。また、前記したように、制御ユニット４は、温度計１２からの信号に基づいて、処理容器１内に供給する循環ガス（エイジング用ガス）の温度を例えば４０℃に調整する。これらにより、処理容器１内の被処理物５０の温度が例えば８０℃を超えないようにする。なお、処理容器１内に供給するエイジング用ガスの温度および酸素濃度は、それぞれ、温度計１２および酸素濃度計１１からの信号に基づいて制御ユニット４により把握・調整される。
【００４２】
なお、処理容器１に取り付けた温度計１０からの信号に基づいて、処理容器１内の被処理物５０の温度が８０℃を超えないようにしたり、７０℃を超えないようにしたりしてもよい。
【００４３】
ここで、循環ガス（エイジング用ガス）は、被処理物５０が充填された処理容器１の下方から処理容器１内に供給され、循環ガス中の酸素が被処理物５０と反応した際の酸化反応熱で加熱されながら処理容器１内を上昇する。すなわち、処理容器１の内部では、被処理物５０の温度も循環ガスの温度も、その上方（ガス出口）にいくほど高くなる（上下方向に温度分布ができる）。そのため、上記したように、ガス戻経路３２のうち処理容器１を出た直後の部分に取り付けた温度計１４からの信号に基づいて、処理容器１のガス出口でのガス温度が例えば８０℃以下となるようにすることで、処理容器１に取り付けた温度計１０からの信号に基づいて、処理容器１内の被処理物５０の温度が例えば８０℃を超えないようにするよりも、処理容器１内の被処理物５０の温度をより確実に８０℃を超えないようにすることができる。
【００４４】
処理容器１内には、このように上下方向に温度分布ができることから、温度の低い下方ほど酸素との反応速度が低く、したがって酸素との反応総量も少なくなり、逆に、温度の高い上方ほど酸素との反応速度が高く、したがって酸素との反応総量も多くなる。この場合、前記したエイジング操作終了時の反応速度の指標である０．２ｍｇ／ｇ／ｄａｙは、全サンプルの平均値とする。
【００４５】
なお、処理容器１内のガス出口部分に近い位置の温度に基づいて、処理容器１のガス出口でのガス温度が例えば８０℃以下となるように、処理容器１内に供給する循環ガス（エイジング用ガス）を調整してもよい。すなわち、本願において、処理容器１のガス出口とは、処理容器１内のガス出口部分、およびガス戻経路３２のうち処理容器１に近い部分、のいずれをも含んでいる。
【００４６】
また、処理容器１のガス出口でのガス温度が８０℃以下となるようにする場合、そのガス温度の下限は、例えば６０℃である。すなわち、処理容器１のガス出口でのガス温度が例えば６０℃以上、８０℃以下となるようにする。
【００４７】
なお、処理容器１のガス出口でのガス温度が７０℃またはその前後となるようにすることがより好ましい。例えば、処理容器１のガス出口でのガス温度が７０℃±５℃、すなわち、６５℃以上、７５℃以下になるようにすることである。処理容器１のガス出口でのガス温度が７０℃またはその前後となるようにすることで、上下方向に温度分布ができる処理容器１内の被処理物５０の温度をより確実に８０℃を超えないようにすることができる。
【００４８】
本実施形態では、ガス循環経路３０のうち処理容器１から送風機２へのガス戻経路３２から系内に取り込む空気の量を調整することで、処理容器１内に供給するエイジング用ガスを調整している。ガス戻経路３２は負圧になりやすいのでガス供給経路３１よりも空気を系内に取り込み易い部分である。すなわち、ガス戻経路３２から系内に空気を取り込むことで、エイジング用ガスの調整が行い易くなる。なお、系内への空気の取り込み位置は限定されない。ガス循環経路３０のどの部分からでも空気を取り込んでよい。
【００４９】
本実施形態では、処理容器１内に供給するエイジング用ガスの温度および酸素濃度を調整しているが、エイジング用ガスの温度調整は必須ではない。外気供給弁６から取り込む外気（空気）の温度が低い場合、処理容器１内に供給するエイジング用ガスの酸素濃度のみを調整すればよい場合もある。
【００５０】
熱交換器３の冷却能力について言及しておく。エイジング工程の所要期間は、熱交換器３の冷却能力にも依存する。エイジングにおける酸化反応の反応熱は、完全燃焼熱ほど大きくなく、例えば１６４３ｋｃａｌ／ｋｇ-Ｏ２程度である。１６４３ｋｃａｌ／ｋｇ-Ｏ２とは、エイジングにおける酸化反応（物理的および化学的吸着を含む）により気相から被処理物５０（石炭）に取り込まれた酸素１ｋｇ当たりの発生熱量のことである。一方、エイジングの開始から完了までに必要な酸素量は、前記したように、１７ｍｇ-Ｏ２／ｇ-石炭である。以上より、被処理物５０、１ｔ当たり、酸素との反応によって発生する熱量は、２７９３１ｋｃａｌ／ｔ-石炭となる（１６４３×１７＝２７９３１）。
【００５１】
ここで、発生するこの熱量（熱）は、熱交換器３にて除去される。熱交換器３の冷却能力が、被処理物５０、１ｔ当たり、１時間につき５８２ｋｃａｌとすると、エイジング工程の所要期間は２日になる（２７９３１÷５８２＝４８時間）。これに対して、熱交換器３の冷却能力が、被処理物５０、１ｔ当たり、１時間につき２倍の１１６４ｋｃａｌとすると、エイジング工程の所要期間は半分の１日に短縮される（２７９３１÷１１６４＝２４時間）。
【００５２】
（第２実施形態）
図４を参照しつつ本発明の第２実施形態に係る安定化設備１０１について説明する。なお、図４に示した安定化設備１０１において、第１実施形態の安定化設備１００と同じ構成機器については同じ符号を付している。
【００５３】
第２実施形態の安定化設備１０１は、処理容器１内へのエイジング用ガスの供給を、処理容器１の下方側から行うのと、処理容器１の上方側から行うのとに、交互に切り替え可能とされている。なお、処理容器１内へのエイジング用ガスの供給を、処理容器１の上方側および／または下方側から行うのではなく、処理容器１の側方から行うようにしてもよい。
【００５４】
送風機２から処理容器１へエイジング用ガスを供給するためのガス供給経路３１は、酸素濃度計１１の下流側で、第１ガス供給経路３１ａと第２ガス供給経路３１ｂとに分岐している。第１ガス供給経路３１ａは、処理容器１内へのエイジング用ガスの供給を処理容器１の下方側から行うための経路である。第２ガス供給経路３１ｂは、処理容器１内へのエイジング用ガスの供給を処理容器１の上方側から行うための経路である。第１ガス供給経路３１ａおよび第２ガス供給経路３１ｂには、それぞれ、流入側切換弁１５・１６が取り付けられている。
【００５５】
処理容器１から送風機２へエイジング用ガスを戻すためのガス戻経路３２は、その上流端側が、第１ガス戻経路３２ａと第２ガス戻経路３２ｂとに分かれており、温度計１４の手前で合流している。第１ガス戻経路３２ａは、処理容器１内の上部から出てきたエイジング用ガスを送風機２へ戻すための経路である。第２ガス戻経路３２ｂは、処理容器１内の下部から出てきたエイジング用ガスを送風機２へ戻すための経路である。第１ガス戻経路３２ａおよび第２ガス戻経路３２ｂには、それぞれ、流出側切換弁１７・１８が取り付けられている。
【００５６】
流入側切換弁１５・１６、および流出側切換弁１７・１８は、例えば自動弁（例えば電動弁）である。点線で示す電気信号の図示を省略しているが、制御ユニット４は、流入側切換弁１５・１６、および流出側切換弁１７・１８の開閉も制御する。
【００５７】
処理容器１内へのエイジング用ガスの供給を、処理容器１の下方側から行う場合、制御ユニット４からの信号で、流入側切換弁１５および流出側切換弁１７を開にし、流入側切換弁１６および流出側切換弁１８を閉にする。
【００５８】
処理容器１内へのエイジング用ガスの供給を、処理容器１の上方側から行う場合、制御ユニット４からの信号で、流入側切換弁１６および流出側切換弁１８を開にし、流入側切換弁１５および流出側切換弁１７を閉にする。
【００５９】
これにより、処理容器１内へのエイジング用ガスの供給を、処理容器１の下方側から行うのと、処理容器１の上方側から行うのとに、交互に切り替えることができる。エイジング工程において、処理容器１内へのエイジング用ガスの供給を、処理容器１の下方側（一端側）から行うのと、処理容器１の上方側（他端側）から行うのとに、交互に切り替えることで、処理容器１内の被処理物５０に、上下方向の温度分布が生じることを防止することができる。被処理物５０と酸素との反応速度の分布が上下方向に生じることを防止できる。その結果、エイジング終了後の被処理物５０（製品）の酸素との反応速度の分布を小さくすることができる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。
【符号の説明】
【００６１】
１：処理容器
２：送風機
３：熱交換器
４：制御ユニット（制御手段）
６：外気供給弁
７：冷却水量調整弁
８：排気弁
１０：温度計
１１：酸素濃度計
１２：温度計
１３：流量計
１４：温度計
３０：ガス循環経路
１００：安定化設備
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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