(57)【要約】【課題】連結搬送路内での成型炭の崩壊を抑制することが可能な、新規かつ改良された石炭の事前処理方法を提供する。【解決手段】上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、石炭及び加熱されたバインダを用いて成型炭を作製する成型炭作製工程と、複数の搬送路が連結され、かつ、上流側の搬送路が下流側の搬送路よりも高い位置に配置された連結搬送路を用いて成型炭をコークス炉に向けて搬送する搬送工程と、を含み、搬送工程では、成型炭の内部温度を５０〜６０℃に調整することを特徴とする、石炭の事前処理方法が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭及び加熱されたバインダを用いて成型炭を作製する成型炭作製工程と、
複数の搬送路が連結され、かつ、上流側の搬送路が下流側の搬送路よりも高い位置に配置された連結搬送路を用いて前記成型炭をコークス炉に向けて搬送する搬送工程と、を含み、
前記搬送工程では、前記成型炭の内部温度を５０〜６０℃に調整することを特徴とする、石炭の事前処理方法。
【請求項２】
前記搬送工程では、前記成型炭が前記搬送路同士の連結部分に到達する前に前記成型炭の温度を測定し、前記成型炭の温度が５０〜６０℃の範囲を外れている場合には、前記成型炭の内部温度を５０〜６０℃に調整することを特徴とする、請求項１記載の石炭の事前処理方法。
【請求項３】
前記搬送工程では、前記成型炭が前記搬送路同士の最初の連結部分に到達する前に、前記成型炭の内部温度を５０〜６０℃に調整することを特徴とする、請求項２記載の石炭の事前処理方法。
【請求項４】
前記成型炭の内部温度が５０℃未満となる場合、前記バインダの加熱温度を大きくする、請求項３記載の石炭の事前処理方法。
【請求項５】
前記成型炭の内部温度が６０℃を超える場合、前記成型炭が前記搬送路同士の最初の連結部分に到達する前に、前記成型炭を冷却することを特徴とする、請求項３または４に記載の石炭の事前処理方法。
【請求項６】
最終段の搬送路で搬送中の成型炭の内部温度を４０℃以下に調整することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の石炭の事前処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭の事前処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークスの製造過程では、コークスの生産性を向上させる等の理由により、コークスの原料である石炭を事前処理した後にコークス炉に装入されることが多い。このような事前処理に関する技術として、コークス炉に装入される石炭（装入炭）の全部または一部を成型炭とする技術が知られている。装入炭の一部を成型炭とする技術は、成型炭配合技術とも称される。成型炭内部では、石炭粒子同士が近接している。したがって、成型炭をコークス炉に装入することで、石炭の装入密度が向上する。この結果、コークスの強度が向上しうる。また、強粘結炭を節約することもできる。
【０００３】
ここで、成型炭を作製する方式として、石炭とバインダとを混練することで造粒物を作成し、この造粒物を成型する方法が知られている。バインダとしては、タール、アスファルト等が使用される。また、この方法では、バインダを混練前に１２０℃程度に加熱することで、バインダの流動性を向上させる。バインダの流動性を上げることで、バインダが石炭粒子間に染み渡りやすくなるので、より多くの石炭粒子を結着することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５６−１４９４９４号公報
【特許文献２】特公昭６３−３２８３９号公報
【特許文献３】特許第４２６５４２２号公報
【特許文献４】特開２００８−１５６３８２号公報
【特許文献５】特開２００２−３０９２６５号公報
【特許文献６】特開平１１−１１６９７０号公報
【特許文献７】特開平９−２７２８７２号公報
【特許文献８】特開平７−１０９４６５号公報
【特許文献９】特開昭５９−１６１４９１号公報
【特許文献１０】特開昭５２−８７４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記で作製された成型炭は、複数のベルトコンベアが連結された連結搬送路を通ってコークス炉に装入される。ここで、上流側のベルトコンベアは、下流側のベルトコンベアよりも高い位置に存在することが多い。ベルトコンベア同士の高低差はかなり大きく、例えば２〜２．５ｍ、大きい時には５ｍ程度にもなることがある。このため、上流側のベルトコンベアと下流側のベルトコンベアとの連結部分では、成型炭が上流側ベルトコンベアから下流側ベルトコンベアに向けて落下することになる。そして、落下の際、成型炭が崩壊することがあった。そして、崩壊した成型炭がそのままコークス炉に装入されると、コークスの品質が著しく低下してしまう。具体的には、例えばコークスの歩留まりが著しく低下してしまう。このため、連結搬送路内での成型炭の崩壊を抑制する技術が強く望まれていた。しかし、このような技術は何ら提案されていなかった。
【０００６】
例えば特許文献１〜１０には、石炭の事前処理に関する技術が開示されている。特許文献１に開示された技術では、低品位炭を水分の存在下で加熱することで脱水する。そして、脱水後の低品位炭を重質油と混合し、さらに加熱する。特許文献２に開示された技術では、低品位炭を脱水、加熱した後、圧縮成型することで、成型炭を作製する。そして、この成型炭を酸化処理する。また、特許文献３は、成型炭を作製する技術を開示する。特許文献３に開示された技術では、ダブルロール成型機によって石炭を成型することで、成型炭を作製する。
【０００７】
特許文献４には、石炭を１００〜３００℃に加熱した石炭をコークス炉に装入する技術が開示されている。特許文献５には、流動床を用いて石炭を微粉炭と粗粒炭とに分級し、粗粒炭のみをコークス炉に装入する技術が開示されている。特許文献６、７に開示された技術でも、流動床を用いて石炭を微粉炭と粗粒炭とに分級する。特許文献６、７に開示された技術では、微粉炭をタール等と混練することで造粒物を作製し、この造粒物と粗粒炭とをコークス炉に装入する。特許文献８に開示された技術では、石炭を加熱する前後で微粉炭を除去し、加熱後の石炭を成型炭とする。ついで、成型炭をコークス炉に装入する。特許文献９に開示された技術では、低品位炭を含水率０％となるまで乾燥した後、急速加熱する。ついで、低品位炭を高圧化で成型することで成型炭を作製し、成型炭を酸化処理する。特許文献１０には、水分を含む亜炭型石炭の品位を向上する技術が開示されている。しかし、これらの特許文献には、上記の問題を解決するための知見は何ら開示されていない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、連結搬送路内での成型炭の崩壊を抑制することが可能な、新規かつ改良された石炭の事前処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、石炭及び加熱されたバインダを用いて成型炭を作製する成型炭作製工程と、複数の搬送路が連結され、かつ、上流側の搬送路が下流側の搬送路よりも高い位置に配置された連結搬送路を用いて成型炭をコークス炉に向けて搬送する搬送工程と、を含み、搬送工程では、成型炭の内部温度を５０〜６０℃に調整することを特徴とする、石炭の事前処理方法が提供される。
【００１０】
ここで、搬送工程では、成型炭が搬送路同士の連結部分に到達する前に成型炭の温度を測定し、成型炭の温度が５０〜６０℃の範囲を外れている場合には、成型炭の内部温度を５０〜６０℃に調整してもよい。
【００１１】
また、搬送工程では、成型炭が搬送路同士の最初の連結部分に到達する前に、成型炭の内部温度を５０〜６０℃に調整してもよい。
【００１２】
また、成型炭の内部温度が５０℃未満となる場合、バインダの加熱温度を大きくしてもよい。
【００１３】
また、成型炭の内部温度が６０℃を超える場合、成型炭が搬送路同士の最初の連結部分に到達する前に、成型炭を冷却してもよい。
【００１４】
また、最終段の搬送路で搬送中の成型炭の内部温度を４０℃以下に調整してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、成型炭の内部温度を５０〜６０℃に調整するので、連結搬送路内での成型炭の崩壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る石炭事前処理システムの概要を示す説明図である。
【図２】成型炭の内部温度と成型炭の落下強度との対応関係を示すグラフである。
【図３】成型炭の内部温度と圧壊強度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
＜１．石炭事前処理システムの構成＞
まず、図１に基づいて、本実施形態に係る石炭事前処理システム１の構成について説明する。石炭事前処理システム１は、コークス炉８０に装入される石炭を事前処理するものである。石炭事前処理システム１は、混練機１０と、成型機２０と、連結搬送路３０と、冷却装置６０とを備える。
【００１９】
混練機１０は、石炭と加熱されたバインダとを混練することで、造粒物を作製する。混練機１０に装入される石炭の種類は特に問わず、コークスの原料として使用されるものであれば、本実施形態でも好適に使用可能である。石炭は、混練機１０に装入される前に粉砕されてもよい。石炭は、流動床装置等によって分級された微粉炭であってもよい。
【００２０】
バインダの種類も特に問わず、成型炭のバインダとして使用されるものであれば、本実施形態でも好適に使用可能である。バインダの具体例としては、例えばタール、アスファルト等が挙げられる。造粒物は、複数個の石炭粒子と、これらを互いに結着するバインダとを含む。
【００２１】
バインダの加熱温度は特に制限されないが、１２０℃程度であっても良い。バインダを加熱することでバインダの流動性が向上するので、バインダは石炭粒子間に染み渡りやすくなる。この結果、より多くの石炭粒子を結着することができるので、所望の粒度の造粒物を容易に作製することができる。バインダを加熱する方法は特に制限されないが、例えば混練中の石炭及びバインダに高温の水蒸気を吹き付ける方法が挙げられる。この方法によれば、水蒸気の温度を調整することで、石炭及びバインダの加熱温度を調整することができる。
【００２２】
混練機１０の種類としては、例えば横型２軸連続混練方式の混練機等が挙げられる。なお、加熱の目的はバインダの流動性を高めることなので、バインダを事前に加熱した後に混練機１０に装入するようにしてもよい。
【００２３】
成型機２０は、造粒物を成型することで、成型炭Ｃを作製する。成型機２０の種類は特に制限されず、造粒物を成型することができるものであれば特に制限されない。成型機２０としては、例えばロール加圧型の成型機が挙げられる。
【００２４】
連結搬送路３０は、成型機２０から排出された成型炭Ｃをコークス炉８０のホッパ７０まで搬送する。連結搬送路３０は、複数の搬送路３１〜３３が連結されたものである。具体的には、連結搬送路３０は、複数の搬送路３１〜３３と、搬送路用カバー５０とを備える。なお、本実施形態では、３つの搬送路３１〜３３が連結されているが、搬送路の個数はこれに限定されない。すなわち、搬送路の数は２つ以上であればよい。つまり、成型機２０からホッパ７０までの距離に応じて、搬送路の連結個数及び各搬送路の長さを調整すれば良い。例えば、搬送路の数は１１個であってもよく、この場合、成型炭Ｃは連結搬送路３０内で１０回落下する。
【００２５】
搬送路３１〜３３は、成型炭Ｃを矢印Ａ方向に搬送する。搬送路３１〜３３は、例えばベルトコンベアである。また、搬送路３１（すなわち、上流側の搬送路）は搬送路３２（すなわち、下流側の搬送路）よりも高い位置に存在する。同様に、搬送路３２は搬送路３３よりも高い位置に存在する。このため、搬送路３１を通って搬送路３１、３２間の連結部分４１に到達した成型炭Ｃは、矢印Ｂ方向に落下し、搬送路３２に到達する。そして、搬送路３２を通って搬送路３２、３３間の連結部分４２に到達した成型炭Ｃは、矢印Ｂ方向に落下し、搬送路３３に到達する。搬送路３１、３２間の高低差、及び搬送路３２、３３間の高低差は、連結搬送路３０の設置環境等に応じて様々であるが、かなり大きくなることが多い。例えば、高低差は、例えば２〜２．５ｍ、大きい時には５ｍ程度にもなることがある。その後、成型炭Ｃは、搬送路３３を通り、連結搬送路３０の出口からホッパ７０に排出される。
【００２６】
搬送路用カバー５０は、連結搬送路３０を覆う部材である。搬送路用カバー５０は、いわゆる成型炭Ｃの風よけとして機能する。この結果、搬送路用カバー５０は、連結搬送路３０内を搬送中の成型炭Ｃを保温することができる。すなわち、成型炭Ｃの温度低下を緩やかにすることができる。また、搬送路用カバー５０は、複数のカバー体が搬送路用カバー５０の長さ方向に連結した構造となっており、各カバー体は連結搬送路３０から取り外し可能となっている。また、搬送路用カバー５０の材質は特に問われず、風よけとして機能しうるものであればよい。例えば、搬送路用カバー５０は、金属製であってもよく、樹脂製であっても良い。成型炭Ｃを保温するという観点からは、搬送路用カバー５０は、断熱性の高い材料で構成されてもよい。
【００２７】
このように、本実施形態では、連結部分４１、４２で成型炭Ｃが落下する。そして、連結部分４１、４２の高さはかなり大きいことが多い。このため、連結部分４１、４２で成型炭Ｃが崩壊する可能性がある。そこで、本実施形態では、連結搬送路３０内を搬送中の成型炭Ｃの内部温度を５０〜６０℃に調整する。後述する実験例で詳述するが、本発明者は、成型炭Ｃの内部温度が５０〜６０℃となる場合、成型炭Ｃの落下強度が著しく高くなることを見出した。落下強度が高くなれば、成型炭は崩壊しにくくなる。すなわち、本実施形態では、成型炭Ｃの内部温度を５０〜６０℃に調整することで、成型炭Ｃの崩壊を抑制する。ここで、成型炭Ｃの内部温度は、成型炭Ｃの中心部分の温度であり、成型炭Ｃに熱電対を差し込むことで測定可能である。
【００２８】
具体的には、本実施形態では、搬送路３１、３２の搬送方向末端側に点検区３１Ａ、３２Ａを設定する。点検区３１Ａ、３２Ａを覆うカバー体には、開閉可能な点検窓が設けられている。作業者は、点検窓を開けて、点検区３１Ａ、３２Ａ内の成型炭Ｃの一部をサンプリングする。つまり、成型炭Ｃが連結部分４１、４２に到達する前に、成型炭Ｃをサンプリングする。そして、サンプリングした成型炭Ｃの内部温度を測定する。これにより、成型炭Ｃの内部温度を監視する。
【００２９】
なお、点検区３１Ａ、３２Ａの位置は搬送路３１、３２の搬送方向末端側に限られず、搬送路３１、３２内のいずれの位置でも良い。ただし、成型炭Ｃの崩壊を抑制するという観点からは、成型炭Ｃの落下直前の温度を測定することが好ましい。したがって、搬送路３１、３２の搬送方向末端側に点検区３１Ａ、３２Ａを設定することが好ましい。
【００３０】
また、上記の例では、作業者が成型炭Ｃの内部温度を直接測定したが、成型炭Ｃの内部温度を自動で測定するようにしてもよい。具体的には、点検区３１Ａ、３２Ａ内に測温装置を設置する。測温装置は、例えば放射型の測温装置である。そして、この測温装置を用いて成型炭Ｃの表面温度を測定する。また、測温装置をコンピュータに接続しておき、測温装置による測定値をコンピュータに出力する。また、予め成型炭Ｃの内部温度と表面温度との相関を求めておき、コンピュータに記憶させる。そして、コンピュータは、測温装置による測定値と上記相関とに基づいて成型炭Ｃの内部温度を算出し、ディスプレイ等に表示する。これにより、作業者は、容易に成型炭Ｃの内部温度を把握することができる。なお、コンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、ディスプレイ等を備える一般的なコンピュータであればよい。
【００３１】
そして、両方の点検区３１Ａ、３２Ａで成型炭Ｃの内部温度がいずれも５０〜６０℃であれば、石炭の事前処理を継続する。一方、いずれかの点検区で成型炭Ｃの内部温度が５０〜６０℃の範囲を外れている場合、作業者は、以下の温度調整処理を行うことで、成型炭Ｃの内部温度を５０〜６０℃に調整する。
【００３２】
具体的には、成型炭Ｃの内部温度が６０℃を超過している場合、成型炭Ｃが最初の連結部分４１に到達する前、すなわち最初に落下する前に、成型炭Ｃを冷却する。すなわち、成型炭Ｃが最初に落下する前に、成型炭Ｃの温度を５０〜６０℃に調整する。成型炭Ｃを冷却する方法としては、例えば、バインダの加熱温度を低くすることが挙げられる。すなわち、本実施形態では、石炭及びバインダの混練中に高温の水蒸気を吹き付けることで、バインダを加熱する。したがって、水蒸気の温度を下げる。なお、成型炭Ｃの温度は、成型炭Ｃが連結部分４１で落下する前に５０〜６０℃に調整されていれば良い。したがって、点検区３１Ａよりも上流側の成型炭Ｃの温度は６０℃より高くても良い。
【００３３】
成型炭Ｃを冷却する他の方法としては、例えば、搬送路用カバー５０を構成する複数のカバー体のうち、連結搬送路３０の入口側のカバー体を取り外す方法が上げられる。さらに他の方法としては、点検区３１Ａを覆うカバー体を取り外すことが挙げられる。なお、カバー体を取り外すだけでも成型炭Ｃの冷却効果が期待できるが、さらに冷風を成型炭Ｃに当ててもよい。
【００３４】
さらに他の方法としては、搬送路３１を構成するベルトコンベアの速度を落とすことが挙げられる。これにより、搬送路３１内での成型炭Ｃの移動速度が小さくなる。すなわち連結搬送路３０内の成型炭Ｃの温度低下速度は、搬送路用カバー５０による保温効果により小さい。そこで、この方法では、搬送路３１内での成型炭Ｃの滞留時間を長くすることで、成型炭Ｃの温度の低下量を大きくする。なお、この方法を行った場合、成型炭Ｃの生産効率が落ちる可能性がある。このため、この方法以外の方法で成型炭Ｃを冷却することが好ましい。上記で列挙した方法を任意に組み合わせても良い。
【００３５】
一方、成型炭Ｃの温度が５０℃未満となる場合、成型炭Ｃが最初の連結部分４１に到達する前に成型炭Ｃを加熱する。すなわち、成型炭Ｃが最初に落下する前に、成型炭Ｃの温度を５０〜６０℃に調整する。成型炭Ｃを加熱する方法としては、例えば、バインダの加熱温度を高くすることが挙げられる。すなわち、本実施形態では、石炭及びバインダの混練中に高温の水蒸気を吹き付けることで、バインダを加熱する。したがって、水蒸気の温度を上げる。他の方法としては、点検区３１Ａ、３２Ａから連結搬送路３０内に熱風を吹き付ける方法、連結搬送路３０の内部（すなわち、搬送路用カバー５０の内部）にヒータを取り付けておき、このヒータを用いて成型炭Ｃを加熱する方法が挙げられる。ただし、これら他の方法は、成型炭Ｃを加熱するための加熱装置（すなわち、熱風発生装置、ヒータ）が別途必要になる。このため、水蒸気の温度を上げる方法が好ましい。上記で列挙した方法を任意に組み合わせても良い。
【００３６】
さらに、本実施形態では、最終段の搬送路３３を搬送中の成型炭Ｃを冷却する。これにより、成型炭Ｃの内部温度を４０℃以下に調整する。具体的には、搬送路３３の搬送方向末端側に冷却区３３Ａを設定する。冷却区３３Ａには、冷却装置６０が連結されている。そして、冷却装置６０から冷風を発生させる。冷風は、冷却区３３Ａ内に導入される。これにより、冷却区３３Ａ内の成型炭Ｃが冷却される。冷却装置６０の例は特に制限されないが、スポットクーラが好ましい。スポットクーラは、低コストかつ冷却効率が高いからである。
【００３７】
そして、連結搬送路３０から排出された成型炭Ｃの一部をサンプリングする。なお、サンプリングは冷却区３３Ａ内で行っても良い。そして、サンプリングした成型炭Ｃの内部温度を測定する。そして、成型炭Ｃの内部温度が４０℃以下であれば、現状の冷却を継続する。一方、成型炭Ｃの内部温度が４０℃を超えている場合、冷風の温度を低下させる。これにより、成型炭Ｃの内部温度を４０℃以下に調整する。
【００３８】
そして、４０℃以下に冷却された成型炭Ｃは、ホッパ７０内に装入される。したがって、本実施形態では、ホッパ７０に貯留される成型炭Ｃの内部温度を４０℃以下に調整する。その理由は以下の通りである。ホッパ７０に貯留された成型炭Ｃは、順次下方に移動するが、その際に、新たな成型炭Ｃがホッパ７０に装入される。したがって、ホッパ７０内の成型炭Ｃは、新たにホッパ７０に装入された成型炭Ｃからの圧力を受ける。このため、ホッパ７０内の成型炭Ｃは、当該圧力によって崩壊する可能性がある。成型炭Ｃが崩壊した場合、コークスの品質が著しく低下する。このため、ホッパ７０内の成型炭Ｃの崩壊も抑制することが好ましい。後述する実験例で詳述するが、本発明者は、成型炭Ｃの内部温度が４０℃以下となる場合、成型炭Ｃの圧壊強度が著しく高くなることを見出した。圧壊強度が高くなれば、成型炭はホッパ７０内で崩壊しにくくなる。すなわち、本実施形態では、ホッパ７０に貯留される成型炭Ｃの内部温度を４０℃以下に調整することで、ホッパ７０内での成型炭Ｃの崩壊を抑制する。したがって、成型炭Ｃの内部温度を４０℃以下としなくても搬送中の崩壊は抑制できる。しかし、最終的にコークス炉８０に装入される成型炭Ｃの品質をより確実に向上させるという観点からは、成型炭Ｃの内部温度を４０℃以下とすることが好ましい。
【００３９】
なお、ホッパ７０に貯留される成型炭Ｃの内部温度は３０℃以下であることがさらに好ましい。この場合、成型炭Ｃの圧壊強度がさらに向上する。なお、成型炭Ｃの内部温度の下限値は特に制限されないが、１４℃以上であっても良い。成型炭Ｃの内部温度が１４℃未満となる場合、圧壊強度が低下する傾向があるからである。
【００４０】
冷却区３３Ａの位置は搬送方向末端側に限られないが、ホッパ７０に貯留された成型炭Ｃの温度管理を正確に行うという観点からは、搬送方向末端側であることが好ましい。ホッパ７０に装入される直前の成型炭Ｃの内部温度を調整することができるからである。
【００４１】
ホッパ７０に貯留された成型炭Ｃは、順次コークス炉８０に装入される。そして、成型炭Ｃは、コークス炉８０によって乾留されることで、コークスとされる。
【００４２】
本実施形態では、連結搬送路３０内の成型炭Ｃの内部温度を５０〜６０℃に調整する。したがって、連結搬送路３０内での成型炭Ｃの落下強度を高めることができるので、成型炭Ｃの搬送中に成型炭Ｃの崩壊を抑制することができる。
【００４３】
さらに、本実施形態では、ホッパ７０内の成型炭Ｃの内部温度を４０℃以下に調整する。これにより、ホッパ７０内での成型炭Ｃの圧壊強度を高めることができるので、成型炭Ｃの貯留中に成型炭Ｃの崩壊も抑制することができる。
【００４４】
すなわち、落下歩留及び貯留歩留の具体的な値は、実際の操業条件によって変動するが、上述した温度調整を行うことで、落下歩留及び貯留歩留を向上させることができる。ここで、落下歩留は、以下の方法で測定される値である。すなわち、連結搬送路３０に粒度１０ｍｍ超の成型炭Ｃのみを装入する。そして、連結搬送路３０から排出された成型炭Ｃから粒度１０ｍｍ超の成型炭Ｃを篩い分けする。連結搬送路３０から排出された粒度１０ｍｍ超の成型炭Ｃの質量を、連結搬送路３０に装入した粒度１０ｍｍ超の成型炭Ｃの総質量で除算する。これにより得られた値、すなわち連結搬送路３０から排出された粒度１０ｍｍ超の成型炭Ｃの質量％を落下歩留とする。貯留歩留は、以下の方法で測定される値である。すなわち、ホッパ７０に粒度１０ｍｍ超の成型炭Ｃのみを装入する。そして、ホッパ７０から排出された成型炭Ｃから粒度１０ｍｍ超の成型炭Ｃを篩い分けする。そして、ホッパ７０から排出された粒度１０ｍｍ超の成型炭Ｃの質量を、ホッパ７０に装入した粒度１０ｍｍ超の成型炭Ｃの総質量で除算する。これにより得られた値、すなわちホッパ７０から排出された粒度１０ｍｍ超の成型炭Ｃの質量％を貯留歩留とする。
【００４５】
上述したように、本実施形態では、連結搬送路３０内での成型炭Ｃの崩壊を抑制することができる。したがって、連結搬送路３０の出口に篩を用意しなくても良い。なお、この篩は、ホッパ７０に装入される成型炭Ｃの粒度を調整するためのものである。すなわち、篩に残った成型炭Ｃのみをホッパ７０に装入することで、ホッパ７０に装入される成型炭Ｃの粒度を調整することができる。具体的には、粒度の大きい（言い換えれば、崩壊していない）成型炭Ｃをホッパ７０に装入することができる。しかし、本実施形態によれば、連結搬送路３０内での成型炭Ｃの崩壊を抑制することができる。したがって、連結搬送路３０の出口に篩を用意しなくても、粒度の大きい成型炭Ｃをホッパ７０に装入することができる。もちろん、崩壊した成型炭Ｃをホッパ７０に装入しないようにするという観点からは、篩があってもよい。
【００４６】
＜２．石炭の事前処理方法＞
次に、上述した石炭事前処理システム１を用いた石炭の事前処理方法について説明する。石炭の事前処理方法は、成型炭作製工程と、搬送工程とを含む。成型炭作製工程では、石炭及び加熱されたバインダを用いて成型炭Ｃを作製する。具体的には、混練機１０は、石炭及び加熱されたバインダを混練することで、造粒物を作製する。バインダの加熱は、例えば、石炭及びバインダに高温の水蒸気を吹き付けることで行われる。ついで、成型機２０は、造粒物を成型することで、成型炭Ｃを作製する。
【００４７】
搬送工程では、連結搬送路３０を用いて成型炭Ｃをコークス炉８０に向けて搬送する。ここで、搬送工程では、連結搬送路３０内の成型炭Ｃの内部温度を５０〜６０℃に調整する。具体的には、点検区３１Ａ、３２Ａ内の成型炭Ｃをサンプリングし、サンプリングした成型炭Ｃの内部温度を測定する。そして、成型炭Ｃの内部温度が５０〜６０℃の範囲を外れている場合には、成型炭Ｃの内部温度を５０〜６０℃に調整する温度調整処理を行う。
【００４８】
さらに、搬送工程では、搬送路３３を搬送中の成型炭Ｃの内部温度を４０℃以下に調整する。その後、成型炭Ｃをホッパ７０に装入する。
【実施例】
【００４９】
＜１．実験例１＞
実験例１では、成型炭Ｃの内部温度と落下強度との対応関係を検証するために、以下の実験を行った。まず、成型炭Ｃを作製した。ここで、混練機１０として、横型２軸連続混練方式の混練機（処理能力：３７ｔ／ｈ）を使用した。また、成型機２０として、ロール加圧式の成型機（処理能力：３７ｔ／ｈ）を使用した。そして、混練機１０に石炭を約３７ｔ／ｈで装入し、バインダを２．６ｔ／ｈで装入した。バインダの加熱は、混練機１０内に高温の水蒸気を吹き付けることで行った。成型機２０には、造粒物を３７ｔ／ｈで装入した。そして、作製された成型炭Ｃから、粒度が１０ｍｍ超の成型炭Ｃを２．５ｋｇサンプリングした。
【００５０】
そして、サンプリングした成型炭Ｃをすべて土のう袋に詰めた。ついで、地面に直置きしたベルトコンベアゴム上に２．５ｍの高さから土のう袋を４回落下させた。ついで、ベルトコンベアゴム上に石炭粉を敷き詰めた。そして、２．５ｍの高さから土のう袋をさらに６回落下させた。したがって、この実験は、成型炭Ｃが連結搬送路３０内で１０回落下し、さらに、各搬送路間の高低差が２．５ｍであることを想定した試験となっている。そして、土のう袋から成型炭Ｃを取り出し、粒度１０ｍｍ超の成型炭Ｃを篩い分けた。そして、サンプリングした成型炭Ｃの総質量に対する粒度１０ｍｍ超の成型炭Ｃの質量％を算出した。そして、この質量％を落下強度とした。したがって、落下強度は上述した落下歩留に相当する。
【００５１】
上述した実験を、成型炭Ｃの内部温度を変更して繰り返し行った。なお、成型炭の内部温度の変更は、バインダの加熱温度を変更することによって行った。結果を図２に示す。図２の横軸は成型炭Ｃの内部温度（℃）を示し、縦軸は成型炭Ｃの落下強度（質量％）を示す。図２から明らかな通り、成型炭Ｃの内部温度が５０〜６０℃となる場合、落下強度が極大となる。具体的には、落下強度が８５質量％以上となる。したがって、成型炭Ｃの内部温度を５０〜６０℃に調整することで、連結搬送路３０内での成型炭Ｃの崩壊を抑制できることがわかった。
【００５２】
＜２．実験例２＞
実験例２では、成型炭Ｃの内部温度と圧壊強度との対応関係を検証するために、以下の実験を行った。まず、実験例１と同様の方法で内部温度の異なる成型炭Ｃを多数作製した。ついで、各成型炭Ｃの圧壊強度をＪＩＳ  Ｚ８８４１に準じて測定した。すなわち、成型炭Ｃを圧縮試験機にセットし、成型炭Ｃに圧力を掛けた。そして、成型炭Ｃが圧壊した時の圧力を成型炭Ｃの圧壊強度とした。本発明者は、作製した多数の成型炭Ｃについて同様の試験を行い、図３に示す結果を得た。
【００５３】
図３の横軸は成型炭Ｃの内部温度（℃）を示し、縦軸は成型炭Ｃの１個当りの圧壊強度（ｋｇ／個）を示す。点Ｐは、上記の測定結果を示す。直線Ｌ１は、内部温度が４０℃より大きく６０℃以下となる点Ｐの近似直線である。直線Ｌ１は、内部温度が４０℃より大きく６０℃以下のデータから最小二乗法により求めたものである。直線Ｌ１によれば、内部温度が４０℃より大きくなる場合、圧壊強度は１０ｋｇ／個と非常に小さくなることがわかった。
【００５４】
曲線（折れ線）Ｌ２は、内部温度が１４℃以上４０℃以下となる場合の圧壊強度の下限を示す。すなわち、本発明者は、点Ｐの分布に基づいて、内部温度毎に圧壊強度の下限を推定し、推定値を連結することで、直線Ｌ２を求めた。なお、内部温度が３０〜４０℃となる場合には、本発明者は、直線Ｌ１との整合性を取るために、下限を１０ｋｇ／個とした。点Ｐは、曲線Ｌ２上または曲線Ｌ２よりも上側に存在する。曲線Ｌ２によれば、成型炭Ｃの圧壊強度は、内部温度が３０℃から１４℃までの範囲内の温度となる場合に、ほぼ確実に増加に転じることがわかった。
【００５５】
直線Ｌ３は、内部温度が１４℃以上４０℃以下となる場合の圧壊強度の上限を示す。すなわち、本発明者は、点Ｐの分布に基づいて、内部温度毎に圧壊強度の上限を推定し、推定値を連結することで、直線Ｌ３を求めた。ほぼすべての点Ｐは、直線Ｌ３上または直線Ｌ３よりも下側に存在する。
【００５６】
直線Ｌ４は、内部温度が１４℃以上４０℃以下となる点Ｐの近似直線である。直線Ｌ４は、内部温度が１４℃以上４０℃以下のデータから最小二乗法により求めたものである。直線Ｌ３及びＬ４によれば、内部温度が１４℃以上４０℃以下となる場合、大多数の成型炭Ｃの圧壊強度が増加に転じることがわかった。さらに、内部温度が１４℃未満となる場合、圧壊強度が減少に転じることもわかった。すなわち、内部温度が１４℃未満となる場合、いずれの成型炭Ｃの圧壊強度も、４０℃より大きい内部温度に対する圧壊強度よりは大きくなるが、点Ｐ１の圧壊強度を上回ることはなかった。
【００５７】
上記の試験により、成型炭Ｃの内部温度が４０℃以下となる場合に、成型炭Ｃの圧壊強度が高くなることがわかった。また、成型炭Ｃの内部温度が３０℃以下となる場合に、成型炭Ｃの圧壊強度がより確実に高くなることがわかった。また、成型炭Ｃの内部温度が１４℃未満となる場合、圧壊強度が減少に転じることもわかった。したがって、成型炭Ｃの内部温度を４０℃以下とすることで、ホッパ７０内での成型炭Ｃの崩壊を抑制できることがわかった。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５９】
１    石炭事前処理システム
１０    混練機
２０    成型機
３０    連結搬送路
３１〜３３    搬送路
３１Ａ、３２Ａ    点検区
３３Ａ    冷却区
４１、４２    連結部分
６０    冷却装置
７０    ホッパ
８０    コークス炉
【図１】
2018044045.tif 000003
【図２】
2018044045.tif 000004
【図３】
2018044045.tif 000005