(57)【要約】【課題】酸素ガスの吸収が十分に抑制され得る耐発火性石炭、およびそのような石炭を安価に製造する方法を提供すること。【解決手段】石炭原料を脱水処理して改質石炭を得た後、該改質石炭に炭酸ガスを吸収させることを特徴とする耐発火性石炭の製造方法。炭酸ガス吸収量が０．００３〜０．１００ＮｍＬ／ｇ−ｃｏａｌであることを特徴とする耐発火性石炭。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭原料を脱水処理して改質石炭を得た後、該改質石炭に炭酸ガスを吸収させることを特徴とする耐発火性石炭の製造方法。
【請求項２】
改質石炭に炭酸ガスを、その吸収量が０．００３〜０．１００ＮｍＬ／ｇ−ｃｏａｌとなるように吸収させることを特徴とする請求項１に記載の耐発火性石炭の製造方法。
【請求項３】
改質石炭に吸収させる炭酸ガスとして石炭燃焼排ガスを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の耐発火性石炭の製造方法。
【請求項４】
改質石炭の水分含量が０．５〜１５重量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐発火性石炭の製造方法。
【請求項５】
脱水処理方法が油中脱水方法であり、以下の工程を有する請求項１〜４のいずれかに記載の耐発火性石炭の製造方法；
（Ａ１）石炭原料を、重質油分および溶媒油分を含む混合油と混合して原料スラリーを得る混合工程；
（Ａ２）該原料スラリーを加熱して石炭原料の脱水を進めると共に、石炭原料の細孔内に混合油を含浸せしめ、脱水スラリーを得る蒸発工程；
（Ａ３）該脱水スラリーから改質石炭と混合油とを分離する固液分離工程；
（Ａ４）該改質石炭を乾燥する工程。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法によって製造されたことを特徴とする耐発火性石炭。
【請求項７】
炭酸ガス吸収量が０．００３〜０．１００ＮｍＬ／ｇ−ｃｏａｌであることを特徴とする耐発火性石炭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐自然発火性に優れた耐発火性石炭およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭は、火力発電やボイラーの燃料、水素製造用ガス化原料、化学品の原料として幅広く利用されている。そのような石炭は、燃焼効率および環境対策の観点より、脱水処理された石炭燃料が注目されている。
【０００３】
しかしながら、脱水処理された石炭は水分が低減されているので、例えば、輸送時または保管時において積み上げられて載置されると、発熱することが問題となっていた。発熱は、石炭燃料が酸素ガスを吸収し、酸化反応することによって起こるものであり、発熱が甚だしいときには、発煙や自然発火に至ることが知られている。それを防ぐための方策は種々提案されているが、どの方策も、石炭燃料の酸素吸収を十分には抑制できず、また工業的に安価に実施できる方法は知られていない。耐発火性の問題は、石炭原料として褐炭を用いた場合において特に顕著であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、酸素ガスの吸収が十分に抑制され得る耐発火性石炭、およびそのような石炭を安価に製造する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】
【０００５】
本発明は、石炭原料を脱水処理して改質石炭を得た後、該改質石炭に炭酸ガスを吸収させることを特徴とする耐発火性石炭の製造方法に関する。
【０００６】
本発明はまた、炭酸ガス吸収量が０．００３〜０．１００ＮｍＬ／ｇ−ｃｏａｌであることを特徴とする耐発火性石炭に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の耐発火性石炭は、炭酸ガスを吸収しているので、酸化作用のある酸素ガスの吸収が十分に抑制される。この結果、石炭の酸化速度を効果的に減少させることができる。そのため、耐発火性石炭は十分な耐自然発火性を有する。
改質石炭に吸収させる炭酸ガスは、たとえばボイラーの燃焼排ガス中に高濃度で含まれるので、安価に調達することができる。したがって、本発明の耐発火性石炭は工業的に安価に製造できる。しかも、炭酸ガスは不活性・無害であるので、もし耐発火性石炭から炭酸ガスが放出されても問題は生じない。
本発明の耐発火性石炭は、従来から石炭燃料として使用される改質石炭と比較して、燃焼効率にほとんど差はない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】改質石炭を油中脱水方法により得るための一実施形態を示すプロセスフロー図である。
【図２】固液分離工程の一実施形態を示す模式図である。
【図３】最終乾燥工程の一実施形態を示す模式図である。
【図４】図１に示すプロセスフロー図に従って改質石炭を得るための装置の一実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の耐発火性石炭は、石炭原料から少なくとも水分を除去して、一旦、改質石炭を得た後、当該改質石炭に炭酸ガスを吸収させることによって製造できる。
【００１０】
炭酸ガスを吸収させる改質石炭は、石炭原料から少なくとも水分を除去することによって得られた石炭であり、例えば、石炭原料を後で詳述する脱水処理によって得ることができる。
【００１１】
本明細書中、改質石炭は、石炭原料から水分を除去した後、炭酸ガス吸収処理する前の石炭を指すものとする。具体的には改質石炭は、水分含量が１５重量％以下ものであり、通常は０．５〜１５重量％、好ましくは０．５〜１０重量％、より好ましくは０．５〜８重量％のものである。改質石炭が上記した水分含量を満たすものは、一般に発火し易いが、本発明においてそのような改質石炭に対して炭酸ガス吸収処理を行うことによって、耐発火性を有効に付与できる。本発明において改質石炭として、水分だけでなく、灰分も除去された、いわゆるハイパーコール（無灰炭）を用いても良い。
【００１２】
本明細書中、水分含量は、ＪＩＳ  Ｍ８８１２に記載の方法により測定された値を用いている。
【００１３】
改質石炭は、粉末の形態で炭酸ガス吸収処理されてもよいし、または所望形状の成型体の形態で炭酸ガス吸収処理されてもよい。炭酸ガスの吸収効率の観点から好ましい改質石炭の形態は粉末である。
【００１４】
改質石炭が粉末形態で炭酸ガス吸収処理される場合、改質石炭粒子の粒子径は特に制限されないが、当該粒子の１００％の粒子径が５０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは当該粒子の８０％以上の粒子径が３ｍｍ以下である。改質石炭粒子の平均粒子径は３ｍｍ以下、特に０．０５〜３ｍｍが好ましく、炭酸ガスの吸収効率と経済性とのバランスの観点から、好ましくは０．０５〜２．０ｍｍ、より好ましくは０．１〜０．５ｍｍである。
【００１５】
改質石炭が成型体の形態で使用される場合、その形状は特に制限されず、例えば、いわゆるブリケット形状、ピロー形状、アーモンド形状等であってよい。
【００１６】
＜炭酸ガス吸収工程＞
炭酸ガス吸収工程は、改質石炭に炭酸ガスを吸収させる工程である。改質石炭に炭酸ガスを吸収させることによって、酸素ガスの石炭への吸収が十分に抑制されるので、石炭の酸化速度を効果的に減少させることができ、結果として処理された石炭は十分な耐自然発火性を発揮できる。
【００１７】
改質石炭への炭酸ガスの吸収方法は、後述の炭酸ガス吸収量が達成される限り特に制限されるものではなく、例えば、炭酸ガス含有雰囲気中で改質石炭を保持する方法が挙げられる。吸収は、石炭が有する細孔に炭酸ガスが取り込まれる概念だけでなく、石炭表面に炭酸ガスが吸着し、石炭と炭酸ガスとの間に物理的または化学的な結合が生成される概念も包含して意味するものとする。
【００１８】
炭酸ガス含有雰囲気は、炭酸ガスが含有された雰囲気ガスによってもたらされる。炭酸ガスを含有する雰囲気ガスは、改質石炭への炭酸ガスの吸収を阻害しない範囲内で、炭酸ガス以外の他のガスが含有されてもよい。そのような他のガスとして、例えば、窒素ガス、水蒸気等が挙げられる。当該雰囲気ガスには酸素ガスが含有されないことが好ましいが、酸素ガスが厳密に排除されなければならないというわけではなく、本発明は、炭酸ガス吸収処理された石炭が後述の炭酸ガス吸収量を達成する範囲内において雰囲気ガスに酸素ガスが含有されることを妨げるものではない。例えば、雰囲気ガスは１０体積％以下の濃度で酸素ガスを含有してもよい。
【００１９】
好ましい炭酸ガス含有雰囲気は炭酸ガスおよび窒素ガスからなる。
【００２０】
炭酸ガス含有雰囲気における炭酸ガス含有量は通常、０．１体積％以上、特に０．５体積％以上であり、炭酸ガスの吸収効率と経済性とのバランスの観点から、好ましくは０．５〜２０体積％、より好ましくは５〜２０体積％、さらに好ましくは８〜１５体積％である。
【００２１】
炭酸ガス含有雰囲気の温度（処理温度）は通常、１０〜２２０℃であり、炭酸ガスの吸収効率と経済性とのバランスの観点から、好ましくは１５〜２１０℃、より好ましくは２０〜１７０℃、さらに好ましくは２０〜１００℃、最も好ましくは２０〜８０℃である。
【００２２】
炭酸ガス含有雰囲気での保持時間（処理時間）は、後述の炭酸ガス吸収量が達成される限り特に制限されず、通常は５分間以上であり、炭酸ガスの吸収効率と経済性とのバランスの観点から、好ましくは１０〜６０分間、より好ましくは２０〜４０分間である。
【００２３】
炭酸ガス吸収処理は、炭酸ガスの吸収効率の観点から、０．１〜１ＭＰａ程度の加圧下で行うことが好ましいが、常圧下で行ってもよい。
【００２４】
炭酸ガス吸収処理は、連続式で行ってもよいし、またはいわゆるバッチ式で行ってもよく、大量生産時の製造コストの観点からは連続式で行うことが好ましい。
【００２５】
炭酸ガス吸収処理を連続式で行う場合、例えば、流動層式吸収装置を用いて、改質石炭を所定の炭酸ガス含有雰囲気中、所定の圧力下および所定の温度下で搬送して、改質石炭を炭酸ガス含有雰囲気にさらすことによって、炭酸ガス吸収処理を行うことができる。
【００２６】
炭酸ガス吸収処理をバッチ式で行う場合、例えば、密閉容器に改質石炭を収容し、内部を所定の炭酸ガス含有雰囲気とした後、所定の圧力下および所定の温度下で保持することによって、炭酸ガス吸収処理を行うことができる。
【００２７】
雰囲気ガスの使用量は、炭酸ガス吸収処理を連続式またはバッチ式のいずれの方式で行うかにより異なる。
例えば、連続式の炭酸ガス吸収処理の場合、雰囲気ガスの使用量は、雰囲気ガス／改質石炭の比率で通常は１ｍ３／ｔｏｎ−ｃｏａｌ以上であり、炭酸ガスの吸収効率と経済性とのバランスの観点から、好ましくは１〜１０ｍ３／ｔｏｎ−ｃｏａｌ、より好ましくは１〜５ｍ３／ｔｏｎ−ｃｏａｌである。この場合、雰囲気ガスは循環させて連続的に再利用してよい。
また例えば、バッチ式の炭酸ガス吸収処理の場合、雰囲気ガスの使用量は、雰囲気ガス／改質石炭の比率で通常は０．５ｍ３／ｔｏｎ−ｃｏａｌ以上であり、炭酸ガスの吸収効率と経済性とのバランスの観点から、好ましくは１〜１０ｍ３／ｔｏｎ−ｃｏａｌである。この場合、雰囲気ガスは処理完了の都度、回収し、再利用してよい。
【００２８】
以上の炭酸ガス吸収処理によって得られた本発明の耐発火性石炭は、炭酸ガス吸収量が０．００３ＮｍＬ／ｇ−ｃｏａｌ以上であり、耐発火性の観点から好ましくは０．０１０ＮｍＬ／ｇ−ｃｏａｌ以上である。耐発火性と製造コストとのバランスの観点から炭酸ガス吸収量は０．００３〜０．１００ＮｍＬ／ｇ−ｃｏａｌが好ましく、より好ましくは０．０１０〜０．１００ＮｍＬ／ｇ−ｃｏａｌ、より好ましくは０．０２０〜０．１００ＮｍＬ／ｇ−ｃｏａｌ、さらに好ましくは０．０５０〜０．０９０ＮｍＬ／ｇ−ｃｏａｌである。炭酸ガス吸収量が少なすぎると、所望の耐発火性が得られない。
【００２９】
耐発火性石炭の炭酸ガス吸収量は、炭酸ガス含有雰囲気における炭酸ガス含有量、処理温度、処理時間、処理圧力、雰囲気ガスの使用量等の炭酸ガス吸収処理条件によって変動する。
例えば、炭酸ガス含有量は多いほど、炭酸ガス吸収量は大きくなる。炭酸ガス含有量は少ないほど、炭酸ガス吸収量は少なくなる。
また例えば、処理温度は上記範囲内で低いほど、炭酸ガス吸収量は大きくなる。処理温度は上記範囲内で高いほど、炭酸ガス吸収量は少なくなる。
また例えば、処理時間は長いほど、炭酸ガス吸収量は大きくなる。処理時間は短いほど、炭酸ガス吸収量は少なくなる。
また例えば、処理圧力は高いほど、炭酸ガス吸収量は大きくなる。処理圧力は低いほど、炭酸ガス吸収量は少なくなる。
また例えば、雰囲気ガスの使用量は多いほど、炭酸ガス吸収量は大きくなる。当該使用量は少ないほど、炭酸ガス吸収量は少なくなる。
【００３０】
耐発火性石炭の炭酸ガス吸収量は、石炭を１５０℃まで昇温したときに遊離する二酸化炭素ガスの量を、石炭１ｇあたりの標準状態（０℃、１気圧）での量に換算した値（Ｎｍｌ／ｇ−ｃｏａｌ）であり、詳しくは以下の方法によって測定された値を用いている。
内径１０ｍｍ、長さ２００ｍｍの石英管製流通式反応器に試料を５ｇ充填し、２０ｍｌ／分の速度で窒素ガスを流通させながら、２５℃から１５０℃まで５℃／分で昇温し、この温度に３０分間保持した。この間の排出ガスをすべて捕集し、ガス中の炭酸ガス濃度をガスクロマトグラフィーで分析した。排出ガス中の炭酸ガス量をもって吸収量とし、Ｎｍｌ／ｇ−ｃｏａｌの単位で表示した。
【００３１】
炭酸ガス吸収処理によって得られた本発明の耐発火性石炭はまた、水分含量が通常は、０．５〜１５重量％である。本発明の耐発火性石炭は、水分含量がこのように比較的少なくても、耐発火性に優れている。
【００３２】
＜脱水処理工程＞
脱水処理は、石炭原料から少なくとも水分を除去して石炭（改質石炭）を得るための処理である。
【００３３】
脱水処理方法は、石炭原料の脱水を達成できる限り特に制限されず、例えば、いわゆる油中脱水方法、溶解抽出方法、窒素気流乾燥法、天日乾燥法等が採用可能である。好ましい脱水処理方法は油中脱水方法である。油中脱水方法は、石炭中の水分含量を比較的有効に低減可能であり、そのような方法で得られた改質石炭は一般には耐発火性に劣るものであるが、そのような改質石炭であっても、上記炭酸ガス吸収処理によって耐発火性を有効に付与できる。特に油中脱水方法によって、水分含量が前記した範囲内に低減された改質石炭が比較的容易に得られる。
【００３４】
脱水処理方法として、いわゆるハイパーコール法を採用することもできる。ハイパーコール法は、油中脱水方法で脱水を行った後、溶剤で石炭成分を抽出することにより、灰分を固相として除去して、いわゆるハイパーコール（無灰炭）を得る方法である。
【００３５】
［油中脱水方法］
油中脱水方法は、以下の工程（Ａ１）〜（Ａ４）を有するものである；
（Ａ１）石炭原料を、重質油分および溶媒油分を含む混合油と混合して原料スラリーを得る混合工程；
（Ａ２）該原料スラリーを加熱して石炭原料の脱水を進めると共に、石炭原料の細孔内に混合油を含浸せしめ、脱水スラリーを得る蒸発工程；
（Ａ３）該脱水スラリーから改質石炭と混合油とを分離する固液分離工程；
（Ａ４）該改質石炭を乾燥する工程。
【００３６】
各工程について、図１〜図４を用いて詳しく説明する。図１は、改質石炭を油中脱水方法により得るための一実施形態を示すプロセスフロー図である。図２は固液分離工程の一実施形態を示す模式図である。図３は最終乾燥工程の一実施形態を示す模式図である。図４は図１に示すプロセスフロー図に従って改質石炭を得るための装置の一実施形態を示す模式図である。
【００３７】
（混合工程（Ａ１））
本工程では、石炭原料を、重質油分および溶媒油分を含む混合油と混合して原料スラリーを得る（図１の混合工程）。本工程は、図４中、混合槽２で行われる。
【００３８】
石炭原料は、特に多量の水分を含有し、脱水することが望まれるいわゆる低品位石炭、例えば３０〜７０重量％もの水分を含有する石炭が好ましく使用される。そのような石炭原料として、例えば、褐炭、亜炭、亜れき青炭等が挙げられる。例えば、褐炭には、ビクトリア炭、ノースダコタ炭、ベルガ炭等があり、亜れき青炭には、西バンゴ炭、ビヌンガン炭、サマランガウ炭、エココール炭等がある。石炭原料は通常、予め粉砕して使用される（図１の粉砕工程）。石炭原料の粒子径は特に制限されるものではなく、前記した改質石炭が粉末形態を有する場合の平均粒子径と同様の範囲内であってよい。
【００３９】
重質油分とは、真空残渣油の如く、例えば４００℃でも実質的に蒸気圧を示すことがない様な重質分あるいはこれを多く含む油である。従って重質油分のみを使用してこれを石炭原料の細孔に侵入し得る様な流動性になるまで加熱しようとすると、石炭原料自体が熱分解を起こす。また本発明で用いる重質油分は前述の如く殆んど蒸気圧を示さないものであるから、これを気化させキャリヤガスに乗せて蒸着させようとすることは一層無理である。結局、重質油分のみでは高粘性の為良好なスラリー状を得難いだけでなく、殆んど揮発性を有しない為、細孔内への侵入性が低くなる。従って何らかの溶剤あるいは分散剤の協力が必要となる。
【００４０】
そこで本発明では、重質油分を溶媒油分中に溶解させて含浸作業性、スラリー形成性を良好にしてから使用する。上記重質油分を分散させる溶媒油分としては、重質油分との親和性、スラリーとしてのハンドリング性、細孔内への侵入容易性等の観点から軽沸油分が好まれるが、水分蒸発温度での安定性を考慮すれば、沸点１００℃以上、好ましくは３００℃以下の石油系油（灯油、軽油あるいは重油等）を使用することが推奨される。この様な重質油分含有混合油を使用すると、これが適切な流動性を示す為、重質油分単独では果たし得ない様な細孔内への侵入が促進される。
【００４１】
尚上記の様な重質油分含有混合油は、（イ）元々重質油分と溶媒油分の両方を含む混合油として得られるもの、或は（ロ）重質油分と溶媒油分を混合して得られるもののいずれであっても良い。前者（イ）としては、例えば、石油系の重油；精製未済で重質油分を含む石油系の軽油留分、灯油留分、潤滑油成分；コールタール；溶剤あるいは洗浄剤として用いた為、重質油分の不純物を含んでしまった軽油や灯油；繰り返し使用したことによって劣化した留分を含んでしまった熱媒油等が使用される。後者（ロ）としては、例えば、石油アスファルト、天然アスファルト、石炭系重質油、石油系若しくは石炭系の蒸留残渣、あるいはこれらを多く含むものを、石油系の軽油、灯油、潤滑油等と混合したもの；前者（イ）の混合油を石油系の軽油、灯油、潤滑油で希釈したもの等が用いられる。尚アスファルト類はそれ自体が安価であると共に、一旦活性点に付着した後は離れ難いという特性があるので、特に好適なものとして使用される。
【００４２】
混合油における重質油分の含有量は通常、混合油全量に対して重量比で０．２５〜１５％の範囲である。
【００４３】
石炭原料に対する混合油の混合割合は特に限定されるものではなく、通常は石炭原料に対する重質油分の混合割合が無水炭に対して重量比で０．５〜３０％、特に０．５〜５％となるような範囲が妥当である。重質油分の混合割合が少なすぎると、細孔内への吸着量が不十分となって自然発火性を抑える効果が弱くなる。重質油分の混合割合が多すぎると油のコストが負担となって経済性が薄れる。
【００４４】
混合条件は特に制限されず、通常は、大気圧下、４０〜１００℃で混合する。
【００４５】
混合工程で得られた原料スラリーは蒸発工程に先立って、予熱してもよいし（図１の予熱工程）、または予熱しなくてもよい。予熱条件は特に制限されない。予熱を行う場合、予熱工程は、図４中、予熱器３で行われる。
【００４６】
（蒸発工程（Ａ２））
本工程では、原料スラリーを加熱して石炭原料の脱水を進めると共に、石炭原料の細孔内に混合油を含浸せしめ、脱水スラリーを得る（図１の蒸発工程）。本工程は、図４中、蒸発器４で行われる。
【００４７】
本工程において詳しくは、原料スラリーを、例えば１００〜２５０℃に加熱する。これによって石炭原料の細孔内水分が気化蒸発した後の空席部に前記混合油が入れ替わり、付着される。こうして細孔内水分の気化蒸発が進行するのに応じて前記混合油の付着・被覆が行なわれる。また若干の水蒸気が残存していても、それが冷却過程で凝縮するときに負圧が形成されて重質油分含有混合油が細孔内に吸引されていくので、細孔内表層部は重質油分を含有する混合油によって次々被覆され、遂には細孔開口部のほぼ全域が重質油分含有混合油によって充満しつくされる。しかも混合油中の重質油分は活性点に選択的に吸着され易すく、また付着すると離れ難いため、結果的に溶媒油分よりも優先的に付着していくことが期待される。こうして細孔内表層部が外気から遮断されることによって自然発火性を失わせることが可能となる。また大量の水分が蒸発除去されると共に重質油分含有混合油、特に重質油分が優先して細孔内を充満することになるので、石炭原料全体としてのカロリーアップが安価に達成される。
【００４８】
加熱は加圧下で行うことが好ましく、通常は２〜１５気圧が好適である。
加熱時間は、一連の工程が通常は連続運転により実施されるため一概に規定できるものではなく、石炭原料の脱水と細孔内への混合油の含浸とを達成できればよい。
【００４９】
蒸発工程において加熱により発生した水蒸気は除去される。本工程で発生・除去される水蒸気は回収して昇圧し、予熱工程や蒸発工程における加熱源に用いることができる。また水蒸気は液化・冷却させて、水添加工程で使用される水として使用することもできる。
【００５０】
（固液分離工程（Ａ３））
固液分離工程では、脱水スラリーから改質石炭と混合油とを分離する（図１の固液分離工程）。本工程は、図４中、固液分離器５で行われる。
【００５１】
分離方法は種々の方法を用いることができ、例えば、遠心分離法、沈降法、濾過法、圧搾法等が使用可能である。これらの方法を組み合わせて使用することもできる。分離効率の観点から、遠心分離法を使用することが好ましい。
【００５２】
例えば、遠心分離法を採用する場合、図２に示すように、蒸発工程で得られた脱水スラリー１１をまず、冷却器１２で１００℃未満、通常は８０〜９９℃まで冷却する。次いで、当該脱水スラリーに対して固液分離器５ａによる固液分離を行った後、固体分１４としての改質石炭は通常は最終乾燥工程６に送られて乾燥される。一方、液体分としての混合油は混合工程２に送られ、原料スラリー形成の為の媒体（循環油（ＣＯ））として循環使用できる（循環工程）。
【００５３】
（乾燥工程（Ａ４））
固液分離工程で分離された固体分（改質石炭）は通常は混合油により未だ湿潤しているので、乾燥させる（図１の最終乾燥工程）。本工程は、図４中、乾燥機６で行われる。
【００５４】
乾燥方法は改質石炭から混合油を蒸発分離できる限り特に制限されず、通常は乾燥効率の観点から、窒素ガス等のキャリアガスを用いたスチームチューブドライヤを用いる方法が好ましい。スチームチューブドライヤ６では、例えば図３に示すように、固液分離工程で分離された改質石炭ケーキ５２を、例えば約２００℃まで加熱してケーキ中の油分、特に溶媒油分を蒸発させる。それと同時に、キャリアガス（ＣＧ）により蒸発油分をドライヤから移送して取り除き、改質石炭５３を得る。蒸発油分を含むキャリアガスには一般に改質石炭も同伴されるので、集塵装置５４において同伴改質石炭を取り除く。通常はさらに、ガス冷却器５５において冷却によって蒸発油分を凝縮させつつ、循環油（ＣＯ）を循環させて噴霧し、キャリアガス中の残留改質石炭を循環油で捕捉・除去する。改質石炭および蒸発油分を除去されたキャリアガス（ＣＧ）は循環・加熱されてスチームチューブドライヤ６で再利用される。キャリアガス中の蒸発油分の凝縮により得られた油分（混合油）は、原料スラリー形成の為の媒体（循環油（ＣＯ））として循環使用できる。ドライヤ６から集塵装置５４へのキャリアガス配管および集塵装置５４からガス冷却器５５へのキャリアガス配管には通常、キャリアガス搬送中の蒸発油分の凝縮を防止するために、ヒーター５６が配設される。
【００５５】
乾燥された改質石炭は所望により冷却および成型してもよい（図１の冷却工程および成型工程）。例えば、冷却工程で冷却され、粉末状改質石炭として得ることもできるし、あるいは冷却工程での冷却の後、成型工程で成型され、成型改質石炭として得ることもできる。また冷却されることなく、成型工程で成型されて成型改質石炭を得ることもできる。
【実施例】
【００５６】
＜実験例＞
固液分離器５として図２に示した遠心分離機５ａを用いたこと、および予熱器３を有さないこと以外、図４と同様の装置を連続運転し、改質石炭を得た。
【００５７】
詳しくは、褐炭（石炭原料）はハンマークラッシャーにより最大粒子径３０００μｍ、平均粒子径約１５０μｍに粉砕し、混合槽２に供給した。混合槽２では、褐炭１８０ｋｇ／時とアスファルト分・灯油分混合油２５０ｋｇ／時［循環混合油２４９ｋｇ／時、アスファルト１ｋｇ／時]が供給されて原料スラリーが調製される（８０℃、１００ｋＰａ）。褐炭の水分含量は４２重量％であった。
【００５８】
原料スラリーはスラリーポンプＳＰにより、一部が混合槽２に戻されながらも、蒸発器４に供給（４３０ｋｇ／時）され、１６０℃、３００ｋＰａの条件で油中脱水が行なわれる。この処理により水分が除去され、脱水スラリーが形成される。脱水スラリーはスラリーポンプＳＰにより、一部が蒸発器４に戻されながらも、固液分離器５に供給され、遠心分離機５ａによって固液分離される。固液分離器５において詳しくは、図２に示すように、脱水スラリー１１は冷却器１２で約８０℃まで冷却された後、遠心分離機５ａ（１３０℃、１００ｋＰａ）に供給され、液体分として分離された混合油１３は循環油（ＣＯ）として混合槽２に送られ、原料スラリー形成の為の媒体として循環使用される。遠心分離機で分離された固体分１４としての改質石炭は、図４に示すように、最終乾燥機６に送られて乾燥される。最終乾燥機６において詳しくは、図３に示すように、スチームチューブドライヤ６により、改質石炭ケーキ５２を約２００℃まで加熱してケーキ中の油分を蒸発させ、キャリアガス（ＣＧ）により蒸発油分をドライヤから移送して取り除き、改質石炭５３を得る。以上のような連続運転時において、循環油の循環速度は４０ｋｇ／時であった。改質石炭５３の水分含量は０．８重量％であった。
【００５９】
次いで、改質石炭の炭酸ガス吸収処理を行った。詳しくは、流動層式吸収装置を用いて、改質石炭を所定の炭酸ガス含有雰囲気中、０．１ＭＰａの加圧下および所定の温度下で搬送して、改質石炭を炭酸ガス含有雰囲気にさらした。改質石炭の当該雰囲気での通過時間（保持時間）は３０分間であり、雰囲気ガス／改質石炭比率は３ｍ３／ｔｏｎ−ｃｏａｌであった。
なお、改質石炭を高さ６ｍのパイルにつみ、１週間大気下に放置した時の水分含量は、いずれの条件で処理したものも、５．８重量％であった。
【００６０】
［評価］
［炭酸ガス吸収量の測定］
得られた石炭、および炭酸ガス吸収処理を行わなかった前記改質石炭を試料として用い、前記した方法により炭酸ガス吸収量を測定した。
【００６１】
［耐自然発火性の相対評価］
得られた石炭、および炭酸ガス吸収処理を行わなかった前記改質石炭を試料として用い、以下の方法により耐自然発火性の相対評価を行った。
試料１０ｇを内容積１０００ｍｌの石英製容器に入れ、内部を空気で満たして閉じ込めて、容器ごと７０℃の恒温槽に入れて、２４時間保持した。そののちに、内部のガス組成をガスクロマトグラフィーで分析し、吸収された酸素量を測定した。炭酸ガス吸収処理を行わなかった前記改質石炭における酸素吸収量を１００として、相対値で比較した。
酸素吸収量の相対値は、９０超が耐発火性を有しないと判断されるレベル（実用上問題あり）であり、９０以下が耐発火性を有すると判断されるレベル（実用上問題なし）である。特に酸素吸収量の相対値は、５０以下が好ましいレベルであり、３０以下がより好ましいレベルであり、１０以下が最も好ましいレベルである。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
実験例より、炭酸ガス吸収処理について、処理温度が低いほど、雰囲気ガスの炭酸ガス濃度が高いほど、耐自然発火性の向上に効果的である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の耐発火性石炭は、燃料（例えば、火力発電やボイラーの燃料）、ガス化原料（例えば、水素製造用ガス化原料）、化学品の原料、および高炉吹き込み用炭として有用である。
【符号の説明】
【００６５】
２：混合槽、３：予熱器、４：蒸発器、５：５ａ：５ｂ：固液分離器、６：乾燥機、１１：脱水スラリー、１２：冷却器、１３：液体分（混合油）、１４：固体分（改質石炭）、２１：３１：４１：水添加装置、５２：改質石炭ケーキ、５３：改質石炭、５４：集塵装置、５５：ガス冷却器、５６：ヒーター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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