(57)【要約】      （修正有）【課題】成型後の固体燃料をハンドリングする際に一定以上の強度が求められる。そこで、低コストで所望の強度を有する石炭成型燃料、及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、破砕工程１０で石炭を破砕した後に、乾燥工程２０および粉砕工程３０にて乾燥、粉砕して石炭粒子を得る。更に成型工程４０にて、この石炭粒子を成型して得られた石炭成型燃料である。尚、前記石炭粒子は、平均粒子径１０〜６０μｍであって、前記成型体は、水分５〜２０ｗｔ％、見掛密度１．２〜１．４ｇ/ｃｍ３である。【選択図】図１
2019116628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭を破砕した後に乾燥、粉砕して石炭粒子を得るとともに、この石炭粒子を成型して得られた成型体としての石炭成型燃料であって、
前記石炭粒子は、平均粒子径１０〜６０μｍであって、
前記成型体は、水分５〜２０ｗｔ％、見掛密度１．２〜１．４ｇ/ｃｍ３であること
を特徴とする石炭成型燃料。
【請求項２】
請求項１に記載の石炭成型燃料において、
前記粉砕はボールミルまたはローラミルで行われること
を特徴とする石炭成型燃料。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の石炭成型燃料において、
前記石炭は、褐炭または亜瀝青炭であること
を特徴とする石炭成型燃料。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の石炭成型燃料において、
前記成型体をさらに破砕し、再度成型した第２成型体を石炭成型燃料とすること
を特徴とする石炭成型燃料。
【請求項５】
石炭を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程で破砕された石炭を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程で乾燥された石炭を粉砕し、平均粒子径１０〜６０μｍの石炭粒子を得る粉砕工程と、
水分含有量が５〜２０ｗｔ％の前記石炭粒子を成型し、見掛密度１．２〜１．４ｇ/ｃｍ３の燃料としての成型体を得る成型工程と
を有する石炭成型燃料の製造方法。
【請求項６】
石炭を破砕する第１破砕工程と、
前記第１破砕工程で破砕された石炭を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程で乾燥された石炭を粉砕し、平均粒子径１０〜６０μｍの石炭粒子を得る粉砕工程と、
水分含有量が５〜２０ｗｔ％の前記石炭粒子を成型し、第１成型体を得る第１成型工程と、
前記第１成型体を破砕して成型体破砕物を生成する第２破砕工程と、
前記成型体破砕物を再度成型して、見掛密度１．２〜１．４ｇ/ｃｍ３の第２成型体を生成する第２成型工程と、
を有する石炭成型燃料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭を粉砕後成型した石炭成型燃料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１にあっては、低品位炭を油と混合してスラリーとし、このスラリーを加熱することにより石炭を脱水し、含水量を低下させた後に粉砕・成型して固体燃料を得る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１１５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記特許文献１にあっては、油と混合してスラリーを作成する必要があり、コストアップを招いていた。また成型後の固体燃料をハンドリングする際に一定以上の強度が求められるが、特許文献１では強度について記載されていない。本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、低コストで所望の強度を有する石炭成型燃料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、石炭を破砕した後に乾燥、粉砕して石炭粒子を得るとともに、この石炭粒子を成型して得られた成型体としての石炭成型燃料であって、前記石炭粒子は、平均粒子径１０〜６０μｍであって、前記成型体は、水分５〜２０ｗｔ％、見掛密度１．２〜１．４ｇ/ｃｍ３であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、低コストで所望の強度を有する石炭成型燃料を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態１における石炭成型燃料の製造工程を示す図である。
【図２】実施形態２における石炭成型燃料の製造工程を示す図である。
【図３】成型体の水分−圧壊強度−見掛密度の相関を示す図である。
【図４】ロールポケットのポケット［第１の形状（片面ピロー形状）］を示す図である。
【図５】ロールポケットのポケット［第２の形状（両面アーモンド形状）］を示す図である。
【図６】ロールポケットのポケット［第３の形状（両面アーモンド形状）］を示す図である。
【図７】ロールポケットのポケット［第４の形状（両面ピロー形状）］を示す図である。
【図８】他の実施例（実施例３）のプロセスフローである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施形態１］
図１は実施形態１における本願石炭成型燃料の製造工程を示す図である。実施形態１における製造工程は、破砕工程１０、乾燥工程２０、粉砕工程３０、成型工程４０を有し、原料となる石炭１を破砕した後乾燥させ、乾燥させた石炭を粉砕して石炭粒子を得る。この石炭粒子を成型することにより得られた成型体１００を、石炭成型燃料とするものである。
【０００９】
原料となる石炭１は水分２５ｗｔ％以上の褐炭または亜瀝青炭が用いられる。好ましくは水分３０ｗｔ％以上の褐炭が用いられる。原料として用いられるものは石炭１のみであり、バインダーや添加物等は使用されない。バインダー等の添加物の使用はコストアップ要因となるが、本発明の石炭成型燃料はバインダーを添加せず石炭のみを用いるため、低コストで所望の強度を得ることができる。破砕工程１０ではこの石炭１をジョークラッシャーまたはハンマークラッシャーで破砕して破砕済みの石炭２を得、乾燥工程２０に移行する。破砕工程１０では、後の粉砕工程３０で用いるボールミル等に投入できる大きさまでに石炭１が破砕されればよく、特に限定はされないが、破砕済みの石炭２が、好ましくは７０ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ以下、より好ましくは２０ｍｍ以下、さらに好ましくは平均粒子径が１ｍｍ〜２０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００１０】
乾燥工程２０では破砕済みの石炭２を間接乾燥機により乾燥させ、乾燥済みの石炭３を得て粉砕工程３０に移行する。間接乾燥機としては例えばスチームチューブドライヤを用いてもよい。固体燃料の製造では大量処理が要求されるため、伝熱面積が大きく大量に乾燥処理可能なスチームチューブドライヤを用いることが好適である。
【００１１】
粉砕工程３０では粉砕機により乾燥済みの石炭３の粉砕が行われ、石炭粒子４を得て成型工程４０に移行する。粉砕機は乾式粉砕または乾燥粉砕方式であり、例えば微粉砕が可能で大量処理に適したボールミル、ローラミルが用いられる。乾燥機同様に固体燃料の製造では大量処理が要求されるため、大量処理に適した粉砕機が好適である。この粉砕工程３０において、石炭粒子４の平均粒子径を１０〜６０μｍ、好ましくは１０〜５０μｍ、さらに好ましくは１０〜３０μｍとする。なお、本明細書において、「石炭粒子」と記載したときは、粉砕工程３０により粉砕された石炭粒子４を意味するものとする。
【００１２】
この粉砕工程３０において石炭粒子４の平均粒子径を上記の範囲とすることにより、成型工程４０において微細な石炭粒子４を成型する際に成型の金型（ロールポケット）への充填率が増大し、後述の成型体１００の密度を向上させて所望の強度を得ることができる。
【００１３】
なお、ボールミル、ローラミルは粉砕と同時に乾燥をも行えるため、粉砕工程３０においてもボールミル、ローラミルによる乾燥を行ってもよいが、ボールミル、ローラミルでの乾燥能力では不十分であるため、粉砕工程３０の前に乾燥工程２０を設けて必要な乾燥能力を確保するものである。
【００１４】
成型工程４０では成型機により石炭粒子４を成型し、得られた成型体１００を石炭成型燃料として用いる。成型機は例えばスクリューフィーダを有するブリケットマシンが用いられ、ロールポケット（成型の金型）に石炭粒子４を充填・加圧することで、石炭成型燃料としての成型体１００を得るものである。ロールポケットのポケット形状は図４〜図７に示されるが、他の形状のポケットを用いてもよい。図４は片側が平面のピロー形状（第１の形状）、図５は両面アーモンド形状（ポケット開口部形状は楕円形）（第２の形状）、図６は両面アーモンド形状（ポケット開口部は長方形の頂点を面取りした形状）（第３の形状）、図７は両面ピロー形状（第４の形状）である。
【００１５】
成型体１００のサイズは縦横高さの最大長が５〜４０ｍｍであるのが好ましい。また成型体１００の見掛密度は１．２〜１．４ｇ／ｃｍ３である。また成型体１００の重量は０．２〜２０ｇであるのが好ましい。また成型体１００の水分は５〜２０ｗｔ％、好ましくは８〜１８ｗｔ％、さらに好ましくは１０〜１７ｗｔ％である。この水分は石炭粒子４の水分に由来するものである。
【００１６】
石炭粒子４由来の水分は成型工程４０において結合材の役割を果たすため、成型体１００の水分を上記の範囲に調整することにより、別途結合材やバインダー等を添加することなく効率的な成型が可能となるものである。なお、成型工程４０に用いる石炭粒子４の水分含有量が、５〜２０ｗｔ％であることが好ましく、８〜１８ｗｔ％であることがより好ましく、１０〜１７ｗｔ％であることがさらに好ましい。
【００１７】
実施形態１では、石炭粒子４の粒子径が１０〜６０μｍと微細であるため、成型時にブリケットマシンにおけるロールポケットへの充填率が増加する。これにより成型体１００の密度が向上し、成型体１００の強度アップに寄与する。また、石炭１に含まれる水分を結合材として活用し、好適な水分範囲である５〜２０ｗｔ％にするとともに、成型体１００の密度を規定することにより、さらに好ましくは成型体１００のサイズおよび重量も規定し、成型体１００の圧壊強度が極大となる領域に調整することが可能となる。よって、石炭成型燃料として成型体１００を用いる際に、運搬時の粉化を低減してハンドリング性を向上させることができる。また粉砕した後に成型することで比表面積も低下し、貯蔵時の発火を低減することができる。さらに、この成型体１００を得る製造プロセスでは全て公知の機械・装置を用いており、また熱水等も必要としないため、コスト低減を図ることができる。
【００１８】
なお、上述のとおり実施形態１ではバインダーを用いていない。石炭粒子４の粒子径と水分、及び成型体１００の密度を上記の範囲に規定することにより、別途バインダーを添加することなく、低コストで成型体１００の強度を所望の値とすることができるものである。
【００１９】
［実施形態２］
図２は実施形態２における製造工程を示す図である。基本構成は実施形態１と同様であるが、実施形態２では実施形態１における成型工程４０の後段に第２破砕工程５０を設け、さらにその後段に第２成型工程６０を設ける。この第２成型工程６０で得られた第２成型体２００を石炭成型燃料とする点で、実施形態１と異なる。
【００２０】
以降、実施形態１と共通の破砕工程１０、成型工程４０をそれぞれ第１破砕工程１０、第１成型工程４０として区別する。また、第１成型工程４０で得られた成型体１００は第１成型体１００とする。実施形態２における第１成型体１００の密度は、実施形態１における第１成型体１００の密度と比べ低いことが好ましく、見掛密度が１．００ｇ／ｃｍ３〜１．２５ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。圧壊強度は１０〜８００Ｎであることが好ましい。また、第１成型工程４０に用いる石炭粒子４の水分含有量が、５〜２０ｗｔ％であることが好ましく、８〜１８ｗｔ％であることがより好ましく、１０〜１７ｗｔ％であることがさらに好ましい。
【００２１】
第２破砕工程５０では、破砕機により第１成型体１００を破砕し、第１成型体破砕物１１０を得て第２成型工程６０に移行する。破砕機は第１破砕工程１０で用いたものと同様である。なお第１成型体破砕物１１０は、平均径が好ましくは０．１〜１．０ｍｍで、より好ましくは０．１５〜０．９ｍｍ、さらに好ましくは０．２〜０．８ｍｍである。また、第１成型体破砕物１１０の最大粒子径は、後述の第２成型体２００の粒子径の縦横２辺の短いほうの長さ以下であることが好ましい。第１成型体破砕物１１０が前記平均径の範囲および最大粒子径の範囲になるように第２破砕工程５０を調整することで、前記の第２成型体２００の成型時に、ブリケットマシンにおけるロールポケットへの充填率を向上させことができる。この結果として得られる、第２成型体２００は実施形態１の最終製品（石炭成型燃料）である第１成型体１００と比べ優れた品質（圧壊強度および見掛密度）を示す。なお、実施形態２において、第１成型工程４０と第２成型工程６０で使用するロールポケットサイズ（粒子径）のポケットサイズ（粒子径）は同一のものでなくてもよい。
【００２２】
第２成型工程６０では、成型機により第１成型体破砕物１１０を成型して第２成型体２００を得る。第２成型体２００の粒子径は５〜４０ｍｍであるのが好ましい。また第２成型体２００の見掛密度は１．２〜１．４ｇ／ｃｍ３である。また第２成型体２００の重量は０．２〜２０ｇであるのが好ましい。第２成型体２００の水分含有量は５〜２０ｗｔ％、好ましくは８〜１８ｗｔ％、さらに好ましくは１０〜１７ｗｔ％である。
【００２３】
実施形態２では、一度成型した第１成型体１００を第２破砕工程５０で再度破砕し、改めて第２成型工程６０において成型する。
【００２４】
第１成型体１００は第１成型工程４０によって既にある程度密度が高められた状態であり、第１成型体破砕物１１０も同程度の密度を有する。したがって、第１成型体破砕物１１０を再度ブリケットマシンにより成型することで、第１成型体１００よりもさらに密度を向上させた第２成型体２００を得ることが可能となる。
【００２５】
また、粉砕された石炭粒子４の平均粒子径は１０〜６０μｍであり、そのままではブリケットマシン内での流動性が悪く、成型しづらい場合もある。一方、一度成型した第１成型体１００の破砕物１１０であれば、第１成型工程４０によりある程度密度が高められているためブリケットマシン内での流動性が向上しており、第２成型工程６０における成型がスムーズに行われる。これにより、第１成型体１００よりもさらに密度の高い第２成型体２００が得られることとなり、この第２成型体２００を石炭成型燃料とすることによって、貯蔵・運搬時の粉化がさらに低減され、ハンドリング性を向上させた石炭成型燃料を得ることができる。
【００２６】
なお、実施形態１および実施形態２において、最終的に得られる第１成型体１００、第２成型体２００の水分含有量を調整する水分調整工程７０を設けてもよい。水分調整工程７０は、成型後に設けることが好ましい。すなわち、実施形態１において成型工程４０の後が好ましく、実施形態２においては第２成型工程６０の後が好ましい。水分調整工程７０により、製品の発塵および自然発熱を防止することができる。
【００２７】
水分調整工程７０においては、例えば第１成型工程４０（または第２成型工程６０）の後に、ベルトコンベアを配しかつベルトコンベア上部に給水ポンプおよびスプレーノズルで構成される散水設備を配し、ベルトコンベアによって搬送される第１成型体１００（または第２成型体２００）に対し、前記第１成型体１００（または第２成型体２００）の水分が好適範囲になるように散水する方法がある。また、第２成型体２００を山立て（山状に堆積させてパイルを形成）後、給水ポンプおよびスプリンクラによって構成される散水設備によって山立てした第２成型体２００の水分を好適範囲になるように調整する方法であってもよい。
【００２８】
第１成型体１００（または第２成型体２００）の水分調整工程７０後の水分は、好ましくは１０〜３０ｗｔ％であり、より好ましくは１０ｗｔ％以上２５ｗｔ％未満である。なお実施形態２においても、実施形態１と同様にバインダーを添加することなく、低コストで第２成型体２００の強度を所望の値とすることが可能となっている。
【実施例】
【００２９】
［実施例１］
実施例１は実施形態１の製造方法に対応し、第１成型工程４０で得られた成型体１００（以降第１成型体１００）を石炭成型燃料とするものである。ブリケットの製品品質として、圧壊強度および見掛密度を評価した。
【００３０】
（実施例１−１）
原料となる石炭（水分４６ｗｔ％の褐炭）をハンマークラッシャーを用いて平均粒子径１０ｍｍ以下に破砕し（第１破砕工程１０）、スチームチューブドライヤを用いて水分を１３〜１５ｗｔ％の範囲になるように乾燥させた（乾燥工程２０）。さらにボールミルを用いて平均粒子径の異なる石炭粒子４を得た。石炭粒子４の平均粒子径は１８μｍ、２６μｍ、５５μｍの３種である（粉砕工程３０）。この石炭粒子４をブリケットマシンに供給し、バインダーを添加することなく成型を行って第１成型体１００を得た（第１成型工程４０）。得られた第１成型体１００の圧壊強度および見掛密度、水分を測定した。第１成型工程４０におけるローラ支持圧は５ｔ／ｃｍ、２つのローラ同士の間隔は１ｍｍである。
【００３１】
実施例１−１におけるロールポケットサイズは縦３８×横３８×深さ１０ｍｍのピロー形状（第１の形状、図４参照）、ロールポケットの容積は８．０８ｃｍ３である。なお、実施例１−１で使用されるブリケットマシンの２つのローラにおいては、ロールポケットが片方のローラのみに設けられており、もう一方のローラは平面である。したがって、実施例１−１における第１成型体１００は一方の成型面のみにロールポケットの形状が転写され、他方は平面状のままで成型されることとなる。実施例１−１においては、石炭粒子４の平均粒子径を５５μｍ、２６μｍ、１８μｍに変更した例をそれぞれ実施例１−１ａ、１−１ｂ、１−１ｃとして表１−１に示す。また図４ではロールポケットサイズは縦をａ、横をｂ、深さをｃ、ローラ同士の間隔をｄとして示す（図５〜図７においても同様）。
【００３２】
なお、第１成型体１００（実施形態２、３においては第２成型体２００）の水分はＪＩＳ  Ｍ  ８８２０−２０００の「石炭類の全水分測定方法」に基づき測定した。また第１成型体１００の圧壊強度はＪＩＳ  Ｚ  ８８４１−１９９３の「３．１  圧壊強度試験方法」に基づき測定し、見掛密度はＪＩＳ  Ｚ  ８８０７の「８．液中ひょう量法による密度及び比重の測定方法」に基づき測定した。第１破砕工程１０により破砕された石炭の平均粒子径はＪＩＳＭ８８０１−２００４「５．粒度試験方法」に基づき測定し、各篩目開きの通過篩質量百分率を求め、通過篩質量百分率が５０％となる粒子径を平均粒子径とした。粉砕工程３０により粉砕された石炭粒子４の平均粒子径はレーザー回折・散乱法によって得られる粒度分布のメディアン径である。以下の全ての実施例、比較例ともに同様の試験方法により測定を行った。
【００３３】
（実施例１−２）
実施例１−２ではロールポケットサイズを変更するとともに、ブリケットマシンにおける２つのローラそれぞれにロールポケットを設けた。それ以外は実施例１−１と同様である。
【００３４】
実施例１−２におけるロールポケットサイズは縦１８×横２７×深さ４．１５ｍｍのアーモンド形状（第２の形状、図５参照）、ロールポケット１つ当たりの容積は１．０４ｃｍ３である（表１−２）。２つのローラの両方にロールポケットが設けられているため、実施例１−２における第１成型体１００は成型された両面にロールポケットの形状が転写される。実施例１−２においても、石炭粒子４の平均粒子径を５５μｍ、２６μｍ、１８μｍに変更し、それぞれ実施例１−２ａ、１−２ｂ、１−２ｃとして表１−２に示す。
【００３５】
（実施例１−３）
ロールポケットサイズを変更した以外は実施例１−２と同様である。実施例１−３におけるロールポケットサイズは縦１０×横１５×深さ２．６ｍｍのアーモンド形状（第３の形状、図６参照）、ロールポケット１つ当たりの容積は０．２ｃｍ３である（表１−３）。実施例１−３における第１成型体１００も成型された両面にロールポケットの形状が転写される。石炭粒子４の平均粒子径を５５μｍ、２６μｍ、１８μｍに変更し、それぞれ実施例１−３ａ、１−３ｂ、１−３ｃとして表１−３に示す。
【００３６】
（実施例１−４）
実施例１−４においても、ロールポケットサイズを変更した以外は実施例１−２と同様である。実施例１−４におけるロールポケットサイズは縦６×横９×深さ１．５７ｍｍのピロー形状（図７参照）、ロールポケット１つ当たりの容積は０．０３５ｃｍ３である（第４の形状、表１−４）。実施例１−４における第１成型体１００も成型された両面にロールポケットの形状が転写される。石炭粒子４の平均粒子径を５５μｍ、２６μｍ、１８μｍに変更し、それぞれ実施例１−４ａ、１−４ｂ、１−４ｃとして表１−４に示す。
【００３７】
［比較例１−１〜比較例１−４］
ケージミルを用い、石炭粒子４の平均粒子径を２５０μｍとするとともに（粉砕工程３０）、第１成型体１００の水分が１４．４ｗｔ％となるように調整した。それ以外は実施例１−１〜実施例１−４と同様の方法で第１成型体１００を作成し、圧壊強度および見掛密度を測定した（表１−１〜表１−４）。
【００３８】
【表１−１】
2019116628.tif 000003
【００３９】
【表１−２】
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【００４０】
【表１−３】
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【００４１】
【表１−４】
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【００４２】
表１−１〜表１−４で明らかな通り、４種類のロールポケットサイズ全てにおいて、見掛密度、圧壊強度ともに、ボールミルを用いた実施例１−１〜１−４のほうがケージミルを用いた比較例１−１〜１−４よりも良好であった。したがって、実施例１−１〜実施例１−４全てにおいて成型前の石炭粒子４の粒子径を小さくすることによって、バインダーを添加することなく第１成型体１００の強度が確保され、優れた品質の石炭成型燃料（第１成型体１００）が得られることが確認された。
【００４３】
また、実施例１−１ａ〜実施例１−１ｄでは石炭粒子４の平均粒子径を変更しているが、いずれにおいても第１成型体１００の見掛密度、圧壊強度は比較例１−１を上回り、所定の値以上となっている。これは、石炭粒子４の平均粒子径が所定の範囲内（１０〜６０μｍ）で変わっても第１成型体１００の見掛密度、圧壊強度にはそれほど影響を与えないことを示している。実施例１−２ａ〜実施例１−２ｄ、実施例１−３ａ〜実施例１−３ｄ、実施例１−４ａ〜実施例１−４ｄでも同様の結果が得られており、石炭粒子４の平均粒子径が１０〜６０μｍ、好ましくは１５〜５８μｍ、さらに好ましくは１８〜５５μｍの範囲であれば、第１成型体１００の品質が良好となることが確認された。なお、平均径１０μｍ未満に粉砕するには大きな粉砕動力が必要であり、工業プロセスでの製造が困難であることからボールミル粉砕後の平均径は１０μｍ以上が妥当である。
【００４４】
［実施例２］
実施例２は実施形態２の製造方法に対応し、第２成型工程６０で得られた第２成型体２００を石炭成型燃料とするものである。なお、実施例２における第１成型工程４０および第２成型工程６０におけるローラ支持圧は５ｔ／ｃｍ、２つのローラ同士の間隔は１ｍｍである。また、実施例１と同様に実施例２においてもバインダー等を添加せずに成型を行う。
【００４５】
（実施例２−１）
実施例２−１では第１成型体１００を再度粉砕、成型するものである。ただし、実施例２−１における第１成型体１００の見掛密度は実施例１−２の第１成型体１００の見掛密度と比べ低く、好ましくは１．００〜１．２５ｇ／ｃｍ３である。見掛密度の低い第１成型体１００を得る方法としては、ロール上部の押込スクリュの回転数低下、ロール回転数増加、ロール支持圧の低下などの方法があり、これらを複合させても良い。実施例２−１の第１成型工程４０では、ロール回転数を実施例１−２の第１成型工程４０の２倍とすることで、見掛密度１．００〜１．２５ｇ／ｃｍ３の第１成型体１００を得た。得られた第１成型体１００をハンマークラッシャーで平均粒子径０．１〜１．０ｍｍかつ最大粒子径１８ｍｍ以下に再度粉砕（第２破砕工程５０）し、得られた第１成型体破砕物１１０をブリケットマシンで再度成型した（第２成型工程６０）。得られた第２成型体２００につき、圧壊強度および見掛密度、水分を測定した。なお実施例１−２と同様、第２成型工程６０におけるロールポケットのサイズは縦１８×横２７×深さ４．１５ｍｍのアーモンド形状（第２の形状）であり、石炭粒子４の平均粒子径５５μｍ、２６μｍ、１８μｍの例をそれぞれ実施例２−１ａ、２−１ｂ、２−１ｃとして表２−１に示す。併せて、実施例２−１における第１成型体１００の品質と第１成型体破砕物１１０の通過篩質量百分率と平均径を示す。
【００４６】
また、石炭粒子径ごとに成型回数の影響を評価するため、３種の石炭粒子径における１回成型の実施例１−２ａ、実施例１−２ｂおよび実施例１−２ｃを併記した。なお、実施形態１では第１成型体１００を石炭成型燃料とし、実施形態２では第２成型体２００を石炭成型燃料とするものであり、表中にもその旨示す（以下、表２−２、表２−３においても同様）。
【００４７】
（実施例２−２）
実施例２−２では第１成型体１００を再度粉砕、成型する。第１成型工程４０では、ロール回転数を実施例１−３の第１成型工程６０の２倍とすることで、見掛密度１．００〜１．２５ｇ／ｃｍ３の第１成型体１００を得た。第１成型体１００をハンマークラッシャーで平均粒子径０．１〜１．０ｍｍかつ最大粒子径１０ｍｍ以下に再度粉砕、成型して得られた第２成型体２００につき、圧壊強度および見掛密度、水分を測定した。第２成型工程６０におけるロールポケットのサイズは実施例１−３と同様に縦１０×横１５×深さ２．６ｍｍのアーモンド形状（第３の形状）であり、石炭粒子４の平均粒子径５５μｍ、２６μｍ、１８μｍの例をそれぞれ実施例２−２ａ、２−２ｂ、２−２ｃとして表２−２に示す。併せて、実施例２−２における第１成型体１００の品質と第１成型体破砕物１１０の通過篩質量百分率と平均径を示す。また、石炭粒子径ごとに成型回数の影響を評価するため、３種の石炭粒子径における１回成型の実施例１−３ａ、実施例１−３ｂおよび実施例１−３ｃを併記した。
【００４８】
（実施例２−３）
実施例２−３では第１成型体１００を再度粉砕、成型する。第１成型工程４０では、ロール回転数を実施例１−４の第１成型工程６０の２倍とすることで、見掛密度１．００〜１．２５ｇ／ｃｍ３の第１成型体１００を得た。得られた第１成型体１００をハンマークラッシャーで平均粒子径０．１〜１．０ｍｍかつ６ｍｍ以下に再度粉砕、成型して得られた第２成型体２００につき、圧壊強度および見掛密度、水分を測定した。第２成型工程６０におけるロールポケットのサイズは実施例１−４と同様に縦６×横９×深さ１．５７ｍｍのピロー形状（第４の形状）であり、石炭粒子４の平均粒子径５５μｍ、２６μｍ、１８μｍの例をそれぞれ実施例２−３ａ、２−３ｂ、２−３ｃとして表２−３に示す。併せて、実施例２−３における第１成型体１００の品質と第１成型体破砕物１１０の通過篩質量百分率と平均径を示す。また、石炭粒子径ごとに成型回数の影響を評価するため、３種の石炭粒子径における１回成型の実施例１−３ａ、実施例１−３ｂおよび実施例１−３ｃを併記した。
【００４９】
【表２−１】
2019116628.tif 000007
【００５０】
【表２−２】
2019116628.tif 000008
【００５１】
【表２−３】
2019116628.tif 000009
【００５２】
表２−１〜表２−３より、全ての石炭粒子４の平均粒子径において見掛密度、圧壊強度は、２度の成型工程（第１、第２成型工程４０，６０）を経た実施例２−１、２−２、２−３のほうが、１度の成型工程（第１成型工程４０）しか経ていない実施例１―２、１−３、１−４よりも品質が良好であった。したがって石炭成型燃料としては、１度の成型のみで得られる第１成型体１００よりも、２度の成型を行う第２成型体２００のほうが優れた品質を示すことが確認された。
【００５３】
実施例１−１ａ〜実施例１−１ｄで石炭粒子４の平均粒子径を変更した場合と同様に、実施例２−１において石炭粒子４の平均粒子径を変更した場合であっても、第２成型体２００の見掛密度、圧壊強度にはそれほど影響を与えないことが示される（表２−１  実施例２−１ａ〜実施例２−１ｃ参照）。実施例２−２ａ〜実施例２−２ｃ、実施例２−３ａ〜実施例２−３ｃにおいても同様であり、石炭粒子４の平均粒子径が１０〜６０μｍ、好ましくは１５〜５８μｍ、さらに好ましくは１８〜５５μｍの範囲であれば、第２成型体２００の品質が良好となることが確認された。
【００５４】
（実施例２−４〜実施例２−８）
第２成型体２００の水分を変更した以外は、実施例２−１ｂと同様の方法で第２成型体２００を製造し、圧壊強度および見掛密度を測定した（表３）。
【００５５】
（比較例２−１，２−２）
同様に、第２成型体２００の水分を変更した以外は実施例２−１ｂと同様の方法で第２成型体２００を製造した（表３）。
【００５６】
【表３】
2019116628.tif 000010
【００５７】
図３は表３における第２成型体２００の水分−圧壊強度−見掛密度の相関を示す図である。表３および図３に示されるとおり、実施例２−４〜実施例２−８は第２成型体２００の水分が５〜２０ｗｔ％の範囲内であり、第２成型体２００の水分がこの範囲外となる比較例２−１、２−２と比べ、製品の圧壊強度と見掛密度が高くなる。
【００５８】
［実施例３］
図８は実施例３において水分調整済製品３００を作製するプロセスフローである。実施例３では発塵及び発熱抑制のために第２成型体２００に水分を加え、石炭成型燃料とするものである。また実施例３においてもバインダーを用いることなく成型を行う。基本的には実施例２−３ｂと同様であるが、水分３８ｗｔ％の褐炭（実施例１−１で用いたものとは異なる）を原料として第２成型体２００を作製した。さらに、実施例３では第２成型体２００に水分を加える水分調整工程７０を追加し、水分調整済製品３００を作製している。水分調整は、ベルトコンベア上部に給水ポンプおよびスプレーノズルで構成される散水設備を配し、ベルトコンベアによって搬送される第２成型体２００に対し、散水する方法で実施した。用いた褐炭および得られた水分調整済製品３００の性状を表４に示す。表４中、ＡＲは到着ベース、ＡＤは気乾ベースである（ＪＩＳ  Ｍ８８１０）。またＤＢは無水ベースを示し、ＧＡＲ、ＧＡＤ、ＤＡＦはそれぞれ到着ベース高位発熱量、気乾ベース高位発熱量、無水無灰ベース高位発熱量を示す（ＪＩＳ  Ｍ８８１０）。
【００５９】
【表４】
2019116628.tif 000011
【００６０】
なお図８の各工程１０〜７０上の数値は、各工程１０〜７０における入口水分、出口水分を示す。さらに、各工程１０〜７０の工程間に示されるＣ１〜Ｃ７は、各工程間での石炭の性状及び量を示す（表５参照）。すなわち、Ｃ１では乾燥前の原料褐炭１（全水分３８．０％）が２１５ｔ／ｈ供給され、Ｃ７では水分調整工程７０で加水された水分調整済製品３００（全水分１８．０％）が１６３ｔ／ｈ得られることを示す。水分調整済製品３００の圧壊強度および見掛密度を、水分調整前の実施例２−３ｂの結果とともに表６に示す。
【００６１】
【表５】
2019116628.tif 000012
【００６２】
【表６】
2019116628.tif 000013
【００６３】
実施例３においては第２成型体２００に水分を添加して水分調整済製品３００を得、この水分調整済製品３００を石炭成型燃料としている。この水分調整済製品３００においては、水分添加により発塵、発熱を抑制しつつ実施例１，２と同等の圧壊強度及び発熱量が得られることが確認された（表６参照）。なお実施例３では実施例２−３ｂの第２成型体２００に水分を添加したが、実施例２の他の第２成型体２００に水分を添加してもよいし、実施例１の第１成型体１００に水分を添加してもよい。
【００６４】
以上のとおり、本発明においてはバインダー等を添加することなく所望の強度を有する第１成型体１００、第２成型体２００が得られることが確認された。よって、コストアップ要因となるバインダー等の添加物を使用することなく、強度が確保されハンドリング性に優れた石炭成型燃料を低コストで得ることが出来る。
【符号の説明】
【００６５】
１  石炭
２  破砕済みの石炭
３  乾燥済みの石炭
４  石炭粒子
１０  第１破砕工程
２０  乾燥工程
３０  粉砕工程
４０  第１成型工程
５０  第２破砕工程
６０  第２成型工程
１００  第１成型体
１１０  第１成型体破砕物
２００  第２成型体
３００  水分調整済製品
【図１】
2019116628.tif 000014
【図２】
2019116628.tif 000015
【図３】
2019116628.tif 000016
【図４】
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【図５】
2019116628.tif 000018
【図６】
2019116628.tif 000019
【図７】
2019116628.tif 000020
【図８】
2019116628.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月26日(2019.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭を破砕した後に乾燥、粉砕して石炭粒子を得るとともに、この石炭粒子を成型して得られた成型体としての石炭成型燃料であって、
前記石炭粒子は、平均粒子径１０〜６０μｍであり、
前記成型体は、水分含有量が５〜２０ｗｔ％であり、
前記成型が１５０℃以上の加熱条件下で行われないこと
を特徴とする石炭成型燃料。
【請求項２】
請求項１に記載の石炭成型燃料において、
前記成型体は、水分含有量が８．７〜２０ｗｔ％であること
を特徴とする石炭成型燃料。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の石炭成型燃料において、
前記成型体は、圧壊強度が１６０Ｎ以上であること
を特徴とする石炭成型燃料。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の石炭成型燃料において、
前記成型体は、縦横高さの最大値が４０ｍｍ以下であること
を特徴とする石炭成型燃料。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の石炭成型燃料において、
前記成型体をさらに破砕し、再度成型した第２成型体を石炭成型燃料とし、
前記再度の成型が１５０℃以上の加熱条件下で行われないこと
を特徴とする石炭成型燃料。
【請求項６】
石炭を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程で破砕された石炭を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程で乾燥された石炭を粉砕し、平均粒子径１０〜６０μｍの石炭粒子を得る粉砕工程と、
水分含有量が５〜２０ｗｔ％の前記石炭粒子を成型し、燃料としての成型体を得る成型工程と
を有し、
前記成型工程において、１５０℃以上の加熱を行わないこと
を特徴とする石炭成型燃料の製造方法。
【請求項７】
石炭を破砕する第１破砕工程と、
前記第１破砕工程で破砕された石炭を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程で乾燥された石炭を粉砕し、平均粒子径１０〜６０μｍの石炭粒子を得る粉砕工程と、
水分含有量が５〜２０ｗｔ％の前記石炭粒子を成型し、第１成型体を得る第１成型工程と、
前記第１成型体を破砕して成型体破砕物を生成する第２破砕工程と、
前記成型体破砕物を再度成型して、第２成型体を生成する第２成型工程と、を有し、
前記第１成型工程および第２成型工程において、１５０℃以上の加熱を行わないこと
を特徴とする石炭成型燃料の製造方法。