(57)【要約】【課題】夏場に散水装置を定常的に稼働せずに、また、乾燥設備の操業条件を変えずに、石炭貯留設備に搬送し貯留する石炭の石炭温度を管理温度以下にし、自然発火のリスクを低減するとともに、石炭貯留設備に搬送し貯留する石炭の水分量を適正範囲内に維持する。【解決手段】石炭貯留槽に搬送し貯留する石炭の石炭温度を管理する方法において、（ｉ）乾燥設備で乾燥し、石炭貯留槽へ搬送する乾燥石炭に、常温の石炭を混合して搬送し、（ii）石炭貯留槽に貯留する石炭の石炭温度を管理温度以下に下げて管理することを特徴とする石炭の温度管理方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭貯留槽に搬送し貯留する石炭の石炭温度を管理する方法において、
（ｉ）乾燥設備で乾燥し、石炭貯留槽へ搬送する乾燥石炭に、常温の石炭を混合して搬送し、
（ii）石炭貯留槽に貯留する石炭の石炭温度を管理温度以下に下げて管理する
ことを特徴とする石炭の温度管理方法。
【請求項２】
前記常温の石炭を、乾燥直後の乾燥石炭に混合することを特徴とする請求項１に記載の石炭の温度管理方法。
【請求項３】
前記常温の石炭が、乾燥設備に搬送する石炭の一部を分岐し、乾燥設備を迂回させた石炭であることを特徴とする請求項１又は２に記載の石炭の温度管理方法。
【請求項４】
前記常温の石炭が、乾燥設備に搬送する石炭の一部を分岐し、乾燥設備を迂回させた石炭に、別の常温の石炭を混合した石炭であることを特徴とする請求項１又は２に記載の石炭の温度管理方法。
【請求項５】
前記常温の石炭が、乾燥設備に搬送する石炭とは別の石炭であることを特徴とする請求項１又は２に記載の石炭の温度管理方法。
【請求項６】
前記常温の石炭が、乾燥石炭の一部を分岐させ、常温まで冷却した石炭であることを特徴とする請求項１又は２に記載の石炭の温度管理方法。
【請求項７】
前記管理温度が６０℃であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の石炭の温度管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥設備で乾燥し、石炭貯留槽へ搬送し貯留する乾燥石炭の石炭温度を適切に管理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、石炭が、多量に長期間、堆積又は貯留していると、自然発火する場合があるので、石炭の自然発火を予測又は防止する技術が、これまで多く提案されている（例えば、特許文献１〜５、参照）。
【０００３】
石炭をコークス炉に装入して高炉用コークスを製造する工程においては、コークス品質及び生産性の向上のため、石炭を乾燥して付着水分を、例えば８％以下程度に低減し、乾燥した石炭（乾燥石炭）を、コークス炉前で、一旦、石炭貯留槽に貯留するが、石炭貯留槽において、自然発火のリスクは回避できない。
【０００４】
図１に、従来のコークス製造工程の一態様を模式的に示す。石炭は、石炭ホッパー（図示なし）から乾燥設備１（例えば、石炭を温風で流動させて乾燥する流動層乾燥設備［特許文献６、参照］）に供給して乾燥する。
【０００５】
乾燥された石炭（乾燥石炭）は、ベルトコンベア２で、石炭貯留槽３に搬送されて貯留され、石炭貯留槽３からコークス炉４へ適宜装入される。コークス炉４で製造されたコークスは、消火設備（図示なし）で冷却されて、高炉（図示なし）へ搬送される。
【０００６】
通常、石炭貯留槽３に貯留する乾燥石炭の自然発火を防止するため、石炭貯留槽３に貯留される乾燥石炭の石炭温度が管理温度（例えば、６０℃）以下となるように、乾燥設備１から排出される乾燥石炭の石炭温度を、コンベア２の乾燥設備１側上部に配置した放射温度計５で測定して管理する。
【０００７】
乾燥設備１からコンベア２に排出される乾燥石炭の石炭温度は、搬送中に低下するが、低下しても、石炭貯留槽３に貯留される乾燥石炭の石炭温度が管理温度（例えば、６０℃）を超えそうな場合、コンベア２の乾燥設備１側上部に備えた散水装置６で乾燥石炭を冷却する。
【０００８】
さらに、石炭貯留槽３において、貯留した乾燥石炭（貯留石炭）の温度を槽内温度計７で測定し、石炭温度が上昇して管理温度を超える場合、石炭貯留槽３内に備えた散水装置８で貯留石炭を冷却する。
【０００９】
近年、コークス製造における防災意識が高まっている中で、石炭の自然発火防止の観点から、コンベア２で搬送し、石炭貯留槽３に貯留する石炭の石炭温度をより適切に管理する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭５８−０２６７２３号公報
【特許文献２】特開平０８−０６７３１５号公報
【特許文献３】特開平０８−０８４７８２号公報
【特許文献４】特開２０１５−１３２５７５号公報
【特許文献５】特開２０１７−０９０２８６号公報
【特許文献６】特開２００１−０５５５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
コークス製造用の石炭として低品位炭を使用する場合、自然発火の防止のため、石炭貯留槽に貯留する石炭の石炭温度を適切に管理する必要があるが、従来技術には、下記の課題がある。
【００１２】
(a)石炭貯留槽に貯留する石炭の石炭温度には管理温度が設定されているが、夏場など外気温が高く、石炭温度が低下し難い時など、石炭温度が定常的に管理温度を超える場合、散水装置を稼働して、石炭を継続的に冷却する必要があり、石炭貯留槽に貯留する石炭の水分管理が困難となる。
【００１３】
(b)乾燥設備で乾燥された石炭の石炭温度は、乾燥設備の操業条件である程度定まるので、上記石炭温度を制御することが困難である。
【００１４】
そこで、本発明は、上記課題を踏まえ、夏場など外気温が高く、石炭温度が低下し難い場合にも、散水装置を定常的に稼働せずに、また、乾燥設備の操業条件を変えずに、石炭貯留設備に搬送し貯留する石炭の石炭温度を管理温度以下にし、自然発火のリスクを低減するとともに、石炭貯留設備に搬送し貯留する石炭の水分量を適正範囲内に維持することを課題とし、該課題を解決する石炭の温度管理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】
【００１５】
本発明者らは、上記課題を解決する手法について鋭意検討した。その結果、乾燥設備で乾燥し、石炭貯留槽へ搬送する石炭に、常温の石炭を、所要量混合して搬送すれば、石炭貯留槽に貯留する石炭の石炭温度を適切に調整し管理することができ、石炭貯留槽での石炭の自然発火のリスクを大幅に低減できるとともに、石炭貯留設備に貯留する石炭の水分量を適正範囲内に維持できることを見いだした。この点については後述する。
【００１６】
また、その結果、石炭貯留槽までの搬送路に、散水冷却装置を新たに配置する必要がなく、また、既設の散水装置を頻繁に稼働する必要がなく、貯留する石炭の石炭温度及び水分量を適正範囲に維持することができるので、コークス炉操業が安定化することを見いだした。この点についても後述する。
【００１７】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１８】
（１）石炭貯留槽に搬送し貯留する石炭の石炭温度を管理する方法において、
（ｉ）乾燥設備で乾燥し、石炭貯留槽へ搬送する乾燥石炭に、常温の石炭を混合して搬送し、
（ii）石炭貯留槽に貯留する石炭の石炭温度を管理温度以下に下げて管理する
ことを特徴とする石炭の温度管理方法。
【００１９】
（２）前記常温の石炭を、乾燥直後の乾燥石炭に混合することを特徴とする前記（１）に記載の石炭の温度管理方法。
【００２０】
（３）前記常温の石炭が、乾燥設備に搬送する石炭の一部を分岐し、乾燥設備を迂回させた石炭であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の石炭の温度管理方法。
【００２１】
（４）前記常温の石炭が、乾燥設備に搬送する石炭の一部を分岐し、乾燥設備を迂回させた石炭に、別の常温の石炭を混合した石炭であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の石炭の温度管理方法。
【００２２】
（５）前記常温の石炭が、乾燥設備に搬送する石炭とは別の石炭であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の石炭の温度管理方法。
【００２３】
（６）前記常温の石炭が、乾燥石炭の一部を分岐させ、常温まで冷却した石炭であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の石炭の温度管理方法。
【００２４】
（７）前記管理温度が６０℃であることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の石炭の温度管理方法。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、夏場など外気温が高く、石炭温度が低下し難い場合にも、散水冷却装置を定常的に稼働せずに、また、乾燥設備の操業条件を変更することなく、石炭貯留設備に搬送し貯留する石炭の石炭温度を適切に管理して、自然発火のリスクを低減することができるとともに、石炭貯留設備に搬送し貯留する石炭の水分量を適正範囲内に維持することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、貯留する石炭の石炭温度及び水分量を適正範囲に維持することで、コークス炉操業を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のコークス製造工程を模式的に示す図である。
【図２】本発明を適用したコークス製造工程を模式的に示す図である。
【図３】本発明を適用した別のコークス製造工程を模式的に示す図である。
【図４】本発明を適用した、さらに別のコークス製造工程を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の石炭の温度管理方法（以下「本発明管理方法」ということがある。）は、
石炭貯留槽に搬送し貯留する石炭の石炭温度を管理する方法において、
（ｉ）乾燥設備で乾燥し、石炭貯留槽へ搬送する乾燥石炭に、常温の石炭を混合して搬送し、
（ii）石炭貯留槽に貯留する石炭の石炭温度を管理温度以下に下げて管理する
ことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明管理方法は、前記常温の石炭を、乾燥直後の乾燥石炭に混合することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明管理方法は、前記常温の石炭が、（a）乾燥設備に搬送する石炭の一部を分岐し、乾燥設備を迂回させた石炭、（b）乾燥設備に搬送する石炭の一部を分岐し、乾燥設備を迂回させた石炭に、別の常温の石炭を混合した石炭、（c）乾燥設備に搬送する石炭とは別の石炭、又は、（d）乾燥石炭を、一部、分岐させ、常温まで冷却した石炭であることを特徴とし、さらに、前記管理温度が６０℃であることを特徴とする。
【００３１】
以下、本発明管理方法について、図面に基づいて説明する。
【００３２】
図２に、本発明管理方法を適用したコークス製造工程を模式的に示す。図２に示すコークス製造工程は、基本的には、図１に示す従来のコークス製造工程と同じであるが、乾燥設備１への石炭の搬送態様と、乾燥設備１で乾燥した石炭（以下「乾燥石炭」ということがある。）の搬送態様が相違する。
【００３３】
常温の石炭（以下「常温石炭」ということがある。）を、石炭ホッパー（図示なし）から乾燥設備１に搬送して乾燥する（例えば、水分１０〜１２％を６〜８％に低減する）が、その際、常温石炭の一部を分岐路Ｘに分岐し、乾燥設備１を迂回して搬送し、乾燥設備１で乾燥した乾燥石炭（石炭温度：７０〜８０℃）に混合する。常温石炭は、乾燥石炭に何処で混合してもよいが、乾燥直後の乾燥石炭に混合するのが好ましい。
【００３４】
従来技術では、乾燥石炭を石炭貯留槽に貯留する時の石炭温度が管理温度（例えば、６０℃）を超えそうな場合、搬送途中、散水装置を稼働して乾燥石炭を冷却し、石炭貯留槽に貯留する時の石炭温度を低下させる（図１「６」、参照）が、搬送中、乾燥石炭の水分量が局所的に上昇するし、また、散水態様によっては水分の増加量が不明確となり、石炭貯留槽に貯留する石炭の水分量を適正に維持することが困難になる。
【００３５】
また、石炭貯留槽内の石炭の石炭温度が管理温度を超える場合、石炭貯留槽内の散水装置を稼働して石炭を冷却する（図１「８」、参照）が、やはり、水分の増加量が不明確となり、石炭貯留槽に貯留する石炭の水分量を適正に維持することが困難になる。
【００３６】
本発明管理方法では、分岐路で搬送した常温石炭（乾燥設備に搬送する石炭の一部）を、乾燥石炭（石炭温度：７０〜９０℃）に混合するので、乾燥石炭の石炭温度を確実に下げることができる。
【００３７】
乾燥石炭の石炭温度の低下量は、分岐して乾燥石炭に混合する常温石炭の量に依るが、該常温石炭の量は、乾燥石炭の石炭温度と水分量の関係、及び、常温石炭を混合した後の石炭（以下「混合石炭」ということがある。）の石炭温度と水分量の関係、さらには、分岐路Ｘの搬送能力などを考慮して、適宜設定する。
【００３８】
本発明管理方法においても、放射温度計５で、混合石炭の石炭温度を常に管理し、石炭温度が、恒常的に閾値を超え、混合石炭を石炭貯留槽３に貯留する時の石炭温度が管理温度を超えそうな場合には、乾燥石炭に混合する常温石炭の量を増加して、乾燥石炭を冷却する。上記閾値は、乾燥石炭の石炭温度と水分量の関係や、石炭貯留槽までの搬送距離と搬送時間などを考慮して設定する。
【００３９】
また、混合する常温石炭の量が局所的に不足して、測定した石炭温度が、一時的に閾値を超え、混合石炭を石炭貯留槽３に貯留する時の石炭温度が管理温度を超えそうな場合には、散水装置６を適宜稼働して、常温石炭の量が不足して高温状態にある混合石炭を冷却する。
【００４０】
図３に、本発明管理方法を適用した別のコークス製造工程を模式的に示す。図３に示すコークス製造工程は、基本的には、図２に示すコークス製造工程と同じであるが、分岐路Ｘに、別の常温の石炭Ａを、石炭ホッパー（図示なし）から供給路Ｘ’を経て供給することができる点で相違する。
【００４１】
このように、分岐路Ｘに接続して供給路Ｘ’を設けることにより、石炭Ａの供給量で、乾燥石炭に混合する常温石炭の量を調整することができるし、また、乾燥石炭に混合する常温石炭の全量を石炭Ａで代替してもよいので、混合石炭の石炭温度の調整・管理を適切に行うことができる。
【００４２】
図４に、本発明管理方法を適用した、さらに別のコークス製造工程を模式的に示す。図４に示すコークス製造工程は、図２及び図３に示すコークス製造工程と異なり、乾燥石炭の一部を、分岐路Ｘaで分岐し、別に設けた石炭冷却床や、石炭貯留槽で常温まで冷却し、供給路Ｘbから乾燥石炭に混合する。
【００４３】
この混合方法によれば、乾燥炭と、乾燥後冷却した常温石炭を混合するので、混合石炭の水分量を、常時、適正範囲内に維持することができる。
【００４４】
ここで、乾燥石炭に常温石炭を混合した場合において、常温石炭の混合量と、石炭温度の低下量との関係について説明する。
【００４５】
乾燥石炭に、常温石炭をｘ（質量％）混合するとして、乾燥設備に、“（１００−ｘ）（質量％）”の石炭を装入して乾燥する。即ち、“（１００−ｘ）（質量％）”の乾燥炭に、ｘ（質量％）の常温石炭を混合する。
【００４６】
乾燥設備で乾燥する常温石炭の量を（１００−ｘ）（質量％）、石炭温度をＴi（℃）とし、乾燥石炭の石炭温度をＴo（℃）とし、乾燥石炭に混合する常温石炭の量をｘ（質量％）とする。
【００４７】
熱量保存の関係によれば、
（乾燥設備を出た後の乾燥石炭が保有する総熱量）
＋（乾燥石炭に混合する常温石炭が保有する総熱量）＝（混合石炭が保有する総熱量）
であるから（常温石炭の水分蒸発は考慮しないものとする。）、
乾燥石炭（１００−ｘ）に常温石炭（ｘ）を混合し、乾燥石炭の石炭温度Ｔo（℃）がｄＴ（℃）低下する（即ち、混合石炭の石炭温度：（Ｔo−ｄＴ））とすれば、下記式が成立する。
【００４８】
Ｔo×（１００−ｘ）＋Ｔi×ｘ＝（Ｔo−ｄＴ）×１００
ｄＴ＝（Ｔo−Ｔi）×ｘ／１００
Ｔo：乾燥石炭の石炭温度（℃）
Ｔi：常温石炭の石炭温度（℃）
ｘ  ：常温石炭の混合量（質量％）
【００４９】
乾燥炭に混合する常温石炭の混合量：ｘ（質量％）を調整することにより、混合石炭の石炭温度（乾燥石炭の石炭温度Ｔo−石炭温度の低下量ｄＴ）を、適宜、閾値以下に調整することができ、その結果、石炭貯留槽に貯留する石炭の石炭温度を、管理温度以下の温度に維持することができる。
【００５０】
乾燥前の常温石炭は、所要量の水分を含んでいるので、乾燥前の常温石炭を混合した混合石炭の水分量は、乾燥石炭の乾燥度（＝乾燥前の水分量−乾燥後の水分量）をｙとすると、ｙ・ｘ／１００量、乾燥石炭の水分量より増加するが、増加分は、乾燥石炭の水分量を下げることで相殺することもできる。
【００５１】
乾燥石炭と混合する常温石炭の量ｘ（質量％）は、前述したように、乾燥石炭の石炭温度と水分量の関係、及び、常温石炭を混合した混合石炭の石炭温度と水分量の関係、さらには、分岐路Ｘの搬送能力などを考慮して、適宜設定するが、操業実績によれば、ｘは１０〜２５（質量％）が好ましい。
【００５２】
図２〜図４に示すように、混合石炭は、コンベア２で、石炭貯留槽３に搬送されて貯留され、石炭貯留槽３からコークス炉４へ適宜装入される。コークス炉４で製造されたコークスは、消火設備（図示なし）で冷却されて、高炉（図示なし）へ搬送される。
【００５３】
通常、石炭貯留槽３に貯留する乾燥石炭の自然発火を防止するため、石炭貯留槽３に貯留する石炭の石炭温度が管理温度（例えば、６０℃）以下となるように、乾燥石炭の石炭温度を、コンベア２の乾燥設備１側上部に配置した放射温度計５で測定して管理する。
【００５４】
乾燥石炭の石炭温度は、搬送中に低下するが、低下しても、石炭貯留槽３に貯留する乾燥石炭の石炭温度が管理温度（例えば、６０℃）を超えそうな場合、コンベア２の乾燥設備１側上部に配置した散水装置６で乾燥石炭を冷却する。
【００５５】
また、石炭貯留槽３において、貯留した乾燥石炭（貯留石炭）の温度を槽内温度計７で測定し、石炭温度が上昇して管理温度を超える場合、石炭貯留槽３内に配置した散水装置８を稼働して貯留石炭を冷却するが、水分量が増加すると、石炭が、石炭貯留槽の内壁に付着したり、スラッジ化して、石炭貯留槽の切出ゲートから漏出したりして、コークス炉操業を妨げる。
【００５６】
さらに、例えば、散水装置で、１０Ｌ／min／ｍ2×２０分の散水を行うと、石炭貯留槽３内の１千ｔに近い石炭の水分値が上昇し、コークス品質に大きく影響するので、散水は、極力避ける必要がある。
【００５７】
近年、コークス製造における防災意識が高まっている中で、石炭の自然発火防止の観点から、コンベア２で搬送し、石炭貯留槽３に貯留する石炭の石炭温度をより厳格に管理する必要がある。
【００５８】
本発明管理方法によれば、前述したように、（a）乾燥設備に搬送する石炭の一部を分岐し、乾燥設備を迂回させた石炭、（b）乾燥設備に搬送する石炭の一部を分岐し、乾燥設備を迂回させた石炭に、別の常温の石炭を混合した石炭、（c）乾燥設備に搬送する石炭とは別の石炭、又は、（d）乾燥石炭を、一部、分岐し、常温まで冷却した石炭を、乾燥石炭（石炭温度：７０〜８０℃）に混合して、乾燥石炭の石炭温度を確実に下げることができるので、石炭貯留槽までの搬送路に、散水装置を新たに配置する必要がなく、また、既設の散水装置を頻繁に稼働する必要がなく、石炭貯留槽に貯留する石炭の石炭温度及び水分量を適正範囲に維持することができ、その結果、コークス炉操業が安定化する。
【実施例】
【００５９】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００６０】
（実施例１）
図２に示すコークス製造工程にて、石炭を乾燥し、石炭貯留槽に搬送し貯留した。石炭ホッパーから、水分量（１１．７±０．２）％、石炭温度（１８±２）℃の石炭を（４５０±１）ｔ／ｈで切り出し、（３８０±１）ｔ／ｈを乾燥設備で乾燥し、（７０±０．５）ｔ／ｈ（約１５．６％）を分岐路に分岐した。
【００６１】
分岐した石炭（石炭温度（１８±２）℃）を、乾燥設備を出た直後の石炭温度（７７±３）℃の乾燥石炭に混合した。混合した石炭を石炭貯留槽に貯留する時の石炭温度は、石炭を分岐せず、全量を乾燥して石炭貯留槽に貯留する時の石炭温度６０℃（＝管理温度）より約１０℃低い、（５０±２）℃であった。
【００６２】
分岐した石炭（石炭温度（１８±２）℃）を、乾燥設備を出た直後の石炭温度（７７±３）℃の乾燥石炭に混合したときの、乾燥石炭の石炭温度の低下量は、ｄＴ＝（Ｔo−Ｔi）×ｘ／１００  から推定することができ、この推定温度低下量ｄＴは、９．２℃（＝（７７−１８）・１５．６／１００）であり、混合石炭を石炭貯留槽に貯留する時の石炭温度の低下量の約１０℃と見合う温度である。
【００６３】
乾燥石炭の水分量は（８．２±０．１）％で、水分量（１１．７±０．２）％の常温石炭の混合により、（８．３±０．１）％に上昇したが、この水分量は、適正水分量の範囲内である。
【００６４】
このことから、本発明管理方法が、石炭貯留槽における自然発火の防止、及び、貯留石炭における適正水分量の維持に有効に機能していることが解る。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
前述したように、本発明によれば、夏場など外気温が高く、石炭温度が低下し難い場合にも、散水冷却装置を定常的に稼働せずに、また、乾燥設備の操業条件を変更することなく、石炭貯留設備に搬送し貯留する石炭の石炭温度を適切に管理して、自然発火のリスクを低減することができるとともに、石炭貯留設備に搬送し貯留する石炭の水分量を適正範囲内に維持することができる。
【００６６】
また、本発明によれば、石炭貯留槽までの搬送路に、散水装置を新たに配置する必要がなく、また、既設の散水装置を頻繁に稼働する必要がなく、貯留する石炭の石炭温度及び水分量を適正範囲に維持することができるので、コークス炉操業が安定化する。よって、本発明は、鉄鋼産業において利用可能性が高いものである。
【符号の説明】
【００６７】
１    乾燥設備
２    ベルトコンベア
３    石炭貯留槽
４    コークス炉
５    放射温度計
６、８    散水装置
７    槽内温度計
Ｘ    分岐路
Ｘ’    供給路
Ｘａ    分岐路
Ｘｂ    供給路
【図１】
2019163415.tif 000003
【図２】
2019163415.tif 000004
【図３】
2019163415.tif 000005
【図４】
2019163415.tif 000006