(57)【要約】【課題】発熱量を高めると共に、水銀含有量をさらに低減した石炭を得ることができる改質石炭の製造方法を提供することにある。【解決手段】石炭である低質炭１を乾燥させて乾燥炭２を得る乾燥工程Ｓ１と、乾燥工程Ｓ１で得られた乾燥炭２から灰分６を乾式脱灰手段により除去して脱灰乾燥炭３を得る乾式脱灰工程Ｓ２と、乾式脱灰工程Ｓ２で得られた脱灰乾燥炭３を乾留して脱灰乾留炭４を得る乾留工程Ｓ３とを行うようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭を乾燥させて乾燥炭を得る乾燥工程と、
前記乾燥工程で得られた前記乾燥炭から灰分を除去して脱灰乾燥炭を得る乾式脱灰工程と、
前記乾式脱灰工程で得られた前記脱灰乾燥炭を乾留して脱灰乾留炭を得る乾留工程と
を行う
ことを特徴とする改質石炭の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された改質石炭の製造方法であって、
前記乾式脱灰工程で得られた前記脱灰乾燥炭の一部を分取する分取工程と、
前記分取工程で分取された前記脱灰乾燥炭と、前記乾留工程で得られた前記脱灰乾留炭とを混合して混合炭を得る混合工程と
をさらに行う
ことを特徴とする改質石炭の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された改質石炭の製造方法であって、
前記乾式脱灰工程は、前記乾燥炭を粉砕する粉砕機と、前記粉砕機により粉砕された前記乾燥炭を磁気により前記灰分を分離して除去する磁気分離装置とを用いて行う
ことを特徴とする改質石炭の製造方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載された改質石炭の製造方法であって、
前記乾式脱灰工程は、前記乾燥炭を気流により前記灰分を分離して除去する気流分離装置を用いて行う
ことを特徴とする改質石炭の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか一項に記載された改質石炭の製造方法であって、
前記石炭が、低品位石炭である
ことを特徴とする改質石炭の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改質石炭の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
褐炭や亜瀝青炭などのような水分含有量の多い低品位石炭（低質炭）は、単位重量当たりの発熱量が低いため、加熱されることにより、乾燥や乾留されると共に、低酸素雰囲気中で表面活性を低下させるように改質されることにより、自然発火を防止されつつ単位重量当たりの発熱量を高めた改質石炭としている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
また、上述したような乾留を伴う石炭改質プロセスでは、乾留での加熱操作によって水銀を除去できることが知られている（例えば、下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３７９３７号公報
【特許文献２】米国特許第５４０３３６５号明細書
【特許文献３】米国特許第８３９４２４０号明細書
【特許文献４】米国特許第７５４０３８４号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】R.Weinstein and R.Snoby, "Advances in dry jigging improves coal quality", p.29-p.34, Mining Engineering, January 2007
【非特許文献２】William H.Pollock et al., "Lowering Costs with Dry Coal Cleaning Technology to Meet New Environmental Requirements", p.1-p.13 , Presented at the 10th Anniversary CoalGen Conference, Pittsburgh, PA, August 10, 2010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した石炭改質プロセスでは、乾留により原炭中の水銀を除去してなる改質炭を得ることができるものの、水銀含有量をさらに低減した石炭を得ることが望まれていた。
【０００７】
このようなことから、本発明は、前述した課題を解決するために為されたものであって、発熱量を高めると共に、水銀含有量をさらに低減した石炭を得ることができる改質石炭の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決する第一番目の発明に係る改質石炭の製造方法は、
石炭を乾燥させて乾燥炭を得る乾燥工程と、
前記乾燥工程で得られた前記乾燥炭から灰分を除去して脱灰乾燥炭を得る乾式脱灰工程と、
前記乾式脱灰工程で得られた前記脱灰乾燥炭を乾留して脱灰乾留炭を得る乾留工程と
を行う
ことを特徴とする。
【０００９】
上述した課題を解決する第二番目の発明に係る改質石炭の製造方法は、前述した第一番目の発明に係る改質石炭の製造方法であって、
前記乾式脱灰工程で得られた前記脱灰乾燥炭の一部を分取する分取工程と、
前記分取工程で分取された前記脱灰乾燥炭と、前記乾留工程で得られた前記脱灰乾留炭とを混合して混合炭を得る混合工程と
をさらに行う
ことを特徴とする。
【００１０】
上述した課題を解決する第三番目の発明に係る改質石炭の製造方法は、前述した第一番目または第二番目の発明に係る改質石炭の製造方法であって、
前記乾式脱灰工程は、前記乾燥炭を粉砕する粉砕機と、前記粉砕機により粉砕された前記乾燥炭を磁気により前記灰分を分離して除去する磁気分離装置とを用いて行う
ことを特徴とする。
【００１１】
上述した課題を解決する第四番目の発明に係る改質石炭の製造方法は、前述した第一番目または第二番目の発明に係る改質石炭の製造方法であって、
前記乾式脱灰工程は、前記乾燥炭を気流により前記灰分を分離して除去する気流分離装置を用いて行う
ことを特徴とする。
【００１２】
上述した課題を解決する第五番目の発明に係る改質石炭の製造方法は、前述した第一番目から第四番目の何れか一つの発明に係る改質石炭の製造方法であって、
前記石炭が、低品位石炭である
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る改質石炭の製造方法によれば、石炭を乾燥し乾式脱灰した後に乾留することから発熱量を高めることができる。さらに、乾燥炭を乾留する前に乾式脱灰により乾燥炭から灰分を除去することで、当該灰分と共に、当該乾燥炭中の水銀を除去することができ、乾燥炭を乾留して得られる乾留炭よりも、前記脱灰乾留炭の水銀含有量を少ないものとすることができる。つまり、発熱量を高めると共に、水銀含有量をさらに低減した石炭を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る改質石炭の製造方法の第一番目の実施形態の手順フロー図である。
【図２】本発明に係る改質石炭の製造方法の第二番目の実施形態の手順フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る改質石炭の製造方法の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１６】
［第一番目の実施形態］
本発明に係る改質石炭の製造方法の第一番目の実施形態を図１に基づいて説明する。
【００１７】
本実施形態に係る改質石炭の製造方法は、図１に示すように、低品位石炭（低質炭）１を乾燥させて乾燥炭２を得る乾燥工程Ｓ１と、乾燥工程Ｓ１で得られた乾燥炭２を乾式脱灰装置により乾式脱灰して脱灰乾燥炭３を得る乾式脱灰工程Ｓ２と、乾式脱灰工程Ｓ２で得られた脱灰乾燥炭３を乾留して脱灰乾留炭４を得る乾留工程Ｓ３とを行うものである。
【００１８】
前記低質炭１は、褐炭や亜瀝青炭などのような水分含有量の多い（６０〜７０％）石炭であり、埋蔵量が多いものの、単位重量当たりの発熱量が低く、輸送効率が悪いものである。
【００１９】
前記乾燥工程Ｓ１は、前記低質炭１から水５を除去する工程であり、例えば、ベルトコンベア式などの熱風乾燥機などに供給して熱風乾燥（１００〜２８０℃（好ましくは１５０〜２００℃））することにより、水分含有量を略０％とした乾燥炭２を製造する。
【００２０】
前記乾式脱灰工程Ｓ２は、前記乾燥炭２から当該乾燥炭２に含まれている灰分６を分離して除去する工程であり、例えば、前記乾燥炭２を粉砕する粉砕機と、前記粉砕機により粉砕された前記乾燥炭２を磁気により前記灰分６を分離して除去する磁気分離装置とを備える乾式脱灰装置に供給して、例えば粒径で２００メッシュ以下に粉砕すると共に、灰分６（特に、水銀含有量の多い黄鉄鉱など）を磁気により分離して除去することになり、灰分含有量を例えば約３５％以下とした脱灰乾燥炭３を製造する。または、前記乾式脱灰工程Ｓ２は、例えば、気流分離装置などの乾式脱灰装置に供給して、流動床上を流動し空気の送給により灰分６（特に、水銀含有量の多い黄鉄鉱など石炭に比して重量物）を分離して除去することになり、灰分含有量を例えば約３５％以下とした脱灰乾燥炭３を製造する。つまり、前記乾式脱灰工程Ｓ２は、乾燥炭２から、当該乾燥炭２中の水銀の大部分を灰分６と共に除去した脱灰乾燥炭３を製造する。
【００２１】
前記粉砕機と前記磁気分離装置とを備える乾式脱灰装置としては、例えば、非特許文献１に記載される装置を利用することが可能である。前記気流分離装置などの乾式脱灰装置としては、例えば、特許文献４や非特許文献２に記載される装置を利用することが可能である。
【００２２】
前記乾留工程Ｓ３は、前記脱灰乾燥炭３からタールなどの揮発成分７を除去する工程であり、例えば、連続式の乾留機に前記脱灰乾燥炭３を供給し、高温（３００〜５００℃（好ましくは４００〜４５０℃））で乾留して、当該脱灰乾燥炭３に含まれる水銀をタールなどの揮発成分７と共に分離回収することにより、脱灰乾留炭４を製造する。
【００２３】
したがって、本実施形態に係る改質石炭の製造方法によれば、低質炭１を乾燥し乾式脱灰し乾留して脱灰乾留炭４を得ることから、低質炭１と比べて発熱量を高めることができる。さらに、低質炭１中の水銀を乾式脱灰工程Ｓ２および乾留工程Ｓ３の両方の工程で除去することができると共に、揮発成分７と同伴して除去する前に、乾式脱灰工程Ｓ２にて灰分６と同伴して物理的に除去することができることから、低質炭１を乾燥し乾留して得られた乾留炭よりも、脱灰乾留炭４の水銀含有量を低減することができる。つまり、発熱量を高めると共に、水銀含有量をさらに低減した脱灰乾留炭４を得ることができる。
【００２４】
［第二番目の実施形態］
本発明に係る改質石炭の製造方法の第二番目の実施形態を図２に基づいて説明する。
本実施形態は、図１に示し上述した第一番目の実施形態に係る改質石炭の製造方法に分取工程および混合工程を追加した手順となっている。その他の手順は図１に示し上述した手順と概ね同様であり、同一の工程および物質には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
【００２５】
本実施形態に係る改質石炭の製造方法は、図２に示すように、低品位石炭（低質炭）１を乾燥させて乾燥炭２を得る乾燥工程Ｓ１と、乾燥工程Ｓ１で得られた乾燥炭２を乾式脱灰装置により乾式脱灰して脱灰乾燥炭３を得る乾式脱灰工程Ｓ２と、乾式脱灰工程Ｓ２で得られた脱灰乾燥炭３の一部を分取する分取工程Ｓ１１と、分取工程Ｓ１１で分取されていない脱灰乾燥炭３ａを乾留して脱灰乾留炭１１を得る乾留工程Ｓ１２と、乾留工程Ｓ１２で得られた脱灰乾留炭１１と分取工程Ｓ１１で分取した脱灰乾燥炭３ｂとを混合して混合炭１２を得る混合工程Ｓ１３とを行うものである。
【００２６】
前記分取工程Ｓ１１は、前記脱灰乾燥炭３の一部を分取する工程であり、例えば、ベルトコンベアやスクリューフィーダなどの分取装置に供給して、乾留工程Ｓ１２へ送給する脱灰乾燥炭３ａと、混合工程Ｓ１３へ送給する脱灰乾燥炭３ｂとに分ける。分取する割合は、混合炭１２における目標となる酸素含有量や水銀含有量によって調整することが可能である。なぜなら、脱灰乾燥炭３と脱灰乾留炭１１の酸素含有量や水銀含有量はそれぞれ処理条件によって調整されるものであり、また、分析によっても求めることができるものであるからである。
【００２７】
前記乾留工程Ｓ１２は、上述した乾留工程Ｓ３と同じであり、前記脱灰乾燥炭３ａからタールなどの揮発成分１３を除去する工程であり、例えば、連続式の乾留機に前記脱灰乾燥炭３ａを供給し、高温（３００〜５００℃（好ましくは４００〜４５０℃））で乾留して、当該乾燥炭３ａに含まれる水銀をタールなどの揮発成分１３と共に分離回収することにより、脱灰乾留炭１１を製造する。
【００２８】
前記混合工程Ｓ１３は、前記乾留工程Ｓ１２で得られた脱灰乾留炭１１と、前記分取工程Ｓ１１で分取された脱灰乾燥炭３ｂと混合する工程であり、前記分取工程Ｓ１１で分取された前記脱灰乾燥炭３ｂを前記脱灰乾留炭１１と共に混合機内へ供給して、均一に混ざるように撹拌することにより、混合炭１２を製造する。
【００２９】
このとき、脱灰乾留炭１１と脱灰乾燥炭３ｂの混合割合は、脱灰乾留炭１１および脱灰乾燥炭３ｂのそれぞれの酸素含有量と、脱灰乾留炭１１および脱灰乾燥炭３ｂのそれぞれの水銀含有量などに応じて適宜に調整される。なぜなら、脱灰乾燥炭３の酸素含有量および水銀含有量は、乾式脱灰工程Ｓ２の処理条件や分析により得ることができ、脱灰乾留炭１１の酸素含有量および水銀含有量は、乾留工程Ｓ１２の処理条件や分析により得ることができるからである。
【００３０】
したがって、本実施形態に係る改質石炭の製造方法によれば、低質炭１を乾燥し乾式脱灰し乾留してなる脱灰乾留炭１１と分取された脱灰乾燥炭３ｂとを混合して混合炭１２を得ることから、低質炭１と比べて発熱量を高めることができる。さらに、混合炭１２が、乾式脱灰および乾留により低質炭１中の水銀を除去した脱灰乾留炭１１と、乾式脱灰により低質炭１中の水銀を除去した脱灰乾燥炭３ｂとを混合したものであり、乾式脱灰が水銀を物理的に除去する一方、乾留が水銀を全体から均等に化学的に除去することから、低質炭１を乾燥し乾留してなる乾留炭よりも、脱灰乾留炭１１の水銀含有量を低減することができる。つまり、発熱量を高めると共に、水銀含有量をさらに低減した脱灰乾留炭４を得ることができる。加えて、脱灰乾留炭１１および脱灰乾燥炭３ｂそれぞれの酸素含有率および水銀含有率と、混合炭１２における目標となる酸素含有率および水銀含有率とに応じて、当該脱灰乾燥炭３ｂの混合量を多くすることができることから、分取工程Ｓ１１および混合工程Ｓ１３が無い上述の第一番目の実施形態に係る改質石炭の製造方法と比べて収率を高め混合炭１２の生産性を高めることができる。
【実施例】
【００３１】
本発明に係る改質石炭の製造方法の作用効果を確認するために行った実施例を以下に説明するが、本発明は、各種データに基づいて説明する以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００３２】
まず、本実施例では、水銀含有率が６９ｐｐｍである低質炭を用いる。この低質炭を乾燥工程にて、例えば、１００〜２８０℃の熱風で乾燥して低質炭から水を除去して乾燥炭を得る。乾燥炭の水銀含有率は、低質炭から水を除去しただけであり、低質炭と同じ、６９ｐｐｍである。
【００３３】
続いて、乾燥炭を乾式脱灰工程にて、例えば、粉砕機と磁気分離装置とを備える乾式脱灰装置により、２００メッシュ以下に粉砕すると共に、磁気により灰分を取り除いて、脱灰乾燥炭を得る。これにより、乾燥炭の一部を構成していた灰分が除去されることになる。この灰分は、黄鉄鉱などの磁性を有するものであり、この黄鉄鉱が石炭中の他物質と比べて多量の水銀を含有しており、脱灰乾燥炭３の水銀含有率は、２４．２ｐｐｍとなる。ここでは、灰分を含む微粉乾燥炭の大きさは、石炭の熱量を９８％保持しつつ、水銀含有量を６５％低減することができるように設定した。つまり、乾式脱灰工程では、乾燥炭が含有する水銀を物理的に除去することになる。
【００３４】
続いて、分取工程にて脱灰乾燥炭の一部を分取する。脱灰乾燥炭の残部を乾留工程にて高温（３００〜５００℃（好ましくは４００〜４５０℃））で乾留して脱灰乾留炭を得る。これにより、脱灰乾燥炭が含有する水銀が揮発成分と共に揮発して８０％除去されることになる。脱灰乾留炭の水銀含有量は、４．８３ｐｐｍとなる。つまり、乾留工程では、脱灰乾燥炭が含有する水銀を化学的に除去することになる。
【００３５】
続いて、分取工程で分取した脱灰乾燥炭と、乾留工程で得た脱灰乾留炭とを混合して混合炭を得る。例えば、分取した脱灰乾燥炭と乾留工程で得た脱灰乾留炭とを５４重量％と４６重量％の割合で混合して混合炭を得る。得られた混合炭の水銀含有量は、１３．８ｐｐｍとなる。
【００３６】
よって、乾式脱灰工程にて、乾燥炭の粒径および灰分の除去量を調整し、混合工程にて脱灰乾留炭と脱灰乾燥炭との混合割合を調整することにより、酸素含有量および水銀含有量を調整することになり、発熱量を高めると共に、水銀含有量をさらに低減した混合炭を得ることができることが明らかとなった。
【００３７】
［他の実施形態］
なお、上述の第一番目の実施形態では、低質炭１を乾燥し乾式脱灰し乾留して脱灰乾留炭４を得る改質石炭の製造方法について説明したが、所定の処理ガス（酸素含有ガス）と接触する不活性化処理により前記脱灰乾留炭４からその表面が不活性化してなる石炭を得る改質石炭の製造方法とすることも可能である。さらに、所定の処理ガス（酸素含有ガス）と接触する不活性化処理により前記脱灰乾留炭４からその表面が不活性化してなる石炭を得た後に、コーンスターチやアスファルトなどの結着剤を混ぜ圧縮（１２００ｋｇ／ｃｍ2×３００〜４５０℃（好ましくは３５０〜４５０℃））して円柱状やタドン状などの固形のブリケットに成形することにより成形炭を製造する改質石炭の製造方法とすることも可能である。
【００３８】
上述の第二番目の実施形態では、低質炭１を乾燥し乾式脱灰してなる脱灰乾燥炭３ａを乾留して脱灰乾留炭１１を得ると共に、前記脱灰乾燥炭３の一部を分取し、前記脱灰乾留炭１１と分取された脱灰乾燥炭３ｂを混合して混合炭１２を得る改質石炭の製造方法について説明したが、所定の処理ガス（酸素含有ガス）と接触する不活性化処理により前記混合炭１２からその表面が不活性化してなる石炭を得る改質石炭の製造方法とすることも可能である。さらに、所定の処理ガス（酸素含有ガス）と接触する不活性化処理により前記混合炭１２からその表面が不活性化してなる石炭を得た後に、コーンスターチやアスファルトなどの結着剤を混ぜ圧縮（１２００ｋｇ／ｃｍ2×３００〜４５０℃（好ましくは３５０〜４５０℃））して円柱状やタドン状などの固形のブリケットに成形することにより成形炭を製造する改質石炭の製造方法とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る改質石炭の製造方法は、発熱量を高めると共に、水銀含有量をさらに低減した石炭を得ることができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１              低品位石炭（低質炭）
２              乾燥炭
３              脱灰乾燥炭
３ａ，３ｂ      脱灰乾燥炭
４              脱灰乾留炭
５              水
６              灰分
７              揮発成分
１１            脱灰乾留炭
１２            混合炭
１３            揮発成分
Ｓ１            乾燥工程
Ｓ２            乾式脱灰工程
Ｓ３            乾留工程
Ｓ１１          分取工程
Ｓ１２          乾留工程
Ｓ１３          混合工程
【図１】
2015030737.tif 000003
【図２】
2015030737.tif 000004