(57)【要約】【課題】運搬船の積載スペースを効率良く利用しながら、石炭を安全に運搬することができ、さらに、運搬後に追加工程を行うことなく石炭の使用が可能となる粒状あるいは粉状(粉粒状)石炭の搬送方法を提供すること。【解決手段】本発明によれば、粉粒状石炭搬送方法であって、非燃焼性物質を主成分とする低温の搬送用媒体を粉粒状石炭に混入するステップと、搬送用媒体が混入された粉粒状石炭を、搬送パイプ１０を通して搬送するステップと、搬送されてきた粉粒状石炭を搬送用媒体と共に積載空間２０に導入するステップと、を備えていることを特徴とする粉粒状石炭搬送方法が提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒状石炭搬送方法であって、
非燃焼性物質を主成分とする低温の搬送用媒体を粉粒状石炭に混入するステップと、
前記搬送用媒体が混入された粉粒状石炭を、搬送パイプを通して搬送するステップと、
前記搬送されてきた粉粒状石炭を搬送用媒体と共に積載空間に導入するステップと、を備えている、
ことを特徴とする粉粒状石炭搬送方法。
【請求項２】
前記搬送用媒体は、約７０％の窒素ガスを含んでいる、
請求項１に記載の粉粒状石炭搬送方法。
【請求項３】
前記搬送用媒体は、約３０％の二酸化炭素を含んでいる、
請求項１または２に記載の粉粒状石炭搬送方法。
【請求項４】
前記搬送用媒体は、前記粉粒状石炭に混入されるとき摂氏-５３度以下の温度である、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の粉粒状石炭搬送方法。
【請求項５】
前記搬送用媒体は、前記粉粒状石炭に混入されるとき摂氏-７８．５度以上の温度である、
請求項４に記載の粉粒状石炭搬送方法。
【請求項６】
前記搬送パイプが、断熱パイプである、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の粉粒状石炭搬送方法。
【請求項７】
前記搬送用媒体が、不活性ガスを冷却することによって生成された流動体である、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の粉粒状石炭搬送方法。
【請求項８】
前記搬送用媒体が、燃焼装置から排出された煙道ガスを冷却することによって生成された流動体である、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の粉粒状石炭搬送方法。
【請求項９】
前記混入ステップは、螺旋状に流れる前記搬送用媒体の旋回流に、前記粉粒状石炭を導入するステップを含んでいる、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の粉粒状石炭搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒状石炭搬送方法に関し、詳細には、粉粒状にされた石炭を安全に搬送することができる粉粒状石炭搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭は、炭鉱が消費地から遠く離れている場合が多いため、消費地まで、長距離にわたる輸送を必要とする場合が多い。また、石炭を海外からの輸入する場合には、ドライバルク船等の船倉にバラ積みされた状態等での外航輸送が事実上、必須となる。
【０００３】
ここで、天然資源である石炭は、形状が不揃いの小塊の状態で輸送されるため、ドライバルク船等の輸送船の船倉にバラ積みされると、石炭の小塊間に大量の隙間が生じ、船倉の空間の利用効率が悪くなる、という問題があった。
【０００４】
船倉内の空間を効率的に利用するためには、石炭を粒状あるいは粉状(粉粒状)にしてドライバルク船の船倉に積み込むことが考えられる。
しかしながら、この方法は、粒状あるいは粉状の石炭は、輸送船の船倉への搬送中や輸送船の船倉内で発火する可能性が高く危険であった。このため、粒状あるいは粉状の石炭を船舶等で運搬する際には、水などの液体を混ぜてスラリーとして輸送船の船倉に搬送して投入し、運搬していた(例えば、特許文献１)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−５９２７５号公報
【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、粒状あるいは粉状の石炭をスラリーとして搬送する方法には、燃焼装置で燃焼させる等の使用前に脱水という煩雑な追加工程が必要であるという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、運搬後の脱水という追加工程を必要とせずに、粉粒状の石炭を運搬用の積載空間に安全に搬送して運搬することができる粒状あるいは粉状(粉粒状)石炭搬送方法を提供することを目的とする。
【０００８】
尚、本明細書において、粉粒状の石炭とは、粉状の石炭、粒状の石炭、および粉状の石炭と粒状の石炭との混合物を含む。さらに、粉状の石炭とは、直径約0.1ｍｍないし１ｍｍ程度の径の石炭であり、粒状の石炭とは、直径１ｍｍないし5.5ｍｍの径の石炭である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
粉粒状石炭搬送方法であって、
非燃焼性物質を主成分とする低温の搬送用媒体を粉粒状石炭に混入するステップと、
前記搬送用媒体が混入された粉粒状石炭を、搬送パイプを通して搬送するステップと、
前記搬送されてきた粉粒状石炭を搬送用媒体と共に積載空間に導入するステップと、を備えている、
ことを特徴とする粉粒状石炭搬送方法が提供される。
【００１０】
このような構成を備えている本発明によれば、粉粒状石炭は、低温の搬送用媒体と混ぜられることにより、温度が低下するので発火の可能性が低減される。さらに、搬送用媒体は、非燃焼性物質を主成分とするため、粉粒状石炭を搬送パイプを通して安全に搬送することが可能となる。
【００１１】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記搬送用媒体は、約７０％の窒素ガスを含んでいる。
【００１２】
このような構成によれば、入手が容易で安価な窒素ガスを利用して、粉粒状石炭の搬送を簡便且つ安価に行うことができる。
【００１３】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記搬送用媒体は、約３０％の二酸化炭素を含んでいる。
【００１４】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記搬送用媒体は、前記粉粒状石炭に混入されるとき摂氏-５３度以下の温度である。
【００１５】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記搬送用媒体は、前記粉粒状石炭に混入されるとき摂氏-７８．５度以上の温度である。
【００１６】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記搬送パイプが、断熱パイプである。
【００１７】
このような構成によれば、搬送パイプ内での搬送中の粉粒状石炭の温度上昇を抑制でき、その結果、搬送パイプ内での搬送中に粉粒状石炭が発火する可能性をより低減できる。
【００１８】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記搬送用媒体が、不活性ガスを冷却することによって生成された流動体である。
【００１９】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記搬送用媒体が、燃焼装置から排出された煙道ガスを冷却することによって生成された流動体である。
【００２０】
このような構成によれば、粉粒状石炭の生成場所の近傍に火力発電所等の燃焼装置を備えた施設が立地している場合に、このような燃焼装置からの副生成物である煙道ガスを有効に利用して、粉粒状石炭を輸送することができる。
【００２１】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記混入ステップは、螺旋状に流れる前記搬送用媒体の旋回流に、前記粉粒状石炭を導入するステップを含んでいる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、運搬船の積載スペースを効率良く利用しながら、石炭を安全に運搬することができ、さらに、運搬後に追加工程を行うことなく石炭の使用が可能となる粒状あるいは粉状(粉粒状)石炭の搬送方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態の粉粒状石炭搬送方法で使用されるパウダポンプの構成を概略的に示す図面である。
【図２】図１のパウダポンプにおいて、搬送パイプの下流端と海上コンテナの接続部の構成および作動を説明するための模式な図面である。
【図３】図１のパウダポンプにおいて、搬送パイプの下流端と海上コンテナの接続部の構成および作動を説明するための模式な図面である。
【図４】図１のパウダポンプにおいて、搬送パイプの下流端と海上コンテナの接続部の構成および作動を説明するための模式的な図面である。
【図５】図１のパウダポンプにおいて、搬送パイプの下流端と海上コンテナの接続部の構成および作動を説明するための模式的な図面である。
【図６】搬送用媒体に粉粒状石炭を混入するために使用されるコークスクリュ式ポンプの構成を模式的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に図面に沿って、本発明の好ましい実施形態を説明する。本実施形態の粉粒状石炭搬送方法は粉粒状に粉砕された石炭を、積載船のスペース(積載空間)である石炭輸送用のコンテナ（例えば、海上コンテナ）まで輸送するための搬送方法である。しかしながら、本発明の搬送方法は、海上コンテナ以外の積載船のスペースへの粉粒状石炭の輸送にも適用可能である。
【００２５】
本実施形態の粉粒状石炭搬送方法では、粉粒状石炭は、非燃焼性物質を主成分とする低温の搬送用媒体を粉粒状石炭に混入される。この混入ステップは、例えば、公知のパウダポンプを利用して実施される。
【００２６】
図１は、本実施形態の粉粒状石炭搬送方法で使用されるパウダポンプ１の構成を概略的に示す図面である。
図１に示されているように、パウダポンプ１は、シリンダ２と、シリンダ２内を減圧する減圧手段（例えば、真空ポンプ）に連通された吸引管４と、窒素と二酸化炭素の混合気等の非燃焼性媒体をシリンダ２内に導入する非燃焼性媒体導入管６と、シリンダ２内に粉粒状石炭を導入する粉粒状石炭導入管８とを備えている。
【００２７】
シリンダ２の下部は、断熱性を有する搬送パイプ１０の上流端１０ａに挿入されている。また、シリンダ２内には、シリンダ２の内部空間を２つの密閉空間に分割するバルブ（バタフライバルブ）１２が配置されている。
【００２８】
搬送パイプ１０の上流端１０ａには、低温の搬送用媒体を導入する低温媒体導入管１４が接続されている。本実施形態では、低温媒体導入管１４は、搬送パイプ１０の上流端１０ａに挿入されているシリンダ２の外周面の上流端に低温の搬送用媒体を吹き付けるように構成されている。
【００２９】
低温媒体導入管１４は、摂氏-５０度以下の低温の搬送用媒体を２０Psi程度の圧力で導入する。本実施形態では、低温の搬送用媒体にも、窒素と二酸化炭素の混合気(不活性ガスすなわち不燃性ガス)を冷却した流動体を用いるのが好ましい。しかしながら、他の不活性ガス(不燃性ガス)等を冷却して生成された流動体を用いることも可能である。
【００３０】
搬送パイプ１０の低温媒体導入管１４の接続位置より下流側の位置には、複数の湾曲したデフレクタ１６が取付けられている。複数の湾曲したデフレクタ１６は、それぞれが、搬送パイプ１０の長手方向軸線に対して傾斜して配向され、搬送パイプ１０の内周面と挿入されているシリンダ２の外周との間の空間に、シリンダ２を全周に亘って取り巻くように互いに平行に取付けられている。
【００３１】
このデフレクタ１６により、低温媒体導入管１４から搬送パイプ１０内に側方から導入された低温の搬送用媒体は、デフレクタ１６によって偏向され、搬送パイプ１０内で、螺旋状に旋回しながら下流方向に流れる旋回流となる。
【００３２】
次に、パウダポンプ１を使用して、非燃焼性物質を主成分とする低温の搬送用媒体を粉粒状石炭に混入する工程について説明する。
まず、シリンダ２に設けられているバルブ１２を閉鎖した状態で、真空ポンプを作動させ、矢印Aで示されるように、吸引管を介してシリンダ２内を減圧する。
【００３３】
所定時間、減圧した後、粉粒状石炭導入管８に設けられたバルブ１８を開き、粉粒状石炭導入管８を通して、矢印Bで示されるように、粉粒状石炭をシリンダ２の上部空間内に導入する。なお、石炭導入中も、減圧動作は継続して行われる。所定量の粉粒状石炭がシリンダ２内に導入されるとバルブ１８を閉鎖する。次いで、シリンダ２の内部が真空状態になると、真空ポンプを停止する。
【００３４】
尚、本実施形態においても、粉粒状の石炭とは、粉状の石炭、粒状の石炭、および粉状の石炭と粒状の石炭との混合物を含む。さらに、粉状の石炭とは、直径約0.1ｍｍないし１ｍｍ程度の径の石炭であり、粒状の石炭とは、直径１ｍｍないし5.5ｍｍの径の石炭である。本実施形態では、シリンダ２への投入前に、搬送する石炭は、公知の方法で粉粒状石炭に加工される。
【００３５】
次いで、非燃焼性媒体導入管６を通して、矢印Cで示されるように、シリンダ２内に非燃焼性媒体を注入し、非燃焼性媒体を粉粒状石炭と混合する。本実施形態では、30％程度のCO2と約70％の窒素ガスを混合したガスが、非燃焼性媒体として使用される。この非燃焼性媒体は、常温であり、具体的には摂氏２０度程度である。
【００３６】
非燃焼性媒体の注入によって、シリンダ２内の圧力が21psiに達成すると、シリンダ２内に設けられているバルブ１２を開き、シリンダ２の上部空間内の粉粒状石炭を搬送パイプ１０に導入する。
【００３７】
本実施形態では、搬送パイプ１０の上流端には、温度が摂氏-５３度、圧力が２０Psi程度の３０％程度のCO2ガスと７０％程度の窒素ガスとの混合ガスが、矢印Dで示されるように、低温の搬送用媒体として低温媒体導入管１４から導入されている。低温の搬送用媒体は、複数の湾曲したデフレクタ１６によって、矢印Eで示されるように、搬送パイプ１０内を下流に向けて螺旋状に流れる旋回流とされているので、搬送パイプ１０に導入された粉粒状石炭は、螺旋状に流れる低温の搬送用媒体と混合され、搬送パイプ１０内を下流方向に流れる。この作業が、所定量の粉粒状石炭が搬送されるまで繰り返される。
【００３８】
また、低温の搬送用媒体の温度は、摂氏-５３度以下、摂氏-７８．５度以上であることが好ましい。この温度範囲とすることにより、粉粒状石炭を効果的に冷却し、円滑に搬送することができる。摂氏-78.5度より低い温度とすると、CO2が固体となり、円滑な搬送に支障がでることがある。
【００３９】
低温の搬送用媒体の流量は、シリンダ２の上部空間から供給される粉粒状石炭を摂氏２０ないし３０度程度の温度に冷却することができるように設定されるのが好ましい。
【００４０】
このとき、粉粒状石炭は、低温の搬送用媒体によって、摂氏２０ないし３０度程度の温度に冷却される。一方、CO2ガスおよび窒素ガスを含む低温の搬送用媒体は、温度が上昇して、体積が３０ないし４０％増加する。この結果、搬送パイプを通しての粉粒状石炭の搬送が安全且つ効率的に行われる。
【００４１】
粉粒状石炭の円滑な搬送のためには、搬送パイプの上流端で、低温の搬送用媒体と粉粒状石炭の混合物が、1000m/分以上の軸線方向の流れ速度を有すること好ましい。
したがって、シリンダ２への低温の搬送用媒体の供給量は、搬送パイプ１０内で、1000m/分以上の軸線方向の流れ速度を有する螺旋流を生成できるように設定されるのが好ましい。
【００４２】
粉粒状石炭は、摂氏‐５３度搬送用媒体と混ざったところで温度が低下し、搬送の安全性が高まる。また、当初、摂氏‐５３度程度であった搬送用媒体は、摂氏２５度以上まで温度が上がるため、その体積が約４０％近く増え、搬送用媒体の圧力と速度を高め、搬送の効率が高める。
【００４３】
粉粒状石炭と搬送用媒体の温度および搬送パイプ１０内での搬送速度は、粉粒状石炭および低温の搬送用媒体の搬送パイプ１０への供給量を変更することより適宜、調整できる。
【００４４】
また、本実施形態では、搬送パイプ１０が断熱性を有するパイプであるので、低温の搬送用媒体によって冷却された粉粒状石炭は、搬送パイプ１０内を搬送される間の温度上昇が抑制される。
【００４５】
一方、搬送パイプ１０の下流端は、粉粒状石炭の搬送先である積載空間を有する収納部に接続される。本実施形態では、収納部は、貨物船の積載スペースとなる内部空間（積載空間）が密閉可能な海上コンテナである。
【００４６】
次に、本実施形態の搬送方法において、搬送されてきた粉粒状石炭を、海上コンテナ内に導入（投入）するための構成を説明する。
【００４７】
図２は、搬送パイプ１０の下流端部１０ｂと海上コンテナ２０の接続部の構成および作動を模式的に示す図面である。
本実施形態の海上コンテナ２０では、粉粒状石炭の投入口２２にバルブ２４が取付けられている。
【００４８】
また、本実施形態の構成では、搬送パイプ１０の下流端部１０ｂはバルブ２６を有している。また、搬送パイプ１０の下流端は、管状のカップリング２８を介して、海上コンテナ２０の投入口２２に連結される。さらに、カップリング２８は、上流端部（搬送パイプ１０が接続される側の端部）にバルブ３０を備え、バルブ３０の下流側に、バルブ３２を有する非燃焼性ガス追加用パイプ３４が設けられている。
【００４９】
次に、低温の搬送用媒体に混入させられ、搬送パイプ１０を通して搬送されてきた粉粒状石炭を搬送パイプ１０から海上コンテナに導入する工程について説明する。
【００５０】
粉粒状石炭の導入時には、搬送パイプ１０の下流端のバルブ２６、カップリング２８のバルブ３０、およびコンテナ２０の投入口２２のバルブ２４が開いた状態とされ、搬送パイプ１０を介して、低温の搬送用媒体と共に搬送されてきた粉粒状石炭が、矢印Fで示されるように、カップリング２８、投入口２２を通して、海上コンテナ２０内に投入される。
【００５１】
所定量の粉粒状石炭が海上コンテナ２０に導入されると、上流側での搬送用媒体の供給が停止し、導入を終了する。次いで、搬送パイプ１０の下流端のバルブ２６およびカップリング２８のバルブ３０を閉鎖して海上コンテナ２０の内部空間を密閉し（図３）、さらに、搬送パイプ１０を取外す（図４）。
【００５２】
次いで、必要に応じて、非燃焼性ガス追加用パイプ３４のバルブ３２が開放され、非燃焼性ガス追加用パイプ３４を通して、矢印Gで示されるように、非燃焼性ガスが海上コンテナ内に追加充填される（図５）。
追加の非燃焼性ガスとしては、窒素ガス、ＣＯ2ガス、これらの混合物、または、他の不活性ガス等が使用される。
【００５３】
必要量の非燃焼性ガスが追加充填されると、コンテナ２０の投入口２２のバルブ２４を閉鎖して海上コンテナ２０の内部空間を密閉し、さらに、カップリング２８を取り外し、作業を終了する。
【００５４】
本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
【００５５】
上記実施形態では、搬送用媒体を公知のパウダポンプの構成を利用して粉粒状石炭と混合したが、他の構成、例えばコークスクリュー式のポンプを使用して搬送用媒体に粉粒状石炭を混入してもよい。
図６は、搬送用媒体に粉粒状石炭を混入するために使用できるコークスクリュ式ポンプ６０の構成を模式的に示す図面である。
【００５６】
コークスクリュ式ポンプ６０は、搬送用媒体に粉粒状石炭を混入するために、パウダポンプ１に代えて搬送パイプ１０の上流端に接続され使用されるものである。
【００５７】
図６に示されているように、コークスクリュ式ポンプ６０は、シリンダ６２と、シリンダ６２内に粉粒状石炭を導入する粉粒状石炭導入管６４と、シリンダ６２内に回転可能に配置されたコークスクリュ６６と、コークスクリュ６６を回転駆動させるモータ６８とを備えている。シリンダ６２の下部は、断熱性を有する搬送パイプ１０の上流端１０ａに挿入されている。
【００５８】
搬送パイプ１０の上流端１０ａには、低温の搬送用媒体を導入する低温媒体導入管７０が接続されている。  低温媒体導入管７０は、摂氏-５０度以下の低温媒体を２０Psi程度の圧力で導入する。
【００５９】
パウダポンプ１と同様に、搬送パイプ１０の低温媒体導入管７０の接続位置より下流側の位置には、複数の湾曲したデフレクタ７２が取付けられている。複数の湾曲したデフレクタ７２は、搬送パイプ１０の内周面と挿入されているシリンダ６２の外周との間の空間に、シリンダ６２を全周に亘って取り巻くように取付けられている。
【００６０】
次に、コークスクリュ式ポンプ６０を使用して、非燃焼性物質を主成分とする低温の搬送用媒体を粉粒状石炭に混入する工程について説明する。
まず、モータ６８によってコークスクリュ６６を回転させながら、粉粒状石炭導入管６４を通して粉粒状石炭を、矢印Hで示されるように、シリンダ６２内に導入し、コークスクリュ６６の回転により粉粒状石炭をシリンダ６２から搬送パイプ１０の上流端に導入させる。
【００６１】
搬送パイプ１０への粉粒状石炭の導入速度は、モータ６８によるコークスクリュ６６の回転速度を制御することによって調整される。
【００６２】
搬送パイプ１０に導入された粉粒状石炭には、上記パウダポンプ１と同様に、低温媒体導入管７０から、温度が摂氏-５３度、圧力が２０Psi程度の３０％程度のCO2ガスと７０％程度の窒素ガスとの混合ガスが、矢印Ｉで示されるように、低温の搬送用媒体として低温媒体導入管１４から導入されている。
【００６３】
低温の搬送用媒体は、複数の湾曲したデフレクタ７２によって、パウダポンプ１と同様に、矢印Ｊで示されるように、搬送パイプ１０内を螺旋状の旋回流として下流方向に流れるので、搬送パイプ１０に導入された粉粒状石炭は、螺旋状に流れる低温の搬送用媒体と混合され、搬送パイプ１０内を下流方向に搬送される。
【００６４】
また、上記実施形態では、搬送用媒体として、３０％程度のCO2と約７０％の窒素ガスを混合した非燃焼性ガスが使用されているが、火力発電所の排気である煙道ガスなどの他の非燃焼性のガスを使用してもよい。
また、非燃焼性ガスに粒状あるいは粉状のドライアイスを混入させたものを搬送用媒体として使用してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１:パウダポンプ１
２:シリンダ
４:吸引管
６:非燃焼性媒体導入管
８:粉粒状石炭導入管
１０:搬送パイプ
１２:バルブ（バタフライバルブ）
１４:低温媒体導入管
１６:デフレクタ
１８:バルブ
２０:海上コンテナ
２２:投入口
２４:バルブ
２６:バルブ
２８:カップリング
３０:バルブ
３２:バルブ
３４:非燃焼性ガス追加用パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2022001515.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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