JPH0410206Y2

JPH0410206Y2 -

Info

Publication number: JPH0410206Y2
Application number: JP1985172951U
Authority: JP
Priority date: 1985-11-12
Filing date: 1985-11-12
Publication date: 1992-03-13
Also published as: JPS6283845U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、水分含有量の多い低品位石炭を高温
ガスにより加熱改質する方法に適用される石炭改
質装置に関する。

〔従来の技術〕

褐炭や亜瀝青炭などの低品位炭は、水分含有量
が高く、低発熱量で、また、自然発火性が高いも
のがあり、これらの欠点が長距離輸送による利用
拡大をさまたげる原因となつていた。

そして、この水分を低下させる乾燥方法とし
て、一般には80〜150℃に加熱する方法があるが、
この方法で処理した石炭は、再吸湿性が高く、か
つ、一般に自然発火しやすくなる。

これに対し、本考案者らは、特開昭56−70093
号明細書において、比較的高温に急速加熱し、か
つ、急速冷却して低品位石炭を改質する方法を提
案している。

現在米国において、発電用燃料として炭田から
出荷される石炭は、一般的には、炭鉱で採掘され
た後、炭田そばの出荷設備内で、第１次ラツシ
ヤ、第２次クラツシヤにより２段階に粉砕し、最
大粒径が50mm以下になるように調整して鉄道貨車
に荷積みされる。従つて、この石炭の粒径は、１
mm以下の微粒から50mmの大粒径までの幅広い分布
を持つものである。

一方、この粒径分布を持つ石炭を加熱改質する
場合、装置としては、流動層型あるいは通気乾燥
型などが実用的に使用されるが、流動層型を使用
した場合の例を第４図に示す。

最大粒径50mm以下で粒径分布を持つ石炭は、石
炭供給ライン１から流動層型改質装置１０に供給
される。一方、改質装置１０には、下部に設置さ
れた高温ガス供給ライン３から600〜700℃の高温
ガスが供給され、流動板５上で石炭を流動化させ
ながら300℃付近まで加熱し、原料石炭の乾燥、
改質を行う。改質された石炭は、オーバーフロー
により改質炭排出ライン４から取出し、次工程の
冷却装置へ送る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

前述の従来の技術は、以下の欠点を有する。

(1) 原料石炭が幅広い粒径分布を有し、各粒径石
炭の最適流動化のためのガス線速度が異るたゆ
に、改質装置内での石炭の良好な流動状態の形
成が困難である。すなわち、粒径の小さい石炭
は、流動しやすいが、大粒径石炭は流動層下部
のガス分散板近くへ沈降しやすく、また、本考
案者らの多年の経験によれば、大粒径石炭がガ
ス分散板に達すると、そこで静止してしまい、
再び流動化して上方に浮き上がらせることはき
わめて困難である。

(2) 小粒径石炭は、オーバーフローして排出され
るが、大粒径石炭は排出されず、改質装置内に
蓄積し、運転時間の経過とともにその量が多く
なると、操業が不可能となり、定期的に運転を
停止して大粒径石炭を排出除去する必要があ
る。

(3) 大粒径石炭がガス分散板上に静止した状態で
運転を継続すると、下部から吹き上げてくる
600〜700℃の高温ガスに長時間加熱され、過度
の加熱になつて、揮発分、タール分が飛散する
など石炭品質が低下し、さらには着火し、燃え
出す恐れがある。

(4) 石炭は、加熱改質の上で各粒径ごとに最適な
滞留時間があるが、広い粒径分布を持つ石炭を
同時に処理するために、滞留時間の良好な制御
が困難であり、処理した石炭の改質度にむらが
でき、製品として平均的に最高の改質度が得ら
れない。

(5) 上記の欠点を解決する対策として、原料石炭
を前処理で分別し、大粒径の例えば、20〜50mm
の粒径を持つ石炭を再度粉砕して約20mm以下の
粒径に調整し、改質装置に供給する方法が考え
られるが、この場合には従来の設備に比べて、
分別機、粉砕機および配管接続などの追加設備
が必要となる。

本考案は、かかる欠点を解消した石炭改質装置
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、水分含有量の多い低品位石炭を高温
ガスにより加熱改質する石炭改質装置において、
石炭改質装置を上部と下部の２段に分け、上部で
は主に大粒径石炭を加熱改質し、下部では小粒径
石炭を加熱改質するようにし、大粒径石炭を入口
から出口方向へ強制的に移送する機能を有する上
段グレートを小粒径石炭が流動する範囲内に設置
し、さらに、石炭改質装置の石炭供給部に、広範
囲な粒径分布を持つ石炭を、大粒径石炭とそれ以
下の石炭に分別する機能を設けたことを特徴とす
る石炭改質装置に関する。

すなわち、本考案は、以下の点を特徴とする。

(1) 石炭改質装置の一部として、石炭供給口に簡
単な分別装置を付け、０〜50mmの粒径分布を持
つ原料石炭を、20〜25mmの粒径より小さい石炭
（小粒径石炭）とそれより大きい石炭（大粒径
石炭）に分別する。

(2) 石炭改質装置を上部と下部の２段にわけ、上
部では主に大粒径石炭を、下部では小粒径石炭
をそれぞれ最適条件で加熱改質することによ
り、前記従来技術の欠点の(3)，(4)が解消され
る。

(3) 上段のグレートとして、大粒径石炭を入口か
ら出口方向へ強制的に移送する機能を持たせる
ことにより、前記従来技術の欠点の(1)，(2)が解
消される。

〔作用〕

以下に、本考案の作用を具体的に説明する。

第１図は、本考案を具体化した石炭改質装置の
一例を示すものである。

０〜50mmの粒径幅を持つ原料石炭は、常温で20
〜30wt％の水分を含有し、石炭供給ライン１か
ら石炭改質装置２へ供給される。米国西部で生産
された原料石炭の粒径分布例として、分析結果の
ロージンラムラ−線図を第２図に示す。

この石炭は、石炭改質装置２へ装入される直前
に、分別用格子７を有する分別部で、大粒径石炭
と小粒径石炭に分別され、大粒径石炭は格子７上
に残り、小粒径石炭は下部へ落下する。大粒径石
炭と小粒径石炭の境界粒径としては、石炭改質装
置の操作条件を考慮して、20〜25mmが適当である
が、第２図のロージンラムラ−線図に示したよう
に、大粒径石炭は、原料石炭全体の10〜20wt％
である。

石炭改質装置２の内部は、上段グレート６と下
段ガス分散板５で構成され、２段に分割される。
20〜25mm以下の小粒径粒子は、分別用格子７の下
部へ流れ、下段へ装入される。一方、石炭改質装
置２へは、下方に設置した高温ガス供給ライン３
から600〜700℃の高温ガスが供給され、下段ガス
分散板５のすき間を上昇し、下段ガス分散板５上
の小粒径石炭と流動接触して、この石炭を加熱改
質する。

本考案者らの研究によれば、加熱操作条件は、
加熱温度300℃付近、石炭滞留時間５分程度にお
いて、発熱量向上、自然発火性低下などの石炭改
質の効果が著しい。加熱、改質された石炭は、出
口でオーバーフローし、改質炭排出ライン４から
取り出される。一方、分別用格子７の上に残つた
20〜25mm以上の粒径を持つ大粒径石炭は、上段グ
レート６の上へ流れ、出口方向へ流れる間に、下
部の小粒径石炭と接触して上昇してくる高温ガス
と接触し、加熱される。ここで、上段グレート６
のすき間は、大粒径石炭以下になつているため、
石炭は下方へ落下はしない。

大粒径石炭加熱の操作条件としては、出口にお
いて300℃付近に加熱されることが望ましいが、
粒径が大きいために、石炭の中心まで加熱するに
は時間を要すること、また、高温ガスも下部で小
粒径石炭の加熱のために、熱を奪われて450〜550
℃に降温しているため、小粒径石炭よりも長い滞
留時間を要し、調整が必要である。

第１図の例では、上段グレート６として出口方
向に降下する傾斜を持たせたグレートを図示した
が、大粒径石炭の滞留時間をコントロールし、か
つ出口方向への流れを確実にするために、例え
ば、第３図に断面を示す回転グレートが有効であ
る。第３図においてそれぞれの回転グレート８
は、中心軸９で保持され、交互に90°ずれた角度
の状態で、同じ速度で矢印方向に回転する。回転
グレート間のすき間は、最大が大粒径石炭以下に
なるようにセツトし、従つてすき間から大粒径石
炭が落下することはない。また、それぞれのグレ
ートが回転することによつて、大粒径石炭を滞留
させることなく、出口方向へ強制的に移送する効
果を持つ。さらに、回転グレートの回転速度を変
化させることによつて、石炭移送速度を変化する
ことができ、従つて、大粒径石炭を加熱改質に最
適な滞留時間にコントロールすることが可能であ
る。回転グレートの１例として、第３図では、断
面がオーバル型のものを示したが、本考案は、こ
の形状のみに限定されるものではない。

第１図の上段グレート６を移動する間に、加熱
改質された石炭は出口から流出し、下部からの小
粒径石炭と合流して改質炭排出ライン４から取り
出され、次のステツプの冷却工程へ送られる。

石炭改質装置２の製作にあたつて、下段ガス分
散板５を上段グレート６の間隔はあまり大きくす
る必要はない。むしろ、下段の小粒径石炭が上段
グレート６の間から上昇し、大粒径石炭の周囲で
流動している状態にするほうが、大粒径石炭のま
わりのガス乱れを促進し、大粒径石炭加熱の伝熱
速度を大きくする効果を持つ。従つて、石炭改質
装置２を２段にすると言つても、高さはあまり増
加せず、１段流動層の高さとほとんど同じ程度で
の製作が可能である。

〔考案の効果〕

(1) 炭鉱から産出される石炭を、さらに分別、粉
砕することなく、幅広い粒径分布を持つままの
状態で改質処理が可能である。

(2) 大粒径石炭と小粒径石炭をそれぞれに最適な
操作条件で加熱改質できるので、改質後の製品
性状も最高の品質を得ることができる。

(3) 大粒径石炭が沈積することなく操作できるの
で、石炭改質装置の運転が容易であり、また、
石炭が局所異常加熱され、着火、燃焼などにつ
ながる恐れがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例としての石炭改質
装置の構成図、第２図は、米国の石炭炭鉱にて産
出される石炭の粒径分布例、第３図は、本考案の
一実施例としての回転グレート断面図、第４図
は、従来の流動層型石炭改質装置の構成図であ
る。１……原料石炭供給ライン、２……石炭改質装
置、３……高温ガス供給ライン、４……改質炭排
出ライン、５……下段ガス分散板、６……上段グ
レート、７……分別用格子、８……回転グレー
ト、９……中心軸、１０……流動層型石炭改質装
置。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

水分含有量の多い低品位石炭を高温ガスにより
加熱改質する石炭改質装置において、石炭改質装
置を上部と下部の２段に分け、上部では主に大粒
径石炭を加熱改質し、下部では小粒径石炭を加熱
改質するようにし、大粒径石炭を入口から出口方
向へ強制的に移送する機能を有する上段グレート
を小粒径石炭が流動する範囲に設置し、さらに、
石炭改質装置の石炭供給部に、広範囲な粒径分布
を持つ石炭を、大粒径石炭とそれ以下の石炭に分
別する機能を設けたことを特徴とする石炭改質装
置。