JPH0429715B2

JPH0429715B2 -

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Publication number: JPH0429715B2
Application number: JP58103535A
Authority: JP
Priority date: 1983-06-09
Filing date: 1983-06-09
Publication date: 1992-05-19
Also published as: JPS59227979A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、粒状低品位石炭から低い自然発火性
を有する乾燥粒状石炭燃料を製造する方法と装置
とに関する。

多くの場合、採掘したままの石炭は輸送したり
燃料として使用したりするのに望ましくないほど
大量の水を含んでいる。この問題はすべての石炭
に共通であるが、高品位の石炭例えば無煙炭およ
び歴青炭の場合、石炭の含水量は通常小さく、ま
たそのような石炭の発熱量は大きいため問題はそ
れほど大きくない。低品位石炭例えば亜歴青炭、
亜炭および褐炭の場合、状況は異なる。そのよう
な石炭は採掘したままの状態では一般に約25〜約
65重量％の水を含んでいる。そのような石炭の多
くは、採掘コストが比較的小さく硫黄含有量が比
較的小さいため燃料として好ましいものである
が、そのような低品位石炭の燃料としての使用
は、採掘したままの状態ではこれらが一般に比較
的大きな割合の水を含んでいるという事実によつ
て大きく制限されてきた。燃料として使用するた
めにそのような石炭を乾燥する試みは、そのよう
な石炭は乾燥後に貯蔵、輸送その他の際に自然発
火と燃焼を起こす傾向があるために妨害されてき
た。

そのような低品位石炭の場合に必要な乾燥は、
表面の水の除去に加えてそのような低品位石炭に
存在する大量の間隙水（interstitial water）を
除去する深い所まで達する乾燥法である。これに
対して高品位石炭を乾燥する場合は、間隙水の含
有量が比較的に少ないため、乾燥は一般に表面水
を石炭粒子表面から乾燥除去する目的で行うもの
であり、間隙水の乾燥を目的とするものではな
い。したがつて、通常は乾燥帯における滞留時間
は短く、石炭粒子の内部は加熱されない。そのよ
うなことは表面乾燥のためには必要がないからで
ある。一般に、そのような表面水乾燥工程におい
て乾燥器を出てくる石炭は約45℃（110〓）より
も低い温度にある。これに対して、間隙水を除去
する工程ではより長い滞留時間が必要であり、そ
の結果石炭粒子の内部まで加熱されることにな
る。間隙水を除去するための乾燥工程から出てく
る石炭は一般に約54〜約121℃（約130〜約250〓）
の温度にある。間隙水を除去するためのそのよう
な工程を低品位石炭に適用すると、できあがる乾
燥石炭は大きな自然発火性を有し、特に高い排出
温度のとき、貯蔵時、輸送中その他には自然発火
する傾向がある。

そのため、そのような低品位石炭を乾燥させ、
そのあとで安全に輸送、貯蔵および燃料としての
使用ができる改良された方法を開発するために努
力が続けられてきた。

本発明によれば、 (a) 粒状低品位石炭を乾燥帯において高温ガスで
加熱して20重量％以下の含水量まで乾燥し、 (b) 得られた乾燥石炭を前記乾燥帯から取り出
し、 (c) 前記石炭を不活性化流出体の霧帯に装入落下
させ、 (d) 該霧帯において不活性化流体の霧を維持し、 (e) 石炭の霧帯中の落下により不活性化石炭を生
成させるのに十分な量の不活性化流体を前記石
炭に吸収させるように前記石炭と前記霧とを密
接に接触させ、 (f) このようにして得られた不活性化石炭を回収
し、 (g) この際前記不活性化流体として485℃を越え
る５％点、少なくとも10.8の特性係数および少
なくとも205℃の引火点を有する新しい減圧原
油（バージン・バキユーム・レデユースト・ク
ルード）を用いる、ことを特徴とする通常の貯蔵及び輸送条件で低い
自然発火傾向を有する乾燥粒状石炭燃料を製造す
る方法、および (a) 粒状石炭入口がそこを通つて容器に装入され
た乾燥粒状石炭が該容器を通つて粒状石炭出口
に落下するような位置に配置されている粒状石
炭入口と粒状石炭出口とを有する接触容器と、 (b) 該粒状石炭が不活性化流体の霧中を落下する
際該粒状石炭を不活性化流体と密接に接触させ
るために前記接触容器中前記入口と前記出口と
の間の不活性化流体の霧を噴射するように配置
された少なくとも一つの不活性化流体霧噴射装
置とを備えていることを特徴とする、亜歴青
炭、亜炭、褐炭およびこれらの混合物のうちか
ら選択する乾燥粒状低品位石炭を、その自然発
火性を低下させるために不活性化流体と密接に
接触させる装置が得られる。

乾燥石炭を冷却することによつて自然発火性は
減少するけれども、依然として自然発火性を有し
ていることがある。そのような場合、乾燥石炭の
自然発火性を制御した酸化工程によつてさらに低
下させることができる。そのような場合、乾燥石
炭の含水量を乾燥酸化石炭生成物の望ましい含水
量よりもある程度大きい値に調節して、乾燥の一
部を酸化帯で実施できるようにすることができ
る。

乾燥石炭生成物は、酸化した場合でもしなかつ
た場合でも、本発明によれば粒状石炭を特別な不
活性化流体と接触させてさらに乾燥石炭の自然発
火性を低下させることにより、さらに不活性化す
ることができる。

そのような特別な不活性化流体は、以下の特性
の組合せを有する特別な不活性化油生成物から成
る。この特別な油は、最小特性係数10.8、最小引
火点205℃（400〓）および485℃（900〓）よりも
大きな５％点を有する新しい減圧原油から成る。

以下添付の図面を用いて本発明をさらに詳しく
説明する。

図面において、各ラインは微粒固体材料の取扱
で必要な導管、コンベヤーその他の区別をするこ
となく一般的にラインと呼ぶことにする。

第１図では、ライン１２から採掘石炭の流れが
石炭洗浄または調製プラント１０に装入され、該
プラントから石炭流がライン１４を通つて回収さ
れる。脈石その他から成る廃棄流は回収されて排
出のためにライン１１を通つて送られる。場合に
よつては本発明の方法の適用に先立つて採掘石炭
流を石炭洗浄または調製プラントに送る必要がな
いこともあるが、多くの場合そのような処理が望
ましい。プラント１０から回収された石炭流はラ
イン１４を通つて破砕機１６に送られ、ここで石
炭流は適当な大きさに破砕され、ライン１８を通
つてホツパー２０に送られる。約5.1cm（約２イ
ンチ）以下すなわち約０〜5.1cm（約０〜２イン
チ）の大きさが適当なこともあるが、一般には約
０〜2.5cm（約０〜１インチ）または約０〜1.9cm
（約０〜3/4インチ）の大きさがさらに適当であ
る。ホツパー２０内の粒状石炭はライン２２を通
つて乾燥器２４に送られる。乾燥器２４では、石
炭は格子２６の上を乾燥器２４内の望ましい滞留
時間から決められる速度で乾燥器２４を通過す
る。高温ガスが格子２６上を通つて移動する石炭
を上方に通過して石炭を乾燥させる。第１図にお
いて高温ガスは、ライン３０から空気を噴射して
ライン３４から導入される石炭粒子流を燃焼され
ることによつて生成される。石炭粒子の燃焼によ
り石炭を乾燥させるのに適した温度の高温ガスが
生成される。当業者には明らかなように、この温
度は空気または高温ガスを不燃性ガス例えば乾燥
器からの排ガスで希釈することにより、代替燃料
を使用することにより、または酸素富化流その他
を使用することにより変えることができる。細か
く破砕した石炭の代わりまたは該石炭に加えて、
明らかに、代替燃料すなわち液体または気体燃料
を使用することができるが、殆んどの場合、細か
く破砕した石炭の流れが高温ガス生成のための燃
料としての使用に最も適当である。灰は乾燥器２
４からライン３６を通つて回収される。第１図に
おいては、燃焼帯２８が格子２６の下にあつて乾
燥器２４内で高温ガスの生成ができるようになつ
ているが、容易にわかるように、高温ガスは乾燥
器２４の外あるいはその他において生成させるこ
ともできる。乾燥器２４からの排出ガスはサイク
ロン４０に送られ、ここで、細かく破砕されてい
る固体（一般に約100タイラーメツシユよりも大
きい）は排出ガスから分離されライン４４を通つ
て回収される。約100タイラーメツシユよりも小
さい固体を含んだままでありうる排出ガスはライ
ン４２を通つて微細固体回収部４６に送られ、こ
こで、細かく破砕されている固体（一般に、主と
して細かく破砕された石炭から成る）はライン３
４を通つて回収され、この細かく破砕されている
石炭のすべてまたは一部は燃焼帯２８に再循環さ
れる。微細固体回収部４６からの純化排出ガスは
ライン４８を通つてガス清浄化部５０に送られ、
大気中に排出しうる煙道ガス生成が必要な場合に
はここで硫黄化合物、軽質炭化水素化合物その他
がライン４８の該排出ガスから除去される。この
ようにして純化されたガスはライン５１から排出
され、また排出ガスから回収された汚染物はライ
ン７６を通つて回収され、随意に、フレア、湿式
スクラバーその他に送られる。工程ガス排出に関
する取扱いは、本発明の一部を成すものではない
ので、このガス流の清浄化についてはこれ以上述
べない。ライン３４を通つて回収された微細石炭
流は、場合によつては、燃焼帯２８で使用消費し
うる量よりも多い石炭粒子から成ることがある。
そのような場合には、微細石炭生成物をライン５
４を通して回収することができる。また、場合に
よつては、回収される微細石炭の量が乾燥器２４
で使用する高温ガスを必要温度にするのに十分で
ないということもありうる。そのような場合に
は、ライン５２から微細石炭を追加することがで
きる。

乾燥器２４から回収される乾燥石炭生成物はラ
イン３８によつて回収され、ライン４４を通つて
サイクロン４０から回収される固体と一緒にさ
れ、ホツパー１１６に送られる。ここから、乾燥
石炭はライン７８を通つて冷却器８０に送られ
る。冷却器８０において、乾燥石炭は格子８２上
を通つて冷却器８０を移動する。冷却ガスがライ
ン８６を通つて格子８２の下にある分配室８４内
に導入され、乾燥石炭を上方に通過して乾燥石炭
を冷却する。冷却器８０からの排出ガスはサイク
ロン９０に送られ、ここで一般に約100タイラー
メツシユよりも大きい固体は分離されてライン９
４を通つて回収され、排出ガスはライン９２を通
つて微細固体回収部４６に送られる。随意である
が、ライン９２を通つて回収されるガスは、乾燥
器２４で必要な高温ガス生成に使用するために燃
焼帯２８に送ることもできる。冷却乾燥石炭はラ
イン９６を通つて回収され、サイクロン９０から
回収された固体と一緒にされて乾燥石炭生成物が
生成される。そのような乾燥低品位石炭の自然発
火性はそのような石炭を乾燥後に冷却することに
よつて大きく低下させることができる。場合によ
つては、輸送や貯蔵において過度の自然発火性を
有しない乾燥石炭生成物を製造するのに、それ以
上の処理が必要でないこともある。

しかし、乾燥石炭生成物をさらに処理すること
が必要な場合もある。そのような場合、乾燥石炭
生成物は混合帯１００におて適当な不活性化流体
で被覆することができる。不活性化流体はライン
１０２から導入され、混合帯１００において冷却
乾燥石炭と十分に混合されて、通常の貯蔵および
輸送条件下では低い自然発火性を有する石炭生成
物が生成される。該生成物はライン１０４から回
収される。第１図においては冷却後に乾燥石炭が
不活性化流体と混合されるが、乾燥石炭は冷却前
に高い温度で不活性化流体と混合することもでき
る。しかし、通常、混合は約93℃（200〓）以下
の温度で実施するのが好ましいと思われる。

冷却器８０では冷却ガスを単独で使用すること
ができるが、冷却器８０に水を注入することによ
つて改良することもできる。水は、乾燥石炭が冷
却器８０にはいる直前にライン１０６および噴霧
装置１０８により噴霧することができ、または乾
燥石炭を冷却器８０内に導入した直後に噴霧装置
１１０により該石炭に噴霧することができる。い
ずれかまたは両方の型の装置を使用することがで
きる。いずれにしても、水が石炭表面に均一に噴
霧されるようにするのが非常に好ましい。しか
し、重要な制限は、添加する水の量は蒸発により
乾燥石炭の必要な冷却を達成するのに必要なだけ
の量にしなければならないということである。水
を非常に細かい霧にして石炭上に噴霧し、冷却さ
れた石炭がライン９６から取り出される前に添加
された水が実質的に完全に石炭から蒸発するよう
な量に該水の量を制御する。米国の多くの地域で
は、そのような冷却作業における使用のために比
較的に乾燥した空気が利用できる。例えば、ワイ
オミング州では、夏期の空気の典型的な状態は約
32℃（90〓）乾球温度で約18℃（65〓）湿球温度
である。そのような空気は前述のような冷却器で
使用するのに非常に適している。実質的に任意の
冷却ガスを使用することができるが、使用するガ
スは通常空気である。空気は、格子８２に沿つて
移動する乾燥石炭を流動化または半流動化するの
に十分な量で、かつ格子８２を通つて水が漏れる
のを防ぐのに十分な量を噴射する。さらにこの流
れは、格子８２上の石炭の上方での速度が、サイ
クロン９０に流れる排出流内にどんな液体水も伴
出されないような大きさになるように制御しなけ
ればならない。好ましくは、この空気流は、冷却
器を出てくる空気が水で約85％以下の相対湿度と
なるような速度とする。好ましい範囲は約50〜約
85％の相対湿度である。そのような決定は当業者
には容易であり、流速は必要な冷却量によつて変
化するものであるから、これ以上詳しく述べる必
要はないと思われる。

さらに別の変形では、水は噴霧装置１０９から
格子８２の下に微細な霧として導入し、格子８２
に沿つて移動する石炭内に冷却ガスで運ばれるよ
うにすることもできるし、または噴霧装置１１１
から石炭内に直接に噴霧するようにすることもで
きる。そのような場合も同様の考えを適用するこ
とでき、格子８２上の石炭が必要な温度低下を起
こすのに必要な量の水を添加するだけで良い。前
述のような水の使用により冷却器８０の送風器
（示してない）に必要な動力が小さくなり、また
空気流が小さくなる。ここで述べたような水の使
用は、一見したところ望ましくなく実用的でない
と思われるかもしれない。というのは、石炭はち
ようど乾燥させたばかりであり、その乾燥石炭に
水を再びかけることは無意味なことをやつている
ように思えるからである。しかし、意外なこと
に、蒸発冷却に必要な比較的少量の水の使用は石
炭内に水の残留をもたらすことがなく、むしろ水
は蒸発によつて容易に除去され、最終結果は冷却
器８０で加えられた水のどんな実質的な部分の吸
収も起さず石炭粒子の冷却がなされるということ
になる。本願の出願人はどのような特定の理論に
も束縛されることを欲しないが、短時間の水との
接触を行う場合、水は石炭内に拡散せず容易に蒸
発して表面を冷却すると思われる。したがつて、
本発明の改良すなわち冷却器８０内で乾燥石炭に
水をかける方法の使用により、必要な空気の体積
がかなり減少し、冷却器８０の作業効率が向上す
る。そのような体積の減少により、冷却器８０で
必要な動力がかなり減少する。場合によつては、
必要動力が空気だけで乾燥させるのに必要な動力
の最大50％低下させることができる。冷却石炭の
温度は蒸発冷却の使用により、空気の体積が限ら
れている特定の冷却帯において、より低くするこ
とができる。冷却器８０における代表的な滞留時
間は２分程度であり、水は冷却器８０における滞
留時間の最初の１分間に加えて、乾燥石炭生成物
がライン９６から取り出される前に、この水が実
質的に完全に蒸発できるようにするのが非常に好
ましい。

一般に、必要な温度低下0.56℃（１〓）あた
り、乾燥石炭１トンにつき、約136〜約363ｇ（約
0.3〜約0.8ポンド）の量の水が適当である。

実施例 150トン／時間の高温（93℃（200〓））乾燥石
炭（５重量％水）を、直接蒸発冷却を用いて32℃
（90〓）まで冷却する。

26.5℃（80〓）で相対湿度30％の周囲空気が利
用でき、水は26.5℃（80〓）のものが利用でき
る。この水を石炭上に噴霧し、空気は石炭を通し
て上方に流した。空気は272000Kg／時間（600000
ポンド／時間）の割合で使用し、水は3639Kg／時
間（8023ポンド／時間）の割合で乾燥石炭上に噴
霧した。生成される排出流は32℃（90〓）であ
り、相対湿度は68％であつた。石炭は32℃（90
〓）に冷却された。滞留時間は２分が適当であ
る。スロツトをつけた格子コンベヤーを使用する
場合、該格子を通過して30.5cm水柱（12インチ水
柱）の圧力降下があるのが適当であると考えられ
る。この圧力降下にする場合、スロツトを通る流
速は約91m／秒（約300フイート／秒）として必
要な圧力降下を達成し、スロツトを水が通過する
のを防ぐようにするのが望ましい。本実施例にお
いて、必要なスロツト面積は0.81m²（8.7ft²）で
ある。床の深さは1.2m（４フイート）とし、該床
が50％の膨張または流動化を起していると思われ
る。

冷却器格子上方の冷却器８０内の排出帯内の断
面積は、場合によつては格子８２よりも大きくし
て排出ガス内への水の伴出を防ぐようにすること
が必要になる。

乾燥器２４の運転において、乾燥石炭の排出温
度は一般に約54〜約121℃（約130〜約250〓）で
あり、好ましくは約88〜約104℃（約190〜約220
〓）である。高温ガスは、石炭を格子２６の上方
で流動化または半流動化状態に保つのに適当な速
度で格子２６上の石炭を上方に通過させる。滞留
時間は必要な乾燥量を達成するように選択する
が、滞留時間を使用する特定のタイプの石炭その
他に基づいて実験的に決定することは当業者には
容易である。例えば亜歴青炭を乾燥させる場合、
約30重量％の初期含水量が普通である。好ましく
はそのような石炭は約15重量％以下の含水量、さ
らに好ましくは約５〜約10重量％の含水量になる
まで乾燥させる。亜炭は約40重量％程度の水を含
んでいることが多く、好ましくは約20重量％以下
さらに好ましくは約５〜約20重量％の含水量にな
るまで乾燥させる。褐炭は約65重量％、場合によ
つてはそれ以上の水分を含みうる。多くの場合、
そのような褐炭は他の物理的分離工程で処理して
乾燥を行う前に水分の一部を除去する必要があ
る。どんな場合でも、これらの石炭は約30重量％
以下好ましくは約５〜約20重量％の含水量まで乾
燥することが望ましい。乾燥器２４におけるその
ような石炭の滞留時間の決定は、それぞれの特定
石炭に関して当業者が実験的に容易に行うことが
できる。適当な滞留時間の決定は多くの変数に依
存するが、ここでは詳しくは述べない。

本明細書で述べる含水量は、1978年のASTM
規格年鑑、第26部、ASTM D3173−73「石炭と
コークスの分析試料の水分に関する標準試験法」
を用いて決定した。

乾燥器２４からの乾燥石炭の取り出し温度は、
乾燥器２４に導入する微細石炭と空気との量を変
化させて燃焼後に生成される高温ガス混合物が必
要温度になるようにすることによつて容易に制御
することができる。格子２６の直下の温度は格子
２６上の石炭が自然発火を起さないように制御し
なければならない。多くの石炭において適当な温
度は約104〜約570℃（約250〜約950〓）である。

前述のような冷却器８０の運転において、第１
図に示す工程の冷却器８０に装入する乾燥石炭の
温度は、一般に、工程熱損をあまり起こしていな
い乾燥器２４から取り出される乾燥石炭の温度で
ある。乾燥石炭の温度は、冷却器８０において約
38℃（100〓）以下、好ましくは約27℃（80〓）
以下の温度に冷却させるのが望ましい。冷却ガス
は、石炭を格子８２上で流動化または半流動化状
態に保つのに適した速度で、格子８２上の石炭を
上方に通過させる。滞留時間、冷却空気の量、冷
却水の量その他は当業者が実験的に容易に決定す
ることができる。そのような決定は必要冷却の大
きさ、その他に依存する。当業者には周知のよう
に、乾燥後、低品位石炭は貯蔵、輸送その他に際
して非常に自然発火と燃焼を起こしやすい。しか
しながら、そのような石炭が現在可能なよりもも
つと広く使用できるようになるのが望ましい。こ
れらの石炭は含水量が大きく、少なくともかなり
の部分、運賃のかかる余分な水のために大きな運
賃が必要になり、また同様に、石炭のかなりの部
分が可燃性の炭質ではなく水であるために石炭の
発熱量が小さくなる。小さい発熱量のため、これ
らの石炭の用途は限られている。多くの炉はその
ような低発熱量の石炭を燃焼させるのには適して
いないからである。これに対して、含水量を低下
させた場合には発熱量が増大する。この場合、石
炭のずつと大きな部分が可燃性の炭質で構成され
ることになるからである。したがつて、そのよう
な石炭は輸送に先立つて乾燥させることが非常に
望ましい。

多くの場合、そのような乾燥石炭を約38℃
（100〓）以下、好ましくは約27℃（80°〓）以下
の温度に冷却すれば、該乾燥石炭の自然発火を防
ぐのに十分である。すべての乾燥低品位石炭が、
冷却後それ以上の処理を施すことなく貯蔵と輸送
とが可能であるほど不活性になるというわけでは
ないが、多くの場合、そのような乾燥低品位石炭
は自然発火を避けるのに十分な程度には冷却後に
不活性になる。ここで発見したことによれば、そ
のような低品位石炭の自然発火は、以下に詳しく
述べるように、適当な不活性化流体を用いて乾燥
石炭の自然発火性をさらに低下させることによつ
て、さらに抑えることができる。不活性化流体は
好ましくは乾燥石炭と十分に混合することによつ
て塗布し、自然燃焼傾向の低い乾燥石炭生成物を
生成させる。不活性化流体の使用により乾燥石炭
の粉立ち傾向も小さくなる。

乾燥石炭の自然発火性を低下させるもう一つの
方法は、乾燥作業のあと、乾燥石炭の冷却の前に
制御した酸化工程を使用することである。そのよ
うな変形は第２図に示してある。この場合、乾燥
石炭はライン３８を通して石炭酸化装置容器６０
に送られる。乾燥石炭は酸化装置６０に装入さ
れ、該酸化装置６０を上端６２から下端６４まで
必要な滞留時間が得られるように制御された速度
で下方に通過する。酸化装置６０を下方に通過す
る乾燥石炭の流れは、格子６６によつて制御され
る。格子６６は石炭を酸化装置６０内に支え、ま
た乾燥酸化石炭がライン７８から取り出される量
の制御を行う。遊離酸素含有ガス例えば空気が、
ライン６８と空気分配装置７０とを通つて酸化装
置６０内に導入される。空気分配装置７０は第３
図により詳しく示す。空気分配装置７０は複数の
ライン１２２を有し、ライン１２２は空気を酸化
装置６０内に排出するための該ラインの長さ方向
に沿つて配置してある適当な開口（示してない）
を有している。また、ライン１２２は保護部品１
２０の下に配置してある。保護部品１２０はライ
ン１２２の空気噴出開口の目詰りを防ぎ、またラ
イン１２２が落下して来る石炭によつて損傷を受
けるのを防ぐ。保護部品１２０の間の間隔１２４
は石炭が保護部品１２０の間を通過できるように
するためのものであり、また間隔１２４は一般に
幅が最大であると思われる石炭粒子直径の少なく
とも３倍の大きさになるようにする。酸化装置６
０は粒状固体を均一に分配するために石炭分配装
置１１２も備えている。石炭分配装置は当業者に
は周知のいろいろな構造のものとすることができ
る。排出ガスはライン７２により酸化装置６０か
ら回収され、第２図に示すように、取り出しに先
立つ処理のためにガス清浄化部５０に送られる。
格子６６は当業者には周知のいろいろな構造にす
ることができ、反応帯を通つて下方に移動する粒
状固体流を支え、除去する該固体流の量を制御し
て、反応帯を通る粒状固体の均一な下方への移動
をもたらすような構造になつている。

第３図に示す格子は、酸化装置６０の底部に渡
してある抑制板１２１と押棒１２３とから成つて
おり、必要量の乾燥酸化石炭を除去する一方で乾
燥石炭を酸化装置６０内に支えるようになつてい
る。偏向板は、空気導入ライン１２２のための保
護部品１２０として示してある。星型供給装置ま
たは同様のもの１２５がライン７８に備えてあ
り、乾燥酸化石炭が取り出されるときに、ライン
７８の空気流を防ぐようになつている。格子６６
の操作においては、石炭は、必要量の石炭を押し
て抑制板１２１から除去するために往復運動させ
られる押棒１２３の運動によつて押されて抑制板
１２１から除去される。空気は酸化装置６０の高
い場所からまたは複数の場所から導入することも
できるが、ここでは実質的にすべての空気を酸化
装置６０の底部近くから導入するのが好ましい。

酸化装置６０における乾燥石炭の酸化の場合に
存在する問題は、石炭が酸化されるにつれて該石
炭が次第に高温になる傾向があるということであ
る。石炭の不活性化には高温は必要でなく、また
高温になると冷却器の負荷が大きくなり、さらに
酸化装置６０における石炭生成物消費量が大きく
なるため高温になることは望ましくない。乾燥石
炭１トンあたり約2.7〜約11Kg（約６〜約25ポン
ド）の酸素を使用できるが、好ましくは石炭１ト
ンあたり約2.7〜約6.8Kg（約６〜約15ポンド）の
酸素を使用する。そのような量の酸素を使用する
とかなりの量の熱が発生する。酸化装置６０内の
温度を安定に保つためには、乾燥器２４における
乾燥を最終乾燥石炭生成物で必要な程度よりも少
し低く制限するのが望ましい。言い換えると、乾
燥器２４では乾燥酸化石炭生成物で必要なものよ
りも少なめの乾燥を行う。多くの場合、乾燥石炭
流の酸化を行うときには、乾燥石炭流において最
終乾燥酸化生成物で必要な含水量よりも約１〜約
５重量％（石炭の重量に対する）だけ多くの水を
残すのが望ましい。余分の水の存在により、酸化
中に水の蒸発によつて乾燥石炭の冷却が起る。酸
化工程を用いる場合に残留させる水の量は、必要
な酸化によつて発生する熱を蒸発によつて除去す
るのに必要な量であるのが好ましい。大部分の場
合、石炭１トンあたり約2.7〜約6.8Kg（約６〜約
15ポンド）の酸素を使用するときには、酸化装置
６０に送られる乾燥石炭流に乾燥生成物で必要な
量よりも約１〜約３重量％だけ多くの水を残留さ
せるのが好ましい。

酸化装置６０から出てくるときの適当な石炭の
温度は約80〜約107℃（約175〜約225〓）である。
酸化装置６０における石炭温度の正味の上昇は小
さいのが望ましい。酸化装置６０においては局所
的に高温が発生しうるが、石炭取り出し温度は約
80〜約107℃（約175〜約225〓）とするのが望ま
しい。石炭装入温度は変化させうるが、多くの場
合、乾燥石炭は取り出し温度に近い温度で酸化装
置に装入することになると思われる。

酸化装置容器において蒸発によつて除去される
水の量に関して注意すべきことは、この場合に望
ましい乾燥量は乾燥低品位石炭生成物を生成させ
るのに必要な乾燥量よりもずつと小さいというこ
とである。したがつて、この制御酸化工程は主要
乾燥工程としての使用には適しておらず、石炭乾
燥工程のあとで使用するのが適当である。その場
合には、乾燥石炭の反応性が制御酸化工程による
不活性化に適しており、大きな割合の水が除去さ
れることになる。

乾燥石炭と本発明による特別な不活性化流体と
の十分な混合は、第４図に示すような容器におい
て容易に実施することができる。第４図におい
て、乾燥石炭生成物または酸化乾燥石炭はライン
４６から接触容器１４０に装入される。接触させ
られた石炭はラインすなわち排出路１４８から回
収される。接触容器１４０において、特別な不活
性化流体は、霧噴射装置１５０（これは、第４図
に示すように、噴霧ノズル１５２である）から特
別な不活性化流体を容器１４０内に噴霧すること
によつて微細な霧に保たれる。明らかに容器１４
０はいろいろな構造とすることができ、また任意
の合理的な数のノズル１５２を使用できる。しか
しながら、接触容器１４０の上端１４２と下端１
４４との間の滞留時間は、石炭が容器１４０を通
過するときに該石炭が特別な不活性化流体と密接
に接触するのに十分なものでなければならない。
不活性化流体はライン１５８からノズル１５２を
通して容器１４０内に噴霧される。そらせ装置１
４３を取りつけて石炭の流れを分けて不活性流体
との接触を促進するようにすることは随意に行う
ことができる。

適当な接触容器のもう一つの実施型を第５図に
示す。第５図に示す接触容器は貯蔵ホツパー１６
２上に配置してあり、該容器の内壁に複数の突起
１５４を有している。該突起は、容器１４０内の
粒状石炭固体のよどみのない落下を妨げ、そのこ
とによつて該粒状固体と容器１４０内に存在する
特別不活性化流体霧との密接な接触を促進するよ
うに働く、突起１５４は実質的に任意の有効な形
状および寸法とすることができる。第５図に示す
霧噴射装置１５０は突起１５４の下に配置してあ
る管１５６から成つている。管１５６は複数の噴
霧ノズル１５２を有している。噴霧ノズル１５２
は容器１４０の壁に配置することもできる。さら
に、偏向装置１６０が容器１４０の下端１４４近
くにとりつけてあり、粒状石炭固体流が容器１４
０から排出されるときに該固体流を偏向させるよ
うになつている。噴霧ノズル１５２を含む管１５
６は偏向装置１６０の下に配置してある。

第４図および５図に示す容器の運転に際して、
粒状石炭流は容器１４０の上部に導入され、重力
によつて容器１４０内を落下しながら特別な不活
性化流体の微細な霧と連続的に接触する。滞留時
間は容器１４０内を通る流れの大きさ、容器１４
０内に突起が存在するか否かなどによつて大きく
変えることができる。接触時間と霧の量とは石炭
と十分に混合される特別な不活性化流体の必要量
を得るために調節する。好ましくは、石炭は約20
〜約45℃（約70〜約110〓）の温度で霧帯に装入
する。

本発明で使用される特別な不活性化流体は485
℃（900〓）よりも大きな５％点、10.8以上の特
性係数、および最小引火点205℃（400〓）を有す
る新しい減圧原油である。

引火点という言葉の意味は周知であるから、説
明はしない。この特別の不活性化油組成物は５％
点が485℃（900〓）よりも大きい条件下で減圧蒸
留した新しい原油によつて得られるということが
重要である。新しい原油というのは、石油溜めか
ら取り出したままで分配留出油を生じるような任
意の特別な熱処理を受けていない油また油留分の
ことである。

この特別な油組成物は、５％点が485℃（900
〓）よりも大きい条件下で原油を減圧蒸留するこ
とによつて得られる。この条件は、ASTM−
D1160−77「減圧下での石油生成物の蒸留に関す
る標準的方法」（ASTM規格1978年年鑑、第23
部）に述べてある方法によつて新しい原油に関し
て得られた試験値を用いて決定した。一例とし
て、原油316〜約538℃（600〜1000〓）の範囲の
いろいろなカツトポイントで減圧蒸留してから乾
燥石炭に接触させた。酸化速度定数を蒸留油に接
触させる前と後で測定した。一般に316℃（600
〓）では不活性化の程度は不適当であり、427℃
（800〓）では不活性化の程度はせいぜいかろうじ
て有効といえるぐらいであつたが、538℃（1000
〓）では蒸留油は十分に満足すべきものであつ
た。

特性係数は次の式で定義される炭化水素の独特
の物理的性質である。

Ｋ＝Tb^1/3／Ｇここで、Ｋ＝特性係数 Tb＝平均沸点°ＲＧ＝16℃／16℃（60〓／60〓の比重 °Ｒ＝〓＋460 平均沸点は、R.L.SmithとK.M.Watsonの論文
「炭化水素混合物の沸点と重要な性質」
（Industrial and Engineering Chemistry，
Vol.29，pp1408−1414，1937年12月）に述べて
ある計算法により、前述のASTM−D1160−77
またはASTM D86「石油生成物の蒸留に関する
標準的方法」（ASTM規格1978年年鑑第23部）の
方法で測定した10，30，50，70および90％点の〓
を用いて決点した。ASTM D86は大気圧で蒸留
した場合に分解する生成物に関するものである。

特性係数の（２〜３）／10の違いは小さいと見
なすことができるが、しかしこの係数を0.1の精
度で決定することは容易であり、またかなりの確
信と信頼性とでこの係数を使用し解釈することが
できる。この係数は炭化水素を識別するのに有用
である。例えば、特性係数9.5を有する物質は、
非常に発ガン性の高いPNSと呼ばれる純粋の多
核芳香族炭化水素である。ものさしのもう一方の
端にある特性係数13の物質は純粋のパラフイン類
例えば無害のワセリンである。特性係数は、油の
その他多くの物理的性質例えば分子量、粘性、熱
膨張、比熱、臨界特性、燃焼熱その他と十分な相
関を有している。

この特別油組成物は任意の適当量だけ使用する
ことができるが、通常、乾燥石炭907Kg（2000ポ
ンド）あたり特別油1.9〜15（0.5〜4.0ガロン）
が適当である。ダスト制御のために必要であれ
ば、これ以上の量の特別油を使用することもでき
る。

第１および２図に示すような方法の実施におい
ては、酸化工程の使用が望ましい場合もあるが、
石炭供給原料によつてはそのような工程が不要な
こともある。一般に、望ましくないほど自然発火
を起しやすいということのない所望の乾燥石炭燃
料を製造するためには、すべての低品位石炭につ
いて冷却を行う必要があると思われる。どの方法
を選択するかは使用する特定の石炭供給原料に大
きく依存する。特定低品位石炭に対する方法の選
択に影響するもう一つの変数は自然発火に関連し
た危険性である。例えば、船その他で輸送すべき
乾燥石炭生成物は、石炭消費施設の近くに積み上
げられる石炭の場合よりも自然発火による損害の
危険がかなり大きいので過剰なほどの処理が望ま
しい。いろいろな考察により選択する方法も変わ
つてくると思われるが、前述の特定の工程組合せ
は、自然発火性の低い乾燥燃料生成物を製造する
ために実質的にすべての低品位石炭を処理する場
合に有効であると思われる。

以上、本発明をいくつかの好ましい実施例を参
考にしながら説明したが、本明細書で述べた実施
例は本発明の制限を意図するものではなく単に説
明のためだけのものであり、本発明の範囲を逸脱
することなく多くの変形と修正が可能である。多
くのそのような変形と修正は、前述の好ましい実
施型に関する説明に基づいて考えれば明らかにな
るものであり、また望ましいものである。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は本発明の実施例を示すものであ
り、第１図は本発明の方法の乾燥段階の模式図で
あり、第２図は本発明の方法の別の乾燥態様の模
式図であり、第３図は本発明の本法の実施にあた
つて使用するのに適した酸化装置容器の模式図で
あり、第４図は粒状石炭と特別な不活性化流体と
の密接な接触を行わせるために使用するのに適し
た装置の模式図であり、第５図は粒状石炭と不活
性化流体との接触を行わせるために使用するのに
敵したもう一つの装置の模式図である。図中、２４……乾燥器、２６……格子（第１の
支持装置）、８０……冷却器、８２……格子（第
２の支持装置）、８４……冷却ガス分配室、１０
０……石炭と不活性化流体との混合帯、１０８，
１０９，１１０，１１１……水噴霧装置、６０…
…石炭酸化装置容器、６２……６０の上端、６４
……６０の下端、３０……空気入口装置（ライ
ン）、４４……空気出口装置、（ライン）、３４…
…粒状石炭入口（ライン）、６６……格子、７０
……空気分配装置、７８……石炭回収ライン、１
２２……空気噴出開口を有するライン、１２０…
…保護部品（偏向板）、１２４……１２０の間隔、
１１２……石炭分配装置、１４０……接触容器、
１４２……１４０の上端（第１の端）、１４４…
…１４０の下端（第２の端）、１４６……１４０
の入口（ライン）、１４８……１４０の出口（ラ
イン）、１５０……霧噴射装置、１５２……噴射
ノズル、１５４……突起、１５６……管（管状部
品）、１６０……偏向装置である。

Claims

【特許請求の範囲】１ (1)(a) 粒状低品位石炭を乾燥帯において高温
ガスで加熱して20重量％以下の含水量まで乾燥
し、 (b) 得られた乾燥石炭を前記乾燥帯から取り出
し、 (c) 前記石炭を不活性化流体の霧帯に装入落下さ
せ、 (d) 該霧帯において不活性化流体の霧を維持し、 (e) 石炭の霧帯中の落下により不活性化石炭を生
成させるのに十分な量の不活性化流体を前記石
炭に吸収させるように前記石炭と前記霧とを密
接に接触させ、 (f) このようにして得られた不活性化石炭を回収
し、 (g) この際前記不活性化流体として485℃を越え
る５％点、少なくとも10.8の特性係数および少
なくとも205℃の引火点を有する新しい減圧原
油を用いる、ことを特徴とする通常の貯蔵及び輸送条件で低い
自然発火傾向を有する乾燥粒状石炭燃料を製造す
る方法。２前記石炭を、20〜45℃の温度で前記霧帯に装
入する特許請求の範囲１項に記載の方法。３前記石炭を亜歴青炭、亜炭、褐炭およびこれ
らの混合物のうちから選択する特許請求の範囲１
に記載の方法。４前記石炭を前記石炭乾燥帯において54〜121
℃の温度に加熱する特許請求の範囲１項に記載の
方法。５前記取り出した乾燥石炭に1.9〜15（0.5〜
４ガロン）の前記新しい減圧原油を噴霧する特許
請求の範囲１項に記載の方法。６前記取り出した乾燥石炭に前記新しい減圧原
油を噴霧する前に、該乾燥石炭を38℃よりも低い
温度に冷却する特許請求の範囲１項に記載の方
法。７前記石炭を、５〜20重量％の含水量まで乾燥
させる特許請求の範囲１項に記載の方法。８ (a) 粒状石炭入口がそこを通つて容器に装入
された乾燥粒状石炭が該容器を通つて粒状石炭
出口に落下するような位置に配置されている粒
状石炭入口と粒状石炭出口とを有する接触容器
と、 (b) 該粒状石炭が前記不活性化流体の霧中を落下
する際該粒状石炭を前記不活性化流体と密接に
接触させるために前記接触容器中前記入口と前
記出口との間の前記不活性化流体の霧を噴射す
るように配置された少なくとも一つの不活性化
流体霧噴射装置とを備えていることを特徴とする、亜歴青炭、亜
炭、褐炭およびこれらの混合物のうちから選択す
る乾燥粒状低品位石炭を、その自然発火性を低下
させるために不活性化流体と密接に接触させる装
置。９前記容器が、前記粒状石炭と前記霧との密接
な接触を促進させるために前記容器の内壁上に配
置してある突起を有する特許請求の範囲８項に記
載の装置。１０前記霧噴射装置が、前記容器の内壁上に配
置してある複数の噴霧ノズルを有する管状部品を
少なくとも一つ有する特許請求の範囲８項に記載
の装置。１１前記管状部品が前記突起のうちに少なくと
も一つの下に配置してある特許請求の範囲８項に
記載の装置。１２少なくとも一つの偏向装置が、前記粒状石
炭を偏向させるために前記粒状石炭出口の近くに
配置してある特許請求の範囲８項に記載の装置。１３前記霧噴射装置が、前記偏向装置の下に配
置してある複数の噴霧ノズルを有する管状部品を
少なくとも一つさらに有する特許請求の範囲８項
に記載の装置。