JPH06918B2 - 熱処理石炭の冷却方法 - Google Patents

熱処理石炭の冷却方法

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JPH06918B2
JPH06918B2 JP25387585A JP25387585A JPH06918B2 JP H06918 B2 JPH06918 B2 JP H06918B2 JP 25387585 A JP25387585 A JP 25387585A JP 25387585 A JP25387585 A JP 25387585A JP H06918 B2 JPH06918 B2 JP H06918B2
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守 玉井
清通 太尾田
忠昭 田村
宗雄 米田
義弘 原森
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、水分含有量の多い低品位石炭を高温熱処理し
て改質するプロセスでの熱処理後の石炭冷却方法に関す
る。 〔従来の技術〕 褐炭や亜瀝青炭などの低品位石炭は、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であり、
これら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。 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、一般に自然発火し易く
なる。 これに対し、本発明者らは、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。しかしなが
ら、上記提案においては、熱処理後の高温石炭の冷却方
法については詳細な検討はなされていない。 また、従来の技術の1つに、米国特許第4,401,436
号などに述べられているように、104℃〜510℃に
加熱された石炭に、水をスプレーしながら空気で38℃
以下に冷却する方法も提案されているが、この方法で
は、高温石炭が空気に直接接触することとなり、石炭が
クーラー中で燃え出す恐れがあるが、これについての考
慮が全くなされていない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 褐炭あるいは亜瀝青炭を加熱処理により改質するための
加熱温度としては、300℃付近が有効であり、この温
度に加熱された石炭を常温付近まで冷却する上で、以下
の技術的問題点がある。 (1) 最も入手容易な冷却ガスとしては空気があるが、
300℃付近に加熱した石炭を空気中に放置すると、空
気中の酸素により酸化されて、さらに石炭の温度が上昇
し、最終的には燃え始める可能性があり、プラント運転
上きわめて危険である。たとえば燃焼にまで至らなくと
も、熱処理した石炭の改質度が、石炭の酸化によつて低
下するので好ましくない。 (2) 例えば、燃焼排ガスなどの低酸素含有ガスのみを
用いて高温石炭を冷却しようとするとガスの顕熱は小さ
いために、大量の冷却ガスが必要となり、また冷却装置
もきわめて大きいものとなる。 本発明は、かかる技術的課題を解決した熱処理石炭の冷
却方法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〕 本発明は、300℃前後の温度に急速加熱した熱処理石
炭を冷却する方法において、第1段冷却工程で水を噴霧
した酸素含有量の低い燃焼排ガスによつて、熱処理石炭
を適当な温度まで冷却し、次に、第2段冷却工程で、空
気によつて最終温度まで冷却することを特徴とする熱処
理石炭の冷却方法に関する。 すなわち、本発明は、以下の点を特徴とする。 (1) 高温石炭を冷却するために、冷却ガスとして酸素
ガス濃度の低い燃焼排ガスを使用する。この燃焼排ガス
は、石炭、油、天然ガスなどの燃料を空気燃焼して製造
し、石炭の加熱処理熱源として用いるものであり、その
後、冷却、ダスト除去など処理を行い冷却ガスとして用
いる。 (2) この冷却用燃焼排ガス中に水をスプレーし、ガス
中に水滴を混在させ、主に水の蒸発潜熱を利用して石炭
を冷却する。 (3) 高温石炭冷却過程の高温域では、燃焼排ガスを冷
却ガスとして用い(第段階冷却工程)ある程度冷却され
て以後は、空気を冷却ガスとして用いて冷却する(第2
段冷却工程)。 〔作用〕 以下に、本発明の作用を具体的に説明する。 第1図は、本発明を具体化した熱処理石炭の冷却方法の
工程を示すものである。容器1は、第1段冷却工程の冷
却器(第1冷却器)であり、実用上は流動層型あるいは
通気乾燥型が使用される。この第1冷却器1へ、石炭供
給ライン2より熱処理後の300℃付近の高温石炭が供
給される。この石炭は、例えば、特開昭56−7009
3号明細書に提案された方法より、急速加熱された石炭
であるが、この加熱方法は、本発明の目的とする所では
ないので、説明は省く。 第1冷却器1へは、ライン3から冷却用ガスが供給され
る。このガスは、石炭、油、天然ガスなどの燃料のいず
れかを空気燃焼して製造し、酸素濃度を5vol%以下に
調整して石炭の加熱処理用熱源として用いた後、石炭予
熱などで排熱を回収後ダスト除去、冷却を行つて処理し
たガスであり、一般に、温度は40〜120℃、湿度は
30〜50%で、N2,CO2,H2Oを主成分とする酸素濃度
の低い燃焼排ガスである。 この燃焼排ガスは、第1冷却器1に供給される前に、配
管中で水供給ライン4から水がスプレーされ、一部の水
や蒸発や放熱などによつてガス温度が30〜80℃に降
下するとともに、さらに、余剰の水が未蒸発のまま霧状
で同伴されて、ライン5から第1冷却器1に供給され
る。 第1溶却器1の容器内では、このガスと高温石炭の接触
で、一部はガスの頭熱により、さらに大部分はガス中に
含まれる霧状の水の蒸発により、石炭は急速に冷却され
る。 ガス頭熱のみで石炭を冷却する場合には、ガスの比熱は
小さいために、非常に大量の冷却用ガスが必要であり、
これを供給するためのブロアの設備費および運転のため
の動力費は大きい。また、ガスと石炭粒子の間の伝熱速
度は、比較的小さいために、冷却器の容積は非常に大き
くなる。 これに対して、本発明に従つてガス中に水滴を含み、こ
の水滴の蒸発潜熱を利用して石炭を冷却する場合には、
冷却ガスの必要量を大幅に低減できるとともに、蒸発
は、石炭表面で瞬時にしておこるために、石炭冷却の伝
熱速度も早く、冷却器の容積もきわめてコンパクト化で
きる効果をあげることができる。 本発明者らによる研究の結果、最適な水スプレー量は、
高温石炭の温度降下100℃あたり20〜50kg/トン
石炭であつた。温度降下を200℃とすると、石炭重量
に対し4〜10%の水を供給することになるが、この水
は蒸発するので、熱処理石炭に吸収されることはなく、
石炭の含有水分を高くすることとはならない。 また、冷却ガスとして空気を用いる場合には、高温石炭
の酸化が進み、最終的には容器内の石炭が燃焼し始める
ことも起りうるが、本発明では、冷却ガスとして酸素濃
度の低い燃焼ガスを用いるので、その恐れは全くない。
石炭は、第1冷却器1で100〜150℃に冷却された
後、ライン6から第2段冷却工程の冷却器(第2冷却
器)8へ供給される。ガス排気ライン7からは、昇温し
た燃焼排ガスが、水蒸気,石炭ダストを含んで排気され
るので、冷却,ダスト除去などの処理を行つた後、一部
は、リサイクルガスとして使用され、残りは系外へパー
ジされる。 第2冷却器8も実用上は通気乾燥型あるいは流動層型が
用いられる。下部からは、空気供給ライン9から冷却用
に常温空気が供給され、100〜150℃で供給される
石炭を冷却して、40〜60℃の最終搬出温度にする。
こうして冷却された石炭は、改質製品炭として排出ライ
ン11から取出され、発電所などの利用先へ輸送され
る。一方、空気排気ライン10からは、石炭を冷却して
昇温した空気が排出され、後処理を行つて大気中へパー
ジするか、あるいは、リサイクル使用する。 石炭の温度が300〜400℃の高温時に空気に触れる
と、燃焼を始める原因となるが、本発明では、100〜
150℃まで冷却した後に、第2冷却器用冷却ガスに空
気を用いるので、酸化速度はきわめて小さく、燃焼等の
不具合な現象をまつたく問題とならない。 なお、処理石炭の最終搬出温度が50℃以下を必要と
し、空気のみによる冷却が困難な場合には、冷却用空気
に水をスプレーするか、あるいは第2冷却器内で石炭に
水をスプレーするなどして冷却効果を上げる方法も可能
である。 〔実施例〕 以下に、石炭処理量10トン/のパイロツトプラントで
の実施例について説明する。 第1冷却器1としては流動層型を、また、第2冷却器8
としては通気乾燥型を使用した。 米国北部ワイオミンク州から入手した水分含有量wt%の
亜瀝青炭(発熱量4500kcal/kg)を300℃に急速加熱
した後、流動層型第1冷却器1へそのままの温度300
℃にて、400kg/時の処理速度にて供給した。 一方、冷却ガスとしては、灯油を燃焼して高温燃焼排ガ
スとし、石炭の加熱処理用に用いた後、冷却、水スクラ
バーによる洗浄を行つた後、45℃、900Nm3/時で
供給した。排ガス中の酸素濃度は、3.5vol%であつた。
この冷却ガス中に35kg/時の水をスプレーし、増湿し
た冷却ガスを流動層下部から吹込み、加熱石炭の冷却を
行つた。第1冷却器1での石炭の滞留時間は、3〜4分
で、石炭は100℃まで冷却された。 この石炭を取出して通気乾燥型の第2冷却器8に供給
し、下部から25℃の空気を400Nm3/時吹込み、この石
炭の冷却を行つたところ、石炭は最終60℃まで冷却さ
れて排出された。 この製品石炭を分析したところ、水分は2wt%で、乾燥
効果が現われており、また、排熱量は6500kcal/kg
で、原料石炭に比べ大きな改質効果が得られた。 〔発明の効果〕 (1) 石炭の温度が高い範囲では、酸素濃度の低い燃焼
排ガスを用いることにより、石炭の酸化、燃焼を防止で
きる。 (2) この排ガス中に水をスプレーし、水を液滴状態で
ガス中に存在させて水の蒸発潜熱で石炭を冷却すること
により、冷却ガスの必要量を低減し、冷却器の容積を小
さくできる。 (2) 冷却過程を2段にわけ、石炭の温度がある程度下
つた範囲では、空気を冷却ガスとして用いることによ
り、系内を循環する燃焼排ガスの必要量を軽減できる。
また、製品石炭への付着水がないように、仕上げ冷却が
可能になる。
【図面の簡単の説明】
第1図は、本発明による熱処理石灰の冷却工程図を示
す。
フロントページの続き (72)発明者 米田 宗雄 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島造船所内 (72)発明者 原森 義弘 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島造船所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】300℃前後の温度に急速加熱した熱処理
    石炭を冷却する方法において、第1段冷却工程で水を噴
    霧した酸素含有量の低い燃焼排ガスによつて、熱処理石
    炭を適当な温度まで冷却し、次に、第2段冷却工程で、
    空気によつて最終温度まで冷却することを特徴とする熱
    処理石炭の冷却方法。
JP25387585A 1985-11-14 1985-11-14 熱処理石炭の冷却方法 Expired - Lifetime JPH06918B2 (ja)

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JPS62115090A JPS62115090A (ja) 1987-05-26
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