JPH06918B2 - 熱処理石炭の冷却方法 - Google Patents
熱処理石炭の冷却方法Info
- Publication number
- 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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- Japan
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- coal
- cooling
- gas
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Description
〔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。
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。
第1図は、本発明による熱処理石灰の冷却工程図を示
す。
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)
- 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25387585A JPH06918B2 (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 熱処理石炭の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25387585A JPH06918B2 (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 熱処理石炭の冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62115090A JPS62115090A (ja) | 1987-05-26 |
| JPH06918B2 true JPH06918B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=17257347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25387585A Expired - Lifetime JPH06918B2 (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 熱処理石炭の冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06918B2 (ja) |
-
1985
- 1985-11-14 JP JP25387585A patent/JPH06918B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62115090A (ja) | 1987-05-26 |
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