本發(fā)明涉及改質煤的制造方法和改質煤。
背景技術:
褐煤和次煙煤等低品位煤(低級煤)因為大量含有水分,所以每單位質量的發(fā)熱量小,輸送效率低。但是,低品位煤其蘊藏量大,因此從資源的有效利用的觀點出發(fā),會進行在干燥后壓縮成形至一定的大小,提高每單位質量的發(fā)熱量和處理性而供燃料使用。
低品位煤,若為了提高輸送效率而進行干燥,則顯示出自燃性,因此需要能夠抑制自燃性的干燥方法,另外,低品位煤的干燥需要極大的能量,因此要求有效率的、經濟的干燥方法。
作為上述干燥方法,例如提出有為了除去與高溫氣體接觸而得到的高溫的干燥煤的熱量而對其噴霧適量的水的方法(參照日本國特開昭59-227979號公報)。但是,通過冷卻脫水煤,雖然自燃性有一定程度地降低,但是依然具有自燃性。因此,需要進一步控制脫水煤的自燃性的氧化工序,生產效率差。
另外,作為生產效率高的干燥方法,例如提出的干燥方法是,在水合處理后,在空氣中進行氧化處理,從而縮短氧化處理氣體的調整等的抑制自燃的處理所需的時間(參照日本國特開2011-37938號公報)。但是,在該手法中,因為在水合處理中將脫水煤投入水中,所以水合處理后的煤的表面的活性有變高的情況,即使通過其后的氧化處理降低活性,仍不能充分地降低自燃性。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本國特開昭59-227979號公報
專利文獻2:日本國特開2011-37938號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
本發(fā)明基于上述這樣的情況而形成,其目在的于,提供一種以低品位煤為原料,降低自燃性并且制造成本優(yōu)異的改質煤的制造方法。
用于解決課題的手段
用于解決上述課題而形成的發(fā)明是以低品位的煤為原料的改質煤的制造方法,其特征在于,具有如下工序:將上述煤進行脫水的工序;在上述脫水煤中添加水的工序;使上述加水煤成塊的工序;和使上述壓塊煤緩慢氧化的工序,在上述加水工序中,調整水的添加量,使上述加水煤的含水率為5質量%以上且20質量%以下,在上述氧化工序中,將上述壓塊煤在空氣中保持在70℃以上且105℃以下的溫度。
該改質煤的制造方法中,在脫水工序后、成塊工序前的脫水煤中,以使含水率成為上述范圍內的方式添加水,其后進行使煤緩慢氧化的熟化,從而能夠減少氧化工序中的煤的含水率和溫度的控制所需要的能量,制造成本優(yōu)異。另外,該改質煤的制造方法中,在氧化工序中,將壓塊煤在空氣中保持在上述范圍內的溫度,因此能夠高效率地生產自燃性低的改質煤。
作為上述氧化工序后的上述氧化煤的含水率,優(yōu)選為1質量%以上且13質量%以下。如此通過使上述氧化工序后的上述氧化煤的含水率在上述范圍內,能夠更高效率地得到自燃性低的改質煤。
作為上述成塊工序后的上述壓塊煤的含水率,優(yōu)選為2質量%以上且15質量%以下。如此通過使上述成塊工序后的上述壓塊煤的含水率在上述范圍內,能夠在氧化工序中抑制壓塊煤的起火,并且能夠提高氧化效果,因此能夠更高效率地得到自燃性低的改質煤。
上述氧化工序后,還可以具有粉碎上述氧化煤的工序和向上述粉碎煤中二次添加防揚塵用水的工序。如此通過將成塊的氧化煤粉碎,填充密度增加,因此能夠有效率地進行運輸和儲藏,另外,通過向粉碎煤中二次添加水,能夠減少煤在運輸時等的揚塵。另外,通過具有二次加水工序,能夠以適合成塊工序的水分制造壓塊煤,因此能夠得到更高品質的改質煤。
在上述二次加水工序中,調整水的添加量,使上述二次水添加后的粉碎煤的含水率為10質量%以上且16質量%以下即可。如此通過以二次水添加后的煤的含水率成為上述范圍內的方式在上述二次加水工序中添加水,能夠得到更難以發(fā)生揚塵的改質煤。
在上述加水工序中,將含有水的原料煤與上述脫水煤混合,由此將水的一部分或全部添加到脫水煤中即可。如此通過將水的添加的一部分或全部替換為含有水的原料煤的混合,需要干燥的處理煤量減少。因此能夠減少干燥所需要的能量,進一步降低制造成本。
在上述氧化工序中,可以通過在一個或多個帶式輸送機上的搬送進行上述壓塊煤的氧化,上述帶式輸送機具有載置上述壓塊煤的皮帶和至少包圍上述皮帶的一部分的保溫容器。如此通過在一個或多個帶式輸送機上的搬送進行上述壓塊煤的氧化,上述帶式輸送機具有載置上述壓塊煤的皮帶和至少包圍上述皮帶的一部分的保溫容器,從而能夠抑制熟化時的散熱和水分的蒸發(fā)造成的溫度下降,能夠以更低成本生產改質煤。
因此,以該改質煤的制造方法得到的改質煤的自燃性低,發(fā)熱量高,因此能夠作為燃料適用。
還有,所謂“含水率”,是設煤所含的水的質量為W1,煤的干燥質量為W2時,以W1/(W1+W2)×100求得的值。
發(fā)明效果
如以上說明,本發(fā)明的改質煤的制造方法以低品位煤為原料,能夠高效率地取得自燃性低,發(fā)熱量高的改質煤。也就是說,能夠將低品位煤低成本改質為安全且運輸成本和處理性優(yōu)異的燃料。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的改質煤的制造方法的框圖。
圖2是在圖1的熟化部使用的制造裝置的示意性的剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明的其他實施方式的改質煤的制造方法的框圖。
具體實施方式
以下,詳細說明本發(fā)明的改質煤的制造方法的實施方式。
[第一實施方式]
第一實施方式的改質煤的制造方法主要具有以下工序:
將上述煤進行脫水的工序(脫水工序);
在上述脫水煤中添加抑制再活化和促進氧化用的水的工序(加水工序);
使上述加水煤成塊的工序(成塊工序);和
使上述壓塊煤緩慢氧化的工序(氧化工序)。
圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的改質煤的制造方法的整體構成的框圖。以下,對于該改質煤制造方法,使用圖1加以說明。
<原料煤粉碎工序>
首先在原料煤粉碎部1中,粉碎原料煤(低品位煤)得到粉碎煤。上述原料煤粉碎部1具備粉碎原料煤的粉碎機。在此,原料的低品位的煤,是指無水無灰煤基準的碳含量為75質量%以下,含有20質量%以上的水分的煤。作為該低品位煤,例如,可列舉維多利亞煤(Victoria coal)、北達科他煤(North Dakotacoal)、貝爾加煤(Beluga coal)等的褐煤;西半科煤(West Bankocoal)、比努于煤(Binungan coal)、撒馬拉干煤(Samalangau coal)等的次煙煤等。另外,粉碎前的低品位煤的最大粒徑的上限沒有特別限定,但從向粉碎機的易投入性的觀點出發(fā),例如為50mm。
作為粉碎后的上述低品位煤的最大粒徑的上限,優(yōu)選為3mm,更優(yōu)選為2mm,進一步優(yōu)選為1mm。另外,作為低品位煤的粉碎后的粒徑為0.5mm以下的粒子的比例的下限,優(yōu)選為50質量%,更優(yōu)選為70質量%,進一步優(yōu)選為80質量%。使粉碎后的低品位煤的最大粒徑為上述上限以下,或使粒徑為0.5mm以下的粒子的比例為上述下限以上,能夠使后述的脫水工序中的低品位煤的漿料化容易。還有,低品位煤的最大粒徑可以由篩網測量。粒徑為0.5mm以下的粒子比例,能夠以網眼0.5mm的篩子進行分級,根據(jù)篩上的低品位煤的總質量和該篩下的低品位煤的質量求得。
<混合工序>
接著,在混合部2中,將用于脫水的作為熱介質的溶劑油和上述經粉碎的低品位煤混合而得到漿料(粉碎的低品位煤和溶劑油的有流動性的混合體)。上述混合部2具備如下:用于混合低品位煤和溶劑油的混合槽; 在該混合槽中所具備的攪拌機等。作為溶劑油和低品位煤的混合比,以干燥無水煤基準的質量比計,例如可以為1.7左右。作為上述溶劑油,例如可列舉煤油、輕油、重油等。
<脫水工序>
接著,在脫水部3中,將上述漿料加熱脫水,得到脫水漿料。上述脫水部3具備如下:用于對在上述混合部2得到的漿料進行預熱的預熱機;用于使預熱的漿料升溫的蒸發(fā)器等。作為脫水部3的脫水方法,也可以采用在不活潑氣氛中進行加熱處理的氣流干燥法等,但從水分除去率高這一觀點出發(fā),適合使用油中脫水法。另外,通過使用油中脫水法,與氣流干燥法相比,能夠大幅降低脫水所需要的能量。
上述油中脫水法,使用上述蒸發(fā)器,例如將低品位煤與沸點150℃以上且300℃以下的石油系輕質油混合,以壓力0.2MPa以上且0.5MPa以下、溫度120℃以上且160℃以下加壓加熱該混合物,由此使低品位煤中的水蒸發(fā)除去。這時,漿料中的低品位煤中所含的水分作為排水從蒸發(fā)器被排出。
<固液分離工序>
接著,在固液分離部4中,從上述脫水漿料中分離溶劑油而得到泥狀的餅料。上述固液分離部4具備固液分離機。作為該固液分離機,例如能夠使用利用離心分離法將脫水漿料分離成餅料和溶劑油的離心分離機。從上述脫水漿料中分離回收的溶劑油作為循環(huán)油返回混合部2。返回混合部2的溶劑油被再利用于混合部2的漿料的調整。
<干燥工序>
接著,在干燥部5中,通過加熱干燥上述餅料而得到粉末狀的改質煤(脫水煤)。上述干燥部5具備干燥機、氣體冷卻器等。作為上述干燥機,例如能夠列舉在滾筒內面沿軸向配設有多個加熱用蒸汽管的蒸汽管式干燥器。通過在上述干燥機內加熱餅料,該餅料中的溶劑油蒸發(fā)。蒸發(fā)的溶劑油由載氣從上述干燥機被轉送到上述氣體冷卻器。轉送到氣體冷卻器的溶劑油在氣體冷卻器內冷凝、回收,作為循環(huán)油返回混合部2。這時,作為低品位煤中的溶劑油的含量的上限優(yōu)選為3質量%,更優(yōu)選為2質量%,進一步優(yōu)選為1質量%。上述低品位煤中的溶劑油的含量高于上述上限時, 溶劑油的回收量減少,因此制造成本有可能上升。
<加水工序>
接著,在加水部6中,向上述脫水煤中添加水。通過此加水,能夠得到后述的氧化工序中的起火危險性的降低效果和氧化的促進效果。具體來說,對脫水煤進行空氣氧化時,煤起火的危險性高,但通過加水,能夠大大降低該危險性。另外可知,煤的氧化效率因共存的水分而大幅提高,通過該加水,能夠大幅提高氧化工序中的氧化效率。這兩個效果乍一看是相反的現(xiàn)象,但通過加水不讓煤起火而能夠促進氧化,已通過大量的實驗得到確認。
作為加水的方法,未特別限定,能夠列舉通過噴霧器等直接向干燥煤加水的方法。特別是通過噴霧器,向從干燥部5由輸送機轉送到成塊部7的脫水煤噴水,能夠使設備和工序簡化。還有,通過向帶式輸送機的轉接部下落的脫水煤噴水,能夠更確實且均質地向脫水煤添加水。
另外,作為上述添加水,也能夠使用原料煤的含有水。就是說,也可以將由原料煤粉碎部1粉碎的未干燥的原料煤(未加工煤)的一部分混合在上述脫水煤中,由此將添加水的一部分或全部添加到脫水煤中。如此將抑制再活化和促進氧化用的水的添加的一部分或全部,替換成混合含有水的原料煤(混合未加工煤),可減少需要干燥的處理煤量。因此可減少干燥所需要的能量,能夠進一步降低制造成本。作為用于上述混合未加工煤的裝置,未特別限定,例如可以采用漿葉式攪拌機等。
添加水時,由于水吸附于干燥的脫水煤,從而產生濕潤熱,該急劇的溫度上升導致煤的被氧化性在短期內增大,起火危險性提高。因此加水在不含氧的不活潑氣氛中進行。另外,作為加水時的脫水煤的溫度,沒有特別限定,但在不活潑氣氛中因為不用擔心氧化,所以也可以在100℃以上。因此能夠向剛經由油中脫水工序而得到的100℃以上的高溫的脫水煤中添加水。
上述水的添加量,以使加水后的加水煤的含水率在一定范圍內的方式進行調整。作為上述加水后的加水煤的含水率的下限為5質量%,優(yōu)選為6質量%,更優(yōu)選為8質量%。另外,作為上述加水后的加水煤的含水率的上限為20質量%,優(yōu)選為16質量%,更優(yōu)選為15質量%。上述加水后 的加水煤的含水率低于上述下限時,由于下面的成塊工序的熱成型和氧化工序中的氧化發(fā)熱,導致短時間內水分喪失,起火危險性有可能提高。另一方面,上述加水后的加水煤的含水率高于上述上限時,氧化工序時的煤的溫度降低,為了維持必要的氧化溫度,需要供給大量的空氣或高溫的空氣,不經濟。
<成塊工序>
接著,在成塊部7中,為了使后述的熟化容易,將上述加水煤成塊。作為用于該成塊的裝置及該壓塊煤的形狀未特別限定,例如可以采用使用了雙輥成形機等的由壓縮成型而成的團塊,使用了盤型造粒機等的由滾動造粒而成的球團,使用了擠壓成型機的由擠壓成型而成的棒等。特別是從處理性的觀點出發(fā),優(yōu)選成為煤球狀的團塊。
1個壓塊煤的平均質量未特別限定,例如可以為10g以上且100g以下。另外,1個壓塊煤的平均體積未特別限定,例如能夠為2cm3以上且200cm3以下。
作為成塊工序后的上述壓塊煤的含水率的下限,優(yōu)選為2質量%,更優(yōu)選為3質量%,進一步優(yōu)選為5質量%。另外,作為上述壓塊煤的含水率的上限,優(yōu)選為15質量%,更優(yōu)選為11質量%,進一步優(yōu)選為10質量%。上述壓塊煤的含水率低于上述下限時,在下面的氧化工序中,因氧化發(fā)熱等造成水分蒸發(fā)時,有可能不能保持充分的含水率。另一方面,上述壓塊煤的含水率高于上述上限時,為了提高含水率而需要更多地添加水,因此壓塊煤的溫度降低,在下面的氧化工序中有可能需要加熱。
<氧化工序>
接著,在熟化部8中,將上述壓塊煤在空氣中保持,使之與氧反應而緩慢地氧化,從而進行熟化。該氧化工序的目的是,使改質煤的活性點氧化,變成不活潑的二氧化碳(CO2),或變成難以氧化的穩(wěn)定的有機氧化物,使改質煤的氧化活性點減少。
作為上述空氣中的氧化溫度的下限為70℃,優(yōu)選為80℃。另外,作為上述空氣中的氧化溫度的上限為105℃,優(yōu)選為100℃。上述空氣中的氧化溫度低于上述下限時,沒達到CO2等的以半途的氧化狀態(tài)停留的過氧化物有可能產生。可知該過氧化物相對于進一步的氧化來說是穩(wěn)定的,但 溫度稍微上升就會分解,氧化煤的活性點再生而招致新的氧化。因此,上述空氣中的氧化溫度低于上述下限時,氧化煤有可能自燃。另一方面,上述空氣中的氧化溫度高于上述上限時,氧化煤完全干燥,氧化工序中的起火可能性有可能提高。
作為上述空氣中的氧化時間的下限,優(yōu)選為1小時,更優(yōu)選為1.5小時。另外,作為上述空氣中的氧化時間的上限,優(yōu)選為3小時,更優(yōu)選為2.5小時。上述空氣中的氧化時間低于上述下限時,改質煤的自燃性有可能無法充分降低。另一方面,上述空氣中的氧化時間高于上述上限時,氧化煤完全干燥,氧化工序中的起火可能性有可能提高。
作為上述熟化部8的熟化的方法沒有特別限定,通過在一個或多個帶式輸送機上的搬送使上述壓塊煤氧化即可。作為上述帶式輸送機,可以具備載置上述壓塊煤的皮帶和至少包圍上述皮帶的一部分的保溫容器。例如在圖2所示的熟化部使用的制造裝置具備搬送從成型機21排出的壓塊煤X的3臺帶式輸送機22、23、25。上述3臺的帶式輸送機,以使壓塊煤X分程搬送的方式而連續(xù)配置。另外,后段的2臺帶式輸送機23、25,具有由絕熱性的壁覆蓋其周圍的保溫容器24、26。在如此保溫的帶式輸送機23、25中,由于壓塊煤X擁有的熱量,周圍的空氣變暖,在壓塊煤的層中產生對流,能夠使最小限度的空氣的流通。此外,這些后段的帶式輸送機23、25的皮帶為空出孔洞的網眼狀即可。如此使后段的帶式輸送機為網眼狀,空氣能夠通過帶式輸送機23、25的皮帶的網眼而沿上下方向流通。因此空氣容易在壓塊煤層流運,能夠更有效率地將壓塊煤氧化。另外,流通的空氣量受基于自然對流的流動程度抑制,因此,能夠將熟化時的放熱、水分的蒸發(fā)以及伴隨該蒸發(fā)潛熱的溫度降低抑制在最小限度。因此,能夠以更低成本生產改質煤。
作為在上述熟化部8的熟化的方法,也可以不用自然對流,而用鼓風機強制循環(huán)空氣而使空氣流通,但溫度的降低和水分蒸發(fā)會被促進。另外,也可以是通過加熱空氣而保持溫度的方法,但加熱會導致循環(huán)空氣的相對濕度降低,因此有可能促進水分的蒸發(fā)。對此,也可以對空氣進行加濕而抑制水分蒸發(fā),但制造成本有可能上升。在這樣的加熱機構中,如果是能夠利用周圍的廢熱和廢蒸汽等的環(huán)境,也可以適當利用進行加熱。
作為氧化工序后的上述氧化煤的含水率的下限,優(yōu)選為1質量%,更優(yōu)選為3質量%。另外,作為氧化工序后的上述氧化煤的含水率的上限,優(yōu)選為13質量%,更優(yōu)選為10質量%。上述氧化煤的含水率低于上述下限時,氧化工序中的起火可能性有可能提高,并且氧化處理后的從大氣急劇的吸濕導致氧化速度提高,改質煤有可能自燃。另一方面,上述氧化煤的含水率高于上述上限時,為了提高含水率而需要更多地添加水,因此壓塊煤的溫度降低,氧化工序中有可能需要加熱。
作為上述氧化工序后的氧化煤的反應速度(耗氧速率)的上限,優(yōu)選為1mg/g/day,更優(yōu)選為0.5mg/g/day。氧化工序后的氧化煤的耗氧速率高于上述上限時,氧化煤或將該氧化煤粉碎的粉碎煤有可能自燃。通過使熟化后的氧化煤的耗氧速率在上述上限以下,即使在氧化工序后,也能夠在空氣氣氛中穩(wěn)定促進煤的熟化,能夠提高由該改質煤的制造方法得到的改質煤的穩(wěn)定性。還有,所謂耗氧速率,意思是在30℃、氧濃度21%的氣氛中配置煤時,煤的每單位質量的1天的氧反應量。
如此得到的成塊改質煤的自燃性低,發(fā)熱量高,因此,例如能夠作為火力發(fā)電廠等的燃料適用。
<優(yōu)點>
該改質煤的制造方法,在脫水工序后、成塊工序前的脫水煤中以使含水率成為上述范圍內的方式添加水,其后進行使煤緩慢氧化的熟化,從而能夠減少氧化工序中控制煤的含水率和溫度所需要的能量,制造成本優(yōu)異。另外,該改質煤的制造方法,在氧化工序中,因為將壓塊煤在空氣中保持在上述范圍內的溫度,所以能夠高效率地生產自燃性低的改質煤。
[第二實施方式]
第二實施方式的改質煤的制造方法主要具有如下工序:
將上述煤進行脫水的工序(脫水工序);
在上述脫水煤中添加抑制再活化和促進氧化用的水的工序(加水工序);
將上述加水煤成塊的工序(成塊工序);
使上述壓塊煤緩慢氧化的工序(氧化工序);
粉碎上述氧化煤的工序(氧化煤粉碎工序),和
向上述粉碎煤中二次添加防揚塵用水的工序(二次加水工序)。
圖3是表示本發(fā)明的第二實施方式的改質煤的制造方法的整體構成的框圖。以下,使用圖3對于該改質煤制造方法進行說明。還有,原料煤粉碎工序、混合工序、脫水工序、固液分離工序、干燥工序、加水工序、成塊工序和氧化工序,因為與上述第一實施方式相同,所以附加相同編號并省略說明。
<氧化煤粉碎工序>
在氧化煤粉碎部9中,通過粉碎熟化后的煤而能夠得到粉碎煤。作為粉碎后的粒徑分布,優(yōu)選為使用10mm的篩網,通過該篩網的改質煤為總體的50質量%以上這樣的粒徑分布。通過成為這樣的粒徑分布,能夠使儲煤和運輸變得容易。
<二次加水工序>
在二次加水部10中,向上述粉碎煤中二次添加防揚塵用水。這是由于粉碎的煤在搬送等之時容易發(fā)生揚塵,為了防止該揚塵,有效的是通過灑水向煤中添加水。該防揚塵用水的二次添加的方法未特別限定,例如能夠采用由噴霧器等進行噴霧等的方法。另外,在上述防揚塵用水中,也可以添加表面活性劑。此外,也可以通過原料煤的添加來替換防揚塵用水的添加的一部分或全部。
在上述二次加水部10中,優(yōu)選調整防揚塵用水的添加量,使粉碎煤的含水率在一定范圍內。作為該粉碎煤的含水率的下限,優(yōu)選為10質量%,更優(yōu)選為11質量%。另外,作為上述粉碎煤的含水率的上限,優(yōu)選為16質量%,更優(yōu)選為15質量%。上述粉碎煤的含水率低于上述下限時,由該改質煤的制造方法得到的改質煤的防塵有可能不充分。另一方面,上述粉碎煤的含水率高于上述上限時,所得到的改質煤的每單位質量的發(fā)熱量降低,作為燃料的價值有可能降低。
<優(yōu)點>
該改質煤的制造方法與上述第一實施方式同樣,能夠低成本、容易且確實地得到自燃性低的被粉碎的改質煤。另外,該改質煤的制造方法中,通過向粉碎煤中二次添加水,能夠減少煤在運輸?shù)戎畷r的揚塵。另外,通過具有二次加水工序,能夠以適合成塊工序的水分制造壓塊煤,因此進一 步能夠得到高品質的改質煤。
[其他的實施方式]
該改質煤制造方法不受上述實施方式限定。例如在上述第一實施方式中,也可以在氧化工序后進行粉碎氧化煤的工序。
實施例
以下,列舉實施例更具體地說明本發(fā)明,但本發(fā)明不受其限定。
[實施例1]
粉碎含水率60%的印度尼西亞產褐煤,使直徑1mm以上的粒子達到10%左右,以粉碎褐煤與煤油的比為2.5∶3的方式混合煤油并漿料化。以壓力0.3MPa、溫度147℃加熱該漿料,進行脫水。之后,通過離心分離,將脫水的漿料分離成煤油與固體成分(含煤油的煤)。再將該固體成分在氮中以200℃加熱,使煤油蒸發(fā),得到油中脫水煤。在得到的油中脫水煤中,以相對于油中脫水煤為20質量%混合上述粉碎褐煤(未干燥的未加工煤),得到含水率10質量%的混合煤。將該混合煤在空氣氣氛中以100℃加熱2小時,得到改質煤。
[實施例2]
在空氣氣氛中以70℃加熱實施例1的混合煤2小時,從而得到改質煤。
[實施例3]
在實施例1的油中脫水煤中,以相對于油中脫水煤為9質量%混合未干燥的未加工煤,而調制含水率5質量%的混合煤,在空氣氣氛中以100℃加熱2小時,從而得到改質煤。
[實施例4]
在實施例1的油中脫水煤中,以相對于油中脫水煤為50質量%混合未干燥的未加工煤,而調制含水率20質量%的混合煤,在空氣氣氛中以100℃加熱2小時,從而得到改質煤。
[比較例1]
粉碎含水率60%的印度尼西亞產褐煤,使直徑1mm以上的粒子達到10%左右,將該粉碎褐煤在氮氣氛中以150℃加熱2小時,從而得到氣流干燥煤。
[比較例2]
將比較例1的氣流干燥煤進一步在空氣氣氛中以100℃加熱2小時,從而得到氧化煤。
[比較例3]
在比較例1的粉碎褐煤中,以使該粉碎褐煤與煤油的比為2.5∶3的方式混合煤油并漿料化。以壓力0.3MPa、溫度147℃加熱該漿料,對漿料進行脫水。其后,通過離心分離,將脫水的漿料分離成煤油與固體成分(含煤油的煤)。進一步在氮氣氛中以200℃加熱該固體成分,使煤油蒸發(fā),得到油中脫水煤。
[比較例4]
將比較例3的油中脫水煤進一步在空氣氣氛中以100℃加熱2小時,從而得到氧化煤。
[比較例5]
在比較例3的油中脫水煤中,以相對于油中脫水煤為20質量%混合未干燥的未加工煤,得到含水率10質量%的混合煤。
[比較例6]
將實施例1的混合煤在空氣氣氛中以110℃加熱2小時,從而得到氧化煤。
[評價]
對于上述實施例1~4和比較例1~6的全部或一部分,評價剛氧化處理之后的含水率和耗氧速率。
(剛氧化處理之后的含水率)
處理之后立即分別取上述實施例和比較例所得到的試料煤的一部分,根據(jù)以107℃加熱2小時之時的重量減少,求得試料煤的剛處理之后的含水率。這些結果顯示在表1中。
(耗氧速率)
將上述實施例和比較例中得到的試料煤,放入30℃、濕度75%的空氣氣氛的恒溫槽中,保管3小時使之放冷并且使之吸濕后,測量耗氧速率。耗氧速率通過如下方式計算,將試料煤放入內容積1L的塑料容器中,以30℃密封1小時,測量1小時后的容器內的氧濃度,根據(jù)其減少量計算。其結果顯示在表1中。還有,耗氧速率作為自燃性的指標使用,1mg/g/day 以下的耗氧速率的情況下,可以判斷為自燃性低。
【表1】
由表1的結果可知,在油中脫水后混合未加工煤,得到含水率相當于5質量%~20質量%的混合煤,對于該混合煤進行70℃~100℃的空氣氧化,使剛氧化處理之后的含水率為1質量%以上的實施例1~4中,耗氧速率低于1mg/g/day,自燃性低。
相對于此,在只進行了氣流干燥的比較例1中,可確認到非常高的耗氧速率,可知自燃性高。
另外,在對于上述比較例1進一步進行了100℃的空氣氧化處理的比較例2中,與比較例1相比,耗氧速率降低,為1.6mg/g/day。但是,依然比作為自燃性的基準值的1mg/g/day大。
此外,只進行了油中脫水的比較例3的情況,與只進行了氣流干燥的比較例1的氣流干燥煤同樣,可確認到非常高的耗氧速率,對上述比較例3進一步進行了空氣氧化處理的比較例4中,耗氧速率也高于1mg/g/day。
在比較例1、3中耗氧速率高的理由被認為是,因為未進行空氣氧化處理,所以呈現(xiàn)出與無處理的原料煤大體同樣高的氧化活性。另外,在比較例2、4中,盡管進行了空氣氧化處理,但耗氧速率仍高于1mg/g/day的理由被認為是,剛氧化處理之后的含水率低至低于1%,在處理后的3小時的大氣放置期間吸濕,耗氧速率變高。還有,在比較例2、4的氧化處理中,數(shù)度確認到處理煤的紅熱現(xiàn)象,剛氧化處理之后的含水率低于1%的氧化條件被認為是起火危險性高的條件。
此外,油中脫水后混合了未加工煤的比較例5的情況,可確認到比僅進行了油中脫水的比較例3更高的耗氧速率。其結果被認為是由于,混合的未加工煤中的水分導致油中脫水煤的耗氧速率提高。
油中脫水后混合含水率相當于10質量%的未加工煤,進行110℃的空氣氧化的比較例6的情況下,耗氧速率為1.3mg/g/day,雖然接近作為自燃性的基準值的1mg/g/day,但頻繁確認到處理煤的紅熱。比較例6的情況可認為,因為剛氧化處理之后的含水率低于1質量%,所以起火的頻率變高,并且氧化處理后的吸濕導致耗氧速率提高。
詳細并參照特定的實施方式說明了本發(fā)明,但能夠不脫離本發(fā)明的精神和范圍而加以各種各樣的變更和修正,這對于本領域技術人員來說很清楚。
本申請基于2014年1月30日申請的日本專利申請(專利申請2014-016162),其內容在此參照而援引。
產業(yè)上的可利用性
如以上說明,本發(fā)明的改質煤的制造方法能夠以低品位煤為原料,高效率地得到自燃性低、發(fā)熱量高的改質煤。即,能夠以低成本將低品位煤改質為安全且運輸成本和處理性優(yōu)異的燃料。這樣的改質煤,例如能夠作為火力發(fā)電廠等的燃料適用。
符號說明
1 原料煤粉碎部
2 混合部
3 脫水部
4 固液分離部
5 干燥部
6 加水部
7 成塊部
8 熟化部
9 氧化煤粉碎部
10 二次加水部
21 成型機
22、23、25 帶式輸送機
24、26 保溫容器
X 壓塊煤