コークス処理システム及びコークス処理方法
【課題】ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができるコークス処理システム及びコークス処理方法を提供する。
【解決手段】コークス炉１から高炉４へ搬送されるコークスに対して、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体６を散布することによって、当該有機系粉体６を熱により溶融させてコークスに付着させる。このように、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体６をコークスに付着させることにより、ＣＯ２とコークスの反応性を向上させることができる。特に、有機化合物を粉体のまま散布するので、有機化合物を水に溶解および分散させるような構成とは異なり、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができる。
【解決手段】コークス炉１から高炉４へ搬送されるコークスに対して、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体６を散布することによって、当該有機系粉体６を熱により溶融させてコークスに付着させる。このように、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体６をコークスに付着させることにより、ＣＯ２とコークスの反応性を向上させることができる。特に、有機化合物を粉体のまま散布するので、有機化合物を水に溶解および分散させるような構成とは異なり、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉から高炉へ搬送されるコークスに対する処理を行うためのコークス処理システム及びコークス処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉に供給される石炭や、当該石炭がコークス炉で乾留されることにより生成されたコークスに対して各種処理を行うことにより、高炉におけるＣＯ２とコークスの反応性を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
特許文献１には、コークスの反応を活性化させるための触媒を水に溶解および分散させた後、当該液体をコークスと接触させることにより触媒をコークスに付着させる技術が開示されている。特許文献２には、コークスの反応を活性化させるための触媒を石炭に添加してコークス炉で乾留する技術が開示されている。特許文献３には、アルカリ土類金属および／または遷移金属を１質量％以上含有する石炭を配合炭中に２質量％以上配合してコークス炉で乾留する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２６８６５号公報
【特許文献２】特開２００１−３４８５７６号公報
【特許文献３】特開２００３−３０６６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のような方法では、触媒を水に溶解および分散させる工程が必要となるため、システムが複雑化するといった問題がある。また、コークスに水分が残る可能性もあり、高炉操業にとって好ましくない。
【０００６】
上記特許文献２のような方法では、石炭に触媒を混合することに起因して、コークス炉で生成されるコークスの強度（ＤＩ）が低下するおそれがある。このＤＩの低下を抑制するために、コークスを高強度化することができるような石炭配合とすることも考えられるが、その場合には、コークスの製造コストが高くなるといった問題がある。
【０００７】
上記特許文献３のような方法では、アルカリ土類金属および／または遷移金属を１質量％以上含有する石炭の配合率によっては、当該配合率が低い場合には触媒効果が小さくなり、当該配合率が高い場合には灰分が増加するといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができるコークス処理システム及びコークス処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明に係るコークス処理システムは、コークス炉から高炉へ搬送されるコークスに対する処理を行うためのコークス処理システムであって、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに対して、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体を散布することによって、当該有機系粉体を熱により溶融させて上記コークスに付着させる粉体散布装置を備えたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、コークス炉から高炉へ搬送されるコークスに対して散布された有機系粉体が、熱により溶融してコークスに付着する。アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体をコークスに付着させることにより、ＣＯ２とコークスの反応性を向上させることができる。特に、有機化合物を粉体のまま散布するので、有機化合物を水に溶解および分散させるような構成とは異なり、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができる。また、水を用いることがなく、コークス水分が増加する懸念もない。
【００１１】
第２の本発明に係るコークス処理システムは、上記有機系粉体が、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスの熱により溶融して当該コークスに付着することを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、コークスの熱により有機系粉体を溶融させて当該コークスに付着させることができるので、有機系粉体を溶融させるための熱源を別途設ける必要がない。したがって、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができる。
【００１３】
第３の本発明に係るコークス処理システムは、上記コークス炉から搬送される上記コークスを冷却するための冷却装置を備え、上記粉体散布装置が、上記冷却装置により冷却された後の上記コークスに対して上記有機系粉体を散布し、上記有機系粉体の融点が、上記冷却装置により冷却された後の上記コークスの温度よりも低いことを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、冷却された後のコークスに対して散布された有機系粉体が、コークスの余熱により溶融して当該コークスに付着する。これにより、冷却された後のコークスに対して有機系粉体を良好に付着させることができるので、ＣＯ２とコークスの反応性を効果的に向上させることができる。
【００１５】
第４の本発明に係るコークス処理システムは、上記有機系粉体を加熱するための加熱装置を備え、上記有機系粉体が、上記加熱装置の加熱により溶融して、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに付着することを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、加熱装置の加熱により有機系粉体を溶融させてコークスに付着させるので、安定した熱で有機系粉体を良好に溶融させ、コークスに対して良好に付着させることができる。したがって、ＣＯ２とコークスの反応性を効果的に向上させることができる。
【００１７】
第５の本発明に係るコークス処理方法は、コークス炉から高炉へ搬送されるコークスに対する処理を行うためのコークス処理方法であって、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに対して、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体を散布することによって、当該有機系粉体を熱により溶融させて上記コークスに付着させる粉体散布ステップを備えたことを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、上記第１の本発明に係るコークス処理システムと同様の効果を奏するコークス処理方法を提供することができる。
【００１９】
第６の本発明に係るコークス処理方法は、上記有機系粉体が、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスの熱により溶融して当該コークスに付着することを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、上記第２の本発明に係るコークス処理システムと同様の効果を奏するコークス処理方法を提供することができる。
【００２１】
第７の本発明に係るコークス処理方法は、上記コークス炉から搬送される上記コークスを冷却するための冷却ステップを備え、上記粉体散布ステップでは、上記冷却ステップにより冷却された後の上記コークスに対して上記有機系粉体を散布し、上記有機系粉体の融点が、上記冷却ステップにより冷却された後の上記コークスの温度よりも低いことを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、上記第３の本発明に係るコークス処理システムと同様の効果を奏するコークス処理方法を提供することができる。
【００２３】
第８の本発明に係るコークス処理方法は、上記有機系粉体を加熱するための加熱ステップを備え、上記有機系粉体が、上記加熱ステップの加熱により溶融して、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに付着することを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、上記第４の本発明に係るコークス処理システムと同様の効果を奏するコークス処理方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体を粉体のまま散布し、熱により溶融させてコークスに付着させることができるので、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るコークス処理システムの一例を示したブロック図である。このコークス処理システムは、コークス炉１、ＣＤＱ（乾式消火設備）２、粉体散布装置３及び高炉４などを備え、コークス炉１から高炉４へ搬送されるコークスに対する処理を行う。すなわち、コークス炉１で石炭が乾留されることにより生成されたコークスが、搬送路５を介して高炉４まで搬送される過程で、ＣＤＱ２や粉体散布装置３などにより各種処理が施されるようになっている。
【００２７】
コークス炉１から搬出されるコークスは、赤熱コークスであり、ＣＤＱ２の乾式消火処理によって所定の温度以下にまで冷却される。このＣＤＱ２は、コークス炉１から搬送されるコークスを冷却するための冷却装置を構成している。ＣＤＱ２により冷却された後のコークスの温度は、２００℃以下であることが好ましく、例えば１３０℃〜１９０℃の温度範囲内に設定されていてもよい。
【００２８】
粉体散布装置３は、コークス炉１から高炉４へ搬送されるコークスに対して、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体６を散布するものであり、この例では、ＣＤＱ２により冷却された後のコークスに対して有機系粉体６を散布するようになっている。粉体散布装置３は、ＣＤＱ２により冷却された直後のコークスに対して有機系粉体６を散布するようになっていることが好ましく、そのためには、図１のように粉体散布装置３をＣＤＱ２の直後に設置してもよいし、有機系粉体６が熱分解を起こさないようにして粉体散布装置３をＣＤＱ２に組み込んでもよい。
【００２９】
上記アルカリ土類金属としては、高炉４におけるコークスのＣＯ２反応に触媒効果を有するカルシウム（Ｃａ）などを例示することができ、この場合、上記有機化合物としては、ステアリン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、オレイン酸カルシウムなどを例示することができる。
【００３０】
ステアリン酸カルシウムの融点は、１７９℃〜１８０℃程度である。クエン酸カルシウムの融点は、１２０℃程度である。オレイン酸カルシウムの融点は、８３℃〜８４℃程度である。したがって、これらの有機化合物を有機系粉体６として採用すれば、当該有機化合物の融点を、ＣＤＱ２により冷却された後のコークスの温度よりも低く設定することができる。このような温度設定によれば、コークス炉１から高炉４へ搬送されるコークスの熱、より具体的にはＣＤＱ２により冷却された後のコークスの余熱によって、散布した有機系粉体６を溶融させてコークスに付着させることができる。
【００３１】
このように、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体６をコークスに付着させることにより、ＣＯ２とコークスの反応性を向上させることができる。特に、有機化合物を粉体のまま散布するので、有機化合物を水に溶解および分散させるような構成とは異なり、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができる。
【００３２】
また、コークスの熱により有機系粉体６を溶融させて当該コークスに付着させることができるので、有機系粉体６を溶融させるための熱源を別途設ける必要がない。したがって、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができる。特に、冷却された後のコークスに対して散布した有機系粉体６を、コークスの余熱により溶融させて当該コークスに付着させることにより、冷却された後のコークスに対して有機系粉体６を良好に付着させることができるので、ＣＯ２とコークスの反応性を効果的に向上させることができる。
【００３３】
なお、ＣＤＱ２の運転状態に応じて、当該ＣＤＱ２により冷却された後のコークスの温度にばらつきが生じる場合もある。このような場合には、上記のように融点の異なる複数種類の有機化合物を有機系粉体６として準備し、冷却された後のコークスの温度に応じた有機系粉体６を当該コークスに散布するような構成とすることも可能である。
【００３４】
上記有機化合物は、アルカリ土類金属を含むものであれば、有機分子量は特に限定されるものではない。また、コークスに対する有機化合物の付着量は、０．５ｗｔ％以上であることが好ましい。
【００３５】
図２は、図１のコークス処理システムにより行われる処理の一例を示したフローチャートである。コークス炉１で石炭が乾留されることにより生成されたコークスは、コークス炉１から搬送路５に搬出された後（ステップＳ１０１）、ＣＤＱ２の乾式消火処理により冷却される（ステップＳ１０２：冷却ステップ）。そして、ＣＤＱ２により冷却された後のコークスに対して、粉体散布装置３から有機系粉体６が散布されることにより（ステップＳ１０３：粉体散布ステップ）、当該有機系粉体６がコークスの熱により溶融して当該コークスに付着する（ステップＳ１０４）。
【００３６】
コークスの熱により溶融した有機系粉体６は、コークスの表面全体に付着することが好ましいが、表面の一部のみに付着した場合であっても、ＣＯ２とコークスの反応性を向上させることができる。コークスに付着した有機系粉体６は、高炉４までの搬送過程で融点以下にまで温度が低下することにより、コークスの表面に定着する。このようにして有機系粉体６が表面に付着（定着）したコークスは、搬送路５を介して高炉４に搬入される（ステップＳ１０５）。
【００３７】
本実施形態では、粉体散布装置３が、ＣＤＱ２により冷却された後のコークスに対して有機系粉体６を散布するような構成について説明したが、このような構成に限らず、コークス炉１から搬出され、搬送路５を介してＣＤＱ２に至るまでの間に、コークスに対して有機系粉体６を散布するような構成であってもよい。
【００３８】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、有機系粉体６が、コークス炉１から高炉４へ搬送されるコークスの熱により溶融して当該コークスに付着するような構成について説明した。これに対して、第２実施形態では、有機系粉体６が、加熱装置の加熱により溶融してコークスに付着するようになっている点が異なっている。
【００３９】
図３は、本発明の第２実施形態に係るコークス処理システムの一例を示したブロック図である。このコークス処理システムは、加熱装置７を備えている点を除いて、第１実施形態と同様の構成を有しているため、同様の構成については、図に同一符号を付して説明を省略することとする。
【００４０】
加熱装置７は、有機系粉体６を加熱するためのものであり、粉体散布装置３から散布される有機系粉体６は、当該加熱装置７の加熱により溶融して、コークス炉１から高炉４へ搬送されるコークスに付着する。
【００４１】
例えば、粉体散布装置３がＣＤＱ２から離れた位置に設けられている場合には、ＣＤＱ２により冷却された直後のコークスの温度が、粉体散布装置３から散布される有機系粉体６の融点よりも高い場合であっても、当該有機系粉体６が散布される際には、コークスの温度が上記融点以下にまで低下し、良好に溶融しない場合がある。また、有機系粉体６の融点が、ＣＤＱ２により冷却された直後のコークスの温度よりも高い場合には、ＣＤＱ２により冷却された直後のコークスに有機系粉体６を散布したとしても、当該有機系粉体６を良好に溶融させてコークスに付着させることができない。その他、冷却後のコークスの温度がＣＤＱと比べて低いＣＷＱ（コークス湿式消火法）を用いた場合や、外部購入又は作り置きした貯留コークスのように、冷却後に長時間が経過しているコークスを使用する場合などにも、そのまま有機系粉体６をコークスに散布したとしても、当該有機系粉体６を良好にコークスに付着させることができない場合がある。
【００４２】
このような場合であっても、本実施形態のように加熱装置７で有機系粉体６を加熱するような構成であれば、有機系粉体６を良好に溶融させてコークスに付着させることができる。特に、加熱装置７からの安定した熱で有機系粉体６を良好に溶融させ、コークスに対して良好に付着させることができるので、ＣＯ２とコークスの反応性を効果的に向上させることができる。また、ＣＤＱ２の運転状態に応じて、当該ＣＤＱ２により冷却された後のコークスの温度にばらつきが生じる場合であっても、上述のように融点の異なる複数種類の有機化合物を有機系粉体６として準備する必要がない。
【００４３】
なお、加熱装置７が、粉体散布装置３から散布される有機系粉体６を融点以上にまで加熱するような構成であれば、図３のように粉体散布装置３及び加熱装置７がＣＤＱ２とは別個に設けられたような構成に限らず、有機系粉体６が熱分解を起こさないようにして粉体散布装置３及び加熱装置７がＣＤＱ２に組み込まれたような構成であってもよい。
【００４４】
図４は、図３のコークス処理システムにより行われる処理の一例を示したフローチャートである。コークス炉１で石炭が乾留されることにより生成されたコークスは、コークス炉１から搬送路５に搬出された後（ステップＳ２０１）、ＣＤＱ２の乾式消火処理により冷却される（ステップＳ２０２：冷却ステップ）。そして、ＣＤＱ２により冷却された後のコークスに対して、粉体散布装置３から有機系粉体６が散布されるとともに（ステップＳ２０３：粉体散布ステップ）、当該有機系粉体６が加熱装置７で加熱されることにより（ステップＳ２０４：加熱ステップ）、当該有機系粉体６が溶融してコークスに付着する（ステップＳ２０５）。
【００４５】
加熱装置７の加熱により溶融した有機系粉体６は、コークスの表面全体に付着することが好ましいが、表面の一部のみに付着した場合であっても、ＣＯ２とコークスの反応性を向上させることができる。コークスに付着した有機系粉体６は、高炉４までの搬送過程で融点以下にまで温度が低下することにより、コークスの表面に定着する。このようにして有機系粉体６が表面に付着（定着）したコークスは、搬送路５を介して高炉４に搬入される（ステップＳ２０６）。
【００４６】
＜実施例＞
図５は、有機系粉体６を付着させたコークスのＣＯ２との反応性を測定するために用いられる熱間反応性試験装置１００の一例を示した概略図である。この熱間反応性試験装置１００は、試料装填部としての反応管１０１が反応管蓋１０２で塞がれることにより構成され、ガス導入口１０３から反応管１０１内にガスを導入することができるとともに、反応管１０１内のガスをガス排出口１０４から排出することができるようになっている。
【００４７】
この熱間反応性試験装置１００を用いて試験を行う前の前処理工程として、ＣＤＱ２により冷却された後のコークスを採取し、粒径を１９ｍｍ〜２１ｍｍに調整することによりベースコークスを作成した。このベースコークスを乾燥機で２００℃に加熱し、熱せられた状態のまま、有機系粉体６としてのステアリン酸カルシウムを入れたビーカーの中に投入することにより、ステアリン酸カルシウムを溶融させてベースコークスに付着させた。
【００４８】
その後、上記のようにして作成した供試料を、熱間反応性試験装置１００の反応管１０１内に装填し、ガス導入口１０３から窒素ガス（Ｎ２）を５Ｌ／ｍｉｎで１５分間導入した。このようにして、反応管１０１内の空気を窒素ガスで置換させた後、反応管１０１を１１００℃に設定した電気炉に挿入した。そして４５分後に、ガス導入口１０３から導入するガスを窒素ガスから二酸化炭素ガス（ＣＯ２）に切り替え、当該二酸化炭素ガスをコークス試料と２時間反応させた。
【００４９】
以上のような実験により得られた反応後のコークス試料の重量（反応後重量）と、反応前のコークス試料の重量（反応前重量）とに基づいて、下記数式（１）又は（２）によりＣＲＩ（ＣＯ２反応量に関する指標）を求めることができる。なお、加熱やＣＯ２反応により、コークスだけでなくステアリン酸カルシウム（ＳｔＣａ）も減量するが、下記数式（１）は当該減量も含めた計算式であり、下記数式（２）は当該減量を含めない計算式である。
【数１】
【数２】
【００５０】
図６は、数式（１）及び（２）により算出したＣＲＩ（％）とステアリン酸カルシウムの付着量（％）との関係を示したグラフである。「ステアリン酸Ｃａ込」が数式（１）により算出した値、「ステアリン酸Ｃａ無」が数式（２）により算出した値である。このグラフから、コークスに対するステアリン酸カルシウムの付着量が増加するほど、ＣＲＩの値が高くなり、ＣＯ２とコークスの反応性が向上していることが分かる。特に、ステアリン酸カルシウムの付着量が３％以上の場合には、ベースコークスと比較してＣＯ２との反応性が大幅に向上している。
【００５１】
以上のような実験結果から分かるように、コークスに対するステアリン酸カルシウムの付着量を増加させることで、ＣＯ２とコークスの高反応性化を図ることができる。また、コークスに対するステアリン酸カルシウムの付着量を制御することにより、ＣＯ２とコークスの反応性を制御することも可能である。
【００５２】
次に、上記実験により得られた反応後のコークスを供試料として、熱間反応後強度（ＣＳＲ）の試験を行った。具体的には、供試料をＩ型ドラム試験機に装填し、毎分２０回転の速さで３０分間、計６００回転させた。その後、取り出した試料を９．５ｍｍ以下の粒子のみ通過させる篩にかけ、篩上に残った粒子の重量（篩上重量）を測定した。このような実験により得られた篩上重量と、Ｉ型ドラム試験機に装填する前の供試料の重量（供試料重量）とに基づいて、下記数式（３）により反応後強度を求めることができる。
【数３】
【００５３】
図７は、数式（３）により算出したＣＳＲ（％）とＣＲＩ（％）との関係を操業値と比較して示したグラフである。操業値とは、実際に操業している高炉４にステアリン酸カルシウムを付着させずに供給しているコークス（操業上のコークス）について、上記数式（１）及び（３）を用いて算出されたＣＳＲ及びＣＲＩの各値を意味している。このグラフから、ステアリン酸カルシウムを付着させたコークスと操業上のコークスとを比較すると、ステアリン酸カルシウムを付着させた方が、同等のＣＲＩの値に対するＣＳＲの値が高く、コークスの強度が高いことが分かる。
【００５４】
図７に示された操業値から、ＣＲＩの値が大きくなるほどＣＳＲの値が小さくなること、すなわち、ＣＯ２とコークスの反応性が高くなるほどコークスの強度が低下することが分かるが、上記実験結果から、コークスにステアリン酸カルシウムを付着させることにより、同等の反応性であってもコークスの強度を低下しにくくすることができることが分かった。
【００５５】
次に、ステアリン酸カルシウムを付着させたコークスのＣＯ２反応試験時に発生するガスの測定を行った。ステアリン酸カルシウムのような有機物塩は、加熱によって熱分解し、熱量をもったガスが発生する。そこで、ステアリン酸カルシウムのＣＲＩ測定時におけるＣＯ２反応下での熱分解状況を調査した。具体的には、コークスのみの場合と、コークスにステアリン酸カルシウムを混合（例えば１０％）した場合とで、それぞれ加熱反応時のガスを採取し、ガスの組成・発生量を測定した。なお、採取したガスの全量から、二酸化炭素ガスの導入量を差し引くことにより、発生ガス量を補正した。
【００５６】
上記のような実験により得られた各ガスの発生率（％）に基づいて、各ガスの発熱量（カロリー）を算出した。すなわち、熱分解して発生した各ガスの１Ｎｍ３当たりのカロリーに各ガスの発生率を乗算し、１００で除算する。例えば、発生するガスのうち水素（Ｈ２）を例にとってみると、コークスのみで反応させた場合の水素の発生率は１．６１％であった。また、水素の発熱量は、２５７０ｋｃａｌ／Ｎｍ３である。したがって、発生ガス１Ｎｍ３当たりの水素による発熱量は、次式のようになる。同様に、実験で発生した他のガスについても、その組成から発生ガス１Ｎｍ３当たりに寄与する発熱量を求めることができる。
【数４】
【００５７】
また、コークスにステアリン酸カルシウムを配合して反応させた場合の各ガスの発生率Ｂと、コークスのみを反応させた場合の各ガスの発生率Ｃと、コークスに対するステアリン酸カルシウムの配合率Ｄとに基づいて、下記数式（α）により、ステアリン酸カルシウムのみを反応させた場合の各ガスのガス発生率Ａを求めることができる。このようにして得られた各ガスの発生率に各ガスの１Ｎｍ３当たりのカロリーを乗算し、１００で除算することにより、ステアリン酸カルシウムのみが反応時に熱分解して発生するガス１Ｎｍ３当たりの各ガスによる発熱量を求めることができる。
【数５】
【００５８】
下記表１に、以上のような演算により算出された各ガスの発熱量を、コークス（ベースコークス）のみを反応させた場合と、コークスにステアリン酸カルシウムを配合して反応させた場合と、数式αで算出したステアリン酸カルシウムのみを反応させた場合とに分けて示すとともに、それぞれの場合における各ガスの発熱量の合算値を示す。
【表１】
【００５９】
この表１によれば、コークスにステアリン酸カルシウムを１０％配合することにより、コークスのみを反応させた場合と比べて重炭化水素の量が増加し、発熱量の合算値が３０００ｋｃａｌ／Ｎｍ３程度増加していることが分かる。このような結果から、コークスにステアリン酸カルシウムを付着させることで、高炉４内で発生するガスのエネルギーを増加させることができ、製鉄所内のエネルギーなどとして再利用することができる。
【００６０】
以上の実施形態では、アルカリ土類金属の一例として、カルシウム（Ｃａ）を例にとって説明したが、このような構成に限らず、カルシウム以外のアルカリ土類金属、例えばベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）などを含む有機化合物からなる有機系粉体を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るコークス処理システムの一例を示したブロック図である。
【図２】図１のコークス処理システムにより行われる処理の一例を示したフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係るコークス処理システムの一例を示したブロック図である。
【図４】図３のコークス処理システムにより行われる処理の一例を示したフローチャートである。
【図５】有機系粉体を付着させたコークスのＣＯ２との反応性を測定するために用いられる熱間反応性試験装置の一例を示した概略図である。
【図６】数式（１）及び（２）により算出したＣＲＩ（％）とステアリン酸カルシウムの付着量（％）との関係を示したグラフである。
【図７】数式（３）により算出したＣＳＲ（％）とＣＲＩ（％）との関係を操業値と比較して示したグラフである。
【符号の説明】
【００６２】
１ コークス炉
２ ＣＤＱ
３ 粉体散布装置
４ 高炉
５ 搬送路
６ 有機系粉体
７ 加熱装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉から高炉へ搬送されるコークスに対する処理を行うためのコークス処理システム及びコークス処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉に供給される石炭や、当該石炭がコークス炉で乾留されることにより生成されたコークスに対して各種処理を行うことにより、高炉におけるＣＯ２とコークスの反応性を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
特許文献１には、コークスの反応を活性化させるための触媒を水に溶解および分散させた後、当該液体をコークスと接触させることにより触媒をコークスに付着させる技術が開示されている。特許文献２には、コークスの反応を活性化させるための触媒を石炭に添加してコークス炉で乾留する技術が開示されている。特許文献３には、アルカリ土類金属および／または遷移金属を１質量％以上含有する石炭を配合炭中に２質量％以上配合してコークス炉で乾留する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２６８６５号公報
【特許文献２】特開２００１−３４８５７６号公報
【特許文献３】特開２００３−３０６６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のような方法では、触媒を水に溶解および分散させる工程が必要となるため、システムが複雑化するといった問題がある。また、コークスに水分が残る可能性もあり、高炉操業にとって好ましくない。
【０００６】
上記特許文献２のような方法では、石炭に触媒を混合することに起因して、コークス炉で生成されるコークスの強度（ＤＩ）が低下するおそれがある。このＤＩの低下を抑制するために、コークスを高強度化することができるような石炭配合とすることも考えられるが、その場合には、コークスの製造コストが高くなるといった問題がある。
【０００７】
上記特許文献３のような方法では、アルカリ土類金属および／または遷移金属を１質量％以上含有する石炭の配合率によっては、当該配合率が低い場合には触媒効果が小さくなり、当該配合率が高い場合には灰分が増加するといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができるコークス処理システム及びコークス処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明に係るコークス処理システムは、コークス炉から高炉へ搬送されるコークスに対する処理を行うためのコークス処理システムであって、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに対して、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体を散布することによって、当該有機系粉体を熱により溶融させて上記コークスに付着させる粉体散布装置を備えたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、コークス炉から高炉へ搬送されるコークスに対して散布された有機系粉体が、熱により溶融してコークスに付着する。アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体をコークスに付着させることにより、ＣＯ２とコークスの反応性を向上させることができる。特に、有機化合物を粉体のまま散布するので、有機化合物を水に溶解および分散させるような構成とは異なり、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができる。また、水を用いることがなく、コークス水分が増加する懸念もない。
【００１１】
第２の本発明に係るコークス処理システムは、上記有機系粉体が、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスの熱により溶融して当該コークスに付着することを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、コークスの熱により有機系粉体を溶融させて当該コークスに付着させることができるので、有機系粉体を溶融させるための熱源を別途設ける必要がない。したがって、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができる。
【００１３】
第３の本発明に係るコークス処理システムは、上記コークス炉から搬送される上記コークスを冷却するための冷却装置を備え、上記粉体散布装置が、上記冷却装置により冷却された後の上記コークスに対して上記有機系粉体を散布し、上記有機系粉体の融点が、上記冷却装置により冷却された後の上記コークスの温度よりも低いことを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、冷却された後のコークスに対して散布された有機系粉体が、コークスの余熱により溶融して当該コークスに付着する。これにより、冷却された後のコークスに対して有機系粉体を良好に付着させることができるので、ＣＯ２とコークスの反応性を効果的に向上させることができる。
【００１５】
第４の本発明に係るコークス処理システムは、上記有機系粉体を加熱するための加熱装置を備え、上記有機系粉体が、上記加熱装置の加熱により溶融して、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに付着することを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、加熱装置の加熱により有機系粉体を溶融させてコークスに付着させるので、安定した熱で有機系粉体を良好に溶融させ、コークスに対して良好に付着させることができる。したがって、ＣＯ２とコークスの反応性を効果的に向上させることができる。
【００１７】
第５の本発明に係るコークス処理方法は、コークス炉から高炉へ搬送されるコークスに対する処理を行うためのコークス処理方法であって、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに対して、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体を散布することによって、当該有機系粉体を熱により溶融させて上記コークスに付着させる粉体散布ステップを備えたことを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、上記第１の本発明に係るコークス処理システムと同様の効果を奏するコークス処理方法を提供することができる。
【００１９】
第６の本発明に係るコークス処理方法は、上記有機系粉体が、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスの熱により溶融して当該コークスに付着することを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、上記第２の本発明に係るコークス処理システムと同様の効果を奏するコークス処理方法を提供することができる。
【００２１】
第７の本発明に係るコークス処理方法は、上記コークス炉から搬送される上記コークスを冷却するための冷却ステップを備え、上記粉体散布ステップでは、上記冷却ステップにより冷却された後の上記コークスに対して上記有機系粉体を散布し、上記有機系粉体の融点が、上記冷却ステップにより冷却された後の上記コークスの温度よりも低いことを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、上記第３の本発明に係るコークス処理システムと同様の効果を奏するコークス処理方法を提供することができる。
【００２３】
第８の本発明に係るコークス処理方法は、上記有機系粉体を加熱するための加熱ステップを備え、上記有機系粉体が、上記加熱ステップの加熱により溶融して、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに付着することを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、上記第４の本発明に係るコークス処理システムと同様の効果を奏するコークス処理方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体を粉体のまま散布し、熱により溶融させてコークスに付着させることができるので、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るコークス処理システムの一例を示したブロック図である。このコークス処理システムは、コークス炉１、ＣＤＱ（乾式消火設備）２、粉体散布装置３及び高炉４などを備え、コークス炉１から高炉４へ搬送されるコークスに対する処理を行う。すなわち、コークス炉１で石炭が乾留されることにより生成されたコークスが、搬送路５を介して高炉４まで搬送される過程で、ＣＤＱ２や粉体散布装置３などにより各種処理が施されるようになっている。
【００２７】
コークス炉１から搬出されるコークスは、赤熱コークスであり、ＣＤＱ２の乾式消火処理によって所定の温度以下にまで冷却される。このＣＤＱ２は、コークス炉１から搬送されるコークスを冷却するための冷却装置を構成している。ＣＤＱ２により冷却された後のコークスの温度は、２００℃以下であることが好ましく、例えば１３０℃〜１９０℃の温度範囲内に設定されていてもよい。
【００２８】
粉体散布装置３は、コークス炉１から高炉４へ搬送されるコークスに対して、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体６を散布するものであり、この例では、ＣＤＱ２により冷却された後のコークスに対して有機系粉体６を散布するようになっている。粉体散布装置３は、ＣＤＱ２により冷却された直後のコークスに対して有機系粉体６を散布するようになっていることが好ましく、そのためには、図１のように粉体散布装置３をＣＤＱ２の直後に設置してもよいし、有機系粉体６が熱分解を起こさないようにして粉体散布装置３をＣＤＱ２に組み込んでもよい。
【００２９】
上記アルカリ土類金属としては、高炉４におけるコークスのＣＯ２反応に触媒効果を有するカルシウム（Ｃａ）などを例示することができ、この場合、上記有機化合物としては、ステアリン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、オレイン酸カルシウムなどを例示することができる。
【００３０】
ステアリン酸カルシウムの融点は、１７９℃〜１８０℃程度である。クエン酸カルシウムの融点は、１２０℃程度である。オレイン酸カルシウムの融点は、８３℃〜８４℃程度である。したがって、これらの有機化合物を有機系粉体６として採用すれば、当該有機化合物の融点を、ＣＤＱ２により冷却された後のコークスの温度よりも低く設定することができる。このような温度設定によれば、コークス炉１から高炉４へ搬送されるコークスの熱、より具体的にはＣＤＱ２により冷却された後のコークスの余熱によって、散布した有機系粉体６を溶融させてコークスに付着させることができる。
【００３１】
このように、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体６をコークスに付着させることにより、ＣＯ２とコークスの反応性を向上させることができる。特に、有機化合物を粉体のまま散布するので、有機化合物を水に溶解および分散させるような構成とは異なり、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができる。
【００３２】
また、コークスの熱により有機系粉体６を溶融させて当該コークスに付着させることができるので、有機系粉体６を溶融させるための熱源を別途設ける必要がない。したがって、ＣＯ２との反応性が高いコークスをより簡単な構成で製造することができる。特に、冷却された後のコークスに対して散布した有機系粉体６を、コークスの余熱により溶融させて当該コークスに付着させることにより、冷却された後のコークスに対して有機系粉体６を良好に付着させることができるので、ＣＯ２とコークスの反応性を効果的に向上させることができる。
【００３３】
なお、ＣＤＱ２の運転状態に応じて、当該ＣＤＱ２により冷却された後のコークスの温度にばらつきが生じる場合もある。このような場合には、上記のように融点の異なる複数種類の有機化合物を有機系粉体６として準備し、冷却された後のコークスの温度に応じた有機系粉体６を当該コークスに散布するような構成とすることも可能である。
【００３４】
上記有機化合物は、アルカリ土類金属を含むものであれば、有機分子量は特に限定されるものではない。また、コークスに対する有機化合物の付着量は、０．５ｗｔ％以上であることが好ましい。
【００３５】
図２は、図１のコークス処理システムにより行われる処理の一例を示したフローチャートである。コークス炉１で石炭が乾留されることにより生成されたコークスは、コークス炉１から搬送路５に搬出された後（ステップＳ１０１）、ＣＤＱ２の乾式消火処理により冷却される（ステップＳ１０２：冷却ステップ）。そして、ＣＤＱ２により冷却された後のコークスに対して、粉体散布装置３から有機系粉体６が散布されることにより（ステップＳ１０３：粉体散布ステップ）、当該有機系粉体６がコークスの熱により溶融して当該コークスに付着する（ステップＳ１０４）。
【００３６】
コークスの熱により溶融した有機系粉体６は、コークスの表面全体に付着することが好ましいが、表面の一部のみに付着した場合であっても、ＣＯ２とコークスの反応性を向上させることができる。コークスに付着した有機系粉体６は、高炉４までの搬送過程で融点以下にまで温度が低下することにより、コークスの表面に定着する。このようにして有機系粉体６が表面に付着（定着）したコークスは、搬送路５を介して高炉４に搬入される（ステップＳ１０５）。
【００３７】
本実施形態では、粉体散布装置３が、ＣＤＱ２により冷却された後のコークスに対して有機系粉体６を散布するような構成について説明したが、このような構成に限らず、コークス炉１から搬出され、搬送路５を介してＣＤＱ２に至るまでの間に、コークスに対して有機系粉体６を散布するような構成であってもよい。
【００３８】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、有機系粉体６が、コークス炉１から高炉４へ搬送されるコークスの熱により溶融して当該コークスに付着するような構成について説明した。これに対して、第２実施形態では、有機系粉体６が、加熱装置の加熱により溶融してコークスに付着するようになっている点が異なっている。
【００３９】
図３は、本発明の第２実施形態に係るコークス処理システムの一例を示したブロック図である。このコークス処理システムは、加熱装置７を備えている点を除いて、第１実施形態と同様の構成を有しているため、同様の構成については、図に同一符号を付して説明を省略することとする。
【００４０】
加熱装置７は、有機系粉体６を加熱するためのものであり、粉体散布装置３から散布される有機系粉体６は、当該加熱装置７の加熱により溶融して、コークス炉１から高炉４へ搬送されるコークスに付着する。
【００４１】
例えば、粉体散布装置３がＣＤＱ２から離れた位置に設けられている場合には、ＣＤＱ２により冷却された直後のコークスの温度が、粉体散布装置３から散布される有機系粉体６の融点よりも高い場合であっても、当該有機系粉体６が散布される際には、コークスの温度が上記融点以下にまで低下し、良好に溶融しない場合がある。また、有機系粉体６の融点が、ＣＤＱ２により冷却された直後のコークスの温度よりも高い場合には、ＣＤＱ２により冷却された直後のコークスに有機系粉体６を散布したとしても、当該有機系粉体６を良好に溶融させてコークスに付着させることができない。その他、冷却後のコークスの温度がＣＤＱと比べて低いＣＷＱ（コークス湿式消火法）を用いた場合や、外部購入又は作り置きした貯留コークスのように、冷却後に長時間が経過しているコークスを使用する場合などにも、そのまま有機系粉体６をコークスに散布したとしても、当該有機系粉体６を良好にコークスに付着させることができない場合がある。
【００４２】
このような場合であっても、本実施形態のように加熱装置７で有機系粉体６を加熱するような構成であれば、有機系粉体６を良好に溶融させてコークスに付着させることができる。特に、加熱装置７からの安定した熱で有機系粉体６を良好に溶融させ、コークスに対して良好に付着させることができるので、ＣＯ２とコークスの反応性を効果的に向上させることができる。また、ＣＤＱ２の運転状態に応じて、当該ＣＤＱ２により冷却された後のコークスの温度にばらつきが生じる場合であっても、上述のように融点の異なる複数種類の有機化合物を有機系粉体６として準備する必要がない。
【００４３】
なお、加熱装置７が、粉体散布装置３から散布される有機系粉体６を融点以上にまで加熱するような構成であれば、図３のように粉体散布装置３及び加熱装置７がＣＤＱ２とは別個に設けられたような構成に限らず、有機系粉体６が熱分解を起こさないようにして粉体散布装置３及び加熱装置７がＣＤＱ２に組み込まれたような構成であってもよい。
【００４４】
図４は、図３のコークス処理システムにより行われる処理の一例を示したフローチャートである。コークス炉１で石炭が乾留されることにより生成されたコークスは、コークス炉１から搬送路５に搬出された後（ステップＳ２０１）、ＣＤＱ２の乾式消火処理により冷却される（ステップＳ２０２：冷却ステップ）。そして、ＣＤＱ２により冷却された後のコークスに対して、粉体散布装置３から有機系粉体６が散布されるとともに（ステップＳ２０３：粉体散布ステップ）、当該有機系粉体６が加熱装置７で加熱されることにより（ステップＳ２０４：加熱ステップ）、当該有機系粉体６が溶融してコークスに付着する（ステップＳ２０５）。
【００４５】
加熱装置７の加熱により溶融した有機系粉体６は、コークスの表面全体に付着することが好ましいが、表面の一部のみに付着した場合であっても、ＣＯ２とコークスの反応性を向上させることができる。コークスに付着した有機系粉体６は、高炉４までの搬送過程で融点以下にまで温度が低下することにより、コークスの表面に定着する。このようにして有機系粉体６が表面に付着（定着）したコークスは、搬送路５を介して高炉４に搬入される（ステップＳ２０６）。
【００４６】
＜実施例＞
図５は、有機系粉体６を付着させたコークスのＣＯ２との反応性を測定するために用いられる熱間反応性試験装置１００の一例を示した概略図である。この熱間反応性試験装置１００は、試料装填部としての反応管１０１が反応管蓋１０２で塞がれることにより構成され、ガス導入口１０３から反応管１０１内にガスを導入することができるとともに、反応管１０１内のガスをガス排出口１０４から排出することができるようになっている。
【００４７】
この熱間反応性試験装置１００を用いて試験を行う前の前処理工程として、ＣＤＱ２により冷却された後のコークスを採取し、粒径を１９ｍｍ〜２１ｍｍに調整することによりベースコークスを作成した。このベースコークスを乾燥機で２００℃に加熱し、熱せられた状態のまま、有機系粉体６としてのステアリン酸カルシウムを入れたビーカーの中に投入することにより、ステアリン酸カルシウムを溶融させてベースコークスに付着させた。
【００４８】
その後、上記のようにして作成した供試料を、熱間反応性試験装置１００の反応管１０１内に装填し、ガス導入口１０３から窒素ガス（Ｎ２）を５Ｌ／ｍｉｎで１５分間導入した。このようにして、反応管１０１内の空気を窒素ガスで置換させた後、反応管１０１を１１００℃に設定した電気炉に挿入した。そして４５分後に、ガス導入口１０３から導入するガスを窒素ガスから二酸化炭素ガス（ＣＯ２）に切り替え、当該二酸化炭素ガスをコークス試料と２時間反応させた。
【００４９】
以上のような実験により得られた反応後のコークス試料の重量（反応後重量）と、反応前のコークス試料の重量（反応前重量）とに基づいて、下記数式（１）又は（２）によりＣＲＩ（ＣＯ２反応量に関する指標）を求めることができる。なお、加熱やＣＯ２反応により、コークスだけでなくステアリン酸カルシウム（ＳｔＣａ）も減量するが、下記数式（１）は当該減量も含めた計算式であり、下記数式（２）は当該減量を含めない計算式である。
【数１】
【数２】
【００５０】
図６は、数式（１）及び（２）により算出したＣＲＩ（％）とステアリン酸カルシウムの付着量（％）との関係を示したグラフである。「ステアリン酸Ｃａ込」が数式（１）により算出した値、「ステアリン酸Ｃａ無」が数式（２）により算出した値である。このグラフから、コークスに対するステアリン酸カルシウムの付着量が増加するほど、ＣＲＩの値が高くなり、ＣＯ２とコークスの反応性が向上していることが分かる。特に、ステアリン酸カルシウムの付着量が３％以上の場合には、ベースコークスと比較してＣＯ２との反応性が大幅に向上している。
【００５１】
以上のような実験結果から分かるように、コークスに対するステアリン酸カルシウムの付着量を増加させることで、ＣＯ２とコークスの高反応性化を図ることができる。また、コークスに対するステアリン酸カルシウムの付着量を制御することにより、ＣＯ２とコークスの反応性を制御することも可能である。
【００５２】
次に、上記実験により得られた反応後のコークスを供試料として、熱間反応後強度（ＣＳＲ）の試験を行った。具体的には、供試料をＩ型ドラム試験機に装填し、毎分２０回転の速さで３０分間、計６００回転させた。その後、取り出した試料を９．５ｍｍ以下の粒子のみ通過させる篩にかけ、篩上に残った粒子の重量（篩上重量）を測定した。このような実験により得られた篩上重量と、Ｉ型ドラム試験機に装填する前の供試料の重量（供試料重量）とに基づいて、下記数式（３）により反応後強度を求めることができる。
【数３】
【００５３】
図７は、数式（３）により算出したＣＳＲ（％）とＣＲＩ（％）との関係を操業値と比較して示したグラフである。操業値とは、実際に操業している高炉４にステアリン酸カルシウムを付着させずに供給しているコークス（操業上のコークス）について、上記数式（１）及び（３）を用いて算出されたＣＳＲ及びＣＲＩの各値を意味している。このグラフから、ステアリン酸カルシウムを付着させたコークスと操業上のコークスとを比較すると、ステアリン酸カルシウムを付着させた方が、同等のＣＲＩの値に対するＣＳＲの値が高く、コークスの強度が高いことが分かる。
【００５４】
図７に示された操業値から、ＣＲＩの値が大きくなるほどＣＳＲの値が小さくなること、すなわち、ＣＯ２とコークスの反応性が高くなるほどコークスの強度が低下することが分かるが、上記実験結果から、コークスにステアリン酸カルシウムを付着させることにより、同等の反応性であってもコークスの強度を低下しにくくすることができることが分かった。
【００５５】
次に、ステアリン酸カルシウムを付着させたコークスのＣＯ２反応試験時に発生するガスの測定を行った。ステアリン酸カルシウムのような有機物塩は、加熱によって熱分解し、熱量をもったガスが発生する。そこで、ステアリン酸カルシウムのＣＲＩ測定時におけるＣＯ２反応下での熱分解状況を調査した。具体的には、コークスのみの場合と、コークスにステアリン酸カルシウムを混合（例えば１０％）した場合とで、それぞれ加熱反応時のガスを採取し、ガスの組成・発生量を測定した。なお、採取したガスの全量から、二酸化炭素ガスの導入量を差し引くことにより、発生ガス量を補正した。
【００５６】
上記のような実験により得られた各ガスの発生率（％）に基づいて、各ガスの発熱量（カロリー）を算出した。すなわち、熱分解して発生した各ガスの１Ｎｍ３当たりのカロリーに各ガスの発生率を乗算し、１００で除算する。例えば、発生するガスのうち水素（Ｈ２）を例にとってみると、コークスのみで反応させた場合の水素の発生率は１．６１％であった。また、水素の発熱量は、２５７０ｋｃａｌ／Ｎｍ３である。したがって、発生ガス１Ｎｍ３当たりの水素による発熱量は、次式のようになる。同様に、実験で発生した他のガスについても、その組成から発生ガス１Ｎｍ３当たりに寄与する発熱量を求めることができる。
【数４】
【００５７】
また、コークスにステアリン酸カルシウムを配合して反応させた場合の各ガスの発生率Ｂと、コークスのみを反応させた場合の各ガスの発生率Ｃと、コークスに対するステアリン酸カルシウムの配合率Ｄとに基づいて、下記数式（α）により、ステアリン酸カルシウムのみを反応させた場合の各ガスのガス発生率Ａを求めることができる。このようにして得られた各ガスの発生率に各ガスの１Ｎｍ３当たりのカロリーを乗算し、１００で除算することにより、ステアリン酸カルシウムのみが反応時に熱分解して発生するガス１Ｎｍ３当たりの各ガスによる発熱量を求めることができる。
【数５】
【００５８】
下記表１に、以上のような演算により算出された各ガスの発熱量を、コークス（ベースコークス）のみを反応させた場合と、コークスにステアリン酸カルシウムを配合して反応させた場合と、数式αで算出したステアリン酸カルシウムのみを反応させた場合とに分けて示すとともに、それぞれの場合における各ガスの発熱量の合算値を示す。
【表１】
【００５９】
この表１によれば、コークスにステアリン酸カルシウムを１０％配合することにより、コークスのみを反応させた場合と比べて重炭化水素の量が増加し、発熱量の合算値が３０００ｋｃａｌ／Ｎｍ３程度増加していることが分かる。このような結果から、コークスにステアリン酸カルシウムを付着させることで、高炉４内で発生するガスのエネルギーを増加させることができ、製鉄所内のエネルギーなどとして再利用することができる。
【００６０】
以上の実施形態では、アルカリ土類金属の一例として、カルシウム（Ｃａ）を例にとって説明したが、このような構成に限らず、カルシウム以外のアルカリ土類金属、例えばベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）などを含む有機化合物からなる有機系粉体を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るコークス処理システムの一例を示したブロック図である。
【図２】図１のコークス処理システムにより行われる処理の一例を示したフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係るコークス処理システムの一例を示したブロック図である。
【図４】図３のコークス処理システムにより行われる処理の一例を示したフローチャートである。
【図５】有機系粉体を付着させたコークスのＣＯ２との反応性を測定するために用いられる熱間反応性試験装置の一例を示した概略図である。
【図６】数式（１）及び（２）により算出したＣＲＩ（％）とステアリン酸カルシウムの付着量（％）との関係を示したグラフである。
【図７】数式（３）により算出したＣＳＲ（％）とＣＲＩ（％）との関係を操業値と比較して示したグラフである。
【符号の説明】
【００６２】
１ コークス炉
２ ＣＤＱ
３ 粉体散布装置
４ 高炉
５ 搬送路
６ 有機系粉体
７ 加熱装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉から高炉へ搬送されるコークスに対する処理を行うためのコークス処理システムであって、
上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに対して、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体を散布することによって、当該有機系粉体を熱により溶融させて上記コークスに付着させる粉体散布装置を備えたことを特徴とするコークス処理システム。
【請求項２】
上記有機系粉体が、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスの熱により溶融して当該コークスに付着することを特徴とする請求項１に記載のコークス処理システム。
【請求項３】
上記コークス炉から搬送される上記コークスを冷却するための冷却装置を備え、
上記粉体散布装置が、上記冷却装置により冷却された後の上記コークスに対して上記有機系粉体を散布し、
上記有機系粉体の融点が、上記冷却装置により冷却された後の上記コークスの温度よりも低いことを特徴とする請求項２に記載のコークス処理システム。
【請求項４】
上記有機系粉体を加熱するための加熱装置を備え、
上記有機系粉体が、上記加熱装置の加熱により溶融して、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに付着することを特徴とする請求項１に記載のコークス処理システム。
【請求項５】
コークス炉から高炉へ搬送されるコークスに対する処理を行うためのコークス処理方法であって、
上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに対して、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体を散布することによって、当該有機系粉体を熱により溶融させて上記コークスに付着させる粉体散布ステップを備えたことを特徴とするコークス処理方法。
【請求項６】
上記有機系粉体が、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスの熱により溶融して当該コークスに付着することを特徴とする請求項５に記載のコークス処理方法。
【請求項７】
上記コークス炉から搬送される上記コークスを冷却するための冷却ステップを備え、
上記粉体散布ステップでは、上記冷却ステップにより冷却された後の上記コークスに対して上記有機系粉体を散布し、
上記有機系粉体の融点が、上記冷却ステップにより冷却された後の上記コークスの温度よりも低いことを特徴とする請求項６に記載のコークス処理方法。
【請求項８】
上記有機系粉体を加熱するための加熱ステップを備え、
上記有機系粉体が、上記加熱ステップの加熱により溶融して、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに付着することを特徴とする請求項５に記載のコークス処理方法。
【請求項１】
コークス炉から高炉へ搬送されるコークスに対する処理を行うためのコークス処理システムであって、
上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに対して、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体を散布することによって、当該有機系粉体を熱により溶融させて上記コークスに付着させる粉体散布装置を備えたことを特徴とするコークス処理システム。
【請求項２】
上記有機系粉体が、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスの熱により溶融して当該コークスに付着することを特徴とする請求項１に記載のコークス処理システム。
【請求項３】
上記コークス炉から搬送される上記コークスを冷却するための冷却装置を備え、
上記粉体散布装置が、上記冷却装置により冷却された後の上記コークスに対して上記有機系粉体を散布し、
上記有機系粉体の融点が、上記冷却装置により冷却された後の上記コークスの温度よりも低いことを特徴とする請求項２に記載のコークス処理システム。
【請求項４】
上記有機系粉体を加熱するための加熱装置を備え、
上記有機系粉体が、上記加熱装置の加熱により溶融して、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに付着することを特徴とする請求項１に記載のコークス処理システム。
【請求項５】
コークス炉から高炉へ搬送されるコークスに対する処理を行うためのコークス処理方法であって、
上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに対して、アルカリ土類金属を含む有機化合物からなる有機系粉体を散布することによって、当該有機系粉体を熱により溶融させて上記コークスに付着させる粉体散布ステップを備えたことを特徴とするコークス処理方法。
【請求項６】
上記有機系粉体が、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスの熱により溶融して当該コークスに付着することを特徴とする請求項５に記載のコークス処理方法。
【請求項７】
上記コークス炉から搬送される上記コークスを冷却するための冷却ステップを備え、
上記粉体散布ステップでは、上記冷却ステップにより冷却された後の上記コークスに対して上記有機系粉体を散布し、
上記有機系粉体の融点が、上記冷却ステップにより冷却された後の上記コークスの温度よりも低いことを特徴とする請求項６に記載のコークス処理方法。
【請求項８】
上記有機系粉体を加熱するための加熱ステップを備え、
上記有機系粉体が、上記加熱ステップの加熱により溶融して、上記コークス炉から上記高炉へ搬送される上記コークスに付着することを特徴とする請求項５に記載のコークス処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２０９２８７（Ｐ２００９−２０９２８７Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４８９３（Ｐ２００８−５４８９３）
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（０００１５６９６１）関西熱化学株式会社 (117)
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（０００１５６９６１）関西熱化学株式会社 (117)
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