石炭不活化処理装置
【課題】各種組成の石炭であっても、必要十分な条件で不活化処理を実施することが簡単にできる石炭不活化処理装置を提供する。
【解決手段】処理装置本体１１１で不活処理された改質炭２の一部を分取する分取装置１１７と、分取装置１１７で分取された改質炭２のサンプル３を内部に供給される評価装置本体１２１と、評価装置本体１２１に評価温度Ｔｔの空気１０２を供給するブロア１２２及び加熱器１２３と、評価装置本体１２１でサンプル３を加熱処理した空気１０２の温度Ｔｅを検知する温度センサ１２５と、温度センサ１２５からの情報に基づいて、空気１０２の温度Ｔｅが下限値Ｔｅｌ以下のときには、処理ガス１０３の温度Ｔｃが、下限値Ｔｌ以下であるか否か判断し、下限値Ｔｌを超えている場合には、処理ガス１０３の温度Ｔｃを規定値Ｔｆｄ低下させるように加熱器１１４を制御する制御装置１３０とを備えて石炭不活化処理装置１００を構成した。
【解決手段】処理装置本体１１１で不活処理された改質炭２の一部を分取する分取装置１１７と、分取装置１１７で分取された改質炭２のサンプル３を内部に供給される評価装置本体１２１と、評価装置本体１２１に評価温度Ｔｔの空気１０２を供給するブロア１２２及び加熱器１２３と、評価装置本体１２１でサンプル３を加熱処理した空気１０２の温度Ｔｅを検知する温度センサ１２５と、温度センサ１２５からの情報に基づいて、空気１０２の温度Ｔｅが下限値Ｔｅｌ以下のときには、処理ガス１０３の温度Ｔｃが、下限値Ｔｌ以下であるか否か判断し、下限値Ｔｌを超えている場合には、処理ガス１０３の温度Ｔｃを規定値Ｔｆｄ低下させるように加熱器１１４を制御する制御装置１３０とを備えて石炭不活化処理装置１００を構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素を含有する処理ガスで石炭を加熱することにより、当該石炭を不活処理する石炭不活化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
褐炭や亜瀝青炭等のような水分含有量の多い石炭である低品位石炭（低質炭）は、埋蔵量が多いものの、単位重量当たりの発熱量が低いと共に、輸送効率が悪いため、加熱処理して乾燥させることにより、単位重量当たりの発熱量を高めると共に、圧縮成形することにより、ハンドリング性を高めるようにしている。
【０００３】
ところで、加熱処理された上記低質炭は、水を吸着しやすくなると共に、表面のカルボキシル基等が離脱して表面にラジカル等を生じることにより表面の活性が高くなって空気中の酸素と反応しやすくなってしまうことから、上記反応に伴う反応熱によって自然発火してしまうおそれがある。
【０００４】
このため、例えば、低質炭を乾燥して乾留し、タールを分離した後、乾留炭を低酸素雰囲気（酸素濃度約１０％前後）中で加熱（約１５０〜１７０℃）して、当該乾留炭の表面を一部酸化させて当該乾留炭の表面の活性を低下させる不活化処理を行うことにより、上記炭を改質して当該炭の自然発火を抑制するようにしている（例えば、下記特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３１０７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述したような不活化処理においては、石炭の組成が、採取される山元によってバラつきを有していることから、どのような組成の石炭であっても不活化を十分に実施できるように、雰囲気中の酸素濃度や雰囲気温度や処理時間等の各種処理条件を設定している。このため、比較的緩い処理条件で不活化を十分に実施できる石炭に対しても、比較的厳しい処理条件で不活化を実施することになってしまい、処理コストに無駄を生じてしまっていた。
【０００７】
このようなことから、本発明は、各種組成の石炭であっても、必要十分な条件で不活化処理を実施することが簡単にできる石炭不活化処理装置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】
【０００８】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る石炭不活化処理装置は、酸素を含有する処理ガスで石炭を加熱することにより、当該石炭を不活処理する石炭不活化処理装置であって、前記石炭を内部に供給される処理装置本体と、前記処理装置本体の内部に前記処理ガスを送給する処理ガス送給手段と、前記処理ガス中の酸素濃度Ｏｃを調整する処理ガス酸素濃度調整手段と、前記処理ガスの温度Ｔｃを調整する処理ガス温度調整手段と、前記処理装置本体内で不活処理された前記石炭の一部を分取する分取手段と、前記分取手段で分取された前記石炭のサンプルを内部に供給される評価装置本体と、前記評価装置本体の内部に評価温度Ｔｔの試験ガスを供給する試験ガス供給手段と、前記評価装置本体内で前記サンプルを加熱処理した前記試験ガスの温度Ｔｅを検知する試験ガス温度検知手段と、前記試験ガス温度検知手段からの情報に基づいて、前記試験ガスの温度Ｔｅが上限値Ｔｅｈ以上のときには、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが、上限値Ｏｈ以上であるか否か判断し、当該上限値Ｏｈ未満の場合には、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃを規定値Ｏｆｕ増加させるように前記処理ガス酸素濃度調整手段を制御し、当該上限値Ｏｈ以上の場合には、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが、上限値Ｔｈ以上であるか否かさらに判断し、当該上限値Ｔｈ未満の場合には、前記処理ガスの前記温度Ｔｃを規定値Ｔｆｕ上昇させるように前記処理ガス温度調整手段を制御する一方、前記試験ガスの温度Ｔｅが下限値Ｔｅｌ以下のときには、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが、下限値Ｔｌ以下であるか否か判断し、当該下限値Ｔｌを超えている場合には、前記処理ガスの前記温度Ｔｃを規定値Ｔｆｄ低下させるように前記処理ガス温度調整手段を制御し、前記下限値Ｔｌ以下の場合には、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが、下限値Ｏｌ以下であるか否かさらに判断し、当該下限値Ｏｌを超えている場合には、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃを規定値Ｏｆｄ減少させるように前記処理ガス酸素濃度調整手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
第二番目の発明に係る石炭不活化処理装置は、第一番目の発明において、前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌ以下のときに、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが前記下限値Ｔｌ以下であると共に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが前記下限値Ｏｌ以下である場合に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃを前記下限値Ｏｌ，Ｔｌとするように前記処理ガス酸素濃度調整手段及び前記処理ガス温度調整手段を制御するものであることを特徴とする。
【００１０】
第三番目の発明に係る石炭不活化処理装置は、第一番目又は第二番目の発明において、前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃをそのまま維持するように前記処理ガス酸素濃度調整手段及び前記処理ガス温度調整手段を制御するものであることを特徴とする。
【００１１】
第四番目の発明に係る石炭不活化処理装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記評価装置本体内で前記サンプルを加熱処理した前記試験ガスの二酸化炭素濃度Ｃｅを検知する試験ガス二酸化炭素濃度検知手段をさらに備え、前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記試験ガス二酸化炭素濃度検知手段からの情報に基づいて、前記試験ガス中の二酸化炭素濃度Ｃｅが上限値Ｃｅｈ以上である場合に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが前記上限値Ｏｈ以上であるか否か改めて判断すると共に、前記試験ガス中の二酸化炭素濃度Ｃｅが下限値Ｃｅｌ以下である場合に、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが前記下限値Ｔｌ以下であるか否か改めて判断するものであることを特徴とする。
【００１２】
第五番目の発明に係る石炭不活化処理装置は、第四番目の発明において、前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記試験ガス二酸化炭素濃度検知手段からの情報に基づいて、前記試験ガス中の二酸化炭素濃度Ｃｅが前記下限値Ｃｅｌよりも大きく前記上限値Ｃｅｈよりも小さい場合に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃをそのまま維持するように前記処理ガス酸素濃度調整手段及び前記処理ガス温度調整手段を制御するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る石炭不活化処理装置によれば、処理装置本体に供給される石炭の組成が経時的にバラついたとしても、当該石炭の組成に対して必要十分な条件で不活処理を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る石炭不活化処理装置の主な実施形態の概略構成図である。
【図２】図１の石炭不活化処理装置の制御フロー図である。
【図３】図２に続く制御フロー図である。
【図４】図２に続く制御フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る石炭不活化処理装置の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１６】
［主な実施形態］
本発明に係る石炭不活化処理装置の主な実施形態を図１〜４に基づいて説明する。
【００１７】
図１に示すように、低質炭を乾燥して乾留した石炭である乾留炭１を上部から内部に供給される処理装置本体１１１の下部には、不活性ガス供給源である窒素ガス供給源１１２がブロア１１３及び加熱器１１４を介して連結されている。前記ブロア１１３と前記加熱器１１４との間には、空気１０２を送給するブロア１１５が連結されている。
【００１８】
つまり、前記ブロア１１３，１１５を作動させると、前記窒素ガス供給源１１２からの窒素ガス１０１と外部の空気１０２とを混合した処理ガス１０３を前記加熱器１１４で加熱して前記処理装置本体１１１の内部に送給することができるようになっているのである。ここで、前記ブロア１１３，１１５からの前記窒素ガス１０１及び前記空気１０２の送給量を調整することにより、前記処理ガス１０３中の酸素ガス濃度を調整することができ、前記加熱器１１４を調整することにより、前記処理ガス１０３の温度を調整することができる。
【００１９】
前記処理装置本体１１１の上部には、当該処理装置本体１１１内から排気された使用済みの前記処理ガス１０３中の粉塵を除去するフィルタ１１６が連結されている。
【００２０】
前記処理装置本体１１１の下部には、当該処理装置本体１１１内で不活化処理されて送出された改質炭２からごく一部を分取する分取手段である分取装置１１７が配設されている。この分取装置１１７で分取されない大部分の改質炭２は、図示しないコンテナ等の容器に回収される。前記分取装置１１７で分取されたごく一部の改質炭２のサンプル３は、当該サンプル３の不活性具合を評価する評価装置１２０の評価装置本体１２１の内部に上部から供給されるようになっている。
【００２１】
前記評価装置本体１２１の下部には、試験ガスである空気１０２を送給するブロア１２２が加熱器１２３を介して連結されている。前記評価装置本体１２１の上部には、当該評価装置本体１２１内から排気された使用済みの前記空気１０２中の粉塵を除去するフィルタ１２４が連結されている。前記評価装置本体１２１の内部で評価された前記改質炭２は、下部から排出されるようになっている。
【００２２】
前記評価装置本体１２１と前記除塵フィルタ１２４との間には、前記空気１０２の温度を検知する試験ガス温度検知手段である温度センサ１２５と、前記空気１０２中の二酸化炭素濃度を検知する試験ガス二酸化炭素濃度検知手段であるＣＯ2センサ１２６とが設けられている。これらセンサ１２５，１２６は、制御手段である制御装置１３０の入力部にそれぞれ電気的に接続している。この制御装置１３０の入力部には、入力手段である操作盤１３１がさらに電気的に接続されている。上記制御装置１３０の出力部は、前記ブロア１１３，１１５，１２２、前記加熱器１１４，１２３、前記分取装置１１７にそれぞれ電気的に接続されており、当該制御装置１３０は、前記操作盤１３１からの情報に基づいて、前記ブロア１２２、前記加熱器１２３、前記分取装置１１７の作動をそれぞれ制御することができると共に、前記操作盤１３１からの情報及び前記センサ１２５，１２６からの情報に基づいて、前記ブロア１１３，１１５、前記加熱器１１４の作動をそれぞれ制御することができるようになっている（詳細は後述する）。
【００２３】
なお、前記処理装置本体１１１としては、従来から不活処理に利用されている、例えば、前記特許文献１等に記載されているサーキュラグレード型や焼結機型（メッシュコンベア型）等のような連続処理式や、バッチ処理式等のような各種のタイプのものなど、いずれでも適用できる。また、前記評価装置１２０の前記評価装置本体１２１としては、前記処理装置本体１１１と同様な構造をなして前記処理装置本体１１１よりも小型のサーキュラグレード型や焼結機型（メッシュコンベア型）等のような連続処理式や、バッチ処理式等のように、供給されたサンプル３を所定の温度の雰囲気中に所定時間さらすことが可能なものであれば、いずれでも適用できる。さらに、前記分取装置１１７としては、移動堰や移動式定容シリンダ等のように、前記処理装置本体１１１から送出される改質炭２から一部を分取できるようなものであれば、いずれでも適用できる。
【００２４】
このような本実施形態においては、前記窒素ガス供給源１１２、前記ブロア１１３，１１５等により処理ガス送給手段を構成し、前記ブロア１１３，１１５等により処理ガス酸素濃度調整手段を構成し、前記加熱器１１４等により処理ガス温度調整手段を構成し、前記ブロア１２２、前記加熱器１２３等により試験ガス供給手段を構成している。
【００２５】
次に、上述した石炭不活化処理装置１００の作動を説明する。
【００２６】
前記処理装置本体１１１の内部に乾留炭１を供給すると共に、前記操作盤１３１に運転開始の情報を与えると、当該制御装置１３０は、当該操作盤１３１からの情報に基づいて、酸素濃度Ｏｃが基準値Ｏｓ（例えば、１０％）であり、温度Ｔｃが基準値Ｔｓ（例えば、１５０℃）である処理ガス１０３を前記処理装置本体１１１の内部に送給するように前記ブロア１１３，１１５及び前記加熱器１１４を制御すると共に（図２中、Ｓ１）、評価温度Ｔｔ（例えば、１５０℃）の空気１０２（酸素濃度：約２０％）を前記評価装置本体１２１の内部に送給するように前記ブロア１２２及び前記加熱器１２３を制御する（図２中、Ｓ２）。
【００２７】
前記処理装置本体１１１の内部に供給された前記乾留炭１は、前記処理ガス１０３によって、その表面が一部酸化されて活性が低下し、改質炭２となる。このような不活化処理を所定時間（例えば、２０分間）施された改質炭２は、前記処理装置本体１１１の下部から送出され、前記容器に回収される。このとき、前記制御装置１３０は、処理時間等に基づいて、前記処理装置本体１１１から送出された前記改質炭２のごく一部をサンプル３として所定時間ごと又は連続的に分取して前記評価装置本体１２１に所定時間ごと又は連続的に供給するように前記分取装置１１７を制御する（図２中、Ｓ３）。
【００２８】
前記評価装置本体１２１に供給された前記サンプル３は、前記空気１０２によって規定時間（例えば、１０分間）加熱される。上記サンプル３を加熱した上記空気１０２は、前記センサ１２５，１２６で温度及び二酸化炭素濃度が計測される（図２中、Ｓ４）。
【００２９】
前記制御装置１３０は、前記温度センサ１２５からの情報に基づいて、前記空気１０２の温度Ｔｅが、下限値Ｔｅｌ（例えば、１５０℃）以下（Ｔｅ≦Ｔｅｌ）、上限値Ｔｅｈ（例えば、２００℃）以上（Ｔｅｈ≦Ｔｅ）、下限値Ｔｅｌよりも大きく上限値Ｔｅｈよりも小さい（Ｔｅｌ＜Ｔｅ＜Ｔｅｈ）、のいずれであるか判断する（図２中、Ｓ５）。
【００３０】
前記温度Ｔｅ（例えば、１６０℃）が前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さい場合（Ｔｅｌ＜Ｔｅ＜Ｔｅｈ）には、前記制御装置１３０は、引き続き、前記ＣＯ2センサ１２６からの情報に基づいて、前記空気１０２中の二酸化炭素濃度Ｃｅが、下限値Ｃｅｌ（例えば、０．１％）以下（Ｃｅ≦Ｃｅｌ）、上限値Ｃｅｈ（例えば、２％）以上（Ｃｅｈ≦Ｃｅ）、下限値Ｃｅｌよりも大きく上限値Ｃｅｈよりも小さい（Ｃｅｌ＜Ｃｅ＜Ｃｅｈ）、のいずれであるか判断する（図２中、Ｓ６）。
【００３１】
そして、前記二酸化炭素濃度Ｃｅ（例えば、１％）が前記下限値Ｃｅｌよりも大きく前記下限値Ｃｅｌよりも小さい場合（Ｃｅｌ＜Ｃｅ＜Ｃｅｈ）には、前記制御装置１３０は、分取した前記サンプル３が前記評価温度Ｔｔの前記空気１０２によって燃焼していない、すなわち、前記処理装置本体１１１の内部において前記改質炭２が前記条件で十分に不活化処理されていると判断し、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃをそのまま維持するように前記ブロア１１３，１１５及び前記加熱器１１４を制御し（図２中、Ｓ７）、運転停止信号の入力の有無を確認した後（図２中、Ｓ８）、前記ステップＳ５に戻り、前記分取装置１１７で前記評価装置本体１２１に新たに供給されるサンプル３に対する、前記空気１０２の前記温度Ｔｅを改めて計測する。
【００３２】
また、前記ステップＳ５において、前記温度Ｔｅ（例えば、２００℃）が前記上限値Ｔｅｈ以上である場合（Ｔｅｈ≦Ｔｅ）には、前記制御装置１３０は、前記サンプル３が前記評価温度Ｔｔの前記空気１０２によって燃焼していると判断して、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃ（例えば、１０％）が、上限値Ｏｈ（例えば、１６％）以上である（Ｏｈ≦Ｏｃ）か否か判断し（図３中、Ｓ９）、当該上限値Ｏｈ未満の場合（Ｏｃ＜Ｏｈ）には、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃを規定値Ｏｆｕ（例えば、２％）増加させるように前記ブロア１１３，１１５を制御する（図３中、Ｓ１０）。
【００３３】
そして、前記ステップＳ５に戻り、前記処理装置本体１１１の内部において上記条件で不活化処理されて前記分取装置１１７で前記評価装置本体１２１に新たに供給されるサンプル３に対する、前記空気１０２の前記温度Ｔｅを改めて計測する。
【００３４】
また、前記ステップＳ９において、前記酸素濃度Ｏｃ（例えば、１６％）が、前記上限値Ｏｈ（例えば、１６％）以上の場合（Ｏｈ≦Ｏｃ）には、前記制御装置１３０は、前記処理ガス１０３の前記温度Ｔｃ（例えば、１５０℃）が、上限値Ｔｈ（例えば、１７０℃）以上である（Ｔｈ≦Ｔｃ）か否か判断し（図３中、Ｓ１１）、当該上限値Ｔｈ未満の場合（Ｔｃ＜Ｔｈ）には、前記処理ガス１０３の前記温度Ｔｃを規定値Ｔｆｕ（例えば、１０℃）上昇させるように前記加熱器１１４を制御する（図３中、Ｓ１２）。
【００３５】
そして、前記ステップＳ５に戻り、前記処理装置本体１１１の内部において上記条件で不活化処理されて前記分取装置１１７で前記評価装置本体１２１に新たに供給されるサンプル３に対する、前記空気１０２の前記温度Ｔｅを改めて計測する。
【００３６】
なお、前記ステップＳ６において、前記二酸化炭素濃度Ｃｅ（例えば、２％）が前記上限値Ｃｅｈ（例えば、２％）以上である場合（Ｃｅｈ≦Ｃｅ）には、前記制御装置１３０は、分取した前記サンプル３が前記評価温度Ｔｔの前記空気１０２によってやはり燃焼していると判断し、前記ステップＳ９に移って、当該ステップＳ９を含めた上記ステップＳ１０〜Ｓ１２を行う。
【００３７】
他方、前記ステップＳ５において、前記温度Ｔｅ（例えば、１５０℃）が前記下限値Ｔｅｌ以下である場合（Ｔｅ≦Ｔｅｌ）には、前記制御装置１３０は、前記処理ガス１０３による前記改質炭２の不活化処理が過剰に行われていると判断して、前記処理ガス１０３の前記温度Ｔｃ（例えば、１７０℃）が、下限値Ｔｌ（例えば、１５０℃）以下である（Ｔｃ≦Ｔｌ）か否か判断し（図４中、Ｓ１３）、当該下限値Ｔｌを超えている場合（Ｔｌ＜Ｔｃ）には、前記処理ガス１０３の前記温度Ｔｃを規定値Ｔｆｄ（例えば、１０℃）低下させるように前記加熱器１１４を制御する（図４中、Ｓ１４）。
【００３８】
そして、前記ステップＳ５に戻り、前記処理装置本体１１１の内部において上記条件で不活化処理されて前記分取装置１１７で前記評価装置本体１２１に新たに供給されるサンプル３に対する、前記空気１０２の前記温度Ｔｅを改めて計測する。
【００３９】
また、前記ステップＳ１３において、前記温度Ｔｃ（例えば、１５０℃）が、前記下限値Ｔｌ（例えば、１５０℃）以下の場合（Ｔｃ≦Ｔｌ）には、前記制御装置１３０は、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃ（例えば、１０％）が、下限値Ｏｌ（例えば、６％）以下である（Ｏｃ≦Ｏｌ）か否か判断し（図４中、Ｓ１５）、当該下限値Ｏｌを超えている場合（Ｏｌ＜Ｏｃ）には、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃを規定値Ｏｆｄ（例えば、２％）減少させるように前記ブロア１１３，１１５を制御する（図４中、Ｓ１６）。
【００４０】
そして、前記ステップＳ５に戻り、前記処理装置本体１１１の内部において上記条件で不活化処理されて前記分取装置１１７で前記評価装置本体１２１に新たに供給されるサンプル３に対する、前記空気１０２の前記温度Ｔｅを改めて計測する。
【００４１】
また、前記ステップＳ１５において、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃ（例えば、６％）が、下限値Ｏｌ（例えば、６％）以下である場合（Ｏｃ≦Ｏｌ）には、前記制御装置１３０は、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃを前記下限値Ｏｌ，Ｔｌとするように前記ブロア１１３，１１５及び前記加熱器１１４を制御する（図４中、Ｓ１７）。
【００４２】
そして、前記ステップＳ５に戻り、前記処理装置本体１１１の内部において上記条件で不活化処理されて前記分取装置１１７で前記評価装置本体１２１に新たに供給されるサンプル３に対する、前記空気１０２の前記温度Ｔｅを改めて計測する。
【００４３】
なお、前記ステップＳ６において、前記二酸化炭素濃度Ｃｅ（例えば、０．１％）が前記下限値Ｃｅｌ（例えば、０．１％）以下である場合（Ｃｅ≦Ｃｅｌ）には、前記制御装置１３０は、前記処理ガス１０３による前記改質炭２の不活化処理がやはり過剰に行われていると判断して、前記ステップＳ１３に移って、当該ステップＳ１３を含めた上記ステップＳ１４〜Ｓ１７を行う。
【００４４】
このため、本実施形態に係る石炭不活化処理装置１００においては、前記処理装置本体１１１に供給される乾留炭１の組成が経時的にバラついたとしても、当該乾留炭１の組成に対して必要十分な条件で不活処理を簡単に行うことができる。
【００４５】
したがって、本実施形態に係る石炭不活化処理装置１００によれば、各種組成の乾留炭１であっても、低コストで不活化処理を実施することができる。
【００４６】
ところで、本実施形態においては、処理装置本体１１１で不活処理された改質炭２の一部を分取したサンプル３を評価装置１２０で評価した結果を、処理装置本体１１１に新たに供給される乾留炭１の不活処理条件に反映させるようにしていることから、場合によっては、不活処理が不十分な改質炭２を生成してしまうことがある。しかしながら、このときに生成する不活処理が不十分な改質炭２の量は、十分に不活処理されるほぼ同じ処理条件の改質炭２の量、すなわち、同じ山元から採取されてきて処理される低質炭の量に比べて、極めて少ないため、ほとんど問題とならない程度である。ここで、例えば、評価装置１２０での評価結果を反映した不活処理条件に新たに設定した処理装置本体１１１に対して、不活処理が不十分な上記改質炭２を再度供給して改めて不活処理すれば、十分に不活処理を施された改質炭２にすることも可能である。
【００４７】
［他の実施形態］
なお、前述した実施形態においては、前記評価装置１２０に前記温度センサ１２５及び前記ＣＯ2センサ１２６を設け、前記制御装置１３０が、前記温度センサ１２５からの情報に基づいて、前記空気１０２の前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記ＣＯ2センサ１２６からの情報に基づいて、当該空気１０２中の二酸化炭素濃度Ｃｅに応じて、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃや前記温度Ｔｃに対する判断を改めて行うようにしたが（前記ステップＳ６）、他の実施形態として、例えば、前記ＣＯ2センサ１２６を省略して、前記温度センサ１２５からの情報に基づいて、前記空気１０２の前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、当該空気１０２中の二酸化炭素濃度Ｃｅに関係なく、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃをそのまま維持するように前記ブロア１１３，１１５及び前記加熱器１１４を制御する、すなわち、前記ステップＳ６を省略することも可能である。
【００４８】
また、前述した実施形態においては、前記処理装置本体１１１から送出された前記改質炭２の一部を移動式の分取装置１１７によりサンプル３として所定時間ごと又は連続的に分取して前記評価装置本体１２１に所定時間ごと又は連続的に供給するように前記制御装置で制御するようにした場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、前記処理装置本体１１１から送出された前記改質炭２の一部を固定堰や固定式スクレーパ等のような定置式（固定式）の分取手段により制御手段で制御することなくサンプル３として分取して前記評価装置本体１２１に供給するようにすることも可能である。
【００４９】
また、前述した実施形態においては、窒素ガス１０１と空気１０２とを混合することにより、所望の酸素濃度Ｏｃを有する処理ガス１０３を生成するようにしたが、他の実施形態として、例えば、窒素ガス１０１と酸素ガスとを混合することにより、所望の酸素濃度を有する処理ガス１０３を生成するようにすることも可能である。しかしながら、前述した実施形態のように、窒素ガス１０１と空気１０２とを混合することにより、所望の酸素濃度を有する処理ガス１０３を生成するようにすれば、酸素ガスをわざわざ用意しなくても済むので、非常に好ましい。
【００５０】
また、前記窒素ガス供給源１１２としては、処理ガス１０３を生成させるためだけに用意した窒素ガスボンベ等を適用することができるのはもちろんのこと、その他、例えば、乾留装置に送給された窒素ガスにより低質炭を乾留して当該乾留装置から送出された後に揮発成分や粉塵等を分離された乾留ガス（主成分：窒素ガス）を適用することも可能であり、この場合、不活処理を行うにあたって処理ガス１０３に新たに加える熱エネルギを削減することが可能となる。
【００５１】
また、前述した実施形態においては、空気１０２を試験ガスとして利用するようにしたが、他の実施形態として、例えば、前記処理ガス１０３の場合と同様に、窒素ガス１０１と空気１０２とを混合することにより、前記上限値Ｏｈ（例えば、１６％）を超える酸素濃度Ｏｃを有する試験ガスを利用することも可能である。このときの窒素ガス源としては、前記処理ガス１０３の場合と同様に、窒素ガスボンベからの窒素ガスはもちろんのこと、上記乾留ガスを適用することも可能である。
【００５２】
また、前述した実施形態においては、乾留炭１を不活処理する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、石炭を不活処理する場合であれば、前述した実施形態の場合と同様に適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る石炭不活化処理装置は、処理装置本体に供給される石炭の組成が経時的にバラついたとしても、当該石炭の組成に対して必要十分な条件で不活処理を簡単に行うことができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 乾留炭
２ 改質炭
３ サンプル
１００ 石炭不活化処理装置
１０１ 窒素ガス
１０２ 空気
１０３ 処理ガス
１１１ 処理装置本体
１１２ 窒素ガス供給源
１１３ ブロア
１１４ 加熱器
１１５ ブロア
１１６ フィルタ
１１７ 分取装置
１２０ 評価装置
１２１ 評価装置本体
１２２ ブロア
１２３ 加熱器
１２４ フィルタ
１２５ 温度センサ
１２６ ＣＯ2センサ
１３０ 制御装置
１３１ 操作盤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素を含有する処理ガスで石炭を加熱することにより、当該石炭を不活処理する石炭不活化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
褐炭や亜瀝青炭等のような水分含有量の多い石炭である低品位石炭（低質炭）は、埋蔵量が多いものの、単位重量当たりの発熱量が低いと共に、輸送効率が悪いため、加熱処理して乾燥させることにより、単位重量当たりの発熱量を高めると共に、圧縮成形することにより、ハンドリング性を高めるようにしている。
【０００３】
ところで、加熱処理された上記低質炭は、水を吸着しやすくなると共に、表面のカルボキシル基等が離脱して表面にラジカル等を生じることにより表面の活性が高くなって空気中の酸素と反応しやすくなってしまうことから、上記反応に伴う反応熱によって自然発火してしまうおそれがある。
【０００４】
このため、例えば、低質炭を乾燥して乾留し、タールを分離した後、乾留炭を低酸素雰囲気（酸素濃度約１０％前後）中で加熱（約１５０〜１７０℃）して、当該乾留炭の表面を一部酸化させて当該乾留炭の表面の活性を低下させる不活化処理を行うことにより、上記炭を改質して当該炭の自然発火を抑制するようにしている（例えば、下記特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３１０７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述したような不活化処理においては、石炭の組成が、採取される山元によってバラつきを有していることから、どのような組成の石炭であっても不活化を十分に実施できるように、雰囲気中の酸素濃度や雰囲気温度や処理時間等の各種処理条件を設定している。このため、比較的緩い処理条件で不活化を十分に実施できる石炭に対しても、比較的厳しい処理条件で不活化を実施することになってしまい、処理コストに無駄を生じてしまっていた。
【０００７】
このようなことから、本発明は、各種組成の石炭であっても、必要十分な条件で不活化処理を実施することが簡単にできる石炭不活化処理装置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】
【０００８】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る石炭不活化処理装置は、酸素を含有する処理ガスで石炭を加熱することにより、当該石炭を不活処理する石炭不活化処理装置であって、前記石炭を内部に供給される処理装置本体と、前記処理装置本体の内部に前記処理ガスを送給する処理ガス送給手段と、前記処理ガス中の酸素濃度Ｏｃを調整する処理ガス酸素濃度調整手段と、前記処理ガスの温度Ｔｃを調整する処理ガス温度調整手段と、前記処理装置本体内で不活処理された前記石炭の一部を分取する分取手段と、前記分取手段で分取された前記石炭のサンプルを内部に供給される評価装置本体と、前記評価装置本体の内部に評価温度Ｔｔの試験ガスを供給する試験ガス供給手段と、前記評価装置本体内で前記サンプルを加熱処理した前記試験ガスの温度Ｔｅを検知する試験ガス温度検知手段と、前記試験ガス温度検知手段からの情報に基づいて、前記試験ガスの温度Ｔｅが上限値Ｔｅｈ以上のときには、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが、上限値Ｏｈ以上であるか否か判断し、当該上限値Ｏｈ未満の場合には、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃを規定値Ｏｆｕ増加させるように前記処理ガス酸素濃度調整手段を制御し、当該上限値Ｏｈ以上の場合には、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが、上限値Ｔｈ以上であるか否かさらに判断し、当該上限値Ｔｈ未満の場合には、前記処理ガスの前記温度Ｔｃを規定値Ｔｆｕ上昇させるように前記処理ガス温度調整手段を制御する一方、前記試験ガスの温度Ｔｅが下限値Ｔｅｌ以下のときには、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが、下限値Ｔｌ以下であるか否か判断し、当該下限値Ｔｌを超えている場合には、前記処理ガスの前記温度Ｔｃを規定値Ｔｆｄ低下させるように前記処理ガス温度調整手段を制御し、前記下限値Ｔｌ以下の場合には、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが、下限値Ｏｌ以下であるか否かさらに判断し、当該下限値Ｏｌを超えている場合には、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃを規定値Ｏｆｄ減少させるように前記処理ガス酸素濃度調整手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
第二番目の発明に係る石炭不活化処理装置は、第一番目の発明において、前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌ以下のときに、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが前記下限値Ｔｌ以下であると共に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが前記下限値Ｏｌ以下である場合に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃを前記下限値Ｏｌ，Ｔｌとするように前記処理ガス酸素濃度調整手段及び前記処理ガス温度調整手段を制御するものであることを特徴とする。
【００１０】
第三番目の発明に係る石炭不活化処理装置は、第一番目又は第二番目の発明において、前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃをそのまま維持するように前記処理ガス酸素濃度調整手段及び前記処理ガス温度調整手段を制御するものであることを特徴とする。
【００１１】
第四番目の発明に係る石炭不活化処理装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記評価装置本体内で前記サンプルを加熱処理した前記試験ガスの二酸化炭素濃度Ｃｅを検知する試験ガス二酸化炭素濃度検知手段をさらに備え、前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記試験ガス二酸化炭素濃度検知手段からの情報に基づいて、前記試験ガス中の二酸化炭素濃度Ｃｅが上限値Ｃｅｈ以上である場合に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが前記上限値Ｏｈ以上であるか否か改めて判断すると共に、前記試験ガス中の二酸化炭素濃度Ｃｅが下限値Ｃｅｌ以下である場合に、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが前記下限値Ｔｌ以下であるか否か改めて判断するものであることを特徴とする。
【００１２】
第五番目の発明に係る石炭不活化処理装置は、第四番目の発明において、前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記試験ガス二酸化炭素濃度検知手段からの情報に基づいて、前記試験ガス中の二酸化炭素濃度Ｃｅが前記下限値Ｃｅｌよりも大きく前記上限値Ｃｅｈよりも小さい場合に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃをそのまま維持するように前記処理ガス酸素濃度調整手段及び前記処理ガス温度調整手段を制御するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る石炭不活化処理装置によれば、処理装置本体に供給される石炭の組成が経時的にバラついたとしても、当該石炭の組成に対して必要十分な条件で不活処理を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る石炭不活化処理装置の主な実施形態の概略構成図である。
【図２】図１の石炭不活化処理装置の制御フロー図である。
【図３】図２に続く制御フロー図である。
【図４】図２に続く制御フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る石炭不活化処理装置の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１６】
［主な実施形態］
本発明に係る石炭不活化処理装置の主な実施形態を図１〜４に基づいて説明する。
【００１７】
図１に示すように、低質炭を乾燥して乾留した石炭である乾留炭１を上部から内部に供給される処理装置本体１１１の下部には、不活性ガス供給源である窒素ガス供給源１１２がブロア１１３及び加熱器１１４を介して連結されている。前記ブロア１１３と前記加熱器１１４との間には、空気１０２を送給するブロア１１５が連結されている。
【００１８】
つまり、前記ブロア１１３，１１５を作動させると、前記窒素ガス供給源１１２からの窒素ガス１０１と外部の空気１０２とを混合した処理ガス１０３を前記加熱器１１４で加熱して前記処理装置本体１１１の内部に送給することができるようになっているのである。ここで、前記ブロア１１３，１１５からの前記窒素ガス１０１及び前記空気１０２の送給量を調整することにより、前記処理ガス１０３中の酸素ガス濃度を調整することができ、前記加熱器１１４を調整することにより、前記処理ガス１０３の温度を調整することができる。
【００１９】
前記処理装置本体１１１の上部には、当該処理装置本体１１１内から排気された使用済みの前記処理ガス１０３中の粉塵を除去するフィルタ１１６が連結されている。
【００２０】
前記処理装置本体１１１の下部には、当該処理装置本体１１１内で不活化処理されて送出された改質炭２からごく一部を分取する分取手段である分取装置１１７が配設されている。この分取装置１１７で分取されない大部分の改質炭２は、図示しないコンテナ等の容器に回収される。前記分取装置１１７で分取されたごく一部の改質炭２のサンプル３は、当該サンプル３の不活性具合を評価する評価装置１２０の評価装置本体１２１の内部に上部から供給されるようになっている。
【００２１】
前記評価装置本体１２１の下部には、試験ガスである空気１０２を送給するブロア１２２が加熱器１２３を介して連結されている。前記評価装置本体１２１の上部には、当該評価装置本体１２１内から排気された使用済みの前記空気１０２中の粉塵を除去するフィルタ１２４が連結されている。前記評価装置本体１２１の内部で評価された前記改質炭２は、下部から排出されるようになっている。
【００２２】
前記評価装置本体１２１と前記除塵フィルタ１２４との間には、前記空気１０２の温度を検知する試験ガス温度検知手段である温度センサ１２５と、前記空気１０２中の二酸化炭素濃度を検知する試験ガス二酸化炭素濃度検知手段であるＣＯ2センサ１２６とが設けられている。これらセンサ１２５，１２６は、制御手段である制御装置１３０の入力部にそれぞれ電気的に接続している。この制御装置１３０の入力部には、入力手段である操作盤１３１がさらに電気的に接続されている。上記制御装置１３０の出力部は、前記ブロア１１３，１１５，１２２、前記加熱器１１４，１２３、前記分取装置１１７にそれぞれ電気的に接続されており、当該制御装置１３０は、前記操作盤１３１からの情報に基づいて、前記ブロア１２２、前記加熱器１２３、前記分取装置１１７の作動をそれぞれ制御することができると共に、前記操作盤１３１からの情報及び前記センサ１２５，１２６からの情報に基づいて、前記ブロア１１３，１１５、前記加熱器１１４の作動をそれぞれ制御することができるようになっている（詳細は後述する）。
【００２３】
なお、前記処理装置本体１１１としては、従来から不活処理に利用されている、例えば、前記特許文献１等に記載されているサーキュラグレード型や焼結機型（メッシュコンベア型）等のような連続処理式や、バッチ処理式等のような各種のタイプのものなど、いずれでも適用できる。また、前記評価装置１２０の前記評価装置本体１２１としては、前記処理装置本体１１１と同様な構造をなして前記処理装置本体１１１よりも小型のサーキュラグレード型や焼結機型（メッシュコンベア型）等のような連続処理式や、バッチ処理式等のように、供給されたサンプル３を所定の温度の雰囲気中に所定時間さらすことが可能なものであれば、いずれでも適用できる。さらに、前記分取装置１１７としては、移動堰や移動式定容シリンダ等のように、前記処理装置本体１１１から送出される改質炭２から一部を分取できるようなものであれば、いずれでも適用できる。
【００２４】
このような本実施形態においては、前記窒素ガス供給源１１２、前記ブロア１１３，１１５等により処理ガス送給手段を構成し、前記ブロア１１３，１１５等により処理ガス酸素濃度調整手段を構成し、前記加熱器１１４等により処理ガス温度調整手段を構成し、前記ブロア１２２、前記加熱器１２３等により試験ガス供給手段を構成している。
【００２５】
次に、上述した石炭不活化処理装置１００の作動を説明する。
【００２６】
前記処理装置本体１１１の内部に乾留炭１を供給すると共に、前記操作盤１３１に運転開始の情報を与えると、当該制御装置１３０は、当該操作盤１３１からの情報に基づいて、酸素濃度Ｏｃが基準値Ｏｓ（例えば、１０％）であり、温度Ｔｃが基準値Ｔｓ（例えば、１５０℃）である処理ガス１０３を前記処理装置本体１１１の内部に送給するように前記ブロア１１３，１１５及び前記加熱器１１４を制御すると共に（図２中、Ｓ１）、評価温度Ｔｔ（例えば、１５０℃）の空気１０２（酸素濃度：約２０％）を前記評価装置本体１２１の内部に送給するように前記ブロア１２２及び前記加熱器１２３を制御する（図２中、Ｓ２）。
【００２７】
前記処理装置本体１１１の内部に供給された前記乾留炭１は、前記処理ガス１０３によって、その表面が一部酸化されて活性が低下し、改質炭２となる。このような不活化処理を所定時間（例えば、２０分間）施された改質炭２は、前記処理装置本体１１１の下部から送出され、前記容器に回収される。このとき、前記制御装置１３０は、処理時間等に基づいて、前記処理装置本体１１１から送出された前記改質炭２のごく一部をサンプル３として所定時間ごと又は連続的に分取して前記評価装置本体１２１に所定時間ごと又は連続的に供給するように前記分取装置１１７を制御する（図２中、Ｓ３）。
【００２８】
前記評価装置本体１２１に供給された前記サンプル３は、前記空気１０２によって規定時間（例えば、１０分間）加熱される。上記サンプル３を加熱した上記空気１０２は、前記センサ１２５，１２６で温度及び二酸化炭素濃度が計測される（図２中、Ｓ４）。
【００２９】
前記制御装置１３０は、前記温度センサ１２５からの情報に基づいて、前記空気１０２の温度Ｔｅが、下限値Ｔｅｌ（例えば、１５０℃）以下（Ｔｅ≦Ｔｅｌ）、上限値Ｔｅｈ（例えば、２００℃）以上（Ｔｅｈ≦Ｔｅ）、下限値Ｔｅｌよりも大きく上限値Ｔｅｈよりも小さい（Ｔｅｌ＜Ｔｅ＜Ｔｅｈ）、のいずれであるか判断する（図２中、Ｓ５）。
【００３０】
前記温度Ｔｅ（例えば、１６０℃）が前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さい場合（Ｔｅｌ＜Ｔｅ＜Ｔｅｈ）には、前記制御装置１３０は、引き続き、前記ＣＯ2センサ１２６からの情報に基づいて、前記空気１０２中の二酸化炭素濃度Ｃｅが、下限値Ｃｅｌ（例えば、０．１％）以下（Ｃｅ≦Ｃｅｌ）、上限値Ｃｅｈ（例えば、２％）以上（Ｃｅｈ≦Ｃｅ）、下限値Ｃｅｌよりも大きく上限値Ｃｅｈよりも小さい（Ｃｅｌ＜Ｃｅ＜Ｃｅｈ）、のいずれであるか判断する（図２中、Ｓ６）。
【００３１】
そして、前記二酸化炭素濃度Ｃｅ（例えば、１％）が前記下限値Ｃｅｌよりも大きく前記下限値Ｃｅｌよりも小さい場合（Ｃｅｌ＜Ｃｅ＜Ｃｅｈ）には、前記制御装置１３０は、分取した前記サンプル３が前記評価温度Ｔｔの前記空気１０２によって燃焼していない、すなわち、前記処理装置本体１１１の内部において前記改質炭２が前記条件で十分に不活化処理されていると判断し、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃをそのまま維持するように前記ブロア１１３，１１５及び前記加熱器１１４を制御し（図２中、Ｓ７）、運転停止信号の入力の有無を確認した後（図２中、Ｓ８）、前記ステップＳ５に戻り、前記分取装置１１７で前記評価装置本体１２１に新たに供給されるサンプル３に対する、前記空気１０２の前記温度Ｔｅを改めて計測する。
【００３２】
また、前記ステップＳ５において、前記温度Ｔｅ（例えば、２００℃）が前記上限値Ｔｅｈ以上である場合（Ｔｅｈ≦Ｔｅ）には、前記制御装置１３０は、前記サンプル３が前記評価温度Ｔｔの前記空気１０２によって燃焼していると判断して、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃ（例えば、１０％）が、上限値Ｏｈ（例えば、１６％）以上である（Ｏｈ≦Ｏｃ）か否か判断し（図３中、Ｓ９）、当該上限値Ｏｈ未満の場合（Ｏｃ＜Ｏｈ）には、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃを規定値Ｏｆｕ（例えば、２％）増加させるように前記ブロア１１３，１１５を制御する（図３中、Ｓ１０）。
【００３３】
そして、前記ステップＳ５に戻り、前記処理装置本体１１１の内部において上記条件で不活化処理されて前記分取装置１１７で前記評価装置本体１２１に新たに供給されるサンプル３に対する、前記空気１０２の前記温度Ｔｅを改めて計測する。
【００３４】
また、前記ステップＳ９において、前記酸素濃度Ｏｃ（例えば、１６％）が、前記上限値Ｏｈ（例えば、１６％）以上の場合（Ｏｈ≦Ｏｃ）には、前記制御装置１３０は、前記処理ガス１０３の前記温度Ｔｃ（例えば、１５０℃）が、上限値Ｔｈ（例えば、１７０℃）以上である（Ｔｈ≦Ｔｃ）か否か判断し（図３中、Ｓ１１）、当該上限値Ｔｈ未満の場合（Ｔｃ＜Ｔｈ）には、前記処理ガス１０３の前記温度Ｔｃを規定値Ｔｆｕ（例えば、１０℃）上昇させるように前記加熱器１１４を制御する（図３中、Ｓ１２）。
【００３５】
そして、前記ステップＳ５に戻り、前記処理装置本体１１１の内部において上記条件で不活化処理されて前記分取装置１１７で前記評価装置本体１２１に新たに供給されるサンプル３に対する、前記空気１０２の前記温度Ｔｅを改めて計測する。
【００３６】
なお、前記ステップＳ６において、前記二酸化炭素濃度Ｃｅ（例えば、２％）が前記上限値Ｃｅｈ（例えば、２％）以上である場合（Ｃｅｈ≦Ｃｅ）には、前記制御装置１３０は、分取した前記サンプル３が前記評価温度Ｔｔの前記空気１０２によってやはり燃焼していると判断し、前記ステップＳ９に移って、当該ステップＳ９を含めた上記ステップＳ１０〜Ｓ１２を行う。
【００３７】
他方、前記ステップＳ５において、前記温度Ｔｅ（例えば、１５０℃）が前記下限値Ｔｅｌ以下である場合（Ｔｅ≦Ｔｅｌ）には、前記制御装置１３０は、前記処理ガス１０３による前記改質炭２の不活化処理が過剰に行われていると判断して、前記処理ガス１０３の前記温度Ｔｃ（例えば、１７０℃）が、下限値Ｔｌ（例えば、１５０℃）以下である（Ｔｃ≦Ｔｌ）か否か判断し（図４中、Ｓ１３）、当該下限値Ｔｌを超えている場合（Ｔｌ＜Ｔｃ）には、前記処理ガス１０３の前記温度Ｔｃを規定値Ｔｆｄ（例えば、１０℃）低下させるように前記加熱器１１４を制御する（図４中、Ｓ１４）。
【００３８】
そして、前記ステップＳ５に戻り、前記処理装置本体１１１の内部において上記条件で不活化処理されて前記分取装置１１７で前記評価装置本体１２１に新たに供給されるサンプル３に対する、前記空気１０２の前記温度Ｔｅを改めて計測する。
【００３９】
また、前記ステップＳ１３において、前記温度Ｔｃ（例えば、１５０℃）が、前記下限値Ｔｌ（例えば、１５０℃）以下の場合（Ｔｃ≦Ｔｌ）には、前記制御装置１３０は、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃ（例えば、１０％）が、下限値Ｏｌ（例えば、６％）以下である（Ｏｃ≦Ｏｌ）か否か判断し（図４中、Ｓ１５）、当該下限値Ｏｌを超えている場合（Ｏｌ＜Ｏｃ）には、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃを規定値Ｏｆｄ（例えば、２％）減少させるように前記ブロア１１３，１１５を制御する（図４中、Ｓ１６）。
【００４０】
そして、前記ステップＳ５に戻り、前記処理装置本体１１１の内部において上記条件で不活化処理されて前記分取装置１１７で前記評価装置本体１２１に新たに供給されるサンプル３に対する、前記空気１０２の前記温度Ｔｅを改めて計測する。
【００４１】
また、前記ステップＳ１５において、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃ（例えば、６％）が、下限値Ｏｌ（例えば、６％）以下である場合（Ｏｃ≦Ｏｌ）には、前記制御装置１３０は、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃを前記下限値Ｏｌ，Ｔｌとするように前記ブロア１１３，１１５及び前記加熱器１１４を制御する（図４中、Ｓ１７）。
【００４２】
そして、前記ステップＳ５に戻り、前記処理装置本体１１１の内部において上記条件で不活化処理されて前記分取装置１１７で前記評価装置本体１２１に新たに供給されるサンプル３に対する、前記空気１０２の前記温度Ｔｅを改めて計測する。
【００４３】
なお、前記ステップＳ６において、前記二酸化炭素濃度Ｃｅ（例えば、０．１％）が前記下限値Ｃｅｌ（例えば、０．１％）以下である場合（Ｃｅ≦Ｃｅｌ）には、前記制御装置１３０は、前記処理ガス１０３による前記改質炭２の不活化処理がやはり過剰に行われていると判断して、前記ステップＳ１３に移って、当該ステップＳ１３を含めた上記ステップＳ１４〜Ｓ１７を行う。
【００４４】
このため、本実施形態に係る石炭不活化処理装置１００においては、前記処理装置本体１１１に供給される乾留炭１の組成が経時的にバラついたとしても、当該乾留炭１の組成に対して必要十分な条件で不活処理を簡単に行うことができる。
【００４５】
したがって、本実施形態に係る石炭不活化処理装置１００によれば、各種組成の乾留炭１であっても、低コストで不活化処理を実施することができる。
【００４６】
ところで、本実施形態においては、処理装置本体１１１で不活処理された改質炭２の一部を分取したサンプル３を評価装置１２０で評価した結果を、処理装置本体１１１に新たに供給される乾留炭１の不活処理条件に反映させるようにしていることから、場合によっては、不活処理が不十分な改質炭２を生成してしまうことがある。しかしながら、このときに生成する不活処理が不十分な改質炭２の量は、十分に不活処理されるほぼ同じ処理条件の改質炭２の量、すなわち、同じ山元から採取されてきて処理される低質炭の量に比べて、極めて少ないため、ほとんど問題とならない程度である。ここで、例えば、評価装置１２０での評価結果を反映した不活処理条件に新たに設定した処理装置本体１１１に対して、不活処理が不十分な上記改質炭２を再度供給して改めて不活処理すれば、十分に不活処理を施された改質炭２にすることも可能である。
【００４７】
［他の実施形態］
なお、前述した実施形態においては、前記評価装置１２０に前記温度センサ１２５及び前記ＣＯ2センサ１２６を設け、前記制御装置１３０が、前記温度センサ１２５からの情報に基づいて、前記空気１０２の前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記ＣＯ2センサ１２６からの情報に基づいて、当該空気１０２中の二酸化炭素濃度Ｃｅに応じて、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃや前記温度Ｔｃに対する判断を改めて行うようにしたが（前記ステップＳ６）、他の実施形態として、例えば、前記ＣＯ2センサ１２６を省略して、前記温度センサ１２５からの情報に基づいて、前記空気１０２の前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、当該空気１０２中の二酸化炭素濃度Ｃｅに関係なく、前記処理ガス１０３の前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃをそのまま維持するように前記ブロア１１３，１１５及び前記加熱器１１４を制御する、すなわち、前記ステップＳ６を省略することも可能である。
【００４８】
また、前述した実施形態においては、前記処理装置本体１１１から送出された前記改質炭２の一部を移動式の分取装置１１７によりサンプル３として所定時間ごと又は連続的に分取して前記評価装置本体１２１に所定時間ごと又は連続的に供給するように前記制御装置で制御するようにした場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、前記処理装置本体１１１から送出された前記改質炭２の一部を固定堰や固定式スクレーパ等のような定置式（固定式）の分取手段により制御手段で制御することなくサンプル３として分取して前記評価装置本体１２１に供給するようにすることも可能である。
【００４９】
また、前述した実施形態においては、窒素ガス１０１と空気１０２とを混合することにより、所望の酸素濃度Ｏｃを有する処理ガス１０３を生成するようにしたが、他の実施形態として、例えば、窒素ガス１０１と酸素ガスとを混合することにより、所望の酸素濃度を有する処理ガス１０３を生成するようにすることも可能である。しかしながら、前述した実施形態のように、窒素ガス１０１と空気１０２とを混合することにより、所望の酸素濃度を有する処理ガス１０３を生成するようにすれば、酸素ガスをわざわざ用意しなくても済むので、非常に好ましい。
【００５０】
また、前記窒素ガス供給源１１２としては、処理ガス１０３を生成させるためだけに用意した窒素ガスボンベ等を適用することができるのはもちろんのこと、その他、例えば、乾留装置に送給された窒素ガスにより低質炭を乾留して当該乾留装置から送出された後に揮発成分や粉塵等を分離された乾留ガス（主成分：窒素ガス）を適用することも可能であり、この場合、不活処理を行うにあたって処理ガス１０３に新たに加える熱エネルギを削減することが可能となる。
【００５１】
また、前述した実施形態においては、空気１０２を試験ガスとして利用するようにしたが、他の実施形態として、例えば、前記処理ガス１０３の場合と同様に、窒素ガス１０１と空気１０２とを混合することにより、前記上限値Ｏｈ（例えば、１６％）を超える酸素濃度Ｏｃを有する試験ガスを利用することも可能である。このときの窒素ガス源としては、前記処理ガス１０３の場合と同様に、窒素ガスボンベからの窒素ガスはもちろんのこと、上記乾留ガスを適用することも可能である。
【００５２】
また、前述した実施形態においては、乾留炭１を不活処理する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、石炭を不活処理する場合であれば、前述した実施形態の場合と同様に適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る石炭不活化処理装置は、処理装置本体に供給される石炭の組成が経時的にバラついたとしても、当該石炭の組成に対して必要十分な条件で不活処理を簡単に行うことができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 乾留炭
２ 改質炭
３ サンプル
１００ 石炭不活化処理装置
１０１ 窒素ガス
１０２ 空気
１０３ 処理ガス
１１１ 処理装置本体
１１２ 窒素ガス供給源
１１３ ブロア
１１４ 加熱器
１１５ ブロア
１１６ フィルタ
１１７ 分取装置
１２０ 評価装置
１２１ 評価装置本体
１２２ ブロア
１２３ 加熱器
１２４ フィルタ
１２５ 温度センサ
１２６ ＣＯ2センサ
１３０ 制御装置
１３１ 操作盤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素を含有する処理ガスで石炭を加熱することにより、当該石炭を不活処理する石炭不活化処理装置であって、
前記石炭を内部に供給される処理装置本体と、
前記処理装置本体の内部に前記処理ガスを送給する処理ガス送給手段と、
前記処理ガス中の酸素濃度Ｏｃを調整する処理ガス酸素濃度調整手段と、
前記処理ガスの温度Ｔｃを調整する処理ガス温度調整手段と、
前記処理装置本体内で不活処理された前記石炭の一部を分取する分取手段と、
前記分取手段で分取された前記石炭のサンプルを内部に供給される評価装置本体と、
前記評価装置本体の内部に評価温度Ｔｔの試験ガスを供給する試験ガス供給手段と、
前記評価装置本体内で前記サンプルを加熱処理した前記試験ガスの温度Ｔｅを検知する試験ガス温度検知手段と、
前記試験ガス温度検知手段からの情報に基づいて、
前記試験ガスの温度Ｔｅが上限値Ｔｅｈ以上のときには、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが、上限値Ｏｈ以上であるか否か判断し、当該上限値Ｏｈ未満の場合には、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃを規定値Ｏｆｕ増加させるように前記処理ガス酸素濃度調整手段を制御し、当該上限値Ｏｈ以上の場合には、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが、上限値Ｔｈ以上であるか否かさらに判断し、当該上限値Ｔｈ未満の場合には、前記処理ガスの前記温度Ｔｃを規定値Ｔｆｕ上昇させるように前記処理ガス温度調整手段を制御する一方、
前記試験ガスの温度Ｔｅが下限値Ｔｅｌ以下のときには、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが、下限値Ｔｌ以下であるか否か判断し、当該下限値Ｔｌを超えている場合には、前記処理ガスの前記温度Ｔｃを規定値Ｔｆｄ低下させるように前記処理ガス温度調整手段を制御し、前記下限値Ｔｌ以下の場合には、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが、下限値Ｏｌ以下であるか否かさらに判断し、当該下限値Ｏｌを超えている場合には、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃを規定値Ｏｆｄ減少させるように前記処理ガス酸素濃度調整手段を制御する制御手段と
を備えていることを特徴とする石炭不活化処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の石炭不活化処理装置において、
前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌ以下のときに、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが前記下限値Ｔｌ以下であると共に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが前記下限値Ｏｌ以下である場合に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃを前記下限値Ｏｌ，Ｔｌとするように前記処理ガス酸素濃度調整手段及び前記処理ガス温度調整手段を制御するものである
ことを特徴とする石炭不活化処理装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の石炭不活化処理装置において、
前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃをそのまま維持するように前記処理ガス酸素濃度調整手段及び前記処理ガス温度調整手段を制御するものである
ことを特徴とする石炭不活化処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の石炭不活化処理装置において、
前記評価装置本体内で前記サンプルを加熱処理した前記試験ガスの二酸化炭素濃度Ｃｅを検知する試験ガス二酸化炭素濃度検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記試験ガス二酸化炭素濃度検知手段からの情報に基づいて、前記試験ガス中の二酸化炭素濃度Ｃｅが上限値Ｃｅｈ以上である場合に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが前記上限値Ｏｈ以上であるか否か改めて判断すると共に、前記試験ガス中の二酸化炭素濃度Ｃｅが下限値Ｃｅｌ以下である場合に、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが前記下限値Ｔｌ以下であるか否か改めて判断するものである
ことを特徴とする石炭不活化処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の石炭不活化処理装置において、
前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記試験ガス二酸化炭素濃度検知手段からの情報に基づいて、前記試験ガス中の二酸化炭素濃度Ｃｅが前記下限値Ｃｅｌよりも大きく前記上限値Ｃｅｈよりも小さい場合に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃをそのまま維持するように前記処理ガス酸素濃度調整手段及び前記処理ガス温度調整手段を制御するものである
ことを特徴とする石炭不活化処理装置。
【請求項１】
酸素を含有する処理ガスで石炭を加熱することにより、当該石炭を不活処理する石炭不活化処理装置であって、
前記石炭を内部に供給される処理装置本体と、
前記処理装置本体の内部に前記処理ガスを送給する処理ガス送給手段と、
前記処理ガス中の酸素濃度Ｏｃを調整する処理ガス酸素濃度調整手段と、
前記処理ガスの温度Ｔｃを調整する処理ガス温度調整手段と、
前記処理装置本体内で不活処理された前記石炭の一部を分取する分取手段と、
前記分取手段で分取された前記石炭のサンプルを内部に供給される評価装置本体と、
前記評価装置本体の内部に評価温度Ｔｔの試験ガスを供給する試験ガス供給手段と、
前記評価装置本体内で前記サンプルを加熱処理した前記試験ガスの温度Ｔｅを検知する試験ガス温度検知手段と、
前記試験ガス温度検知手段からの情報に基づいて、
前記試験ガスの温度Ｔｅが上限値Ｔｅｈ以上のときには、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが、上限値Ｏｈ以上であるか否か判断し、当該上限値Ｏｈ未満の場合には、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃを規定値Ｏｆｕ増加させるように前記処理ガス酸素濃度調整手段を制御し、当該上限値Ｏｈ以上の場合には、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが、上限値Ｔｈ以上であるか否かさらに判断し、当該上限値Ｔｈ未満の場合には、前記処理ガスの前記温度Ｔｃを規定値Ｔｆｕ上昇させるように前記処理ガス温度調整手段を制御する一方、
前記試験ガスの温度Ｔｅが下限値Ｔｅｌ以下のときには、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが、下限値Ｔｌ以下であるか否か判断し、当該下限値Ｔｌを超えている場合には、前記処理ガスの前記温度Ｔｃを規定値Ｔｆｄ低下させるように前記処理ガス温度調整手段を制御し、前記下限値Ｔｌ以下の場合には、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが、下限値Ｏｌ以下であるか否かさらに判断し、当該下限値Ｏｌを超えている場合には、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃを規定値Ｏｆｄ減少させるように前記処理ガス酸素濃度調整手段を制御する制御手段と
を備えていることを特徴とする石炭不活化処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の石炭不活化処理装置において、
前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌ以下のときに、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが前記下限値Ｔｌ以下であると共に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが前記下限値Ｏｌ以下である場合に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃを前記下限値Ｏｌ，Ｔｌとするように前記処理ガス酸素濃度調整手段及び前記処理ガス温度調整手段を制御するものである
ことを特徴とする石炭不活化処理装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の石炭不活化処理装置において、
前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃをそのまま維持するように前記処理ガス酸素濃度調整手段及び前記処理ガス温度調整手段を制御するものである
ことを特徴とする石炭不活化処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の石炭不活化処理装置において、
前記評価装置本体内で前記サンプルを加熱処理した前記試験ガスの二酸化炭素濃度Ｃｅを検知する試験ガス二酸化炭素濃度検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記試験ガス二酸化炭素濃度検知手段からの情報に基づいて、前記試験ガス中の二酸化炭素濃度Ｃｅが上限値Ｃｅｈ以上である場合に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃが前記上限値Ｏｈ以上であるか否か改めて判断すると共に、前記試験ガス中の二酸化炭素濃度Ｃｅが下限値Ｃｅｌ以下である場合に、前記処理ガスの前記温度Ｔｃが前記下限値Ｔｌ以下であるか否か改めて判断するものである
ことを特徴とする石炭不活化処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の石炭不活化処理装置において、
前記制御手段は、前記試験ガスの前記温度Ｔｅが前記下限値Ｔｅｌよりも大きく前記上限値Ｔｅｈよりも小さいときに、前記試験ガス二酸化炭素濃度検知手段からの情報に基づいて、前記試験ガス中の二酸化炭素濃度Ｃｅが前記下限値Ｃｅｌよりも大きく前記上限値Ｃｅｈよりも小さい場合に、前記処理ガスの前記酸素濃度Ｏｃ及び前記温度Ｔｃをそのまま維持するように前記処理ガス酸素濃度調整手段及び前記処理ガス温度調整手段を制御するものである
ことを特徴とする石炭不活化処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１２６８５６（Ｐ２０１２−１２６８５６Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８１１８３（Ｐ２０１０−２８１１８３）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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