特許 5971652 石炭不活性化処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5971652

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】石炭不活性化処理装置

(51)【国際特許分類】

   C10L 9/06 20060101AFI20160804BHJP

   C10L 9/08 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   C10L9/06

   C10L9/08

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-224037(P2012-224037)

(22)【出願日】2012年10月9日

(65)【公開番号】特開2014-77032(P2014-77032A)

(43)【公開日】2014年5月1日

【審査請求日】2015年7月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078499

【弁理士】

【氏名又は名称】光石 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】230112449

【弁護士】

【氏名又は名称】光石 春平

(74)【代理人】

【識別番号】100102945

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 康幸

(74)【代理人】

【識別番号】100120673

【弁理士】

【氏名又は名称】松元 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100182224

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲三

(72)【発明者】

【氏名】中川 慶一

(72)【発明者】

【氏名】大本 節男

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 文昭

【審査官】 ▲来▼田 優来

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１２６８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３１０７８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｌ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に石炭を一方から他方に向けて流通させる第１処理装置本体と、
前記第１処理装置本体の内部に酸素を含有する第１処理ガスを送給する第１処理ガス送給手段と、
前記第１処理ガス中の酸素濃度を調整する第１処理ガス酸素濃度調整手段と、
前記第１処理ガスの温度を調整する第１処理ガス温度調整手段と、
前記第１処理装置本体の前段もしくは後段に配置され、前記石炭もしくは前記第１処理装置本体で処理された前記石炭を内部に一方から他方に向けて流通させる第２処理装置本体と、
前記第２処理装置本体の内部に酸素を所定濃度で含有する第２処理ガスを送給する第２処理ガス送給手段と、
前記第２処理装置本体内で前記石炭を処理した前記第２処理ガスの状態を検知する第２処理ガス状態検知手段と、
前記第２処理ガス状態検知手段からの情報に基づいて、
前記第２処理ガスの状態が所定より乖離したときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を調整するように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御する制御手段と
を備える
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記第２処理ガス状態検知手段が、前記第２処理装置本体内で前記石炭を処理した前記第２処理ガスの酸素濃度を検知する第２処理ガス酸素濃度検知手段であり、
前記制御手段は、前記第２処理ガス酸素濃度検知手段からの情報に基づいて、
前記第２処理ガスの酸素濃度が所定酸素濃度よりも低いときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を増加させるように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御し、
前記第２処理ガスの酸素濃度が前記所定酸素濃度以上のときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を減少させるように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御する
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。

【請求項3】

請求項１に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記第２処理ガス状態検知手段が、前記第２処理装置本体内で前記石炭を処理した前記第２処理ガスの一酸化炭素濃度または二酸化炭素濃度を実際に検知する第２処理ガス一酸化炭素濃度検知手段または第２処理ガス二酸化炭素濃度検知手段であり、
前記制御手段は、前記第２処理ガス一酸化炭素濃度検知手段または前記第２処理ガス二酸化炭素濃度検知手段からの情報に基づいて、
前記第２処理ガス中の一酸化炭素濃度または二酸化炭素濃度が所定濃度より高いときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を増加させるように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御し、
前記第２処理ガス中の一酸化炭素濃度または二酸化炭素濃度が前記所定濃度以下のときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を減少させるように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御する
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。

【請求項4】

請求項１に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記第２処理ガス状態検知手段が、前記第２処理装置本体内で前記石炭を処理した前記第２処理ガスの温度を実際に検知する第２処理ガス温度検知手段であり、
前記制御手段は、前記第２処理ガス温度検知手段からの情報に基づいて、
前記第２処理ガスの温度が所定温度以下のときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を減少させるように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御し、
前記第２処理ガスの温度が前記所定温度より高いときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を増加させるように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御する
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４の何れか一項に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記第２処理ガスの温度を調整する第２処理ガス温度調整手段を具備する
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５の何れか一項に記載された石炭不活性化処理装置であって、
前記第２処理ガスの酸素濃度を所定濃度に調整する第２処理ガス酸素濃度調整手段を具備する
ことを特徴とする石炭不活性化処理装置。

【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の不活性化を行う石炭不活性化処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

乾留された石炭は、活性化して酸素と結合しやすくなっているため、そのまま保管すると、空気中の酸素と反応しこの反応熱で自然発火してしまうおそれがある。このため、酸素を低濃度で含有する処理ガス雰囲気中に、乾留された石炭（乾留炭）を曝すことにより、当該石炭に酸素を先に結合させて当該石炭の不活性化を図り、保管時の自然発火を防止するようにしている。

【0003】

ところで、上述した乾留の対象となる石炭の性状（例えば、石炭種、粒径、含有水分量、保管期間など）や乾留条件（例えば、乾留温度、乾留時間、乾留処理量など）が異なると、不活性化処理に供給される乾留炭の活性度が変わる。そのため、活性度の異なる前記乾留炭を不活性化処理装置により同一の条件で不活性化処理すると、当該不活性化処理装置から排出される不活性化処理済みの乾留炭（改質炭）に活性度のばらつきが生じてしまう。

【0004】

乾留炭を過度に不活性化処理すると、改質炭の酸素含有量が増え、酸素含有量に応じて改質炭の発熱量が低下してしまうことになる。他方、乾留炭の不活性化が不足すると、改質炭を例えば貯炭場などで保管しているときに当該改質炭が空気中の酸素と反応しこの反応熱で自然発火してしまうおそれがある。よって、十分な発熱量を有し、且つ、長期間保管しても自然発火することなく取扱い性が良い改質炭を得るには、当該改質炭を適正な不活性化度となるように調整する必要がある。

【0005】

例えば、下記特許文献１には、乾留炭を不活性化処理してなる改質炭の一部をサンプリングして評価装置本体に入れ、前記評価装置本体に所定温度の酸素含有ガスを供給し、前記評価装置本体から排出されるガスの温度を計測し、計測値が閾値を超えたら、改質炭の不活性化度が不足していると判断して、前記乾留炭を不活性化処理するときの処理ガスの酸素濃度を調整する石炭不活性化処理装置が記載されている。

【0006】

下記特許文献２には、安全の確認された石炭の酸素吸収速度以下となるように、活性な石炭と不活性な石炭を混ぜることで、自然発火を防止する混炭の使用方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１２−１２６８５６号公報

【特許文献2】特開２０１０−２６５３９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上述した特許文献１に記載の不活性化処理装置では、適正な不活性化度に調整した改質炭を得ることができるものの、得られた改質炭の一部をサンプリングし、サンプリングした改質炭の不活性化度を分析しなければならないことから、装置自体が煩雑になってしまう可能性があった。

【0009】

上述した特許文献２では、活性な石炭と不活性な石炭とを混合する際に、前記活性な石炭及び前記不活性な石炭の酸素吸収速度をそれぞれ計測しなければならないことから、装置化したときに装置自体が煩雑になってしまう可能性があった。また、活性な石炭量が多いとそれに応じて不活性な石炭の混合量を多くする必要があり、投入するエネルギが膨大であり、効率的ではなかった。

【0010】

このようなことから、本発明は、前述した課題を解決するために為されたものであって、適正な不活性化度に調整した改質炭を容易に得ることができる石炭不活性化処理装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上述した課題を解決する第１の発明に係る石炭不活性化処理装置は、内部に石炭を一方から他方に向けて流通させる第１処理装置本体と、前記第１処理装置本体の内部に酸素を含有する第１処理ガスを送給する第１処理ガス送給手段と、前記第１処理ガス中の酸素濃度を調整する第１処理ガス酸素濃度調整手段と、前記第１処理ガスの温度を調整する第１処理ガス温度調整手段と、前記第１処理装置本体の前段もしくは後段に配置され、前記石炭もしくは前記第１処理装置本体で処理された前記石炭を内部に一方から他方に向けて流通させる第２処理装置本体と、前記第２処理装置本体の内部に酸素を所定濃度で含有する第２処理ガスを送給する第２処理ガス送給手段と、前記第２処理装置本体内で前記石炭を処理した前記第２処理ガスの状態を検知する第２処理ガス状態検知手段と、前記第２処理ガス状態検知手段からの情報に基づいて、前記第２処理ガスの状態が所定より乖離したときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を調整するように前記第１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ることを特徴とする。

【0012】

上述した課題を解決する第２の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第１の発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記第２処理ガス状態検知手段が、前記第２処理装置本体内で前記石炭を処理した前記第２処理ガスの酸素濃度を検知する第２処理ガス酸素濃度検知手段であり、前記制御手段が、前記第２処理ガス酸素濃度検知手段からの情報に基づいて、前記第２処理ガスの酸素濃度が所定酸素濃度よりも低いときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を増加させるように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御し、前記第２処理ガスの酸素濃度が前記所定酸素濃度以上のときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を減少させるように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御することを特徴とする。

【0013】

上述した課題を解決する第３の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第１の発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記第２処理ガス状態検知手段が、前記第２処理装置本体内で前記石炭を処理した前記第２処理ガスの一酸化炭素濃度または二酸化炭素濃度を実際に検知する第２処理ガス一酸化炭素濃度検知手段または第２処理ガス二酸化炭素濃度検知手段であり、前記制御手段が、前記第２処理ガス一酸化炭素濃度検知手段または前記第２処理ガス二酸化炭素濃度検知手段からの情報に基づいて、前記第２処理ガス中の一酸化炭素濃度または二酸化炭素濃度が所定濃度より高いときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を増加させるように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御し、前記第２処理ガス中の一酸化炭素濃度または二酸化炭素濃度が前記所定濃度以下のときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を減少させるように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御することを特徴とする。

【0014】

上述した課題を解決する第４の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第１の発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記第２処理ガス状態検知手段が、前記第２処理装置本体内で前記石炭を処理した前記第２処理ガスの温度を実際に検知する第２処理ガス温度検知手段であり、前記制御手段が、前記第２処理ガス温度検知手段からの情報に基づいて、前記第２処理ガスの温度が所定温度以下の低いときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を減少させるように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御し、前記第２処理ガスの温度が前記所定温度より高いときには、前記第１処理ガス中の酸素濃度を増加させるように前記第１処理ガス酸素濃度調整手段を制御することを特徴とする。

【0015】

上述した課題を解決する第５の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第１から第４の何れか一つの発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記第２処理ガスの温度を調整する第２処理ガス温度調整手段を具備することを特徴とする。

【0016】

上述した課題を解決する第６の発明に係る石炭不活性化処理装置は、前述した第１から第５の何れか一つの発明に係る石炭不活性化処理装置であって、前記第２処理ガスの酸素濃度を所定濃度に調整する第２処理ガス酸素濃度調整手段を具備することを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る石炭不活性化処理装置によれば、従来の石炭不活性化処理装置と異なり乾留炭を不活性化処理してなる改質炭の一部をサンプリングする必要がなく、第２処理装置本体から排気される排ガスの状態に基づき、第１処理装置本体に送給する処理ガスの酸素濃度を調整することができると共に、前記第１処理装置本体及び前記第２処理装置本体で乾留炭を不活性化処理することができることから、適正な不活性化度に調整した改質炭を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る石炭不活性化処理装置の第一番目の実施形態の概略構成図である。

【図2】本発明に係る石炭不活性化処理装置の第二番目の実施形態の概略構成図である。

【図3】本発明に係る石炭不活性化処理装置の第三番目の実施形態の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明に係る石炭不活性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。

【0020】

［第一番目の実施形態］
本発明に係る石炭不活性化処理装置の第一番目の実施形態を図１に基づいて説明する。

【0021】

図１に示すように、低質炭を乾燥し乾留してなる石炭である乾留炭１を一方である上方から他方である下方へ向けて内部に流通させる第１処理装置１１０の第１処理装置本体（処理塔）１１１の上部には、当該第１処理装置本体１１１の内部へ当該乾留炭１を供給する供給室（図示せず）が設けられている。第１処理装置本体１１１の下方には、当該第１処理装置本体１１１で処理されてなる１次処理済み乾留炭２ａを一方である上方から受け入れ、他方である下方へ向けて内部を流通させる第２処理装置１２０の第２処理装置本体１２１が設けられている。

【0022】

前記第１処理装置本体１１１には、酸素を含有する処理ガス（第１処理ガス）１０３を当該第１処理装置本体１１１の内部へ導入する導入管１３１の先端側と、当該第１処理装置本体１１１の内部を流通した前記処理ガス１０３を外部へ排出する排出管１３２の基端側とがそれぞれ上下方向に沿って複数連結されている。

【0023】

前記導入管１３１の基端側には、前記処理ガス１０３を送給する送給管１３３の先端側が連結している。前記送給管１３３の基端側には、空気１０２を供給する空気供給管１３５の先端側と、窒素ガス１０１を供給する窒素供給管１３４の先端側とが連結している。前記窒素供給管１３４の基端側は、窒素ガスタンク等のような窒素ガス供給源１１２に連結している。前記空気供給管１３５の基端側は、大気開放されている。

【0024】

前記空気供給管１３５及び前記窒素供給管１３４の途中には、ブロア１１５，１１３がそれぞれ設けられている。前記送給管１３３の途中には加熱器１１４が設けられている。

【0025】

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で加熱して前記第１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。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。

【0026】

前記排出管１３２の先端側は、送出管１３６の基端側に連結している。前記送出管１３６の途中には、ガス中の粉塵を除去するフィルタ１１６が設けられている。

【0027】

前記第２処理装置本体１２１には、酸素を所定濃度で含有する第２処理ガスとして空気１０２を当該第２処理装置本体１２１の内部へ導入する導入管１４１の先端側と、当該第２処理装置本体１２１の内部を流通した前記空気１０２を外部へ排出する排出管１４２の基端側とがそれぞれ連結されている。

【0028】

前記導入管１４１の基端側は、大気開放されている。前記導入管１４１の途中には、ブロア１２２及び加熱器１２３が設けられている。

【0029】

前記排出管１４２の途中には、ガス中の粉塵を除去するフィルタ１２４が設けられている。

【0030】

前記排出管１４２の基端側と前記フィルタ１２４との間には、当該排出管１４２内を流通するガスの状態である当該ガスの一酸化炭素濃度を検知するＣＯセンサ（第２処理ガス一酸化炭素濃度検知手段）１２５が設けられている。

【0031】

前記ＣＯセンサ１２５は、制御手段である制御装置１３０の入力部に電気的に接続している。前記制御装置１３０の出力部は、前記ブロア１１３，１１５，１２２及び前記加熱器１１４，１２３に接続しており、当該制御装置１３０は、前記ＣＯセンサ１２５等からの情報に基づいて、前記ブロア１１３，１１５，１２２及び前記加熱器１１４，１２３の作動を制御することができるようになっている。

【0032】

なお、前記第１処理装置本体１１１としては、従来から不活性化処理に利用されている装置であって、供給された石炭、例えば乾留炭１を所定の酸素濃度の雰囲気中に所定時間さらすことが可能なものであり、外側からの熱的影響を受けにくいものであれば、いずれでも適用できる。また、前記第２処理装置本体１２１としては、前記第１処理装置本体１１１と同様な構造をなし当該第１処理装置本体１１１よりも小型の装置であって、供給された石炭、例えば１次処理済み乾留炭２ａを所定の酸素濃度の雰囲気中に所定時間さらすことが可能なものであり、外側からの熱的影響を受けにくいものであれば、いずれでも適用できる。

【0033】

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等により第１処理ガス送給手段を構成し、前記ブロア１１３，１１５等により第１処理ガス酸素濃度調整手段を構成し、前記加熱器１１４等により第１処理ガス温度調整手段を構成し、前記ブロア１２２等により第２処理ガス送給手段を構成し、前記加熱器１２３等により第２処理ガス温度調整手段を構成している。前記ＣＯセンサ１２５等により、第２処理ガスの状態を検知する第２処理ガス状態検知手段を構成し、具体的には、第２処理ガス酸素濃度検知手段を構成している。これは、前記第２処理装置本体１２１から排気される前記空気１０２中の一酸化炭素が、当該第２処理装置本体１２１で１次処理済み乾留炭２ａを不活性化処理した際に生成する気体であって、外部の空気１０２の一酸化炭素の含有量がｐｐｍオーダであり、前記第２処理装置本体１２１内で前記空気１０２の酸素が前記１次処理済み乾留炭２ａとの反応により減少することから、前記第２処理装置本体１２１から排気される前記空気１０２中の一酸化炭素濃度を検知することにより、間接的に前記第２処理装置本体１２１から排気される前記空気１０２中の酸素濃度を検知することになるからである。

【0034】

次に、上述した石炭不活性化処理装置１００の作動を説明する。

【0035】

前記第１処理装置本体１１１の内部に乾留炭１を供給すると共に、前記制御装置１３０を作動させると、当該制御装置１３０は、所定の酸素濃度（例えば、９％）であり、所定の温度（例えば、５０℃）である処理ガス１０３を前記第１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、所定の温度（例えば、３０℃）の空気１０２（酸素濃度：約２０％）を前記第２処理装置本体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。

【0036】

前記第１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、酸化されて活性が低下した１次処理済み乾留炭２ａとなる。このような不活性化処理を前記第１処理装置本体１１１の内部で所定時間（例えば、１５時間）施された１次処理済み乾留炭２ａは、前記第１処理装置本体１１１の下部から送出される。なお、前記第１処理装置本体１１１の内部で前記乾留炭１を不活性化させた後の使用済みの前記処理ガス１０３は、当該第１処理装置本体１１１の内部から排気され前記フィルタ１１６で粉塵が除去されて外部へ排気される。

【0037】

前記第１処理装置本体１１１から送出された１次処理済み乾留炭２ａは、前記第２処理装置本体１２１の内部に供給される。前記第２処理装置本体１２１の内部に供給された前記１次処理済み乾留炭２ａは、所定の温度（例えば、３０℃）に調整された前記空気１０２によって、さらに酸化されて活性がさらに低下した改質炭３となる。このような不活性化処理を前記第２処理装置本体１２１の内部で所定時間（例えば、１．５時間）施されてなる改質炭３は、前記第２処理装置本体１２１の下部から外部へ排出される。

【0038】

つまり、前記第２処理装置本体１２１では、前記１次処理済み乾留炭２ａの不活性化処理及び冷却が行われている。

【0039】

前記第２処理装置本体１２１の内部で前記１次処理済み乾留炭２ａを不活性化させた後の使用済みの前記空気１０２は、当該第２処理装置本体１２１の内部から排気され、所定時間（例えば、２時間）毎に又は連続的に前記ＣＯセンサ１２５で一酸化炭素濃度が検知される。なお、一酸化炭素濃度が検知された後の前記空気１０２は、前記フィルタ１２４で粉塵が除去されて外部へ排気される。

【0040】

前記制御装置１３０は、前記ＣＯセンサ１２５からの情報及び空気中の一酸化炭素濃度のデータ（例えば、２ｐｐｍ以下）等に基づいて、一酸化炭素濃度の差が所定値Ｃ１よりも大きいか、前記所定値Ｃ１以下であるかを判断する。

【0041】

前記一酸化炭素の濃度の差が前記所定値Ｃ１よりも大きいときには、前記制御装置１３０は、前記１次処理済み乾留炭２ａの酸化活性が未だ高い状態であり、前記第１処理装置本体１１１の内部において前記処理ガス１０３による前記１次処理済み乾留炭２ａの不活性化が不十分であると判断して、前記処理ガス１０３の酸素濃度を増加させるように前記ブロア１１３，１１５を制御する。これにより、前記第１処理装置本体１１１の内部において、前記乾留炭１と前記処理ガス１０３の酸素との反応を加速させることができる。

【0042】

前記一酸化炭素の濃度の差が前記所定値Ｃ１以下であるときには、前記制御装置１３０は、前記第１処理装置本体１１１の内部において前記処理ガス１０３により前記１次処理済み乾留炭２ａを過度に不活性化していると判断して、前記処理ガス１０３の酸素濃度を減少させるように前記ブロア１１３，１１５を制御する。これにより、前記第１処理装置本体１１１の内部において、前記乾留炭１と前記処理ガス１０３の酸素との反応を抑制することができる。

【0043】

このため、第１処理装置本体１１１の内部では、前記制御装置１３０が、前記ＣＯセンサ１２５からの情報等に基づき、前記第２処理装置本体１２１内から排気される前記空気１０２の状態が所定より乖離していると判断したとき、前記処理ガス１０３中の酸素濃度を調整するように前記ブロア１１３，１１５を制御することで、前記乾留炭１を不活性化する処理速度を適切に調整することになり、第１処理装置本体１１１から第２処理装置本体１２１へ送給される１次処理済み乾留炭２ａの不活性化度が適切な範囲に維持されるようになる。これにより、１次処理済み乾留炭２ａを第２処理装置本体１２１の内部で前記空気１０２の酸素により一定の速度で不活性化処理が行われて、適切な不活性化度に調整された改質炭３を得ることができる。

【0044】

したがって、本実施形態に係る石炭不活性化処理装置１００によれば、前記第１処理装置本体１１１内に供給される乾留炭１の性状（例えば、石炭種、粒径、含有水分量、保管期間など）や乾留条件（例えば、乾留温度、乾留時間、乾留処理量など）が経時的にばらついたとしても、当該乾留炭１の性状や前記乾留条件に対して必要十分な条件で不活性化処理を簡単に行うことができる。また、従来の石炭不活性化処理装置と異なり乾留炭を不活性化処理してなる改質炭の一部をサンプリングする必要がなく、第２処理装置本体１２１から排気される空気１０２中の酸素濃度、実際には一酸化炭素濃度に基づき、第１処理装置本体１１１に送給する処理ガス１０３の酸素濃度を調整することができると共に、前記第１処理装置本体１１１及び前記第２処理装置本体１２１で乾留炭１，２ａを不活性化処理することができることから、適正な不活性化度に調整した改質炭３を容易に得ることができる。

【0045】

前記第２処理装置本体１２１の内部から排気される前記空気１０２の一酸化炭素濃度を検知するＣＯセンサ１２５を用いたことにより、外部の前記空気１０２が約２ｐｐｍ以下の一酸化炭素しか含有せず、前記１次処理済み乾留炭２ａの不活性化処理で一酸化炭素が生成することから、前記ＣＯセンサ１２５で検知した一酸化炭素濃度に基づき前記１次処理済み乾留炭２ａの活性度を高精度に特定することができる。よって、前記処理ガス１０３の酸素濃度をより一層適切に調整して、前記第１処理装置本体１１１及び前記第２処理装置本体１２１で乾留炭１，２ａを一層適切に不活性化処理することができることから、より一層適正な不活性化度に調整した改質炭３を容易に得ることができる。

【0046】

［第二番目の実施形態］
本発明に係る石炭不活性化処理装置の第二番目の実施形態を図２に基づいて説明する。
本実施形態は、図１に示し上述した第一番目の実施形態が具備する第２処理装置本体の設置箇所を変更した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。

【0047】

図２に示すように、第１処理装置本体１１１の上方には、低質炭を乾燥し乾留してなる石炭である乾留炭１を一方である上方から他方である下方に向けて内部に流通させる第２処理装置２２０の第２処理装置本体１２１が設けられている。第２処理装置本体１２１の下方には、当該第２処理装置本体１２１で処理されてなる１次処理済み乾留炭２ｂを一方である上方から受け入れ、他方である下方へ向けて内部を流通させる第１処理装置本体１１１が設けられる。

【0048】

前記第２処理装置本体１２１には、酸素を所定濃度で含有する第２処理ガスとして処理ガス２０３を当該第２処理装置本体１２１の内部へ導入する導入管１４１の先端側と、当該第２処理装置本体１２１の内部を流通した前記処理ガス２０３を外部へ排出する排出管１４２の基端側とがそれぞれ連結されている。

【0049】

前記導入管１４１の前記ブロア１２２と前記加熱器１２３との間には、窒素ガス２０１を供給する窒素供給管２２３の先端側が連結している。前記窒素供給管２２３の基端側は、窒素ガスタンク等のような窒素ガス供給源２２１に連結している。前記窒素供給管２２３の途中にはブロア２２２が設けられている。

【0050】

つまり、前記ブロア２２２，１２２を作動させると、前記窒素ガス供給源２２１からの窒素ガス２０１と外部の空気１０２とを混合した処理ガス２０３を前記加熱器１２３で加熱して前記第２処理装置本体１２１の内部に送給することができるようになっている。ここで、前記ブロア２２２，１２２からの前記窒素ガス２０１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２０３を所定濃度で酸素を含有する第２処理ガスとすることができ、前記加熱器１２３を調整することにより、前記処理ガス２０３の温度を調整することができる。

【0051】

前記排出管１４２の基端側と前記フィルタ１２４との間に設けられたＣＯセンサ１２５は、制御手段である制御装置２３０の入力部に電気的に接続している。前記制御装置２３０の出力部は、前記ブロア１１３，１１５，１２２，２２２及び前記加熱器１１４，１２３に接続しており、当該制御装置２３０は、前記ＣＯセンサ１２５等からの情報に基づいて、前記ブロア１１３，１１５，１２２，２２２及び前記加熱器１１４，１２３の作動を制御することができるようになっている。

【0052】

このような本実施形態においては、前記窒素ガス供給源２２１、前記ブロア１２２，２２２等により第２処理ガス送給手段を構成し、前記ブロア１２２，２２２等により第２処理ガス酸素濃度調整手段を構成している。

【0053】

次に、上述した石炭不活性化処理装置２００の作動を説明する。

【0054】

前記第２処理装置本体１２１の内部に乾留炭１を供給すると共に、前記制御装置２３０を作動させると、当該制御装置２３０は、所定の酸素濃度（例えば、２％）であり、所定の温度（例えば、５０℃）である処理ガス２０３を前記第２処理装置本体１２１の内部に送給するように前記ブロア１２２，２２２及び前記加熱器１２３を制御すると共に、所定の酸素濃度（例えば、２％）であり、所定の温度（例えば、５０℃）の処理ガス１０３を前記第１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。つまり、前記第２処理装置本体１２１の内部には、酸素を所定濃度に調整した第２処理ガスである処理ガス２０３を送給する。

【0055】

前記第２処理装置本体１２１の内部に供給された前記乾留炭１は、前記処理ガス２０３によって、酸化されて活性が低下した１次処理済み乾留炭２ｂとなる。このような不活性化処理を前記第２処理装置本体１２１の内部で所定時間（例えば、１．５時間）施された１次処理済み乾留炭２ｂは、前記第２処理装置本体１２１の下部から送出される。前記第２処理装置本体１２１の内部で前記乾留炭１を不活性化させた後の使用済みの前記処理ガス２０３は、当該第２処理装置本体１２１の内部から排気され、所定時間（例えば、２時間）毎に又は連続的に前記ＣＯセンサ１２５で一酸化炭素濃度が検知される。なお、酸素濃度が検知された後の使用済みの前記処理ガス２０３は、前記フィルタ１２４で粉塵が除去されて外部へ排気される。

【0056】

前記第２処理装置本体１２１から送出された１次処理済み乾留炭２ｂは、前記第１処理装置本体１１１の内部に供給される。前記第１処理装置本体１１１の内部に供給された前記１次処理済み乾留炭２ｂは、前記処理ガス１０３によって、再び酸化されて活性が１次処理済み乾留炭２ｂと比べてさらに低下した改質炭３となる。このような不活性化処理を前記第１処理装置本体１１１の内部で所定時間（例えば、１５時間）施された改質炭３は、前記第１処理装置本体１１１の下部から外部へ排出される。なお、前記第１処理装置本体１１１の内部で前記１次処理済み乾留炭２ｂを不活性化させた後の使用済みの前記処理ガス１０３は、当該第１処理装置本体１１１の内部から排気され前記フィルタ１１６で粉塵が除去されて外部へ排気される。

【0057】

前記制御装置２３０は、前記ＣＯセンサ１２５からの情報、空気中の一酸化炭素濃度のデータ（例えば、２ｐｐｍ以下）、前記ブロア１２２，２２２の作動等に基づいて、一酸化炭素濃度の差が所定値Ｃ２よりも大きいか、前記所定値Ｃ２以下であるかを判断する。これは、前記一酸化炭素濃度の差から乾留炭１の活性度を求め、前記乾留炭１の活性度から、適正な不活性化度に調整した改質炭３を得るために必要な酸素吸着量を求めることができ、前記適正な不活性化度に調整した改質炭３を得るために必要な酸素吸着量と、前記第２処理装置１２１の内部から排出される前記処理ガス２０３の酸素濃度から、前記第１処理装置本体１１１の内部に送給する前記処理ガス１０３の酸素濃度を求めることができるからである。

【0058】

前記一酸化炭素の濃度の差が前記所定値Ｃ２よりも大きいときには、前記制御装置２３０は、前記ブロア１１３，１１５によって酸素濃度が調整された前記処理ガス１０３で前記１次処理済み乾留炭２ｂを不活性化処理しても前記改質炭３の酸化活性が未だ高い状態であり、当該改質炭３の不活性化が不十分であると判断して、前記処理ガス１０３の酸素濃度を増加させるように前記ブロア１１３，１１５を制御する。これにより、前記第１処理装置本体１１１の内部において、前記１次処理済み乾留炭２ｂと前記処理ガス１０３の酸素との反応を加速させることができる。

【0059】

前記一酸化炭素の濃度の差が前記所定値Ｃ２以下であるときには、前記制御装置２３０は、前記ブロア１１３，１１５によって酸素濃度が調整された前記処理ガス１０３で前記１次処理済み乾留炭２ｂを不活性化処理すると前記改質炭３が過度に不活性化したものになると判断して、前記処理ガス１０３の酸素濃度を減少させるように前記ブロア１１３，１１５を制御する。これにより、前記第１処理装置本体１１１の内部において、前記１次処理済み乾留炭２ｂと前記処理ガス１０３の酸素との反応を抑制することができる。

【0060】

このため、第１処理装置本体１１１の内部では、前記制御装置２３０が、前記ＣＯセンサ１２５からの情報等に基づき、前記第２処理装置本体１２１内から排気される前記処理ガス２０３の状態が所定より乖離していると判断したとき、前記処理ガス１０３中の酸素濃度を調整するように前記ブロア１１３，１１５を制御することで、前記１次処理済み乾留炭２ｂを不活性化する処理速度を適切に調整することになり、適切な不活性化度に調整された改質炭３を得ることができる。

【0061】

したがって、本実施形態に係る石炭不活性化処理装置２００によれば、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。

【0062】

［第三番目の実施形態］
本発明に係る石炭不活性化処理装置の第三番目の実施形態を図３に基づいて説明する。
本実施形態は、図１に示し上述した第一番目の実施形態が具備する第２処理置本体へ送給する第２処理ガスである空気ガスへ不活性ガスを混合する構成を追加した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。

【0063】

図３に示すように、前記導入管１４１の前記ブロア１２２と前記加熱器１２３との間には、不活性ガス３０１を供給する不活性ガス供給管３２５の先端側が連結している。前記不活性ガス供給管３２５の基端側は、前記第１処理装置本体１１１の内部から排気された前記処理ガス１０３や、窒素ガスタンクなどの不活性ガス供給源３２１に連結している。前記不活性ガス供給管３２５の途中にはブロア３２２が設けられている。

【0064】

つまり、前記ブロア３２２，１２２を作動させると、前記不活性ガス供給源３２１からの不活性ガス３０１と外部の空気１０２とを混合した処理ガス３０３を前記加熱器１２３で加熱して第２処理装置３２０の前記第２処理装置本体１２１の内部に送給することができるようになっている。ここで、前記ブロア３２２，１２２からの前記不活性ガス３０１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３０３を所定濃度で酸素を含有する第２処理ガスとすることができ、前記加熱器１２３を調整することにより、前記処理ガス３０３の温度を調整することができる。

【0065】

前記導入管１４１の先端側と前記加熱器１２３との間には、当該導入管１４１内を流通する前記処理ガス２０３の一酸化炭素濃度及び酸素濃度を検知するＣＯセンサ３２３及びＯ₂センサ３２４が設けられている。前記ＣＯセンサ１２５，３２３及び前記Ｏ₂センサ３２４は、制御手段である制御装置３３０の入力部に電気的に接続している。前記制御装置３３０の出力部は、前記ブロア１１３，１１５，１２２，３２２、前記加熱器１１４，１２３にそれぞれ電気的に接続されており、当該制御装置３３０は、前記ＣＯセンサ１２５，３２３及び前記Ｏ₂センサ３２４等からの情報に基づいて、前記ブロア１１３，１１５，１２２，３２２、前記加熱器１１４，１２３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。

【0066】

このような本実施形態においては、前記不活性ガス供給源３２１、前記ブロア１２２，３２２等により第２処理ガス送給手段を構成し、前記ブロア１２２，３２２等により第２処理ガス酸素濃度調整手段を構成している。

【0067】

次に、上述した石炭不活性化処理装置３００の作動を説明する。

【0068】

前記第１処理装置本体１１１の内部に乾留炭１を供給すると共に、前記制御装置３３０を作動させると、当該制御装置３３０は、所定の酸素濃度（例えば、９％）であり、所定の温度（例えば、５０℃）である処理ガス１０３を前記第１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、所定の温度（例えば、３０℃）であり、所定の酸素濃度（例えば、２％）である処理ガス３０３を前記第２処理装置本体１２１の内部に送給するように前記ブロア１２２，３２２及び前記加熱器１２３を制御する。

【0069】

前記第１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、酸化されて活性が低下した１次処理済み乾留炭２ａとなる。このような不活性化処理を前記第１処理装置本体１１１の内部で所定時間（例えば、１５時間）施された１次処理済み乾留炭２ａは、前記第１処理装置本体１１１の下部から送出される。

【0070】

前記第１処理装置本体１１１から送出された１次処理済み乾留炭２ａは、前記第２処理装置本体１２１の内部に供給される。前記第２処理装置本体１２１の内部に供給された前記１次処理済み乾留炭２ａは、所定の温度（例えば、３０℃）及び所定の酸素濃度に調整された前記処理ガス３０３によって、さらに酸化されて活性がさらに低下した改質炭３となる。このような不活性化処理を前記第２処理装置本体１２１の内部で所定時間（例えば、１．５時間）施されてなる改質炭３は、前記第２処理装置本体１２１の下部から外部へ排出される。

【0071】

つまり、前記第２処理装置本体１２１では、前記１次処理済み乾留炭２ａの不活性化処理及び冷却が行われている。

【0072】

前記第２処理装置本体１２１の内部で前記１次処理済み乾留炭２ａを不活性化させた後の使用済みの前記処理ガス３０３は、当該第２処理装置本体１２１の内部から排気され、所定時間（例えば、２時間）毎に又は連続的に前記ＣＯセンサ１２５で一酸化炭素濃度が検知される。

【0073】

また、前記第２処理装置本体１２１の内部へ送給する前記処理ガス３０３は、所定時間（例えば、２時間）毎に又は連続的に前記ＣＯセンサ３２３及び前記Ｏ₂センサ３２４で一酸化炭素濃度及び酸素濃度がそれぞれ検知される。

【0074】

前記制御装置３３０は、前記ＣＯセンサ１２５，３２３及び前記Ｏ₂センサ３２４からの情報等に基づいて、一酸化炭素濃度の差が所定値Ｃ３よりも大きいか、前記所定値Ｃ３以下であるかを判断する。

【0075】

前記一酸化炭素の濃度の差が前記所定値Ｃ３よりも大きいときには、前記制御装置３３０は、前記１次処理済み乾留炭２ａの酸化活性が未だ高い状態であり、前記第１処理装置本体１１１の内部において前記処理ガス１０３による前記１次処理済み乾留炭２ａの不活性化が不十分であると判断して、前記処理ガス１０３の酸素濃度を増加させるように前記ブロア１１３，１１５を制御する。これにより、前記第１処理装置本体１１１の内部において、前記乾留炭１と前記処理ガス１０３の酸素との反応を加速させることができる。

【0076】

前記一酸化炭素の濃度の差が前記所定値Ｃ３以下であるときには、前記制御装置３３０は、前記第１処理装置本体１１１の内部において前記処理ガス１０３により前記１次処理済み乾留炭２ａを過度に不活性化していると判断して、前記処理ガス１０３の酸素濃度を減少させるように前記ブロア１１３，１１５を制御する。これにより、前記第１処理装置本体１１１の内部において、前記乾留炭１と前記処理ガス１０３の酸素との反応を抑制することができる。

【0077】

このため、第１処理装置本体１１１の内部では、前記制御装置３３０が、前記ＣＯセンサ１２５，３２３および前記Ｏ₂センサ３２４からの情報等に基づき、前記第２処理装置本体１２１内から排気される前記処理ガス３０３の状態が所定より乖離していると判断したとき、前記処理ガス１０３中の酸素濃度を調整するように前記ブロア１１３，１１５を制御することで、前記乾留炭１を不活性化する処理速度を適切に調整することになり、第１処理装置本体１１１から第２処理装置本体１２１へ送給される１次処理済み乾留炭２ａの不活性化度が適切な範囲に維持されるようになる。これにより、１次処理済み乾留炭２ａを第２処理装置本体１２１の内部で前記処理ガス３０３の酸素により一定の速度で不活性化処理が行われて、適切な不活性化度に調整された改質炭３を得ることができる。

【0078】

したがって、本実施形態に係る石炭不活性化処理装置３００によれば、前記第１処理装置本体１１１内に供給される乾留炭１の性状（例えば、石炭種、粒径、含有水分量、保管期間など）や乾留条件（例えば、乾留温度、乾留時間、乾留処理量など）が経時的にばらついたとしても、当該乾留炭１の性状や前記乾留条件に対して必要十分な条件で不活性化処理を簡単に行うことができる。また、従来の石炭不活性化処理装置と異なり乾留炭を不活性化処理してなる改質炭の一部をサンプリングする必要がなく、第２処理装置本体１２１の内部に送給される処理ガス３０３中の一酸化炭素濃度及び酸素濃度と、第２処理装置本体１２１から排気される処理ガス３０３中の一酸化炭素に基づき、第１処理装置本体１１１に送給する処理ガス１０３の酸素濃度をより適切に調整することができると共に、前記第１処理装置本体１１１及び前記第２処理装置本体１２１で乾留炭１，２ａをより適切に不活性化処理することができることから、より一層適正な不活性化度に調整した改質炭３を容易に得ることができる。

【0079】

［他の実施形態］
なお、前述した実施形態において、前記排出管１４２に前記ＣＯセンサ１２５を設け、前記第２処理装置本体１２１から排出された使用済みの空気１０２、処理ガス２０３，３０３の一酸化炭素濃度を実際に検知するようにしたが、他の実施形態として、例えば、ＣＯ₂センサ（第２処理ガス二酸化炭素濃度検知手段）を設けることにより、前記第２処理装置本体１２１から排出された使用済みの空気１０２、処理ガス２０３，３０３の二酸化炭素濃度を実際に検知するようにすることも可能である。

【0080】

また、他の実施形態として、例えば、Ｏ₂センサ（第２処理ガス酸素濃度検知手段）を設けることにより、前記第２処理装置本体１２１から排出された使用済みの空気１０２、処理ガス２０３，３０３の酸素濃度を実際に検知し、前記Ｏ₂センサからの情報、空気中の酸素濃度のデータ、前記Ｏ₂センサ３２４からの情報等に基づき、酸素濃度の差が所定値Ｃ４よりも小さいときには、前記処理ガス１０３の酸素濃度を増加させるように前記ブロア１１３，１１５を制御して、前記乾留炭１又は前記１次処理済み乾留炭２ｂと前記処理ガス１０３の酸素との反応を加速させ、前記酸素濃度の差が前記所定値Ｃ４以上であるときには、前記処理ガス１０３の酸素濃度を減少させるように前記ブロア１１３，１１５を制御して、前記乾留炭１又は前記１次処理済み乾留炭２ｂと前記処理ガス１０３の酸素との反応を抑制することができる。つまり、このような実施形態であっても、上述した実施形態と同様、適正な不活性化度に調整した改質炭３を容易に得ることができる。

【0081】

さらに、他の実施形態として、例えば、温度センサ（第２処理ガス温度検知手段）を設けることにより、前記第２処理装置本体１２１から排出された使用済みの空気１０２、処理ガス２０３，３０３の温度を検知し、前記温度センサからの情報、前記加熱器１２３，の作動等に基づき、温度の差が所定値Ｔ１以下であるときには、前記処理ガス１０３の酸素濃度を減少させるように前記ブロア１１３，１１５を制御して、前記乾留炭１又は前記１次処理済み乾留炭２ｂと前記処理ガス１０３の酸素との反応を抑制させ、前記温度の差が前記所定値Ｔ１よりも大きいときには、前記処理ガス１０３の酸素濃度を増加させるように前記ブロア１１３，１１５を制御して、前記乾留炭１又は前記１次処理済み乾留炭２ｂと前記処理ガス１０３の酸素との反応を加速させることができる。つまり、このような実施形態であっても、上述した実施形態と同様、適正な不活性化度に調整した改質炭３を容易に得ることができる。

【0082】

上記では、一酸化炭素濃度の差、二酸化炭素濃度の差、酸素濃度の差、温度の差を基準に、前記処理ガス１０３の酸素濃度を調整するようにしたが、前記第２処理装置本体１２１から排出される前記空気１０２、前記処理ガス２０３，３０３の一酸化炭素濃度、二酸化炭素濃度、酸素濃度、または温度そのものを基準に、前記処理ガス１０３の酸素濃度を調整するようにすることも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明に係る石炭不活性化処理装置は、適正な不活性化度に調整した改質炭を容易に得ることができるので、製鉄産業及び発電産業において極めて有益に利用することができる。

【符号の説明】

【0084】

１ 乾留炭
２ａ，２ｂ １次処理済み乾留炭
３ 改質炭
１００，２００，３００ 石炭不活性化処理装置
１０１ 窒素ガス
１０２ 空気
１０３ 処理ガス
１１０ 第１処理装置
１１１ 第１処理装置本体
１１２ 窒素ガス供給源
１１３，１１５ ブロア
１１４ 加熱器
１１６ フィルタ
１２０，２２０，３２０ 第２処理装置
１２１，２２１，３２１ 第２処理装置本体
１２２，２２２，３２２ ブロア
１２３ 加熱器
１２４ フィルタ
１２５，３２３ ＣＯセンサ
１３０，２３０，３３０ 制御装置
２０３ 処理ガス
３０１ 不活性ガス
３０３ 処理ガス
３２１ 不活性ガス供給源
３２４ Ｏ₂センサ

【図1】

【図2】

【図3】