特許 6018516 改質低品位炭の自然発熱性を低下させるためのエイジング装置、およびその運転方法

(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】6018516

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】改質低品位炭の自然発熱性を低下させるためのエイジング装置、およびその運転方法

(51)【国際特許分類】

   C10L 9/06 20060101AFI20161020BHJP

【ＦＩ】

   C10L9/06

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-22481(P2013-22481)

(22)【出願日】2013年2月7日

(65)【公開番号】特開2014-152229(P2014-152229A)

(43)【公開日】2014年8月25日

【審査請求日】2015年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】多田 俊哉

(72)【発明者】

【氏名】小松 信行

(72)【発明者】

【氏名】濱口 眞基

【審査官】 村松 宏紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１３９５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−７４１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−７１７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２６８５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｌ ５／００−７／０４；

９／００−１１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

改質低品位炭の自然発熱性を低下させるためのエイジング装置であって、
改質低品位炭が充填される処理容器と、
前記処理容器へ酸素を含むガスを供給するガス供給手段と、
前記ガス中の酸素濃度を調整するための酸素濃度調整手段と、
前記ガスの湿度を調整するための湿度調整手段と、
前記処理容器内の温度を検出する容器内温度計と、
前記容器内温度計の検出値に基づいて前記酸素濃度調整手段を制御して前記ガス中の酸素濃度を調整するとともに、前記処理容器内の改質低品位炭が酸化による温度上昇で乾燥しないように前記湿度調整手段を制御して前記ガスの湿度を調整する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、さらに、前記処理容器を出た前記ガス中の一酸化炭素濃度に対する二酸化炭素濃度の比率が上昇した際に、前記酸素濃度調整手段を制御して前記ガス中の酸素濃度を低下させることを特徴とする、エイジング装置。

【請求項2】

請求項１に記載のエイジング装置において、
前記制御手段は、前記処理容器内の改質低品位炭の水分が平衡水分に達するように前記湿度調整手段を制御することを特徴とする、エイジング装置。

【請求項3】

改質低品位炭が充填される処理容器と、前記処理容器へ酸素を含むガスを供給するガス供給手段と、を備える改質低品位炭の自然発熱性を低下させるためのエイジング装置の運転方法であって、
前記処理容器内の測定温度値に基づいて前記ガス中の酸素濃度を調整するとともに、前記処理容器内の改質低品位炭が酸化による温度上昇で乾燥しないように前記ガスの湿度を調整し、
前記処理容器を出た前記ガス中の一酸化炭素濃度に対する二酸化炭素濃度の比率が上昇した際に、前記処理容器へ供給する前記ガス中の酸素濃度を低下させることを特徴とする、エイジング装置の運転方法。

【請求項4】

請求項３に記載のエイジング装置の運転方法において、
前記処理容器内の改質低品位炭の水分が平衡水分に達するように前記ガスの湿度を調整することを特徴とする、エイジング装置の運転方法。

【請求項5】

改質低品位炭の自然発熱性を低下させるためのエイジング装置であって、
改質低品位炭が充填される処理容器と、
前記処理容器へ酸素を含むガスを供給するガス供給手段と、
前記ガス中の酸素濃度を調整するための酸素濃度調整手段と、
前記処理容器を出た前記ガス中の一酸化炭素濃度に対する二酸化炭素濃度の比率が上昇した際に、前記酸素濃度調整手段を制御して前記ガス中の酸素濃度を低下させる制御手段と、
を備えることを特徴とする、エイジング装置。

【請求項6】

改質低品位炭が充填される処理容器と、前記処理容器へ酸素を含むガスを供給するガス供給手段と、を備える改質低品位炭の自然発熱性を低下させるためのエイジング装置の運転方法であって、
前記処理容器を出た前記ガス中の一酸化炭素濃度に対する二酸化炭素濃度の比率が上昇した際に、前記処理容器へ供給する前記ガス中の酸素濃度を低下させることを特徴とする、エイジング装置の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、瀝青炭よりも石炭化度の低い褐炭・亜瀝青炭といった低品位炭を改質して得た改質低品位炭の自然発熱性を低下させるためのエイジング装置、およびその運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

この分野の技術に関連する文献として例えば特許文献１がある。特許文献１では、高温の炭素質材料（例えば低い等級の石炭）を処理容器の中に充填し、この処理容器内に設置した熱交換板の中を循環する冷却剤で間接的に炭素質材料を目標の温度まで冷却している。また、当該処理容器の中で、酸素含有ガスと炭素質材料とを接触させて炭素質材料を部分的に酸化させている。酸化中の炭素質材料の温度が上昇して熱暴走しないように、熱交換板の中を循環する冷却剤などで炭素質材料の温度を制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２００２−５０６４６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本出願人は、褐炭・亜瀝青炭といった低品位炭（低い等級の石炭）を改質して燃料として利用すべく研究・開発を行っている。低品位炭の改質とは、例えば低品位炭を乾燥（脱水）することであり、低品位炭を脱水することでその発熱量が高まる。低品位炭の脱水方法としては、低品位炭を油の中で脱水する油中脱水という方法がある。

【0005】

ここで、低品位炭を改質した改質低品位炭は、その製造直後において自然発火性が高いという性質を有する。改質低品位炭の自然発火性を低下させる方法として、例えば特許文献１に記載されているように、酸素を含むガスと炭素質材料とを接触させて炭素質材料を部分的に酸化させるという方法がある。これにより、低温で生じる炭素質材料の酸化活性が低減してその自然発火性が低下する。このような方法を、本出願人は「エイジング」と呼んでいる。

【0006】

このエイジングの工程では、特許文献１にも記載があるように、処理容器に充填された炭素質材料（製品）の温度を制御している。しかしながら、温度制御のみでは、エイジング工程における酸化によりエイジング工程直後において製品が乾燥する。乾燥した製品は、空気中の水分を吸着して吸着熱を出す。また、乾燥している製品はそもそも発熱しやすい。これらより、温度制御のみでは、エイジング工程直後において製品は自然発熱によって発火しやすい。この自然発熱による発火を防止するには、エイジング工程後に製品に水分補給するという別の工程（Ｒｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ Ｃｏｏｌｅｒ）が必要になる。

【0007】

また、エイジング工程中、処理容器内の温度（処理容器に充填された炭素質材料の温度）が局所的に上昇することがある。なお、処理容器内（処理容器に充填された炭素質材料）の局所的に温度が上昇した部分を「ホットスポット」と呼んでいる。温度計による処理容器内の温度計測では、温度測定箇所が限定されるため、処理容器内の局所的な温度上昇箇所（ホットスポット）を把握することが難しいという問題点もある。

【0008】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、エイジング工程後に改質低品位炭が水分を吸着して発熱することを防止できる技術を提供することである。これにより、エイジング工程後の改質低品位炭を安全にパイリングすることができるようになる。なお、パイリングとは、改質低品位炭などを、例えば山積みにしておくことをいう。

【0009】

また本発明の第２の目的は、処理容器内（処理容器に充填された炭素質材料）に生じるホットスポットを把握しつつエイジングを行うことができる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記した第１の目的を達成するための第１の本発明は、改質低品位炭の自然発熱性を低下させるためのエイジング装置であって、改質低品位炭が充填される処理容器と、前記処理容器へ酸素を含むガスを供給するガス供給手段と、前記ガス中の酸素濃度を調整するための酸素濃度調整手段と、前記ガスの湿度を調整するための湿度調整手段と、前記処理容器内の温度を検出する容器内温度計と、前記容器内温度計の検出値に基づいて前記酸素濃度調整手段を制御して前記ガス中の酸素濃度を調整するとともに、前記処理容器内の改質低品位炭が酸化による温度上昇で乾燥しないように前記湿度調整手段を制御して前記ガスの湿度を調整する制御手段と、を備えることを特徴とするエイジング装置である。

【0011】

この構成によると、エイジング工程中に改質低品位炭の湿度を調整することができる。その結果、エイジング工程後に改質低品位炭が水分を吸着して発熱することを防止することができる。

【0012】

また本発明において、前記制御手段は、前記処理容器内の改質低品位炭の水分が平衡水分に達するように前記湿度調整手段を制御することが好ましい。

【0013】

この構成によると、エイジング工程後に改質低品位炭が水分を吸着して発熱することをより防止することができる。

【0014】

さらに本発明において、前記制御手段は、さらに、前記処理容器を出た前記ガス中の一酸化炭素濃度に対する二酸化炭素濃度の比率が上昇した際に、前記酸素濃度調整手段を制御して前記ガス中の酸素濃度を低下させることが好ましい。

【0015】

本発明者らは、処理容器内（処理容器に充填された改質低品位炭）にホットスポット（局所的な高温部分）が生じると、エイジングに供されたガス中の一酸化炭素濃度に対する二酸化炭素濃度の比率が上昇することを見出した。

【0016】

すなわち、この構成によると、処理容器内（処理容器に充填された改質低品位炭）に生じるホットスポットを把握しつつエイジングを行うことができ、より安全に（処理容器内での自然発火を防止しつつ）エイジングを行うことができる。

【0017】

また、第１の本発明の第２態様は、改質低品位炭が充填される処理容器と、前記処理容器へ酸素を含むガスを供給するガス供給手段と、を備える改質低品位炭の自然発熱性を低下させるためのエイジング装置の運転方法であって、前記処理容器内の測定温度値に基づいて前記ガス中の酸素濃度を調整するとともに、前記処理容器内の改質低品位炭が酸化による温度上昇で乾燥しないように前記ガスの湿度を調整することを特徴とするエイジング装置の運転方法である。

【0018】

この構成によると、エイジング工程中に改質低品位炭の湿度を調整することができる。その結果、エイジング工程後に改質低品位炭が水分を吸着して発熱することを防止することができる。

【0019】

また本発明において、前記処理容器内の改質低品位炭の水分が平衡水分に達するように前記ガスの湿度を調整することが好ましい。

【0020】

この構成によると、エイジング工程後に改質低品位炭が水分を吸着して発熱することをより防止することができる。

【0021】

さらに本発明において、前記処理容器を出た前記ガス中の一酸化炭素濃度に対する二酸化炭素濃度の比率が上昇した際に、前記処理容器へ供給する前記ガス中の酸素濃度を低下させることが好ましい。

【0022】

この構成によると、処理容器内（処理容器に充填された改質低品位炭）に生じるホットスポットを把握しつつエイジングを行うことができ、より安全に（処理容器内での自然発火を防止しつつ）エイジングを行うことができる。

【0023】

また、前記した第２の目的を達成するための第２の本発明は、改質低品位炭の自然発熱性を低下させるためのエイジング装置であって、改質低品位炭が充填される処理容器と、前記処理容器へ酸素を含むガスを供給するガス供給手段と、前記ガス中の酸素濃度を調整するための酸素濃度調整手段と、前記処理容器を出た前記ガス中の一酸化炭素濃度に対する二酸化炭素濃度の比率が上昇した際に、前記酸素濃度調整手段を制御して前記ガス中の酸素濃度を低下させる制御手段と、を備えることを特徴とするエイジング装置である。

【0024】

本発明者らは、前記した第２の目的を達成すべく鋭意検討した結果、処理容器内（処理容器に充填された改質低品位炭）にホットスポット（局所的な高温部分）が生じると、エイジングに供されたガス中の一酸化炭素濃度に対する二酸化炭素濃度の比率が上昇することを見出した。この知見に基づいて上記した第２の本発明が完成したのである。

【0025】

この第２の本発明によると、処理容器内（処理容器に充填された改質低品位炭）に生じるホットスポットを把握しつつエイジングを行うことができる。その結果、より安全に（処理容器内での自然発火を防止しつつ）エイジングを行うことができる。

【0026】

また、第２の本発明の第２態様は、改質低品位炭が充填される処理容器と、前記処理容器へ酸素を含むガスを供給するガス供給手段と、を備える改質低品位炭の自然発熱性を低下させるためのエイジング装置の運転方法であって、前記処理容器を出た前記ガス中の一酸化炭素濃度に対する二酸化炭素濃度の比率が上昇した際に、前記処理容器へ供給する前記ガス中の酸素濃度を低下させることを特徴とするエイジング装置の運転方法である。

【0027】

この構成によると、処理容器内（処理容器に充填された改質低品位炭）に生じるホットスポットを把握しつつエイジングを行うことができる。

【発明の効果】

【0028】

第１の本発明によれば、エイジング工程においてこれまで制御概念のなかったエイジング用ガスの湿度を制御（調整）することで、エイジング工程中に改質低品位炭の湿度を調整することができる。その結果、エイジング工程後に改質低品位炭が水分を吸着して発熱することを防止することができる。これにより、エイジング工程後の改質低品位炭を安全にパイリングすることができるようになる。

【0029】

また、第２の本発明によれば、エイジング用ガス中の一酸化炭素濃度に対する二酸化炭素濃度の比率に基づいて当該ガス中の酸素濃度を制御（調整）することで、処理容器内（処理容器に充填された改質低品位炭）に生じるホットスポットを把握しつつエイジングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の第１実施形態に係るエイジング装置を示すブロック図である。

【図2】エイジング工程中における図１に示したエイジング装置を構成する処理容器に充填された改質低品位炭の含水率、処理容器内の温度、エイジング用ガスのガス中酸素濃度・湿度・温度・流量の変化を示すチャート図である。

【図3】本発明の第２実施形態に係るエイジング装置を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、「エイジング」の対象を改質褐炭としている。前記したように、「エイジング」とは、酸素を含むガスと炭素質材料とを接触させることで炭素質材料を部分的に酸化させて、低温で生じる炭素質材料の酸化活性を低減させることをいう。これにより、炭素質材料の自然発火性が低下する。

【0032】

また、改質褐炭とは、褐炭を乾燥（脱水）したもののことをいう。褐炭を脱水することでその発熱量が高まる。褐炭の脱水方法としては、褐炭を油の中で脱水する油中脱水という方法がある。なお、改質褐炭ではなく、亜瀝青炭・亜炭・泥炭などを改質した改質低品位炭を以下に説明するエイジング装置を用いて「エイジング」処理することもできる。

【0033】

（第１実施形態）
（エイジング装置の構成）
図１を参照しつつ本発明の第１実施形態に係るエイジング装置１００について説明する。図１に示すように、エイジング装置１００は、改質褐炭が充填される処理容器１と、処理容器１へエイジング用ガスを供給するための送風機２と、を備えている。なお、エイジング用ガスとは、酸素を含むガスのことである。

【0034】

送風機２と処理容器１とはガス供給経路３１およびガス戻経路３２で相互に接続されている。ガス供給経路３１およびガス戻経路３２は、ガスの通路となる導管（ダクト）である。なお、本実施形態では、送風機２と処理容器１との間をエイジング用ガスが循環する形態としているが、送風機２と処理容器１との間でエイジング用ガスを循環させなくてもよい。すなわち、処理容器１から排出されたエイジング用ガスを送風機２に戻さずに外部へ排気する形態としてもよい。

【0035】

また、ガス供給経路３１には熱交換器３が設けられている。この熱交換器３は、処理容器１に供給するエイジング用ガスを冷却することで当該エイジング用ガスの温度および湿度を調整するためのものである。熱交換器３には、冷却水を熱交換器３に供給するための冷却水導入経路３７（冷却水導入管）が接続されている。冷却水導入経路３７には冷却水量調整弁９が取り付けられている。

【0036】

送風機２と熱交換器３との間のガス供給経路３１には、窒素ガスをガス供給経路３１に供給するための窒素ガス導入経路３４（窒素ガス導入管）、および蒸気をガス供給経路３１に供給するための蒸気導入経路３５（蒸気導入管）が接続されている。窒素ガス導入経路３４は蒸気導入経路３５よりも上流側に配設されている。窒素ガス導入経路３４には窒素供給弁７が取り付けられ、蒸気導入経路３５には蒸気供給弁８が取り付けられている。

【0037】

また、ガス戻経路３２には戻ガス量調整弁５が取り付けられている。戻ガス量調整弁５と送風機２との間のガス戻経路３２には、外気（空気）をガス戻経路３２に供給するための外気導入経路３６（外気導入管）が接続されている。外気導入経路３６には外気供給弁６が取り付けられている。処理容器１と戻ガス量調整弁５との間のガス戻経路３２には、処理容器１を出たガスを外部へ導く排気経路３３（排気管）が接続されている。

【0038】

なお、戻ガス量調整弁５、外気供給弁６、窒素供給弁７、蒸気供給弁８、および冷却水量調整弁９は、いずれも、バルブ開度を中間開度で保持可能な例えば電動弁である。

【0039】

処理容器１には、その容器内の温度を検出するための容器内温度計１０が取り付けられている。エイジング処理において、処理容器１には改質褐炭が充填されているので、容器内の温度を検出することと、充填された改質褐炭の温度を検出することとは等しい。すなわち、容器内の温度を検出するとは、充填された改質褐炭の温度を検出することを意味する。なお、処理対象の改質褐炭は、例えば、押し固められたブリケットの形態とされている。エイジング用ガスは、処理容器１の下部から処理容器１内へ供給され、処理容器１の上部からガス戻経路３２へ出ていく。容器内温度計１０は、複数本、処理容器１に取り付けられる（入れられる）ことが好ましい。

【0040】

熱交換器３と処理容器１との間のガス供給経路３１には、処理容器１に供給されるエイジング用ガスのガス中酸素濃度を測定するための酸素濃度計１１、エイジング用ガスの湿度・温度・流量を測定するための湿度計１２、温度計１３、流量計１４が取り付けられている。

【0041】

ここで、エイジング装置１００は制御ユニット４を具備している。制御ユニット４は、容器内温度計１０により検出された処理容器１内の温度（充填された改質褐炭の温度）に基づいて、送風機２から処理容器１へ供給されるエイジング用ガスの酸素濃度、湿度、温度、流量を制御するためのものである。例えば、制御ユニット４は、処理容器１内の温度（充填された改質褐炭の温度）が、４０℃〜７０℃の間となるように、エイジング用ガスの酸素濃度、湿度、温度、流量を制御する（図２参照）。なお、上記温度は、適宜、最適な範囲にすることができる。

【0042】

本実施形態の制御ユニット４は、戻ガス量調整弁５、外気供給弁６、窒素供給弁７、蒸気供給弁８、および冷却水量調整弁９の開度を制御している。容器内温度計１０、酸素濃度計１１、湿度計１２、温度計１３、および流量計１４からの信号が制御ユニット４に取り込まれている。

【0043】

（酸素濃度制御）
制御ユニット４は、酸素濃度計１１からの信号に基づいて、戻ガス量調整弁５、外気供給弁６、および窒素供給弁７のうちの少なくともいずれかの開度を制御することで、エイジング用ガスの酸素濃度を制御する。処理容器１内でエイジング用ガス中の酸素が消費されるため、処理容器１を出たガス（循環ガス）中の酸素濃度は下がる。本実施形態では、この循環ガスを利用してエイジング用ガスの酸素濃度を調整しているため、酸素濃度調整に使用する窒素ガスの量を削減することができている。外気導入経路３６からの外気供給量が一定であれば、戻ガス量調整弁５の開度を大きくすれば送風機２に吸引されるガス（循環ガス）量が増えてエイジング用ガス中の酸素濃度は下がり、戻ガス量調整弁５の開度を小さくすれば送風機２に吸引されずに排気経路３３から外部へ排出されるガス量が増えてエイジング用ガス中の酸素濃度は高まる。なお、エイジング用ガスに添加する酸素濃度調整用のガスは窒素ガスである必要はなく、窒素ガス以外の不活性ガスを用いてもよい。

【0044】

本実施形態では、戻ガス量調整弁５、外気供給弁６、および窒素供給弁７が、エイジング用ガスの酸素濃度を調整するための酸素濃度調整手段に相当する。なお、エイジング用ガスを循環させない場合には、戻ガス量調整弁５、および外気供給弁６がエイジング用ガスの酸素濃度を調整するための酸素濃度調整手段に相当する。

【0045】

（温度および湿度制御）
制御ユニット４は、湿度計１２および温度計１３からの信号に基づいて、蒸気供給弁８、および冷却水量調整弁９のうちの少なくともいずれかの開度を制御することで、処理容器１内に充填された改質褐炭がエイジング用ガスとの接触による低温酸化に起因する温度上昇で乾燥しないように、エイジング用ガスの湿度（および温度）を制御する。エイジング用ガスの湿度を例えば高めるには、蒸気供給弁８の開度を大きくしてエイジング用ガスに供給する蒸気量を増やしたり、冷却水量調整弁９の開度を大きくして熱交換器３に供給する冷却水量を増加させてエイジング用ガスの温度を下げたりする制御を行う。

【0046】

本実施形態では、蒸気供給弁８、および冷却水量調整弁９が、エイジング用ガスの湿度（および温度）を調整するための湿度調整手段（温湿度調整手段）に相当する。

【0047】

（流量制御）
制御ユニット４は、流量計１４からの信号に基づいて、戻ガス量調整弁５、外気供給弁６、窒素供給弁７、および蒸気供給弁８のうちの少なくともいずれかの開度を制御することで、エイジング用ガスの流量を制御する。なお、制御ユニット４は、エイジング用ガスの前記した酸素濃度制御、および温湿度制御を行いつつ流量制御を行う。

【0048】

（制御ユニットによる具体的な制御例）
図１および図２を参照しつつ制御ユニット４による具体的な制御例について説明する。なお、図２は、エイジング工程中における処理容器１に充填された改質褐炭の含水率、処理容器１内（充填された改質褐炭）の温度、エイジング用ガスのガス中酸素濃度・湿度・温度・流量の変化を示すチャート図であり、その横軸は時間である。

【0049】

まず、制御ユニット４からの信号により、外気供給弁６を開、戻ガス量調整弁５・窒素供給弁７・蒸気供給弁８・冷却水量調整弁９を閉の状態にする。なお、送風機２は稼動しているものとする。これにより、外気（エイジング用ガス）が処理容器１に供給される。処理容器１内で外気と改質褐炭とが接触することで改質褐炭が部分的に低温酸化していくとともに処理容器１内の温度は上昇していく。このとき、処理容器１から出たガスは、排気経路３３から全量排出される。

【0050】

なお、戻ガス量調整弁５を開、外気供給弁６・窒素供給弁７・蒸気供給弁８・冷却水量調整弁９を閉の状態にして、ガス供給経路３１およびガス戻経路３２に存在するガスを循環させた後、外気供給弁６を徐々に開いて外気を入れていってもよい。また、蒸気供給弁８・冷却水量調整弁９は必ずしも閉でなくてもよい。

【0051】

処理容器１内の温度がＴ_Ｕに達したら、制御ユニット４により、窒素供給弁７を所定の開度まで開いてエイジング用ガスに窒素を供給する。これにより、エイジング用ガスのガス中酸素濃度が下がり、改質褐炭の酸化速度が低下する。その結果、処理容器１内の温度が低下していく。なお、ここで、戻ガス量調整弁５を開いてエイジング用ガスを循環させることによってもエイジング用ガスのガス中酸素濃度を下げる。エイジング用ガスの循環量によっても酸素濃度を調整することで、酸素濃度調整に使用する窒素ガスの量を削減することができる。なお、このとき、外気供給弁６を閉にして外気の供給を完全に止めてもよい。

【0052】

処理容器１内の温度がＴ_Ｌまで低下したら、制御ユニット４により、窒素供給弁７および戻ガス量調整弁５を閉にして、処理容器１に再び外気を供給する（または、外気の比率を増やす）。これにより、エイジング用ガスのガス中酸素濃度が上がり、処理容器１内の温度は上昇していく。しかしながら、処理容器１内の温度はＴ_Ｕまで上昇する前に低下を始める。改質褐炭の酸化活性の低下が進行しているからである。

【0053】

処理容器１内の改質褐炭の酸化速度を測定して、酸化速度が所定の値に達したら、処理容器１から改質褐炭を取り出す。なお、改質褐炭の酸化速度は、処理容器１中から少量をサンプリングし、密閉容器内での一定時間における酸素消費量で測定する。

【0054】

上記したエイジング用ガスのガス中酸素濃度制御の間、エイジング用ガスの流量、温度、および湿度は、処理容器１内の温度および改質褐炭の性状（酸化速度、含水率）の挙動に基づいて制御される。なお、改質褐炭の含水率は、工業分析ＪＩＳ Ｍ ８８１２．５で測定する。

【0055】

例えば、図２に示したように、処理容器１へ供給するエイジング用ガスの流量、温度、および湿度が、エイジング処理中、いずれも一定となるように、制御ユニット４によって、処理容器１へ供給するエイジング用ガスの流量、温度、および湿度を制御する。エイジング用ガスの湿度の制御目標値は、例えば、改質褐炭の吸着等温線から設定する。

【0056】

ここで、処理容器１内の改質褐炭の水分が、エイジング処理後において平衡水分に達するように、処理容器１へ供給するエイジング用ガスの湿度を制御することが好ましい。なお、改質褐炭の水分が、これ以上変化しない状態になることを水分が平衡するといい、このときの水分値を平衡水分という。平衡水分の値は、改質褐炭（改質低品位炭）の湿度に応じて変化する。

【0057】

（効果）
本実施形態のエイジング装置１００によると、改質低品位炭に対してそのエイジング工程中に水分を補給して当該改質低品位炭の湿度を調整することができる。その結果、エイジング工程後に改質低品位炭が水分を吸着して発熱することを防止することができる。これにより、エイジング工程後の改質低品位炭を安全にパイリングすることができるようになる。

【0058】

また、処理容器１内の改質低品位炭の水分が平衡水分に達するようにエイジング用ガスの湿度を調整することで、エイジング工程後に改質低品位炭が水分を吸着して発熱することをより防止することができ、エイジング処理後、より安全に（より自然発火を防止できる形態で）改質低品位炭をパイリングすることができる。

【0059】

（第２実施形態）
次に、図３を参照しつつ本発明の第２実施形態に係るエイジング装置１０１について説明する。なお、図１に示した第１実施形態のエイジング装置１００を構成する機器、計器と同様の機器、計器については、同一の符号を付している。

【0060】

本実施形態のエイジング装置１０１と第１実施形態のエイジング装置１００との相違点は、本実施形態のエイジング装置１０１では、処理容器１から出たガス中の一酸化炭素濃度および二酸化炭素濃度の値を測定し、処理容器１内の温度だけでなく、これらの値に基づいてもエイジング用ガスの酸素濃度を制御している点である。

【0061】

具体的な構成としては、処理容器１と戻ガス量調整弁５との間のガス戻経路３２に、一酸化炭素濃度計１５および二酸化炭素濃度計１６を取り付け、これら計器からの信号を制御ユニット４に入れている。そして、制御ユニット４は、一酸化炭素濃度計１５および二酸化炭素濃度計１６の検出値に基づいて、処理容器１を出たガス中の一酸化炭素濃度に対する二酸化炭素濃度の比率が上昇した際に、複数の酸素濃度調整手段（戻ガス量調整弁５、外気供給弁６、および窒素供給弁７）のうちの少なくともいずれかを制御してガス中の酸素濃度を低下させる制御を行うように構成されている。

【0062】

ここで、処理容器１に充填された改質褐炭層の中にホットスポット（局所的な温度上昇箇所）は生じないときは、処理容器１を出たガス中の一酸化炭素濃度（体積比）に対する二酸化炭素濃度（体積比）の比率は１０（ＣＯ_２／ＣＯ＝１０）程度で一定である。しかしながら、改質褐炭層の中にホットスポットが生じると、処理容器１を出たガス中の一酸化炭素濃度（体積比）に対する二酸化炭素濃度（体積比）の比率が上昇して、２０（ＣＯ_２／ＣＯ＝２０）程度になる。よって、本実施形態では、例えば、ガス中の一酸化炭素濃度（体積比）に対する二酸化炭素濃度（体積比）の比率が２０（ＣＯ_２／ＣＯ＝２０）に達したらガス中の酸素濃度を低下させる制御を行う。

【0063】

なお、改質褐炭層の中にホットスポットが生じていないときはＣＯ_２／ＣＯ＝１０程度で一定、改質褐炭層の中にホットスポットが生じるとＣＯ_２／ＣＯ＝２０程度になるというのは、改質褐炭の場合であって、炭種が異なればこの数値も変わってくる。

【0064】

一方、容器内温度計１０による処理容器１内の温度計測では、温度測定箇所が限定されるため、処理容器１内の局所的な温度上昇箇所（ホットスポット）を把握することが難しい。

【0065】

しかしながら、本実施形態のエイジング装置１０１によると、処理容器１内（充填された改質褐炭層）に生じるホットスポットを容易に把握することができる。そして、ホットスポットの発生を抑制しつつエイジングを行うことができる。すなわち、より安全に（処理容器１内での自然発火を防止しつつ）エイジングを行うことができる。

【0066】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。

【符号の説明】

【0067】

１：処理容器
２：送風機（ガス供給手段）
３：熱交換器
４：制御ユニット
５：戻ガス量調整弁
６：外気供給弁
７：窒素供給弁
８：蒸気供給弁
９：冷却水量調整弁
１０：容器内温度計
１１：酸素濃度計
１２：湿度計
１３：温度計
１４：流量計
１００：エイジング装置

【図1】

【図2】

【図3】