特許 7066327 改質炭の養生方法

(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】

(24)【登録日】2022-05-02

(45)【発行日】2022-05-13

(54)【発明の名称】改質炭の養生方法

(51)【国際特許分類】

   C10L 5/08 20060101AFI20220506BHJP

【ＦＩ】

C10L5/08

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017065264

(22)【出願日】2017-03-29

(65)【公開番号】P2018168235

(43)【公開日】2018-11-01

【審査請求日】2020-01-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000000206

【氏名又は名称】ＵＢＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106297

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 克博

(72)【発明者】

【氏名】山田 記央

(72)【発明者】

【氏名】工藤 宏昭

(72)【発明者】

【氏名】▲虫▼合 一浩

(72)【発明者】

【氏名】本郷 孝

(72)【発明者】

【氏名】寺田 隆彦

【審査官】齊藤 光子

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２７９９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０９８９３５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１０Ｌ ５／００－７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

改質炭を所定の養生条件で保持する改質炭の養生方法であって、
前記所定の養生条件は、温度－５～４０℃、相対湿度５～９５％で、２００日以上であり、
前記改質炭は、バインダーを含まず、かつ
褐炭および／または亜瀝青炭を含む原料を破砕して破砕済みの石炭を得る破砕工程と、
前記破砕済みの石炭を乾燥させて乾燥済みの石炭を得る乾燥工程と、
前記乾燥済みの石炭を粉砕して石炭粒子を得る粉砕工程と、
前記石炭粒子を成型して成型体を得る成型工程と
を含む製造方法により得られた成型体であり、
前記石炭粒子は、平均粒子径１０～６０μｍ、水分５～２０ｗｔ％であり、
養生前の前記改質炭の見掛密度は１．２～１．４ｇ／ｃｍ ^３ であること
を特徴とする改質炭の養生方法（ただし、前記改質炭は、中低質炭を１８０～３００℃未満に加熱し１５０℃以下に冷却して得られた改質炭、及び、中低質炭を昇温速度１００℃／分以上で３００～５００℃に加熱し降温速度５０℃／分以上で２５０℃以下に冷却して得られた改質炭を含まない。）。

【請求項2】

改質炭を所定の養生条件で保持する改質炭の養生方法であって、
前記所定の養生条件は、温度－５～４０℃、相対湿度５～９５％で、２００日以上であり、
前記改質炭は、バインダーを含まず、かつ
褐炭および／または亜瀝青炭を含む原料を破砕して破砕済みの石炭を得る第１破砕工程と、
前記第１破砕工程により得られた破砕済みの石炭を乾燥させて乾燥済みの石炭を得る乾燥工程と、
前記乾燥済みの石炭を粉砕して石炭粒子を得る粉砕工程と、
前記石炭粒子を成型して第１成型体を得る第１成型工程と、
前記第１成型体を破砕して第１成型体破砕物を得る第２破砕工程と、
前記第１成型体破砕物を成型して第２成型体を得る第２成型工程と、
を含む製造方法により得られた第２成型体であり、
前記石炭粒子は、平均粒子径１０～６０μｍ、水分５～２０ｗｔ％であり、
養生前の前記改質炭の見掛密度は１．２～１．４ｇ／ｃｍ ^３ であること
を特徴とする改質炭の養生方法（ただし、前記改質炭は、中低質炭を１８０～３００℃未満に加熱し１５０℃以下に冷却して得られた改質炭、及び、中低質炭を昇温速度１００℃／分以上で３００～５００℃に加熱し降温速度５０℃／分以上で２５０℃以下に冷却して得られた改質炭を含まない。）。

【請求項3】

請求項１または２に記載の改質炭の養生方法において、
養生前の改質炭の水中浸漬水分をＷ_Ａ、養生後の改質炭の水中浸漬水分をＷ_Ｂとすると、Ｗ_Ｂ／Ｗ_Ａ＝０．７０～０．９０であること
を特徴とする改質炭の養生方法。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の改質炭の養生方法において、
前記改質炭は、石炭粒子を圧縮成型して得られた成型体であって、養生前の改質炭の圧縮方向厚みをＴ_Ａ、養生後の改質炭の圧縮方向厚みをＴ_Ｂとすると、Ｔ_Ｂ／Ｔ_Ａ＝１．０～１．２であること
を特徴とする改質炭の養生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、改質炭の養生方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、低品位炭を油と混合してスラリーとし、このスラリーを加熱することにより石炭を脱水し、含水量を低下させた後に粉砕・成型して固体燃料を得る技術が開示されている。特許文献２には、バインダー等を用いずに石炭のみを原料として石炭粒子を成型して得られる石炭成型燃料とその製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－１１１５２９号公報

【文献】ＷＯ２０１５／０９８９３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら上記特許文献１にあっては、油と混合してスラリーを作成する必要があり、コストアップを招いていた。また成型後の固体燃料をハンドリングする際に一定以上の強度が求められるが、特許文献１では強度について記載されていない。特許文献２の石炭成型燃料は、バインダー等を用いる場合に比べてコスト削減はできたものの、製品価値である発熱量は屋外貯蔵時の製品水分に依存することから、貯蔵時の降雨等による吸水量が低下するよう、さらなる改善が求められていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、
改質炭を所定の養生条件で保持する改質炭の養生方法であって、
前記所定の養生条件は、温度－５～４０℃、雰囲気相対湿度５～９５％で、２００日以上であること
を特徴とする改質炭の養生方法に関する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によると、浸漬水分が低い改質炭を簡便な方法により提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態１における改質炭（製品１００）の製造工程を示す図である。

【図2】実施形態２における改質炭（製品２００）の製造工程を示す図である。

【図3】成型工程で好適に用いることのできるブリケットマシンの模式図である。

【図4】実施例の成型工程で用いたブリケットマシンのロール表面に形成されたロールポケット（形状Ａ）の断面形状を示す図（ａ）と平面形状を示す図（ｂ）である。

【図5】実施例の成型工程で用いたブリケットマシンのロール表面に形成されたロールポケット（形状Ｂ）の断面形状を示す図（ａ）と平面形状を示す図（ｂ）である。

【図6】実施例における、養生日数と水中浸漬７日目の水分との関係を示す図である。

【図7】実施例における、養生日数と水中浸漬前の成型体の厚みとの関係を示す図である。

【図8】実施例における、養生日数と水中に７日間浸漬した後の成型体の膨張率との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［養生工程］
本発明は、改質炭を所定の養生条件で保持する改質炭の養生方法に関する。養生条件は、温度－５～４０℃、相対湿度５～９５％で、２００日以上であることが好ましく、温度０～４０℃、雰囲気相対湿度２５～９５％、２００日以上であることがより好ましい。この条件下で改質炭を養生する工程（以下、「養生工程７０」とも記載する。図１及び図２参照。）を含むことにより、改質炭の吸水が抑制されて水中浸漬水分（単に、「浸漬水分」とも記載する）が養生前に比べて低下し、改質炭の品質が改善する。

【0009】

養生方法は特に限定されず、上記養生条件を満たす環境下に改質炭を置けばよいが、密閉養生、気乾養生、封緘養生、湿空養生、蒸気養生、およびオートクレーブ養生等が挙げられ、密閉養生が好ましい。これらのうち、２種以上の養生方法を組み合わせてもよい。養生を行っている間、改質炭は静置していることが好ましいが、改質炭が粉化しない程度に振動、攪拌等の外力が加わってもよい。養生を行っている間、改質炭同士が接触していても接触していなくてもよい。

【0010】

本発明の養生方法において、養生前の改質炭の水中浸漬水分をＷ_Ａ、養生後の改質炭の水中浸漬水分をＷ_Ｂとすると、Ｗ_Ｂ／Ｗ_Ａ＝０．７０～０．９０であることが好ましい。Ｗ_Ｂ／Ｗ_Ａがこの範囲内にあれば養生による効果が十分であると考えられる。

【0011】

浸漬水分は、以下の方法により測定することができる。改質炭を水中に浸漬し、浸漬開始から７日間経過した時点で改質炭を回収し、表面に付着した水分をウエス等の布で除去した後、ＪＩＳ Ｍ ８８２０－２０００（石炭類及びコークス類－ロットの全水分測定方法）に記載の石炭類の全水分測定方法にて計測して得た全水分を浸漬水分とする。浸漬水分が低いほど貯蔵時の降雨等による吸水量が低下するため、製品価値である発熱量が高くなるので品質の高い改質炭といえる。

【0012】

本発明では石炭粒子を成型して改質炭を得ており、したがって本発明においては成型直後（複数の成型工程を有する場合は最終の成型工程の直後）から１日以内であって、上記養生工程７０に至る前の改質炭（後述の実施形態１の成型体５、または実施形態２の第２成型体７）を「養生前」と定義する。

【0013】

改質炭（実施形態１の成型体５、または実施形態２の第２成型体７）に対して上記養生条件下で養生を行うことにより、養生後の水中浸漬膨張率が養生前の水中浸漬膨張率より低下し、貯蔵中の水分上昇が緩和し、より発熱量の高い改質炭を得ることができる。本発明の一態様として、養生前の改質炭の水中浸漬膨張率をＥ_Ａ、養生後の水中浸漬膨張率をＥ_Ｂとすると、Ｅ_Ｂ／Ｅ_Ａ＝０．６０～０．８０であるのが好ましい。ここで、水中浸漬膨張率は、下記式（１）：

【0014】

【数1】

により算出することができる。

【0015】

本発明の一態様として、改質炭（実施形態１の成型体５、または実施形態２の第２成型体７）は、石炭粒子を圧縮成型して得られた成型炭であって、養生前の圧縮方向厚みをＴ_Ａ、養生後の圧縮方向厚みをＴ_Ｂとすると、Ｔ_Ｂ／Ｔ_Ａ＝１．０～１．２であることが好ましい。本明細書において、「圧縮方向厚み」とは、石炭粒子を圧縮成型する際に圧縮力が加わる方向の厚みのことをいう。養生前後の厚みの比（Ｔ_Ｂ／Ｔ_Ａ）が該範囲内にあると、養生効果による水中浸漬膨張率の低下が十分であるため好ましい。

【0016】

本発明の一態様として、改質炭（実施形態１の成型体５、または実施形態２の第２成型体７）は、石炭粒子を成型して得られ、石炭粒子は、平均粒子径１０～６０μｍ、水分５～２０％であって、養生前の改質炭（実施形態１の成型体５、または実施形態２の第２成型体７）の見掛密度は１．２～１．４ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、１．２５～１．４ｇ／ｃｍ^３であることがより好ましい。石炭粒子がこのような物性を有することにより、水分を結合材として成型炭とすることができ、養生前の改質炭（実施形態１の成型体５、または実施形態２の第２成型体７）の見掛密度が該範囲内にあると改質炭のハンドリングがしやすい。

【0017】

［実施形態１］
図１に、実施形態１として改質炭の製造工程の一例を示す。実施形態１における製造工程は、破砕工程１０、乾燥工程２０、粉砕工程３０、成型工程４０を有し、原料となる石炭１を破砕した後乾燥させ、乾燥させた石炭を粉砕して石炭粒子４を得る。この石炭粒子４を成型することにより得られた成型体５を改質炭とし、この成型体５を、上述の養生工程７０にて養生する。

【0018】

原料となる石炭１は、好ましくは褐炭および／または亜瀝青炭であり、より好ましくは水分２５ｗｔ％以上の褐炭または亜瀝青炭であり、さらに好ましくは水分３０ｗｔ％以上の褐炭である。原料として用いられるものは石炭１のみであり、バインダーや添加物等は使用されない。バインダー等の添加物の使用はコストアップ要因となるが、本実施形態の成型炭はバインダーを添加せず石炭のみを用いるため、低コストで成型炭を得ることができる。

【0019】

＜破砕工程＞
破砕工程１０ではこの石炭１をジョークラッシャーまたはハンマークラッシャーで破砕して破砕済みの石炭２を得、乾燥工程２０に移行する。破砕工程１０では、後の粉砕工程３０で用いるボールミル等に投入できる大きさまでに石炭１が破砕されればよく、特に限定はされないが、破砕済みの石炭２の最大粒子径が、好ましくは７０ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ以下、さらに好ましくは２０ｍｍ以下であり、平均粒子径が１ｍｍ～２０ｍｍ程度であることが好ましい。なお、石炭の水分量は、ＪＩＳ Ｍ ８８２０－２０００ （石炭類及びコークス類－ロットの全水分測定方法）に記載の石炭類の全水分測定方法にて計測できる。また、第１破砕工程１０により破砕された石炭２の平均粒子径は、ＪＩＳＭ８８０１－２００４「５．粒度試験方法」に基づき測定し、各篩目開きの通過篩質量百分率を求め、通過篩質量百分率が５０％となる粒子径とする。

【0020】

＜乾燥工程＞
乾燥工程２０では破砕済みの石炭２を間接乾燥機により乾燥させ、乾燥済みの石炭３を得て粉砕工程３０に移行する。間接乾燥機としては例えばスチームチューブドライヤを用いてもよい。固体燃料の製造では大量処理が要求されるため、伝熱面積が大きく大量に乾燥処理可能なスチームチューブドライヤを用いることが好適である。

【0021】

＜粉砕工程＞
粉砕工程３０では粉砕機により乾燥済みの石炭３の粉砕が行われ、石炭粒子４を得て成型工程４０に移行する。粉砕機は乾式粉砕または乾燥粉砕方式であり、例えば微粉砕が可能で大量処理に適したボールミル、ローラーミルが用いられる。乾燥機同様に固体燃料の製造では大量処理が要求されるため、大量処理に適した粉砕機が好適である。この粉砕工程３０において、石炭粒子４の平均粒子径を好ましくは１０～６０μｍ、より好ましくは１０～５０μｍ、さらに好ましくは１０～３０μｍとする。平均径１０μｍ未満に粉砕するには大きな粉砕動力が必要であり、工業プロセスでの製造が困難であることからボールミル粉砕後の平均径は１０μｍ以上が好ましい。本明細書において、粉砕工程３０により粉砕された石炭粒子４の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって得られる粒度分布のメディアン径とする。なお、本明細書において、「石炭粒子」と記載したときは、粉砕工程３０により粉砕された石炭粒子４を意味するものとする。

【0022】

この粉砕工程３０において石炭粒子４の平均粒子径を上記の範囲とすることにより、成型工程４０において微細な石炭粒子４を成型する際に成型の金型（ロールポケット）への充填率が増大し、後述の成型体５の密度を向上させて所望の強度を得ることができる。

【0023】

なお、ボールミル、ローラーミルは粉砕と同時に乾燥をも行えるため、粉砕工程３０においてもボールミル、ローラーミルによる乾燥を行ってもよいが、ボールミル、ローラーミルでの乾燥能力では不十分であるため、粉砕工程３０の前に乾燥工程２０を設けて必要な乾燥能力を確保するのが好ましい。

【0024】

＜成型工程＞
成型工程４０では成型機により石炭粒子４を成型し、得られた成型体５を改質炭とする。成型機は、原料を加圧成型する成型手段と、成型手段へ原料を供給する供給手段とを有する。成型機としては、例えば、ブリケットマシンを用いることができる。

【0025】

図３に、成型工程４０において好適に用いることのできるブリケットマシンの模式図を示す。図３に示すブリケットマシンは、垂直供給方式のブリケットマシンであり、成型手段である一対のロール４１と、一対のロール４１の上方に配置されて、一対のロール４１の間に原料である石炭粒子４を供給する供給手段４２と、を有する。供給手段４２は、石炭粒子４が供給されるホッパおよびホッパ内の石炭粒子４を下方へ送るスクリューフィーダ等を有している。一対のロール４１は、それぞれ適宜の駆動手段で駆動される回転軸を有している。回転軸は、水平方向に延び、かつ、水平方向に間隔をあけて互いに平行に配置されている。また、一対のロール４１は隙間をあけて配置されている。ロール４１の上方からこの隙間に供給された石炭粒子４を、ロール４１の回転駆動によって加圧しながら下方へ送ることで、石炭粒子４の加圧により形成された板状の成型体５が得られる。

【0026】

一対のロール４１間の隙間（クリアランス）は、広すぎると、ロール４１間からの石炭粒子４の漏れや圧力分散が発生しやすくなり、得られる成型体５の密度および強度の低下、並びに収率低下につながる。よって、ロール４１間の隙間は３ｍｍ以下であることが好ましい。ロール４１間の隙間を３ｍｍ以下とすることで、十分な強度が確保された板状の成型体を得ることができる。

【0027】

また、一対のロール４１のうち少なくとも一方のロール４１の表面には、凹凸が形成されていることが好ましい。これにより、ロール４１間に供給された石炭粒子４がロール４１の表面から滑り落ちるのが抑制され、石炭粒子４をロール４１間に良好に保持することができる。また、凹凸を形成することにより、凹部内にも石炭粒子４が充填されるため、単位時間当たりの処理量を多くすることができる。なお、ロール４１の表面に凹凸を有する場合、得られる成型体５の表面形状は、ロール４１の表面の凹凸が転写される。

【0028】

ロール４１の表面に形成される凹凸の形態は特に限定されず、例えば、ロールポケット（凹部）、溝およびこれらの組み合わせであってもよい。

【0029】

凹凸がロールポケットで形成される場合、ロールポケットの形状は任意とすることができる。

【0030】

また成型体５の見掛密度は１．２～１．４ｇ／ｃｍ^３が好ましく、１．２５～１．４ｇ／ｃｍ^３であるのがさらに好ましい。また成型体５の重量は０．２～２０ｇであるのが好ましい。また成型体５の水分は好ましくは５～２０ｗｔ％、より好ましくは８～１８ｗｔ％、さらに好ましくは１０～１７ｗｔ％である。この水分は石炭粒子４の水分に由来するものである。なお、見掛密度はＪＩＳ Ｚ ８８０７の「８．液中ひょう量法による密度及び比重の測定方法」に基づき測定できる。

【0031】

石炭粒子４由来の水分は成型工程４０において結合材の役割を果たすため、成型体５の水分を上記の範囲に調整することにより、別途結合材やバインダー等を添加することなく効率的な成型が可能となる。なお、成型工程４０に用いる石炭粒子４の水分含有量が、５～２０ｗｔ％であることが好ましく、８～１８ｗｔ％であることがより好ましく、１０～１７ｗｔ％であることがさらに好ましい。

【0032】

実施形態１では、石炭粒子４の平均粒子径が１０～６０μｍと微細であるため、成型時にブリケットマシンにおけるロールポケットへの充填率が増加する。これにより成型体５の密度が向上し、成型体５の強度アップに寄与する。また、石炭１に含まれる水分を結合材として活用し、好適な水分範囲である５～２０ｗｔ％にするとともに、成型体５の密度を規定することにより、さらに好ましくは成型体５のサイズおよび重量も規定し、成型体５の圧壊強度（ＪＩＳ Ｚ ８８４１－１９９３の「３．１ 圧壊強度試験方法」に基づき測定できる）が極大となる領域に調整することが可能となる。よって、成型体５を用いる際に、運搬時の粉化を低減してハンドリング性を向上させることができる。また粉砕した後に成型することで比表面積も低下し、貯蔵時の発火を低減することができる。さらに、この成型体５を得る製造プロセスでは全て公知の機械・装置を用いており、また熱水等も必要としないため、コスト低減を図ることができる。

【0033】

なお、上述のとおり実施形態１ではバインダーを用いていない。石炭粒子４の粒子径と水分、及び成型体５の密度を上記の範囲に規定することにより、別途バインダーを添加することなく、低コストで成型体５を得ることができる。

【0034】

＜養生工程＞
成型工程４０で得られた成型体５につき上述の養生工程７０にて養生を行い、実施形態１における養生後の改質炭（以降、製品１００とも記載する）を得る。なお成型工程４０と養生工程７０との間に研磨工程や篩工程等を設けてもよい。

【0035】

［実施形態２］
図２に、実施形態２として改質炭の製造工程の他の例を示す。基本構成は実施形態１と同様であるが、実施形態２では実施形態１における成型工程４０の後段に第２破砕工程５０を設け、さらにその後段に第２成型工程６０を設ける点で実施形態１と異なる。実施形態２における養生前の改質炭は第２成型体７であって、この第２成型体７を養生工程７０にて養生し、養生後の改質炭（以降、製品２００とも記載）を得るものである。

【0036】

以降、実施形態２においては、破砕工程１０、成型工程４０をそれぞれ第１破砕工程１０、第１成型工程４０として区別する。また、第１成型工程４０で得られた成型体５は第１成型体５とする。

【0037】

＜第１破砕工程、乾燥工程、粉砕工程＞
実施形態１の破砕工程１０、乾燥工程２０、粉砕工程３０と同様である。

【0038】

＜第１成型工程＞
第１成型工程４０では粉砕工程３０で得られた石炭粒子４を成型し、第１成型体５を得る。実施形態２における第１成型体５の密度は、実施形態１における成型体５の密度と比べ低いことが好ましく、見掛密度が１．００ｇ／ｃｍ^３～１．２５ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。見掛密度の低い第１成型体５を得る方法としては、例えば、成型機のロール上部の押込スクリュの回転数低下、ロール回転数増加、ロール支持圧（ローラー間圧力）の低下、ロールポケット容積増加、ロールギャップ増加などの方法が挙げられ、これらを複合させてもよい。圧壊強度は１０～８００Ｎであることが好ましい。また、第１成型工程４０に用いる石炭粒子４の水分含有量が、５～２０ｗｔ％であることが好ましく、８～１８ｗｔ％であることがより好ましく、１０～１７ｗｔ％であることがさらに好ましい。

【0039】

第１成型工程４０においては、水平供給方式の成型機（例えばコンパクター）を用いてもよいし、垂直供給方式の成型機（例えばブリケットマシン）を用いてもよい。

【0040】

＜第２破砕工程＞
第２破砕工程５０では、破砕機により第１成型体５を破砕し、第１成型体破砕物６を得て第２成型工程６０に移行する。破砕機は第１破砕工程１０で用いたものと同様である。なお第１成型体破砕物６の平均径は、好ましくは０．１～１．０ｍｍ、より好ましくは０．１５～０．９ｍｍ、さらに好ましくは０．２～０．８ｍｍである。また、第１成型体破砕物６の最大粒子径は、後述の第２成型体７の粒子径の縦横２辺の短いほうの長さ以下であることが好ましい。第１成型体破砕物６が前記平均径の範囲および最大粒子径の範囲になるように第２破砕工程５０を調整することで、前記の第２成型工程６０の成型時に、ブリケットマシンにおけるロールポケットへの充填率を向上させることができる。この結果として得られる、第２成型体７は実施形態１における成型体５と比べ優れた品質（圧壊強度および見掛密度）を示す。なお、実施形態２において、第１成型工程４０と第２成型工程６０で使用するロールポケットサイズのポケットサイズは同一であっても異なっていてもよい。第１成型体破砕物６の平均粒子径は、上述の石炭２と同様の方法で測定できる。

【0041】

＜第２成型工程＞
第２成型工程６０では、成型機により第１成型体破砕物６を成型して第２成型体７を得る。第２成型工程６０は、上述の実施態様１で記載した成型工程４０と同様に行うことができる。

【0042】

第２成型工程６０においては、垂直供給方式の成型機（例えばブリケットマシン）を用いる。

【0043】

第２成型体７の粒子径は５～４０ｍｍであるのが好ましい。また第２成型体７の見掛密度は１．２～１．４ｇ／ｃｍ^３である。また第２成型体７の重量は０．２～２０ｇであるのが好ましい。第２成型体７の水分含有量は好ましくは５～２０ｗｔ％、より好ましくは８～１８ｗｔ％、さらに好ましくは１０～１７ｗｔ％である。

【0044】

実施形態２では、一度成型した第１成型体５を第２破砕工程５０で再度破砕し、改めて第２成型工程６０において成型する。第１成型体５は第１成型工程４０によって既にある程度密度が高められた状態であり、第１成型体破砕物６も同程度の密度を有する。したがって、第１成型体破砕物６を再度成型することで、第１成型体５よりもさらに密度を向上させた第２成型体７を得ることができる。

【0045】

また、粉砕された石炭粒子４の平均粒子径は１０～６０μｍであり、そのままでは成型機内での流動性が悪く、成型しづらい場合もある。一方、一度成型した第１成型体５の破砕物６であれば、第１成型工程４０によりある程度密度が高められているため成型機内での流動性が向上しており、第２成型工程６０における成型がスムーズに行われる。これにより、第１成型体５よりもさらに密度の高い第２成型体７が得られることとなり、貯蔵・運搬時の粉化がさらに低減され、第２成型体７及び製品２００のハンドリング性を向上させることができる。

【0046】

＜養生工程＞
第２成型工程６０で得られた第２成型体７（養生前の改質炭）を上述の養生工程７０にて養生を行い、実施形態２における製品２００（養生後の改質炭）を得る。なお第２成型工程６０と養生工程７０との間に研磨工程や篩工程を設けてもよい。研磨や篩にかけることにより、第２成型体７のうち相対的に低強度の部分を削り落とし、相対的に高強度な部分を残すことで、強度を向上させるものである。なお篩工程では、例えば篩目はロールポケットの縦寸法と横寸法の平均寸法の半分程度の目開きの篩を用いてもよい。

【0047】

本発明では、上記のように得られた改質炭にさらに養生工程を施すことにより、浸漬水分が低下して強度が増加し、ハンドリング性がより向上した石炭成型燃料を提供することができる。

【0048】

<水分調整工程＞
なお、実施形態１および２においてそれぞれ得られる、成型体５および第２成型体７の水分含有量を調整する水分調整工程を設けてもよい。水分調整工程は、成型工程４０（または第２成型工程６０）と養生工程７０の間であってもよいし、養生工程７０の後であってもよい。水分調整工程により、製品の発塵および自然発熱を防止することができる。

【0049】

水分調整工程においては、例えば実施形態１の成型工程４０（または実施形態２の第２成型工程６０）の後に、ベルトコンベアを配し、かつベルトコンベア上部に給水ポンプおよびスプレーノズルで構成される散水設備を配し、ベルトコンベアによって搬送される成型体５（または第２成型体７）に対し、成型体５（または第２成型体７）の水分が好適範囲になるように散水する方法がある。また、成型体５（または第２成型体７）を山立て（山状に堆積させてパイルを形成）後、給水ポンプおよびスプリンクラによって構成される散水設備によって山立てした成型体の水分を好適範囲になるように調整する方法であってもよい。加えて、成型体５（または第２成型体７）を水中浸漬することで水分を調整してもよい。

【実施例】

【0050】

以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0051】

＜例１～７＞
例１～７は、図２に示す実施形態２の製造方法に対応し、第１破砕工程１０、乾燥工程２０、粉砕工程３０、第１成型工程４０、第２破砕工程５０、第２成型工程６０、養生工程７０を経て得られた製品２００に関するものである。

【0052】

（改質炭の製造）
原料はインドネシア産のＢ炭、Ｔ炭（いずれも褐炭）を用いた。Ｔ炭、Ｂ炭の性状を表１に示す。表１中、ＡＲは到着ベース、ＡＤは気乾ベース、ＤＢは無水ベースを示す（ＪＩＳ Ｍ８８１０）。また、表１には、工業分析値（気乾ベース）に基づき算出された燃料比、高位発熱量および元素分析の結果をそれぞれ示す。なお表１における工業分析値、元素分析値はＪＩＳ Ｍ８８１２、８８１３、８８１４に基づく。表１中、ＧＡＲ、ＧＡＤ、ＤＡＦは、それぞれ到着ベース高位発熱量、気乾ベース高位発熱量、無水無灰ベース高位発熱量を示す（ＪＩＳ Ｍ８８１０）。ＨＧＩ（ハードグローブ指数）はＪＩＳ Ｍ ８８０１の「７．粉砕性試験方法（ハードグローブ法」に基づき測定した。

【0053】

【表1】

【0054】

第１破砕工程１０ではハンマークラッシャーを用い原料のＴ炭またはＢ炭を平均粒径１０ｍｍ以下に破砕した。次いで、乾燥工程２０ではスチームチューブドライヤを用い全水分が５～２０重量％になるように、破砕したＴ炭を乾燥した。次いで、粉砕工程３０ではボールミルを用い、平均粒子径が約１０～６０μｍになるように粉砕して石炭粒子４を得た。なお、第１破砕工程１０により破砕された石炭の平均粒子径はＪＩＳＭ８８０１－２００４「５．粒度試験方法」に基づき測定し、各篩目開きの通過篩質量百分率を求め、通過篩質量百分率が５０％となる粒子径を平均粒子径とした。粉砕工程３０により粉砕された石炭粒子４の平均粒子径はレーザー回折・散乱法によって得られる粒度分布のメディアン径である。

【0055】

この石炭粒子４を図３に示した垂直供給方式のブリケットマシンに供給し、第１成型工程４０を行い、第１成型体５を得た。第１成型工程４０に用いた垂直供給型の成型機（ブリケットマシン）は、一対のロール４１を有しており、２つのロール４１両方にロールポケットが彫られていた。一対のロール４１は、それぞれ、直径が２５０ｍｍ、軸方向長さが５０ｍｍであった。

【0056】

第１成型工程４０で用いた垂直供給型の成型機のポケット形状は、図４に示す形状Ａおよび図５に示す形状Ｂの２種類であった。形状Ａは、縦長さａが６ｍｍ、横長さｂが９ｍｍ、深さｃが１．５７ｍｍであり、ポケットＢは縦長さａが２．５ｍｍ、横長さｂが８ｍｍ、深さｃが０．６ｍｍであった。ロール４１の周面には、ロール１個当り、形状Ａを有する４８４個のポケット、および形状Ｂを有する８８個のポケットが、規則的に分散配置されていた。形状Ａの１個あたりの容積は０．０３５ｃｍ^３であり、形状Ｂの１個当たりの容積は０．００４８ｃｍ^３であった。２つのロールの隙間ｄは１．０ｍｍとし、ロール線圧が５ｔ／ｃｍに維持されるようにロール４１およびスクリューフィーダの回転数を調整した。

【0057】

第１成型工程４０により得られた第１成型体５を、第２破砕工程５０においてハンマークラッシャーで平均粒子径０．０５～１．０ｍｍに破砕した。得られた破砕物６を第２成型工程６０の垂直供給型の成型機（ブリケットマシン）で成型し、板状の第２成型体７を得た。第２成型工程６０で用いた成型機のポケット形状は、第１成型工程４０で用いたポケット形状と同じである。２つのロールの隙間は１．０ｍｍとし、ロール線圧は５ｔ／ｃｍとなるように調整した。

【0058】

得られた第２成型体７を篩（目開き３．３５ｍｍ）で処理し、養生工程７０にてビニル袋に密閉して養生（温度：－５～３５℃、雰囲気相対湿度：３０～９０％）を行い、表３記載の養生日数経過後に製品２００を得た。

【0059】

養生工程前におけるＴ炭またはＢ炭の各工程における品質は表２のとおりである。なお表２では例４の第２破砕物６及び第２成型体７の品質の記載が無いが、単に品質の測定を行っていないためであり、実際は他の例と同様に第２破砕工程５０及び第２成型工程６０を経て第２成型体７を得ている。

【0060】

【表2】

【0061】

＜品質評価＞
得られた製品２００の品質の評価方法は下記のとおりである。

【0062】

＜水分＞
製品２００を水中に浸漬する前の全水分、および、製品２００の水中浸漬水分を記載した。

【0063】

＜厚み＞
本願における厚みとは板状成型体の平滑面同士の距離（凸面を含まない、図４および図５におけるｄに相当する部分）であり、ランダムに採取した１０個のサンプルの厚みの平均値である。厚み測定は、前記板状成型体の平面同士にノギスを当てて測定した。

【0064】

＜浸漬時の膨張率＞
製品２００の厚みの３乗を製品２００の容積と仮定し、下記（式１’）：

【0065】

【数2】

により、水中浸漬７日目の膨張率を算出した。

【0066】

製品２００の品質評価結果（浸漬水分、厚み等）を表３に示す。なお、表３中の養生日数は、第２成型体７が得られた日からの日数とする。

【0067】

【表3】

【0068】

図６は、製品２００について、養生日数と７日目の浸漬水分（重量％）との関係を示す。保存期間（養生日数）が長くなるほど製品２００の浸漬水分が低下すること、および養生日数２００日以降は横ばいであることが確認された。

【0069】

図７は、製品２００について、養生日数と水中浸漬前の厚み（ｍｍ）との関係を示す。養生日数経過に伴い、対向する平滑面同士の厚みが増加することが確認された。

【0070】

図８は、製品２００について、養生日数と成型体の水中浸漬７日目の膨張率との関係を示す。図８に示す通り、養生前の成型体の浸漬膨張率が１．６に対し、２００日以上養生した製品２００の浸漬前後の膨張率は１．１１０～１．２３１となり、養生に伴い浸漬時の吸水が抑制される。

【符号の説明】

【0071】

１ 石炭
２ 破砕済みの石炭
３ 乾燥済みの石炭
４ 石炭粒子
５ 成型体（第１成型体）
６ 第１成型体破砕物
７ 第２成型体
１０ 破砕工程（第１破砕工程）
２０ 乾燥工程
３０ 粉砕工程
４０ 成型工程（第１成型工程）
５０ 第２破砕工程
６０ 第２成型工程
７０ 養生工程
１００ 製品
２００ 製品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】