CN104797509A

CN104797509A - 改质煤的储藏方法以及粒度调整煤

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Publication number: CN104797509A
Application number: CN201380060147.3A
Authority: CN
Inventors: 室田元晴; 山本诚一; 高桥洋一; 重久卓夫; 渡边直人
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2033-09-18
Also published as: RU2015125578A; RU2624445C2; US20150240178A1; AU2013350491A1; EP2927161B1; JP2014105065A; CN104797509B; US9856428B2; EP2927161A4; PL2927161T3; JP5868832B2; AU2013350491B2; EP2927161A1; WO2014083918A1

Abstract

本发明目的在于提供一种低成本且能够抑制堆垛的自燃的改质煤的储藏方法，以及可减少储藏时自燃的粒度调整煤。本发明是具有将含有黏土质煤的粒状的煤进行堆积的工序，所述煤中的粒径为10mm以下的粒子的含量为50质量％以上的改质煤的储藏方法。优选所述煤中的粒径为1mm以下的粒子的含量为25质量％以上，粒径为0.15mm以下的粒子的含量为7质量％以上。

Description

改质煤的储藏方法以及粒度调整煤

技术领域

本发明涉及改质煤的储藏方法以及粒度调整煤。

背景技术

火力发电厂和炼铁厂等使用的煤通常作为堆积在室外场地的堆垛储藏。如此储藏的煤与空气中的氧反应而放热，有发生自燃的情况。特别是劣质煤，因为具有多孔状，所以氧化反应性高，容易放热。因此，一般采取的方法是通过对堆垛洒水等来防止自燃。但是，这种方法需要定期地进行洒水，因此要求有效率的防止自燃的方法。

其中，作为煤堆的防止自燃的技术，提出有利用树脂等被覆堆垛表面的方法(参照日本特开平5-230480号公报以及日本特开2000-297288号公报)、喷撒含有自由基清除剂或氧捕集化合物的表面活性剂的方法(参照日本特开2001-164254号公报)。但是，根据上述各方法，因为需要树脂、自由基清除剂等，所以成本有可能增加。

另一方面，开发出一种由含水率高且放热量低的劣质煤(多孔质煤)得到改质煤的制造方法(参照日本特开平7-233383号公报)。该制造方法，首先粉碎多孔质煤成为粒状后，与含有重质油分和溶剂油分的混合油加以混合而得到原料浆。接着，将原料浆预热后进行加热，进行多孔质煤的脱水，并且使多孔质煤的细孔内含浸混合油而得到脱水浆料。其后，从脱水浆料中分离改质多孔质煤和混合油后，使改质多孔质煤干燥(脱液)。经干燥的改质多孔质煤根据期望进行冷却和成型。根据此制造方法，能够得到多孔质煤的含水率降低，并且该多孔质煤的细孔内附着有重质油、放热量高的改质煤。

由上述制造方法得到的改质煤，从以运输作业为首的操作性的观点和抑制扬尘的观点出发，被成型为型煤。若堆垛该型煤而进行储藏，则因为由同一形状的型煤构成，所以堆垛的通风性高，堆放氧化反应性比较高的煤时、堆垛的高度变高时，会在比较短的时间内发生堆垛的温度上升。因此，在这样的改质煤中，特别要求难以发生自燃的储藏技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-230480号公报

专利文献2：日本特开2000-297288号公报

专利文献3：日本特开2001-164254号公报

专利文献4：日本特开平7-233383号公报

发明内容

本发明基于上述这样的情况而形成，其目的在于，提供一种低成本且能够抑制堆垛的自燃的改质煤的储藏方法，以及储藏时可减少自燃的粒度调整煤。

用于解决上述课题而形成的发明是一种改质煤的储藏方法，其具有将含有改质煤的粒状的煤进行堆积工序，上述煤的粒径为10mm以下的粒子的含量在50质量％以上。

该改质煤的储藏方法中，作为进行堆积的煤，使用粒径为10mm以下的比较小的粒子占50质量％以上的粒状物。若堆积具有这样的粒度分布的煤，则小的粒子会填补空隙而形成通气性低的堆垛。因此，根据该改质煤的储藏方法，不使用特别的材料等，便能够以低成本抑制堆垛的自燃。

优选上述煤的粒径为1mm以下的粒子的含量为25质量％以上，粒径为0.15mm以下的粒子的含量为7质量％以上。如此在上述范围内使用更小的粒子，能够更有效地填补堆垛的空隙，能够提高自燃的抑制能力。

优选上述煤的粒径为10mm以下的粒子的含量为90质量％以下。如此，通过使用粒径为10mm以下的粒子在90质量％以下的煤，能够提高操作性等。

该改质煤的储藏方法还具备成型上述改质煤的型煤的工序，以及粉碎该型煤的工序，

作为上述粒状的煤的至少一部分，优选使用经由上述粉碎工序而得到的粉碎物。

如此，粉碎一度成型的型煤而成为粒径小的改质煤(粉碎物)，不用导入特别的新装置等，能够容易地取得具有期望的粒度分布的煤。

本发明的粒度调整煤含有改质煤，粒径为10mm以下的粒子的含量为50质量％以上且90质量％以下。该粒度调整煤是具有这样的宽广的粒度分布的粒状物，因此能够确保操作性，并且形成可抑制自燃的堆垛。

在此，所谓“粒径”是指依据JIS Z 8815(1994)筛分试验法常规的干式筛分而测量的值。

如以上说明，根据本发明的改质煤的储藏方法，不会招致成本的上升，而能够抑制堆垛的自燃。另外，本发明的粒度调整煤能够形成自燃被减少的堆垛。因此，根据本发明的粒度调整煤以及改质煤的储藏方法，能够提高由劣质煤得到的改质煤的利用的容易性。

附图说明

图1是表示实施例中形成的堆垛的示意图

图2-1是表示比较例1的各堆垛的测量结果的图

图2-2是表示比较例2的各堆垛的测量结果的图

图2-3是表示比较例3的各堆垛的测量结果的图

图2-4是表示实施例1的各堆垛的测量结果的图

图2-5是表示实施例2和比较例5的各堆垛的测量结果的图

图2-6是表示实施例3的各堆垛的测量结果的图

图3是表示实施例的各煤的粒度分布的图

具体实施方式

以下，详细说明本发明的改质煤的储藏方法以及粒度调整煤的实施方式。

<改质煤的储藏方法>

本发明的改质煤的储藏方法，具有

(C)将含有改质煤的粒状的煤进行堆积的工序，优选在此(C)工序之前，还具有

(A)成型上述改质煤的型煤的工序，以及

(B)粉碎该型煤的工序。

在此，首先对于用于该储藏方法的上述改质煤的制造方法的一例进行说明。上述改质煤具有如下工序：

将多孔质煤(劣质煤)粉碎成粒状的工序(粉碎工序)；

将上述多孔质煤和油加以混合而得到原料浆的工序(混合工序)；

预热上述原料浆的工序(预热工序)；

加热上述原料浆，得到脱水浆料的工序(加热工序)；

将上述脱水浆料分离成改质多孔质煤和油的工序(固液分离工序)；以及

使分离的上述改质多孔质煤干燥的工序(干燥工序)。

(粉碎工序)

在粉碎工序中，将多孔质煤粉碎成优选的粒径的粒状物。该粉碎能够通过使用公知的粉碎机等进行。作为如此粉碎而供于混合工序的粒状的多孔质煤的粒子径，没有特别限制，例如可以为0.05mm以上且2.0mm以下，优选为0.1mm以上且0.5mm以下。

另外，上述多孔质煤是含有大量的水分，期望进行脱水的所谓劣质煤。上述多孔质煤的含水率，例如为20～70质量％。作为这样的多孔质煤，可列举例如褐煤、亚煤(亜炭)、次烟煤(撒马兰干乌煤(Samarangau coal)等)等。

(混合工序)

混合工序中，将粒状的多孔质煤和油加以混合而得到原料浆。该混合工序，例如可以使用公知的混合槽等进行。另外，上述油优选为含有重质油分和溶剂油分的混合油。以下，作为使用该混合的例子进行说明。

所谓上述重质油分，例如是由即使在400℃下，实质上仍没有显示出蒸气压这样的重质分构成或大量含有它的油，可以使用沥青等。所谓上述溶剂油分，是使上述重质油分分散的油。作为该溶剂油分，从与重质油分的亲和性、作为浆料的处理性、向细孔内侵入的容易性等的观点出发，优选轻沸油分。具体来说，就是优选沸点100℃以上，优选为300℃以下的石油系油(轻油、灯油或重油等)。

若使用这样的重质油分和溶剂油分的混合油，则该混合油显示出适当的流动性。因此通过使用上述混合油，则重质油分单独难以完成的重质油分向多孔质煤的细孔内的侵入得到促进。作为上述混合油中的重质油分的含量，例如可以为0.25质量％以上且15质量％以下。

作为混合油相对于多孔质煤的混合比例，没有特别限制。例如，作为重质油分相对于多孔质煤的量，为0.5质量％以上且30质量％以下，优选为0.5质量％以上且5质量％以下。

(预热工序)

对于经混合工序得到的原料浆，在加热工序之前通常进行预热。作为该预热条件没有特别限制，通常加热至操作压下的水的沸点附近。

(加热工序)

在加热工序中，加热上述原料浆，得到脱水浆料。该加热可以使用公知的热交换器、蒸发器等进行。此时，多孔质煤进行脱水，并且多孔质煤的细孔内含浸有混合油。具体来说，多孔质煤的细孔内表面被含有重质油分的混合油逐个地被覆，细孔开口部的几乎全域被混合油充满。还有，混合油中的重质油分容易选择性地吸附在活性点上，若附着则难以分离，因此认为重质油分比溶剂油分优先地附着。像这样细孔内表面与外部空气遮断，从而可以使自燃性降低。另外，大量的水分被脱水除去，并且混合油、特别是重质油分优先在细孔内充满，因此可达成作为多孔质煤整体的热量上升。

(固液分离工序)

在固液分离工序中，将上述脱水浆料分离成改质多孔质煤和混合油。该分离可以使用公知的离心分离器、过滤器等进行。经该工序分离的混合油可以在上述混合工序进行再利用。

(干燥工序)

在干燥工序中，使分离的上述改质多孔质煤干燥。该干燥可以使用例如公知的蒸气管干燥器等进行。在该干燥工序中蒸发的油(溶剂油分)可以回收并在上述混合工序中进行再利用。

通过这样的制造方法得到的改质煤在上述加热工序中含水率降低，并且在该细孔内附着重质油，因此放热量高。

接着，说明该改质煤的储藏方法的各工序。

(A)成型工序

在该(A)工序中，将粒状的上述改质煤(改质多孔质煤)加压成型，成为型煤(块煤)。该成型可以使用双辊型成形机等公知的造粒装置进行。还有，成型时也可以加湿上述粒状的改质煤，或添加淀粉等粘合剂来进行。如此能够提高成型性等。

作为上述型煤的尺寸，没有特别限定，例如可以为1cm³以上且100cm³以下。另外，作为该型煤的形状，也没有特别限定，可以为球状、旋转椭圆体状、棱柱状、圆柱状等。

(B)粉碎工序

在该(B)工序中，粉碎由(A)工序得到的型煤，得到粒径小的改质煤(粉碎物)。这样一来，粉碎一度成型的型煤而成为粒径小的改质煤，不导入特别的新装置等，就能够容易地得到具有期望的粒度分布的改质煤。

作为上述粉碎的方法，没有特别限制，可以使用粉碎机等，也可以仅仅通过从高处下落使其粉碎。例如以轮式装载机铲起型煤使之下落等，由此能够进行粉碎。此时，例如，通过使下落的高度和次数等变化，能够容易地调整所得到的粉碎物的粒度分布。

还有，作为下落时的高度，可以为1m以上且5m以下。通过从这样的高度使之下落，能够将型煤有效率地粉碎且粉碎至具有适度的粒度分布的粒子。另外，作为下落次数，优选为10次以上且50次以下。通过达到这样的下落次数，能够将型煤有效率地粉碎且粉碎至具有适度的粒度分布的粒子。

还有，在该(B)粉碎工序中，也可以在得到的粉碎物中残留有没有粉碎的型煤。另外，也可以只将经由上述(A)工序成型的型煤的一部分供给到(B)粉碎工序。

(C)堆积工序

在该(C)工序中，将含有上述改质煤的由特定的粒度分布构成的粒状的煤进行堆积，形成堆垛。该堆积可以使用带式运送机等公知的设备等进行。

在(C)工序中，作为具有适当的粒度分布的改质煤，可以使用来自于经由上述(B)工序粉碎的型煤的粒状物。另外，也可以在上述粉碎物中添加未粉碎的型煤、没有成型的粒状或粉末状的改质煤、经由成型工序等产生的成型不合格品等来调整粒度，能够只使用上述粉碎物以外的改质煤调整粒度。

另外，在(C)工序中，也可以使用未改质的其他的煤调整整体的粒度。作为上述未改质的煤相对于堆积的粒状的全部煤的比例，以质量标准计，优选为30质量％以下，更优选为10质量％以下。通过减少未改质的煤的使用量，能够防止煤的燃烧效率的降低等。

在供于该(C)堆积工序的煤中，粒径为10mm以下的粒子的含量的下限为50质量％。这样一来，通过使用一定量的粒径为10mm以下的比较小的粒子，在堆积时，该小的粒子能够填补空隙而形成通气性低的堆垛。因此，根据该改质煤的储藏方法，不使用特别的材料等，就能够以低成本抑制堆垛的自燃。

作为上述粒径为10mm以下的粒子的含量的上限，优选为90质量％，更优选为70质量％，进一步优选为65质量％。这样一来，通过使粒径为10mm以下的粒子的含量为上述上限以下，能够使某种程度的尺寸的煤混杂，提高操作性等。

在上述煤中，作为粒径为1mm以下的粒子的含量的下限优选为25质量％。另外，作为粒径为0.15mm以下的粒子的含量的下限优选为7质量％。按照这样通过在上述粒度分布的范围内使用更小的粒子，能够进一步紧密地填补堆垛的空隙，能够提高自燃的抑制能力。

另一方面，作为粒径为1mm以下的粒子的含量的上限优选为40质量％，更优选为35质量％。另外，作为粒径为0.15mm以下的粒子的含量的上限优选为20质量％，更优选为15质量％。通过使这些微细的粒子的含量的上限为上述范围，能够抑制扬尘，另外提高操作性。

还有，堆积时也可以对煤进行水、表面活性剂水溶液喷雾。通过这样一来，能够进一步减少来自于所形成的堆垛的扬尘、起火。

这样一来，根据该改质煤的储藏方法，只控制所使用的煤的粒度分布，不使用特殊的设备、材料等，就能够以低成本抑制堆垛的自燃。

<粒度调整煤>

本发明的粒度调整煤含有改质煤，粒径为10mm以下的粒子的含量为50质量％以上且90质量％以下。

该粒度调整煤作为用于该改质煤的储藏方法的粒状的煤如上所述。因为该粒度调整煤的制造方法、优选的粒径等也与上述的粒状的煤同样，所以省略说明。

因为该粒度调整煤是具有这样宽的粒度分布的粒状物，所以能够形成既确保操作性，又可抑制自燃的堆垛。

实施例

以下，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。

[实施例1～3和比较例1～5]

准备粉末状的改质煤(UBC-P)，其是以次烟煤(生煤)作为原料，与重质油分和溶剂油分的混合油加以混合，经过加热工序而得到的。成型该粉末状的改质煤，得到型煤状的改质煤(UBC-B，尺寸：47mm×47mm×28mm)。使用轮式装载机使上述UBC-B从3m的高度下落而粉碎，得到UBC-B(粉碎)。下落次数等如后所述。

将上述UBC-B、UBC-B(粉碎)、UBC-P以及生煤按表1所述的质量比混合，用其形成高约1m的煤堆。还有，补充事项示于表1中。

[表1]

在比较例1～4中，混合使用UBC-B和UBC-P。在比较例4中，在比较例3的堆垛-40的表面再涂上15质量份的UBC-P。

在实施例1中，只使用UBC-P。

在比较例5中，采用的是按以下的步骤进行粉碎。

(UBC-B下落10次)→(将上述UBC-B与UBC-P混合)→(混合物下落10次)

在实施例2中，在比较例5的混合物中再混合生煤来使用。

在实施例3中，使下落次数为30次来进行。

[评价]

如图1所示，从距堆垛1的下方约129cm的位置P，在与堆垛斜面垂直的方向的深度25cm、50cm以及75cm的各测量点e1～e3，实施气体分析(O₂、CO以及CO₂浓度)和温度测量。结果示于图2-1～6中。

不透气的(氧浓度几乎为0)堆垛是：堆垛-100(实施例1，仅UBC-P)、堆垛-40-B-New(实施例2，UBC-B(粉碎)∶UBC-P∶生煤＝100∶38∶15)、以及堆垛-Raw20(实施例3，UBC-B(粉碎)∶生煤＝100∶19)这3堆。不透气的堆垛在比深度50cm深的范围内，氧浓度几乎为0(在表层附近氧浓度高)。

接着，形成各堆垛的煤的粒度分布的测量结果(实施例1～3，比较例1～3、5，后述的实施例4，以及作为参考的下落前的UBC-B和生煤)示于图3和表2中。还有，该粒度分布是使用FRITSCH公司制的摇筛机进行分析的值。

[表2]

如图3所示可知，在堆垛不透气成功的实施例1～3的煤的粒度分布中，粒径为10mm以下的粒子的比例高达50质量％以上。

[实施例4]

将UBC-P与其他的煤混合，调整为图3和表2的实施例4所示的粒度分布。使用其形成与实施例1等同样的堆垛并进行气体分析时，能够确认到不透气。

产业上的可利用性

如以上说明的那样，本发明的改质煤的储藏方法能够以低成本抑制堆垛的自燃，能够在火力发电厂、炼铁厂等中广泛使用。

符号说明

1 堆垛

e1、e2、e3 测量点

Claims

1.一种改质煤的储藏方法，其中，具有将含有改质煤的粒状的煤进行堆积的工序，

所述煤中的粒径为10mm以下的粒子的含量为50质量％以上。

2.根据权利要求1所述的改质煤的储藏方法，其中，所述煤中的粒径为1mm以下的粒子的含量为25质量％以上，粒径为0.15mm以下的粒子的含量为7质量％以上。

3.根据权利要求1所述的改质煤的储藏方法，其中，所述煤中的粒径为10mm以下的粒子的含量为90质量％以下。

4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的改质煤的储藏方法，其中，还具有成型所述改质煤的型煤的工序，以及粉碎该型煤的工序，

作为所述粒状的煤的至少一部分，使用经由所述粉碎工序得到的粉碎物。

5.一种粒度调整煤，其中含有改质煤，粒径为10mm以下的粒子的含量为50质量％以上且90质量％以下。