Способ изготовления модифицированного угля и модифицированный уголь
Изобретение раскрывает способ изготовления модифицированного угля с использованием низкосортного угля в качестве исходного материала, включающий: обезвоживание низкосортного угля с получением обезвоженного угля; добавление воды в обезвоженный уголь для предотвращения любого пылеобразования с получением водосодержащего угля; агломерацию водосодержащего угля с получением агломерированного угля; медленное окисление агломерированного угля с получением окисленного угля; дробление окисленного угля с получением дробленного угля; и повторное добавление воды в дробленный уголь для предотвращения любого пылеобразования, при этом на стадии добавления воды в обезвоженный уголь добавляемое количество воды регулируется так, чтобы содержание воды в водосодержащем угле составляло от 6 мас.% или более до 16 мас.% или менее, и при этом на стадии повторного добавления воды в дробленый уголь добавляемое количество воды регулируется так, чтобы содержание воды в дробленом угле составляло от 10 мас.% или более до 16 мас.% или менее. Также раскрывается модифицированный уголь, полученный указанным способом. Технический результат заключается в снижении пылеобразования и самопроизвольном воспламенении модифицированного угля. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение предлагает способ изготовления модифицированного угля и модифицированный уголь.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Низкосортный уголь (низкокарбонизированный уголь), такой как бурый уголь и полубитуминозный уголь, содержит много воды и, таким образом, количество производимого им тепла в расчете на единицу массы является небольшим, а эффективность его транспортировки оказывается низкой. Однако вследствие огромных запасов низкосортного угля, с точки зрения эффективного использования природных ресурсов, низкосортный уголь подвергают обезвоживанию и последующему компрессионному формованию, производя брикеты определенного размера, которые используются в качестве топлива, производящего большее количество тепла в расчете на единицу массы и имеющего повышенную пригодность к обработке.
[0003] По своей природе низкосортный уголь имеет высокую поверхностную активность, причем низкосортный уголь проявляет склонность к реакции с кислородом, и, таким образом, может происходить самовозгорание, когда воздух вступает в контакт с низкосортным углем в течение его транспортировки и хранения. Чтобы предотвратить самовозгорание, обычно осуществляется выдерживание угля, в течение которого воздух (кислород) в определенном количестве поступает в уголь после его компрессионного формования, и в результате этого уголь медленно окисляется и стабилизируется. Например, был предложен способ, включающий выдерживание, в процессе которого реакционная способность угля уменьшается посредством осуществления гидратационной обработки и окислительной обработка (см. японскую выложенную патентную публикацию № 2011-37938).
[0004] После выдерживания согласно вышеупомянутому способу уголь подвергают дроблению, чтобы сделать размер его частиц подходящим для хранения. Дробленый уголь проявляет склонность к пылеобразованию в течение его транспортировки и т. д. Добавление воды в уголь посредством распыления на него воды эффективно предотвращает пылеобразование.
[0005] Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что при добавлении воды в уголь после выдерживания его свойство самовозгорания усиливалось вследствие восстановления поверхностной активности угля. Когда уголь орошается водой после выдерживания, скорость реакции угля (скорость расхода кислорода) увеличивается, эффект выдерживания уменьшается, и в результате этого усиливается свойство самовозгорания. Таким образом, недостаток традиционного способа представляет собой невозможность одновременного проявления свойства предотвращения пылеобразования и свойства предотвращения самовозгорания.
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ
[0006] Патентный документ 1: японская выложенная патентная публикация № 2011-37938
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМА, РЕШАЕМАЯ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
[0007] Настоящее изобретение было разработано с учетом вышеупомянутых обстоятельств, и его задача заключается в том, чтобы предложить способ, в котором используется низкосортный уголь в качестве исходного материала для изготовления модифицированного угля, в котором может быть подавлено любое пылеобразование и любое самовозгорание.
СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
[0008] В результате активных исследований по решению данной проблемы, авторы настоящего изобретения обнаружили, что модифицированный уголь, имеющий ослабленное свойство пылеобразования и свойство самовозгорания, может быть получен посредством добавления воды для предотвращения пылеобразования перед формованием обезвоженного угля в агломерированный уголь.
[0009] Настоящее изобретение, выполненное для решения данной проблемы, представляет собой способ изготовления модифицированного угля с использованием низкосортного угля в качестве соответствующего исходного материала, включающий:
обезвоживание угля;
добавление воды в обезвоженный уголь для предотвращения любого пылеобразования;
агломерацию водосодержащего угля;
медленное окисление агломерированного угля и
дробление окисленного угля,
в котором на стадии добавления воды добавляемое количество воды регулируется так, чтобы содержание воды в водосодержащем угле составляло от 6 мас.% или более до 16 мас.% или менее.
[0010] Согласно способу изготовления модифицированного угля, после стадии обезвоживания, вода для предотвращения пылеобразования добавляется в обезвоженный уголь до стадии агломерации, чтобы содержание воды находилось в пределах вышеупомянутого интервала, и после этого осуществляется выдерживание для медленного окисления угля. В результате этого можно легко и надежно получить модифицированный уголь, который имеет слабое свойство пылеобразования и слабое свойство самовозгорания. Добавление определенного количества воды до агломерации и выдерживание угля исключает любую необходимость добавления большого количества воды в уголь после дробления, потому что эта вода подавляет пылеобразование угля. В результате этого, согласно способу изготовления модифицированного угля, сокращаются факторы, которые вызывают восстановление активности после выдерживания угля, и могут одновременно ослабляться свойство пылеобразования и свойство самовозгорания полученного модифицированного угля.
[0011] Оказывается предпочтительным практически нулевое добавление воды в дробленый уголь. Может более надежно предотвращаться любое восстановление активности угля, может ослабляться свойство самовозгорания посредством добавления практически нулевого количества воды в уголь после дробления, как описано выше.
[0012] Когда вода практически не добавляется в дробленый уголь после стадии дробления, на стадии добавления воды добавляемое количество воды предпочтительно регулируется так, чтобы содержание воды в дробленом угле после стадии дробления составляло от 10 мас.% или более до 16 мас.% или менее. Добавление воды на стадии добавления воды для установления содержания воды в угле после дробления в пределах вышеупомянутого интервала обеспечивает предотвращение любого уменьшения количества производимого тепла, поскольку уголь сохраняет скорость реакции угля после дробления на определенном уровне или ниже, и, таким образом, может быть получен высококачественный модифицированный уголь, имеющий слабое свойство самовозгорания.
[0013] Способ изготовления модифицированного угля может дополнительно включать стадию повторного добавления воды для предотвращения пылеобразования в дробленый уголь. Использование способа, включающего повторное добавление воды в дробленый уголь, как описано выше, обеспечивает изготовление агломерированного угля, содержащего воду и подходящего для стадии агломерации, и, таким образом, может дополнительно повышаться качество полученного модифицированного угля.
[0014] Когда вода для предотвращения пылеобразования повторно добавляется в дробленый уголь на стадии добавления воды, добавляемое количество воды предпочтительно регулируется так, чтобы содержание воды в водосодержащем угле составляло от 6 мас.% или более до 12 мас.% или менее, и на стадии повторного добавления добавляемое количество воды предпочтительно регулируется так, чтобы содержание воды в дробленом угле составляло от 10 мас.% или более до 16 мас.% или менее. Добавление воды на стадии добавления воды и на стадии повторного добавления для установления содержания воды в угле после дробления в пределах вышеупомянутых интервалов обеспечивает повышение качества агломерированного угля и предотвращение любого уменьшения количества производимого тепла углем, сохраняющим скорость реакции угля после дробления на определенном уровне или ниже. Таким образом, может быть получен модифицированный уголь, имеющий повышенное качество и слабое свойство самовозгорания.
[0015] На стадии добавления воды часть или все количество воды для предотвращения пылеобразования предпочтительно добавляется в обезвоженный уголь посредством добавления водосодержащего исходного угольного материала в обезвоженный уголь. Замещение части или всей добавляемой воды для предотвращения пылеобразования посредством добавления исходного угольного материала, содержащего воду, обеспечивает увеличение изготовленного количества модифицированного угля, а также способствует снижению его себестоимости.
[0016] Таким образом, модифицированный уголь, полученный с использованием способа изготовления модифицированного угля, является превосходным в отношении свойства предотвращения пылеобразования и свойства предотвращения самовозгорания, а также является преимущественно пригодным для использования в качестве топлива.
[0017] Если масса воды, содержащегося в угле, обозначается "W1", и масса высушенного угля обозначается "W2", "содержание воды" представляет собой значение, определяемое согласно формуле W1/(W1+W2)×100.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0018] Как описано выше, способом изготовления модифицированного угля согласно настоящему изобретению, используя низкосортный уголь в качестве соответствующего исходного материала, можно производить модифицированный уголь, для которого может подавляться любое пылеобразование и любое самовозгорание. Способом изготовления модифицированного угля можно модифицировать низкосортный уголь, превращая его в топливо, которое является безопасным и превосходным в отношении стоимости транспортировки и пригодности к обработке.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0019] Фиг. 1 представляет график, иллюстрирующий соотношение между содержанием воды в угле до дробления и соотношением скорости реакции после орошения угля водой и скорости реакции до его орошения водой после дробления.
Фиг. 2 представляет график, иллюстрирующий соотношение между содержанием воды в дробленом угле после выдерживания и его скоростью реакции и соотношение между содержанием воды после орошения угля водой и скоростью реакции в примерах 1-4.
Фиг. 3 представляет график, иллюстрирующий соотношение между содержанием воды в дробленом угле после выдерживания и его скоростью реакции и соотношение между содержанием воды после орошения угля водой и скоростью реакции в сравнительных примерах 1-4.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0020] Далее будет подробно описан способ изготовления модифицированного угля согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0021] [ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ]
Способ изготовления модифицированного угля согласно первому варианту осуществления включает:
обезвоживание низкосортного угля (стадия обезвоживания);
добавление воды в обезвоженный уголь для предотвращения любого пылеобразования (стадия добавления воды);
агломерацию водосодержащего угля (стадия агломерации);
медленное окисление агломерированного угля (стадия выдерживания) и
дробление окисленного угля (стадия дробления).
[0022] В способе изготовления модифицированного угля согласно первому варианту осуществления, вода практически не добавляется в дробленый уголь после стадии дробления.
[0023] Низкосортный уголь в качестве исходного материала, который используется в настоящем изобретении, означает уголь, который встречается в природе и содержит воду в количестве 20 мас.% или более. Примеры низкосортного угля включают, например, бурый уголь, такой как уголь штата Виктория (Австралия), уголь штата Северная Дакота (США) и уголь округа Берген (штат Нью-Джерси, США); полубитуминозный уголь, такой как уголь компании WesBanco (Угольный Центр, штат Пенсильвания, США), уголь месторождения Binungan (остров Калимантан, Индонезия), уголь месторождения Salamanca (штат Нью-Йорк, США) и т.д.
[0024] Верхний предел диаметра наиболее крупных частиц низкосортного угля предпочтительно составляет 3 мм, предпочтительнее составляет 2 мм и еще предпочтительнее составляет 1 мм. Нижний предел содержания частиц низкосортного угля, каждая из которых имеет диаметр 0,5 мм или менее, предпочтительно составляет 50 мас.%, предпочтительнее составляет 70 мас.% и еще предпочтительнее составляет 80 мас.%. Прочность угля после формования в агломерированный уголь можно повышать, устанавливая максимальный диаметр частиц низкосортного угля на уровне верхнего предела или менее или устанавливая содержание частиц, каждая из которых имеет диаметр 0,5 мм или менее, на уровне нижнего предела или выше. Диаметр наиболее крупных частиц низкосортного угля можно измерять, используя сито. Содержание частиц, каждая из которых имеет диаметр 0,5 мм или менее, можно определять по полной массе просеянного низкосортного угля и массе угля, прошедшего сквозь сито при осуществлении просеивания с использованием сита, имеющего отверстия размером 0,5 мм.
[0025] <СТАДИЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ>
На стадии обезвоживания из низкосортного угля удаляется вода. Примеры способа обезвоживания включают способ масляного обезвоживания, представляющий собой осуществление термической обработки угля в масле, и способ осуществления термической обработки угля в атмосфере инертного газа, и предпочтительно может использоваться способ масляного обезвоживания с точки зрения высокой скорости удаления воды.
[0026] Согласно способу масляного обезвоживания, например, низкосортный уголь смешивается со светлым маслом на углеводородной основе, имеющим температуру кипения от 150°C до 300°C, и вода в низкосортном угле удаляется в процессе испарения при нагревании смеси до температуры 100°C или более. После этого низкосортный уголь экстрагируется из светлого масла на углеводородной основе, а затем низкосортный уголь подвергается высушиванию горячим воздухом для удаления светлого масла на углеводородной основе, оставшегося в низкосортном угле. В этом случае верхний предел содержания светлого масла на углеводородной основе в низкосортном угле предпочтительно составляет 10 мас.%, предпочтительнее составляет 3 мас.% и еще предпочтительнее составляет 2 мас.%.
[0027] <СТАДИЯ ДОБАВЛЕНИЯ ВОДЫ>
На стадии добавления воды вода для предотвращения пылеобразования добавляется в обезвоженный уголь, в котором отсутствует вода. Хотя способ добавления воды не ограничивается особым образом, пригодными для использования являются такие способы, как, например, распыление с использованием распылителя или аналогичного устройства и погружение в резервуар с водой. В частности, устройство и технологические стадии можно упростить посредством распыления воды с использованием распылителя, направленного на обезвоженный уголь, который из места на стадии обезвоживания к месту на стадии агломерации. Вода может добавляться в обезвоженный уголь более надежно и более равномерно посредством распыления воды на обезвоженный уголь, который падает из точки соединения ленточных конвейеров.
[0028] В воду для предотвращения пылеобразования может добавляться поверхностно-активное вещество. Добавление поверхностно-активного вещества улучшает смачиваемость обезвоженного угля водой и может более надежно подавлять пылеобразование.
[0029] Вода, которая содержится в исходном угольном материале, также является пригодной для использования в качестве воды для предотвращения пылеобразования. Часть или все количество воды для предотвращения пылеобразования может добавляться в обезвоженный уголь посредством добавления водосодержащего исходного угольного материала в обезвоженный уголь. Замещение части или всей добавляемой воды для предотвращения пылеобразования посредством добавления исходного угольного материала, содержащего воду, обеспечивает увеличение производства модифицированного угля и способствует снижению его себестоимости.
[0030] Согласно способу изготовления модифицированного угля, на стадии добавления воды, добавляемое количество воды для предотвращения пылеобразования регулируется так, чтобы содержание воды в угле находилось в пределах заданного интервала для получения водосодержащего угля. Нижний предел содержания воды в водосодержащем угле составляет 6 мас.% и предпочтительнее составляет 8 мас.%. С другой стороны, верхний предел содержания воды в водосодержащем угле составляет 16 мас.% и предпочтительнее составляет 15 мас.%. Установление содержания воды в водосодержащем угле в пределах вышеупомянутых интервалов обеспечивает предотвращение любого уменьшения количества производимого углем тепла посредством сохранения скорости реакции угля после его изготовления на постоянном уровне или ниже.
[0031] Предпочтительнее, на стадии добавления воды, добавляемое количество воды для предотвращения пылеобразования регулируется так, чтобы содержание воды в дробленом угле после стадии дробления, которая описана далее, находилось в определенном интервале. Нижний предел содержания воды в дробленом угле предпочтительно составляет 10 мас.% и предпочтительнее составляет 11 мас.%. Когда содержание воды в дробленом угле находится на уровне ниже нижнего предела, может оказаться недостаточным предотвращение пылеобразования модифицированного угля, полученного с использованием способа изготовления модифицированного угля. С другой стороны, верхний предел содержания воды в дробленом угле предпочтительно составляет 16 мас.% и предпочтительнее составляет 15 мас.%. Когда содержание воды в дробленом угле превосходит верхний предел, может уменьшаться количество производимого тепла в расчете на единицу массы модифицированного угля, полученного с использованием способа изготовления модифицированного угля, а также может снижаться ценность модифицированного угля в качестве топлива.
[0032] <СТАДИЯ АГЛОМЕРАЦИИ>
На стадии агломерации, чтобы упростить выдерживание, описанное выше, водосодержащий уголь, в который добавляется вода для предотвращения пылеобразования, превращается посредством формования в агломерированный уголь. Форма агломерированного угля и устройство, используемое на стадии агломерации, не ограничиваются особым образом. Например, можно использовать брикеты, изготовленные посредством компрессионного формования с использованием двухвалкового формовочного устройства или подобного устройства, гранулы, изготовленные посредством гранулирования в барабане с использованием гранулятора тарельчатого типа или подобного устройства, стержни, изготовленные посредством экструзионного формования с использованием экструдера или подобного устройства. В частности, уголь подвергается формованию в брикеты, причем каждый брикет имеет овальную форму, которая является предпочтительной с точки зрения пригодности к обработке.
[0033] Средняя масса агломерированного угля не ограничивается особым образом и может составлять, например, от 10 г до 100 г. Средний объем агломерированного угля не ограничивается особым образом и может составлять, например, от 2 см3 до 200 см3.
[0034] <СТАДИЯ ВЫДЕРЖИВАНИЯ>
На стадии выдерживания выдерживание осуществляется в процессе медленной реакции агломерированного угля с кислородом для окисления агломерированного угля. Способ выдерживания не ограничивается особым образом, и любой известный способ является пригодным для использования. Например, является пригодным для использования способ, согласно которому агломерированный уголь помещается в герметичный контейнер (анаэробный ящик), и определенное количество воздуха вводится снизу вверх внутрь герметичного контейнера.
[0035] Верхний предел скорости реакции окисленного угля (скорости расхода кислорода) после выдерживания предпочтительно составляет 2 мг/г/сутки и предпочтительнее составляет 1,5 мг/г/сутки. Когда скорость расхода кислорода окисленного угля после выдерживания превосходит верхний предел, может происходить самовозгорание окисленного угля или дробленого угля, который образуется посредством дробления окисленного угля. Установление скорости расхода кислорода окисленного угля после выдерживания на уровне верхнего предела или ниже обеспечивает устойчивый процесс выдерживания угля в воздушной атмосфере даже после стадии выдерживания и обеспечивает повышение устойчивости модифицированного угля, полученного с использованием способа изготовления модифицированного угля. "Скорость расхода кислорода" означает количество кислорода, реагирующего в течение суток в расчете на единицу массы угля, когда уголь находится при температуре 30°C в атмосфере, содержащей 21% кислорода.
[0036] <СТАДИЯ ДРОБЛЕНИЯ>
Модифицированный уголь можно получать, осуществляя дробление окисленного угля после выдерживания на стадии дробления. Предпочтительно, распределение частиц по диаметру после дробления представляет собой такое распределение частиц по диаметру, в котором при использовании сита с размером отверстий 10 мм модифицированный уголь, проходящий через это сито, составляет 50 мас.% или более по отношению к его полному количеству. Установление такого распределения частиц по диаметру обеспечивает упрощение хранения и транспортировки угля.
[0037] Дробленый модифицированный уголь является превосходным в отношении свойства предотвращения пылеобразования и свойства предотвращения самовозгорания, а также является преимущественно пригодным для использования, например, в качестве топлива для тепловых электростанций и подобных целей.
[0038] <ПРЕИМУЩЕСТВА>
Согласно способу изготовления модифицированного угля, можно легко и надежно получать модифицированный уголь, имеющий слабое свойство пылеобразования и слабое свойство самовозгорания, добавляя, после стадии обезвоживания, воду для предотвращения пылеобразования в уголь до стадии агломерации и осуществляя последующее выдерживание для медленного окисления угля. Согласно способу изготовления модифицированного угля, уголь содержит определенное количество воды даже без добавления в него какой-либо воды после дробления, когда в него добавляется вода до агломерации угля и до его выдерживания. Кроме того, таким способом может подавляться пылеобразование, могут сокращать факторы, вызывающие восстановление активности после выдерживания, и может ослабляться свойство самовозгорания. Согласно способу изготовления модифицированного угля, добавление практически нулевого количества воды в уголь после дробления обеспечивает более надежное предотвращение восстановления активности угля и ослабление свойства самовозгорания.
[0039] [ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ]
Способ изготовления модифицированного угля согласно второму варианту осуществления включает:
обезвоживание низкосортного угля (стадия обезвоживания);
добавление воды в обезвоженный уголь для предотвращения любого пылеобразования (стадия добавления воды);
агломерацию водосодержащего угля (стадия агломерации);
медленное окисление агломерированного угля (стадия выдерживания);
дробление окисленного угля (стадия дробления); и
повторное добавление воды для предотвращения пылеобразования в дробленый уголь (стадия повторного добавления воды).
[0040] <СТАДИЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ>
Стадия обезвоживания является такой же, как эта стадия согласно первому варианту осуществления, и она не будет описываться повторно.
[0041] <СТАДИЯ ДОБАВЛЕНИЯ ВОДЫ>
Стадия добавления воды может быть такой же, как эта стадия согласно первому варианту осуществления, за исключением добавляемого количества воды.
[0042] На стадии добавления воды добавляемое количество воды для предотвращения пылеобразования регулируется так, чтобы содержание воды в угле находилось в пределах заданного интервала, и получался водосодержащий уголь. Нижний предел содержания воды в водосодержащем угле составляет 6 мас.% и предпочтительнее составляет 8 мас.%. Авторы настоящего изобретения посредством исследования определили проиллюстрированное на фиг. 1 соотношение между содержанием воды после стадии добавления воды (до стадии агломерации) и степенью (показателем) увеличения скорости реакции угля после стадии повторного добавления воды (после орошения водой). Авторы настоящего изобретения обнаружили, что степень увеличения скорости реакции угля после стадии повторного добавления воды увеличивается линейным образом, когда снижается содержание воды в нем после стадии добавления воды. Когда содержание воды в водосодержащем угле составляет менее, чем нижний предел, таким образом, скорость реакции угля после стадии повторного добавления воды может становиться высокой, и свойство самовозгорания может не уменьшаться в достаточной степени. С другой стороны, верхний предел содержания воды в водосодержащем угле составляет 12 мас.% и предпочтительнее составляет 10 мас.%. Когда содержание воды в водосодержащем угле превосходит верхний предел, прочность агломерированного угля, изготовленного на стадии агломерации, может оказаться недостаточной вследствие избытка воды.
[0043] <СТАДИЯ АГЛОМЕРАЦИИ>
Стадия агломерации может быть такой же, как эта стадия согласно первому варианту осуществления, и она не будет описываться повторно.
[0044] <СТАДИЯ ВЫДЕРЖИВАНИЯ>
Стадия выдерживания может быть такой же, как эта стадия согласно первому варианту осуществления, за исключением скорости реакции окисленного угля после выдерживания.
[0045] Верхний предел скорости реакции окисленного угля (скорости расхода кислорода) после выдерживания предпочтительно составляет 1,5 мг/г/сутки и предпочтительнее составляет 1 мг/г/сутки. Когда скорость расхода кислорода окисленного угля после выдерживания превосходит верхний предел, может происходить самовозгорание угля после стадии повторного добавления воды. Установление скорости расхода кислорода окисленного угля после выдерживания на уровне верхнего предела или ниже обеспечивает устойчивый процесс выдерживания угля в воздушной атмосфере даже после стадии повторного добавления воды и обеспечивает повышение устойчивости модифицированного угля, полученного с использованием способа изготовления модифицированного угля.
[0046] <СТАДИЯ ДРОБЛЕНИЯ>
Стадия дробления может быть такой же, как эта стадия согласно первому варианту осуществления, и она не будет описываться повторно.
[0047] <СТАДИЯ ПОВТОРНОГО ДОБАВЛЕНИЯ ВОДЫ>
На стадии повторного добавления воды для предотвращения пылеобразования вода повторно добавляется в дробленый уголь. Способ повторного добавления воды для предотвращения пылеобразования не ограничивается особым образом, и пригодным для использования является такой способ, как, например, распыление с использованием распылителя и т.п. В воду для предотвращения пылеобразования может добавляться поверхностно-активное вещество. Часть или все количество добавляемой воды для предотвращения пылеобразования можно заместить добавлением исходного угольного материала.
[0048] Предпочтительно на стадии повторного добавления воды, добавляемое количество воды для предотвращения пылеобразования регулируется так, чтобы содержание воды в дробленом угле после стадии дробления находилось в определенном интервале. Нижний предел содержания воды в дробленом угле предпочтительно составляет 10 мас.% и предпочтительнее составляет 11 мас.%. Когда содержание воды в дробленом угле составляет менее, чем нижний предел, может оказаться недостаточным предотвращение пылеобразования модифицированного угля, полученного с использованием способа изготовления модифицированного угля. С другой стороны, верхний предел содержания воды в дробленом угле предпочтительно составляет 16 мас.% и предпочтительнее составляет 15 мас.%. Когда содержание воды в дробленом угле превосходит верхний предел, может уменьшаться количество производимого тепла в расчете на единицу массы модифицированного угля, полученного с использованием способа изготовления модифицированного угля, и может снижаться его ценность в качестве топлива.
[0049] Верхний предел скорости реакции (скорости расхода кислорода) дробленого угля после стадии повторного добавления воды предпочтительно составляет 2 мг/г/сутки и предпочтительнее составляет 1,5 мг/г/сутки. Когда скорость расхода кислорода дробленого угля после повторного добавления воды для предотвращения пылеобразования превосходит верхний предел, может происходить самовозгорание дробленого угля. Установление скорости расхода кислорода на дробленый уголь после повторного добавления воды для предотвращения пылеобразования на уровне верхнего предела или ниже обеспечивает устойчивый процесс выдерживания угля в воздушной атмосфере даже после стадии повторного добавления воды, а также обеспечивает повышение устойчивости модифицированного угля, полученного с использованием способа изготовления модифицированного угля.
[0050] <ПРЕИМУЩЕСТВА>
Согласно способу изготовления модифицированного угля, можно легко и надежно получать модифицированный уголь, имеющий слабое свойство пылеобразования и слабое свойство самовозгорания, аналогично первому варианту осуществления. Согласно способу изготовления модифицированного угля, агломерированный уголь, содержащий воду и подходящий для стадии агломерации, может быть изготовлен посредством повторного добавления воды в дробленый уголь. Таким способом можно дополнительно повышать качество полученного модифицированного угля.
ПРИМЕРЫ
[0051] Далее настоящее изобретение будет описано более конкретно со ссылкой на примеры, хотя настоящее изобретение не ограничивается ими.
[0052] [ПРИМЕРЫ 1-4]
Воду добавляли в порошкообразный уголь после обезвоживания, используя распыление, чтобы содержание воды принимало каждое из значений, перечисленных в таблице 1, и после этого порошкообразный уголь подвергали агломерации, получая брикеты, причем каждый брикет имел овальную форму. Агломерированный уголь выдерживали до тех пор, пока его скорость реакции не принимала каждое из значений, перечисленных в таблице 1, и после этого его подвергали дроблению. Дробленый уголь орошали водой, чтобы содержание воды принимало каждое из значений, перечисленных в таблице 1, и измеряли скорость реакции после орошения водой. Результаты представлены в таблице 1 и на фиг. 2.
[0053] [СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫ 1-4]
Воду добавляли в порошкообразный уголь после обезвоживания, используя распыление, чтобы содержание воды принимало каждое из значений, перечисленных в таблице 1, и после этого порошкообразный уголь подвергали агломерации, получая брикеты, причем каждый брикет имел овальную форму. Агломерированный уголь выдерживали до тех пор, пока его скорость реакции не принимала каждое из значений, перечисленных в таблице 1, и после этого его подвергали дроблению. Дробленый уголь орошали водой, чтобы содержание воды принимало каждое из значений, перечисленных в таблице 1, и измеряли скорость реакции после орошения водой. Результаты представлены в таблице 1 и на фиг. 3.
[0054] [Таблица 1]
| ТАБЛИЦА 1 | ||||
| Содержание воды до агломерации | Скорость реакции после выдерживания | Содержание воды после орошения водой | Скорость реакции после орошения водой | |
| мас.% | мг/г/сутки | мас.% | мг/г/сутки | |
| Пример 1 | 6,6 | 0,67 | 11,0 | 1,60 |
| Пример 2 | 8,1 | 0,75 | 12,7 | 1,24 |
| Пример 3 | 9,2 | 1,08 | 13,5 | 1,47 |
| Пример 4 | 8,9 | 0,84 | 13,6 | 1,03 |
| Сравнительный пример 1 | 4,1 | 1,02 | 12,6 | 7,11 |
| Сравнительный пример 2 | 4,7 | 0,64 | 12,9 | 8,90 |
| Сравнительный пример 3 | 4,7 | 0,28 | 11,8 | 5,63 |
| Сравнительный пример 4 | 3,5 | 0,99 | 12,3 | 5,15 |
[0055] Как представлено в таблице 1, модифицированный уголь, полученный в каждом из примеров 1-4, в который добавляли воду для предотвращения пылеобразования, чтобы содержание воды составляло 6 мас.% или более, до агломерации имел скорость реакции, которая была достаточно низкой после орошения водой на стадии повторного добавления воды, а также имел слабое свойство самовозгорания вследствие его подавления. С другой стороны, модифицированный уголь, полученный в каждом из сравнительных примеров 1-4, в котором содержание воды до агломерации составляло менее чем 6 мас.%, имел высокую скорость реакции после орошения водой, а также имел недостаточно подавленное свойство самовозгорания.
[0056] Хотя настоящее изобретение подробно описано в отношении конкретных вариантов осуществления, специалисты в данной области техники понимают, что могут быть произведены разнообразные изменения и модификации настоящего изобретения без отклонения от его идеи и выхода за пределы его объема.
Настоящая заявка составлена на основании японской патентной заявки, поданной 01 октября 2013 г. (японская патентная заявка № 2013-206307), причем ее содержание включается в настоящий документ посредством ссылки.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
[0057] Как описано выше, согласно способу изготовления модифицированного угля, используя низкосортный уголь в качестве соответствующего исходного материала, можно получать модифицированный уголь, в котором подавляются свойства пылеобразования и самовозгорания. Этот модифицированный уголь можно преимущественно использовать, например, в качестве топлива для тепловых электростанций и подобных целей.
1. Способ изготовления модифицированного угля с использованием низкосортного угля в качестве исходного материала, включающий:
обезвоживание низкосортного угля с получением обезвоженного угля;
добавление воды в обезвоженный уголь для предотвращения любого пылеобразования с получением водосодержащего угля;
агломерацию водосодержащего угля с получением агломерированного угля;
медленное окисление агломерированного угля с получением окисленного угля;
дробление окисленного угля с получением дробленого угля; и
повторное добавление воды в дробленый уголь для предотвращения любого пылеобразования,
при этом на стадии добавления воды в обезвоженный уголь добавляемое количество воды регулируется так, чтобы содержание воды в водосодержащем угле составляло от 6 мас.% или более до 16 мас.% или менее, и при этом
на стадии повторного добавления воды в дробленый уголь добавляемое количество воды регулируется так, чтобы содержание воды в дробленом угле составляло от 10 мас.% или более до 16 мас.% или менее.
2. Способ изготовления модифицированного угля по п. 1, в котором
на стадии добавления воды в обезвоженный уголь добавляемое количество воды регулируется так, чтобы содержание воды в водосодержащем угле составляло от 6 мас.% или более до 12 мас.% или менее.
3. Способ изготовления модифицированного угля по п. 1, в котором на стадии добавления воды в обезвоженный уголь, часть или все количество воды для предотвращения пылеобразования добавляется в обезвоженный уголь посредством добавления водосодержащего исходного угольного материала в обезвоженный уголь.
4. Модифицированный уголь, изготовленный с использованием способа изготовления модифицированного угля по любому из пп. 1-3.
