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公開番号2025030848
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023136510
出願日2023-08-24
発明の名称バイオ成型コークスの製造方法
出願人アイシン高丘株式会社
代理人個人
主分類C10B 53/02 20060101AFI20250228BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】高い発熱量と強度を有するバイオ成型コークスを得ること。
【解決手段】不純物が除去されたヤシ殻又はヤシ殻炭であるヤシ殻材(バイオマス原料21)と、粘結材22とを混合機13により混合して混合物を得る混合工程と、混合物を成型機14により加圧成型して成型体を得る成型工程と、成型体を加熱炉15により非酸化雰囲気下で加熱する加熱工程と、を含む方法によりバイオ成型コークス23を製造する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
不純物が除去されたヤシ殻又はヤシ殻炭であるヤシ殻材と、粘結材とを混合して混合物を得る混合工程と、
前記混合物を加圧成型して成型体を得る成型工程と、
前記成型体を非酸化雰囲気下で加熱する加熱工程と、
を含む、バイオ成型コークスの製造方法。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記ヤシ殻材に対する前記粘結材の配合比が５質量％以上３０質量％以下である、請求項１に記載のバイオ成型コークスの製造方法。
【請求項３】
前記ヤシ殻材の平均粒径が１０μｍ以上１，０００μｍ以下である、請求項１又は２に記載のバイオ成型コークスの製造方法。
【請求項４】
前記成型工程では、前記混合物を大気下で加熱しながら加圧成型することにより前記成型体を得る、請求項１又は２に記載のバイオ成型コークスの製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程では、前記成型工程での加熱温度よりも高温で前記成型体を加熱する、請求項４に記載のバイオ成型コークスの製造方法。
【請求項６】
前記加熱工程での加熱温度が３００℃以上２，０００℃以下である、請求項１又は２に記載のバイオ成型コークスの製造方法。
【請求項７】
前記粘結材が、コールタールピッチ、アスファルトピッチ、木質タール、セメント、ベントナイト、水ガラス、原料炭若しくは粘結炭、又はこれらのうち２種以上の組み合わせである、請求項１又は２に記載のバイオ成型コークスの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオ成型コークスの製造方法に関し、詳しくは、バイオマス原料を用いて石炭コークスの代替となり得るバイオ成型コークスを製造する技術に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンニュートラルの目標達成に向け、ＣＯ
２
排出量削減のための技術の開発とその実用化が求められている。例えば、鋳物の製造工程で用いられるキュポラは、石炭を原料とする石炭コークスを熱源に用いて鉄等を溶解する炉である。カーボンニュートラルを実現するために今後は、キュポラの熱源を、化石燃料由来である石炭コークスからカーボンニュートラルな燃料に置き換えていくことが望まれる。
【０００３】
このような動向の中で、近年、バイオマス原料を用いて、石炭コークスの代替となり得る成型コークスを製造するための技術が種々提案されている（例えば、特許文献１や特許文献２参照）。特許文献１には、スギのおがくずやヒノキの樹皮といったバイオマス原料を粉砕した後に筒に充填し、加熱しながら加圧成型することにより、バイオマス原料の主成分であるリグニン、セルロース及びヘミセルロースのうちヘミセルロースを熱分解させるとともに、セルロース及びリグニンの骨格を保持しつつ低温反応させ、その後冷却及び乾燥することにより、最高圧縮強度６０～２００ＭＰａ及び発熱量１８～２３ＭＪ／ｋｇのバイオマス固形物を製造することが開示されている。この特許文献１では、バイオマス原料に含まれるヘミセルロースを熱分解し接着効果を発現させ、セルロース及びリグニンは骨格を保ったまま圧密し、これにより半炭化前又は半炭化のバイオマス固形物を得るようにしている。
【０００４】
特許文献２には、褐炭と植物由来バイオマスとを混合し、その混合物を熱間成型した後にコークス化することにより、原料炭に比べて安価な褐炭を用いてコークスを製造することが開示されている。特許文献２に記載のものでは、脂肪族炭素が少ない褐炭に対して、植物由来バイオマスを適量配合することで、褐炭を用いた成型コークスの強度向上を図り、またコークスを利用する際のＣＯ
２
排出量の削減につなげるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２００６／０７８０２３号
特開２０１９－１９９５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のバイオマス固形物は、半炭化前又は半炭化の状態であるため固定炭素の割合が少なく、石炭コークスに対し発熱量及び強度が不十分であると考えられる。また、特許文献２のコークスは褐炭を主成分とするものであるため、原料炭を用いて得られる石炭コークスと比較すると強度が低く、またカーボンニュートラルの観点からも更なる改善の余地がある。
【０００７】
鋳物の製造工程では、キュポラの最上部からコークスが装入され、装入されたコークスは炉内を下降し、炉底部で溶湯を生成するための熱源として用いられる。このような用途においてコークスの強度が不十分であると、炉最上部から装入したコークスが炉底部に到達するまでに破砕してしまうことがある。この場合、得られる溶湯の品質が安定しないことが懸念される。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高い発熱量と強度を有するバイオ成型コークスを得ることを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、以下の手段が提供される。
〔１〕不純物が除去されたヤシ殻又はヤシ殻炭であるヤシ殻材と、粘結材とを混合して混合物を得る混合工程と、前記混合物を加圧成型して成型体を得る成型工程と、前記成型体を非酸化雰囲気下で加熱する加熱工程と、を含む、バイオ成型コークスの製造方法。
〔２〕前記ヤシ殻材に対する前記粘結材の配合比が５質量％以上３０質量％以下である、上記〔１〕のバイオ成型コークスの製造方法。
〔３〕前記ヤシ殻材の平均粒径が１０μｍ以上１，０００μｍ以下である、上記〔１〕又は〔２〕のバイオ成型コークスの製造方法。
〔４〕前記成型工程では、前記混合物を大気下で加熱しながら加圧成型することにより前記成型体を得る、上記〔１〕～〔３〕のいずれかのバイオ成型コークスの製造方法。
〔５〕前記加熱工程では、前記成型工程での加熱温度よりも高温で前記成型体を加熱する、上記〔４〕のバイオ成型コークスの製造方法。
〔６〕前記加熱工程での加熱温度が３００℃以上２，０００℃以下である、上記〔１〕～〔５〕のいずれかのバイオ成型コークスの製造方法。
〔７〕前記粘結材が、コールタールピッチ、アスファルトピッチ、木質タール、セメント、ベントナイト、水ガラス、原料炭若しくは粘結炭、又はこれらのうち２種以上の組み合わせである、上記〔１〕～〔６〕のいずれかのバイオ成型コークスの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法によれば、不純物が除去されたヤシ殻又はヤシ殻炭と粘結材とを混合し、その混合物を加圧成型した成型体を非酸化雰囲気下で加熱することにより、高発熱量かつ高強度なバイオ成型コークスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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