CN101243164A - 以煤作原料的固体燃料的制造方法及制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种固体燃料的制造方法及制造装置，对低阶煤进行脱水同时降低自燃性，并在制造运输性及储藏性优良的固体燃料时，可实现降低重质油分的添加量。固体燃料的制造方法为，将包含溶剂油分的油与低阶煤进行混合来制作原料浆料，在对该浆料进行了水分蒸发处理之后，进行固液分离得到固体燃料，其中，向上述水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料中添加重质油分，另外，该制造装置具有：将包含溶剂油分的油与低阶煤进行混合制作原料浆料的混合槽(1)、对该浆料进行水分蒸发处理的蒸发器(2)、(3)、对做过这种水分蒸发处理的浆料进行固液分离的固液分离装置，其中，具有向上述水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料添加重质油分的装置。

Description

以煤作原料的固体燃料的制造方法及制造装置
技术领域
本发明涉及一种以煤特别是以低阶煤作原料的固体燃料的制造方法及制造装置。
背景技术
关于以低阶煤这样的煤为原料的固体燃料的制造技术，目前已知的有特开平7-233383号公报(专利文献1)所述的固体燃料的制造方法。该公报所述的固体燃料的制造方法，将包含重质油分和溶剂油分的混合油与相当于低阶煤的多孔质煤进行混合得到原料浆料，对该浆料加热进行多孔质煤的脱水，同时，使多孔质煤的细孔内含有包含重质油分和溶剂油分的混合油，然后，对该浆料进行固态分离(下面，将该公报所述的固体燃料的制造方法称为现有方法A)。
依照现有方法A，进行脱水同时降低自燃性，从而可得到运输性及储藏性优良的固体燃料。
由于多孔质煤(低阶煤)含有大量的水分，因而在其运输时相当于也运输了水分而造成运输成本比较高，就这一点而言运输性差，另外，水分含量越多则热量越低。因此，虽然理想的是对多孔质煤进行脱水，但若利用管式干燥机等干燥蒸发型脱水法进行脱水，则因在存在于脱水后的多孔质煤的氧向细孔内的活性点的吸附及氧化反应而有引发自燃事故的危险。
与此相对，现有方法A中，利用原料浆料(包含重质油分及溶剂油分的混合油与多孔质煤的混合体)的加热气化蒸发掉多孔质煤的细孔内的水分(因此对多孔质煤进行脱水)，同时，细孔内被含有重质油分的混合油覆盖，由于最终该混合油特别是重质油分最先充满细孔内，因而可抑制在存在于上述的氧向细孔内的活性点的附着及氧化反应，因此可抑制自燃。因此，可在进行脱水的同时，减低自燃性，得到运输性及储藏性优良的固体燃料。
关于用于进行上述的固体燃料的制造的装置，上述公报(特开平7-233383号公报)中，所述的固体燃料的制造装置，具有：将包含重质油分和溶剂油分的混合油与多孔质煤进行混合制作原料浆料的混合槽；对该原料浆料加热以除去水蒸气的蒸发器；固态分离该加热后的处理剂浆料的固体分离器(下面，将该公报所述的固体燃料的制造装置称为现有装置A)。与上面一样，此处多孔质煤相当于低阶煤。
专利文献1：特开平7-233383号公报
上述现有方法A(上述公报所述的固体燃料的制造方法)中，如上所述，将含有重质油分和溶剂油分的混合由于多孔质煤进行混合得到原料浆料，对该浆料加热进行脱水，并且，使多孔质煤的细孔内含有包括重质油分和溶剂油分的混合油，然后对该浆料进行固液分离。由此，进行脱水同时可得到降低自燃性且运输性及储藏性优良的固体燃料。即，在对含有大量水分的多孔质煤(低阶煤)进行脱水的同时，可得到降低自燃性且运输性及储藏性优良的固体燃料。
但是，由于重质油分的添加在固体燃料的制造中是成本提高的主要因素，因而期望降低其添加量。
发明内容
本发明就是着眼于这种情况而立项的，其目的在于，提供一种固体燃料的制造方法及制造装置，在对煤特别是低阶煤进行脱水，并且在降低自燃性并制造运输性及储藏性优良的固体燃料时，可实现降低重质油分的添加量。
本发明者们，为了实现上述目的而进行了锐意研究，结果完成了本发明。依照本发明可实现上述目的。
这样完成的可实现上述目的的本发明，涉及一种以煤为原料的固体燃料的制造方法及制造装置，其所具有如下的特征。
一种固体燃料的制造方法，将包含溶剂油分的油与煤混合制作原料浆料，对该原料浆料进行水分蒸发处理后，进行固液分离而得到固体燃料，其特征在于，向所述水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料中添加重质油分。
一种固体燃料的制造装置，其具有：将包含溶剂油分的油与煤混合制作原料浆料的混合槽；对该原料浆料进行水分蒸发处理的蒸发器；对进行了该水分蒸发处理的浆料进行固液分离的固液分离装置，其特征在于，具有向所述水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料中添加重质油分的装置。
上述及下述的本发明的制造方法及制造装置，作为煤在使用低阶煤时，所发挥的效果是很明显的。
根据本发明的固体燃料的制造方法，对煤特别是对低阶煤进行脱水，同时，在降低自燃性，制造运输性及储藏性优良的固体燃料时，可降低重质油分的添加量。
依照本发明的固体燃料的制造装置，可完成上述的本发明的固体燃料的制造方法，进而可达到上述的效果。
附图说明
图1是表示比较例1的固体燃料的制造工艺流程的图；
图2是表示本发明实施方式及实施例1的固体燃料的制造工艺流程的图；
图3是表示其它实施方式例的固体燃料的制造工艺流程的图；
图4是表示比较例1的固体燃料的制造工艺中的混合部及蒸发部的详情的模式图；
图5是表示本发明实施例1的固体燃料的制造工艺中的混合部及蒸发部的详情的模式图；
图6是表示实施例2的固体燃料的制造工艺中的混合部及蒸发部的详情的模式图。
符号说明
1-混合槽，2-第一级蒸发器，3-第二级蒸发器，4-第三级蒸发器，8-原料煤，10-混合部，11-原料浆料，12-蒸发部，13-排水，14-粉碎部，15-中途阶段的浆料，16-固液分离部，17-中途阶段的浆料，18-最终干燥部，20-循环油，22-重质油分，24-溶剂油分，26-混合油，28-预热部，30-冷却部，32-粉末状固体燃料，34-成形部，36-成形固体燃料，38-来自固液分离部的油分，40-来自干燥部的油分。
具体实施方式
本发明者们为了完成上述的目的而反复进行锐意试验及研究。其结果发现，对原料浆料进行了水分蒸发之后，在进行固液分离得到固体燃料时，若对水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料进行重质油分的添加，则不仅重质油分的添加量比现有方法A少，且得到的固体燃料的自然性低，而且，成形性变得优良(进行脱水的同时降低自燃性，且得到成形性优良的固体燃料)，因此，也可以使重质油分的添加量比现有方法A少，因而可实现重质油分的添加量的降低。
本发明是基于该发现而完成的。由此，所完成的本发明的固体燃料的制造方法为，将含有溶剂油分的油与煤例如低阶煤进行混合来制造原料浆料，对该原料浆料进行水分蒸发处理之后，进行固液分离得到固体燃料，其中，对上述水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料中添加重质油分。即，对原料浆料进行了水分蒸发处理之后，在固液分离得到固体原料时，对水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料进行重质油分的添加。
依照本发明的固体燃料的制造方法，如上述发现，不仅重质油分的添加量比现有方法A少，且得到的固体燃料的自燃性低，而且，成形性变得优良(进行脱水的同时降低自燃性，且得到成形性优良的固体燃料)，因此，也可以使重质油分的添加量比现有方法A少，因而可实现重质油分的添加量的降低。即，在制造从低阶煤脱水同时降低自燃性，运输性及储藏性优良且成形性优良的固体燃料时，可实现重质油分的添加量的降低。
如上所述，若对水分蒸发处理后或者中途阶段的浆料进行重质油分的添加，则不仅使重质油分的添加量比现有方法A少，且得到的固体燃料的自燃性低，而且成形性变得优良(进行脱水的同时降低自燃性，且得到成形性优良的固体燃料)。关于其原因，认为下述的说明比较妥当。另外，如上所述，本发明的制造方法及制造装置可应用于使用煤特别是使用固体燃料为原料的煤。虽然并不是仅局限于作为应用对象的煤，但其中应用于低阶煤(相当于多孔质煤)时是极为有效的，因此，在下述说明中，参照作为例子的低阶煤，来说明本发明的制造方法及制造装置。
在对水分蒸发处理结束后的浆料进行重质油分的添加的情况下，在水分蒸发处理时，对浆料中的低阶煤进行脱水(对低阶煤的细孔内的水分进行气化蒸发)，同时，使包含溶剂油分的油进入低阶煤(多孔质煤)的细孔内充满细孔内。就能够相对于该水分蒸发处理结束后的浆料添加重质油分。
若对该水分蒸发处理结束后的浆料添加重质油分，则由于低阶煤的细孔内已经存在溶剂油分，因此该重质油分因扩散而进入低阶煤的细孔内。因此，若不长时间保持，则重质油分不能充满低阶煤的细孔内。因此，该重质油分的添加量达到与现有方法A时一样多，且在重质油分的添加后长时间一直保持的情况下，虽然有可能使重质油分充满低品质煤的细孔内，但由于重质油分的添加后不进行水分蒸发处理通常就快速进行固液分离，因而不能长时间保持在添加了重质油分的状态。因此，不能使重质油分充满低阶煤的细孔内，而是附着于低阶煤的细孔内表面及外表面(细孔内表面以外的表面)，覆盖在它们的表面或者因重质油分附着于低阶煤的外表面而覆盖低阶煤的外表面，同时堵塞细孔入口。由此，可抑制氧向细孔内活性点的吸附剂氧化反应，进而降低得到的固体燃料的自燃性。另外，例如即使在重质油分的添加后一直保持比较长的时间，也减少重质油分的添加量(比现有方法A少)的情况下，与上述一样，不能使重质油分充满低阶煤的细孔内，而是附着于低阶煤的外表面及细孔内表面，覆盖其表面，或者在覆盖低阶煤的外表面的同时堵塞细孔入口，由此，可抑制氧向细孔内活性点的吸附及氧化反应。
此时，所添加的重质油分首先附着于低阶煤的外表面。因此，在重质油分附着于低阶煤的细孔内及外表面的情况下，低阶煤的外表面一方比细孔内表面每单位面积的重质油分附着量大。另外，由于以这种形式优先附着于低阶煤的外表面，因此，如上所述，重质油分附着于低阶煤的外表面并覆盖低阶煤的外表面，同时，有可能堵塞细孔入口，在这种情况下，虽然也有可能使若干重质油分附着于细孔内表面，但低阶煤的外表面每单位面积的重质油分附着量极多。因此，即使重质油分的添加量比现有方法A少，也可使在低阶煤的外表面的重质油分的附着量保持在于现有方法A时相等或者在其以上，进而所得到的固体燃料成形性优良。
因此，若相对于水分蒸发处理结束后的浆料进行重质油分的添加，则即使重质油分的添加量比现有方法A少，也可降低所得到的固体燃料的自燃性，而且成形性变得优良(在进行脱水的同时降低自燃性，且可得到成形性优良的固体燃料)。
在对水分蒸发处理的中途阶段的浆料进行重质油分的添加时，在直至该重质油分的添加时刻的水分处理时，使浆料中的低阶煤某种程度地脱水(使低阶煤的细孔内的水分达到某种程度气化蒸发)，并且使包含溶剂油分的油进入低阶煤(多孔质煤)的细孔内，以充满细孔。能够相对于该水分蒸发处理的中途阶段的浆料添加重质油品。
若相对于该水分蒸发处理的中途阶段的浆料进行重质油分的添加，则其添加量达到与现有方法A时相同的程度，而且，在重质油分的添加时刻以下的水分蒸发处理之后，若要长时间一直保持，则虽然有可能使重质油分充满多孔质煤的细孔内，但重质油分的添加时刻以下的水分蒸发处理的时间一般要变短(比现有方法A时的水分蒸发处理时间短)，该水分蒸发处理之后进行固液分离。因此，一般不是在重质油分的添加之后长时间保持(缩短从重质油分添加时刻至固液分离的时间)，因此，不是使重质油分充满低阶煤的细孔内而是附着于低阶煤的外表面及细孔内表面，覆盖其表面，或者使重质油分附着于低阶煤的外表面并覆盖低阶煤的外表面，同时，堵塞细孔入口，由此，可抑制氧向细孔内活性点的附着及氧化反应，进而达到得到的固体燃料的自燃性的降低。
此时，所添加的重质油分优先附者于低阶煤的外表面。因此，基于与对上述的水分蒸发处理结束后的浆料进行重质油品的添加时一样的理由，即使重质油分的添加量比现有方法A要少，也可使在低阶煤的外表面的重质油分的附着量达到与现有方法A相同或者在其以上，进而使得到的固体燃料达到成形性优良。
因此，若对水分蒸发处理的中途阶段的浆料进行重质油分的添加，则重质油分的添加量即使比现有方法A少，也可降低得到的固体燃料的自燃性，且成形性变得优良(在进行脱水的同时降低自燃性，且可得到成形性优良的固体燃料)。
但是，在相对于该水分蒸发处理的中途阶段的浆料进行重质油分的添加的情况下，由于该重质油分的添加时刻以后也进行水分蒸发处理。因而使重质油分附着于低阶煤的外表面并覆盖低阶煤的外表面，同时，减少堵塞细孔入口，重质油分在低阶煤的细孔表面及外表面的附着变多。
在重质油分附着于该低阶煤的细孔内表面及外表面时，由于重质油分优先附着于低阶煤的外表面，因而低阶煤的外表面一方每单位面积的重质油分附着量比细孔内表面多。但是，由于重质油分的添加时刻以后也进行水分蒸发处理，因而重质油分进入低品质煤的细孔内的机会多，更具体地说，在该重质油分的添加时刻以后的水分蒸发处理期间，重质油分进入，因此，比起对上述的水分蒸发处理结束后的浆料进行重质油分的添加的情况，进入低阶煤的细孔内的重质油分的量变多，进而在低阶煤的外表面的重质油分附着量和在细孔内表面的重质油分附着量之差变小。因此，在使低阶煤的外表面的重质油分的附着量(进而使成形性)与对上述的水分蒸发处理结束后的浆料进行重质油分的添加时相同的情况下，在细孔表面内的重质油分附着量，比对上述的水分蒸发处理结束后的浆料进行重质油分的添加的情况多。因此，必须得重质油分的添加量也比在对上述的水分蒸发处理结束后的浆料进行重质油分的添加的情况下多。
重质油分的添加时刻以前的水分蒸发处理的时间越长，重质油分的添加时可以后的水分蒸发处理的时间越短，则在低阶煤的外表面的重质油分附着量和在细孔内表面的重质油分附着量之差越大，必要的重质油分的添加量越小，越接近要对上述的水分蒸发处理结束后的浆料进行重质油分的添加的情况。基于这一点，优选重质油分的添加时刻以前的水分蒸发处理的时间长，重质油分的添加时刻以后的水分蒸发处理的时间短。即，优选将进行重质油分的添加的水分蒸发处理的中途阶段的时刻设定为尽可能地接近水分蒸发处理结束的时刻。换言之，就是优选尽可能地对接近于水分蒸发处理结束的时刻的浆料，进行重质油分的添加。
可是，就现有方法A而言，如上所述，利用原料浆料(含重质油分及溶剂油分的混合油与多孔质煤的混合体)的加热使低阶煤的细孔内的水分气化蒸发，同时，使混合油充满该低阶煤的细孔内，使细孔内表面被重质油分覆盖。因此，抑制在氧向细孔内活性点的吸附及氧化反应并抑制自燃性，从而在进行脱水的同时降低自燃性，可得到运输性及储藏性优良的固体燃料。此时，低阶煤外表面也附着有重质油分，由此可确保优良的成形性。因此，依照现有方法A，可在进行脱水的同时降低自燃性，并得到运输性及储藏性优良且成形性优良的固体燃料。
在此，在降低了与低阶煤混合的混合油中的重质油分的浓度的情况下，即在减少了重质油分的添加量的情况下，即使可抑制氧向细孔内活性点的吸附及氧化反应，因减少低阶煤的外表面的重质油分附着量、降低得到的固体燃料的成形性而不充分。
即，就本发明的固体燃料的制造方法而言，由于在原料浆料的水分蒸发处理结束后(或者中途阶段)的浆料中添加重质油分，因而虽然所添加的重质油分优先附着于低阶煤的外表面，但就现有方法A而言，由于原料浆料(含重质油分及溶剂油分的混合油与多孔质煤的混合体)中已经含有重质油分，对该原料进行水分蒸发处理，因而在对低阶煤的细孔内的水分进行蒸发的同时或者在其后，含有重质油分的混合油进入低阶煤的细孔内。于是可认为，重质油分基本均匀地附着于低阶煤的外表面及细孔内表面。因此，就现有方法A而言，若将重质油分的添加量降低到与本发明的固体燃料的制造方法的情况相同的程度，则即使可是重质油分充分地附着于低阶煤的细孔内表面并抑制氧向活性点的吸附及氧化反应，低阶煤的外表面的重质油分附着量也比本发明的固体燃料的制造方法少，因降低得到的固体燃料的成形性而不充分。另外，就现有方法A而言，若以低阶煤的细孔内表面的重质油分附着量达到与本发明的固体燃料的制造方法相同程度的形式来降低重质油分的添加量，则虽然可抑制氧向细孔内活性点的吸附及氧化反应，但是低阶煤的外表面的重质油分附着量比本发明的固体燃料的制造方法少，因降低得到的固体燃料的成形性而不充分。由此，现有方法A中，在降低重质油分的添加量的情况下，低阶煤的外表面的重质油分附着量降低、得到的固体燃料的成形性降低而不充分。
现有方法A中，在即使降低重质油分的添加量也要使重质油分充分附着于低阶煤的细孔内表面的情况下，虽然可抑制氧向细孔内活性点的吸附及氧化反应，但是难以确保正中情况下的成形性，在抑制氧向细孔内活性点的吸附及氧化反应的重质油分充满低阶煤的细孔内不久就添加重质油分的情况下，使重质油分充分地附着于低阶煤的外表面，由此可确保优良的成形性。换言之，为了确保优良的成形性，就必须在重只有份充满低阶煤的细孔内不久就添加重质油分(下面将这种情况的重质油分添加量称作“重质油分添加量A”)。这样的重质油分的添加在抑制氧向细孔内活性点的吸附及氧化反应方面是过剩的(下面，也将这种过剩的重质油分称为“过剩部分X”)。
与此相对，本发明的固体燃料的制造方法中，由于所添加的重质油分优先附着于低阶煤的外表面，因而即使重质油分的添加量小，也能够抑制氧向细孔内活性点的吸附及氧化反应，且可确保优良的成形性。重质油分的添加量不必为使重质油分充满低阶煤的细孔内的程度，也可以是比此更少的量。例如，也可以是从重质油分添加量A扣除过剩部分X的量(A-X＝B)，该情况下，重质油分的添加量降低到添加量B(＝A-X)，只减少过剩部分X的量。
另外，在采用将利用水分蒸发处理后的固液分离而分离出的液体部分(油分(含溶剂油分及重质油分))作为循环油循环到制作原料浆料的部位，与低阶煤(多孔质煤)进行混合的方法(下面称为“方法C”)的情况下，在水分蒸发处理时，该循环油进入低阶煤的细孔内，以使该循环油中的重质油分附着于低阶煤的细孔内表面。但是，由于该循环油中的重质油分量少，因而该重质油分的附着量少，对于抑制氧向细孔内活性点的吸附及氧化反应(进而抑制自燃性)实在是不充分的。另外，虽然此时低阶煤的外表面也附着有重质油分，但是该重质油分的附着量小，对于确保成形性实在是不充分。因此，即使在采用上述方式C，也必须再添加重质油分。因此，在现有方法A的情况下，将重质油分添加在制作原料浆料的场所并与低阶煤混合，另一方面，在本发明的固体燃料的制造方法的情况下，是在原料浆料的水分蒸发处理结束后(或者中途阶段)的浆料中添加重质油分。这时，本发明的固体燃料的制造方法的重质油分的添加量也比现有方法A少，进而可谋求重质油分添加量的降低。即，在本发明的固体燃料的制造方法中，重质油分的添加量即使比现有方法少，也可抑制氧向细孔内活性点的吸附及氧化反应，且可确保优良的成形性。另外，在上述重质油分的添加时，比起只添加重质油分，还是在将重质油分与溶剂油分混合的混合物质后来添加，更具有流动性及扩散性优良的优点，故而优选。
本发明的固体燃料的制造方法中，重质油分的添加量也可以比现有方法A少，因此，由于不仅可谋求重质油分添加量的减少还可减少重质油分的添加量，因而在水分蒸发处理后的固液分离时，使油分的除去变得容易，其效率提高。即，在水分蒸发处理后，进行固液分离得到固体燃料时，通常利用离心分离机的机械性固液分离机对水分蒸发处理后的浆料进行固液分离，由此，虽然可通过干燥机等对被分离的固体进行干燥处理(油分蒸发处理)得到固体燃料，但在该干燥处理时，由于其对象即固体成分中的重质油分的量少，因而使干燥变得容易，提高了其效率。
本发明的固体燃料的制造装置具有：将包含溶剂油分的油与低阶煤进行混合制作原料浆料的混合槽、对这种原料浆料进行水分蒸发处理的蒸发器、对进行了该水分蒸发处理的浆料进行固液分离的固液分离装置，其中，具有向所述水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料中添加重质油分的装置。
依照本发明的固体燃料的制造装置，可实现上述的本发明的固体燃料的制造方法，进而可达到与本发明的固体燃料的制造方法同样的作用效果。即，由于具有上述的混合槽、蒸发器、固液分离装置，因而可进行本发明的固体燃料的制造方法的原料浆料制作、原料浆料的水分蒸发处理、固液分离，同时，由于具有向水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料中添加重质油分的装置，因而，可向水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料中添加重质油分，因此，可完成上述的本发明的固体燃料的制造方法，进而可达到与本发明的固体燃料的制造方法相同的效果。
在本发明中，所谓的水分蒸发处理的中途阶段的浆料，是指水分蒸发处理处于中途阶段的浆料，即在原料浆料的水分蒸发处理开始至结束期间的浆料(从水分蒸发处理开始至结束期间的浆料)。该浆料并非仅局限于水分蒸发处理进行到一半时的浆料，只要是从水分蒸发处理开始至结束期间的浆料即可，包括水分蒸发处理进行到一半时的浆料及水分蒸发处理刚刚开始时的浆料及水分蒸发处理要结束前的浆料。
原料浆料的水分蒸发处理，通常通过多级设置的蒸发器(脱水槽)以多级进行。例如，可通过2级设置的蒸发器用2级进行，或者通过3级设置的蒸发器用3级进行。在前者的情况下，通过第一级蒸发器(脱水槽)对原料浆料进行水分蒸发处理，通过第二级蒸发器对该水分蒸发处理后的浆料再进行水分蒸发处理。在后者的情况下，通过第一级蒸发器对原料浆料进行水分蒸发处理，通过第二级蒸发器对该水分蒸发处理后的浆料再进行水分蒸发处理，通过第三级蒸发器对该水分蒸发处理后的浆料再进行水分蒸发处理。
在前者实例(2级)的情况下，通过第一级蒸发器对水分蒸发处理的浆料进行重质油分的添加。在后者实例(3级)的情况下，通过第一级蒸发器对水分蒸发处理的浆料及/或通过第二级蒸发器对水分蒸发处理的浆料进行重质油分的添加。不论是哪一种情况，都是对水分蒸发处理的中途阶段的浆料进行重质油分的添加。
另外，由于在对不太进行水分蒸发处理时的浆料进行重质油分的添加时，减少可降低的重质油分添加量，与其在这种情况下还是对进行水分蒸发处理时的浆料进行重质油分的添加的情况下这一方更能使可减少的重质油分添加量变大，使必须的重质油分的添加量变小，因而，优选尽可能对进行水分蒸发处理时的浆料，例如对接近水分蒸发处理结束时的浆料进行重质油分的添加。例如，在通过设置有三级的蒸发器用3级进行水分蒸发处理的情况下，优选通过第三级蒸发器对进行了水分蒸发处理的浆料进行重质油分的添加。虽然如此，但也可以在水分蒸发处理结束后，即通过第三级蒸发器对进行了水分蒸发处理的浆料实施重质油分的添加，通常，这样更理想。即使按二级实施水分蒸发处理的情况下，也可以通过第二级蒸发器对进行了水分蒸发处理的浆料实施重质油分的添加。通常，这样更理想。
在本发明中，所谓的低阶煤，如上所述，一般是指含有大量的水分通常是含有20％以上的水分且希望进行脱水的煤。这种低阶煤，例如有褐煤、次烟煤等。例如褐煤有维多利亚煤、北达科他煤、贝尔加煤等，次烟煤中有西埃尔班科煤、ビヌンガン(Binungan)煤、サマランガウ(Samarangau)煤等。低阶煤并非仅限于上述的例示，含有大量的水分希望脱水的煤都包含于本发明的低阶煤。
所谓的重质油分，覆盖低阶煤的外表面及细孔内入口及表面，具有阻断细孔内活性点与外气特别是具有阻断与氧的接触的功能，可作为重质油分使用的油分，例如有石油类的重油、含有未完成精制的重油成分的石油类的轻油馏分、煤油馏分、润滑油馏分、煤焦油、为了作为溶剂或者清洗剂使用而包含重质油分的杂质的轻油及煤油、包含因重复使用而劣化的馏分的热溶剂油等。作为优选的重质油分之一例，有如真空残留油例如在400℃也不会表现出实质性蒸汽压的重质成分或者包含这种成分的油。另外，所谓的溶剂油分具有与重质油分的亲和性、作为浆料的可搬运性、具有向细孔内侵入的容易性，可作为溶剂油分使用的物质例如有煤油、轻油或者重油等(沸点100℃以上，优选平均沸点300℃以下的石油类油)。再者，本发明中“含有溶剂油分的油”这一用语是为了调制原料浆料而与煤进行混合的油分，是指只是用溶剂油分构成的情况，或者在溶剂油分的基础上含有其它的油分，例如含有重质油分，通常是含有少量的重质油分的情况中的任一情况的意思。
所谓原料浆料的水分蒸发处理，是指对原理浆料中的低阶煤进行脱水的处理。即，使包含于低阶煤的水分蒸发，以此来除去所产生的水蒸气的处理。
作为混合槽，其种类并无特别限制，可使用各种器皿，但通常使用轴流式搅拌机。
作为蒸发器，其种类并无特别限制，可使用各种器皿，可使用加热式、减压式或者加热及减压式等。例如可使用快速蒸发型、线圈型、强制循环式垂直管型等蒸发器。通常，使用带有热交换器的强制循环型等蒸发器。
作为对水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料添加重质油分的装置，其种类并无特别限制，可使用各种装置，例如可使用设置有对水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料和重质油分进行混合的混合部，向该混合部提供重质油分的装置。在通过设置的2级蒸发器按2级进行水分蒸发处理的情况下，上述混合部设置在第二级蒸发器和固液分离机之间，此外，或者取代之而设置在第一级蒸发器和第二级蒸发器之间。
在水分蒸发处理后进行固液分离得到固体燃料时，如上所述，通常通过机械性固液分离来对水分蒸发处理后的浆料进行固液分离，将由此分离的固体成分通过干燥机等进行干燥处理(由分蒸发处理)后得到固体燃料。作为该机械性固液分离机，其种类并无特别限制，可使用各种机械分离机，例如可使用离心式分离机、压榨机、沉降槽、过滤机等，而通常使用离心式分离机等。
实施例
下面，参照比较例并通过实施例来更具体地说明本发明。
另外，本发明不限于该实施例，在可适于本发明的宗旨的范围内，可进行变更实施，这些都包含于本发明的技术范围。
比较例1
比较例1的固体燃料的制造工艺的流程如图1所示。该制造工艺中的原料浆料调制部(混合部10)、水分蒸发处理部(蒸发部12)的详情如图4(还包含预热部28)所示。
如图1及图4所示，用粉碎部14将作为原料煤的低阶煤8(多孔质煤)粉碎之后，将其供给到原料浆料调制部(混合部10)，即供给混合槽1，在该混合槽1与含有重质油分及溶剂油分的混合油26进行混合，制作了原料浆料。图4表示在粉碎部14粉碎后的原料煤8。此时，作为原料的低阶煤为印度尼西亚的サマランガウ(Samarangau)煤，使用了水分35质量％(重量％)的煤。作为与该低阶煤进行混合的含有重质油分及溶剂油分的混合油，使用的是在运转之初煤油中混合了沥青的混合油，然后如下所述，以在固液分离部16(机械分离)及最终干燥部18(蒸发分离)流出来的油分作为循环油20向混合槽1(或者混合部10)循环，使用了在该循环油中添加有重质油分(沥青)22和溶剂油分(煤油)24的混合油。在此，煤油属于溶剂油分，沥青属于重质油分。使混合油中的沥青量达到了0.5重量％(质量％)。在混合槽1的混合油26的添加的重质油分的添加量(虽然添加混合油，但着眼于作为其中的重质油分时的重质油分的添加量)，使下述的固体燃料(使通过固液分离部16得到的滤饼在最终干燥部18(干燥机)进行油分蒸发处理后的物质)的重质油分的附着量相对于该固体燃料中的干燥基体的低阶煤(改质煤)达到了0.5质量％。
在预热部28对上述原料浆料不进行预热后，在蒸发部12(第一蒸发器2及第二蒸发器3)进行水分蒸发处理将水分作为排水13除去。即，通过第一级蒸发器2对原料浆料进行水分蒸发处理，通过第二蒸发器3对该水分蒸发处理后的浆料进行水分蒸发处理。此时，作为蒸发器使用了带有热交换器的强制循环蒸发器。在该蒸发器的加热温度为160℃。
将进行了该水分蒸发处理的浆料输送到固液分离部(机械分离)16，用离心式分离机进行了固液分离。将由此分离后的固体成分(滤饼)输送到最终干燥部(蒸发分离)18，用干燥机(干燥器)边使运载气体流动边加热蒸发油分，由此得到了固体燃料。将该固体燃料从干燥机输送到冷却部30，冷却后形成粉末状固体燃料32，或者在冷却部冷却后在成形部34进行成形形成成形固体燃料36，或者不输送到冷却部而是直接输送到成形部34进行成形，形成成形固体燃料36。
使由上述离心式分离机分离后的液体成分(油分38)作为循环油20循环到混合槽1。将在上述干燥机进行了蒸发的油分(蒸发油分)与运载气体一起从港燥机输送到集尘器，再输送到冷却器(气体冷却器)，利用该冷却器使蒸发油分液化，使该液化后的油分40的一部分作为循环油20循环到混合槽1。而且，将这些循环油20作为制作原料浆料时的油的一部分使用。即，在这些循环油20中添加重质油分(沥青)22和溶剂油分(煤油)24后供给混合槽1。此时，重质油分(沥青)的添加量为在上述循环油添加重质油分和溶剂油分得到的油(混合油)中的重质油分的量达到0.5质量％。在该混合槽1的添加混合油的重质油分的添加量(虽然添加混合油，但更着重于作为其中的重质油分时的重质油分得添加量)与上面一样，使在上述固体燃料(用干燥机对由固液分离得到的滤饼进行油分蒸发干燥处理后的物质)的重质油分的附着量相对于该固体燃料中的干燥基体的低阶煤(改质煤)达到了0.5质量％。
使这样的固体燃料的制造工艺连续进行。其结果是，在进行脱水的同时降低自燃性，并可制造运输性及储藏性优良且成形性优良的固体燃料。在该固体燃料(用最终干燥部18(干燥机)对由固液分离部16得到的滤饼进行油分蒸发处理后的物质)的重质油分的附着量，相对于该固体燃料中的干燥基体中的低阶煤(改质煤)为0.5质量％。
比较例2
在运转之初向混合槽1供给混合油(重质油分(沥青)与溶剂成分(煤油)的混合体)，而向该混合槽1添加混合油的重质油分的添加量(虽然添加混合油，但更着重于其中的重质油分时的作为重质油分的添加量)为比较例1时的60％的量。然后，将在循环油中添加了重质油分(沥青)和溶剂油(煤油)的物质(混合油)供给混合槽1，但在该混合槽1添加混合油的重质油分的添加量(虽然添加混合油，但更着重于其中的重质油分时的作为重质油分的添加量)为比较例1时的60％的量。除此之外，利用与比较例1一样的方法使固体燃料的制造工艺连续进行。
该结果是，在进行脱水的同时降低了自燃性，并可制造运输性及储藏性优良的固体燃料，但因该固体燃料的成形性低而不充分。该固体燃料(用最终干燥部18(干燥器)对由固液分离部16得到的滤饼进行水分蒸发处理后的物质)的重质油分得附着量，相对于该固体燃料中的干燥基体中的低阶煤(改质煤)为0.3质量％。
实施例1
实施例1的固体燃料的制造工艺的流程如图2所示，该制造工艺中的原料浆料调制部(混合部10)、水分蒸发处理部(蒸发部12)的详情如图5(还包含预热部28)所示。
如图2及图5所示，用粉碎部14将原料煤(低阶煤)8粉碎之后，将其供给原料浆料制作部(混合部10)即混合槽1，在该混合槽1与油(包含溶剂油分)进行混合，制作了原料浆料11。图5表示在粉碎部14粉碎后的原料煤8。此时，作为原料煤8的低阶煤，使用了与比较例1时同样的サマランガウ(Samarangau)煤。作为与该低阶煤进行混合的油(与本发明的“含溶剂油分的油”相对应)，运转之初使用了溶剂油分(煤油)，然后，使从下述的固液分离部(机械分离)16及/或作证干燥部(蒸发分离)18出来的油分作为循环油20使用使其向混合槽1(或者混合部10)循环。
在预热部28对上述原料浆料进行了预热之后，在蒸发部12(第一蒸发器2及第二蒸发器3)进行水分蒸发处理，在其中途阶段的浆料15中添加了将重质油分22和溶剂油分(煤油)24进行了混合的混合物(下面也称为“含有重质油分的混合油”)26。即，通过第一级蒸发器2进行水分蒸发处理，在该水分蒸发处理后的浆料15中添加含有重质油分的混合油26，通过第二级蒸发器3对添加了该含有重质油分的混合油后的浆料进行水分蒸发处理。另外，作为重质油分使用了沥青。
此时，重质油分(沥青)的添加量，使下述的固体燃料(用干燥机对由固液分离得到的滤饼进行油分蒸发处理后的物质)中的重质油分的附着量，相对于该固体燃料中的干燥基体的低阶煤(改质煤)达到0.3质量％。该重质油分添加量少于比较例1(使在固体燃料(用干燥机对由固液分离得到的滤饼进行油分蒸发处理后的物质)的重质油分的附着量，相对于该固体燃料中的在干燥基体的多孔质煤(改质煤)达到0.5质量％的量)，使重质油分使用量少于比较例1(少40％)。即，重质油分使用量为比较例1的60％，少于比较例1。
另外，作为蒸发器2及蒸发器3使用了与比较例1相同的器皿。在该蒸发器的加热温度与比较例1相同。
将利用上述第二级蒸发器3进行了水分蒸发处理的浆料输送到固液分离部(机械分离)16，用离心式分离机进行固液分离。将由此分离的固体成分(滤饼)送往最终干燥部(蒸发分离)18，用干燥机(干燥器)边使运载气体流动边进行加热以蒸发油分，与上述比较例一样，由此得到固体燃料。
使被上述离心式分离机分离出的液态成分(油分)38作为循环油20循环到混合槽1。利用与比较例1相同的方法使在上述干燥机蒸发了的油分(蒸发油分)40液化，使该液化了的所有油分作为循环油20向混合槽1循环。而且，将这些循环有20作为制作原料浆料时的油(与本发明的“含溶剂油分的油”相对应)使用。
使这样的固体燃料的制造工艺连续进行。其结果是，在进行脱水的同时降低自燃性，可制造运输性及储藏性优良且成形性优良的固体燃料。在该固体燃料(用干燥机对从固液分离得到的滤饼进行了油分蒸发处理后的物质)的重质油分的附着量，相对于该固体燃料中的干燥基体的低阶煤(改质煤)为0.3质量％。该重质油分的附着量小于比较例1。这表示，重质油分的使用量可小于比较例1(即可降低到比较例1的60％)。如上所述，实施例1与比较例1相比较，重质油分的添加量小(少40％)。
因此，可以确认，实施例1的重质油分的添加量即使比比较例1小，也可在进行脱水的同时降低自燃性，可制造运输性及储藏性优良且成形性优良的固体燃料。即，已经确认，也可以使实施例1的重质油分的添加量比比较例1少，谋求降低重质油分的添加量，进而谋求降低重质油分的使用量(实现降低40％)。
实施例2
实施例2的固体燃料的制造工艺中的原料浆料调制部(混合部10)、水分蒸发处理部(蒸发部12)的详情如图6所示。
如图6所示，将原料低阶煤(粉碎后的低阶煤)供给混合槽1，在该混合槽1与油(含溶剂油分)进行混合，制作了原料浆料11。此时，作为原料低阶煤，使用了与比较例1相同的サマランガウ(Samarangau)煤。作为与该低阶煤进行混合的油(与本发明的“含溶剂油分的油”相对应)，与比较例1一样，运转之初使用了溶剂油分(煤油)，然后，使用了循环油20。
对上述原料浆料进行了预热之后，在蒸发部(第一蒸发器2、第二蒸发器3及第三蒸发器4)进行水分蒸发处理，在其中途阶段的浆料17中添加了含有重质油分的混合油26(将重质油分22和溶剂油分24进行了混合的混合油)。即，通过第一级蒸发器2进行水分蒸发处理，再通过第二级蒸发器3对该水分蒸发处理后的浆料进行水分蒸发处理，在该水分蒸发处理后的浆料17中添加含有重质油分的混合油26，通过第三级蒸发器4对添加了该含有重质油分的混合油后的浆料进行水分蒸发处理。另外，作为重质油分使用了沥青。
此时，重质油分(沥青)的添加量为，使下述的固体燃料(用干燥机对由固液分离得到的滤饼进行油分蒸发处理后的物质)中的重质油分的附着量，相对于该固体燃料中的在干燥基体的低阶煤(改质煤)达到0.3质量％。该重质油分添加量少于比较例1(使在固体燃料(用干燥机对由固液分离得到的滤饼进行油分蒸发处理后的物质)的重质油分的附着量，相对于该固体燃料中的在干燥基体的多孔质煤(改质煤)达到0.5质量％的量)，使重质油分使用量少于比较例1(少40％)。
另外，作为蒸发器使用了与比较例1相同的器皿(但分三级)。在该蒸发器的加热温度与比较例1相同。
将利用上述第三级蒸发器4进行了水分蒸发处理的浆料输送到固液分离部(机械分离)16，用离心式分离机进行了固液分离。将由此分离的固体成分(滤饼)送往最终干燥部(蒸发分离)18，用干燥机(干燥器)边使运载气体流动边进行加热以蒸发油分，同样由此得到了固体燃料。
使被上述离心式分离机分离出的液态成分(油分)38作为循环油20循环到混合槽1。利用与比较例1相同的方法使在上述干燥机蒸发了的油分(蒸发油分)40液化，使该液化了的所有油分作为循环油20向混合槽1循环。而且，将这些循环有20作为制作原料浆料时的油(与本发明的“含溶剂油分的油”相对应)使用。
使这样的固体燃料的制造工艺连续进行。其结果是，在进行脱水的同时降低自燃性，可制造运输性及储藏性优良且成形性优良的固体燃料。在该固体燃料(用干燥机对从固液分离得到的滤饼进行了油分蒸发处理后的物质)的重质油分的附着量，相对于该固体燃料中的干燥基体的低阶煤(改质煤)为0.3质量％。该重质油分的附着量小于比较例1。这表示，重质油分的使用量可小于比较例1(即可降低到比较例1的60％)。如上所述，实施例2与比较例1相比较，重质油分的添加量小(少40％)。
因此，可以确认，实施例2的重质油分的添加量即使比比较例1小，也可在进行脱水的同时降低自燃性，可制造运输性及储藏性优良且成形性优良的固体燃料。即，已经确认，也可以使实施例1的重质油分的添加量比比较例1少，谋求降低重质油分的添加量，进而谋求降低重质油分的使用量(实现降低40％)。
在上述实施例1～2，向水分蒸发处理的中途阶段的浆料添加了含有重质油分的混合油(将重质油分和溶剂油分进行了混合的混合油)。在向水分蒸发处理结束后的浆料添加含有重质油分的混合油的情况下，例如可按照如图3所示的工序进行实施。即，将在蒸发部的水分蒸发处理结束后的浆料导入混合部19，同时，将含有重质油分的混合油26供给该混合部并进行混合，将对该含有重质油分的混合油进行了混合(添加)的浆料在固液分离部16进行固液分离。然后利用与实施例1～2相同的方法执行同样的工序。
产业上应用的可行性
本发明在对低阶煤进行脱水的同时降低自燃性以制作改质煤，同时，使该改质煤具有优良的成形性时可适宜应用并极为有效。

Claims (4)

1、一种固体燃料的制造方法，将包含溶剂油分的油与煤混合制作原料浆料，对该原料浆料进行水分蒸发处理后，进行固液分离而得到固体燃料，其特征在于，
向所述水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料中添加重质油分。
2、如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，煤是低阶煤。
3、一种固体燃料的制造装置，其具有：将包含溶剂油分的油与煤混合制作原料浆料的混合槽；对该原料浆料进行水分蒸发处理的蒸发器；对进行了该水分蒸发处理的浆料进行固液分离的固液分离装置，其特征在于，
具有向所述水分蒸发处理结束后或者中途阶段的浆料中添加重质油分的装置。
4、如权利要求3所述的制造装置，其特征在于，煤是低阶煤。
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