CN114621799A - 无灰煤的制造方法 - Google Patents
无灰煤的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114621799A CN114621799A CN202111475042.7A CN202111475042A CN114621799A CN 114621799 A CN114621799 A CN 114621799A CN 202111475042 A CN202111475042 A CN 202111475042A CN 114621799 A CN114621799 A CN 114621799A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solvent
- coal
- slurry
- formic acid
- soluble component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 194
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 50
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 155
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 137
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 97
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 78
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 76
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 56
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 13
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 26
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 48
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 14
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 12
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- -1 for example Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 1-methylnaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(C)=CC=CC2=C1 QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 4
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002864 coal component Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000003476 subbituminous coal Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
- C10L5/04—Raw material of mineral origin to be used; Pretreatment thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
- C10B57/04—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
本发明的目的在于提供一种无灰煤的制造方法，能够提高煤的溶剂可溶成分的萃取率。本发明的一个方式的无灰煤的制造方法具备：浆料制备工序，通过煤、溶剂和甲酸的混合来制备浆料；溶出工序，通过上述浆料制备工序中制备出的浆料的升温使上述煤的溶剂可溶成分溶出到上述溶剂中；分离工序，将上述溶剂可溶成分溶出到上述溶剂中的溶液从上述浆料中分离；以及蒸发工序，使上述溶剂从上述分离工序中分离出的上述溶液中蒸发。
Description
技术领域
本发明涉及无灰煤的制造方法。
背景技术
作为高炉用焦炭等炼铁用焦炭，使用高强度的焦炭。在得到高强度的焦炭的情况下，作为原料煤，以往使用粘结性高的所谓的强粘结煤。然而，强粘结煤比较昂贵，因此，目前正在研究减少强粘结煤的使用量的技术。
作为能够抑制强粘结煤的使用量并得到高强度的焦炭的原料煤，尝试使用无灰煤。例如在专利文献1中提出了使用无灰煤作为粘结材料，将该无灰煤与普通煤混合而成的混合煤用作焦炭原料的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-193740号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中记载了将煤与溶剂混合来制备浆料，从该浆料中分离含有可溶于溶剂的煤成分的溶液之后，从该溶液中使溶剂蒸发，由此制造无灰煤。
然而，本发明人等进行了深入研究，结果发现，对于上述公报中记载的无灰煤的制造方法，从提高煤的溶剂可溶成分的萃取率的观点出发，还有进一步改良的余地。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，目的在于提供一种能够提高煤的溶剂可溶成分的萃取率的无灰煤的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的无灰煤的制造方法具备：浆料制备工序，通过煤、溶剂和甲酸的混合来制备浆料；溶出工序，通过上述浆料制备工序中制备出的浆料的升温使上述煤的溶剂可溶成分溶出到上述溶剂中；分离工序，将上述溶剂可溶成分溶出到上述溶剂中的溶液从上述浆料中分离；以及蒸发工序，使上述溶剂从上述分离工序中分离出的上述溶液中蒸发。
在该无灰煤的制造方法中，在上述浆料制备工序中将煤、溶剂和甲酸混合后，在上述溶出工序中使该浆料升温，由此能够提高煤的溶剂可溶成分的萃取率。更详细而言，如果煤升温至300℃以上则产生自由基(煤自由基)，但如果存在该煤自由基，则在上述溶出工序中煤发生缩聚而高分子化，因此溶剂可溶成分的萃取率变得不充分。与此相对，该无灰煤的制造方法通过在将煤与甲酸混合后使浆料升温，能够使煤自由基稳定化。其结果是，能够抑制由煤自由基引起的煤的缩聚，提高煤的溶剂可溶成分的萃取率。
作为上述浆料制备工序中的上述煤与上述甲酸的混合温度，优选为80℃以下。这样，通过使上述浆料制备工序中的上述煤与上述甲酸的混合温度为上述上限以下，能够容易且可靠地提高上述煤的溶剂可溶成分的萃取率。
上述浆料制备工序中制备出的浆料中的上述甲酸的含量相对于该浆料中的上述煤和上述甲酸的合计含量可以为6质量％以下。这样，通过使上述甲酸的含量为上述上限以下，能够低成本且有效地制造无灰煤。
发明的效果
如以上说明，本发明的一个方式的无灰煤的制造方法能够提高煤的溶剂可溶成分的萃取率。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的无灰煤的制造方法的流程图。
图2是表示能够实施图1的无灰煤的制造方法的无灰煤的制造装置的示意图。
图3是表示使用了No.1至No.9的烟煤的浆料中的甲酸的含量与煤的溶剂可溶成分的萃取率的关系的图表。
图4是表示使用了No.10至No.12的烟煤的浆料中的甲酸的含量与煤的溶剂可溶成分的萃取率的关系的图表。
附图标记说明
1：浆料制备部
2：溶出部
3：分离部
4：第一蒸发部
5：第一回收管线
6：第二回收管线
7：再利用管线
11：煤供给部
12：甲酸供给部
13：混合槽
14：溶剂罐
15：泵
16：预热器
17：混合管
18：溶出槽
18a：搅拌机
19：第二蒸发部
20：溶剂排出管
F：甲酸
L：溶液
M：固体成分浓缩液
S：浆料
X：煤
Y、YR、YR1、YR2：溶剂
HPC：无灰煤
RC：萃余煤
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，关于本说明书中记载的数值，可以将所记载的上限值与下限值任意组合。在本说明书中，可以组合的上限值至下限值的数值范围作为优选的范围被全部记载。
[无灰煤的制造方法]
图1的无灰煤的制造方法(以下，也称为“该制造方法”。)具备：浆料制备工序S1，通过煤、溶剂和甲酸的混合来制备浆料；溶出工序S2，通过浆料制备工序S1中制备出的浆料的升温使上述煤的溶剂可溶成分溶出到上述溶剂中；分离工序S3，将上述溶剂可溶成分溶出到上述溶剂中的溶液从上述浆料中分离；以及蒸发工序S4，使上述溶剂从分离工序S3中分离出的上述溶液中蒸发。在蒸发工序S4中，通过使上述溶剂蒸发，使上述溶剂可溶成分析出。该析出的溶剂可溶成分构成通过该制造方法制造的无灰煤。需要说明的是，在本发明中，“将浆料制备工序中制备出的浆料升温”是指在将煤与甲酸混合后将煤与甲酸的混合物升温，并不限定溶剂的升温时期。
首先，参照图2对能够实施该制造方法的无灰煤的制造装置(以下，也称为“该制造装置”。)的一个例子进行说明。
[无灰煤的制造装置]
该制造装置具备：将煤X、溶剂Y和甲酸F混合的浆料制备部1；通过浆料制备部1中制备出的浆料S的升温使煤X的溶剂可溶成分溶出到溶剂Y中的溶出部2；将上述溶剂可溶成分溶出到溶剂Y中的溶液L从浆料S中分离出的分离部3；以及使溶剂YR1从分离部3中分离出的溶液L中蒸发的蒸发部(第一蒸发部4)。分离部3将浆料S固液分离成溶液L和包含溶剂不溶成分的固体成分浓缩液M。第一蒸发部4通过溶剂YR1的蒸发而使上述溶剂可溶成分析出。该析出的溶剂可溶成分构成通过该制造装置制造的无灰煤HPC。另外，该制造装置具备：回收在第一蒸发部4中蒸发的溶剂YR1的第一回收管线5；从在分离部3中分离出的固体成分浓缩液M中回收该固体成分浓缩液M中所含的溶剂YR2的第二回收管线6；以及用于将在第一回收管线5和第二回收管线6中的一者或两者中回收的溶剂在浆料制备部1中进行再利用的再利用管线7。
＜浆料制备部＞
浆料制备部1包括：能够供给煤X的煤供给部11；能够供给甲酸F的甲酸供给部12；将煤X与甲酸F混合的混合槽13；储存溶剂Y的溶剂罐14；压送储存于溶剂罐14中的溶剂Y的泵15；对由泵15压送的溶剂Y进行加热的预热器16；以及将从混合槽13输送的煤X和甲酸F与从溶剂罐14输送的溶剂Y进行混合的混合管17。煤供给部11与混合槽13、甲酸供给部12与混合槽13、混合槽13与混合管17、溶剂罐14与混合管17分别通过配管连接。
(煤供给部)
作为煤供给部11，例如可以使用常压料斗或加压料斗等公知的料斗。
〔煤〕
作为煤X的种类，没有特别限定，可举出烟煤或比烟煤低廉的劣质炭(例如次烟煤或褐炭)等。其中，通过使用烟煤作为煤X，能够进一步提高无灰煤HPC的制造效率。作为煤X的粒度，没有特别限定，优选使用细小粉碎的煤，例如粒度为1mm以下的煤。另外，作为煤X，也可以使用块煤。由于块煤的粒度大，所以能够实现分离部3中的分离的高效化。需要说明的是，“块煤”是指粒度5mm以上的煤相对于煤整体的质量的质量比例为50％以上的煤。另外，“粒度(粒径)”是指按照JIS-Z8815(1994)的筛分试验通则测定的值。煤的筛分可以使用例如JIS-Z8801-1(2019)中规定的金属制网筛。
另外，作为煤X，也优选使用最高流动度低于1000ddpm的低流动度煤。作为煤X，通过使用上述低流动度煤，能够在维持无灰煤的制造效率的同时削减无灰煤的制造成本。
(甲酸供给部)
作为甲酸供给部12，例如可以使用公知的耐压容器。甲酸F以能够使通过煤X的升温而产生的煤自由基稳定化的方式从甲酸供给部12供给。甲酸F可以以甲酸水溶液或甲酸化合物的形态从甲酸供给部12供给。
(混合槽)
混合槽13构成为能够将从煤供给部11供给的煤X与从甲酸供给部12供给的甲酸F混合。在混合槽13中，将煤X与液体状态的甲酸F混合。作为煤X与甲酸F的混合温度的上限，优选为80℃，更优选为60℃。如果上述混合温度超过上述上限，则甲酸F的挥发量变多，有可能在后述的溶出槽18中难以使煤X的溶剂可溶成分充分溶出到溶剂Y中。另一方面，作为上述混合温度的下限，优选为20℃，更优选为25℃。如果上述混合温度低于上述下限，则甲酸F的粘度变大，因此处理性有可能降低。
作为混合槽13中的混合后的甲酸F的含量(相对于煤X和甲酸F的合计含量的含量)的上限，优选为6质量％，更优选为3质量％。如果甲酸F的含量超过上述上限，则无灰煤HPC的制造成本有可能变高。另一方面，作为甲酸F的含量的下限，没有特别限定，从充分增大煤X的溶剂可溶成分的萃取率的观点出发，例如优选为0.2质量％，更优选为0.5质量％。
(溶剂罐)
在溶剂罐14中储存有溶剂Y。溶剂罐14可以构成为使从后述的再利用管线7输送的溶剂YR回流。根据该构成，煤X的溶剂可溶成分的萃取率增大，容易提高无灰煤HPC的制造效率。
〔溶剂〕
作为溶剂Y，只要能够溶出煤X的溶剂可溶成分就没有特别限定，例如优选使用来自于煤的双环芳香族化合物。该双环芳香族化合物的基本结构与煤的结构分子类似，因此与煤的亲和性高，能够得到比较高的溶出率。作为来自于煤的双环芳香族化合物，例如可举出作为将煤干馏而制造焦炭时的副产油的蒸馏油的甲基萘油或萘油等。
溶剂Y的沸点没有特别限定，例如作为溶剂Y的沸点的下限，优选为180℃，更优选为230℃。另一方面，作为溶剂Y的沸点的上限，优选为300℃，更优选为280℃。如果溶剂Y的沸点小于上述下限，则溶剂Y容易挥发，因此浆料S中的各成分的混合比的调整和维持有可能变得困难。相反，如果溶剂Y的沸点超过上述上限，则在第一蒸发部4中，有可能难以将煤X的溶剂可溶成分与溶剂Y分离。
(泵)
泵15配置于连接溶剂罐14与混合管17的配管。作为泵15的种类，只要能够压送溶剂罐14中储存的溶剂Y就没有特别限定，例如可举出容积型泵和非容积型泵。作为上述容积型泵，例如可举出隔膜泵和真空泵(日文原文：チューブフラムポンプ)。作为上述非容积型泵，例如可举出螺旋泵。
(预热器)
预热器16只要能够将溶剂Y加热即可，其具体结构没有特别限定。作为预热器16，例如可举出电阻加热式加热器和感应加热线圈。另外，作为预热器16，也可以使用利用热介质进行加热的预热器。
作为通过预热器16加热后(预热后)的溶剂Y的温度的下限，优选为300℃，更优选为350℃。另一方面，作为溶剂Y的温度的上限，优选为480℃，更优选为450℃。如果溶剂Y的温度小于上述下限，则无法充分减弱构成煤X的分子间的结合，煤X的溶剂可溶成分的萃取率有可能不充分。相反，如果溶剂Y的温度超过上述上限，则用于维持溶剂Y的温度的热量不必要地变大，因此无灰煤HPC的制造成本有可能增大。
(混合管)
混合管17通过将从混合槽13输送的煤X和甲酸F与从溶剂罐14输送的溶剂Y进行混合来制备浆料S。
作为浆料S中的以无水煤基准计的煤浓度的下限，优选为5质量％，更优选为10质量％。另一方面，作为上述煤浓度的上限，优选为40质量％，更优选为30质量％。如果上述煤浓度小于上述下限，则后述的溶出槽18中的煤X的溶剂可溶成分的溶出量相对于浆料S的处理量变少，因此无灰煤HPC的制造效率有可能降低。相反，如果上述煤浓度超过上述上限，则在溶剂Y中煤X的溶剂可溶成分饱和，由此上述溶剂可溶成分的溶出率有可能降低。
＜溶出部＞
溶出部2包含混合管17和连接到混合管17的下游侧的溶出槽18。
(溶出槽)
溶出槽18具有搅拌机18a和加热器(未图示)。向溶出槽18输送在混合管17内混合的浆料S。更详细而言，向溶出槽18输送包含被预热器16加热的溶剂Y和通过与溶剂Y的混合而急速升温的煤X和甲酸F的浆料S。需要说明的是，“急速升温”是指以例如10℃/秒以上且500℃/秒以下左右的加热速度进行加热。该急速升温后的浆料S的温度例如为350℃以上且420℃以下左右。
溶出槽18一边通过加热器维持从混合管17输送的浆料S的温度，一边通过搅拌机18a来搅拌浆料S。由此，溶出槽18使煤X的溶剂可溶成分溶出到溶剂Y中。
在该制造装置中，在煤X与液体状态的甲酸F混合后，该煤X和甲酸F的混合物通过与溶剂Y混合而被升温。煤X通过与溶剂Y混合并升温至300℃以上而产生煤自由基，但通过在升温时存在甲酸F，能够使煤自由基稳定化。其结果是，能够抑制由煤自由基导致的煤X的缩聚，提高煤X的溶剂可溶成分的萃取率。
作为溶出槽18的内部压力的下限，优选为1.1MPa，更优选为1.5MPa。另一方面，作为溶出槽18的内部压力的上限，优选为5MPa，更优选为4MPa。如果溶出槽18的内部压力小于上述下限，则溶剂Y因蒸发而减少，由此煤X的溶剂可溶成分的溶出量有可能变得不充分。相反，如果上述内部压力超过上述上限，则相对于用于维持压力的成本的上升，有可能无法充分得到上述溶剂可溶成分的溶出量的增大效果。
需要说明的是，作为溶出槽18中的搅拌时间，没有特别限定，从上述溶剂可溶成分的溶出效率的观点出发，可以设为10分钟以上且70分钟以下。
＜分离部＞
分离部3通过配管与溶出槽18连接。分离部3使用离心分离法或重力沉降法等，将从溶出槽18输送的浆料S固液分离成上述溶剂可溶成分溶出到溶剂Y中的溶液L以及包含溶剂不溶成分和溶剂Y的固体成分浓缩液M。
作为分离部3中的固液分离方法，优选能够提高沉降速度而提高分离效率的重力沉降法。另外，从能够连续处理浆料S的观点出发，也优选重力沉降法。在通过重力沉降法分离浆料S的情况下，包含上述溶剂可溶成分的溶液L积存于分离部3的上部。该溶液L根据需要使用过滤器单元过滤后，排出至第一蒸发部4。另一方面，上述包含溶剂不溶成分的固体成分浓缩液M积存于分离部3的下部，排出至后述的第二蒸发部19。
分离部3内优选被加热和加压。作为分离部3内的加热温度的下限，优选为300℃，更优选为350℃。另一方面，作为分离部3内的加热温度的上限，优选为420℃，更优选为400℃。如果上述加热温度小于上述下限，则上述溶剂可溶成分再析出，分离效率有可能降低。相反，如果上述加热温度超过上述上限，则用于加热的运转成本有可能变高。
作为分离部3的内部压力的下限，优选为1MPa，更优选为1.4MPa。另一方面，作为上述内部压力的上限，优选为3MPa，更优选为2MPa。如果上述内部压力小于上述下限，则上述溶剂可溶成分再析出，分离效率有可能降低。相反，如果上述内部压力超过上述上限，则用于加压的运转成本有可能变高。
＜第一蒸发部＞
第一蒸发部4使溶剂YR1从由分离部3分离出的溶液L中蒸发。第一蒸发部4通过溶剂YR1的蒸发使溶剂可溶成分作为无灰煤HPC析出。在第一蒸发部4析出的无灰煤HPC例如显示出比焦炭的原料煤高的发热量。此外，就该无灰煤HPC而言，作为炼铁用焦炭的原料特别重要的品质即软化熔融性得到大幅改善，例如显示出远远优于原料煤的流动性。因此，该无灰煤HPC适合用作在焦炭原料中配合的原料煤。
第一蒸发部4例如可以构成为通过使用了蒸发分离器的通常的蒸馏法使溶剂YR1蒸发，也可以构成为通过喷雾干燥法等蒸发法使溶剂YR1蒸发。
＜第一回收管线＞
第一回收管线5回收第一蒸发部4中蒸发出的溶剂YR1，并输送至再利用管线7。第一回收管线5可以具有用于使第一蒸发部4中蒸发出的溶剂YR1液化的热交换器(未图示)。
＜第二回收管线＞
第二回收管线6包括供给在分离部3中分离出的固体成分浓缩液M的第二蒸发部19、以及将第二蒸发部19与再利用管线7连接的溶剂排出管20。第二蒸发部19使溶剂YR2从固体成分浓缩液M蒸发而得到萃余煤RC。第二蒸发部19例如可以构成为通过使用了蒸发分离器的通常的蒸馏法使溶剂YR2蒸发，也可以构成为通过喷雾干燥法等蒸发法使溶剂YR2蒸发。溶剂排出管20回收在第二蒸发部19中蒸发出的溶剂YR2，并输送至再利用管线7。也可以在溶剂排出管20配置用于使在第二蒸发部19中蒸发出的溶剂YR2液化的热交换器(未图示)。
＜再利用管线＞
再利用管线7使从第一回收管线5输送的溶剂YR1和从第二回收管线6输送的溶剂YR2回流到溶剂罐14中。需要说明的是，再利用管线7可以构成为仅使从第一回收管线5输送的溶剂YR1和从第二回收管线6输送的溶剂YR2中的一者回流到溶剂罐14中。另外，再利用管线7也可以以如下方式构成：对从第一回收管线5输送的溶剂YR1和从第二回收管线6输送的溶剂YR2中的两者或任一者实施分馏处理后，使分馏后的溶剂回流到溶剂罐14中。
该制造装置在浆料制备部1将煤X、溶剂Y和甲酸F混合之后，在溶出部2将该浆料S升温，由此能够提高煤X的溶剂可溶成分的萃取率。
接下来，以使用图2的制造装置的情况为例对该制造方法的各工序进行详细说明。
＜浆料制备工序＞
浆料制备工序S1在浆料制备部1中进行。在浆料制备工序S1中，首先，将从煤供给部11供给的煤X和从甲酸供给部12供给的甲酸F在混合槽13中进行混合。
作为浆料制备工序S1中的煤X与甲酸F的混合温度的上限，优选为80℃，更优选为60℃。如果上述混合温度超过上述上限，则甲酸F的挥发量变多，有可能无法使因煤X的升温而产生的煤自由基充分稳定化。另一方面，作为上述混合温度的下限，优选为20℃，更优选为25℃。如果上述混合温度低于上述下限，则甲酸F的粘度变大，因此处理性有可能降低。
接下来，在浆料制备工序S1中，将在混合槽13中混合的煤X和甲酸F与从溶剂罐14供给并在预热器16中加热的溶剂Y进行混合。即，在浆料制备工序S1中，通过煤X与甲酸F的混合以及该混合物与溶剂Y的混合这2个阶段的混合来制备浆料S。
作为浆料制备工序S1中制备出的浆料S中的甲酸F的含量的上限，相对于该浆料S中的煤X和甲酸F的合计含量，优选为6质量％，更优选为3质量％。如果甲酸F的含量超过上述上限，无灰煤HPC的制造成本有可能变高。另一方面，作为甲酸F的含量的下限，没有特别限定，从充分增大煤X的溶剂可溶成分的萃取率的观点出发，例如优选为0.2质量％，更优选为0.5质量％。
＜溶出工序＞
溶出工序S2在溶出部2中进行。在溶出工序S2中，在混合管17内使浆料S升温后，在溶出槽18中，一边维持浆料S的温度一边搅拌浆料S。在溶出工序S2中，通过浆料S的升温和搅拌使煤X的溶剂可溶成分溶出到溶剂Y中。作为溶出工序S2中的升温后的浆料S的温度，可以设为350℃以上且420℃以下左右。
在该制造方法中，在浆料制备工序S1中煤X与液体状态的甲酸F混合后，在溶出工序S2中将该浆料S升温至300℃以上。如果煤X升温至300℃以上，则产生煤自由基，但通过在升温时存在甲酸F，能够使煤自由基稳定化。具体而言，通过下述式1所示的反应将氢和电子供给至煤X，由此能够使煤自由基稳定化。其结果是，能够抑制由煤自由基导致的煤X的缩聚，提高煤X的溶剂可溶成分的萃取率。
HCOOH→CO2+2H++2e-···1
作为溶出工序S2中的溶出槽18的内部压力和搅拌时间，可以如该制造装置的溶出槽18中说明的那样。
＜分离工序＞
分离工序S3在分离部3中进行。在分离工序S3中，使用离心分离法或重力沉降法等将通过溶出工序S2处理后的浆料S固液分离成溶剂可溶成分溶出到溶剂Y中的溶液L以及包含溶剂不溶成分和溶剂Y的固体成分浓缩液M。
作为分离工序S3中的分离部3内的加热温度和分离部3的内部压力，可以如该制造装置的分离部3中说明的那样。
＜蒸发工序＞
蒸发工序S4在第一蒸发部4中进行。在蒸发工序S4中，使溶剂YR1从分离工序S3中分离出的溶液L中蒸发，使溶剂可溶成分作为无灰煤HPC析出。通过蒸发工序S4而得到的无灰煤HPC适合用作在焦炭原料中配合的原料煤。
需要说明的是，除了上述各工序以外，该制造方法还具备：第一回收工序，回收在蒸发工序S4中蒸发的溶剂YR1；第二回收工序，从在分离工序S3中分离出的固体成分浓缩液M中回收该固体成分浓缩液M中所含的溶剂YR2；以及再利用工序，使在上述第一回收工序和上述第二回收工序中的一者或两者中回收的溶剂在浆料制备工序S1中进行再利用。以下，对上述第一回收工序、上述第二回收工序和上述再利用工序的具体步骤的一个例子进行说明。
＜第一回收工序＞
上述第一回收工序在第一回收管线5中进行。在上述第一回收工序中，回收在蒸发工序S4中蒸发出的溶剂YR1，并输送至再利用管线7。在上述第一回收工序中，可以将溶剂YR1液化后输送至再利用管线7。
＜第二回收工序＞
上述第二回收工序在第二回收管线6中进行。在上述第二回收工序中，使溶剂YR2从在分离工序S3中分离出的固体成分浓缩液M中蒸发而得到萃余煤RC。在上述第二回收工序中，回收通过蒸发而从萃余煤RC中分离出的溶剂YR2，并输送至再利用管线7。在上述第二回收工序中，可以将溶剂YR2液化后输送至再利用管线7。
＜再利用工序＞
上述再利用工序在再利用管线7中进行。在上述再利用工序中，使在上述第一回收工序中回收的溶剂YR1和在上述第二回收工序中回收的溶剂YR2回流到溶剂罐14中。回流到溶剂罐14中的溶剂YR在浆料制备工序S1中作为溶剂Y的一部分被再利用。需要说明的是，在上述再利用工序中，可以仅使在上述第一回收工序中回收的溶剂YR1和在上述第二回收工序中回收的溶剂YR2中的一者回流到溶剂罐14中。另外，在上述再利用工序中，也可以在对上述第一回收工序中回收的溶剂YR1和上述第二回收工序中回收的溶剂YR2中的两者或任一者实施分馏处理后，使分馏后的溶剂YR回流到溶剂罐14中。
＜优点＞
该制造方法通过在浆料制备工序S1中将煤X、溶剂Y和甲酸F混合后，在溶出工序S2中将该浆料S升温，能够提高煤X的溶剂可溶成分的萃取率。因此，根据该制造方法，能够提高无灰煤HPC的制造效率高。
[其它实施方式]
上述实施方式并不限定本发明的构成。因此，上述实施方式可以基于本说明书的记载和技术常识进行上述实施方式各部的构成要素的省略、置换或追加，这些全部应解释为属于本发明的范围。
例如，该制造方法也可以不具备上述第一回收工序、第二回收工序和再利用工序。在该情况下，该制造装置也可以不具备上述的第一回收管线、第二回收管线和再利用管线。另外，在该制造方法仅具备第一回收工序和第二回收工序中的一方的情况下，该制造装置具备与第一回收工序对应的第一回收管线和与第二回收工序对应的第二回收管线中的任一方即可。
在上述浆料制备工序中，可以同时混合煤、溶剂和甲酸。在该情况下，例如只要在煤、溶剂和甲酸的混合后将浆料升温即可。
【实施例】
以下，基于实施例对本发明进行详述，但本发明并不基于该实施例的记载而被限定性地解释。
将通过网眼1.0mm的筛的粒径1.0mm以下的No.1至No.12的烟煤分别用作煤，作为溶剂，使用作为工业用的双环芳香族化合物的1-甲基萘，对于煤40g混合溶剂240g。接下来，在常温下向该混合物中混合甲酸来制备浆料。将通过上述步骤制备的浆料投入到具有不锈钢过滤器的容量500cc的高压釜中，在2.0MPa的压力条件下升温至380℃。此外，一边将温度维持在380℃，一边以转速600rpm搅拌40分钟，使煤的溶剂可溶成分溶出到溶剂中。在该搅拌之后，通过在该温度下快速过滤，从而将溶剂可溶成分溶出到溶剂中的溶液从浆料中分离。将上述溶液分离后残留的固体成分浓缩液用丙酮进行清洗后，使其干燥，对过滤残留物(溶剂不溶成分)的重量进行测定。使用浆料制备前的煤的重量和过滤残留物的重量算出煤的溶剂可溶成分的萃取率。将使用了No.1至No.9的烟煤的浆料中的甲酸的含量[质量％](相对于煤和甲酸的合计含量的甲酸的含量)与溶剂可溶成分的萃取率[质量％]的关系示于图3，将使用了No.10至No.12的烟煤的浆料中的甲酸的含量[质量％](相对于煤和甲酸的合计含量的甲酸的含量)与溶剂可溶成分的萃取率[质量％]的关系示于图4。
如图3和图4所示，对于No.1至No.12中的任一者，通过使浆料中含有甲酸，从而溶剂可溶成分的萃取率均变大。另外，对于No.1至No.12中的任一者，通过使甲酸的含量在0质量％至6质量％之间增加，从而与甲酸的含量的增加相对应，溶剂可溶成分的萃取率总体上增加。由此可知，通过在煤中混合甲酸来制备浆料后使该浆料升温，能够提高溶剂可溶成分的萃取率。
产业上的可利用性
如以上说明，由于本发明的一个方式的无灰煤的制造方法能够提高煤的溶剂可溶成分的萃取率，所以适于有效地制造无灰煤。
Claims (3)
1.一种无灰煤的制造方法，具备：
浆料制备工序，通过煤、溶剂和甲酸的混合来制备浆料；
溶出工序，通过所述浆料制备工序中制备出的浆料的升温使所述煤的溶剂可溶成分溶出到所述溶剂中；
分离工序，将所述溶剂可溶成分溶出到所述溶剂中的溶液从所述浆料中分离；以及
蒸发工序，使所述溶剂从所述分离工序中分离出的所述溶液中蒸发。
2.根据权利要求1所述的无灰煤的制造方法，其中，所述浆料制备工序中的所述煤与所述甲酸的混合温度为80℃以下。
3.根据权利要求1或2所述的无灰煤的制造方法，其中，所述浆料制备工序中制备的浆料中的所述甲酸的含量相对于该浆料中的所述煤和所述甲酸的合计含量为6质量％以下。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020-205199 | 2020-12-10 | ||
| JP2020205199A JP7316993B2 (ja) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | 無灰炭の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114621799A true CN114621799A (zh) | 2022-06-14 |
| CN114621799B CN114621799B (zh) | 2024-02-09 |
Family
ID=81897925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111475042.7A Active CN114621799B (zh) | 2020-12-10 | 2021-12-06 | 无灰煤的制造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7316993B2 (zh) |
| KR (1) | KR102646022B1 (zh) |
| CN (1) | CN114621799B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101020589A (zh) * | 2006-02-14 | 2007-08-22 | 北京国力源高分子科技研发中心 | 一种自由基稳定剂的制备及其应用 |
| EP2072485A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-24 | Air Products and Chemicals, Inc. | Stabilizers for the stabilization of unsaturated hydrocarbon-based precursor |
| CN102165049A (zh) * | 2008-09-29 | 2011-08-24 | 株式会社神户制钢所 | 无灰炭的制造方法 |
| WO2018216373A1 (ja) * | 2017-05-24 | 2018-11-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置 |
| CN109415640A (zh) * | 2016-07-05 | 2019-03-01 | 株式会社神户制钢所 | 劣质煤的改质方法、和焦炭的制造方法、以及生铁的制造方法 |
| CN109563425A (zh) * | 2016-08-08 | 2019-04-02 | 株式会社神户制钢所 | 无灰煤的制造方法和无灰煤的制造装置 |
| WO2020117810A1 (en) * | 2018-12-05 | 2020-06-11 | Controlamatics Corporation | A process for producing clean coal using chemical pre-treatment and high shear reactor |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5990501B2 (ja) * | 2013-10-09 | 2016-09-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 無灰炭の製造方法 |
| JP6266409B2 (ja) | 2014-03-31 | 2018-01-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 石炭混合材 |
| JP2019077816A (ja) * | 2017-10-26 | 2019-05-23 | 株式会社神戸製鋼所 | 無灰炭の製造方法 |
-
2020
- 2020-12-10 JP JP2020205199A patent/JP7316993B2/ja active Active
-
2021
- 2021-12-03 KR KR1020210171639A patent/KR102646022B1/ko active IP Right Grant
- 2021-12-06 CN CN202111475042.7A patent/CN114621799B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101020589A (zh) * | 2006-02-14 | 2007-08-22 | 北京国力源高分子科技研发中心 | 一种自由基稳定剂的制备及其应用 |
| EP2072485A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-24 | Air Products and Chemicals, Inc. | Stabilizers for the stabilization of unsaturated hydrocarbon-based precursor |
| CN102165049A (zh) * | 2008-09-29 | 2011-08-24 | 株式会社神户制钢所 | 无灰炭的制造方法 |
| CN109415640A (zh) * | 2016-07-05 | 2019-03-01 | 株式会社神户制钢所 | 劣质煤的改质方法、和焦炭的制造方法、以及生铁的制造方法 |
| CN109563425A (zh) * | 2016-08-08 | 2019-04-02 | 株式会社神户制钢所 | 无灰煤的制造方法和无灰煤的制造装置 |
| WO2018216373A1 (ja) * | 2017-05-24 | 2018-11-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置 |
| CN110651027A (zh) * | 2017-05-24 | 2020-01-03 | 株式会社神户制钢所 | 无灰煤的制造方法和无灰煤的制造装置 |
| WO2020117810A1 (en) * | 2018-12-05 | 2020-06-11 | Controlamatics Corporation | A process for producing clean coal using chemical pre-treatment and high shear reactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022092397A (ja) | 2022-06-22 |
| KR20220082752A (ko) | 2022-06-17 |
| KR102646022B1 (ko) | 2024-03-12 |
| JP7316993B2 (ja) | 2023-07-28 |
| CN114621799B (zh) | 2024-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105051169B (zh) | 无灰煤的制造装置和无灰煤的制造方法 | |
| CN110041952B (zh) | 一种中间相沥青及其制备方法 | |
| CN102165049A (zh) | 无灰炭的制造方法 | |
| EP2821461A1 (en) | Coal blend briquette and process for producing same, and coke and process for producing same | |
| CN114621799B (zh) | 无灰煤的制造方法 | |
| CN110651027B (zh) | 无灰煤的制造方法和无灰煤的制造装置 | |
| WO2018030161A1 (ja) | 無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置 | |
| JP2023174409A (ja) | 無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置 | |
| JP2019077816A (ja) | 無灰炭の製造方法 | |
| JP2020007466A (ja) | 無灰炭の製造方法 | |
| JP6203698B2 (ja) | 無灰炭の製造方法 | |
| JP6815968B2 (ja) | 無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置 | |
| JP6203692B2 (ja) | 無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置 | |
| CN107406781B (zh) | 无灰煤的制造方法 | |
| JP2023174408A (ja) | 無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置 | |
| JP5840292B2 (ja) | 高灰分炭から低灰分精炭を製造するためのシステム及び方法 | |
| JP7134755B2 (ja) | コークスの製造方法 | |
| JP2020002273A (ja) | コークスの製造方法 | |
| KR101759327B1 (ko) | 코크스용 첨가제 제조 방법 및 제조 장치 | |
| KR101764712B1 (ko) | 코크스용 첨가제 제조 방법 및 제조 장치 | |
| JP2020066722A (ja) | コークスの製造方法 | |
| JP2018009066A (ja) | 無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |