JP2012172076A - Coal upgrading system, dewatering system of carbon-containing substance, and solvent circulation system for upgrading of carbon-containing substance - Google Patents

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佐藤  文昭
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Kazumasa Ogura
和正 小椋
Masashi Okamura
真史 岡村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coal upgrading system that can upgrade low grade coal by a method which excels in thermal efficiency and prevents coal dust occurrence, and that reduces spontaneously combustible property of the resultant upgraded coal; and to provide a dewatering system for the carbon-containing substance and a solvent circulation system suitable for the coal upgrading system.SOLUTION: This coal upgrading system includes: a dewatering means 20 which dewaters low grade coal; an upgrading tower 40 which upgrades the dewatered low grade coal by heating at a temperature of ≥300°C in the presence of a solvent; a solid-liquid separator 50 which separates the upgraded low grade coal and solvent into a solid phase and a liquid phase; and molding means 60, 62 and 66 which heat and mold the solid phase to obtain a molded product containing the upgraded coal. The dewatering means 20 includes: a slurrying tank 10 which blends the low grade coal with the solvent to conduct slurrying; and a dewatering tower 20 which dewaters the slurry raw material to be moisture-free by heating to a temperature of ≥100°C. Moreover, the coal upgrading system includes a solvent generating means 70 which generates the solvent by decomposing at least partially the liquid phase separated from the solid phase.

Description

本発明は、石炭改質システムに関し、さらに詳しくは、褐炭や亜瀝青炭などの水分含有量が高い低品位炭を改質する石炭改質システムに関する。   The present invention relates to a coal reforming system, and more particularly to a coal reforming system for reforming low-grade coal having a high water content such as lignite and subbituminous coal.

褐炭や亜瀝青炭などの水分含有量が高い低品位炭は、埋蔵量が多いものの、単位重量当たりの発熱量が低いとともに、輸送効率が悪いため、加熱処理して乾燥させることによって、単位重量当たりの発熱量を高めるとともに、圧縮成形することによって、ハンドリング性を高めることが行われている。このような低品位炭の改質を行う石炭改質装置が米国特許第5401364号明細書に開示されている。   Low-grade coal with high water content such as lignite and sub-bituminous coal has a large reserve, but has a low calorific value per unit weight and poor transport efficiency. In addition to increasing the amount of heat generated, the handleability is improved by compression molding. A coal reforming apparatus for reforming such low-grade coal is disclosed in US Pat. No. 5,401,364.

この文献に記載の石炭改質装置は、低品位炭を熱風乾燥により水分を蒸発除去する乾燥機と、この乾燥した石炭を350〜550℃で加熱して乾留する乾留機とを備えている。しかしながら、このような熱風乾燥には多大なエネルギーや動力を必要とし、また、設備建設費も高いという問題がある。また、このような乾燥により水分を蒸発した石炭は、多孔質の石炭となり、自然発火性が高く、不活性化の処置が不可欠であるが、その不活性化技術自体、まだ確立したものではないという問題もある。さらに、炭塵発生防止や表面積低減による自然発火防止を目的として、乾燥や乾留の過程で発生する微粉炭や製品炭そのものをブリケット化する場合、ブリケッターのスケールアップに限界があるため、小型機が多数必要で、また多大な電力を消費するという問題がある。   The coal reformer described in this document includes a dryer that evaporates and removes moisture from low-grade coal by hot air drying, and a carbonizer that heats and dries the dried coal at 350 to 550 ° C. However, such hot air drying requires a great amount of energy and power, and has a problem of high equipment construction costs. In addition, coal whose water has been evaporated by such drying becomes porous coal, has high pyrophoric properties, and inactivation treatment is indispensable, but the inactivation technology itself has not yet been established. There is also a problem. Furthermore, when briquetting pulverized coal or product charcoal generated in the process of drying and dry distillation for the purpose of preventing the generation of charcoal dust and preventing spontaneous ignition by reducing the surface area, there is a limit to the scale up of briquetters. There is a problem that a large number is required and a large amount of power is consumed.

一方、特開2005−120185号公報および特許第3920899号公報には、石炭を抽出溶剤と混合し、300℃以上に加熱することで、抽出溶剤中に石炭から抽出炭を抽出して、抽出炭を無灰炭などに改質する方法が記載されている。これら公報には、抽出炭を抽出した後の残炭について、有効な利用法は特に記載されていない。   On the other hand, in JP-A-2005-120185 and Japanese Patent No. 3920899, coal is mixed with an extraction solvent and heated to 300 ° C. or higher to extract the extracted coal from the coal in the extraction solvent. Describes a method for reforming slag into ashless coal. These publications do not particularly describe an effective utilization method for the remaining coal after extracting the extracted coal.

米国特許第5401364号明細書US Pat. No. 5,401,364 特開2005−120185号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-120185 特許第3920899号公報Japanese Patent No. 3920899

本発明は、上記の問題点に鑑み、優れた熱効率で且つ炭塵発生を防ぐ方法で低品位炭を改質することができるとともに、得られる改質炭の自然発火性を低くすることができる石炭改質システムを提供することを目的とする。   In view of the above-mentioned problems, the present invention can improve low-grade coal with a method that prevents the generation of coal dust with excellent thermal efficiency, and can reduce the pyrophoricity of the obtained modified coal. It aims to provide a coal reforming system.

また、本発明は、この石炭改質システムに使用することはもちろん、低品位炭に限らず、木材などの炭素含有物質から、優れた熱効率で且つ炭塵発生を防ぐ方法で水分を除去することができる炭素含有物質の脱水システムを提供することを別の目的とする。   In addition, the present invention is used not only for low-grade coal, but also for removing moisture from a carbon-containing material such as wood by a method that has excellent thermal efficiency and prevents generation of coal dust. Another object of the present invention is to provide a dehydration system for carbon-containing materials that can be used.

さらに、本発明は、この石炭改質システムに使用することはもちろん、低品位炭に限らず、木材などの炭素含有物質を改質するのに利用する溶剤を循環利用できる溶剤循環システムを提供することを別の目的とする。   Furthermore, the present invention provides a solvent circulation system that can be used in this coal reforming system as well as the solvent used for reforming carbon-containing substances such as wood, not limited to low-grade coal. That is another purpose.

上記の目的を達成するために、本発明に係る石炭改質システムは、低品位炭を脱水する手段と、脱水した低品位炭を溶剤の存在下で300℃以上に加熱して改質する手段と、改質した低品位炭および溶剤を固液分離する手段と、固液分離した固相を加熱、成形して、改質炭を含む成形物を得る手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a coal reforming system according to the present invention comprises a means for dehydrating low-grade coal and a means for reforming the dehydrated low-grade coal by heating to 300 ° C. or higher in the presence of a solvent. And means for solid-liquid separation of the modified low-grade coal and solvent, and means for heating and molding the solid-liquid separated solid phase to obtain a molded product containing the modified coal.

前記脱水手段は、前記溶媒の存在下で蒸発させずに脱水する手段であることが好ましく、前記低品位炭と前記溶剤を混合してスラリー化した原料スラリーを、100〜200℃以上に加熱することで前記低品位炭に含有する水分が液体状で遊離される手段であることが更に好ましい。なお、前記改質手段は、前記溶剤が蒸発しない圧力条件下で加熱するものである。   The dehydrating means is preferably a means for dehydrating without evaporating in the presence of the solvent, and the raw slurry obtained by mixing the low-grade coal and the solvent into a slurry is heated to 100 to 200 ° C. or higher. Thus, it is more preferable that the water contained in the low-grade coal is released in a liquid state. The reforming means is heated under pressure conditions where the solvent does not evaporate.

また、本発明は、別の態様として、炭素含有物質の脱水システムであって、炭素含有原料と溶剤とを混合してスラリー化する手段と、この原料スラリーを100℃以上に加熱することで前記低品位炭に含有する水分を遊離し、脱水する手段とを備えることを特徴とする。   In another aspect, the present invention is a dehydration system for a carbon-containing material, wherein the carbon-containing raw material and a solvent are mixed to form a slurry, and the raw material slurry is heated to 100 ° C. or higher. And a means for releasing and dehydrating moisture contained in the low-grade coal.

本発明の炭素含有物質の脱水システムは、前記脱水手段により放出された水分の軽質相を、前記原料スラリーを含む重質相から分離する手段をさらに備えることが好ましい。   The carbon-containing substance dehydration system of the present invention preferably further comprises means for separating the light phase of water released by the dehydration means from the heavy phase containing the raw slurry.

さらに、本発明は、溶剤循環システムは、炭素含有原料を溶剤の存在下で300℃以上に加熱して改質する手段と、改質した炭素含有原料および溶剤を固液分離する手段と、固液分離した液相の少なくとも一部を分解して前記溶剤を生成する手段とを備えることを特徴とする。   Further, the present invention provides a solvent circulation system comprising a means for reforming a carbon-containing raw material by heating to 300 ° C. or higher in the presence of a solvent, a means for solid-liquid separation of the modified carbon-containing raw material and the solvent, And means for decomposing at least a part of the separated liquid phase to produce the solvent.

このように本発明によれば、低品位炭を溶剤の存在下で、100〜200℃に加熱することで、低品位炭中に含まれる水分が溶剤中に液状に遊離するので、蒸発させずに優れた熱効率で容易に脱水を行うことができ、また、300℃以上に加熱すれば、低品位炭を改質するとともに石炭中の炭化水素の一部が溶剤中に溶解するので、改質炭と溶解成分とで改質炭を成形することで多孔質の改質炭の孔がこの溶解成分で塞がれるため、自然発火性の低い改質炭を得ることができる。また、原料となる低品位炭などの炭素含有物は、溶剤中で脱水、改質を行うため、炭塵発生を防ぐことができる。   As described above, according to the present invention, the low-grade coal is heated to 100 to 200 ° C. in the presence of the solvent, so that the water contained in the low-grade coal is released in a liquid state in the solvent, so that it is not evaporated. Can be easily dehydrated with excellent thermal efficiency, and if heated to 300 ° C or higher, low-grade coal is reformed and part of the hydrocarbons in the coal dissolves in the solvent. By forming the modified coal with the charcoal and the dissolved component, the pores of the porous modified coal are closed with the dissolved component, so that the modified coal with low spontaneous ignition can be obtained. In addition, carbon-containing materials such as low-grade coal as a raw material are dehydrated and modified in a solvent, so that generation of coal dust can be prevented.

本発明に係る石炭改質システムの一実施の形態を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing one embodiment of a coal reforming system concerning the present invention. 図1の溶媒生成設備の一実施の形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the solvent production | generation equipment of FIG. 石炭中に含まれる水分が除去される模式図であり、(a)が本発明の方法、(b)が従来法を示す。It is the schematic diagram from which the water | moisture content contained in coal is removed, (a) shows the method of this invention, (b) shows a conventional method. 試験に用いたオートクレーブ装置の模式図である。It is a schematic diagram of the autoclave apparatus used for the test. 各生成物の組成をコールバンド上にプロットした図である。It is the figure which plotted the composition of each product on the coal band. 各生成物の収率を示すグラフである。It is a graph which shows the yield of each product. 処理前後の各石炭の発熱量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the emitted-heat amount of each coal before and behind a process. 処理後の発熱量の内訳を示すグラフである。It is a graph which shows the breakdown of the emitted-heat amount after a process. 常温固体状溶解成分と常温液体状溶解成分のH−NMRスペクトルである。It is a H-NMR spectrum of a normal temperature solid dissolution component and a normal temperature liquid dissolution component. 常温固体状溶解成分と常温液体状溶解成分の芳香族指数を示すグラフである。It is a graph which shows the aromatic index of a normal temperature solid melt | dissolution component and a normal temperature liquid melt component. 処理の前後での炭素の形態の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the form of carbon before and behind processing. 各生成物の熱重量分析曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the thermogravimetric analysis curve of each product. 各生成物の熱機械分析曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the thermomechanical analysis curve of each product.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る石炭改質システムの一実施の形態について説明する。なお、本実施の形態の石炭改質システムには、本発明に係る脱水システムおよび溶剤循環システムの各実施の形態が含まれるが、本発明に係る脱水システムおよび溶剤循環システムは、石炭改質システムの用途に限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of a coal reforming system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The coal reforming system according to the present embodiment includes each embodiment of the dehydration system and the solvent circulation system according to the present invention, and the dehydration system and the solvent circulation system according to the present invention include the coal reforming system. It is not limited to the use of.

図1に示すように、本実施の形態の石炭改質システムは、原料となる石炭と溶剤とを混合してスラリー化するスラリー化槽10と、この原料スラリー中の石炭から水分を遊離して脱水を行う脱水塔20と、水分の相と原料スラリー(油分)の相とを油水分離する油水分離槽30と、分離した原料スラリーを加熱して改質する改質塔40と、改質した原料スラリーを固液分離する固液分離機50と、分離した固相をペレット状に成形して改質炭ペレットを成形するペレタイザー60とを主に備える。   As shown in FIG. 1, the coal reforming system of the present embodiment is a slurrying tank 10 that mixes slurry as a raw material coal and a solvent, and releases moisture from the coal in the raw slurry. A dehydration tower 20 for performing dehydration, an oil / water separation tank 30 for oil-water separation of a water phase and a raw material slurry (oil content) phase, a reforming tower 40 for reforming the separated raw material slurry by heating, and reforming A solid-liquid separator 50 that solid-liquid separates the raw slurry and a pelletizer 60 that shapes the separated solid phase into pellets to form modified coal pellets are mainly provided.

スラリー化槽10は、原料である石炭を溶剤中に均一に分散してスラリー状にできるものであれば特に限定されないが、図1に示すように撹拌機12を備えたものが好ましい。スラリー化槽10は、その底部に、スラリー化した原料スラリーを脱水塔20へ送る原料スラリー供給管16を備える。この原料スラリー供給管16には、原料スラリーを圧送するためのポンプ18と、原料スラリーを加熱する予熱器22とを設ける。予熱器22は、原料スラリーを100〜200℃の範囲に加熱することができる機器である。また、ポンプ18は、原料スラリーを0.5〜10MPaGの範囲に加圧することができる機器である。   The slurrying tank 10 is not particularly limited as long as it can uniformly disperse coal as a raw material in a solvent to form a slurry, but a slurry tank 10 provided with a stirrer 12 as shown in FIG. 1 is preferable. The slurrying tank 10 includes a raw material slurry supply pipe 16 that sends the slurryed raw material slurry to the dehydrating tower 20 at the bottom thereof. The raw slurry supply pipe 16 is provided with a pump 18 for pumping the raw slurry and a preheater 22 for heating the raw slurry. The preheater 22 is a device that can heat the raw slurry to a range of 100 to 200 ° C. The pump 18 is a device that can pressurize the raw material slurry in the range of 0.5 to 10 MPaG.

脱水塔20は、原料スラリーを所定の温度に維持し、原料スラリーに分散する石炭中に含まれる水分が液状に遊離することで脱水を行う装置である。脱水塔20は、この脱水生成物を油水分離槽30へ送る脱水生成物供給管28を塔頂部に備え、また、原料スラリーを塔内に供給する原料スラリー供給管16を塔底部に備える。脱水塔20は、底部から供給された原料スラリーが頂部から排出されるまで、十分に脱水される時間にわたって塔内で滞留するような容量を有するものが好ましい。もちろん、脱水塔20は、このような連続式の構造に限定されず、バッチ式としてもよい。また、脱水塔20は、高圧の原料スラリーを収容できるように耐圧構造を有することが好ましい。   The dehydration tower 20 is an apparatus that performs dehydration by maintaining the raw slurry at a predetermined temperature and releasing the water contained in the coal dispersed in the raw slurry into a liquid state. The dehydration tower 20 includes a dehydrated product supply pipe 28 for sending the dehydrated product to the oil / water separation tank 30 at the top of the tower, and a raw slurry supply pipe 16 for supplying the raw slurry into the tower at the bottom of the tower. The dehydration tower 20 preferably has a capacity such that the raw slurry supplied from the bottom stays in the tower for a sufficient amount of time until the slurry is discharged from the top. Of course, the dehydration tower 20 is not limited to such a continuous structure, and may be a batch system. Moreover, it is preferable that the dehydration tower 20 has a pressure | voltage resistant structure so that a high voltage | pressure raw material slurry can be accommodated.

油水分離槽30は、脱水生成物が石炭から遊離した水分と原料スラリーの油分とを含むことから、脱水生成物を水相と油相に分離して水相を除去するための装置である。原料スラリーの油相よりも水相の方が比重が軽く、油相(重質層)の上に水相(軽質層)が形成される。よって、デカンテーションより水相を容易に除去することができる。油水分離槽30には、槽内を二分する堰31を配置し、一方の区分には、槽内に脱水生成物を供給する脱水生成物供給管28と、分離した油相を改質塔40へ送る油相供給管32を設け、他方の区分には、堰31を超えて流れてきた水相を廃水処理施設(図示省略)へ送る水相排出管36を設ける。脱水生成物が供給される区分は、脱水生成物が水相と油相に分離するのに十分な時間にわたって滞留するような容量を有することが好ましい。もちろん、油水分離槽30は、このような連続式の構造に限定されず、バッチ式としてもよい。   The oil / water separation tank 30 is an apparatus for removing the aqueous phase by separating the dehydrated product into an aqueous phase and an oil phase because the dehydrated product contains moisture released from coal and the oil content of the raw slurry. The water phase has a lighter specific gravity than the oil phase of the raw material slurry, and an aqueous phase (light layer) is formed on the oil phase (heavy layer). Therefore, the aqueous phase can be easily removed by decantation. The oil / water separation tank 30 is provided with a weir 31 that bisects the inside of the tank, and in one section, a dehydrated product supply pipe 28 that supplies the dehydrated product into the tank, and the separated oil phase is reformed by the reforming tower 40. An oil phase supply pipe 32 is provided for feeding the water phase to the waste water treatment facility (not shown) in the other section. The section to which the dehydrated product is fed preferably has a capacity such that the dehydrated product stays for a time sufficient to separate into an aqueous phase and an oil phase. Of course, the oil / water separation tank 30 is not limited to such a continuous structure, and may be a batch type.

油相供給管32には、後述する改質スラリーと油相とを熱交換する熱交換器34と、油相を更に加熱する加熱炉44とを油水分離槽30側から順に設ける。加熱炉44は、油相を250〜450℃の範囲に加熱することができる装置である。また、油相供給管32には、油相を圧送するためのポンプ33を設ける。このポンプ33は、油相を0.5〜10MPaGの範囲に加圧することができる機器である。水相排出管36には、水相を冷却するための冷却器37を設ける。   The oil phase supply pipe 32 is provided with a heat exchanger 34 for exchanging heat between the reformed slurry and the oil phase, which will be described later, and a heating furnace 44 for further heating the oil phase in order from the oil / water separation tank 30 side. The heating furnace 44 is an apparatus capable of heating the oil phase to a range of 250 to 450 ° C. The oil phase supply pipe 32 is provided with a pump 33 for pumping the oil phase. The pump 33 is a device that can pressurize the oil phase in a range of 0.5 to 10 MPaG. The water phase discharge pipe 36 is provided with a cooler 37 for cooling the water phase.

改質塔40は、油相(水分が除去された原料スラリー)を所定の温度に維持し、原料スラリー中に分散する石炭中に存在する含酸素官能基(−OHや−COOH等)を二酸化炭素や水に分解して放出して低品位炭の改質を行う装置である。なお、この改質処理によって、石炭に含まれる炭化水素も一部、溶剤に溶解する。   The reforming tower 40 maintains the oil phase (raw material slurry from which water has been removed) at a predetermined temperature, and converts oxygen-containing functional groups (—OH, —COOH, etc.) present in the coal dispersed in the raw material slurry to carbon dioxide. It is an apparatus that reforms low-grade coal by decomposing into carbon and water and releasing it. By this reforming treatment, part of the hydrocarbons contained in the coal is dissolved in the solvent.

改質塔40は、塔頂部に、塔内に油相を供給する油相供給管32と、塔内から二酸化炭素や水蒸気を排出する排気管49とを備え、塔底部には、改質した改質スラリーを固液分離機50へ送る改質スラリー供給管46を備える。改質スラリー供給管46には、上述した油相との熱交換器34と、更に改質スラリーを例えば常温まで冷却する冷却器47とを設ける。   The reforming tower 40 includes an oil phase supply pipe 32 for supplying an oil phase into the tower at the top of the tower and an exhaust pipe 49 for discharging carbon dioxide and water vapor from the inside of the tower. A reforming slurry supply pipe 46 for feeding the reforming slurry to the solid-liquid separator 50 is provided. The modified slurry supply pipe 46 is provided with a heat exchanger 34 for the oil phase described above and a cooler 47 for cooling the modified slurry to, for example, room temperature.

固液分離機50は、改質スラリーの固相と液相とを分離する装置である。固液分離機50は、特に限定されず、例えば、ベルトフィルターやドラムフィルター等のろ過装置や、遠心分離機などを用いることができる。固液分離機50には、分離した液相をスラリー化槽10に送る溶剤循環管52と、分離した固相(スラッジを含む)をペレタイザー60へ送る固相供給ライン54と、固液分離の際に発生する気相を排出する排気管56とを設ける。溶剤循環管52には、液相を圧送するためのポンプ53を設ける。   The solid-liquid separator 50 is an apparatus that separates the solid phase and the liquid phase of the modified slurry. The solid-liquid separator 50 is not particularly limited, and for example, a filtration device such as a belt filter or a drum filter, a centrifugal separator, or the like can be used. The solid-liquid separator 50 includes a solvent circulation pipe 52 that sends the separated liquid phase to the slurrying tank 10, a solid phase supply line 54 that sends the separated solid phase (including sludge) to the pelletizer 60, and solid-liquid separation. An exhaust pipe 56 for discharging the gas phase generated at the time is provided. The solvent circulation pipe 52 is provided with a pump 53 for pumping the liquid phase.

また、液相には、溶剤と、石炭からの溶解成分であって常温で液状の成分(常温液体状溶解成分)とが含まれていることから、必要により、常温液体状溶解成分を熱分解などにより低分子量の炭化水素に分解して溶剤と同じ成分とする溶剤生成設備70を設置することができる。この溶剤生成設備70は、溶剤循環管52から液相の一部を抜き出す抜出管72に配置する。   In addition, the liquid phase contains a solvent and a component dissolved from coal and liquid at room temperature (room temperature liquid dissolved component). If necessary, the room temperature liquid dissolved component is thermally decomposed. For example, a solvent generating facility 70 that decomposes into low molecular weight hydrocarbons and has the same components as the solvent can be installed. The solvent generation facility 70 is disposed in an extraction pipe 72 that extracts a part of the liquid phase from the solvent circulation pipe 52.

溶剤生成設備70は、その一実施の形態として、図2に示すように、抜き出した液相を溶剤と常温液体状溶解成分とに分離する蒸留塔73と、分離した常温液体状溶解成分を溶剤に熱分解する熱分解炉76とを主に備えている。蒸留塔73と熱分解炉76の間には、蒸留により分離した常温液体状溶解成分を熱分解して更に蒸留塔73へ戻す循環路74を設け、この循環路74にはポンプ77を設ける。また、蒸留塔75には、分離した溶剤を含むガスを排出するガス排出路75を設け、このガス排出路75には、熱交換器81と凝縮器78を配置する。凝縮器78には、凝縮した溶剤をスラリー化槽10へ供給する溶剤供給路80を設け、この溶剤供給路80には、ポンプ79を設ける。なお、溶剤供給路80は、溶剤の一部を蒸留塔73へ戻すこともできる。   As shown in FIG. 2, the solvent generation facility 70 includes, as shown in FIG. 2, a distillation column 73 that separates the extracted liquid phase into a solvent and a room temperature liquid dissolved component, and the separated room temperature liquid dissolved component as a solvent. And a pyrolysis furnace 76 that pyrolyzes them. Between the distillation column 73 and the pyrolysis furnace 76, a circulation path 74 for thermally decomposing the normal temperature liquid dissolved component separated by distillation and returning it to the distillation tower 73 is provided, and a pump 77 is provided in the circulation path 74. The distillation column 75 is provided with a gas discharge path 75 for discharging a gas containing the separated solvent, and a heat exchanger 81 and a condenser 78 are disposed in the gas discharge path 75. The condenser 78 is provided with a solvent supply path 80 for supplying the condensed solvent to the slurrying tank 10, and the solvent supply path 80 is provided with a pump 79. The solvent supply path 80 can also return a part of the solvent to the distillation column 73.

固相供給ライン54には、固相を加熱する加熱器62と、加熱した固相を混練する混練機66とを、固液分離機50側から順に設ける。加熱器62は、固相を150〜250℃の範囲に加熱することができる装置である。混練機66は、加熱により固相の一部が溶融したものを所定の温度において混練できるものであれば、特に限定されるものではない。   The solid phase supply line 54 is provided with a heater 62 for heating the solid phase and a kneader 66 for kneading the heated solid phase in this order from the solid-liquid separator 50 side. The heater 62 is a device that can heat the solid phase in the range of 150 to 250 ° C. The kneader 66 is not particularly limited as long as it can knead a part of the solid phase melted by heating at a predetermined temperature.

ペレタイザー60は、混練物を所定の寸法のペレットに押し出し成形する装置であり、例えば、水中カッター方式(under water cutter)やストランドカッター方式などを採用することができる。ストランドカッター方式の場合、ダイポンプ、ダイ、水循環式ストランド冷却槽などの設備を有する。   The pelletizer 60 is an apparatus for extruding the kneaded material into pellets of a predetermined size, and for example, an under water cutter method or a strand cutter method can be adopted. In the case of a strand cutter system, it has equipment such as a die pump, a die, and a water circulation type strand cooling tank.

また、スラリー化槽10、脱水塔20、改質塔40および各配管には、被処理物の温度を測定する温度計14、24、41、48、64や、被処理物の圧力を測定する圧力計26、42を設ける。   In addition, in the slurrying tank 10, the dehydration tower 20, the reforming tower 40, and each pipe, the thermometers 14, 24, 41, 48, and 64 for measuring the temperature of the object to be processed and the pressure of the object to be processed are measured. Pressure gauges 26 and 42 are provided.

上記の構成によれば、先ず、スラリー化槽10に、原料となる石炭と溶剤を供給する。石炭としては、例えば、亜炭、褐炭、亜瀝青炭、泥炭などの15〜70%、好ましくは40〜70%の水分を有する低品位炭を使用する。また、供給する原料は、改質処理にあたり粉砕することが好ましい。粉砕は、例えば、粒径を4mm以下にすることが好ましく、2mm以下にすることがより好ましい。   According to the above configuration, first, coal and a solvent as raw materials are supplied to the slurrying tank 10. As the coal, for example, low-grade coal having a moisture content of 15 to 70%, preferably 40 to 70%, such as lignite, lignite, subbituminous coal, and peat is used. Moreover, it is preferable to grind | pulverize the raw material to supply in a modification | reformation process. For pulverization, for example, the particle size is preferably 4 mm or less, more preferably 2 mm or less.

溶剤は、改質処理の温度に加熱されても安定な物質であれば特に限定されないが、自生溶剤以外に、例えば、1−メチルナフタレンや、ジメチルナフタレン、ナフタレン、アントラセン、C12〜C19のドデカン類等の有機溶剤を使用することができる。自生溶剤でない場合は、系外にロスとして流出する溶剤を再生、製造する必要がある。石炭と溶剤の混合比は、得られるスラリーの固形分濃度が20〜65%となるようにすることが好ましく、50〜65%がより好ましい。   The solvent is not particularly limited as long as it is a stable substance even when heated to the temperature of the reforming treatment. In addition to the native solvent, for example, 1-methylnaphthalene, dimethylnaphthalene, naphthalene, anthracene, C12 to C19 dodecanes An organic solvent such as can be used. If it is not an indigenous solvent, it is necessary to regenerate and manufacture the solvent that flows out of the system as a loss. The mixing ratio of coal and solvent is preferably such that the solid content concentration of the resulting slurry is 20 to 65%, more preferably 50 to 65%.

スラリー化槽10では、供給された溶剤中に石炭の粉砕物が均等に分散するように撹拌機12で撹拌してスラリー化する。スラリー化槽10の温度は、常温(25℃)〜40℃でよい。溶剤中に石炭が分散した原料スラリーを、原料スラリー供給管16を介して脱水塔20へと送る。この際、原料スラリーは、ポンプ18および予熱器22により、圧力を0.5〜10MPaG、好ましくは0.8〜5MPaGに昇圧するとともに、温度を100〜200℃、好ましくは130〜170℃に加熱する。   In the slurrying tank 10, the mixture is agitated with a stirrer 12 so that the pulverized coal is uniformly dispersed in the supplied solvent. The temperature of the slurrying tank 10 may be from room temperature (25 ° C.) to 40 ° C. The raw material slurry in which the coal is dispersed in the solvent is sent to the dehydration tower 20 through the raw material slurry supply pipe 16. At this time, the raw material slurry is heated by the pump 18 and the preheater 22 to a pressure of 0.5 to 10 MPaG, preferably 0.8 to 5 MPaG, and at a temperature of 100 to 200 ° C., preferably 130 to 170 ° C. To do.

脱水塔20では、所定の温度で原料スラリーが塔底部から塔頂部までゆっくりと流れ、その間に石炭中の水分が溶剤中に液状で遊離する。図3(a)に、本方法により石炭中に含まれる水分が溶剤中に遊離する模式図を示す。また、従来の熱風蒸発により乾燥する際の石炭の挙動の模式図を図3(b)に示す。図3(b)に示すように、従来法では、石炭表面に存在する含酸素官能基のうち、カルボキシル基が熱分解、重合して、石炭間をエーテル結合(−O−)で結びつけた重合物となるのに対し、本発明では、図3(a)に示すように、石炭を熱縮合によって高分子化することなく、石炭中の水分を溶剤中に液状に遊離することができる。   In the dehydrating tower 20, the raw slurry slowly flows from the tower bottom to the tower top at a predetermined temperature, during which moisture in the coal is liberated in the solvent. FIG. 3 (a) shows a schematic diagram in which moisture contained in coal is liberated in the solvent by this method. Moreover, the schematic diagram of the behavior of coal at the time of drying by conventional hot air evaporation is shown in FIG.3 (b). As shown in FIG. 3 (b), in the conventional method, among the oxygen-containing functional groups present on the coal surface, the carboxyl group is thermally decomposed and polymerized, and the coal is linked by an ether bond (—O—). In contrast, in the present invention, as shown in FIG. 3 (a), the water in the coal can be released into the solvent in a liquid state without polymerizing the coal by thermal condensation.

脱水塔20での原料スラリーの滞留時間は、30分〜2時間が好ましい。原料スラリーを脱水処理して得られた脱水生成物は、塔底部から脱水生成物供給管28を介して油水分離槽30へと送る。   The residence time of the raw material slurry in the dehydration tower 20 is preferably 30 minutes to 2 hours. The dehydrated product obtained by dehydrating the raw slurry is sent from the bottom of the tower to the oil / water separation tank 30 through the dehydrated product supply pipe 28.

油水分離槽30では、堰31を境にした一方の区分に、脱水生成物を供給する。脱水生成物に含まれる水分は、この区分内に貯留している間に、原料スラリーを含む油相の上に水相を形成する。そして、この水相が堰31を超えて他方の区分に流れ出ることから、原料スラリーを含む油相から水相を分離、除去することができる。水相は、冷却器37で常温に冷却した後、水相排出管36を介して廃水処理設備(図示省略)へと送る。   In the oil / water separation tank 30, the dehydrated product is supplied to one section with the weir 31 as a boundary. While the water contained in the dehydrated product is stored in this section, it forms a water phase on the oil phase containing the raw slurry. And since this aqueous phase flows over the weir 31 and flows out into the other section, the aqueous phase can be separated and removed from the oil phase containing the raw slurry. The aqueous phase is cooled to room temperature by a cooler 37 and then sent to a wastewater treatment facility (not shown) via an aqueous phase discharge pipe 36.

このように低品位炭中の水分を、従来のように蒸発させることなく、液状で分離できるので、高い熱効率で脱水することができる。また、従来では水分を蒸発させるために、熱風乾燥を用いていたが、熱風乾燥には多大な動力を要する送風機などが必要であるが、本発明の脱水方法によれば、消費電力を低減することができる。   Thus, since the water in the low-grade coal can be separated in a liquid state without being evaporated as in the prior art, it can be dehydrated with high thermal efficiency. Conventionally, hot air drying has been used to evaporate moisture, but hot air drying requires a fan that requires a large amount of power. However, according to the dehydration method of the present invention, power consumption is reduced. be able to.

石炭中の水分を脱水、除去した原料スラリーは、油相として、油相供給管32を介して改質塔40へ送る。その際、油相は、ポンプ33、熱交換器34および加熱炉44により、圧力を0.5〜10MPaG、好ましくは0.8〜5MPaGに昇圧するとともに、温度を250〜400℃、好ましくは330〜370℃に加熱する。   The raw material slurry from which the moisture in the coal has been dehydrated and removed is sent to the reforming tower 40 through the oil phase supply pipe 32 as an oil phase. At that time, the oil phase is pressurized to 0.5 to 10 MPaG, preferably 0.8 to 5 MPaG, and the temperature is 250 to 400 ° C., preferably 330, by the pump 33, the heat exchanger 34 and the heating furnace 44. Heat to ~ 370 ° C.

改質塔40では、所定の温度で原料スラリーが塔頂部から塔底部までゆっくりと流れ、その間に石炭中に存在するカルボキシル基が分解して二酸化炭素に転換する。よって、石炭間が重合することなく、石炭に含まれる酸素分を除去することができるので、発熱量が大幅に向上し、低品位炭を改質することができる。また、この改質塔40での処理によって、石炭に含まれる炭化水素も一部、溶剤に溶解する。改質塔40での原料スラリーの滞留時間は、30分〜2時間が好ましい。改質処理により発生した二酸化炭素や水蒸気を含むガスは、排気管49を介して系外へ排出する。   In the reforming tower 40, the raw material slurry slowly flows from the top to the bottom of the tower at a predetermined temperature, while the carboxyl groups present in the coal are decomposed and converted to carbon dioxide. Therefore, since the oxygen content contained in the coal can be removed without polymerization between the coals, the calorific value is greatly improved, and the low-grade coal can be reformed. In addition, by the treatment in the reforming tower 40, a part of the hydrocarbons contained in the coal is dissolved in the solvent. The residence time of the raw material slurry in the reforming tower 40 is preferably 30 minutes to 2 hours. The gas containing carbon dioxide and water vapor generated by the reforming process is discharged out of the system through the exhaust pipe 49.

改質塔40で改質された改質スラリーは、改質スラリー供給管46を介して塔底部から抜き出され、熱交換器34および冷却器47により常温〜50℃にまで冷却した後、固液分離機50へ送る。改質スラリー中の溶剤には、石炭からの溶解成分が含まれているが、この溶解成分は、約150℃以下になると析出する成分(常温固体状溶解成分)と、常温にまで冷却しても液状の成分(常温液体状溶解成分)との2つの種類がある。よって、固液分離機50では、改質炭や常温固体状溶解成分を含む固相と、溶剤や常温液体状溶解成分を含む液相に分離することができる。なお、改質スラリーの冷却により二酸化炭素を含むガスが発生するので、排気管56を介して系外へ放出する。   The reformed slurry modified in the reforming tower 40 is extracted from the bottom of the tower through the reforming slurry supply pipe 46, cooled to room temperature to 50 ° C. by the heat exchanger 34 and the cooler 47, and then solidified. Send to liquid separator 50. The solvent in the reformed slurry contains a dissolved component from coal. This dissolved component is cooled to room temperature and a component that precipitates at about 150 ° C. or lower (room temperature solid dissolved component). There are two types of liquid components (room temperature liquid dissolved components). Therefore, in the solid-liquid separator 50, it can isolate | separate into the solid phase containing a modified coal and a normal temperature solid solution component, and the liquid phase containing a solvent and a normal temperature liquid solution component. In addition, since the gas containing carbon dioxide is generated by cooling the reforming slurry, it is discharged out of the system through the exhaust pipe 56.

固液分離機50で分離した固相(スラッジを含む)は、固相供給ライン54を介して、先ず、加熱器62に導入する。加熱器62では、固相を150℃以上に加熱することで、固相中の改質炭は固体のままであるが、常温固体状溶解成分は溶融する。これにより、固体状の改質炭と溶融した常温固体状溶解成分との溶融物が生成する。なお、加熱の上限は、常温固体状溶解成分の揮発や、設備の耐熱性の観点から、250℃以下とすることが好ましい。この溶融物を、混練機66に導入して均等に混ぜ合わせた後、ペレタイザー60へと供給し、溶融物をペレット状に成形する。ペレットの寸法は、例えば、直径20〜30mm、長さ30〜40mmの円柱状にすることが好ましい。成形後、改質炭ペレットは常温まで自然冷却する。なお、溶融物の粘性が高過ぎる場合、常温液体状溶解成分の一部を固相に残留させてもよい。   The solid phase (including sludge) separated by the solid-liquid separator 50 is first introduced into the heater 62 via the solid phase supply line 54. In the heater 62, by heating the solid phase to 150 ° C. or higher, the reformed coal in the solid phase remains solid, but the room temperature solid dissolved component melts. As a result, a melt of the solid reformed coal and the molten room temperature solid dissolved component is generated. In addition, it is preferable that the upper limit of heating shall be 250 degrees C or less from a viewpoint of volatilization of a normal temperature solid melted component, and the heat resistance of an installation. This melt is introduced into the kneader 66 and mixed uniformly, and then supplied to the pelletizer 60 to form the melt into pellets. The size of the pellet is preferably a cylindrical shape having a diameter of 20 to 30 mm and a length of 30 to 40 mm, for example. After molding, the modified charcoal pellets are naturally cooled to room temperature. If the viscosity of the melt is too high, a part of the room temperature liquid dissolved component may remain in the solid phase.

このようにして得られた改質ペレットは、多孔質の改質炭の孔が常温固体状溶解成分によって塞がれて、改質炭の表面積を小さくすることができる。よって、改質ペレットは、従来の熱風乾燥に比べて、自然発火性を大幅に抑えることができ、従来の不活性化工程や安定化工程などを不要にすることができる。また、本発明では、一連の工程で、石炭を溶剤中で取り扱い、また固液分離機50で得られる固相も直ぐに加熱して一部が溶融した状態とするため、炭塵が飛散するのを避けることができ、そのための対策を不要とすることができる。   In the modified pellets thus obtained, the pores of the porous modified coal are closed by the room temperature solid dissolved component, and the surface area of the modified coal can be reduced. Therefore, the modified pellet can greatly suppress the spontaneous ignition compared with the conventional hot air drying, and the conventional inactivation step and stabilization step can be made unnecessary. Further, in the present invention, in a series of steps, the coal is handled in a solvent, and the solid phase obtained by the solid-liquid separator 50 is immediately heated to partially melt, so that the coal dust is scattered. Can be avoided, and measures for that can be eliminated.

一方、固液分離機50で分離した液相は、液相循環管52を介して、溶剤を再利用するためにスラリー化槽10に供給する。改質炭や常温固体状溶解成分に同伴して系外へ出るロス分の溶剤をメイクアップする場合、液相に含まれる常温液体状溶解成分は、無灰炭などの利用価値の高い製品であるので、溶剤生成設備70で常温液体状溶解成分を熱分解し、これにより生成した溶剤をスラリー化槽10へ供給することもできる。具体的には、図2に示すように、先ず、蒸留塔73で液相を蒸留して溶剤を含むガスと常温液体状溶解成分に分離する。常温液体状溶解成分は、循環路74を介して熱分解炉76に送り、ここで熱分解により溶剤が生成する。生成した溶剤は、循環路74を介して蒸留塔73に送る。溶剤を含むガスは、ガス排出路75を介して熱交換器81で冷却し、凝縮器78で溶剤を凝縮する。溶剤は、溶剤供給路80を介してスラリー化槽10へ供給する。なお、溶剤が常温液体状溶解成分と組成が同一である場合、この溶剤生成設備70は不要である。   On the other hand, the liquid phase separated by the solid-liquid separator 50 is supplied to the slurrying tank 10 through the liquid phase circulation pipe 52 in order to reuse the solvent. When making up the loss of solvent that goes out of the system accompanying modified coal and room temperature solid dissolved components, room temperature liquid dissolved components contained in the liquid phase are products with high utility value such as ashless coal. Therefore, it is possible to thermally decompose the room temperature liquid dissolved component in the solvent generation facility 70 and supply the solvent generated thereby to the slurrying tank 10. Specifically, as shown in FIG. 2, first, the liquid phase is distilled in a distillation column 73 to separate a solvent-containing gas and a room temperature liquid dissolved component. The room-temperature liquid dissolved component is sent to the pyrolysis furnace 76 via the circulation path 74, where a solvent is generated by pyrolysis. The produced solvent is sent to the distillation column 73 via the circulation path 74. The gas containing the solvent is cooled by the heat exchanger 81 via the gas discharge path 75, and the solvent is condensed by the condenser 78. The solvent is supplied to the slurrying tank 10 via the solvent supply path 80. In addition, when the composition of the solvent is the same as that of the room temperature liquid dissolved component, the solvent generating equipment 70 is unnecessary.

図1に示す実施の形態を用いて本発明を説明してきたが、本発明はこれに限定されず、他の実施の形態を採用することができる。例えば、図1には、連続方式の石炭改質システムを示したが、バッチ方式としてもよい。例えば、スラリー化、脱水、改質を一つの槽で行うこともでき、この槽を3基で1セットとし、1基目がスラリー化、2基目が脱水、3基目が改質をし、次に、1基目が脱水、2基目が改質、3基目がスラリー化をするように順に切り替えて、バッチ方式で石炭を改質することもできる。   Although the present invention has been described using the embodiment shown in FIG. 1, the present invention is not limited to this, and other embodiments can be adopted. For example, FIG. 1 shows a continuous coal reforming system, but a batch method may be used. For example, slurrying, dehydration, and reforming can be performed in a single tank. Three tanks are used as one set, the first is slurried, the second is dehydrated, and the third is reformed. Next, the coal can be reformed in a batch system by sequentially switching so that the first group is dehydrated, the second group is reformed, and the third group is slurried.

図4に示すオートクレーブ装置を用いて、石炭を脱水、改質する試験を行った。オートクレーブ装置には、dafベースで14gの石炭をウエット状態で仕込み、300mLの1−メチルナフタレンをポンプで供給した。なお、石炭は1mm以下の粒径に粉砕した。使用した石炭の種類を表1に示す。   Using the autoclave apparatus shown in FIG. 4, a test for dewatering and reforming coal was conducted. The autoclave apparatus was charged with 14 g of coal on a daf basis in a wet state, and 300 mL of 1-methylnaphthalene was supplied by a pump. The coal was pulverized to a particle size of 1 mm or less. Table 1 shows the types of coal used.

オートクレーブ装置を50℃/分で昇温し、350℃に達したら、1時間にわたりこの温度を保持した。昇温過程で圧力が上がり過ぎた場合、オートクレーブ装置のガスバルブを開けて水を蒸気で抜いた。なお、最終的な圧力は2.3MPaであった。その後、オートクレーブ装置の下部のバルブを開き、内容物を、目開き0.5μmのステンレススチールフィルタを介してパイプでつながれたリザーバーに抜き出した。抜き出された液状生成物を室温まで放冷した後、さらに目開き0.5μmのステンレススチールフィルタで濾過し、濾物と濾液に分けた。そして、オートクレーブ装置内の残留物および濾物と濾液について、物理的および化学的特性値について調べた。   The temperature of the autoclave apparatus was increased at 50 ° C./min, and when the temperature reached 350 ° C., this temperature was maintained for 1 hour. When the pressure increased too much during the temperature rising process, the gas valve of the autoclave device was opened and water was extracted with steam. The final pressure was 2.3 MPa. Then, the valve | bulb of the lower part of an autoclave apparatus was opened, and the content was extracted to the reservoir | reserver connected with the pipe through the stainless steel filter with an opening of 0.5 micrometer. The extracted liquid product was allowed to cool to room temperature, and then filtered through a stainless steel filter having an opening of 0.5 μm to separate a filtrate and a filtrate. And the physical and chemical characteristic value was investigated about the residue in an autoclave apparatus, and the filtrate and filtrate.

先ず、各石炭における残留物(改質炭)、濾物(常温固体状溶解成分)、濾液(常温液体状溶解成分)の組成について、表2に示す。表2に示すように、いずれの石炭を用いた場合でも、常温液体状溶解成分はほぼ同じ組成であり、常温固体状溶解成分もほぼ同じ組成であった。また、各生成物の組成をコールバンド上にプロットした図を図5に示す。図5に示すように、いずれの石炭を用いた場合でも、常温固体状溶解成分と常温液体状溶解成分はほぼ同じ位置にあり、これは、石炭に限らず、木材などの炭素含有物質でも、上記処理によって、同様に脱水や二酸化炭素放出、炭化水素放出が行われることがわかった。   First, Table 2 shows the composition of the residue (modified coal), filtrate (room temperature solid dissolved component), and filtrate (room temperature liquid dissolved component) in each coal. As shown in Table 2, even when any coal was used, the room temperature liquid dissolved component had almost the same composition, and the room temperature solid dissolved component had almost the same composition. Moreover, the figure which plotted the composition of each product on the coal band is shown in FIG. As shown in FIG. 5, even when any coal is used, the room temperature solid dissolved component and the room temperature liquid dissolved component are substantially in the same position, which is not limited to coal, even in a carbon-containing material such as wood, It was found that dehydration, carbon dioxide release, and hydrocarbon release were similarly performed by the above treatment.

また、各石炭における残留物、濾物、濾液、二酸化炭素、水の収率を図6に示す。そして、上記処理の前後の各石炭の発熱量の変化を図7に、処理後の発熱量の内訳を図8に示す。図6に示すように、いずれの石炭でも良好な物質収支が得られた。図7に示すように、上記処理により発熱量はほとんど変化せず、むしろ若干上昇する傾向を示した。   Moreover, the yield of the residue, filtrate, filtrate, carbon dioxide, and water in each coal is shown in FIG. And the change of the calorific value of each coal before and behind the said process is shown in FIG. 7, and the breakdown of the calorific value after a process is shown in FIG. As shown in FIG. 6, a good mass balance was obtained with any coal. As shown in FIG. 7, the calorific value hardly changed by the above treatment, but rather showed a tendency to slightly increase.

濾物(常温固体状溶解成分)と濾液(常温液体状溶解成分)のH−NMRスペクトルの結果および芳香族指数を図9および図10に示す。図9および図10に示すように、いずれの石炭を用いた場合でも、常温固体状溶解成分はほぼ同じような構造および芳香族指数であり、常温液体状溶解成分もほぼ同じような構造および芳香族指数であった。   FIG. 9 and FIG. 10 show the results of the H-NMR spectrum and the aromatic index of the filtrate (room temperature solid dissolved component) and the filtrate (room temperature liquid dissolved component). As shown in FIG. 9 and FIG. 10, regardless of which coal is used, the room-temperature solid dissolved component has almost the same structure and aromatic index, and the room-temperature liquid dissolved component also has almost the same structure and fragrance. It was a tribe index.

上記処理の前後での炭素の形態の変化について視覚化したものを図11に示す。上記処理によって含酸素官能基の量が大きく減少したことがわかる。また、脂肪族炭素の量が大きく減少し、芳香族炭素の量が大きく増加したことがわかる。   A visualization of changes in carbon morphology before and after the treatment is shown in FIG. It can be seen that the amount of oxygen-containing functional groups was greatly reduced by the above treatment. Further, it can be seen that the amount of aliphatic carbon is greatly reduced and the amount of aromatic carbon is greatly increased.

原料の石炭、残留物、濾物(常温固体状溶解成分)、濾液(常温液体状溶解成分)について熱重量分析および熱機械分析の結果を、図12および図13に示す。図12および図13に示すように、いずれの石炭を用いた場合でも、常温固体状溶解成分の熱重量分析曲線および熱機械分析曲線は非常に似た傾向であり、常温液体状溶解成分の熱重量分析曲線および熱機械分析曲線も非常に似た傾向であった。また、常温液体状溶解成分の約70%が約400℃までに揮発したこと、および常温液体状溶解成分は100℃以下で揮発する前に完全に軟化、溶融したことがわかった。   FIG. 12 and FIG. 13 show the results of thermogravimetric analysis and thermomechanical analysis of raw material coal, residue, filtrate (room temperature solid dissolved component), and filtrate (room temperature liquid dissolved component). As shown in FIG. 12 and FIG. 13, the thermogravimetric analysis curve and the thermomechanical analysis curve of the room temperature solid dissolved component tend to be very similar regardless of which coal is used. The gravimetric analysis curve and the thermomechanical analysis curve showed a very similar tendency. Further, it was found that about 70% of the room temperature liquid dissolved component was volatilized by about 400 ° C., and that the room temperature liquid dissolved component was completely softened and melted before volatilizing at 100 ° C. or less.

常温液体状溶解成分は、物理的および化学的特性値が石炭の種類によらず、ほぼ同じであることがわかった(C:81.8〜82.9%、H:7.8〜10.2%、O:7.8〜10.2%)。水分は全く含まなかった。分子量は100〜500と低く、約80%は揮発成分であった。また、100℃以下で完全に軟化、溶融した。常温液体状溶解成分は瀝青炭と同等の特性を有することがわかった。   It was found that the liquid dissolved components at room temperature have substantially the same physical and chemical characteristic values regardless of the type of coal (C: 81.8 to 82.9%, H: 7.8 to 10. 2%, O: 7.8 to 10.2%). It did not contain any moisture. The molecular weight was as low as 100 to 500, and about 80% was a volatile component. Moreover, it completely softened and melted at 100 ° C. or lower. It was found that the liquid dissolved component at room temperature has the same characteristics as bituminous coal.

常温固体状溶解成分は、物理的および化学的特性値が石炭の種類によらず、ほぼ同じであることがわかった(C:75.6〜77.5%、H:5.0〜5.7%、O:13.7〜16.9%)。水分は全く含まなかった。分子量は100〜800と比較的に低く、約200〜250℃で完全に軟化、溶融した。   It was found that the room temperature solid dissolved component had substantially the same physical and chemical characteristic values regardless of the type of coal (C: 75.6-77.5%, H: 5.0-5. 7%, O: 13.7 to 16.9%). It did not contain any moisture. The molecular weight was relatively low at 100 to 800, and it was completely softened and melted at about 200 to 250 ° C.

改質炭は、石炭の種類によって組成が異なったが、いずれの石炭でも比較的に酸素含有量は小さくなった。水分はほとんど含まなかった。   The composition of the modified coal was different depending on the type of coal, but the oxygen content was relatively small in any coal. It contained almost no moisture.

10 スラリー化槽
12 撹拌機
14、24、41、48、64 温度計
16 原料スラリー供給管
18 ポンプ
20 脱水塔
22 予熱器
26、42 圧力計
28 脱水生成物供給管
30 油水分離槽
31 堰
32 油相供給管
33 ポンプ
34 熱交換器
36 水相排出管
37 冷却器
40 改質塔
44 加熱炉
46 改質スラリー供給管
47 冷却器
49 排気管
50 固液分離機
52 溶剤循環管
53 ポンプ
54 固相供給ライン
56 排気管
60 ペレタイザー
62 加熱機
66 混練機
70 溶剤生成設備
72 戻し管
73 蒸留塔
74 循環路
75 ガス排出路
76 熱分解炉
77 ポンプ
78 凝縮器
79 ポンプ
80 溶剤供給路
81 熱交換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Slurry tank 12 Stirrer 14, 24, 41, 48, 64 Thermometer 16 Raw material slurry supply pipe 18 Pump 20 Dehydration tower 22 Preheater 26, 42 Pressure gauge 28 Dehydration product supply pipe 30 Oil water separation tank 31 Weir 32 Oil Phase supply pipe 33 Pump 34 Heat exchanger 36 Water phase discharge pipe 37 Cooler 40 Reforming tower 44 Heating furnace 46 Reforming slurry supply pipe 47 Cooler 49 Exhaust pipe 50 Solid-liquid separator 52 Solvent circulation pipe 53 Pump 54 Solid phase Supply line 56 Exhaust pipe 60 Pelletizer 62 Heater 66 Kneading machine 70 Solvent generation equipment 72 Return pipe 73 Distillation tower 74 Circulation path 75 Gas discharge path 76 Pyrolysis furnace 77 Pump 78 Condenser 79 Pump 80 Solvent supply path 81 Heat exchanger

Claims (5)

低品位炭を脱水する手段と、脱水した低品位炭を溶剤の存在下で300℃以上に加熱して改質する手段と、改質した低品位炭および溶剤を固液分離する手段と、固液分離した固相を加熱、成形して、改質炭を含む成形物を得る手段とを備える石炭改質システム。   Means for dehydrating low-grade coal, means for reforming dehydrated low-grade coal by heating to 300 ° C. or higher in the presence of a solvent, means for solid-liquid separation of the reformed low-grade coal and solvent, A coal reforming system comprising: means for heating and molding a liquid-separated solid phase to obtain a molded product containing reformed coal. 前記脱水手段が、前記低品位炭と前記溶剤を混合してスラリー化した原料スラリーを、100〜200℃以上に加熱することで前記低品位炭に含有する水分が液体状で遊離される手段である請求項1に記載の石炭改質システム。   The dehydration means is a means in which the water contained in the low-grade coal is released in a liquid state by heating the raw slurry obtained by mixing the low-grade coal and the solvent into a slurry to 100 to 200 ° C. or higher. The coal reforming system according to claim 1. 炭素含有原料と溶剤とを混合してスラリー化する手段と、この原料スラリーを100℃以上に加熱することで前記低品位炭に含有する水分を遊離し、脱水する手段とを備える炭素含有物質の脱水システム。   A means for mixing a carbon-containing raw material and a solvent to form a slurry, and a means for liberating and dehydrating water contained in the low-grade coal by heating the raw material slurry to 100 ° C. or higher. Dehydration system. 前記脱水手段により放出された水分の軽質相を、前記原料スラリーを含む重質相から分離する手段をさらに備える請求項3に記載の炭素含有物質の脱水システム。   The carbon-containing material dehydration system according to claim 3, further comprising means for separating a light phase of water released by the dehydration means from a heavy phase containing the raw slurry. 炭素含有原料を溶剤の存在下で300℃以上に加熱して改質する手段と、改質した炭素含有原料および溶剤を固液分離する手段と、固液分離した液相の少なくとも一部を分解して前記溶剤を生成する手段とを備える溶剤循環システム。   A means for reforming the carbon-containing raw material by heating it to 300 ° C. or higher in the presence of a solvent, a means for solid-liquid separation of the modified carbon-containing raw material and the solvent, and decomposing at least part of the solid-liquid separated liquid phase And a means for producing the solvent.
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