JP2014101413A - 改質石炭の製造方法及び改質石炭製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、(A)水分を含有する石炭と油とを含む混合物の加熱により上記石炭を脱水する工程、(B)上記脱水により生じる蒸気に同伴される飛沫物を除去する工程、及び(C)上記飛沫物を除去した蒸気を圧縮し、高温蒸気を得る工程を有する改質石炭の製造方法であって、上記(B)工程において、上記蒸気を1又は複数のミストセパレータに順次通過させ、最初に蒸気が通過する第一ミストセパレータに液体を噴霧しながら上記飛沫物の除去を行うことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
(A)水分を含有する石炭と油とを含む混合物の加熱により上記石炭を脱水する工程、
(B)上記脱水により生じる蒸気に同伴される飛沫物を除去する工程、及び
(C)上記飛沫物を除去した蒸気を圧縮し、高温蒸気を得る工程
を有する改質石炭の製造方法であって、
上記(B)工程において、上記蒸気を1又は複数のミストセパレータに順次通過させ、最初に蒸気が通過する第一ミストセパレータに液体を噴霧しながら上記飛沫物の除去を行うことを特徴とする。
上記第一ミストセパレータがベーン型であり、
上記第一ミストセパレータの次に蒸気が通過する第二ミストセパレータがメッシュ型であることが好ましい。
このように2つのミストセパレータを用いることで、比較的粒径の大きい飛沫物を先ずベーン型のミストセパレータで除去し、次いで、より小さい粒径の飛沫物をメッシュ型のミストセパレータで除去することができ、効率的である。また、第一ミストセパレータにベーン型ミストセパレータを用いることで、圧力損失を抑えることができ、また、液体の噴霧による微細粒子の除去も容易に行うことができる。
(D)上記飛沫物を除去した蒸気に同伴される固形物を除去する工程
を有することが好ましい。
例えば、上記メッシュ型のミストセパレータを用いた場合、メッシュ間に捕捉された微細粒子が乾燥し固形物となり、この固形物が剥がれて圧縮機に混入する場合がある。そこで、このように固形物を除去する工程を設けることで、圧縮機の性能低下等をより低減させることができる。
この加熱に用いられた高温蒸気の凝集液の少なくとも一部を(B)工程における上記液体として用いることが好ましい。
このようにすることで、製造工程におけるエネルギー及び原料を有効活用することができ、生産性を高めることができる。
を有し、
この(E)工程で得られた油分を(B)工程における上記液体として用いるとよい。
このように油分を第一ミストセパレータに噴霧することで、油分と共に付着した微細粒子をより容易に洗い落とすことができる。
水分を含有する石炭と油とを含むスラリーを貯留するタンク、
上記タンクから供給されるスラリーを高温蒸気との熱交換により加熱し、上記石炭を脱水する加熱器、
上記加熱によりスラリーから生じる蒸気に同伴される飛沫物を除去する気液分離器、及び
上記蒸気を圧縮する圧縮機
を備え、
上記気液分離器が、上記蒸気が順次通過するように配置される1又は複数のミストセパレータと、最初に蒸気が通過する第一ミストセパレータに液体を噴霧するスプレーとを有する。
上記第一ミストセパレータがベーン型であり、
上記第一ミストセパレータの次に蒸気が通過する第二ミストセパレータがメッシュ型であるとよい。
当該改質石炭製造装置が、このような二種のミストセパレータを組み合わせて有することで、圧力損失を抑えつつ、微細粒子の除去能等を高めることができる。
図1の改質石炭製造装置1は、タンク2、加熱器3、圧縮機4、気液分離器5、ストレーナ6、凝集液受け器7及び油水分離器8を主に備える。
本発明の改質石炭の製造方法は、
(A)水分を含有する石炭と油とを含む混合物の加熱により上記石炭を脱水する工程、
(B)上記脱水により生じる蒸気に同伴される飛沫物を除去する工程、及び
(C)上記飛沫物を除去した蒸気を圧縮し、高温蒸気を得る工程
を有し、好適には、
(D)上記(B)工程と(C)工程との間に、上記飛沫物を除去した蒸気に同伴される固形物を除去する工程、及び
(E)上記凝集液を油水分離する工程
をさらに有する。
当該製造方法について、具体的に上記改質石炭製造装置1を用いた例として以下に説明する。
スラリーSは、タンク2の底部から抜き出され、第一ポンプ9により加熱器3に供給される。スラリーSは、加熱器3において、圧縮機4から供給される高温蒸気HLとの熱交換により加熱さる。この加熱により、石炭(低品位炭)が脱水され、具体的にはこの石炭の細孔内に存在する水分及び混合油の一部が蒸発する。この加熱温度としては、例えば100〜250℃であり、120〜200℃が好ましい。なお、この加熱の際、スラリーSは加圧状態であってもよい。
上記蒸気Vには、上述したように飛沫物が同伴され、この飛沫物には石炭の粒子等の微細粒子が含まれる。気液分離器5においては、蒸気Vが最初に第一ミストセパレータ13(ベーン型ミストセパレータ)を通過する。この第一ミストセパレータ13により、比較的粒径の大きい飛沫物(微細粒子)が捕捉される。第一ミストセパレータ13には、スプレー14により液体(具体的には後述する油分O)が、稼働中常時噴霧されている。このようにすることで、第一ミストセパレータの表面に付着する飛沫物(微細粒子)は、この液体により洗い流される。従って、当該製造方法においては、ミストセパレータの飛沫物(微細粒子)除去能が高く、また、第一ミストセパレータ等の洗浄の頻度も少なくすることができるため、操業性にも優れる。
蒸気Vは、気液分離器5の蒸気流出口11から排出され、ストレーナ6を通過する。上記メッシュ型のミストセパレータを用いた場合、メッシュ間に捕捉された微細粒子が乾燥し、この乾燥した微細粒子(固形物)が剥がれて圧縮機4に混入する場合がある。そこで、このようにストレーナ6(固形物を除去する工程)を設けることで、圧縮機4の性能低下等をより低減させることができる。
上記ストレーナ6を通過し、飛沫物等が除去された蒸気Vは、圧縮機4にて圧縮され高温蒸気HVとなる。この高温蒸気HVは、加熱器3における熱媒として利用される。また、熱交換によりこの高温蒸気HVは凝集して凝集液Lとなり、この凝集液Lは凝集液受け器7に貯留される。
上記凝集液受け器7に貯留される加熱器3からの凝集液L及び気液分離器5からの液体等は、フィルター16により固形分が除去された後、油水分離器8に供給される。この油水分離器8においては、上記凝集液等が油分Oと水分Wとに分離される。
本発明の改質石炭の製造方法及び改質石炭製造装置は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、当該改質石炭製造装置においては、複数のミストセパレータを設置しなくともよく、また、ベーン型ミストセパレータとメッシュ型ミストセパレータの組合せ以外のミストセパレータを用いてもよい。また、3台又は3種以上のミストセパレータを組み合わせて用いることもできる。他のタイプのミストセパレータとしては、例えば旋回式のミストセパレータ等を例示することができる。これらは、飛沫物(微細粒子)除去能や許容できる圧力損失の程度等を考慮して適宜設計すればよい。
本発明の改質石炭の製造方法の一部は、蒸気の浄化方法として他の分野に応用することもできる。すなわち、この蒸気の浄化方法は、
飛沫物を同伴する蒸気からこの飛沫物を除去する工程
を有する蒸気の浄化方法であって、
上記工程において、上記蒸気を1又は複数のミストセパレータに順次通過させ、最初に蒸気が通過する第一ミストセパレータに液体を噴霧しながら上記飛沫物の除去を行うことを特徴とする。
図1に示す装置を用い、常時気液分離器中のスプレーを稼働させて改質石炭を製造した。加熱器で発生し、気液分離器5に供給される蒸気の量は12,600kg/h(水7800kg/h及び油4,800kg/h)、圧力は0.40MPa、温度は150℃であった。これに対して、スプレーから噴霧する液体(リサイクルした油)の流量は2,400kg/h、温度は60℃とした。
図3に示す装置において、圧縮機24の前にストレーナを設置したものを用いて改質石炭を製造した。加熱器で発生する蒸気の量、圧力及び温度は実施例1と同様である。
スプレーを稼働させなかったこと以外は、実施例1と同様にして改質石炭を製造した。
実施例及び比較例において、気液分離器の内部洗浄回数及びストレーナの内部洗浄回数から、連続運転性(操業性)を評価した。なお、それぞれ3日ずつ操業し、その平均回数とした。また、各内部洗浄は、目視等から気液分離器及びストレーナの捕捉能が実質的に機能しない程度に低下したと判断した時点で行った。評価結果を表1に示す。
2 タンク
3 加熱器
4 圧縮機
5 気液分離器
6 ストレーナ
7 凝集液受け器
8 油水分離器
9 第一ポンプ
10 蒸気流入口
11 蒸気流出口
12 液排出口
13 第一ミストセパレータ
14 スプレー
15 第二ミストセパレータ
16 フィルター
17 第二ポンプ
18 第三ポンプ
S スラリー
V 蒸気
HV 高温蒸気
L 凝集液
O 油分
W 水分
Claims (10)
- (A)水分を含有する石炭と油とを含む混合物の加熱により上記石炭を脱水する工程、
(B)上記脱水により生じる蒸気に同伴される飛沫物を除去する工程、及び
(C)上記飛沫物を除去した蒸気を圧縮し、高温蒸気を得る工程
を有する改質石炭の製造方法であって、
上記(B)工程において、上記蒸気を1又は複数のミストセパレータに順次通過させ、最初に蒸気が通過する第一ミストセパレータに液体を噴霧しながら上記飛沫物の除去を行うことを特徴とする改質石炭の製造方法。 - 上記(B)工程において、複数のミストセパレータを用い、
上記第一ミストセパレータがベーン型であり、
上記第一ミストセパレータの次に蒸気が通過する第二ミストセパレータがメッシュ型である請求項1に記載の改質石炭の製造方法。 - 上記(B)工程と(C)工程との間に、
(D)上記飛沫物を除去した蒸気に同伴される固形物を除去する工程
を有する請求項1又は請求項2に記載の改質石炭の製造方法。 - 上記(C)工程で得られた高温蒸気を(A)工程の加熱に用い、
この加熱に用いられた高温蒸気の凝集液の少なくとも一部を(B)工程における上記液体として用いる請求項1、請求項2又は請求項3に記載の改質石炭の製造方法。 - (E)上記凝集液を油水分離する工程
を有し、
この(E)工程で得られた油分を(B)工程における上記液体として用いる請求項4に記載の改質石炭の製造方法。 - 上記(B)工程において噴霧する液体の温度が50℃以上150℃以下である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の改質石炭の製造方法。
- 水分を含有する石炭と油とを含むスラリーを貯留するタンク、
上記タンクから供給されるスラリーを高温蒸気との熱交換により加熱し、上記石炭を脱水する加熱器、
上記加熱によりスラリーから生じる蒸気に同伴される飛沫物を除去する気液分離器、及び
上記蒸気を圧縮する圧縮機
を備え、
上記気液分離器が、上記蒸気が順次通過するように配置される1又は複数のミストセパレータと、最初に蒸気が通過する第一ミストセパレータに液体を噴霧するスプレーとを有する改質石炭製造装置。 - 上記気液分離器が複数のミストセパレータを有し、
上記第一ミストセパレータがベーン型であり、
上記第一ミストセパレータの次に蒸気が通過する第二ミストセパレータがメッシュ型である請求項7に記載の改質石炭製造装置。 - 上記飛沫物を除去した蒸気に同伴される固形物を除去するストレーナ
をさらに備える請求項7又は請求項8に記載の改質石炭製造装置。 - 上記加熱器での加熱により生じる高温蒸気の凝集液を油水分離する油水分離器
をさらに備える請求項7、請求項8又は請求項9に記載の改質石炭製造装置。
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