JP2014189740A - Apparatus and method for production of ashless coal - Google Patents
Apparatus and method for production of ashless coal Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014189740A JP2014189740A JP2013069035A JP2013069035A JP2014189740A JP 2014189740 A JP2014189740 A JP 2014189740A JP 2013069035 A JP2013069035 A JP 2013069035A JP 2013069035 A JP2013069035 A JP 2013069035A JP 2014189740 A JP2014189740 A JP 2014189740A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solvent
- coal
- tank
- supply pipe
- extraction
- 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.)
- Pending
Links
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
- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
-
- 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
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/12—Regeneration of a solvent, catalyst, adsorbent or any other component used to treat or prepare a fuel
-
- 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
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/22—Impregnation or immersion of a fuel component or a fuel as a whole
-
- 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
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/24—Mixing, stirring of fuel components
-
- 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
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
-
- 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
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
- C10L2290/544—Extraction for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
本発明は、石炭から灰分を除去した無灰炭を得るための無灰炭の製造装置および無灰炭の製造方法に関する。 The present invention relates to an ashless coal production apparatus and an ashless coal production method for obtaining ashless coal from which ash is removed from coal.
無灰炭の製造方法としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。この無灰炭の製造方法は、石炭と溶剤とを混合してスラリーを調製するスラリー調製工程と、スラリー調製工程で得られたスラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭成分(以下、溶剤可溶成分とも記載する)を抽出する抽出工程と、抽出工程で溶剤可溶成分が抽出されたスラリーを溶剤可溶成分を含む溶液部と溶剤に不溶な石炭成分(以下、溶剤不溶成分とも記載する)を含む固形分濃縮液とに分離する分離工程と、分離工程で分離された溶液部から溶剤を分離して無灰炭(HPC:Hyper coal)を得る無灰炭取得工程とを備えるものである。さらに、分離工程においては、固液分離装置である重力沈降槽を2段に配置することが開示されている(段落0042参照)。このように、重力沈降槽を2段に配置することで、1段目の重力沈降槽にて分離除去された固形分濃縮液中の液体部分に多く含まれる溶剤可溶成分を2段目の重力沈降槽にて回収することができ、溶剤可溶成分のロスを低減し、無灰炭の製造効率を向上させることができる。
As a manufacturing method of ashless coal, there exists a thing described in
ここで、重力沈降槽を2段に配置する無灰炭の製造装置について詳しく説明する。重力沈降槽を2段に配置する無灰炭の製造装置としては、例えば図3に示すような装置が知られている。図3に示す無灰炭の製造装置101は、溶剤タンク102と、石炭ホッパ103と、溶剤と石炭とを混合してスラリーを調製するスラリー調製槽104と、スラリー調製槽104にて調製されたスラリーを加熱する予熱器105と、予熱器105にて加熱されたスラリーから溶剤可溶成分を抽出する抽出槽106と、抽出槽106にて溶剤可溶成分が抽出されたスラリーを溶剤可溶成分を含む溶液部と溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液とに分離する第1重力沈降槽107と、第1重力沈降槽107にて分離された固形分濃縮液に供給管108を介して溶剤タンク2から供給された溶剤を混合して得られたスラリーを溶剤可溶成分を含む溶液部と溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液とに分離する第2重力沈降槽110と、第1重力沈降槽107及び第2重力沈降槽110にて分離された溶液部から溶剤を蒸発分離して無灰炭(HPC)を得る溶剤分離器111とを有している。このように、第1重力沈降槽107にて分離された固形分濃縮液を溶剤で希釈して第2重力沈降槽110に供給し、第2重力沈降槽110にて溶剤可溶成分を含む溶液部を分離回収することにより、第1重力沈降槽107にて分離された固形分濃縮液中の液体部分に多く含まれる溶剤可溶成分を容易に回収することができ、無灰炭の製造効率を向上させることができる。
Here, the manufacturing apparatus of ashless coal which arrange | positions a gravity sedimentation tank in two steps is demonstrated in detail. As an apparatus for producing ashless coal in which gravity sedimentation tanks are arranged in two stages, for example, an apparatus as shown in FIG. 3 is known. The ashless
しかしながら、図3に示す無灰炭の製造装置101においては、第1重力沈降槽107にて分離された固形分濃縮液を希釈するために、多くの溶剤を要する。例えば、図3に示す無灰炭の製造装置101において使用される溶剤量は、重力沈降槽が1段の無灰炭の製造装置に比べておよそ2倍である。このように、重力沈降槽を2段に配置する無灰炭の製造装置は、重力沈降槽が1段の装置に比べて使用する溶剤量が増加し、その結果、無灰炭の製造装置が増大する問題が生じる。
However, in the ashless
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、固液分離装置を複数段に配置する無灰炭の製造装置において、装置に供給する溶剤量を低減でき、装置の規模を縮小できる無灰炭の製造装置および無灰炭の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to reduce the amount of solvent supplied to the apparatus in an ashless coal manufacturing apparatus in which solid-liquid separators are arranged in a plurality of stages. An object is to provide an ashless coal production apparatus and a ashless coal production method capable of reducing the scale.
上記課題を解決するため、本発明の無灰炭の製造装置は、石炭を供給する石炭供給手段と、溶剤を貯留する溶剤タンクと、前記石炭供給手段にて供給された石炭と前記溶剤タンクから供給された溶剤とを混合してなるスラリーから溶剤に可溶な石炭成分を抽出する抽出槽と、前記抽出槽にて溶剤に可溶な石炭成分が抽出されたスラリーを当該石炭成分を含む溶液部と溶剤に不溶な石炭成分を含む固形分濃縮液とに分離する第1固液分離装置と、前記第1固液分離装置にて分離された溶液部から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る溶剤分離器と、前記第1固液分離装置にて分離された固形分濃縮液に溶剤を混合して得られたスラリーを溶剤に可溶な石炭成分を含む溶液部と溶剤に不溶な石炭成分を含む固形分濃縮液とに分離する第2固液分離装置と、一端が前記第2固液分離装置に接続され、前記第2固液分離装置にて分離された溶液部を前記抽出槽に送る溶液部移送管と、を備えるものである。 In order to solve the above-described problems, an ashless coal production apparatus according to the present invention includes coal supply means for supplying coal, a solvent tank for storing a solvent, coal supplied by the coal supply means, and the solvent tank. An extraction tank for extracting a coal component soluble in a solvent from a slurry obtained by mixing the supplied solvent, and a solution containing the coal component in a slurry in which the coal component soluble in the solvent is extracted in the extraction tank A first solid-liquid separation device that separates a solid portion containing a coal component that is insoluble in the solvent and the solvent, and ashless coal by evaporating and separating the solvent from the solution portion separated by the first solid-liquid separation device A solvent separator containing the coal component soluble in the solvent and the solvent obtained by mixing the solvent with the solid content concentrate separated by the first solid-liquid separator and the solvent insoluble in the solvent A second solid-liquid separator that separates into a solid concentrate containing coal components One end connected to the second solid-liquid separator, in which and a solution portion transfer tube to send the solution portion of the extracted vessel separated in the second solid-liquid separator.
また、本発明の無灰炭の製造方法は、石炭供給手段にて供給された石炭と溶剤タンクから供給された溶剤とを混合してなるスラリーから溶剤に可溶な石炭成分を抽出槽にて抽出する抽出工程と、前記抽出工程にて溶剤に可溶な石炭成分が抽出されたスラリーを当該石炭成分を含む溶液部と溶剤に不溶な石炭成分を含む固形分濃縮液とに分離する第1分離工程と、前記第1分離工程にて分離された溶液部から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る無灰炭取得工程と、前記第1分離工程にて分離された固形分濃縮液に溶剤を混合して得られたスラリーを溶剤に可溶な石炭成分を含む溶液部と溶剤に不溶な石炭成分を含む固形分濃縮液とに分離する第2分離工程と、前記第2分離工程にて分離された溶液部を前記抽出槽に送る溶液部移送工程と、を備えるものである。 Moreover, the manufacturing method of the ashless coal of this invention is a coal component soluble in a solvent from the slurry formed by mixing the coal supplied with the coal supply means, and the solvent supplied from the solvent tank in an extraction tank. A first step of separating an extraction step of extraction and a slurry in which a coal component soluble in a solvent is extracted in the extraction step into a solution portion containing the coal component and a solid content concentrate containing a coal component insoluble in the solvent; In the separation step, the ashless coal acquisition step for obtaining ashless coal by evaporating and separating the solvent from the solution portion separated in the first separation step, and the solid content concentrate separated in the first separation step A second separation step of separating the slurry obtained by mixing the solvent into a solution portion containing a coal component soluble in the solvent and a solid concentrate containing a coal component insoluble in the solvent; and the second separation step. A solution part transfer step of sending the solution part separated in this way to the extraction tank, It is intended.
本発明によれば、無灰炭の製造装置に供給する溶剤量を低減でき、装置の規模を縮小できる無灰炭の製造装置および無灰炭の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the amount of the solvent supplied to the manufacturing apparatus of ashless coal can be reduced, and the manufacturing apparatus of ashless coal and the manufacturing method of ashless coal which can reduce the scale of an apparatus can be provided.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る無灰炭の製造装置を示す概略図である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an apparatus for producing ashless coal according to the first embodiment of the present invention.
〔第1実施形態〕
(無灰炭の製造装置1の構成)
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る無灰炭の製造装置1は、溶剤タンク2と、抽出槽6と、ロックホッパ7(石炭供給手段、加圧供給手段)と、第1重力沈降槽8(第1固液分離装置)と、第2重力沈降槽11(第2固液分離装置)と、溶剤分離器12、13と、溶液部移送管17とを有している。
[First Embodiment]
(Configuration of ashless coal production apparatus 1)
As shown in FIG. 1, the ashless
(抽出槽6)
抽出槽6は、溶剤タンク2から供給された溶剤とロックホッパ7(石炭供給手段)から供給された石炭とを混合してスラリーを調製すると共に、当該スラリーから溶剤可溶成分を抽出する槽である。ここで、溶剤可溶成分とは、溶剤に溶解され得る石炭成分であり、主として分子量が比較的小さく、架橋構造が発達していない石炭中の有機成分に由来するものである。抽出は、抽出槽6に備えられた撹拌器6aで撹拌されながら、抽出槽6に備えられた加熱手段(不図示)により所定温度に保持されて行われる。
(Extraction tank 6)
The
溶剤は、石炭を溶解するものであれば特に限定されないが、石炭由来の2環芳香族化合物が好適に用いられる。この2環芳香族化合物は基本的な構造が石炭の構造分子と類似していることから石炭との親和性が高く、比較的高い抽出率(全石炭重量における溶剤可溶成分の重量割合)を得ることができる。石炭由来の2環芳香族化合物としては、例えば、石炭を乾留してコークスを製造する際の副生油の蒸留油であるメチルナフタレン油、ナフタレン油などを挙げることができる。 Although a solvent will not be specifically limited if it dissolves coal, The bicyclic aromatic compound derived from coal is used suitably. This bicyclic aromatic compound has a high affinity with coal because the basic structure is similar to the structural molecule of coal, and has a relatively high extraction rate (weight ratio of solvent-soluble components in the total coal weight). Can be obtained. Examples of the bicyclic aromatic compound derived from coal include methyl naphthalene oil and naphthalene oil, which are distilled oils of by-products when carbon is produced by carbonization to produce coke.
溶剤の沸点は、特に限定されないが、例えば抽出槽6での抽出率、および、溶剤分離器12、13での溶剤回収率の観点から、180〜300℃、特に230〜280℃のものが好適に用いられる。一方、溶剤の沸点が180℃よりも低い場合には、溶剤分離器12、13で溶剤を回収する場合に揮発による損失が大きくなり、溶剤の回収率が低下するおそれがある。また、溶剤の沸点が300℃を超える場合にも、石炭と溶剤との分離が困難となり、溶剤の回収率が低下するおそれがある。
Although the boiling point of the solvent is not particularly limited, for example, from the viewpoint of the extraction rate in the
また、無灰炭の原料となる石炭としては、様々な品質の石炭を用いることができるが、例えば瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭が好適に用いられる。また、溶剤に対する石炭の濃度は、特に限定されないが、抽出率や分離性能の向上の観点から10〜50wt%の範囲が好ましく、15〜35wt%の範囲がより好ましい。 Moreover, as coal used as a raw material of ashless coal, various quality coals can be used. For example, bituminous coal, subbituminous coal, and lignite are preferably used. Moreover, the density | concentration of coal with respect to a solvent is although it does not specifically limit, The range of 10-50 wt% is preferable from a viewpoint of an extraction rate and the improvement of separation performance, and the range of 15-35 wt% is more preferable.
溶剤は、主ポンプ3及び第1溶剤移送ポンプ4(溶剤移送ポンプ)により、溶剤タンク2から第1溶剤供給管14(溶剤供給管)を介して抽出槽6に供給される。第1溶剤供給管14は、溶剤タンク2と抽出槽6とを接続する配管である。第1溶剤供給管14には第1予熱器5(予熱器)が設けられており、溶剤タンク2から供給された溶剤は第1予熱器5を通る間に加熱、昇温される。なお、第1予熱器5はなくてもよく、抽出槽6に備えられた加熱手段(不図示)で溶剤を加熱、昇温してもよい。また、主ポンプ3はなくてもよい。
The solvent is supplied from the
なお、詳細は後述するが、石炭と混合される溶剤としては、溶剤タンク2から供給された溶剤の代わりに、又は当該溶剤と併用して第2重力沈降槽11にて分離された溶液部(以下、第2溶液部とも記載する)が用いられる。この第2溶液部には抽出に使用されていない溶剤が多く含まれており、第2溶液部は溶剤タンク2に貯留された溶剤と同等の抽出性能を有している。
In addition, although mentioned later for details, as a solvent mixed with coal, instead of the solvent supplied from the
(ロックホッパ7)
ロックホッパ7(石炭供給手段、加圧供給手段)は、内部が高圧(例えば、1.0〜3.0MPa)の抽出槽6内に石炭を供給する手段であり、図1に示すとおり、抽出槽6に直接接続されている。
(Lock hopper 7)
The lock hopper 7 (coal supply means, pressure supply means) is means for supplying coal into the
ロックホッパ7は、常圧状態で使用される常圧ホッパ21と、常圧状態と加圧状態で使用される加圧ホッパ22と、常圧ホッパ21と加圧ホッパ22とを接続する接続部に設けられる弁23と、加圧ホッパ22と抽出槽6とを接続する接続部に設けられる弁24とを有している。加圧ホッパ22には、窒素ガスなどのガスを供給する加圧ライン25と、当該ガスを排気する排気ライン26とが接続されている。
The
常圧ホッパ21に貯蔵された石炭は、弁24が閉の状態で弁23を開とすることにより、まず加圧ホッパ22に移送される(このとき加圧ホッパ22は常圧状態である)。次に、弁23を閉とし、加圧ライン25を介して窒素ガスなどのガスを加圧ホッパ22に供給する。その結果、加圧ホッパ22を含む弁23から弁24までの空間部(以下、石炭供給部27と称する)が加圧され、加圧ホッパ22が加圧状態となる。この際、石炭供給部27の圧力が抽出槽6内の圧力と同等又はそれ以上となるように加圧されることが好ましい。そして、弁24を開とすることにより、加圧ホッパ22内の石炭が抽出槽6内に供給される。このように、ロックホッパ7の石炭供給部27を加圧しているので、溶剤やスラリーなどが抽出槽6内からロックホッパ7に逆流することを防止しつつ、石炭を抽出槽6内に供給することができる。なお、加圧ライン25及び排気ライン26は、石炭供給部27のいずれかに接続されていればよく、必ずしも加圧ホッパ22に接続される必要はない。
The coal stored in the
ここで、弁23及び弁24としては、特に限定されるものではないが、例えばゲートバルブ、ボールバルブ、フラップ弁、ロータリーバルブ等を使用することができる。また、ロックホッパ7は、本実施形態の構成に限られず、溶剤やスラリーなどが抽出槽6からロックホッパ7に逆流することを防止しつつ、石炭を抽出槽6に供給することができるものであれば、その他の構成としてもよい。また、ロックホッパ以外の石炭供給手段を使用してもよい。
Here, although it does not specifically limit as the
なお、本実施形態においては、ロックホッパ7は抽出槽6に直接接続されているが、第1溶剤移送ポンプ4と抽出槽6との間の第1溶剤供給管14(第1溶剤供給管14の高圧部分に相当)に接続されていてもよい。その場合、第1溶剤供給管14内で溶剤と石炭とが混合される。
In this embodiment, the
(第1重力沈降槽8)
第1重力沈降槽8(第1固液分離装置)は、抽出槽6にて溶剤可溶成分が抽出されたスラリーを重力沈降法により溶剤可溶成分を含む溶液部(以下、第1溶液部とも記載する)と溶剤不溶成分(固形分)を含む固形分濃縮液(以下、第1固形分濃縮液とも記載する)とに分離する槽である。重力沈降法とは、重力を利用して固形分を沈降させて固液分離する分離方法である。重力沈降法では、スラリーを槽内に連続的に供給しながら、溶剤可溶成分を含む溶液部を上部から、溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液を下部から排出することができるので、連続的な分離処理が可能となる。当該分離は、第1重力沈降槽8に備えられた加熱手段(不図示)により所定温度に保持されて行われる。なお、溶剤不溶成分とは、溶剤により石炭成分の抽出を行っても、溶剤に溶解されずに残る灰分や当該灰分を含む石炭などの石炭成分であり、分子量が比較的大きく、架橋構造が発達した有機成分に由来するものである。
(First gravity settling tank 8)
The first gravity settling tank 8 (first solid-liquid separation device) is a solution part (hereinafter referred to as a first solution part) containing a solvent-soluble component in the slurry from which the solvent-soluble component is extracted in the
第1溶液部は、第1重力沈降槽8の上部に溜まり、必要に応じてフィルターユニット(不図示)にて濾過された後、溶剤分離器12に排出される。一方、第1固形分濃縮液は、第1重力沈降槽8の下部に溜まり、第2溶剤供給管15を介して第2重力沈降槽11に供給される。第2溶剤供給管15を介さずに直接第2重力沈降槽11に供給されてもよい。なお、分離方法としては、重力沈降法に限られず、例えば濾過法や遠心分離法を用いることもできる。その場合、第1固液分離装置として濾過器や遠心分離器などが使用される。
The first solution portion accumulates in the upper portion of the first
ここで、第1固形分濃縮液とは、溶剤不溶成分が多く含まれる固形分と溶剤可溶成分が多く含まれる液体とで構成されるスラリーである。第1固形分濃縮液全重量に対する固形分の重量割合は、原料となる石炭の抽出率や固液分離装置の分離性能にもよるが、例えば30〜40%である。よって、固形分濃縮液のうちおよそ60〜70%は液体である。したがって、第1固形分濃縮液には多くの溶剤可溶成分が含まれることとなる。一方、第1溶液部は、液体が大部分を占め、第1溶液部全重量に対する固形分の重量割合は、原料となる石炭の抽出率や固液分離装置の分離性能にもよるが、例えば10%未満である。 Here, the first solid content concentrate is a slurry composed of a solid content containing a lot of solvent-insoluble components and a liquid containing a lot of solvent-soluble components. The weight ratio of the solid content to the total weight of the first solid content concentrate is, for example, 30 to 40%, although it depends on the extraction rate of the raw coal and the separation performance of the solid-liquid separator. Therefore, about 60 to 70% of the solid content concentrate is liquid. Therefore, many solvent soluble components will be contained in the 1st solid content concentrate. On the other hand, in the first solution part, the liquid occupies most, and the weight ratio of the solid content with respect to the total weight of the first solution part depends on the extraction rate of the raw coal and the separation performance of the solid-liquid separator, Less than 10%.
(第2重力沈降槽11)
第2重力沈降槽11(第2固液分離装置)は、第1重力沈降槽8にて分離された固形分濃縮液(第1固形分濃縮液)に第2溶剤供給管15を介して溶剤タンク2から供給された溶剤を混合して得られたスラリーを、重力沈降法により溶剤可溶成分を含む溶液部(第2溶液部)と溶剤不溶成分(固形分)を含む固形分濃縮液(以下、第2固形分濃縮液とも記載する)とに分離する槽である。当該分離は、第2重力沈降槽11に備えられた加熱手段(不図示)により所定温度に保持されて行われる。なお、分離方法としては、重力沈降法に限られず、例えば濾過法や遠心分離法を用いることもできる。その場合、第2固液分離装置として濾過器や遠心分離器などが使用される。
(Second gravity sedimentation tank 11)
The second gravity sedimentation tank 11 (second solid-liquid separation device) is a solvent for the solid content concentrate (first solid content concentrate) separated in the first
第2溶剤供給管15は、分岐部16にて第1溶剤供給管14より分岐した配管であり、一端が第2重力沈降槽11に接続されている。溶剤は、主ポンプ3及び第2溶剤移送ポンプ9により、溶剤タンク2から第2溶剤供給管15を介して第2重力沈降槽11に供給される。第2溶剤供給管15には、第2予熱器10が設けられており、溶剤は第2予熱器10を通る間に加熱、昇温される。なお、第2予熱器10はなくてもよく、第2重力沈降槽11に備えられた加熱手段(不図示)で溶剤を加熱、昇温してもよい。なお、第2溶剤供給管15の他端は、第1溶剤供給管14とは接続されずに(分岐されずに)、溶剤タンク2に接続されていてもよい。
The second
(溶剤分離器12、13)
溶剤分離器12は、第1重力沈降槽8にて分離された溶液部(第1溶液部)から溶剤を蒸発分離して無灰炭(HPC:Hyper coal)を得る装置である。蒸発分離とは、一般的な蒸留法や蒸発法(スプレードライ法等)等を含む分離方法である。分離して回収された溶剤は廃棄しても良いが、溶剤タンク2に循環して繰り返し使用することができる。溶剤の分離、回収により、溶液部から実質的に灰分を含まない無灰炭(HPC)を得ることができる。無灰炭は、灰分をほとんど含まず、水分は皆無であり、また例えば原料炭よりも高い発熱量を示す。さらに、製鉄用コークスの原料として特に重要な品質である軟化溶融性が大幅に改善され、例えば原料炭よりも遥かに優れた性能(流動性)を示す。従って、無灰炭は、コークス原料の配合炭として使用することができる。なお、無灰炭とは、灰分が5重量%以下、好ましくは3重量%以下のもののことをいう。
(
The
溶剤分離器13は、第2重力沈降槽11にて分離された固形分濃縮液(第2固形分濃縮液)から溶剤を蒸発分離して残渣炭(RC:Residue coal)を得る装置である。残渣炭は副生炭とも称される。なお、第2固形分濃縮液は回収せずに廃棄してもよい。その場合、溶剤分離器13は不要となる。
The
第2固形分濃縮液から溶剤を分離する方法としては、前記した溶剤分離器12と同様に、一般的な蒸留法や蒸発法(スプレードライ法等)等を含む分離方法を用いることができる。分離して回収された溶剤は廃棄しても良いが、溶剤タンク2に循環して繰り返し使用することができる。溶剤の分離、回収により、固形分濃縮液から灰分等を含む溶剤不溶成分が濃縮された残渣炭(RC)を得ることができる。残渣炭は、軟化溶融性は示さないが、含酸素官能基が脱離されているため、配合炭として用いた場合に、この配合炭に含まれる他の石炭の軟化溶融性を阻害するようなものではない。従って、この残渣炭は、コークス原料の配合炭の一部として使用することもできる。
As a method for separating the solvent from the second solid content concentrate, a separation method including a general distillation method, an evaporation method (spray drying method, etc.), etc. can be used in the same manner as the
(溶液部移送管17)
溶液部移送管17は、第2重力沈降槽11にて分離された溶液部(第2溶液部)を第1溶剤供給管14を介して抽出槽6に移送する配管であり、一端が第2重力沈降槽11に接続され、他端が第1溶剤供給管14に接続されている。より詳しくは、溶剤タンク2と第1溶剤移送ポンプ4との間の第1溶剤供給管14(即ち、第1溶剤供給管14の高圧部分以外に相当)に接続されている。そのため、第2溶液部を容易に溶液部移送管17から第1溶剤供給管14に移送させることができる。溶液部移送管17の一端は、さらに詳しくは、分岐部16と第1溶剤移送ポンプ4との間の第1溶剤供給管14に接続されている。それにより、第2溶液部の一部が第2溶剤供給管15側に流れてしまうことを防いでいる。なお、分岐部16と溶剤タンク2との間の第1溶剤供給管14に接続されていてもよい。溶液部移送管17には、溶剤タンク2から供給された溶剤が溶液部移送管17に逆流してこないように逆止弁を設けておくことが好ましい。
(Solution part transfer pipe 17)
The solution
溶液部移送管17の一端は、第1溶剤移送ポンプ4と第1予熱器5との間の第1溶剤供給管14に接続されてもよいし、第1予熱器5と抽出槽6との間の第1溶剤供給管14に接続されてもよい。但し、これらの場合には、第2溶液部を第1溶剤供給管14の高圧部分へ移送することとなるため、高圧部分へ供給可能な供給手段を溶液部移送管17に設ける必要がある。また、施工が難易となるが、溶液部移送管17の一端を抽出槽6に直接接続することもできる。
One end of the solution
第2溶液部は、溶剤可溶成分の濃度が非常に低く、大部分が溶剤可溶成分の抽出に使用されていない溶剤である。この第2溶液部は、例えば、溶剤タンク2に貯留される溶剤と比べても抽出の能力に差がない。したがって、溶剤タンク2から供給される溶剤の代わりに、又は当該溶剤と併用して使用できる。その結果、溶剤タンク2から抽出槽6に供給する溶剤量を大幅に減らすことができる。なお、本願においては、この第2溶液部を単に溶剤とも称している。また、第2溶液部と溶剤タンク2から供給される溶剤との混合溶液を混合溶剤とも称している。
The second solution part is a solvent in which the concentration of the solvent-soluble component is very low, and most of the solvent is not used for extraction of the solvent-soluble component. For example, the second solution portion has no difference in extraction ability even when compared with the solvent stored in the
(無灰炭の製造方法)
次に、本発明に係る無灰炭の製造方法について説明する。本発明の第1実施形態に係る無灰炭の製造方法は、抽出工程、第1分離工程、無灰炭取得工程、第2分離工程、および溶液部移送工程を有し、必要に応じて残渣炭取得工程をさらに有するものである。
(Method for producing ashless coal)
Next, the method for producing ashless coal according to the present invention will be described. The method for producing ashless coal according to the first embodiment of the present invention includes an extraction step, a first separation step, an ashless coal acquisition step, a second separation step, and a solution part transfer step, and a residue as necessary. It further has a charcoal acquisition process.
(抽出工程)
抽出工程は、ロックホッパ7(石炭供給手段、加圧供給手段)から供給された石炭と溶剤タンク2から供給された溶剤とを混合してなるスラリーから溶剤可溶成分を抽出する工程であり、抽出槽6で行われる。抽出工程でのスラリーの温度は、抽出率の向上の観点から、300〜420℃、より好ましくは350〜400℃である。300℃より低い温度では、石炭を構成する分子間の結合を弱めるには不十分であり、抽出率が低下する。一方、420℃より高い温度でも、石炭の熱分解反応が活発になり、生成した熱分解ラジカルの再結合が起こるため、抽出率が低下する。300〜420℃では、石炭を構成する分子間の結合が緩み、穏和な熱分解が起こり抽出率は高くなり、特に350〜400℃では、抽出率が最も高くなる。なお、抽出工程での用いられる溶剤には、溶剤タンク2から供給された溶剤の代わりに又は当該溶剤と併用して第2溶液部が使用される。
(Extraction process)
The extraction step is a step of extracting a solvent-soluble component from a slurry obtained by mixing coal supplied from the lock hopper 7 (coal supply means, pressure supply means) and a solvent supplied from the
抽出工程は不活性ガスの存在下で行う。抽出工程で酸素に接触すると、発火する恐れがあるため危険である。抽出工程で用いる不活性ガスとしては、特に限定されるものではないが、安価な窒素を用いることが好ましい。また、抽出工程での圧力は、抽出の際の温度や用いる溶剤の蒸気圧にもよるが、1.0〜3.0MPaの範囲が好ましい。抽出工程での加熱時間(抽出時間)は特に限定されるものではないが、十分な溶解と十分な抽出率を得る観点から5〜60分間の範囲が好ましく、20〜40分間の範囲がより好ましい。 The extraction process is performed in the presence of an inert gas. Contact with oxygen in the extraction process is dangerous because it may ignite. The inert gas used in the extraction step is not particularly limited, but it is preferable to use inexpensive nitrogen. Moreover, although the pressure in an extraction process is based also on the temperature in the case of extraction, and the vapor pressure of the solvent to be used, the range of 1.0-3.0 MPa is preferable. Although the heating time (extraction time) in an extraction process is not specifically limited, From the viewpoint of obtaining sufficient dissolution and a sufficient extraction rate, a range of 5 to 60 minutes is preferable, and a range of 20 to 40 minutes is more preferable. .
なお、溶剤は第1予熱器5にて加熱されて抽出槽6に供給される。第1予熱器5にて加熱された溶剤の温度は、抽出工程での抽出率の向上の観点から、300〜420℃が好ましく、350〜400℃がより好ましい。なお、第2溶液部の温度は、第2重力沈降槽11内の温度と略等しく300〜420℃である。よって、溶剤の温度は、第2溶液部と溶剤タンク2から供給される溶剤との混合比率にもよるが、300〜420℃程度であることが多い。したがって、第1予熱器5では加熱をほとんど要しない。その結果、従来技術(例えば特許文献1)のように、100℃未満の溶剤(特許文献1においてはスラリー)を300〜420℃に加熱する場合と比較して、エネルギー消費量を大幅に低減できる。
The solvent is heated by the
また、第1予熱器5による加熱は高圧下で行われる。その圧力は、溶剤の蒸気圧などにもよるが、1.0〜3.0MPaの範囲が好ましい。圧力を溶剤の蒸気圧よりも高くしておかないと、溶剤が揮発して抽出工程において石炭の抽出が困難となるためである。
Moreover, the heating by the
(第1分離工程)
第1分離工程は、抽出工程にて溶剤可溶成分が抽出されたスラリーを重力沈降法により第1溶液部と第1固液分濃縮液とに分離する工程であり、第1重力沈降槽8で行われる。第1重力沈降槽8内でスラリーを維持する時間は、特に制限されるものではないが、およそ30〜120分間である。第1重力沈降槽8内は、溶剤可溶成分の再析出を防止するため、加熱、および加圧されている。加熱温度は、300〜420℃の範囲が好ましく、圧力は、1.0〜3.0MPaの範囲が好ましく、1.7〜2.3Mpaの範囲がより好ましい。
(First separation step)
The first separation step is a step of separating the slurry from which the solvent-soluble component has been extracted in the extraction step into the first solution part and the first solid-liquid concentrate by the gravity sedimentation method. Done in The time for maintaining the slurry in the first
(第2分離工程)
第2分離工程は、第1分離工程で得られた第1固形分濃縮液に溶剤タンク2から供給された溶剤を混合して得られたスラリーを、重力沈降法により第2溶液部と第2固形分濃縮液とに分離する工程であり、第2重力沈降槽11で行われる。第2重力沈降槽11内でスラリーを維持する時間は、特に制限されるものではないが、およそ30〜120分間である。第2重力沈降槽11内は、溶剤可溶成分の再析出を防止するため、加熱、および加圧されている。加熱温度は、300〜420℃の範囲が好ましく、圧力は、1.0〜3.0MPaの範囲が好ましく、1.7〜2.3Mpaの範囲がより好ましい。
(Second separation step)
In the second separation step, the slurry obtained by mixing the solvent supplied from the
ここで、第2溶剤供給管15を介して溶剤タンク2から供給される溶剤は、第1固形分濃縮液との混合前に第2予熱器10で加熱される。第2予熱器10にて加熱された溶剤の温度は、300〜420℃が好ましく、350〜400℃がより好ましい。
Here, the solvent supplied from the
(無灰炭取得工程)
無灰炭取得工程は、第1分離工程で分離された溶液部(第1溶液部)から溶剤を蒸発分離して無灰炭(HPC)を得る工程であり、溶剤分離器12で行われる。
(Ashless coal acquisition process)
The ashless charcoal acquisition step is a step of obtaining ashless charcoal (HPC) by evaporating and separating the solvent from the solution portion (first solution portion) separated in the first separation step, and is performed by the
(残渣炭取得工程)
残渣炭(副生炭)取得工程は、必要に応じて実施され、第2分離工程で分離された固形分濃縮液(第2固形分濃縮液)から溶剤を蒸発分離して残渣炭(RC)を得る工程であり、溶剤分離器13で行われる。
(Residue charcoal acquisition process)
The residue charcoal (byproduct charcoal) acquisition step is performed as necessary, and the solvent is evaporated and separated from the solid content concentrate (second solid content concentrate) separated in the second separation step to obtain residual charcoal (RC). And is performed by the
(溶液部移送工程)
溶液部移送工程は、第2分離工程で分離された溶液部(第2溶液部)を溶液部移送管17及び第1溶剤供給管14を介して抽出槽6に移送する工程である。なお、溶液部移送管17を抽出槽6に直接接続して、第2溶液部を溶液部移送管17のみを介して抽出槽6に移送してもよい。
(Solution part transfer process)
The solution part transfer process is a process of transferring the solution part (second solution part) separated in the second separation process to the
(効果)
次に、無灰炭の製造装置1の効果を説明する。本発明の無灰炭の製造装置1は、第2重力沈降槽11(第2固液分離装置)にて分離された溶液部(第2溶液部)を抽出槽6に送る溶液部移送管17を備える。よって、第2溶液部と石炭とが混合され、第2溶液部に多く含まれる抽出に使われていない溶剤により石炭中の溶剤可溶成分が抽出される。その結果、溶剤タンク2から抽出槽6に供給される溶剤量を低減することができる。さらに、第2溶液部を溶剤分離器12に排出する必要がないので、溶剤分離器12を小型化できる。以上より、従来技術(例えば、図3に示す無灰炭の製造装置101)の固液分離装置を2段に配置する無灰炭の製造装置に比べて、装置の規模を縮小することができる。
(effect)
Next, the effect of the ashless
また、溶液部移送管17が第1溶剤供給管14(溶剤供給管)に接続されている。したがって、例えば溶液部移送管17を抽出槽6に直接接続する場合と比較して、溶液部移送管17の接続(施工)が容易となる。
The
また、溶剤タンク2と第1予熱器5(予熱器)との間の第1溶剤供給管14に第1溶剤移送ポンプ4(溶剤移送ポンプ)が設けられており、溶液部移送管17が溶剤タンク2と第1溶剤移送ポンプ4との間の第1溶剤供給管14に接続されている。したがって、第1溶剤供給管14の高圧部分(第1溶剤移送ポンプ4と抽出槽6との間の第1溶剤供給管14に相当)に溶液部移送管17が接続されることがなく、溶液部移送管17から第1溶剤供給管14への第2溶液部の移送が容易となる。
A first solvent transfer pipe 4 (solvent transfer pump) is provided in the first
また、石炭供給手段が抽出槽6または第1溶剤移送ポンプ4よりも下流側の第1溶剤供給管14に接続されており、石炭供給手段を加圧供給手段(例えば、ロックホッパ7)としている。よって、高圧(例えば1.0〜3.0MPa)の第1溶剤供給管14内に石炭を供給することができる。その結果、高温(例えば、300〜420℃)の第2溶液部をそのまま抽出槽6に送ることでき、従来技術(例えば、図3に示す無灰炭の製造装置101)の固液分離装置を2段に配置する無灰炭の製造装置に比べて、エネルギー消費量を低減できる。
Further, the coal supply means is connected to the
ここで、当該効果について詳しく説明する。従来技術(例えば特許文献1)のように、石炭をスラリー調製槽に供給し、スラリー調製槽にて石炭と溶剤とを混合する場合、スラリー調製槽の温度は100℃未満(例えば、90℃)に維持される。スラリー調製槽内の温度が100℃以上であると、石炭等に含まれる水分が揮発して、スラリー調製槽内の圧力が高まり、スラリーが逆流したり、スラリー調製槽の耐圧上限を超える危険があるためである。したがって、スラリー調製槽に供給される溶剤の温度も100℃未満とする必要がある。そうしたところ、本発明の無灰炭の製造装置1においては、溶剤の温度が高温(例えば、300〜420℃程度)であるので、溶剤をスラリー調製槽に供給する前に、一旦100℃未満まで冷却し、スラリー調製後再度加熱する必要がある。そのため、エネルギー効率が悪い。なお、スラリー調製槽を使用せずに高圧でない供給管に石炭を供給する場合も供給管内の圧力が高まるので、スラリー調製槽に石炭を供給する場合と同様に、溶剤の温度を100℃未満とする必要がある。
Here, the effect will be described in detail. When coal is supplied to a slurry preparation tank and coal and a solvent are mixed in the slurry preparation tank as in the prior art (for example, Patent Document 1), the temperature of the slurry preparation tank is less than 100 ° C. (for example, 90 ° C.) Maintained. If the temperature in the slurry preparation tank is 100 ° C. or higher, the water contained in the coal volatilizes, the pressure in the slurry preparation tank increases, the slurry flows backward, or there is a risk of exceeding the upper pressure limit of the slurry preparation tank. Because there is. Therefore, the temperature of the solvent supplied to the slurry preparation tank needs to be less than 100 ° C. As such, in the ashless
一方、本発明の無灰炭の製造装置1においては、石炭供給手段を加圧供給手段(例えば、ロックホッパ7)とし、石炭を高圧(例えば1.0〜3.0MPa)の第1溶剤供給管14に供給している。よって、石炭等に含まれる水分が揮発することがない。その結果、第2溶液部(溶剤)の温度を高温のまま抽出槽6に供給することでき、エネルギー効率の良い無灰炭の製造装置1を提供することができる。即ち、エネルギーの消費量を低減できる。
On the other hand, in the ashless
また、本発明の無灰炭の製造方法は、抽出工程と、第1分離工程と、無灰炭取得工程と、第2工程と、溶液部移送工程とを備える。上記の製造方法により、従来技術の固液分離装置を2段に配置する無灰炭の製造方法に比べて、使用する溶剤量を低減することができ、無灰炭を効率よく且つ安価に製造することができる。 Moreover, the manufacturing method of ashless coal of this invention is equipped with an extraction process, a 1st isolation | separation process, an ashless coal acquisition process, a 2nd process, and a solution part transfer process. Compared with the ashless coal manufacturing method in which the solid-liquid separators of the prior art are arranged in two stages, the amount of solvent to be used can be reduced by the above manufacturing method, and the ashless coal can be manufactured efficiently and inexpensively. can do.
〔変形例〕
次に、本発明の無灰炭の製造装置の変形例について図2を参照しつつ説明する。第1実施形態の無灰炭の製造装置1は、石炭供給手段として加圧供給手段であるロックホッパ7を用いた。一方、変形例の無灰炭の製造装置51は、石炭供給手段として、加圧供給手段でない石炭ホッパ52を用いる。また、変形例の無灰炭の製造装置51においては、石炭と溶剤とを混合するためのスラリー調製槽53と、スラリー調製槽53と抽出槽6とを接続するスラリー供給管18とをさらに有している。なお、図2において第1実施形態と同じ構成のものには同じ符号を付している。
[Modification]
Next, a modification of the ashless coal production apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The ashless
変形例の無灰炭の製造装置51においては、スラリー調製槽53にて溶剤と石炭とを混合してスラリーを調製する点で第1実施形態の無灰炭の製造装置1と相違する。なお、溶液部移送管17は、溶剤タンク2とスラリー調製槽53とを接続する第1溶剤供給管14に接続され、溶液部移送管17には第2溶液部を冷却する冷却器(不図示)が設けられている。上述のとおり、スラリー調製槽53に供給される溶剤の温度を100℃未満とする必要があるからである。なお、スラリー調製槽53及びスラリー供給管18はなくてもよく、第1溶剤移送ポンプ4よりも上流側の第1溶剤供給管14に石炭ホッパ52(石炭供給手段)が直接接続されていてもよい。
The modified ashless
(変形例の効果)
変形例の無灰炭の製造装置51は、第2溶液部を第1溶剤供給管14に送る溶液部移送管17を備える。よって、第1実施形態の無灰炭の製造装置1と同様、溶剤タンク2から抽出槽6に供給される溶剤量を低減することができる。したがって、従来技術の固液分離装置を2段に配置する無灰炭の製造装置に比べて、装置の規模を縮小することができる。
(Effect of modification)
The modified ashless
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims.
本実施形態においては、重力沈降槽(固液分離装置)を2段に配置しているが、3段以上に配置してもよい。固形分濃縮液中に含まれる溶剤可溶成分を回収してさらに無灰炭の製造効率を向上させることができる。 In this embodiment, the gravity sedimentation tank (solid-liquid separation device) is arranged in two stages, but it may be arranged in three or more stages. Solvent-soluble components contained in the solid concentrate can be recovered to further improve the production efficiency of ashless coal.
本発明の実施例及び比較例について図3及び図4を参照しつつ説明する。図3は、重力沈降槽を2段に配置する無灰炭の製造装置の従来例を示す概略図であり、この無灰炭の製造装置を使用して無灰炭を製造する際のフローを示す概略図でもある。また、図4は、図1に示す無灰炭の製造装置を使用して無灰炭を製造する際のフローを示す概略図である。図4の装置の構成は、図1の装置の構成と同じであるため、同じ符号を付している。なお、図3及び図4の括弧付き数値は、それぞれの無灰炭の製造装置に供給される石炭重量を1とした場合における、溶剤、スラリー、溶液部、固形分濃縮液などの重量を示す数値である。また、二重括弧内の温度は、各装置内の温度、又は温度変化の様子を示す。 Examples and Comparative Examples of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic diagram showing a conventional example of an ashless coal production apparatus in which gravity sedimentation tanks are arranged in two stages, and a flow for producing ashless coal using this ashless coal production apparatus is shown. It is also a schematic diagram shown. FIG. 4 is a schematic diagram showing a flow when producing ashless coal using the ashless coal production apparatus shown in FIG. 1. The configuration of the apparatus in FIG. 4 is the same as the configuration of the apparatus in FIG. The numbers in parentheses in FIG. 3 and FIG. 4 indicate the weights of the solvent, slurry, solution part, solid concentrate, etc. when the weight of coal supplied to each ashless coal production apparatus is 1. It is a numerical value. Moreover, the temperature in a double parenthesis shows the temperature in each apparatus, or the mode of a temperature change.
(比較例)
図3を参照しつつ比較例について説明する。まず、スラリー調製槽104において、石炭(重量1)に溶剤(重量4)が混合されてスラリー(重量5)が調製される。スラリー調製槽104内の温度は90℃に保持されている。スラリー調製槽104にて調製されたスラリーは、予熱器105にて400℃まで昇温され抽出槽106に供給される。抽出槽106では、温度が400℃に保持されつつ溶剤可溶成分の抽出が行われる。抽出槽106にて溶剤可溶成分が抽出されたスラリー(重量5)は、第1重力沈降槽107にて溶剤可溶成分を含む溶液部(重量約3.75)と溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液(重量約1.25)とに分離され、溶液部は第1重力沈降槽107の上部より溶剤分離器111に排出される。
(Comparative example)
A comparative example will be described with reference to FIG. First, in the slurry preparation tank 104, a solvent (weight 4) is mixed with coal (weight 1) to prepare a slurry (weight 5). The temperature in the slurry preparation tank 104 is maintained at 90 ° C. The slurry prepared in the slurry preparation tank 104 is heated to 400 ° C. by the
一方、第1重力沈降槽107にて分離された固形分濃縮液(重量1.25)は、第1重力沈降槽107の下部より排出され、溶剤タンク102から供給管108を介して供給された溶剤(重量3.75)により希釈されスラリー(重量5)とされる。なお、溶剤タンク102から供給管108を介して供給された溶剤は予熱器109にて380℃にまで昇温される。溶剤で希釈されたスラリー(重量5)は、第2重力沈降槽110にて溶剤可溶成分を含む溶液部(重量約3.75)と溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液(重量約1.25)とに分離され、溶液部は第1重力沈降槽107の上部より溶剤分離器111に排出される。溶剤分離器111では、第1重力沈降槽107にて分離された溶液部及び第2重力沈降槽110にて分離された溶剤部(合計重量7.5)を蒸発分離して無灰炭(HPC)が生成される。
On the other hand, the solid concentrate (weight 1.25) separated in the first
以上より、比較例に示す無灰炭の製造装置101においては、石炭に対し、7.75倍の溶剤を要する。
From the above, in the ashless
(実施例)
次に、図4を参照しつつ実施例について説明する。まず、溶剤タンク2から供給された溶剤(重量0.25)と第2重力沈降槽11にて分離された溶液部(第2溶液部)(重量3.75)とが第1溶剤供給管14と溶液部移送管17との合流地点にて混合され、混合された溶剤は第1予熱器5にて400℃まで昇温される。ここで、第2固形分濃縮液は約380℃であるため、混合溶剤の温度も約380℃程度となり、第1予熱器5での昇温温度は約20度程度である。
(Example)
Next, an embodiment will be described with reference to FIG. First, the solvent (weight 0.25) supplied from the
第1予熱器5にて加熱された混合溶剤は抽出槽6に供給されて石炭(重量1)と混合され、スラリー(重量5)が調製されると共に、溶剤可溶成分の抽出が行われる。なお、抽出槽6内の温度は400℃に保持されている。抽出槽6にて溶剤可溶成分が抽出されたスラリー(重量5)は、第1重力沈降槽8にて第1溶液部(重量約3.75)と第1固形分濃縮液(重量約1.25)とに分離され、第1溶液部は第1重力沈降槽8の上部より溶剤分離器12に排出され、溶剤を蒸発分離して無灰炭(HPC)が生成される。一方、第1固形分濃縮液は第1重力沈降槽8の下部より排出され、第2重力沈降槽11に供給される。
The mixed solvent heated in the
第1固形分濃縮液(重量1.25)は、溶剤タンク2から第2溶剤供給管15を介して供給された溶剤(重量3.75)により希釈されスラリー(重量5)とされる。なお、溶剤タンク2から第2溶剤供給管15を介して供給された溶剤は第2予熱器10にて380℃に昇温さる。溶剤にて希釈されたスラリー(重量5)は、第2重力沈降槽11にて第2溶液部(重量約3.75)と第2固形分濃縮液(重量約1.25)とに分離され、第2溶液部は第1溶剤供給管14に循環される。一方、第2固形分濃縮液は、溶剤分離器13に排出され、溶剤を蒸発分離して残渣炭(RC)が生成される。
The first solid content concentrate (weight 1.25) is diluted with the solvent (weight 3.75) supplied from the
以上より、実施例に示す無灰炭の製造装置1においては、第2溶液部が溶剤として循環使用されるために、石炭に対し溶剤量が4倍で済む。
As described above, in the ashless
以上説明したとおり、比較例においては、石炭に対し7.75倍の溶剤を要するのに対し、実施例においては、石炭に対し使用される溶剤量が4倍で済み。したがって、本発明の無灰炭の製造装置1は、図3に示す従来の無灰炭の製造装置に比べ溶剤使用量を約半分に削減することができる。
As described above, the comparative example requires 7.75 times as much solvent as that of coal, whereas in the example, the amount of solvent used for coal is four times as much. Therefore, the ashless
また、比較例においては、予熱器105にて、スラリーを310℃(90℃から400℃にまで)昇温させる必要があるのに対し、実施例においては、第1予熱器5にて、昇温させる温度は20℃程度である。したがって、本発明の無灰炭の製造装置1は、図3に示す従来の無灰炭の製造装置に比べエネルギー消費量を低減できる。
In the comparative example, it is necessary to raise the temperature of the slurry by 310 ° C. (from 90 ° C. to 400 ° C.) in the
なお、溶剤分離器12に供給される溶液部の重量は、比較例の溶剤分離器111に供給される溶液部の重量に比べて半分であるが、第2溶液部には溶剤可溶成分がほとんど含まれていないため、実施例と比較例とにおいて無灰炭の製造効率は実質同じである。
The weight of the solution portion supplied to the
1 無灰炭の製造装置
2 溶剤タンク
4 第1溶剤移送ポンプ(溶剤移送ポンプ)
5 第1予熱器(予熱器)
6 抽出槽
7 ロックホッパ(石炭供給手段、加圧供給手段)
8 第1重力沈降槽(第1固液分離装置)
11 第2重力沈降槽(第2固液分離装置)
12、13 溶剤分離器
14 第1溶剤供給管(溶剤供給管)
17 溶液部移送管
27 石炭供給部
1 Ashless
5 First preheater (preheater)
6
8 First gravity sedimentation tank (first solid-liquid separator)
11 Second gravity settling tank (second solid-liquid separator)
12, 13
17 Solution
Claims (8)
溶剤を貯留する溶剤タンクと、
前記石炭供給手段にて供給された石炭と前記溶剤タンクから供給された溶剤とを混合してなるスラリーから溶剤に可溶な石炭成分を抽出する抽出槽と、
前記抽出槽にて溶剤に可溶な石炭成分が抽出されたスラリーを当該石炭成分を含む溶液部と溶剤に不溶な石炭成分を含む固形分濃縮液とに分離する第1固液分離装置と、
前記第1固液分離装置にて分離された溶液部から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る溶剤分離器と、
前記第1固液分離装置にて分離された固形分濃縮液に溶剤を混合して得られたスラリーを溶剤に可溶な石炭成分を含む溶液部と溶剤に不溶な石炭成分を含む固形分濃縮液とに分離する第2固液分離装置と、
一端が前記第2固液分離装置に接続され、前記第2固液分離装置にて分離された溶液部を前記抽出槽に送る溶液部移送管と、
を備える、無灰炭の製造装置。 Coal supply means for supplying coal;
A solvent tank for storing the solvent;
An extraction tank for extracting a coal component soluble in a solvent from a slurry obtained by mixing the coal supplied by the coal supply means and the solvent supplied from the solvent tank;
A first solid-liquid separation device that separates the slurry from which the coal component soluble in the solvent is extracted in the extraction tank into a solution portion containing the coal component and a solid content concentrate containing the coal component insoluble in the solvent;
A solvent separator for evaporating and separating the solvent from the solution portion separated by the first solid-liquid separation device to obtain ashless coal;
The slurry obtained by mixing the solvent with the solid content concentrate separated by the first solid-liquid separator is a solution part containing a coal component soluble in the solvent and a solid content containing a coal component insoluble in the solvent. A second solid-liquid separator that separates into liquid,
One end is connected to the second solid-liquid separator, and a solution part transfer pipe that sends the solution part separated by the second solid-liquid separator to the extraction tank;
An apparatus for producing ashless coal.
前記溶液部移送管の他端が、前記溶剤供給管に接続されている、請求項1に記載の無灰炭の製造装置。 The solvent tank and the extraction tank are connected by a solvent supply pipe via a preheater for heating the solvent,
The ashless coal manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the other end of the solution part transfer pipe is connected to the solvent supply pipe.
前記溶液部移送管の他端が、前記溶剤タンクと前記溶剤移送ポンプとの間の前記溶剤供給管に接続されている、請求項2に記載の無灰炭の製造装置。 A solvent transfer pump is provided in the solvent supply pipe between the solvent tank and the preheater;
The ashless coal manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the other end of the solution transfer pipe is connected to the solvent supply pipe between the solvent tank and the solvent transfer pump.
前記石炭供給手段は、溶剤が逆流してこないように前記抽出槽または前記溶剤供給管への石炭供給部を加圧して、前記抽出槽または前記溶剤供給管に石炭を供給する加圧供給手段である、請求項3に記載の無灰炭の製造装置。 The coal supply means is connected to the solvent supply pipe downstream from the extraction tank or the solvent transfer pump;
The coal supply means is a pressure supply means that pressurizes the coal supply section to the extraction tank or the solvent supply pipe so that the solvent does not flow backward, and supplies the coal to the extraction tank or the solvent supply pipe. An apparatus for producing ashless coal according to claim 3.
前記抽出工程にて溶剤に可溶な石炭成分が抽出されたスラリーを当該石炭成分を含む溶液部と溶剤に不溶な石炭成分を含む固形分濃縮液とに分離する第1分離工程と、
前記第1分離工程にて分離された溶液部から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る無灰炭取得工程と、
前記第1分離工程にて分離された固形分濃縮液に溶剤を混合して得られたスラリーを溶剤に可溶な石炭成分を含む溶液部と溶剤に不溶な石炭成分を含む固形分濃縮液とに分離する第2分離工程と、
前記第2分離工程にて分離された溶液部を前記抽出槽に送る溶液部移送工程と、
を備える、無灰炭の製造方法。 An extraction step of extracting, in an extraction tank, coal components soluble in the solvent from a slurry obtained by mixing the coal supplied by the coal supply means and the solvent supplied from the solvent tank;
A first separation step of separating the slurry from which the coal component soluble in the solvent is extracted in the extraction step into a solution portion containing the coal component and a solid content concentrate containing the coal component insoluble in the solvent;
Ashless coal acquisition step of obtaining ashless coal by evaporating and separating the solvent from the solution portion separated in the first separation step;
A slurry obtained by mixing a solvent with the solid content concentrate separated in the first separation step, a solution portion containing a coal component soluble in the solvent, and a solid content concentrate containing a coal component insoluble in the solvent; A second separation step of separating into
A solution part transfer step of sending the solution part separated in the second separation step to the extraction tank;
A method for producing ashless coal.
前記溶液部移送工程において、前記第2分離工程にて分離された溶液部を、前記溶剤供給管を介して前記抽出槽に送る、請求項5に記載の無灰炭の製造方法。 The solvent tank and the extraction tank are connected by a solvent supply pipe via a preheater for heating the solvent,
The method for producing ashless coal according to claim 5, wherein, in the solution part transfer step, the solution part separated in the second separation step is sent to the extraction tank through the solvent supply pipe.
前記溶液部移送工程において、前記第2分離工程にて分離された溶液部を、前記溶剤タンクと前記溶剤移送ポンプとの間の前記溶剤供給管を介して前記抽出槽に送る、請求項6に記載の無灰炭の製造方法。 A solvent transfer pump is provided in the solvent supply pipe between the solvent tank and the preheater;
In the solution part transfer step, the solution part separated in the second separation step is sent to the extraction tank via the solvent supply pipe between the solvent tank and the solvent transfer pump. The manufacturing method of ashless coal of description.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013069035A JP2014189740A (en) | 2013-03-28 | 2013-03-28 | Apparatus and method for production of ashless coal |
PCT/JP2014/058675 WO2014157410A1 (en) | 2013-03-28 | 2014-03-26 | Ashless-coal production device, and ashless-coal production method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013069035A JP2014189740A (en) | 2013-03-28 | 2013-03-28 | Apparatus and method for production of ashless coal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014189740A true JP2014189740A (en) | 2014-10-06 |
Family
ID=51624373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013069035A Pending JP2014189740A (en) | 2013-03-28 | 2013-03-28 | Apparatus and method for production of ashless coal |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014189740A (en) |
WO (1) | WO2014157410A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6454260B2 (en) * | 2015-11-25 | 2019-01-16 | 株式会社神戸製鋼所 | Production method of ashless coal |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4119524A (en) * | 1976-06-01 | 1978-10-10 | Kerr-Mcgee Corporation | Coal deashing process having improved solvent recovery techniques |
JP5334433B2 (en) * | 2008-03-19 | 2013-11-06 | 株式会社神戸製鋼所 | Production method of ashless coal |
JP4708463B2 (en) * | 2008-09-29 | 2011-06-22 | 株式会社神戸製鋼所 | Production method of ashless coal |
JP2013249360A (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Kobe Steel Ltd | Method for producing ashless coal |
-
2013
- 2013-03-28 JP JP2013069035A patent/JP2014189740A/en active Pending
-
2014
- 2014-03-26 WO PCT/JP2014/058675 patent/WO2014157410A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014157410A1 (en) | 2014-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4045229B2 (en) | Production method of ashless coal | |
JP6035559B2 (en) | Ashless coal manufacturing apparatus and ashless coal manufacturing method | |
KR101624816B1 (en) | Production method for ashless coal | |
JP5255303B2 (en) | Production method of ashless coal | |
JP4971955B2 (en) | Production method of ashless coal | |
JP2013249360A (en) | Method for producing ashless coal | |
JP6003001B2 (en) | Ashless coal manufacturing apparatus and ashless coal manufacturing method | |
CN104080893B (en) | Solvent fractionation method | |
WO2014157410A1 (en) | Ashless-coal production device, and ashless-coal production method | |
JP5634950B2 (en) | Gravity sedimentation tank and method for producing ashless coal | |
WO2015053332A1 (en) | Ashless coal production method | |
JP5328180B2 (en) | Production method of ashless coal | |
CN108251153B (en) | Aging oil dehydration refining method and system | |
JP6000887B2 (en) | Production method of ashless coal | |
JP5722208B2 (en) | Production method of ashless coal | |
JP6297412B2 (en) | Ashless coal manufacturing apparatus and ashless coal manufacturing method | |
JP5641581B2 (en) | Production method of ashless coal | |
JP6062320B2 (en) | Production method of ashless coal | |
JP5990505B2 (en) | Production method of ashless coal | |
JP5998373B2 (en) | Production method of by-product coal | |
JP5710459B2 (en) | Production method of ashless coal | |
JP6017337B2 (en) | Production method of ashless coal | |
JP6203690B2 (en) | Ashless coal manufacturing apparatus and ashless coal manufacturing method | |
JP5719283B2 (en) | Production method of by-product coal molding | |
JP2013136692A (en) | Production method for ashless coal |