JP2023174409A - 無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の一態様に係る無灰炭の製造方法は、石炭、溶剤、水素及びギ酸を混合してスラリーを調製する調製工程と、調製された上記スラリーの上記溶剤中に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出工程と、上記溶出工程で上記溶剤可溶成分が上記溶剤に溶出した溶液を上記スラリーから分離する分離工程と、上記分離工程で分離された上記溶液から上記溶剤を蒸発させる蒸発工程とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置に関する。

高炉用コークス等の製鉄用コークスとして、高強度のコークスが使用されている。高強度のコークスを得る場合、原料石炭としては、従来粘結性の高い、いわゆる強粘結炭が使用されている。しかしながら、強粘結炭は比較的高価であるため、今日では、強粘結炭の使用量を少なくする技術が検討されている。

強粘結炭の使用量を抑制しつつ、高強度のコークスを得ることができる原料炭として、無灰炭を使用する試みがなされている。この無灰炭を製造する方法として、例えば特許文献１には、沸点が所定の温度範囲にある石炭由来の溶剤を用いることが提案されている。

特開２００５－１２０１８５号公報

特許文献１には、所定の上記溶剤を用いることで、上記溶剤を廃棄することなく循環利用をすることができるため、比較的低コストで無灰炭が製造できることが記載されている。無灰炭をより低コストに製造する方法、具体的には、石炭の溶剤可溶成分の抽出率をさらに向上することが求められている。

このような事情に鑑みて、本発明は、石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一態様に係る無灰炭の製造方法は、石炭、溶剤、水素及びギ酸を混合してスラリーを調製する調製工程と、上記スラリーの上記溶剤中に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出工程と、上記溶出工程で上記溶剤可溶成分が上記溶剤に溶出した溶液を上記スラリーから分離する分離工程と、上記分離工程で分離された上記溶液から上記溶剤を蒸発させる蒸発工程とを備える。

上記課題を解決する本発明の別の一態様に係る無灰炭の製造装置は、石炭、溶剤、水素及びギ酸を混合してスラリーを調製する調製部と、上記スラリーの上記溶剤中に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出部と、上記溶剤可溶成分が上記溶剤に溶出した溶液を上記スラリーから分離する分離部と、分離された上記溶液から上記溶剤を蒸発させる蒸発部とを備える。

本発明の無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置は、石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る無灰炭の製造装置を示す概念図である。 図２は、図１の製造装置を用いた本発明の一実施形態に係る無灰炭の製造方法を示すフロー図である。 図３は、図１とは異なる無灰炭の製造装置を示す概念図である。 図４は、スラリーにおける溶剤中に溶出した石炭の可溶成分の抽出率を比較したグラフである。 図５は、スラリーにおける溶剤中に溶出した石炭の可溶成分の軟化溶融性を比較したグラフである。 図６は、図５の試料とは異なる条件で得たスラリーにおける溶剤中に溶出した石炭の可溶成分の軟化溶融性を比較したグラフである。 図７は、水素とギ酸との混合気体におけるギ酸のモル分率を変化させ、温度変化における石炭の可溶成分の軟化溶融性を比較したグラフである。 図８は、水素とギ酸との混合気体におけるギ酸のモル分率を変化させ、このモル分率の変化における石炭の可溶成分の軟化溶融性を比較したグラフである。

本発明の一態様に係る無灰炭の製造方法は、石炭、溶剤、水素及びギ酸を混合してスラリーを調製する調製工程と、上記スラリーの上記溶剤中に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出工程と、上記溶出工程で上記溶剤可溶成分が上記溶剤に溶出した溶液を上記スラリーから分離する分離工程と、上記分離工程で分離された上記溶液から上記溶剤を蒸発させる蒸発工程とを備える。

当該無灰炭の製造方法は、上記調製工程で、石炭、溶剤、水素及びギ酸を混合してスラリーを調製し、上記溶出工程でこのスラリーの上記溶剤中に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させているため、上記溶出工程における石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。具体的には、石炭は昇温するとラジカル（石炭ラジカル）を生じるが、この石炭ラジカルが存在していると、上記溶出工程で石炭が重縮合して高分子化するため、上記溶剤可溶成分の抽出率が不十分となる。当該無灰炭の製造方法は、上記スラリー中が上記ギ酸を含むため、石炭ラジカルを安定化することができる。このため、石炭ラジカルに起因する石炭の重縮合を抑制し、上記溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。また、当該無灰炭の製造方法は、上記スラリー中に水素をさらに含ませているため、石炭に水素ラジカルを容易に添加することができる。この水素ラジカルの添加によって、石炭の重縮合をより抑制し、上記溶剤可溶成分の抽出率をより向上することができる。

上記調製工程が、石炭を水素及びギ酸で処理する処理工程と、上記処理工程後の石炭と上記溶剤とを混合する混合工程とを有することが好ましい。このようにすることで、水素及びギ酸を含むスラリーを容易に生成することができる。

上記処理工程で、上記石炭を水素とギ酸との混合気体の雰囲気下で貯蔵することが好ましい。このようにすることで、水素及びギ酸を含むスラリーをより容易に生成することができる。

上記水素と上記ギ酸との混合気体における上記ギ酸のモル分率が５％以上１０％以下であることが好ましい。ギ酸のモル分率を上記範囲とすることで石炭の溶剤可溶成分の抽出率をさらに向上することができる。

上記混合工程で、上記スラリー中の上記石炭を昇温することが好ましい。このようにすることで、上記溶出工程における石炭の溶剤可溶成分の抽出をよりさらに容易に行うことができる。

本発明の別の一態様に係る無灰炭の製造装置は、石炭、溶剤、水素及びギ酸を混合してスラリーを調製する調製部と、上記スラリーの上記溶剤中に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出部と、上記溶剤可溶成分が上記溶剤に溶出した溶液を上記スラリーから分離する分離部と、分離された上記溶液から上記溶剤を蒸発させる蒸発部とを備える。

当該無灰炭の製造装置は、スラリーを調製する調製部で石炭、溶剤、水素及びギ酸を混合してスラリーを生成しているため、上記ギ酸によって上記スラリーにおける石炭の石炭ラジカルを安定化することができ、かつ上記水素によって上記石炭に水素ラジカルを添加することができる。このため、石炭の重縮合を効果的に抑制し、上記溶出部における石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。

上記調製部が、上記溶剤を貯留する溶剤貯留槽と、上記石炭を貯蔵する石炭貯蔵槽と、この石炭貯蔵槽にギ酸を供給するギ酸供給器と、上記石炭貯蔵槽に水素を供給する水素供給器とを有することが好ましい。このようにすることで、スラリー化する前の石炭に水素及びギ酸の混合気体を予め接触させることができ、上記調製部における混合を容易に行うことができる。

上記調製部が、上記溶剤を貯留する溶剤貯留槽と、上記石炭と上記ギ酸とを貯蔵する混合槽と、この混合槽に上記水素を供給する水素供給器とを有することが好ましい。このようにすることで、スラリー化する前の石炭に水素及びギ酸の混合気体を予め接触させることができ、上記調製部における混合を容易に行うことができる。

［発明を実施するための形態の詳細］
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。なお、本明細書に記載の数値については、記載された上限値と下限値とを任意に組み合わせることが可能である。本明細書では、組み合わせ可能な上限値から下限値までの数値範囲が好適な範囲として全て記載されているものとする。また、当該無灰炭の製造装置を示す図は、各構成（各部材）を概念的又は模式的に示したものであって、実際の構成の形状、縮尺等は異なる。

［第一実施形態］
＜無灰炭の製造装置＞
本発明の一実施形態である無灰炭の製造装置１（以下、「製造装置１」ともいう）は、図１で示すように、石炭（不図示）、溶剤Ｔ、水素Ｈ及びギ酸Ｆを混合してスラリーＹを調製する調製部２と、上記スラリーＹの上記溶剤Ｔ中に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出部３と、上記溶剤可溶成分が上記溶剤Ｔに溶出した溶液Ｌを上記スラリーＹから分離する分離部４と、分離された上記溶液Ｌから上記溶剤Ｔを蒸発させる蒸発部５とを主に備える。蒸発部５は、無灰炭Ｃ_Ｈを得るための第一蒸発器５１と、副生炭Ｃ_Ｓを得るための第二蒸発部５２とを含む。

〔石炭〕
上記石炭の種類としては、特に限定されるものではなく、瀝青炭、又は瀝青炭よりも安価な劣質炭（例えば亜瀝青炭又は褐炭）等が挙げられる。中でも上記石炭として瀝青炭を用いることで、無灰炭Ｃ_Ｈの製造効率をより高めることができる。上記石炭の粒度としては、特に限定されるものではないが、細かく粉砕されたもの、例えば粒度が１ｍｍ以下のものが好適に用いられる。また、上記石炭としては、塊炭を用いることもできる。塊炭は、粒度が大きいため、分離部４における分離の効率化を図ることができる。なお、「塊炭」とは、石炭全体の質量に対する粒度５ｍｍ以上の石炭の質量割合が５０％以上の石炭を意味する。また、「粒度（粒径）」とは、ＪＩＳ－Ｚ８８１５（１９９４）のふるい分け試験通則に準拠して測定した値を意味する。石炭のふるい分けには、例えばＪＩＳ－Ｚ８８０１－１（２０１９）に規定する金属製網ふるいを用いることができる。

また、上記石炭としては、最高流動度が１０００ｄｄｐｍ未満の低流動度炭を用いることも好ましい。上記石炭として、上記低流動度炭を用いることで、無灰炭Ｃ_Ｈの製造効率を維持しつつ、無灰炭Ｃ_Ｈの製造コストを削減することができる。

〔溶剤〕
溶剤Ｔとしては、上記石炭の溶剤可溶成分を溶出可能なものであれば特に限定されないが、例えば石炭由来の二環芳香族化合物が好適に用いられる。この二環芳香族化合物は、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、比較的高い溶出率を得ることができる。石炭由来の二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、又はナフタレン油等を挙げることができる。

溶剤Ｔの沸点は、特に限定されないが、例えば、溶剤Ｔの沸点の下限としては、１８０℃が好ましく、２３０℃がより好ましい。一方、溶剤Ｔの沸点の上限としては、３００℃が好ましく、２８０℃がより好ましい。溶剤Ｔの沸点が上記下限未満であると、溶剤Ｔが揮発しやすくなるため、スラリーＹにおける各成分の混合比の調整及び維持が困難となるおそれがある。一方、溶剤Ｔの沸点が上記上限を超えると、蒸発部５における上記石炭の溶剤可溶成分と溶剤Ｔとが、容易に分離できなくなるおそれがある。

〔調製部〕
調製部２は、溶剤Ｔを貯留する溶剤貯留槽２１と、上記石炭を貯蔵する石炭貯蔵槽２２とを有する。本実施形態の調製部２は、石炭貯蔵槽２２にギ酸Ｆを供給するギ酸供給器２３と、上記石炭貯蔵槽２２に水素Ｈを供給する水素供給器２４とを有する。

また、調製部２は、溶剤貯留槽２１に貯留されている溶剤Ｔを圧送するための溶剤供給器２５と、溶剤供給器２５によって圧送される溶剤Ｔを加熱するための昇温器とを有する。上記昇温器は、昇温されたスラリーＹを得るために溶剤Ｔを加熱する予熱器２６である。

（溶剤貯留槽）
溶剤貯留槽２１は、溶剤Ｔを貯留するための槽である。溶剤貯留槽２１としては、特に限定されるものではなく、例えば、公知の液体用タンク等が挙げられる。溶剤貯留槽２１は、後述する蒸発部５で排出された溶剤Ｔ３が供給されるように構成されていてもよい。このようにすることで、低コストで無灰炭Ｃ_Ｈを製造できる。

（溶剤供給器）
溶剤供給器２５は、溶剤貯留槽２１と、後述する混合管２７とを連通する溶剤供給ラインＰ１中に配設されている。溶剤供給器２５としては、特に限定されるものではなく、例えば、公知の容積型ポンプ及び非容積型ポンプ等が挙げられる。上記非容積型ポンプとしは、例えば、渦巻ポンプが挙げられる。

（予熱器）
予熱器２６は、溶剤供給ラインＰ１中で溶剤供給器２５の下流に配設されている。予熱器２６としては、特に限定されるものではなく、例えば、公知の抵抗加熱式ヒーター及び誘導加熱コイルが挙げられる。また、予熱器２６としては、熱媒を用いて加熱するものを用いてもよい。

予熱器２６による加熱後（予熱後）の溶剤Ｔの温度の下限としては、３００℃が好ましく、３５０℃がより好ましい。一方、溶剤Ｔの温度の上限としては、４８０℃が好ましく、４５０℃がより好ましい。溶剤Ｔの温度が上記下限未満であると、上記石炭を構成する分子間の結合を十分に弱められず、上記石炭の溶剤可溶成分を十分に抽出できないおそれがある。一方、溶剤Ｔの温度が上記上限を超えると、溶剤Ｔの温度を維持するための熱量が不必要に大きくなるため、無灰炭Ｃ_Ｈの製造コストが増大するおそれがある。

（石炭貯蔵槽）
石炭貯蔵槽２２は、上記石炭を貯蔵すると共に、後述する混合管２７に石炭供給ラインＰ２を介して水素Ｈとギ酸Ｆとを混合した混合石炭Ｃ_Ｒを供給可能である。石炭貯蔵槽２２としては、特に限定されるものではなく、例えば、公知の常圧ホッパー又は加圧ホッパー等が挙げられる。

（ギ酸供給器）
ギ酸供給器２３は、石炭貯蔵槽２２にギ酸供給ラインＰ３を介してギ酸Ｆを供給する。ギ酸Ｆは、気体状態で石炭貯蔵槽２２に供給される。ギ酸供給器２３は、液体状態のギ酸Ｆを貯留する液体用タンクと、液体状態のギ酸Ｆを加熱して気化させるための加熱器（不図示）と、気化したギ酸Ｆを送出するための気体用ポンプ（不図示）とを含む。

ギ酸Ｆを気化するための温度としては、特に限定されるものではないが、例えば、下限値としては、２０℃が好ましく、２５℃がより好ましい。また、ギ酸Ｆを気化するための温度の上限値としては、５０℃が好ましく、４０℃がより好ましい。ギ酸Ｆは、気体状態で石炭貯蔵槽２２に安定して供給されるように、ギ酸供給ラインＰ３にリボンヒーター等の加熱器（不図示）を設けることが好ましい。

（水素供給器）
水素供給器２４は、石炭貯蔵槽２２に水素供給ラインＰ４を介して水素Ｈを供給する。水素Ｈは、気体状態で石炭貯蔵槽２２に供給される。水素供給器２４としては、特に限定されるものではないが、例えば、気体状態の水素Ｈを高圧で貯蔵する公知の気体用タンクが挙げられる。水素供給ラインＰ４は、水素Ｈの供給開始と供給停止とを任意に行うための開閉弁（不図示）が設けられるのが好ましい。水素供給器２４及び水素供給ラインＰ４は、ギ酸Ｆと同一の温度で水素Ｈが供給できるように、それぞれ加熱器（不図示）などを有することが好ましい。

〔混合管〕
調製部２は、溶剤貯留槽２１から送られる溶剤Ｔと、石炭貯蔵槽２２から送られる混合石炭Ｃ_Ｒとを混合する混合管２７を有する。混合管２７は、後述する溶出部３にスラリーＹを供給する。

水素Ｈとギ酸Ｆとは、気体状態で石炭貯蔵槽２２に供給されるため、混合管２７では、水素Ｈとギ酸Ｆとの混合気体の雰囲気下にあった混合石炭Ｃ_Ｒと、加熱された溶剤Ｔとが混合されてスラリーＹが調製される。混合管２７では、加熱された溶剤Ｔと混合石炭Ｃ_Ｒとを混合することで３００℃以上のスラリーＹが生成される。混合管２７は、スラリーＹの温度を維持、又はスラリーＹを加熱可能な加熱器（不図示）を有してもよい。

スラリーＹ中の無水炭基準での石炭濃度の下限としては、５質量％が好ましく、１０質量％がより好ましい。一方、上記石炭濃度の上限としては、４０質量％が好ましく、３０質量％がより好ましい。上記石炭濃度が上記下限未満であると、後述する溶出槽３１における上記石炭の溶剤可溶成分の溶出量がスラリーＹの処理量に対して少なくなるため、無灰炭Ｃ_Ｈの製造効率が低下するおそれがある。逆に、上記石炭濃度が上記上限を超えると、溶剤Ｔ中で上記石炭の溶剤可溶成分が飽和することで、上記溶剤可溶成分の溶出率が低下するおそれがある。

当該製造装置１では、加熱された溶剤Ｔに混合石炭Ｃ_Ｒを混合しているため、混合石炭Ｃ_Ｒが急速昇温される。一般に、石炭を急速昇温すると石炭ラジカルによる重縮合が生じるが、当該製造装置１では、上記石炭をギ酸Ｆを含む混合気体の雰囲気下で貯蔵しているため、上記石炭が昇温される際に生じる石炭ラジカルを安定化することができる。その結果、石炭ラジカルに起因する上記石炭の重縮合を抑制し、上記石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。また、当該製造装置１では、上記石炭を水素Ｈを含む混合気体の雰囲気下で貯蔵しているため、上記石炭に水素ラジカルが添加され、上記石炭の重縮合をより抑制することができ、上記石炭の溶剤可溶成分の抽出率をより向上することができる。なお、「急速昇温」とは、例えば１０℃／秒以上５００℃／秒以下程度の加熱速度で加熱されることをいう。この急速昇温後のスラリーＹの温度は、例えば３５０℃以上４２０℃以下程度である。

〔溶出部〕
溶出部３は、スラリーＹにおける溶剤Ｔに上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる。溶出部３は、混合管２７の下流側に接続されている溶出槽３１を有する。溶出槽３１は、スラリーＹを貯留する槽であり、攪拌機３１１と、スラリーＹの温度を維持し、又はスラリーＹを加熱するためのヒーター（不図示）とを含む。溶出槽３１には、混合管２７内で混合されたスラリーＹが送られる。

（溶出槽）
溶出槽３１は、上記ヒーターによって混合管２７から送られたスラリーＹの温度を維持しながら攪拌機３１１によってスラリーＹを攪拌する。所定の温度でスラリーＹを攪拌することで、上記石炭の溶剤可溶成分が溶剤Ｔに溶出する。

溶出槽３１の内部圧力の下限としては、１．１ＭＰａが好ましく、１．５ＭＰａがより好ましい。一方、溶出槽３１の内部圧力の上限としては、５ＭＰａが好ましく、４ＭＰａがより好ましい。溶出槽３１の内部圧力が上記下限未満であると、蒸発によって溶剤Ｔが減少することで石炭Ｃ_Ｒの溶剤可溶成分が十分に溶出できないおそれがある。逆に、上記内部圧力が上記上限を超えると、圧力を維持するためのコストが上昇して無灰炭Ｃ_Ｈの製造コストが増大するおそれがある。

なお、溶出槽３１における攪拌時間としては、特に限定されないが、上記溶剤可溶成分の溶出効率の観点から１０分以上７０分以下とすることができる。

溶出槽３１内で攪拌されたスラリーＹは、スラリー供給ラインＰ５を介して分離部４に供給される。

〔分離部〕
分離部４は、上記溶剤可溶成分が溶剤Ｔに溶出した溶液ＬをスラリーＹから分離する。分離部４は、遠心分離法又は重力沈降法等を用いた固液分離器４１を含む。分離部４は、溶出槽３１から送られたスラリーＹを、上記溶剤可溶成分が溶剤Ｔに溶出した溶液Ｌと、溶剤不溶成分及び溶剤Ｔを含む固形分濃縮液Ｍとに固液分離する。分離部４は、溶液供給ラインＰ６を介して溶液Ｌを第一蒸発器５１に供給し、濃縮液供給ラインＰ７を介して固形分濃縮液Ｍを第二蒸発器５２に供給する。

（固液分離器）
分離部４における固液分離器４１としては、沈降速度を高めて分離効率を向上できる重力沈降法を用いた装置が好ましい。また、重力沈降法は、スラリーＹを連続処理できる観点からも好ましい。スラリーＹを重力沈降法により分離する場合、上記溶剤可溶成分を含む溶液Ｌは分離部４の上部に溜まる。この溶液Ｌは、必要に応じてフィルターユニットを用いて濾過した後、第一蒸発器５１に供給される。一方、上記溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液Ｍは、分離部４の下部に溜まり、第二蒸発器５２に供給される。

固液分離器４１内は、加熱及び加圧されていることが好ましい。固液分離器４１内の加熱温度の下限としては、３００℃が好ましく、３５０℃がより好ましい。一方、固液分離器４１内の加熱温度の上限としては、４２０℃が好ましく、４００℃がより好ましい。上記加熱温度が上記下限未満であると、上記溶剤可溶成分が再析出し、分離効率が低下するおそれがある。一方、上記加熱温度が上記上限を超えると、加熱するためのコストが上昇して無灰炭Ｃ_Ｈの製造コストが増大するおそれがある。

固液分離器４１の内部圧力の下限としては、１ＭＰａが好ましく、１．４ＭＰａがより好ましい。一方、上記内部圧力の上限としては、３ＭＰａが好ましく、２ＭＰａがより好ましい。上記内部圧力が上記下限未満であると、上記溶剤可溶成分が再析出し、分離効率が低下するおそれがある。一方、上記内部圧力が上記上限を超えると、加圧するためのコストが高くなるおそれがある。

〔蒸発部〕
蒸発部５は、分離部４で分離された溶液Ｌから溶剤Ｔ１を蒸発させる第一蒸発器５１を有する。第一蒸発器５１は、溶液Ｌ中の溶剤Ｔを蒸発させて上記溶剤可溶成分を析出させる。この析出した溶剤可溶成分が、当該製造装置によって製造される無灰炭Ｃ_Ｈである。蒸発部５は、分離部４で分離された固形分濃縮液Ｍから溶剤Ｔ２を蒸発させる第二蒸発器５２を有する。第二蒸発器５２は、固形分濃縮液Ｍ中の溶剤Ｔ２を蒸発させることで副生炭Ｃ_Ｓを析出させる。

蒸発部５は、第一蒸発器５１で蒸発させた溶剤Ｔ１を排出する第一排出ラインＰ８と、第二蒸発器５２で蒸発させた溶剤Ｔ２を排出する第二排出ラインＰ９と、第一排出ラインＰ８及び第二排出ラインＰ９の排出溶剤を調製部２に供給するための再利用ライン５３とを有する。

（第一蒸発器）
第一蒸発器５１は、溶液Ｌ中の溶剤Ｔを蒸発させることで溶剤可溶成分を無灰炭Ｃ_Ｈとして析出させる。第一蒸発器５１で析出した無灰炭Ｃ_Ｈは、例えば、原料石炭よりも高い発熱量を示す。さらに、無灰炭Ｃ_Ｈは、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ており、例えば、原料石炭よりも遥かに優れた流動性を示す。このため、無灰炭Ｃ_Ｈは、コークス原料に配合する原料炭として好適に用いられる。

第一蒸発器５１は、例えば蒸発分離法を用いた一般的な蒸留法によって溶剤Ｔを蒸発させるものであってもよく、スプレードライ法等の蒸発法によって溶剤Ｔを蒸発させるよう構成されたものであってもよい。

（第二蒸発器）
第二蒸発器５２は、固形分濃縮液Ｍから溶剤Ｔを蒸発させることで副生炭Ｃ_Ｓを析出させる。第二蒸発器５２は、第一蒸発器５１と同様に、蒸発分離法又はスプレードライ法等の蒸発法によって溶剤Ｔを蒸発させるものであってよい。

第二蒸発器５２で析出した副生炭Ｃ_Ｓ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しない。従って、この配合炭は、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。副生炭Ｃ_Ｓは回収せずに廃棄してもよい。

（第一排出ライン）
第一排出ラインＰ８は、第一蒸発器５１で蒸発した溶剤Ｔを再利用ライン５３に排出する。第一排出ラインＰ８は、排出された溶剤Ｔ１を液化するための熱交換器（不図示）を有していてもよい。

（第二排出ライン）
第二排出ラインＰ９は、第二蒸発器５２で蒸発した溶剤Ｔを再利用ライン５３に排出する。第二排出ラインＰ９は、排出された溶剤Ｔ２を液化するための熱交換器（不図示）を有していてもよい。

（再利用ライン）
再利用ライン５３は、第一排出ラインＰ８から送られた排出溶剤Ｔ１及び第二排出ラインＰ９から送られた排出溶剤Ｔ２を混合した溶剤Ｔ３を溶剤貯留槽２１に供給する。すなわち、当該製造装置１では、溶剤Ｔを還流して再利用している。

＜無灰炭の製造方法＞
当該無灰炭の製造方法（以下、「当該製造方法」ともいう。）は、図２で示すように、石炭、溶剤、水素及びギ酸の混合によりスラリーを調製する調製工程Ｓ１と、調製工程Ｓ１で調製されたスラリーの上記溶剤中に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出工程Ｓ２と、上記溶剤可溶成分が上記溶剤に溶出した溶液を上記スラリーから分離する分離工程Ｓ３と、分離工程Ｓ３で分離された上記溶液から上記溶剤を蒸発させる蒸発工程Ｓ４とを備える。本実施形態では、上記調製工程Ｓ１が、石炭を水素及びギ酸で処理する処理工程と、上記処理工程後の石炭と上記溶剤とを混合する混合工程とを有する。

蒸発工程Ｓ４では、上記溶剤を蒸発させることで、上記溶剤可溶成分を析出させる。この析出した溶剤可溶成分が、当該製造方法によって製造される無灰炭である。

以下では、図１の製造装置１を使用した場合を例にして、当該製造方法の各工程について詳説する。

〔調製工程〕
調製工程Ｓ１は調製部２で行う。調製工程Ｓ１では、上記石炭、溶剤Ｔ、水素Ｈ及びギ酸Ｆの混合によりスラリーを調製する。

（処理工程）
調製工程Ｓ１では、まず、ギ酸Ｆと水素Ｈとを上記石炭に処理する。具体的には、ギ酸供給器２３と水素供給器２４とが、上記石炭が貯蔵されている石炭貯蔵槽２２にギ酸Ｆと水素Ｈとを気体状態で供給して、上記石炭にギ酸Ｆと水素Ｈとを含侵させ混合石炭Ｃ_Ｒを得る。

石炭貯蔵槽２２におけるギ酸Ｆと水素Ｈとの混合気体の温度の下限値としては、２０℃が好ましく、２５℃がより好ましい。一方、上記混合気体の温度の上限値としては、５０℃が好ましく、４０℃がより好ましい。上記混合気体の温度が上記下限値及び上記上限値の範囲にないと、ギ酸Ｆが気化した状態を安定して維持することができなくなるおそれがある。

（混合工程）
続いて、調製工程Ｓ１では、石炭貯蔵槽２２で水素Ｈ及びギ酸Ｆと処理した混合石炭Ｃ_Ｒと、溶剤貯留槽２１から供給されて予熱器２６で加熱された溶剤Ｔとを混合管２７で混合する。すなわち、調製工程Ｓ１では、上記石炭に水素Ｈ及びギ酸Ｆを処理する処理工程と、この混合物と溶剤Ｔとを混合する混合工程との二段階の混合によってスラリーＹを調製する。

（昇温工程）
調製工程Ｓ１では、予熱器２６によって溶剤Ｔを加熱して、混合石炭Ｃ_Ｒと混合することで上記石炭を昇温している。すなわち、本実施形態では、加熱された溶剤Ｔと混合石炭Ｃ_Ｒとを混合することで、昇温されたスラリーＹを生成している。

〔溶出工程〕
溶出工程Ｓ２は溶出部３で行う。溶出工程Ｓ２では、混合管２７内で生成されて溶出槽３１に供給されたスラリーＹを溶出槽３１でスラリーＹの温度を維持又は昇温しつつスラリーＹを攪拌する。溶出工程Ｓ２では、スラリーＹの保温と攪拌とによって、溶剤Ｔに上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる。溶出工程Ｓ２におけるスラリーＹの温度としては、３００℃以上であり、３５０℃以上４２０℃以下とすることが好ましい。このような温度にすることにより、上記石炭の溶剤可溶成分を効率的に溶出させることができる。

上記石炭は、３００℃以上に昇温されると石炭ラジカルを生じるが、昇温の際にギ酸Ｆが存在していることで石炭ラジカルを安定化することができる。具体的には、下記式１に表される反応によって水素及び電子が上記石炭に供給されることで、石炭ラジカルを安定化させることができる。その結果、石炭ラジカルに起因する上記石炭の重縮合を抑制し、上記石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。さらに、上記石炭に水素Ｈが供給され、水素ラジカルが添加されていることで上記石炭の重縮合をより抑制し、上記石炭の溶剤可溶成分の抽出率をより向上することができる。
ＨＣＯＯＨ→ＣＯ_２＋２Ｈ^＋＋２ｅ^－ ・・・（１）

〔分離工程〕
分離工程Ｓ３は分離部４で行う。分離工程Ｓ３では、溶出工程Ｓ２によって処理されたスラリーＹを、遠心分離法又は重力沈降法等を用いて、溶剤可溶成分が溶剤Ｔに溶出した溶液Ｌと溶剤不溶成分及び溶剤Ｔを含む固形分濃縮液Ｍとに固液分離する。

〔蒸発工程〕
蒸発工程Ｓ４は第一蒸発器５１及び第二蒸発器５２それぞれで行う。蒸発工程Ｓ４では、第一蒸発器５１が分離工程Ｓ３で分離された溶液Ｌ中の溶剤Ｔを蒸発させ、溶剤可溶成分を無灰炭Ｃ_Ｈとして析出させる。蒸発工程Ｓ４によって得られた無灰炭Ｃ_Ｈは、コークス原料に配合する原料炭として好適に用いられる。第二蒸発器５２は、分離工程Ｓ３で分離された固形分濃縮液Ｍ中の溶剤Ｔを蒸発させ、副生炭Ｃ_Ｓを析出させる。

なお、上述の各工程の他、当該製造方法は、蒸発工程Ｓ４で蒸発した溶剤Ｔを排出して回収する第一溶剤回収工程と、分離工程Ｓ３で分離された固形分濃縮液Ｍからこの固形分濃縮液Ｍに含まれている溶剤Ｔを排出して回収する第二溶剤回収工程と、上記第一溶剤回収工程及び上記第二溶剤回収工程で回収された溶剤を調製工程Ｓ１で再利用する再利用工程とを備えている。以下、上記第一溶剤回収工程、上記第二溶剤回収工程及び上記再利用工程の具体的な手順の一例について説明する。

〔第一溶剤回収工程＞
上記第一溶剤回収工程は第一排出ラインＰ８で行う。上記第一溶剤回収工程では、蒸発工程Ｓ４で蒸発した溶剤Ｔを第一排出ラインＰ８に排出し、排出された溶剤Ｔ１を再利用ライン５３に送る。上記第一溶剤回収工程では、排出された溶剤Ｔ１を液化したうえで再利用ライン５３に送ってもよい。

＜第二溶剤回収工程＞
上記第二溶剤回収工程は第二排出ラインＰ９で行う。上記第二溶剤回収工程では、蒸発工程Ｓ４で蒸発した溶剤Ｔを第二排出ラインＰ９に排出し、排出された溶剤Ｔ２を再利用ライン５３に送る。上記第二溶剤回収工程では、排出された溶剤Ｔ２を液化したうえで再利用ライン５３に送ってもよい。

＜再利用工程＞
上記再利用工程は再利用ライン５３で行う。上記再利用工程では、上記第一溶剤回収工程で回収された排出溶剤Ｔ１及び上記第二溶剤回収工程で回収された排出溶剤Ｔ２を溶剤貯留槽２１に供給する。溶剤貯留槽２１に供給された溶剤Ｔ３は、調製工程Ｓ１で溶剤Ｔの一部として再利用される。

＜利点＞
当該製造装置１及び当該製造方法は、調製部２における調製工程Ｓ１で水素Ｈとギ酸Ｆとを上記石炭に処理した混合石炭Ｃ_Ｒと、加熱した溶剤Ｔとを混合してスラリーＹを生成し、溶出部３における溶出工程Ｓ２でスラリーＹの溶剤Ｔ中に上記石炭の可溶成分を溶出させているため、上記石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。このため、当該製造装置１及び当該製造方法によると、無灰炭Ｃ_Ｈを効率的に製造することができ、低コスト化を図ることができる。

［第二実施形態］
以下、本発明の他の実施形態である無灰炭の製造装置１００及び無灰炭の製造方法について説明する。なお、上述の第一実施形態における無灰炭の製造装置１及び無灰炭の製造方法と同一の構成については、図中に同一の符号を付して説明を省略する。

当該製造装置１００は、図３で示すように、石炭、溶剤Ｔ、水素及びギ酸を混合してスラリーＹを調製する調製部２００と、上記スラリーＹにおける上記溶剤Ｔに上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出部３と、上記溶剤可溶成分が上記溶剤Ｔに溶出した溶液Ｌを上記スラリーＹから分離する分離部４と、分離された上記溶液Ｌから上記溶剤Ｔを蒸発させる蒸発部５とを主に備える。蒸発部５は、無灰炭Ｃ_Ｈを得るための第一蒸発器５１と、副生炭Ｈ_Ｓを得るための蒸発部５２とを含む。

〔調製部〕
調製部２００は、溶剤Ｔを貯留する溶剤貯留槽２１と、上記石炭とギ酸Ｆと水素Ｈとを混合する混合槽２０１と、ギ酸Ｆと水素Ｈとを処理した混合石炭Ｃ_Ｒを混合管２７に供給する石炭供給器２０２と、混合槽２０１に水素Ｈを供給する水素供給器２０４とを有する。また、調製部２００は、水素供給器２０４及び混合槽２０１を連通する水素供給ラインＰ１０と、混合槽２０１及び石炭供給器２０２を連通する混合槽ラインＰ１１と、石炭供給器２０２及び混合管２７を連通する石炭供給ラインＰ１２とを含む。

（混合槽）
混合槽２０１は、上記石炭と液体状態のギ酸Ｆとを貯蔵する。具体的には、ギ酸水溶液又はギ酸化合物の態様のギ酸Ｆに侵漬されるようにして上記石炭が混合槽２０１に貯蔵されている。混合槽２０１には、水素供給器２０４が水素供給ラインＰ１０を介して気体状態の水素Ｈを供給する。具体的には、液体状態のギ酸Ｆ中に水素供給ラインＰ１０の排出口が設けられ、バブリングによってギ酸Ｆ中に水素Ｈが供給される。このようにして、上記石炭にギ酸Ｆと水素Ｈとが処理がされ、混合石炭Ｃ_Ｒが生成される。

混合槽２０１における上記石炭とギ酸Ｆとの混合温度の上限としては、８０℃が好ましく、６０℃がより好ましい。一方、上記混合温度の下限としては、２０℃が好ましく、２５℃がより好ましい。上記混合温度が上記上限を超えると、ギ酸Ｆの揮発量が多くなり、溶出槽３１において溶剤Ｔに上記石炭の溶剤可溶成分を十分に溶出させることができないおそれがある。上記混合温度が上記下限に満たないと、ギ酸Ｆの粘度が大きくなることで、混合石炭Ｃ_Ｒのハンドリング性が低下するおそれがある。

混合槽２０１での混合後の混合石炭Ｃ_Ｒにおけるギ酸Ｆの含有量（上記石炭及びギ酸Ｆの合計質量に対するギ酸Ｆの質量の比）の上限としては、６質量％が好ましく、３質量％がより好ましい。ギ酸Ｆの含有量が上記上限を超えると、無灰炭Ｃ_Ｈの製造コストが高くなるおそれがある。一方、ギ酸Ｆの含有量の下限としては、特に限定されないが、上記石炭の溶剤可溶成分の抽出率を十分に大きくする観点から、例えば、０．２質量％が好ましく、０．５質量％がより好ましい。

（石炭供給器）
石炭供給器２０２は、混合槽２０１から供給された混合石炭Ｃ_Ｒを一時的に貯蔵し、混合管２７に供給する。石炭供給器２０２としては、上述の石炭貯蔵槽２２と同様に例えば、公知の常圧ホッパー又は加圧ホッパー等としてもよい。

当該製造装置１００では、上記石炭に液体状態のギ酸Ｆと水素Ｈとが処理された混合石炭Ｃ_Ｒが溶剤Ｔと混合されることで昇温される。上記石炭は、溶剤Ｔと混合されて３００℃以上に昇温されることで石炭ラジカルを生じるが、昇温の際にギ酸Ｆが存在していることで石炭ラジカルを安定化することができる。その結果、石炭ラジカルに起因する上記石炭の重縮合を抑制し、上記石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。また、当該製造装置１００では、上記石炭に水素Ｈを混合しているため、上記石炭に水素ラジカルが添加され、上記石炭の重縮合をより抑制することができ、上記石炭の溶剤可溶成分の抽出率をより向上することができる。

〔溶出部〕
溶出部３は、スラリーＹにおける溶剤Ｔに上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる。溶出部３は、混合管２７の下流側に接続され、撹拌機３１１を含む溶出槽３１を有する。

〔分離部〕
分離部４は、上記溶剤可溶成分が溶剤Ｔに溶出した溶液ＬをスラリーＹから分離する。分離部４は、遠心分離法又は重力沈降法等を用いた固液分離器４１を含む。

〔蒸発部〕
蒸発部５は、分離部４で分離された溶液Ｌから溶剤Ｔを蒸発させて無灰炭Ｃ_Ｈを得る第一蒸発器５１と、分離部４で分離された固形分濃縮液Ｍから溶剤Ｔを蒸発させて副生炭Ｃ_Ｓを得る第二蒸発器５２を有する。

＜無灰炭の製造方法＞
当該無灰炭の製造方法（以下、「当該製造方法」ともいう。）は、石炭、溶剤、水素及びギ酸の混合によりスラリーを調製する調製工程Ｓ１と、調製工程Ｓ１で調製されたスラリーにおける上記溶剤に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出工程Ｓ２と、上記溶剤可溶成分が上記溶剤に溶出した溶液を上記スラリーから分離する分離工程Ｓ３と、分離工程Ｓ３で分離された上記溶液から上記溶剤を蒸発させる蒸発工程Ｓ４とを備える。また、上記調製工程Ｓ１及び上記溶出工程Ｓ２の少なくとも一方で、上記スラリーを昇温する昇温工程Ｓ１１を有する。

以下では、図３の製造装置を使用した場合を例にして、当該製造方法の各工程について詳説する。

〔調製工程〕
調製工程Ｓ１は調製部２で行う。調製工程Ｓ１では、まず、ギ酸Ｆと水素Ｈとを上記石炭に処理するため、液体状態のギ酸Ｆと上記石炭とを貯蔵している混合槽２０１に、水素供給器２０４が水素Ｈを供給して混合石炭Ｃ_Ｒを生成する。

続いて、調製工程Ｓ１では、混合槽２０１が石炭供給器２０２に混合石炭Ｃ_Ｒを供給し、石炭供給器２０１は、この混合石炭Ｃ_Ｒを混合管２７に供給する。混合管２７は、混合石炭Ｃ_Ｒと、溶剤貯留槽２１から供給されて予熱器２６で加熱された溶剤Ｔとを混合する。すなわち、調製工程Ｓ１では、上記石炭と水素Ｈとギ酸Ｆとの処理と、この混合物と溶剤Ｔとの混合との二段階の混合によってスラリーＹを調製する。

〔溶出工程〕
溶出工程Ｓ２は溶出部３で行う。溶出工程Ｓ２では、混合管２７内でスラリーＹを混合した後、溶出槽３１で、スラリーＹの温度を維持しつつスラリーＹを攪拌する。

〔分離工程〕
分離工程Ｓ３は分離部４で行う。分離工程Ｓ３では、溶出工程Ｓ２によって処理されたスラリーＹを、遠心分離法又は重力沈降法等を用いて、溶剤可溶成分が溶剤Ｔに溶出した溶液Ｌと溶剤不溶成分及び溶剤Ｔを含む固形分濃縮液Ｍとに固液分離する。

〔蒸発工程〕
蒸発工程Ｓ４は第一蒸発器５１で行う。蒸発工程Ｓ４では、分離工程Ｓ３で分離された溶液Ｌ中の溶剤Ｔ１を蒸発させ、溶剤可溶成分を無灰炭Ｃ_Ｈとして析出させる。

［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。

上述の第一実施形態では、ギ酸供給器２３は、液体状態のギ酸Ｆを貯留する液体タンクと、液体状態のギ酸Ｆを加熱して気化させるための加熱器と、気化したギ酸Ｆを送出するための気体用ポンプとを含むもので説明したが、気体状態のギ酸Ｆを高圧で貯蔵する気体用タンクと、開閉弁とを有するものであってもよい。

また、第一実施形態におけるギ酸Ｆと水素Ｈとは、混合気体の状態で石炭貯蔵槽２２に供給してもよい。例えば、ギ酸供給ラインＰ３の一部と水素供給ラインＰ４の一部とが石炭貯蔵槽２２の手前で一体化し、この一体化した部分で混合気体として石炭貯蔵槽２２に供給してもよい。また、液体状態のギ酸Ｆを貯留する液体用タンク中に水素Ｈをバブリングし、上記液体用タンクからギ酸Ｆと水素Ｈとの混合気体を石炭貯蔵槽２２に供給してもよい。

さらに、第一排出ラインＰ８及び第二排出ラインＰ９の双方に排出された溶剤Ｔ１，Ｔ２を調製部２で再利用するのではなく、一方の排出溶剤のみを回収して再利用してもよい。また、再利用ライン５３は、第一排出ラインＰ８に排出された溶剤Ｔ１及び第二排出ラインＰ９に排出された溶剤Ｔ２の両方又はいずれか一方に分留処理を施したうえで、分留後の溶剤を溶剤貯留槽２１に供給するようにしてもよい。

当該製造方法は、上述の第一溶剤回収工程、第二溶剤回収工程及び再利用工程を備えていなくてもよい。この場合、当該製造装置は、上述の第一排出ラインＰ８、第二排出ラインＰ９及び再利用ライン５３を備えていなくてもよい。また、当該製造方法が、第一溶剤回収工程及び第二溶剤回収工程のうちの一方のみを備えている場合、当該製造装置は、第一溶剤回収工程に対応する第一排出ラインＰ８及び第二溶剤回収工程に対応する第二排出ラインＰ９のいずれか一方を備えていればよい。

上記調製工程では、上記石炭と溶剤Ｔとを混合してスラリーとした後に、このスラリーに水素Ｈとギ酸Ｆとを混合してもよい。例えば、上記スラリー中に水素Ｈとギ酸Ｆとをバブリングする等してもよい。この場合、上記スラリーに水素Ｈとギ酸Ｆと混合した後に上記スラリーを昇温してもよい。

昇温工程としては、溶剤Ｔを予熱器２６で加熱することに限定されるものでなく、混合管２７でスラリーＹを生成した後に、混合管２７に設けられた加熱器でスラリーＹを昇温してもよく、溶出槽３１が有するヒーターでスラリーＹを昇温してもよい。また、スラリーＹの昇温は調整工程及び溶出工程のいずれか一方で行われてもよく、双方で行われてもよい。

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。

篩分けにより粒子径を１５０μｍ未満とした瀝青炭（試料炭）０．３ｇをアルミナ製ボートに載せ、石英管内に配置し、下記表１に示す条件で処理した。

表１中、「－」とは、処理をしなかったもの、及び測定できないものを意味する。「Ｔｂ」とは、石英管内に供給する気体の温度を意味する。「雰囲気」とは、石英管内の雰囲気を意味する。「Ｔｒ」とは、石英管内を昇温した最終温度を意味する。なお、石英管内は、昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温し、試料炭は最終温度（Ｔｒ）で９０分間保持した。

この試料炭と溶剤とを混合してスラリーとし、このスラリーを攪拌して上記試料炭の可溶成分を上記溶剤中に溶出させた。溶剤として工業用の二環芳香族化合物である１－メチルナフタレンを用いた。試料炭を用いたスラリーに溶剤抽出フラクネーションを３５０℃で実施し、３５０℃で抽出され室温においても溶剤に可溶である成分（Ｓｏｌｕｂｌｅ）、３５０℃で抽出されるが室温では固体として析出する成分（Ｄｅｐｏｓｉｔ）、抽出温度でも抽出されない成分（Ｒｅｓｉｄｕｅ）に分離した。分離した結果を図４に示す。なお、「溶剤抽出フラクショネーション法」とは、無極性溶剤による石炭及び改質炭（無灰炭）の抽出により、石炭分子を分解することなく分子量の異なる複数の成分に分離して評価する方法を意味する。

未処理の原炭（試験例１）と比較して、試験例２，３の抽出物収率（ＳｏｌｕｂｌｅとＤｅｐｏｓｉｔの収率の和）が向上しているのが分かる。石英管内の温度を１１０℃とした試験例３は、試験例１と比較して、抽出物収率が、乾燥石炭基準で１５％、抽出物基準で４４％も増加している。

３５０℃で抽出された成分（Ｓｏｌｕｂｌｅ及びＤｅｐｏｓｉｔ）について熱機械分析を実施した。各抽出成分を内径５．３ｍｍの白金セルに厚さ１ｍｍ程度堆積させ、直径４．３ｍｍのロッドで１０ｇｆの荷重を掛けながら試料を窒素気流中で、昇温速度１０℃／ｍｉｎで９００°Ｃまで昇温し、ロッドの初期位置からの位置変化を測定した。結果を図５及び図６に示す。

図５及び図６より、水素とギ酸との混合雰囲気で処理した試験例２，３は、未処理の試験例１、水素雰囲気で処理した試験例４、及び窒素及びギ酸の混合雰囲気で処理した試験例５に比較して、熱機械分析でのロッド位置が低下し、軟化溶融性が向上していることが分かる。

次に、水素とギ酸との混合気体におけるギ酸のモル分率を変化させて熱機械分析を行った。結果を図７及び図８に示す。図７及び図８より、ギ酸のモル分率が７．５％を境に軟化溶融性が低下から上昇に転じていることが分かる。

本発明の無灰炭の製造方法及び無灰炭の製造装置は、石炭の溶剤可溶成分の抽出率を高めることができるので、無灰炭の効率的な製造に適している。

１，１００ 無灰炭の製造装置
２，２００ 調製部
２１ 溶剤貯留槽
２２ 石炭貯蔵槽
２３ ギ酸供給器
２４，２０４ 水素供給器
２５ 溶剤供給器
２６ 予熱器
２７ 混合管
２０１ 混合槽
２０２ 石炭供給器
３ 溶出部
３１ 溶出槽
３１１ 攪拌機
４ 分離部
４１ 固液分離器
５ 蒸発部
５１ 第一蒸発器
５２ 第二蒸発器
５３ 再利用ライン
Ｃ_Ｒ 混合石炭
Ｃ_Ｈ 無灰炭
Ｃ_Ｓ 副生炭
Ｆ ギ酸
Ｈ 水素
Ｌ 溶液
Ｍ 固形分濃縮液
Ｐ１ 溶剤供給ライン
Ｐ２ 石炭供給ライン
Ｐ３ ギ酸供給ライン
Ｐ４ 水素供給ライン
Ｐ５ スラリー供給ライン
Ｐ６ 溶液供給ライン
Ｐ７ 濃縮液供給ライン
Ｐ８ 第一排出ライン
Ｐ９ 第二排出ライン
Ｐ１０ 水素供給ライン
Ｐ１１ 混合槽ライン
Ｐ１２ 石炭供給ライン
Ｔ，Ｔ３ 溶剤
Ｔ１，Ｔ２ 排出溶剤
Ｙ スラリー

Claims (8)

1. 石炭、溶剤、水素及びギ酸を混合してスラリーを調製する調製工程と、
   上記スラリーの上記溶剤中に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出工程と、
   上記溶出工程で上記溶剤可溶成分が上記溶剤に溶出した溶液を上記スラリーから分離する分離工程と、
   上記分離工程で分離された上記溶液から上記溶剤を蒸発させる蒸発工程と
   を備える無灰炭の製造方法。
2. 上記調製工程が、
   石炭を水素及びギ酸で処理する処理工程と、
   上記処理工程後の石炭と上記溶剤とを混合する混合工程と
   を有する請求項１に記載の無灰炭の製造方法。
3. 上記処理工程で、上記石炭を水素とギ酸との混合気体の雰囲気下で貯蔵する請求項２に記載の無灰炭の製造方法。
4. 上記混合気体における上記ギ酸のモル分率が５％以上１０％以下である請求項３に記載の無灰炭の製造方法。
5. 上記混合工程で、上記スラリー中の上記石炭を昇温する請求項２、請求項３又は請求項４に記載の無灰炭の製造方法。
6. 石炭、溶剤、水素及びギ酸を混合してスラリーを調製する調製部と、
   上記スラリーの上記溶剤中に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出部と、
   上記溶剤可溶成分が上記溶剤に溶出した溶液を上記スラリーから分離する分離部と、
   分離された上記溶液から上記溶剤を蒸発させる蒸発部と
   を備える無灰炭の製造装置。
7. 上記調製部が、
   上記溶剤を貯留する溶剤貯留槽と、
   上記石炭を貯蔵する石炭貯蔵槽と、
   この石炭貯蔵槽にギ酸を供給するギ酸供給器と、
   上記石炭貯蔵槽に水素を供給する水素供給器と
   を有する請求項６に記載の無灰炭の製造装置。
8. 上記調製部が、
   上記溶剤を貯留する溶剤貯留槽と、
   上記石炭と上記ギ酸とを貯蔵する混合槽と、
   この混合槽に上記水素を供給する水素供給器と
   を有する請求項６に記載の無灰炭の製造装置。
   

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