JP2776278B2

JP2776278B2 - 多孔質炭を原料とする固形燃料及びその製造方法

Info

Publication number: JP2776278B2
Application number: JP6323364A
Authority: JP
Inventors: 和人矢垣; 卓夫重久; 哲也出口; 修大隈
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JPH07233383A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は低品位とされる多孔質炭
を優れた固形燃料用多孔質炭として改質する技術に関
し、特に水分量が多いという理由によって経済価値が低
いとされている多孔質炭を効率良く乾燥し、且つ該乾燥
に伴って発現するとされる自然発火性を有効に抑止する
と共に、脱水と重質油分の付着による高カロリー化の達
成された固形燃料とする技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多孔質炭はその多孔質性によって多くの
水分、例えば３０〜７０重量％もの水分を含有する傾向
がある。この様な高い含水量を有する多孔質炭は、例え
ばこれを工業地帯に輸送して利用しようとしても、水分
を輸送しているに等しいという面もあって輸送コストが
割高となり、山元近くで利用する他ないというのが実情
である。この様な高水分含有多孔質炭の代表例としては
褐炭が挙げられる。

【０００３】褐炭には低灰分・低硫黄という好ましい性
質を有しているものもあるが、その多孔質性の故に含水
量が高くなる傾向にあり、例えば水分量が３０％を超え
るものになると輸送コストが非常に割高となり、その上
含水量が多い分だけカロリーが低くなるので上記好適性
質にもかかわらず低品位炭との評価が下されている。ま
た褐炭の他に亜炭や亜瀝青炭等も同様の問題があり、以
下褐炭の場合を代表例として説明するが本発明の適用対
象は亜炭や亜瀝青炭等の全多孔質炭に及ぶものである。
また褐炭としては、ビクトリア炭、ノースダコタ炭、ベ
ルガ炭等が存在するが、多孔質で高い含水量を有するも
のであれば産地を問わず、いずれも本発明の対象とな
る。

【０００４】従来より褐炭の含水率を下げて固形燃料と
しての利用を図る技術も検討されているが、この様な技
術としては、これを大別すると、乾式蒸発型脱水法非蒸発型脱水法が知られている。前者としては例えばチューブラード
ライヤー法が知られているが、乾燥の為の熱エネルギー
消費が非常に多く、しかも生成した乾燥褐炭は多孔質で
あり、多くの細孔を有するため、これらの存在によって
活性表面積が広くなり、活性点への酸素の吸着及び酸化
反応によって自然発火事故を起こすという危険があり、
貯蔵性や輸送性が悪いという実用上の問題が指摘され
る。後者としては例えばフライスナープロセスが知ら
れており、このプロセスは非蒸発型であるため消費エネ
ルギーは軽減されるが、高圧操作を行なうに適した設備
の製作・維持コストが高くなる。しかも高圧操作を行な
うという困難性乃至煩雑さ、更には部分的な熱分解反応
に伴う脱水によって生成した廃水が多量の有機成分を含
んで水質の悪化を招き、これに伴って廃水処理設備の負
荷が大きくなるという問題もある。そのため多孔質炭を
固形燃料として利用することについては、現在のところ
実用化技術として未熟と言わなければならない。

【０００５】尚これまでに特許出願されて公開・公告と
なった褐炭有効利用の為の関連従来技術としては、次の
様なものが知られている。特公昭６０−３５９５９褐炭粉末を炭化水素油の存在下に加熱・脱水した後、界
面活性剤を添加して分散燃料を製造する方法。この技術
は固形燃料を提供するものではない。

【０００６】特公昭６２−３３２７１親水性褐炭を、該褐炭自身の含有水をバインダーとして
活用し、重油や灯油等の有機液体中で液相造粒してペレ
ット化する方法。この技術は水分をペレット化の為のバ
インダーとして積極的に利用するものであり、ペレット
中の水分を乾燥除去することについては何も記されてい
ない。

【０００７】特公昭６３−６１３５８予め脱水された褐炭に、発塵防止及び高カロリー化の目
的で、芳香族炭化水素とアスファルトの混合液をスプレ
ーして褐炭粒子表面を被覆する技術。この技術は予め脱
水された乾燥褐炭を対象としてこれにスプレー処理を施
すものである為、褐炭の細孔内に存在している空気によ
ってスプレー液の浸入が阻止される。従って褐炭粒子表
面が被覆されるだけであって、細孔内まで侵入吸着して
いる訳ではなく、被覆を完全に行うための技術的困難さ
が存在する。また被覆が不完全な場合、あるいは新たに
細孔表面が開放された場合には、自然発火する恐れが残
されている。

【０００８】特公昭６３−１３４７６微粉砕褐炭の全部または一部を乾留してタールと水分を
留出させ（一部を乾留する場合は残部を加圧加熱脱水に
付した後これに合し）、得られた乾留炭或は熱処理炭に
水を混合すると共に、上記留出タールを添加して乾燥炭
或は熱処理炭を凝集させ、更に凝集石炭粒子から水を分
離する方法。この方法は本質的に脱水脱灰を目的とする
ものであり、また乾留や加圧加熱脱水を行なう為、エネ
ルギー的または設備的に問題があり、特に加圧加熱脱水
は多量の高濃度有機汚染水を生じるので廃水処理が複雑
・困難化する。

【０００９】特開昭６１−２３８８８９褐炭を熱分解開始温度以下の温度に加熱して乾燥した後
乾留し、これを冷却した後、沸点２５０℃以上の高沸点
タールと沸点１００〜２５０℃の低沸点タールに分けて
少なくとも２段階にコーティングする方法。即ち上記公
開公報によれば、コ−ティングの対象は生の石炭ではな
く乾留炭であり非常に特定されたものしか考えられてい
ない。またコ−ティング用のタ−ルを得る為には石炭を
乾留しなければならず、更に乾留した油を分留して軽沸
分と高沸分に分け、ここに得られた軽沸分と高沸分を別
々に用いることにより、２度に分けて被覆しなければな
らないという不便がある。また気相被覆法を用いるの
で、蒸気圧がないに等しいかあるいは非常に低い重質物
は、安定・安価であるにもかかわらず用いることができ
ない。従ってある程度の蒸気圧を有する重質分しか利用
できないという制約がある。更に乾留に先立つ乾燥工程
では従来型の乾式蒸発法を用いる為エネルギ−消費量も
大きいなど、複雑な工程と高いエネルギ−原単位を必要
とするものである。

【００１０】特表昭６３−５０３４６１０．５〜１．５インチに砕かれた低品位塊状炭を油中に
浸漬して加熱し、蒸気がまだ石炭から放出されている間
に塊状炭を分離し、更にこの湿潤塊状炭から油を取除く
方法。この方法は０．５〜１．５インチという大きな塊
状炭を使用するものである為、細孔内への油分吸着量は
不十分であると思われる。また具体的手法を示す実施例
は加熱した油に塊状炭を漬ける方式である為、蒸発分離
エネルギーの大部分を占める水分の潜熱回収ができてお
らない。従ってエネルギー原単位が高く、例えば含水率
が６０％にも達する様な高含水率炭の脱水を油の顕熱の
みでまかなうという方法は経済性に欠ける。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、主たる目的は、上
記した従来技術の欠点を伴わない発明、即ち自然発火性
の低い、従って貯蔵や輸送時の安全性の高い、しかも脱
水及び重質油分の効果的含浸によって高カロリー化の達
成された多孔質炭を原料とする固形燃料の発明を提供し
ようとするものである。またその他の目的としては、熱
効率、脱水効果、設備面等において従来技術で述べた様
な欠点を伴わずに多孔質炭から上記固形燃料を製造する
ことのできる方法を提供することが挙げられる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によって提供され
る多孔質炭を原料とする固形燃料とは、多孔質炭中の水
分が十分に脱水除去されていると共に、該多孔質炭の細
孔内に重質油分と溶媒油分を含む混合油を含有させたも
のであって、上記重質油分の含有量が対無水炭重量比で
０．５〜３０％であることを要旨とするものであり、上
記重質油分の含有量は２〜１５％であると好ましい。上
記重質油分は溶媒に溶けて流動性を獲得するので、上記
細孔内へ容易に侵入すると共に、その内表面に優先的に
吸着して被膜を形成し活性点を死活せしめる。尚ミクロ
ポアのうち、特に小口径のものでは重質油分が直接侵入
できないが、上記した被膜によって間接的に死活させら
れ、侵入し得る程度の口径のミクロポアは重質油分によ
って直接的に死活させらる。また本発明の固形燃料用多
孔質炭は、細孔内だけでなく表面にも重質油分含有油が
被覆されているものを含む。

【００１３】この様な固形燃料用多孔質炭を製造する為
の方法としては、重質油分と溶媒油分を含む混合油を多
孔質炭と混合して原料スラリーを得、この原料スラリー
を加熱して該多孔質炭の脱水を進めると共に、該多孔質
炭の細孔内に重質油分と溶媒油分を含む混合油を含有・
吸着せしめることにより上記重質油分の含有量を対無水
炭重量比で０．５〜３０％とし、次いで該処理済みスラ
リーを固液分離する方法が提供される。また油の回収率
を高める目的で、固液分離後の固形分をさらに乾燥する
こともできる。この際処理済みスラリーを固液分離して
得られた混合油は、原料スラリー形成の為の媒体として
循環使用することが可能であり、更にその後の仕上げ乾
燥で回収した油も勿論循環使用できる。また被処理スラ
リーの加熱により発生した水蒸気を回収して昇圧し原料
スラリーの加熱源に用いることも本発明に含まれる。

【００１４】また上記製造方法を実施する為の装置とし
ては、重質油分と溶媒油分を含む混合油を多孔質炭と混
合して原料スラリーを作る混合槽と、該原料スラリーを
予熱する予熱器と、該予熱された原料スラリーを加熱し
て水分を除去する蒸発器と、該加熱された処理済みスラ
リーを固液分離する固液分離器を含むものが提供され
る。固液分離器としては、沈降槽、遠心分離機、濾過
機、圧搾機のうち少なくとも１つ以上を組合せて構成す
ればよい。尚本装置には、固液分離された後の固形分を
更に乾燥する乾燥器を付加することもできる。

【００１５】

【作用】多孔質炭の自然発火性は、乾燥によって多孔質
炭の細孔内に存在していた水分が除去されたときに、該
細孔内の活性点が外気に触れて、外気、特に酸素ガスが
細孔内に侵入して活性点に吸着し、酸化反応を起こして
昇温発火に至ることによるものと考えられる。従って乾
燥過程或は乾燥終了段階で細孔内の表層部が外気に直接
触れる様な乾燥方式を採用する場合は、乾燥中または乾
燥の直後から自然発火の危険に晒されることとなり、重
質油分等によるコーティング操作に至るまでの保存・取
扱い過程中に自然発火を起こす危険が指摘される。また
上記コーティングに際しては細孔内残存空気が重質油分
等の侵入抵抗体として作用し、細孔内深部にまで重質油
分を十二分に含浸被覆することができなくなり、従って
細孔内の活性点が露出されたままとなって自然発火性を
残すという問題がある。

【００１６】これに対して本発明では、重質油分と溶媒
油分を含む混合油を多孔質炭と混合してスラリー状態と
し、これを例えば１００〜２５０℃に加熱するという方
法を採用しているので、該加熱によって細孔内水分が気
化蒸発した後の空席部に前記混合油が入れ替わる様に順
次着席付着されていく。こうして細孔内水分の気化蒸発
が進行するのに応じて前記混合油の付着が行なわれ、ま
た若干の水蒸気が残存していても、それが冷却過程で凝
縮するときに負圧が形成されて重質油分含有混合油が細
孔内に吸引されていくので、細孔内表層部は重質油分を
含有する混合油によって次々被覆され、遂には細孔開口
部のほぼ全域が重質油分含有混合油によって充満しつく
される。しかも上記混合油中の重質油分は活性点に選択
的に吸着され易すく、また付着すると離れ難いため、結
果的に溶媒油分よりも優先的に付着していくことが期待
される。こうして細孔内表層部が外気から遮断されるこ
とによって自然発火性を失わせることが可能となり、ま
た大量の水分が脱水除去されると共に重質油分含有混合
油、特に重質油分が優先して細孔内を充満することにな
るので、多孔質炭全体としてのカロリーアップが安価に
達成されるのである。こうして得られた高カロリー多孔
質炭は、自然発火性を有しないという点で安全であり、
ここに新規で優れた固形燃料用多孔質炭が提供されるの
である。

【００１７】本発明で用いる重質油分とは、真空残渣油
の如く、例えば４００℃でも実質的に蒸気圧を示すこと
がない様な重質分あるいはこれを多く含む油である。従
って重質油分のみを使用してこれを多孔質炭の細孔に侵
入し得る様な流動性になるまで加熱しようとすると、当
該加熱温度では多孔質炭自体が熱分解を起こして発明の
目的が達成され得なくなる。また本発明で用いる重質油
分は前述の如く殆んど蒸気圧を示さないものであるか
ら、これを気化させキャリヤガスに乗せて蒸着させよう
とすることは一層無理である。結局重質油分のみでは高
粘性の為良好なスラリー状を得難いだけでなく、殆んど
揮発性を有しない為、細孔内への侵入性が低くなって目
的を達成することができず、従って何らかの溶剤あるい
は分散剤の協力が必要となる。

【００１８】そこで本発明では、重質油分を溶媒油分中
に溶解させて含浸作業性、スラリー形成性を良好にして
から使用することとしたのである。上記重質油分を分散
させる溶媒油分としては、重質油分との親和性、スラリ
ーとしてのハンドリング性、細孔内への侵入容易性等の
観点から軽沸油分が好まれるが、水分蒸発温度での安定
性を考慮すれば、沸点１００℃以上、好ましくは平均３
００℃以下の石油系油（軽油あるいは重油等）を使用す
ることが推奨される。一方石炭油系は親水性油分を含む
ことが多いため、加熱脱水によって水と一緒に蒸発した
油分の処理に関し、これを凝縮した後に水分と分離する
ことが困難になるという問題があって若干好ましくな
い。この様な重質油分含有混合油を使用すると、これが
適切な流動性を示す為、重質油分単独では果たし得ない
様な細孔内への侵入が促進される。

【００１９】この様な重質油分舎有混合油を使用する
と、これが適切な流動性を示す為、重質油分単独では果
たし得ない様な細孔内への侵入が促進される。尚上記の
様な重質油分含有混合油は、（イ）元々重質油分と溶媒油分の両方を含む混合油とし
て得られるもの、或は（ロ）重質油分と溶媒油分を混合して得られるもののいずれであっても良いが、細孔内に十分な重質油分を
侵入させる上で、混合油中における重質油分の比率は
０．５〜１０重量％であることが望ましい。前者（イ）
としては、精製未済で重質油分を含む石油系の軽油留
分，灯油留分，潤滑油成分、溶剤あるいは洗浄剤とし
て用いた為、重質油分の不純物を含んでしまった軽油や
灯油、繰り返し使用したことによって劣化した留分を
含んでしまった熱媒油等が使用される。後者（ロ）とし
ては、石油アスファルト，天然アスファルト，石炭系
重質油，石油系若しくは石炭系の蒸留残渣、あるいはこ
れらを多く含むものを、石油系の軽油，灯油，潤滑油等
と混合したもの、前者（イ）の混合油を石油系の軽
油，灯油，潤滑油で希釈したもの等が用いられる。尚ア
スファルト類はそれ自体が安価であると共に、一旦活性
点に付着した後は離れ難いという特性があるので、特に
好適なものとして使用される。

【００２０】本発明は上記の趣旨に沿って調製された重
質油分含有混合油中に原料の多孔質炭を加えてスラリー
状態を得、これを加熱するので、細孔内に吸着されてい
た水分は加熱によって気化し、その空席内に重質油分含
有混合油が入れ替わって吸着される。即ち油中脱水の技
術によって重質油分含有混合油の吸着が行なわれる。尚
油中脱水法を採用しても細孔内に僅かの水蒸気が残存す
ることは避けられないが、上記加熱後の諸工程（後述す
る遠心分離や圧搾等）における冷却に際して上記水蒸気
が凝縮するので、凝縮に伴う負圧化によって重質油分含
有混合油が細孔の奥深くまで吸い込まれ、含浸吸着効果
が一層高いものとなる。

【００２１】この様に本発明では自然発火の起点となる
細孔が重質油分含有混合油によってその深部に至るまで
封印された多孔質炭が得られるので、単に多孔質炭粒子
の表面部のみに被覆処理を施したものに比べると、全付
着量が同一である場合同士の対比でも、油のにじみ出し
が少なく、付着性の少ない良質の固形燃料用多孔質炭と
することができる。

【００２２】上記多孔質炭に対する重質油分の含有量は
特に限定されるものではないが、対無水炭重量比にして
０．５〜３０％が妥当である。０．５％未満であると、
細孔内への吸着量が不十分となって自然発火性を抑える
効果が弱くなる。一方３０％を超えると油のコストが負
担となって経済性が薄れる。

【００２３】

【実施例】図１は油中脱水工程中に起こるアスファルト
分の吸着データ例である。吸着等温線はかなり上に凸で
あり、相当に希薄な濃度でも飽和量に近い吸着量が得ら
れ、混合油中のアスファルト分の含有量が少ないときで
あっても十分な効果が得られることが分かる。この吸着
特性を生かしてプロセスを設計した場合の物質収支の２
例を以下に示す。

【００２４】図２は本発明に係る固形燃料用多孔質炭の
製造プロセスを、混合油相中のアスファルト分濃度が薄
くなる様な条件で操作した場合の物質収支例である。原
料炭２８０部（無水炭１００部と水分１８０部、故に舎
水率６４重量％）と、アスファルト分・溶媒油分混合油
２５０部［循環混合油２４２．７部（アスファルト分
０．７部と溶媒油分２４２部）と、新規調製混合油７．
３部（アスファルト分４．３部と溶媒油分３部）とから
なり、重質油分であるアスファルトの含有率は２％であ
る］が混合部Ａ_１に供給されて原料スラリーが形成され
る。

【００２５】原料スラリーは予熱部Ａ₂ に供給され、操
作圧での水の沸点近傍まで予熱された後、蒸発部Ａ₃ に
入り、例えば１４０℃、４気圧の条件で油中脱水が行な
われる。この処理により水分１７０部が除去され、処理
済みスラリーは固液分離部Ｂに入り、沈降、遠心分離、
濾過、圧搾等任意の手段によって固液分離される。分離
された石炭はその後必要に応じて乾燥され、油が更に回
収された後、製品炭１１２．３部［無水炭１００部、水
分５部、混合油７．３部（アスファルト分４．３部と溶
媒油分３部）］として取り出される。一方固液分離部か
ら分離された循環混合油１７０部及び乾燥部から回収さ
れた循環油７２．７部の合計２４２．７部はリサイクル
して利用される。この様に循環混合油中の組成は新規調
製混合油の組成に比べてアスファルト分が少なくなって
おり、これは多孔質炭に対する吸着がアスファルト分の
方から優先的に進行するためと理解される。

【００２６】図３は、図２の場合と逆に混合油中のアス
ファルト分濃度が濃くなる条件で操作した場合の物質収
支例である。原料炭２８０部（無水炭１００部、水分１
８０部）、アスファルト分・溶媒油分混合油２５０部
［循環混合油２３５部（アスファルト分１３部と溶媒油
分２２２部）と、新規調製混合油１５部（アスファルト
分１２部、溶媒油分３部）とからなり、重質油分である
アスファルトの含有率は１０％である］が混合部Ａ_１に
供給され原料スラリーが形成される。

【００２７】原料スラリーは予熱部Ａ₂ に供給され、操
作圧での水の沸点近傍まで予熱された後、蒸発部Ａ₃ に
入り、例えば１４０℃、４気圧の条件で油中脱水が行な
われる。この処理により水分１７０部が除去され、処理
済みスラリーは固液分離部Ｂに入り、沈降、遠心分離、
濾過、圧搾等の任意の手段によって固液分離される。分
離された石炭はその後必要に応じて乾燥され油分が回収
された後、製品炭１２０部［無水炭１００部、水分５
部、混合油分１５部（アスファルト分１２部と溶媒油分
３部）］として取り出される。一方固液分離部Ｂから分
離された循環混合油１７０部、及び最終乾燥部から回収
された循環油６５部の合計２３５部はリサイクルして利
用される。

【００２８】図２、３に示した物質収支例について、固
液分離部から回収された混合油分中のアスファルト分濃
度を比べてみると、図２の場合は約０．４％で、図３の
場合は約７．６％である。それぞれの濃度における吸着
量は図１のデータより計算でき、図２、図３の場合のア
スファルト分吸着量は、図２の例で４部、図３の例で６
部である。一方最終製品のアスファルト分はそれぞれ図
２の例で４．３部、図３の例で１２部であり、これらよ
り以下のことが言える。

【００２９】（１）図２の例においては、最終製品中の
アスファルト分の殆どは、蒸発部Ａ ₃ において吸着され
たものである。換言すれば、アスファルト分の使用量
は、製品の自然発火性を抑えるための最少必要量に近
く、無駄が少ない。アスファルト分の価格が高い場合
や、アスファルト分中の不純物が製品仕様に影響する場
合などには特に好都合な製造法である。

【００３０】（２）これに対し、図３の場合は蒸発部で
吸着されたアスファルト分以外のアスファルト分が約６
部最終製品中に含まれている。このアスファルト分は、
固液分離後の固形分に残存した混合油分中のアスファル
ト分の蒸気圧が低い為に仕上げ乾燥後も残ったものであ
る。固液分離後に残る混合油分は、蒸発部で吸着された
アスファルト分と異なり、固形分の外表面やポア内表面
に対し特に選択吸着性を有しない形で存在していたと考
えてよい。アスファルトは一般にブリケティング等の成
形に際して良好なバインダーとして用いられるものであ
り、図３の例の最終製品は、アスファルト分が安価な場
合だけでなく、製品をさらに成形する場合に好都合な製
造法と言えよう。粘度が高く、蒸気圧を殆ど有しないア
スファルト分を、多孔質な粉体に均一に薄く塗布するこ
との困難さを考えれば、この製造法は製品の成形に非常
に有効な方法であることが分かる。

【００３１】図２，３中に示される廃水のうち、量的に
その殆どを占める蒸発部Ａ₃ からの廃水１７０部につい
ての水質データ例を、前述のフライスナープロセスの廃
水と比較して表１に示す。廃水の有機汚染度が、非常に
軽いことが分かる。また、最終製品の自然発火性につい
て調べたデータの例を、表２に示す。アスファルト分を
含む混合油分の存在によって、製品の自然発火性が有効
に抑えられていることが分かる。

【００３２】

【表１】

【００３３】［自然発火性テスト条件］試験装置；（株）島津製作所製、自然発火性テスト装置
（ＳＩＴ−１型）初期温度；１００℃ 雰囲気；空気：２０ｍｌ／ｍｉｎ

【００３４】

【表２】

【００３５】次に本発明の固形燃料用多孔質炭の製造装
置の概要を図４に基づいて説明する。図４においてＡは
原料スラリー脱水部、Ｂは固液分離部、Ｃは最終乾燥部
を夫々示す。以下Ａ，Ｂ，Ｃの各部を順次説明する。

【００３６】まずＡ部（スラリー脱水部）は混合槽１，
蒸発器７を主装置とし、粉砕された原料多孔質炭ＲＣと
原料油ＲＯが混合槽１に装入されて撹拌を受け原料スラ
リーが形成される。尚図では、固液分離部Ｂおよび最終
乾燥部Ｃで分離された混合油がリサイクル油ＲＹＯとし
て循環使用できる様になっている。従って本設備の運転
開始時は相当多量の原料油ＲＯを装入する必要がある
が、連続運転が行なわれる様になれば、原料油ＲＯの装
入量は製品多孔質炭ＰＣによる持出し量を補給するだけ
で十分である。

【００３７】尚アスファルト分の使用量は、原料多孔質
炭ＲＣへの吸着に際してアスファルト分が優先的に吸着
進行して循環混合油中のアスファルト分量が少なくなっ
ているので、原料多孔質炭ＲＣの細孔内への吸着量を十
分に確保するという観点からは、常に原料油ＲＯ中のア
スファルト分が、混合槽１へ装入される原料多孔質炭に
対して０．５〜３０％（対無水炭重量比）とすることが
推奨される。一方原料スラリーを形成する為の軽油、重
油等の溶媒油分は製品多孔質炭ＰＣによる持出し分を補
給する量で良く、原料多孔質炭ＲＣに対して３０％以下
で良い。スラリーを製造する油の総量（ＲＯ＋ＲＹＯ）
という観点からは、原料多孔質炭ＲＣに対して１〜２０
倍、好ましくは１〜１０倍（対無水炭重量比）とするこ
とが推奨される。

【００３８】混合槽１で十分な撹拌混合を受けて形成さ
れた原料スラリーは、ポンプ２，予熱器３，４を経て蒸
発器７に入り、ここで１〜４０気圧（好ましくは２〜１
５気圧）、１００〜２５０℃（好ましくは１２０〜２０
０℃）に加圧加熱されて油中脱水が行なわれると共に、
アスファルト分と溶媒油分を含む混合油が多孔質炭の細
孔内に侵入吸着される。例えば含水率６５重量％の生褐
炭を用い且つ対無水褐炭重量比にして３倍のアスファル
ト分含有混合油を用いて行なった実施例によれば、上記
油中脱水によって含水率を１０重量％以下まで低下させ
ることができた。尚３０重量％以下、好ましくは２０重
量％以下まで低下させることができれば輸送コストの面
では当面の課題が達成されたと考えて良い。尚圧力、温
度の下限はプロセスの操作圧が負圧にならないように定
め、一方圧力、温度の上限は原料炭が部分的にも熱分解
しない条件として定められる。

【００３９】こうして混合油を吸着した多孔質炭スラリ
ーは、気液分離器５に移送され、水蒸気を分離した後、
その底部から抜き出され、ポンプ６によって遠心分離器
１０方向に送られるが、移送ラインの途中から一部を分
岐させ、蒸発器７を通して昇温させた後、気液分離器５
に返送する。一方蒸発器７で発生した水蒸気のうち気液
分離によって得た気相分を圧縮器８に通して昇圧し、そ
の高カロリー熱エネルギーによって蒸発器７にてスラリ
ーを加熱し油中脱水を行なう。この気相分は引き続き予
熱器３に移送して原料スラリーの予熱源として利用した
後、油水分離器９で油水分離して水は廃棄される。この
油水分離で回収した油はそれほど多量ではないが、混合
槽１に戻して再利用される。

【００４０】次にＢ部（固液分離部）では、まず遠心分
離器１０による濃縮、更にスクリュープレス１１による
圧搾が行なわれるが、油中脱水が行なわれた多孔質炭は
固液分離性が良いという利点がある。尚遠心分離器の
み、あるいはスクリュープレスのみで済ませることもで
きるし、遠心分離に代えて沈降分離を採用しても良く、
また圧搾に替えて真空濾過を採用することもできる。固
液分離によって得た油は循環油としてＡ部に返送され、
一方湿潤固形分は最終乾燥部Ｃに送られ、キャリヤガス
が通風されているドライヤ１２によって最終乾燥を受け
た後、製品炭ＰＣとして取り出される。この乾燥は流動
層方式或はロータリードライヤ方式が推奨される。ここ
からキャリヤガスによって搬出分離された油は凝縮器１
３に送られ、油分として回収された後、循環油としてＡ
部に返送される。

【００４１】

【発明の効果】本発明は上記の様に構成されているの
で、設備コスト及びエネルギー消費量の負担増を低く抑
えつつ効果的な油中脱水が行なわれ、且つ多孔質炭の細
孔へ十二分にアスファルト分を浸透吸着させることがで
きる。こうして得られた固形燃料用多孔質炭は十分に脱
水されると共にアスファルト分の優先的吸着によって高
カロリー化が達成され、また自然発火性が大幅に低下
し、輸送性および貯蔵性が向上した。しかも当該アスフ
ァルト分がにじみ出てくることが少ないので、付着性の
少ない多孔質炭が得られる。また操作条件によっては製
品炭の表面一様に、適度なアスファルト分を、バインダ
ーとして残して付着力を制御した成形炭原料を得ること
もできる。従って製品多孔質炭は、一般ボイラー、発電
所、製鉄工場等における微粉炭燃料、又、成形炭（塊
炭）燃料として利用される。また製造プロセス上も廃水
水質が良い為、水処理負担が過大に増大することはな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】蒸発部において起こるアスファルト分の吸着を
示すデータ例（等温吸着線）を示す図。

【図２】本発明実施例を示すプロセスフローと高濃度の
アスファルト分を含む混合油を用いた場合の物質収支の
一例を示す図。

【図３】本発明実施例を示すプロセスフローと低濃度の
アスファルト分を含む混合油を用いた場合の物質収支の
一例を示す図。

【図４】本発明の実施例における製造装置の概要を示す
図。

【符号の説明】

Ａスラリー脱水部Ａ₁ 混合部Ａ₂ 予熱部Ａ₃ 蒸発部Ｂ固液分離部Ｃ最終乾燥部１混合槽２ポンプ３予熱器４予熱器５気液分離器６ポンプ７蒸発器８圧縮機９油水分離器１０遠心分離器１１スクリュープレス１２乾燥機１３凝縮器１４ポンプ１５クーラー１６ヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大隈修兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (56)参考文献特表昭63−503461（ＪＰ，Ａ) 特許182708（ＪＰ，Ｃ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C10L 5/00 C10L 5/04 C10L 9/08 C10L 9/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔質炭を原料とし、その細孔内に、重
質油分と溶媒油分を含む混合油を含有させたものである
と共に、上記重質油分の含有量が対無水炭重量比で０．
５〜３０％であることを特徴とする固形撚料。
【請求項２】水分の含有量が対無水炭重量比で２０％
以下である請求項１に記載の固形燃料。
【請求項３】多孔質炭が褐炭であり、溶媒油分が沸点
１００℃以上の石油系油である請求項１または２に記載
の固形燃料。
【請求項４】重質油分と溶媒油分を含む混合油を多孔
質炭と混合して原料スラリーを得、この原料スラリーを
加熱して該多孔質炭の脱水を進めると共に、該多孔質炭
の細孔内に重質油分と溶媒油分を含む混合油を含有せし
めることにより上記重質油分の含有量を対無水炭重量比
で０．５〜３０％とし、次いで該処理済みスラリーを固
液分離することを特徴とする固形燃料の製造方法。
【請求項５】多孔質炭の細孔内に重質油分を選択的に
吸着含有させる請求項４に記載の固形燃料の製造方法。
【請求項６】重質油分と溶媒油分を含む混合油の配合
量を、混合油／無水炭重量比で１〜２０として原料スラ
リーを調製する請求項４または５に記載の固形燃料の製
造方法。
【請求項７】多孔質炭の脱水の為の原料スラリー加熱
温度を１００〜２５０℃とする請求項４〜６のいずれか
に記載の固形燃料の製造方法。
【請求項８】処理済みスラリーを固液分離した後の多
孔質炭を乾燥処理する請求項４〜７のいずれかに記載の
固形燃料の製造方法。
【請求項９】処理済みスラリーを固液分離した後の重
質油分と溶媒油分を含む回収混合油を、原料スラリー形
成の為の媒体として循環使用する請求項４〜８のいずれ
かに記載の固形燃料の製造方法。
【請求項１０】原料スラリーの加熱により発生した水
蒸気を回収して昇圧し、原料スラリーの加熱源に用いる
請求項４〜９のいずれかに記載の固形燃料の製造方法。
【請求項１１】重質油分と溶媒油分を含む混合油を多
孔質炭に混合して加熱し、該多孔質炭を脱水すると共に
該多孔質炭の細孔内に、混合油を、あるいは重質油分を
選択的に含浸せしめることにより上記重質油分の含有量
を対無水炭重量比で０．５〜３０％とした後、該含浸多
孔質炭を混合油中から固液分離し、主として溶媒油分を
回収することを特徴とする固形燃料の製造方法。
【請求項１２】沈降、遠心分離、濾過、圧搾のうち少
なくとも１つ以上からなる方法で固液分離する請求項１
１に記載の固形燃料の製造方法。
【請求項１３】固液分離して得られる前記含浸多孔質
炭を更に乾燥処理する請求項１１または１２に記載の固
形燃料の製造方法。