JP3787192B2 - Method for producing high concentration porous coal slurry - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水分を多く含有する為に低品位炭とされる多孔質炭を、高温度油分を用いて脱水することによって優れた固形燃料とする為の技術に関するものであり、詳細には油分の使用量を低減し、且つエネルギー効率を向上させた高濃度多孔質炭スラリーの製造方法に関するものである。ここに得られた高濃度多孔質炭スラリーから油分を除去すれば、固形燃料となる。
【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では、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、前述の如く、その多孔質性の故に含水量が高くなる傾向にあり、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単位重量当たりの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。また褐炭だけでなく、亜炭や亜瀝青炭等も同様の問題がある。
【0004】
従って以下、褐炭の場合を代表例として説明することがあるが、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。また褐炭としても、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。
【0005】
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が検討されているが、このうち水分を除去する方法として、チューブラー・ドライヤー法等の乾式蒸発型脱水法(従来法▲1▼)や、フライスナー・プロセス等の非蒸発型脱水法(従来法▲2▼)が知られている。
【0006】
しかし、上記従来法▲1▼のチューブラー・ドライヤー法は、乾燥の為に消費される熱エネルギーが非常に多く、しかも生成した乾燥褐炭は多孔質で、活性表面積が広い為、この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。
【0007】
また、上記従来法▲2▼のフライスナー・プロセスは、高圧操作を行なう為、この操作に適した設備の製作や維持のコストが高くつき、しかも高圧操作自体が困難で、また煩雑でもあり、加えて本法は廃水処理の問題もある。更に、本従来法▲2▼によって得られた脱水多孔質炭の脱水率が悪く、また自然発火性の抑制についても充分なものではない。
【0008】
一方、自然発火の抑制法として、多孔質炭を圧縮成形して空気との接触表面を少なくする方法(従来法▲3▼)、タール,アスファルト,鉱油等で多孔質炭の表面を被覆し、空気との接触を防ぐ方法(従来法▲4▼)が提案されている。
【0009】
そこで例えば、上記従来法▲1▼と従来法▲3▼を組み合わせ、発火の危険のない安全な褐炭ブリケット製造方法が提案されているが、脱水時の水分蒸発に消費されるエネルギーを回収することができず、従って熱効率が低いという問題があり、加えて自然発火性の抑制が完全に達成されているとは言い難いという問題点もある。
更に別法として、上記従来法▲1▼,▲2▼による脱水の後、上記従来法▲4▼を付加して脱水多孔質炭を得る方法として、下記の方法が提案されている。
【0010】
特公昭63-61358(従来法▲4▼-1):予め脱水した褐炭に、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である。
【0011】
特公平7-47751 [特表昭63-503461 ](従来法▲4▼-2):0.5〜1.5インチに砕かれた低品位塊状炭を油分中に浸漬加熱することによって、蒸気を放出して油分で置換する一方、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分を取除く方法であり、塊状炭が残留油分で被覆された状態となって自然発火性が抑制されるというものである。
特開昭61-238889 (従来法▲4▼-3):褐炭等を乾留して改質するとともに、発生するタールを用いて上記褐炭等を被覆するというものである。
【0012】
しかし、上記従来法▲4▼-1〜3 はいずれもエネルギー原単位が高く、操作が複雑であり、また上記従来法▲4▼-1はアスファルトの被覆が不均一となることが多く、自然発火性抑制効果が不充分となる場合がある等の問題が残されている。
そこで、これらの問題を解決する新しい製造法として、特開平7-233383の発明が提案された(従来法▲5▼)。
【0013】
該従来法▲5▼は、多孔質炭と媒体油を撹拌混合してスラリーを調製し、該スラリーを100〜250℃に加熱して上記多孔質炭内の水分を蒸発分離し、その後固液分離して、脱水固形燃料を得るというものである。尚、この従来法▲5▼に用いる媒体油は、アスファルト等の重質油分を媒体油分に溶解したものであり、上記固液分離において媒体油中の重質油のみが選択的に多孔質炭に残留され、この様な少量(5重量%以下)の重質油が多孔質炭の自然発火を効果的に抑制している。
【0014】
本従来法▲5▼も、上記従来法▲4▼と同様に、油分で多孔質炭表面を被覆して空気との接触を防ぐという手法であるが、従来法▲5▼の良い点は、上記重質油分が酸化反応性の高い活性点に対して特に選択的に吸着するから、少量の油分でも高い被覆効率を上げることができるという点にある。しかも従来法▲5▼では、多孔質炭から蒸発分離してきた水分の蒸気を圧縮昇温して上記脱水工程における加熱源としており、潜熱を回収利用するという点で熱効率の高い製造方法となっている。
【0015】
一方、石炭をスラリー状態で処理する手法という観点から眺めると、(a) 粉砕した石炭を媒体油と接触させ、これを撹拌する等して剪断力を作用させつつ混合し、均一なスラリーを得るという方法や、(b) まず粗く粉砕した石炭を媒体油と接触させ、上記と同様に撹拌等により混合物とした後、更にボールミル等で上記石炭を微粉砕し、均一なスラリーを得るという方法等が採用されている。
【0016】
尚上記従来法▲5▼の場合もスラリー状態の調製については、粉砕した多孔質炭と媒体油をタンクに装入し、撹拌混合してスラリーを調製するという方法を採用している。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来法▲5▼においては、前述の様に、脱水多孔質炭と媒体油の混合スラリーを得た後、最終的に固液分離を行ってスラリーから媒体油を除去し固形燃料を得ており、上記固液分離の方法としては、遠心分離や加熱等による媒体油除去方法が行われる。この様な固液分離に際しては、低濃度スラリーから媒体油を除去するよりも、高濃度スラリーから媒体油を除去して固形燃料を得る方が、設備や使用エネルギーの点から有利である。従って、高濃度スラリーを高効率で得る方法の開発が望まれている。
【0018】
しかしながら、上記従来法▲5▼においては、原料の高含水多孔質炭の体積中に占める水分の割合が高く、例えば65wt%の水分を含む褐炭の場合では約72vol %もの多量の水分を含む為、原料多孔質炭と媒体油の原料スラリーを混合調製するに際して、高濃度スラリーとなる様に調製することが困難であり、かなり多量の媒体油量を用いて原料スラリーを調製する必要があった。この為、脱水後のスラリーについても、多量の媒体油を有する低濃度スラリーとして得られていた。
【0019】
この様に多量の媒体油を使用した場合は、上述の様に、固液分離の際にエネルギーを多く必要とするだけでなく、原料スラリーを加熱して多孔質炭を脱水する際においても、熱量を多く消費することになり、従って熱効率の低下につながると共に、スラリー中で多孔質炭の分離が起こり、スラリーが不均一化し易いという問題もある。
【0020】
加えて、従来法▲5▼は、原料をスラリー化した後に加熱する手法を採っている為、熱交換器等で間接加熱をする必要があり、この為熱損失が大きく、また加熱器(熱交換器)におけるスラリーが不均一化し易い等、取扱い上の問題がある。また設備が複雑となるといった問題がある。
【0021】
本発明は、上記の様な問題に鑑みてなされてものであり、多孔質炭を原料とし、自然発火性が抑制されて貯蔵性や輸送性が良好な固形燃料を最終的に得ることを目的とし、より具体的には、熱効率良く高濃度多孔質炭スラリーを製造することができ、また該高濃度多孔質炭スラリーの製造設備を簡略化することができる方法を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高濃度多孔質炭スラリーの製造方法は、媒体油を水の沸点以上で且つその初留点以下の温度に保持しつつ、該媒体油中に多孔質炭を投入し、該多孔質炭を沈降させて高濃度スラリーの部分を分離することを要旨とする。
【0023】
本発明の方法においては、多孔質炭を媒体油との混合スラリーとせずに、加熱した媒体油に多孔質炭を投入することによって、脱水を行う。媒体油の加熱温度は、上述の様に水の沸点以上で且つ媒体油の初留点以下の温度であり、水の沸点以上とする理由は、多孔質炭内の水分が沸騰蒸発できる様にする為であり、媒体油の初留点以下とする理由は、媒体油自身が蒸発するのを防ぐ為である。
【0024】
この様な温度に保持した媒体油に多孔質炭を投入すると、多孔質炭に含まれている水分が沸騰するから、多孔質炭の粒子が媒体油中を激しく運動する様になり、熱が媒体油から多孔質炭に効率良く伝達され、含有される水分が次々と蒸発し、脱水が進んで行く。
【0025】
この様にして大半の水分が蒸発分離により除去された多孔質炭では、水分の沸騰現象がなくなるため運動が緩慢となり、下方へ沈降する。この様に多孔質炭が沈降して堆積したところでは、多孔質炭と媒体油の高濃度スラリーとなっており、この沈降堆積した部分を回収することで高濃度スラリーを得ることができる。
その後、上記高濃度スラリーに含まれる媒体油を回収すれば、自然発火性の抑制された固形燃料を得ることができる。
【0026】
前記媒体油としては、水の沸点より10℃以上高い初留点を示すものが好ましい。初留点が低い媒体油の場合は、水分の沸騰と同時に媒体油が蒸発してしまい、初留点が低い程、上記媒体油の蒸発量が多くなる。従って初留点は高い方が好ましく、上述の様な初留点を示すものが好ましい。より好ましくは、水の沸点より30℃以上高い初留点を示すものである。
【0027】
尚、媒体油全体としての初留点が低い値を示す場合であっても、水分の沸点より高い沸点を示す成分を含む媒体油であれば使用することできるが、低沸点成分が蒸発することにより、製造装置全体の熱効率が低下する。
【0028】
更に前記媒体油は、20℃における密度が1.1以下であることが好ましい。脱水が完了し媒体油中を多孔質炭が沈降するにあたっては、多孔質炭が媒体油よりも密度が大きくなければならない。そして多孔質炭の真密度は一般に1.4前後であるから、これを良好に沈降させる為には、上述の様に、20℃における密度が1.1以下の媒体油を用いることが好ましい。より好ましくは、20℃における密度が1.0以下の媒体油である。尚、前記媒体油としては、石油系炭化水素油が推奨される。
【0029】
また前記媒体油が、重質油を10重量%以下含む炭化水素油であることがより好ましい。上記重質油としては石油アスファルト,コールタール等の石炭系重質油や石油系蒸留残渣,石炭系蒸留残渣等が挙げられ、媒体油としてはこれら重質油を他の炭化水素油に混合して用いるか、或いはもともとこれらの重質油成分を含む炭化水素油を用いると良い。
【0030】
【発明の実施の形態】
<第1の例>
図1は、本発明に係る高濃度多孔質炭スラリーの製造方法を実施する為の装置の一例を示す概念図である。
容器1は、上部円筒11と、それより直径が小さい下部円筒12が、傾斜を有する上コーン部13で接続された構造のものである。下部円筒12の底部にも、傾斜を有する下コーン部14が接続され、該下コーン部14によって沈降固形物が集合して堆積することによってスラリーの濃縮が果たされ、該下コーン部14の底部には、スラリー抜き出し口16が接続されている。上記上部円筒11内には媒体油加熱用のパイプ15が通されている。
【0031】
製造方法としては、まず水の沸点より高温に加熱した炭化水素油(媒体油)が入れられた容器1に、5mm以下に粉砕した多孔質炭を投入する。尚、上記媒体油の加熱温度は、水の沸点以上で且つ媒体油の初留点以下の温度であり、好ましくは水の沸点より10℃以上で且つ媒体油の初留点以下の温度であり、より好ましくは水の沸点より30℃以上で且つ媒体油の初留点以下の温度である。水の沸点は、例えば400kPa (約4気圧)で脱水を行う場合は143.5℃となるから、この場合は媒体油を175℃に加熱するのが好ましい。
【0032】
尚、媒体油との接触面積を増大させる為に、多孔質炭を予め粉砕しておくことが望ましく、この粉砕多孔質炭粒子の大きさとしては、上述の様に5mm以下が好ましく、より好ましくは約3mm以下である。
【0033】
上部円筒11内の媒体油の液面では、高温の油分と接触した多孔質炭が急速に加熱され、含有されている水分が急速に沸騰蒸発を始める。この沸騰により、多孔質炭の粒子が媒体油中で不規則に激しく運動し、媒体油を撹拌しつつ分散する。その結果、高温の媒体油と多孔質炭の接触が著しく促進され、高い熱伝達が得られ、従って水分の沸騰蒸発が効率的に進む。
【0034】
この様にして水分の蒸発が進み、やがて蒸発量が減少していくと、多孔質炭の運動は徐々に緩慢になり、媒体油に比べて密度が大きい多孔質炭は、媒体油中を沈降する。
上記沈降してくる多孔質炭粒子は、容器1の下部円筒12に集まって濃縮され、高濃度のスラリーを形成する。
該高濃度スラリーを形成する多孔質炭は、水分が殆ど蒸発した脱水多孔質炭であり、下部円筒12の底に堆積することによって更に圧密される。
【0035】
この圧密された脱水多孔質炭を、容器1の最底部の抜き出し口16からスラリーとして抜き出す。この様にして、脱水された高濃度多孔質炭スラリーが得られる。
【0036】
その後、該高濃度多孔質炭スラリーはポンプ2によって媒体油回収工程4に送られ、媒体油が回収され、該媒体油が再び容器1内に投入されて循環使用される。また、製品(多孔質炭)に伴って持ち出され不足していく媒体油の分量として、新たに媒体油を補充する。
【0037】
尚、容器1内に媒体油を投入する際には、容器1内の液面近傍に循環流を形成する様に投入することが望ましい。多孔質炭は液面に浮上する傾向があり、この様に液面に浮上した多孔質炭に対する熱伝達は低いものとなることから、これを防止する為に、上記形成した循環流によって多孔質炭を液中に押し込むようにする。この様に循環流を形成することにより、多孔質炭からの水分蒸発は一層効率的に進む。
一方、媒体油回収工程4において媒体油のほとんどを取り除かれた脱水多孔質炭は、自然発火性の抑制された優れた固形燃料となる。
【0038】
図1に示す装置において、容器1内で多孔質炭から生成した水蒸気は、上部円筒11上のパイプ17に導入されて、圧縮機3によって圧縮昇温され、パイプ15を通ることによって媒体油の加熱に利用される。次に、残る熱量は、熱交換器18において、容器1に補充される媒体油の加熱の為に利用され、水蒸気は水となって排出される。
【0039】
上記熱交換器18における加熱のみでは熱量が不足する場合は、熱交換器19において、高温のホットオイル等の熱媒体で媒体油を加熱し、この様にして熱量を補充することにより、容器1内の温度を所望温度に保つことができる。
【0040】
<第2の例>
図2は、本発明に係る高濃度多孔質炭スラリーの製造方法を実施する為の装置の他の例を示す概念図である。尚、図1と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【0041】
容器10の上部円筒21内には、上コーン部13と平行して羽根部25が設けられている。沈降してきた多孔質炭は、上記羽根部25と上記上コーン部13の間には侵入しないから、ここに媒体油のみの清澄層が形成される。この清澄層の部分にはパイプ26が接続され、多孔質炭を含まない媒体油を抜き出すことができる様になっている。
【0042】
上記第1の例と同様に、加熱媒体油に投入された多孔質炭は蒸発脱水され、下部円筒12に沈降、濃縮されて、脱水された高濃度多孔質炭スラリーとなり、抜き出し口16から抜き出される。
【0043】
容器10内で多孔質炭から生成した水蒸気は、上部円筒21上のパイプ17に導入され、圧縮機3によって圧縮昇温された後、熱交換器27における媒体油の加熱に用いられ、更には熱交換器29における媒体油の加熱にも用いられ、その後排出される。
【0044】
媒体油回収工程4において高濃度脱水多孔質炭スラリーから回収された媒体油には、不足分量の媒体油(或いは媒体油から不足した特定の成分)が加えられ、上記熱交換器29において加熱される。次に、パイプ26から抜き出した媒体油が加えられ、更に上記熱交換器27において加熱される。尚、媒体油の温度が低い場合は、熱交換器28において熱媒体により加熱され、この様にして容器10内の温度を所望温度に保つ。
【0045】
上記した第2の例では、上記清澄層から媒体油を抜き出すことで、循環媒体油の流量を任意に設定できる。容器10内の温度を上げたい場合には、投入する媒体油を高温にする必要があるが、媒体油を非常に高温にすると、媒体油が蒸発してしまう為、自ずと上昇温度には限界がある。しかし、第2の例の様に、循環する媒体油量を任意に設定できる場合は、循環媒体油を多くすることで、容器10内の媒体油の温度制御が可能となる。また循環媒体油量を多くすることによって、多孔質炭の液面への浮上をより効果的に抑制することができる。この様に媒体油の温度が自由に制御でき、容器10の上部の多孔質炭と媒体油の流動状態を制御することが容易になる。
【0046】
これに対し、上記第1の例は、循環する媒体油の量については、抜き出し口16から抜き出されるスラリーの濃度と、媒体油回収工程4における媒体油の回収率で決まるから、循環媒体油量に自由度がない。従って、容器1内の温度制御にもある程度の規制があり、容器1の上部の流動状態の制御も制限される。
【0047】
また、上記第1の例においては、容器1内に長いパイプ15を通す為、これが多孔質炭の沈降の邪魔になり、また装置が複雑になるのに対し、上記第2の例は、この様なことがなく有利である。
【0048】
他方、熱効率の点から言えば、上記第1の例においてはパイプ15によって直接熱を供給しているから、熱効率の点で有利である。これに対し、上記第2の例の場合は、熱交換器を用いている為、熱回収の点でやや劣る。
つまり、上記第1の例は熱効率的に有利であり、上記第2の例は装置設計が複雑でなく、また運転が容易であり、夫々の利点を有する。
【0049】
尚、本発明に用いられる装置としては、上記第1,2の例に限るものではなく、原料の含水多孔質炭と媒体油とを接触させる脱水部を上部に有し、下部に沈降した脱水多孔質炭を濃縮しスラリーとして排出する機能を有する装置であれば、どの様なものでも良い。
【0050】
脱水後にスラリーを取扱う上で必要とされる媒体油量はかなり少ないものである。その理由は、褐炭が脱水過程において収縮するからであり、また水分が取り除かれたミクロの細孔には媒体油が侵入しないからである。例えば、褐炭に含浸される媒体油を含めても、乾燥炭/媒体油=約50/50(重量比)まで濃縮することができる。しかも、上記媒体油のうち褐炭に含浸された媒体油を除き、実際に流動に寄与する媒体油と乾燥炭との重量比を示すと、乾燥炭/媒体油=約50/19となり、非常に高濃度のスラリーにすることができる。
【0051】
一方、従来法▲5▼の様に、始めからスラリーとする場合については、多孔質炭内の水分の存在によって、多くの油分を必要とし、例えば、生褐炭(水分65wt%含有)とA重油(媒体油)を混合してスラリーとする際に最も高濃度となる割合は、生褐炭/A重油=60/40(重量比)[乾燥炭/A重油=21/40]ので混合したときであり、濃度としては約54vol %である。この濃度におけるスラリーは粘度が高く、これ以上の高濃度とすることは困難である。従って、従来法▲5▼の様に、始めに原料をスラリー化する場合は、上記濃度以上では脱水工程における取り扱いをすることができない。
【0052】
これに対し本発明では、脱水の際にはスラリーとしないから、脱水時の媒体油量は少なくてすみ、また沈降した脱水後のスラリーについては、上述の様に高濃度とすることができるから、全体として使用する媒体油の量を少ないものとすることができる。即ち、始めにスラリー化する従来法▲5▼の場合は、上述の様に多量の媒体油を使用する必要があるが、本発明の場合は、脱水工程及び回収工程で取り扱う媒体油の量を大幅に削減することができる。
【0053】
【実施例】
<実施例1>
水分を65wt%含むモーウェル褐炭を1mm以下に粉砕した。容器内のA重油(媒体油)100部を130℃に保持し、該A重油に上記粉砕モーウェル褐炭10部を投入した。該褐炭の水分が沸騰蒸発し、容器底部に自然沈降した後、該底部の褐炭をスラリー状態で回収した。尚、大部分の褐炭が沈降するのに要した時間は5〜10分であった。
【0054】
上記回収したスラリーについて褐炭濃度を測定した。また、該スラリーについて400Gで遠心分離を行って付着媒体油を除去し、褐炭中に残留している水分と媒体油量を求めた。
【0055】
<実施例2>
上記実施例1と同様に、水分を65wt%含むモーウェル褐炭を1mm以下に粉砕した。媒体油としてはA重油80部にアスファルト20部を溶解したものを用い、該媒体油を容器内で130℃に保持し、上記実施例1と同様に、該媒体油に上記粉砕モーウェル褐炭10部を投入し、水分を沸騰蒸発させて、容器底部に自然沈降した褐炭をスラリー状態で回収した。
上記回収したスラリーについて、同じく褐炭濃度を測定し、また、褐炭中に残留している水分と媒体油量を求めた。
【0056】
<比較例1>
粉砕したモーウェル褐炭(水分65wt%含有)100部とA重油100部を混合してスラリー化し、常圧で撹拌しつつ昇温し、スラリー温度が110℃になるまで約3時間加熱して水分を蒸発させた。脱水終了後、スラリーの褐炭濃度を測定した。また該スラリーに対して400Gで遠心分離を行い、付着している媒体油を除去して褐炭を回収し、該褐炭に残留している水分と媒体油の量を求めた。
【0057】
<比較例2>
粉砕したモーウェル褐炭(水分65wt%含有)100部と、A重油80部にアスファルト20部を溶解した媒体油100部とを混合してスラリー化し、上記比較例1と同様に、水分の蒸発を行い、スラリーの褐炭濃度を測定し、また回収した褐炭に残留している水分と媒体油の量を求めた。
【0058】
<比較例3>
粉砕したモーウェル褐炭(水分65wt%含有)150部と、A重油(媒体油)100部を混合してスラリー化し、上記比較例1と同様に、水分の蒸発を行い、スラリーの褐炭濃度を測定し、また回収した褐炭に残留している水分と媒体油の量を求めた。尚、本比較例3の場合は、上記水分蒸発の際、室温では媒体油量が不足し、均一にスラリー化することが困難であったが、60℃に加熱することにより均一なスラリーを調製できた。
【0059】
<結果>
上記実施例1,2及び上記比較例1〜3の結果を、下記表1に示す。尚、脱水褐炭に残留する水分と媒体油の量については、乾燥褐炭100kg当たりの重量(kg)で示す。尚、回収スラリー中の媒体油の量としては、褐炭に含浸されている媒体油分(残留媒体油)も含む。
【0060】
【表1】
【0061】
表1から分かる様に、スラリー状態で脱水した比較例1〜3に比べ、実施例1,2は高濃度のスラリーが得られた。尚、比較例1〜3は、静置分離等をすることによって更に濃縮することが可能である。
【0062】
また脱水の程度に関して、実施例1,2は十分に脱水されており、むしろ比較例1〜3よりも良好に脱水できた。褐炭に残留する媒体油については、比較例1〜3に比べ、実施例1,2は残留媒体油が少なく、従って、実施例1,2は少なく媒体油を残留させながらも良好に脱水できるということが分かる。
【0063】
【発明の効果】
本発明に係る高濃度多孔質炭スラリーの製造方法においては、原料多孔質炭を効率良く脱水し、高濃度の多孔質炭・媒体油スラリーを得ることができる。加えて、この製造方法における使用媒体油の総量を少なくすることができ、従って、高粘度スラリーポンプ使用台数の削減等、設備の簡略化を図ることができ、またエネルギー効率を顕著に向上させることができる。
【0064】
前述の様に、脱水多孔質炭スラリーは、その後表面の媒体油が除去され、脱水多孔質炭(固形燃料)とされるが、高濃度スラリーの場合は、媒体油の除去を低エネルギーで小型の設備で容易に行うことができるから、本発明の様に高濃度多孔質炭スラリーを得ることは有効である。しかも、媒体油が除去された上記脱水多孔質炭は、自然発火の抑制された良好な固形燃料である。尚、媒体油に重質油が含まれている場合は、上記高濃度スラリーから媒体油を除去すると、脱水多孔質炭には重質油のみが残留することになるが、この様に重質油が選択的に残された脱水多孔質炭も、自然発火の抑制された良好な固形燃料である。
【0065】
また本発明においては従来法▲5▼と異なり、高温に保持した媒体油中に褐炭が直接投入されるから、熱損失が無く、しかも水分の沸騰時に粒子が激しく運動し、加えて循環媒体油で分散を図ることができるから、撹拌等の設備の必要がない。
【0066】
また、沸騰がおさまった多孔質炭粒子は、自動的に沈降して濃縮されるから、従来の様な濃縮分離工程を省略することができ、更なる設備の簡略化を図ることができ、またエネルギー効率を向上させることができる。
【0067】
また、本発明においては、多孔質炭粒子の昇温や水分の沸騰が急激に起こるから、脱水後の褐炭に含浸される媒体油量が減少し、従って消費する媒体油量を少なくすることができる。多孔質炭に含浸された媒体油は、機械的に回収することは難しく、従ってそのほとんどを蒸発回収することになるが、含浸される媒体油量が少なくなれば、後工程の媒体油回収工程の負荷が低減され、エネルギー効率の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高濃度多孔質炭スラリーの製造方法を実施する為の装置の一例を示す概念図。
【図2】本発明に係る高濃度多孔質炭スラリーの製造方法を実施する為の装置の他の例を示す概念図。
【符号の説明】
1,10 容器
2 ポンプ
3 圧縮機
4 媒体油回収工程
11,21 上部円筒
12 下部円筒
13 上コーン部
14 下コーン部
15,17,26 パイプ
16 抜き出し口
18,19,27,28,29 熱交換器
25 羽根部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for making a solid fuel excellent by dehydrating porous coal, which is low-grade coal because it contains a large amount of water, using a high-temperature oil component. This invention relates to a method for producing a high-concentration porous charcoal slurry in which the amount of use is reduced and the energy efficiency is improved. If oil is removed from the high-concentration porous coal slurry obtained here, a solid fuel is obtained.
[0002]
[Prior art]
Porous coal tends to contain a lot of moisture, for example, as much as 30 to 70% by weight due to its porosity. For porous coal with such a high water content, for example, even if it is intended to be transported to an industrial area, it is equivalent to transporting moisture, so the transportation cost is high and it is used near the mountain. The fact is that there is nothing else to do. A typical example of such a high moisture content porous coal is lignite.
[0003]
Some lignites have desirable properties such as low ash and low sulfur, but as mentioned above, the moisture content tends to be high due to their porosity, and when the moisture content exceeds 30%. Since the transportation cost becomes very high and the calorie per unit weight is reduced by the amount of water content, the low-grade coal is evaluated in spite of the above preferred properties. In addition to brown coal, lignite and subbituminous coal have similar problems.
[0004]
Therefore, hereinafter, the case of lignite may be described as a representative example, but the application target of the present invention covers all porous coals such as lignite and subbituminous coal. As lignite, there are Victoria charcoal, North Dakota charcoal, Belga charcoal and the like, and any porous coal having a high water content is applicable to the present invention regardless of the production area.
[0005]
Conventionally, techniques for reducing the moisture content of lignite and using it as a solid fuel have been studied. Among these, dry evaporative dehydration methods such as the tubular dryer method (conventional method ▲ 1) ▼) and non-evaporation type dehydration methods (conventional method {circle around (2)}) such as a miller process are known.
[0006]
However, the tubular dryer method of the conventional method (1) consumes a great deal of heat energy for drying, and the resulting dried lignite is porous and has a large active surface area. There is a danger of spontaneous ignition accidents due to oxygen adsorption and oxidation reaction, and there is a practical problem that storage and transportability are poor.
[0007]
In addition, since the miller process of the above conventional method (2) performs high-pressure operation, the cost of manufacturing and maintaining equipment suitable for this operation is high, and the high-pressure operation itself is difficult and complicated. In addition, this method has a problem of wastewater treatment. Furthermore, the dewatering rate of the dehydrated porous coal obtained by the conventional method (2) is poor, and the suppression of spontaneous ignition is not sufficient.
[0008]
On the other hand, as a method of suppressing spontaneous ignition, the surface of the porous coal is coated with tar, asphalt, mineral oil, etc., by compressing the porous coal to reduce the contact surface with air (conventional method (3)), A method for preventing contact with air (conventional method (4)) has been proposed.
[0009]
Therefore, for example, a safe lignite briquette production method without the risk of ignition has been proposed by combining the conventional method (1) and the conventional method (3), but recovering energy consumed for water evaporation during dehydration. Therefore, there is a problem that the thermal efficiency is low, and in addition, there is a problem that it is difficult to say that the suppression of pyrophoricity is completely achieved.
As another method, the following method has been proposed as a method for obtaining dehydrated porous charcoal by adding the conventional method (4) after dehydration by the conventional methods (1) and (2).
[0010]
JP-B-63-61358 (conventional method (4) -1): Sprayed a mixture of aromatic hydrocarbons and asphalt on the previously dehydrated lignite to prevent dust generation and increase the calories Technology.
[0011]
JP-B-7-47751 [Special Table 63-503461] (conventional method (4) -2): Steam is obtained by dipping and heating low-grade massive coal crushed to 0.5 to 1.5 inches in oil. The coal is separated from the coal while the steam is still being released from the coal, and the oil is removed from the wet coal, and the coal is covered with the residual oil. It will be in a state and its spontaneous ignition will be suppressed.
JP-A-61-238889 (conventional method {circle around (4)}-3): This is a method in which lignite and the like are reformed by dry distillation, and the generated lignite and the like are covered with the generated tar.
[0012]
However, all of the above conventional methods (4) -1 to 3 have high energy intensity and are complicated to operate, and the above conventional method (4) -1 often has a non-uniform asphalt coating. Problems remain, such as the effect of suppressing the ignitability may be insufficient.
Accordingly, as a new manufacturing method for solving these problems, the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 7-233383 has been proposed (conventional method {circle around (5)}).
[0013]
In the conventional method (5), a porous charcoal and a medium oil are stirred and mixed to prepare a slurry, and the slurry is heated to 100 to 250 ° C. to evaporate and separate moisture in the porous charcoal. Separated to obtain dehydrated solid fuel. The medium oil used in the conventional method (5) is obtained by dissolving a heavy oil such as asphalt in the medium oil. In the solid-liquid separation, only the heavy oil in the medium oil is selectively porous carbon. Such a small amount (5% by weight or less) of heavy oil effectively suppresses spontaneous ignition of the porous coal.
[0014]
This conventional method {circle around (5)} is also a technique of covering the surface of the porous coal with oil to prevent contact with air, as in the above conventional method {circle around (4)}. The heavy oil component is particularly selectively adsorbed to active sites having high oxidation reactivity, and therefore, a high coating efficiency can be increased even with a small amount of oil component. In addition, in the conventional method (5), the moisture vapor evaporated and separated from the porous coal is compressed and heated to be a heating source in the dehydration step, and this is a highly efficient production method in that latent heat is recovered and used. Yes.
[0015]
On the other hand, from the viewpoint of a method of treating coal in a slurry state, (a) contacting the pulverized coal with medium oil and mixing it while applying a shearing force by stirring it to obtain a uniform slurry And (b) a method in which coarsely pulverized coal is first brought into contact with a medium oil, and after mixing into a mixture by stirring or the like, the coal is further finely pulverized by a ball mill or the like to obtain a uniform slurry, etc. Is adopted.
[0016]
In the case of the conventional method (5), the slurry state is also prepared by charging the pulverized porous charcoal and medium oil into a tank and mixing them with stirring to prepare a slurry.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional method (5), as described above, after obtaining a mixed slurry of dehydrated porous charcoal and medium oil, finally solid-liquid separation is performed to remove the medium oil from the slurry to obtain a solid fuel. As the solid-liquid separation method, a medium oil removal method such as centrifugation or heating is performed. In such solid-liquid separation, it is more advantageous in terms of equipment and use energy to remove the medium oil from the high-concentration slurry and obtain the solid fuel than to remove the medium oil from the low-concentration slurry. Therefore, development of a method for obtaining a high-concentration slurry with high efficiency is desired.
[0018]
However, in the above conventional method (5), the proportion of moisture in the volume of the high water content porous coal is high. For example, in the case of lignite containing 65 wt% of moisture, about 72 vol% of water is contained. When mixing the raw material slurry of the raw material porous charcoal and the medium oil, it was difficult to prepare a high concentration slurry, and it was necessary to prepare the raw material slurry using a considerably large amount of the medium oil . For this reason, the slurry after dehydration was also obtained as a low concentration slurry having a large amount of medium oil.
[0019]
When a large amount of medium oil is used in this way, as described above, not only a large amount of energy is required for solid-liquid separation, but also when heating the raw slurry and dehydrating porous charcoal, A large amount of heat is consumed, leading to a decrease in thermal efficiency, and there is a problem that porous coal is separated in the slurry and the slurry is likely to be non-uniform.
[0020]
In addition, the conventional method {circle around (5)} employs a method in which the raw material is slurried and then heated, so it is necessary to perform indirect heating with a heat exchanger or the like. There is a problem in handling such that the slurry in the exchanger is likely to be non-uniform. There is also a problem that the facilities become complicated.
[0021]
The present invention has been made in view of the problems as described above, and aims to finally obtain a solid fuel having a good storability and transportability by using a porous coal as a raw material and suppressing spontaneous ignition. More specifically, it is an object of the present invention to provide a method capable of producing a high-concentration porous coal slurry with high thermal efficiency and simplifying the production equipment for the high-concentration porous coal slurry. .
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing a high-concentration porous coal slurry according to the present invention, while maintaining the medium oil at a temperature not lower than the boiling point of water and not higher than its initial boiling point, is charged with the porous charcoal in the medium oil, The gist is to separate the portion of the high-concentration slurry by settling the charcoal.
[0023]
In the method of the present invention, dehydration is performed by introducing the porous charcoal into the heated medium oil without using the porous charcoal as a mixed slurry with the medium oil. The heating temperature of the medium oil is not less than the boiling point of water and not more than the initial boiling point of the medium oil as described above. The reason why the heating temperature of the medium oil is not less than the boiling point of water is that the water in the porous coal can be evaporated to the boiling point. The reason for setting it below the initial boiling point of the medium oil is to prevent the medium oil itself from evaporating.
[0024]
When porous charcoal is added to the medium oil maintained at such a temperature, the water contained in the porous charcoal boils, so the particles of the porous charcoal move vigorously in the medium oil, and heat is generated. It is efficiently transferred from the medium oil to the porous charcoal, and the contained water evaporates one after another, and dehydration proceeds.
[0025]
In this way, the porous coal from which most of the water has been removed by evaporative separation eliminates the phenomenon of water boiling, so that the movement becomes slow and settles downward. In this way, where the porous coal settles and accumulates, a high-concentration slurry of porous coal and medium oil is obtained, and a high-concentration slurry can be obtained by collecting the sedimented and deposited portion.
Then, if the medium oil contained in the said high concentration slurry is collect | recovered, the solid fuel by which spontaneous ignition property was suppressed can be obtained.
[0026]
As the medium oil, one showing an initial boiling point higher by 10 ° C. or more than the boiling point of water is preferable. In the case of a medium oil having a low initial boiling point, the medium oil evaporates simultaneously with the boiling of moisture, and the lower the initial boiling point, the greater the amount of evaporation of the medium oil. Accordingly, it is preferable that the initial boiling point is high, and those having the above initial boiling point are preferable. More preferably, the initial boiling point is 30 ° C. or more higher than the boiling point of water.
[0027]
Even if the initial boiling point of the medium oil as a whole shows a low value, it can be used as long as it contains a component having a boiling point higher than the boiling point of moisture, but the low boiling point component evaporates. Thereby, the thermal efficiency of the whole manufacturing apparatus falls.
[0028]
Further, the medium oil preferably has a density at 20 ° C. of 1.1 or less. When the dehydration is completed and the porous coal settles in the medium oil, the porous charcoal must have a higher density than the medium oil. Since the true density of the porous coal is generally around 1.4, it is preferable to use a medium oil having a density at 20 ° C. of 1.1 or less as described above in order to settle it well. More preferably, the medium oil has a density at 20 ° C. of 1.0 or less. As the medium oil, petroleum hydrocarbon oil is recommended.
[0029]
More preferably, the medium oil is a hydrocarbon oil containing 10% by weight or less of heavy oil. Examples of the heavy oil include coal-based heavy oil such as petroleum asphalt and coal tar, petroleum-based distillation residue, coal-based distillation residue, and the like. As the medium oil, these heavy oils are mixed with other hydrocarbon oils. Or a hydrocarbon oil originally containing these heavy oil components.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First example>
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an apparatus for carrying out the method for producing a high-concentration porous coal slurry according to the present invention.
The container 1 has a structure in which an upper cylinder 11 and a lower cylinder 12 having a smaller diameter are connected by an upper cone portion 13 having an inclination. An inclined lower cone part 14 is also connected to the bottom of the lower cylinder 12, and the concentrated solids are collected by collecting and depositing precipitated solids by the lower cone part 14. A slurry outlet 16 is connected to the bottom. A pipe 15 for heating the medium oil is passed through the upper cylinder 11.
[0031]
As a production method, first, porous charcoal pulverized to 5 mm or less is put into a container 1 containing a hydrocarbon oil (medium oil) heated to a temperature higher than the boiling point of water. The heating temperature of the medium oil is a temperature not lower than the boiling point of water and not higher than the initial boiling point of the medium oil, preferably not lower than 10 ° C. above the boiling point of water and not higher than the initial boiling point of the medium oil. More preferably, the temperature is 30 ° C. or higher than the boiling point of water and lower than the initial boiling point of the medium oil. When dehydration is performed at 400 kPa (about 4 atm), for example, the boiling point of water is 143.5 ° C. In this case, it is preferable to heat the medium oil to 175 ° C.
[0032]
In order to increase the contact area with the medium oil, it is desirable to pulverize the porous charcoal in advance, and the size of the pulverized porous charcoal particles is preferably 5 mm or less, more preferably as described above. Is about 3 mm or less.
[0033]
At the liquid level of the medium oil in the upper cylinder 11, the porous charcoal in contact with the high-temperature oil is rapidly heated, and the contained water starts to boil and evaporate rapidly. Due to this boiling, the particles of the porous coal move irregularly and violently in the medium oil, and the medium oil is dispersed with stirring. As a result, the contact between the high-temperature medium oil and the porous coal is remarkably promoted, and high heat transfer is obtained, so that the boiling evaporation of moisture proceeds efficiently.
[0034]
As the evaporation of moisture progresses and the evaporation amount decreases over time in this way, the movement of the porous coal gradually slows down, and the porous coal having a higher density than the medium oil settles in the medium oil. To do.
The settling porous carbon particles gather in the lower cylinder 12 of the container 1 and are concentrated to form a high-concentration slurry.
The porous charcoal forming the high-concentration slurry is dehydrated porous charcoal in which water is almost evaporated, and is further consolidated by being deposited on the bottom of the lower cylinder 12.
[0035]
The consolidated dehydrated porous coal is extracted as a slurry from the extraction port 16 at the bottom of the container 1. In this way, a dehydrated high concentration porous coal slurry is obtained.
[0036]
Thereafter, the high-concentration porous charcoal slurry is sent to the medium oil recovery step 4 by the pump 2, where the medium oil is recovered, and the medium oil is again put into the container 1 for circulation. In addition, the medium oil is newly replenished as the amount of medium oil that is taken out with the product (porous coal) and becomes insufficient.
[0037]
In addition, when the medium oil is introduced into the container 1, it is desirable to introduce it so as to form a circulating flow near the liquid surface in the container 1. Porous charcoal tends to float to the liquid surface, and heat transfer to the porous charcoal that has floated to the liquid surface in this way is low. Push charcoal into the liquid. By forming a circulation flow in this way, moisture evaporation from the porous coal proceeds more efficiently.
On the other hand, the dehydrated porous charcoal from which most of the medium oil has been removed in the medium oil recovery process 4 becomes an excellent solid fuel with suppressed spontaneous ignition.
[0038]
In the apparatus shown in FIG. 1, water vapor generated from porous charcoal in the container 1 is introduced into a pipe 17 on the upper cylinder 11, is heated by compression by the compressor 3, and passes through the pipe 15 to generate medium oil. Used for heating. Next, the remaining amount of heat is used in the heat exchanger 18 for heating the medium oil that is replenished to the container 1, and the water vapor is discharged as water.
[0039]
When the amount of heat is insufficient only by heating in the heat exchanger 18, the medium oil is heated in the heat exchanger 19 with a heat medium such as high-temperature hot oil, and the amount of heat is supplemented in this manner, whereby the container 1 The temperature inside can be maintained at a desired temperature.
[0040]
<Second example>
FIG. 2 is a conceptual diagram showing another example of an apparatus for carrying out the method for producing a high-concentration porous coal slurry according to the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals to avoid redundant description.
[0041]
A blade portion 25 is provided in the upper cylinder 21 of the container 10 in parallel with the upper cone portion 13. Since the settled porous charcoal does not enter between the blade portion 25 and the upper cone portion 13, a clarified layer of only medium oil is formed here. A pipe 26 is connected to the clarified layer so that the medium oil containing no porous charcoal can be extracted.
[0042]
As in the first example, the porous charcoal charged into the heating medium oil is evaporated and dehydrated, settled and concentrated in the lower cylinder 12 to become a dehydrated high-concentration porous charcoal slurry, and is extracted from the extraction port 16. Is issued.
[0043]
The water vapor generated from the porous charcoal in the vessel 10 is introduced into the pipe 17 on the upper cylinder 21, heated by compression by the compressor 3, used for heating the medium oil in the heat exchanger 27, and It is also used for heating the medium oil in the heat exchanger 29 and then discharged.
[0044]
The medium oil recovered from the high-concentration dehydrated porous coal slurry in the medium oil recovery step 4 is added with a short amount of medium oil (or a specific component that is deficient from the medium oil) and heated in the heat exchanger 29. The Next, the medium oil extracted from the pipe 26 is added and further heated in the heat exchanger 27. When the temperature of the medium oil is low, it is heated by the heat medium in the heat exchanger 28, and thus the temperature in the container 10 is maintained at a desired temperature.
[0045]
In the second example described above, the flow rate of the circulating medium oil can be arbitrarily set by extracting the medium oil from the clarified layer. In order to increase the temperature in the container 10, it is necessary to increase the medium oil to be added. However, if the medium oil is very high, the medium oil evaporates, so there is a limit to the rising temperature. is there. However, when the amount of circulating medium oil can be arbitrarily set as in the second example, the temperature of the medium oil in the container 10 can be controlled by increasing the circulating medium oil. Further, by increasing the amount of circulating medium oil, it is possible to more effectively suppress the floating of the porous coal to the liquid surface. Thus, the temperature of the medium oil can be freely controlled, and it becomes easy to control the flow state of the porous charcoal and the medium oil in the upper part of the container 10.
[0046]
On the other hand, in the first example, the amount of the circulating medium oil is determined by the concentration of the slurry extracted from the extraction port 16 and the recovery rate of the medium oil in the medium oil recovery step 4. There is no freedom in quantity. Therefore, there are some restrictions on the temperature control in the container 1, and the control of the flow state of the upper part of the container 1 is also restricted.
[0047]
Further, in the first example, since the long pipe 15 is passed through the container 1, this interferes with the sedimentation of the porous charcoal, and the apparatus becomes complicated. On the other hand, in the second example, It is advantageous without any problems.
[0048]
On the other hand, in terms of thermal efficiency, heat is directly supplied by the pipe 15 in the first example, which is advantageous in terms of thermal efficiency. On the other hand, in the case of the second example, since a heat exchanger is used, it is slightly inferior in terms of heat recovery.
That is, the first example is advantageous in terms of heat efficiency, and the second example has advantages in that the device design is not complicated and the operation is easy.
[0049]
The apparatus used in the present invention is not limited to the first and second examples described above, and has a dehydrating part for bringing the raw water-containing porous charcoal and the medium oil into contact with each other at the top, and dewatering settled at the bottom. Any device may be used as long as it has a function of concentrating porous coal and discharging it as a slurry.
[0050]
The amount of medium oil required to handle the slurry after dehydration is quite small. This is because lignite shrinks during the dehydration process, and the medium oil does not enter the micropores from which moisture has been removed. For example, even if medium oil impregnated in lignite is included, it can be concentrated to dry coal / medium oil = about 50/50 (weight ratio). Moreover, excluding the medium oil impregnated in lignite among the above medium oils, the weight ratio of the medium oil and the dry coal that actually contributes to the flow shows the dry coal / medium oil = about 50/19. A high-concentration slurry can be obtained.
[0051]
On the other hand, when the slurry is made from the beginning as in the conventional method (5), a large amount of oil is required due to the presence of moisture in the porous coal. For example, raw brown coal (containing 65 wt% moisture) and heavy oil A When mixing (medium oil) to make a slurry, the ratio of the highest concentration is when raw lignite / A heavy oil = 60/40 (weight ratio) [dry coal / A heavy oil = 21/40] Yes, the concentration is about 54 vol%. The slurry at this concentration has a high viscosity, and it is difficult to achieve a higher concentration than this. Therefore, as in the conventional method (5), when the raw material is first slurried, it cannot be handled in the dehydration step above the above concentration.
[0052]
On the other hand, in the present invention, since the slurry is not used in the dehydration, the amount of the medium oil at the time of dehydration is small, and the slurry after dehydration that has settled can be made high in concentration as described above. The amount of medium oil used as a whole can be reduced. That is, in the case of the conventional method {circle around (5)} which is first slurried, it is necessary to use a large amount of medium oil as described above, but in the present invention, the amount of medium oil handled in the dehydration step and the recovery step is reduced. It can be greatly reduced.
[0053]
【Example】
<Example 1>
Morwell brown coal containing 65 wt% of water was pulverized to 1 mm or less. 100 parts of A heavy oil (medium oil) in the container was maintained at 130 ° C., and 10 parts of the pulverized Morwell lignite was added to the A heavy oil. After the water of the lignite boiled and evaporated and naturally settled at the bottom of the container, the lignite at the bottom was recovered in a slurry state. The time required for most of the lignite to settle was 5 to 10 minutes.
[0054]
The lignite concentration was measured for the recovered slurry. Further, the slurry was centrifuged at 400 G to remove the adhering medium oil, and the moisture and medium oil amount remaining in the lignite were determined.
[0055]
<Example 2>
In the same manner as in Example 1 above, Morwell lignite containing 65 wt% of water was pulverized to 1 mm or less. As the medium oil, 80 parts of A heavy oil dissolved in 20 parts of asphalt was used, and the medium oil was kept at 130 ° C. in a container. As in Example 1, the medium oil was mixed with 10 parts of the pulverized Morwell lignite. Was added, the water was boiled and evaporated, and the lignite that naturally settled at the bottom of the container was recovered in a slurry state.
About the collect | recovered slurry, the lignite density | concentration was measured similarly and the water | moisture content and medium oil amount which remain | survived in lignite were calculated | required.
[0056]
<Comparative Example 1>
100 parts of pulverized Morwell lignite (containing 65 wt% water) and 100 parts of A heavy oil are mixed to form a slurry, heated while stirring at normal pressure, and heated for about 3 hours until the slurry temperature reaches 110 ° C. Evaporated. After dehydration, the lignite concentration of the slurry was measured. Further, the slurry was centrifuged at 400 G, the adhering medium oil was removed to recover the lignite, and the amount of water and medium oil remaining in the lignite was determined.
[0057]
<Comparative example 2>
100 parts of pulverized Morwell lignite (containing 65 wt% water) and 100 parts of medium oil in which 20 parts of asphalt are dissolved in 80 parts of A heavy oil are mixed to form a slurry, and the water is evaporated in the same manner as in Comparative Example 1 above. The lignite concentration of the slurry was measured, and the amount of water and medium oil remaining in the recovered lignite was determined.
[0058]
<Comparative Example 3>
150 parts of pulverized Morwell lignite (containing 65 wt% water) and 100 parts of A heavy oil (medium oil) were mixed to form a slurry, and the moisture was evaporated and the lignite concentration of the slurry was measured in the same manner as in Comparative Example 1 above. In addition, the amount of water and medium oil remaining in the recovered lignite was determined. In the case of Comparative Example 3, the amount of medium oil was insufficient at room temperature during the water evaporation, and it was difficult to make a uniform slurry. However, a uniform slurry was prepared by heating to 60 ° C. did it.
[0059]
<Result>
The results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1 below. In addition, about the quantity of the water | moisture content and medium oil which remain | survive in dehydrated lignite, it shows with the weight (kg) per 100kg of dry lignite. The amount of the medium oil in the recovered slurry includes a medium oil component (residual medium oil) impregnated in lignite.
[0060]
[Table 1]
[0061]
As can be seen from Table 1, in Examples 1 and 2, high-concentration slurries were obtained compared to Comparative Examples 1 to 3 which were dehydrated in a slurry state. Note that Comparative Examples 1 to 3 can be further concentrated by performing stationary separation or the like.
[0062]
In addition, with respect to the degree of dehydration, Examples 1 and 2 were sufficiently dehydrated, and rather could be dehydrated better than Comparative Examples 1 to 3. As for the medium oil remaining in lignite, Examples 1 and 2 have less residual medium oil than Comparative Examples 1 to 3, and therefore Examples 1 and 2 can be dehydrated well while remaining medium oil. I understand that.
[0063]
【The invention's effect】
In the method for producing a high concentration porous coal slurry according to the present invention, the raw material porous coal can be efficiently dehydrated to obtain a high concentration porous coal / medium oil slurry. In addition, the total amount of medium oil used in this production method can be reduced, and therefore the equipment can be simplified, such as a reduction in the number of high-viscosity slurry pumps used, and the energy efficiency can be significantly improved. Can do.
[0064]
As described above, the dehydrated porous charcoal slurry is then dehydrated porous charcoal (solid fuel) by removing the surface medium oil, but in the case of a high concentration slurry, the medium oil can be removed with low energy and small size. Therefore, it is effective to obtain a highly concentrated porous coal slurry as in the present invention. Moreover, the dehydrated porous coal from which the medium oil has been removed is a good solid fuel with suppressed spontaneous ignition. If the medium oil contains heavy oil, removing the medium oil from the high-concentration slurry will leave only the heavy oil in the dehydrated porous coal. The dehydrated porous coal in which the oil is selectively left is also a good solid fuel with suppressed spontaneous ignition.
[0065]
Further, in the present invention, unlike the conventional method (5), since lignite is directly put into the medium oil kept at a high temperature, there is no heat loss, and the particles move vigorously when the water boils, and in addition, the circulating medium oil Therefore, there is no need for facilities such as stirring.
[0066]
Moreover, since the porous charcoal particles that have boiled down are automatically settled and concentrated, the conventional concentration / separation step can be omitted, and the equipment can be further simplified. Energy efficiency can be improved.
[0067]
In the present invention, since the temperature of the porous coal particles and the boiling of water occur rapidly, the amount of medium oil impregnated in the lignite after dehydration decreases, and therefore the amount of medium oil consumed can be reduced. it can. The medium oil impregnated in the porous charcoal is difficult to recover mechanically, and therefore most of it will be recovered by evaporation. This contributes to improving energy efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an apparatus for carrying out a method for producing a high-concentration porous coal slurry according to the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing another example of an apparatus for carrying out the method for producing a highly concentrated porous coal slurry according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1,10 containers
2 Pump
3 Compressor
4 Medium oil recovery process
11, 21 Upper cylinder
12 Lower cylinder
13 Upper cone
14 Lower cone
15, 17, 26 Pipe
16 outlet
18, 19, 27, 28, 29 heat exchanger
25 feathers

Claims (4)

媒体油を水の沸点以上で且つその初留点以下の温度に保持した状態で該媒体油中に多孔質炭を存在せしめ、該多孔質炭が該媒体中に沈降して生成した高濃度スラリー部分を分離することを特徴とする高濃度多孔質炭スラリーの製造方法。A high-concentration slurry in which porous coal is present in the medium oil in a state where the medium oil is maintained at a temperature not lower than the boiling point of water and not higher than its initial boiling point, and the porous coal is precipitated in the medium. A method for producing a high-concentration porous charcoal slurry characterized by separating parts. 前記媒体油が、水の沸点より10℃以上高い初留点を示すものである請求項1に記載の高濃度多孔質炭スラリーの製造方法。The method for producing a high-concentration porous coal slurry according to claim 1, wherein the medium oil exhibits an initial boiling point that is 10 ° C. or more higher than the boiling point of water. 前記媒体油が、20℃における密度が1.1以下の炭化水素油である請求項1または2に記載の高濃度多孔質炭スラリーの製造方法。The method for producing a high-concentration porous coal slurry according to claim 1 or 2, wherein the medium oil is a hydrocarbon oil having a density of 1.1 or less at 20 ° C. 前記媒体油が、重質油を10重量%以下含む炭化水素油である請求項1〜3のいずれかに記載の高濃度多孔質炭スラリーの製造方法。The method for producing a high-concentration porous coal slurry according to any one of claims 1 to 3, wherein the medium oil is a hydrocarbon oil containing 10 wt% or less of heavy oil.
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