JP5634950B2 - 重力沈降槽および無灰炭の製造方法 - Google Patents
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Description
次に、本発明の実施形態に係る重力沈降槽3について説明する。図2(a)は、本発明の実施形態に係る重力沈降槽の正面図であり、図2(b)は(a)のA−A断面図である。また、図3(a)は、図2の斜視図であり、図3(b)は(a)に示したスラリー供給管のB−B拡大断面図である。なお、図2(a)および図3(a)においては、内部構成の理解を容易とするため重力沈降槽の一部を透視的に図示している。図2(a)に示すように、重力沈降槽3は、圧力容器11、蓋部12、上澄み液排出管13、排出口14、スラリー供給管15などを備えている。
圧力容器11は、スラリーを固形分濃縮液と上澄み液とに分離する容器であり、円筒状の胴部11aと、胴部11aの下端側に設けられ下部に向かうにつれて縮径する構成の底部11bとからなる。胴部11aの上端部には、この上端部を密閉する蓋部12が備えられている。なお、圧力容器11は円筒形状に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。
上澄み液排出管13は、圧力容器11の上部に溜まった上澄み液を重力沈降槽3から排出するものであり、蓋部12に貫設され、胴部11aの上方まで延設されている。上澄み液排出管13の末端には流出口13aが設けられ、この流出口13aから上澄み液は排出される。なお、上澄み液排出管13は、胴部11aの側壁に貫設されていてもよい。
排出口14は、圧力容器11の下部に沈降した固形分濃縮液を重力沈降槽3から排出するものであり、底部11bの最下部に設けられている。なお、排出口14は、底部11bの側壁に貫設されていてもよい。
スラリー供給管15は、圧力容器11内にスラリーを供給するためのものであり、本体部21とノズル部22とからなる。本体部21は、蓋部12に貫設され、圧力容器11の高さ方向において中央付近(胴部11aの下方)まで延設されている。ノズル部22は、本体部21の末端に接続され、胴部11aの内壁面に沿って水平方向に一周するように環状に形成されている(図2(b)参照)。さらに、ノズル部22には、複数の孔23が設けられている。このように、スラリー供給管15は、水平方向に形成されたノズル部22と複数の孔23とを有するので、スラリーを複数の孔23から圧力容器11内に均一に吐出することができ、スラリーの流れを分散させることが可能となる。その結果、底部に沈降した固形分濃縮液が攪拌されることを抑止することができる。また、ノズル部22が環状に形成されているので、圧力容器11の内径に合わせてノズル部22の径(噴射径)を容易に設定できる。なお、ノズル部22は、曲げ加工により本体部21と一体に形成されているが、配管をつなぎ合わせて形成されていてもよい。また、本体部21は、胴部11aの側壁に貫設され、当該側壁から圧力容器11内に延設されていてもよい。
図4は、本発明に係る重力沈降槽の変形例を示した斜視図であり、上述した実施形態とは形状が異なるスラリー供給管を備えたものである。なお、図4においては、内部構成の理解を容易とするため重力沈降槽の一部を透視的に図示している。図4(a)に示した重力沈降槽は、スラリー供給管15aの本体部21a末端から2方向に分かれるようにノズル部22aが形成されている。ノズル部22aの2つの末端部には、それぞれ屈曲部24aと孔(吐出口)25aが設けられている。なお、2つの孔(吐出口)25aは、本体部21aの末端から略半周した位置に設けられている。図4(b)に示した重力沈降槽は、スラリー供給管15bの本体部21bが蓋部13bの略中央付近に貫設され、本体部21bの末端から放射状に4方向にノズル部22bが形成されている。ノズル部22aの各々の末端部には、各々屈曲部24bと孔(吐出口)25bが設けられている。なお、ノズル部22bは4方向に限られるものではなく、また放射状でなくてもよい。
次に、無灰炭の製造方法について説明する。本発明に係る無灰炭の製造方法は、スラリー調製工程、抽出工程、分離工程、および無灰炭取得工程を備え、必要に応じて副生炭取得工程をさらに備えるものである。
スラリー調製工程は、石炭と溶剤とを混合してスラリーを調製する工程であり、スラリー調製槽1で行われる。石炭原料としては、幅広い品質の石炭を使用することができ、例えば、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭等が好適に用いられる。
抽出工程は、スラリー調製工程で得られたスラリーを加熱して、溶剤可溶成分を抽出する工程であり、抽出槽2で行われる。スラリー調製槽1で調製されたスラリーは、ポンプ等によって、抽出槽2に供給され、抽出槽2に設けられた攪拌機で攪拌されながら所定温度に加熱保持されて抽出が行われる。なお、スラリーは、一旦予熱器(不図示)に供給されて所定温度まで加熱された後、抽出槽2に供給されてもよい。
分離工程は、抽出工程で得られたスラリーから、上述した重力沈降槽3を用いて、固形分濃縮液と上澄み液とに分離する工程である。上澄み液は溶剤可溶成分が溶解された溶液部分であり、固形分濃縮液は溶剤不溶成分を含むスラリー部分である。当該分離工程においては、上述した重力沈降槽3を用いているので、固形分が十分に除去された上澄み液が得られる。重力沈降槽3から排出された上澄み液は、濾過フィルター4で濾過された後、一旦受器5に貯留され、溶剤回収装置6へ供給される。一方、固形分濃縮液は、一旦受器7に貯留された後、溶剤回収装置8へ供給される。
無灰炭取得工程は、分離工程で分離された上澄み液から溶剤を分離して無灰炭を得る工程であり、溶剤回収装置6で行われる。
副生炭取得工程は、必要に応じて実施され、前記分離工程で分離された固形分濃縮液から溶剤を分離して副生炭を得る工程であり、溶剤回収装置8で実施される。
本発明に係る無灰炭の製造方法においては、上述した重力沈降槽3を用いているので、固形分が十分除去された上澄み液を得ることができ、効率よく無灰炭を製造することができる。また、濾過フィルター4が早期に詰まってしまうことも防止できる。
本発明に係る重力沈降槽の効果を確認するため、図1に示した本発明に係る重力沈降槽3と同様の構成を有する重力沈降槽を用いて固形分と上澄み液とに分離した場合と、従来の重力沈降槽を用いて分離した場合とにおいて、圧力容器内の固形分の濃度分布を各々測定し、比較した。
2:抽出槽
3:重力沈降槽
4:濾過フィルター
5、7:受器
6、8:溶剤回収装置
11:圧力容器
12:蓋部
13:上澄み液排出管
14:排出口
15:スラリー供給管
21:本体部
22:ノズル部
23、25:孔
24:屈曲部
100:無灰炭製造装置
Claims (5)
- 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、
前記スラリー調製工程で得られたスラリーを加熱して溶剤可溶成分を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程で得られたスラリーを、重力沈降槽により、固形分濃縮液と上澄み液とに分離する分離工程と、
前記分離工程で分離された上澄み液から溶剤を分離して無灰炭を得る無灰炭取得工程と、を備え、
前記重力沈降槽は、
石炭と溶剤とを混合したスラリーに含まれる固形分を沈降させて固形分濃縮液と上澄み液とに分離する圧力容器と、前記圧力容器に前記スラリーを供給する供給管とを備え、
前記圧力容器内は、300〜420℃の温度に保温され、且つ1.0〜3.0MPaの圧力とされ、
前記供給管は、本体部と当該本体部に接続され水平方向に延在する配管形状のノズル部とを有し、当該ノズル部には複数の孔が設けられており、
前記複数の孔は、水平方向に対して斜め下方に前記スラリーが噴出する位置に設けられていることを特徴とする無灰炭の製造方法。 - 前記圧力容器が円筒状であるとともに、前記ノズル部が当該圧力容器の内壁面に沿って一周するように環状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の無灰炭の製造方法。
- 石炭と溶剤とを混合したスラリーに含まれる固形分を沈降させて固形分濃縮液と上澄み液とに分離する圧力容器と、前記圧力容器に前記スラリーを供給する供給管とを備えた重力沈降槽において、
前記供給管は、本体部と当該本体部に接続され水平方向に延在するノズル部とを有し、当該ノズル部には複数の孔が設けられており、
前記ノズル部の末端部は、上方に折り曲げられた後、下方に折り曲げられて形成された屈曲部を有し、さらに前記ノズル部の末端に孔が設けられていることを特徴とする重力沈降槽。 - 前記複数の孔は、水平方向に対して斜め下方に前記スラリーが噴出する位置に設けられていることを特徴とする請求項3に記載の重力沈降槽。
- 前記圧力容器が円筒状であるとともに、前記ノズル部が当該圧力容器の内壁面に沿って一周するように環状に形成されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の重力沈降槽。
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