JPH0144754B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は粉体石炭と溶剤を混合し液化して燃
料用等の生成油を得るプロセスで減圧工程でのエ
ネルギーを有効利用して石炭スラリー輸送して回
収する技術分野に属する。

＜要旨の概要＞ 而して、この発明は粉体石炭と溶剤を石炭スラ
リー調整装置で石炭スラリーとした後高圧ポンプ
を介して液化工程のヒータに輸送するに際し、該
液化工程から得られる液化生成物の高温高圧エネ
ルギーを上記高圧ポンプの動作に利用するエネル
ギー回収方法に関する発明であり、特に、石炭ス
ラリー調整装置から石炭液化工程への輸送ライン
にシリンダー型ポンプを高圧ポンプとして介装
し、液化工程から得られる液化生成物の高温高圧
エネルギーを該シリンダー型ポンプの高圧側に供
給して作動させ大量一挙の石炭スラリー輸送を図
ると共にエネルギーの減圧逸散を防止するように
した石炭液化エネルギー回収方法に係る発明であ
る。

＜従来技術＞ 周知の如く、近時省エネルギー、省資源の問題
は極めて大きく、各方面において最新の技術を用
いてこれに対処すべく種々の研究、開発、改良が
促進されている。

就中、石油に代替するエネルギーの開発は重要
な問題であり、その１つに石炭液化の技術開発が
ある。

さりながら、該石炭液化技術は新技術であり、
各種の改良、見直しの必要のある面が非常に多
い。

このうちの１つに石炭液化プラトンに於ける運
転効率の問題があり、省エネルギー、代替エネル
ギー技術として見逃すことが出来ないテーマとな
つている。

即ち、一般の汎用タイプの水素化溶剤抽出方式
による石炭液化プラトンに於ては第１図に示す様
に、石炭スラリー調整装置１にはボールミル等で
石炭を予粉砕する粉砕、乾燥工程２から原料粉体
石炭３が供給されると共に、後述分離工程４の常
圧蒸溜塔５からの溶剤６が低圧ポンプ７を介して
送給されて該石炭スラリー調整装置１の中で粉体
石炭３と混合され石炭スラリー８とされ、設定数
多数併設の往復動ポンプ等の高圧ポンプ９，９…
を介して該石炭スラリー８を液化工程１０のヒー
タ１１に輸送し400〜450℃で100〜200気圧の高温
高圧にし、リアクター１２で液化させ、その際、
液化生成物は減圧弁１３を介し分離工程のフラツ
シユドラム１４に送給され、ガス分の水素ガス１
５は圧縮器１６を介し補給用水素と共に石炭スラ
リー８の輸送ラインに合流されるようにされ、一
方、液体部分はフイルタ１７に送給され、液体残
渣１８を分離し常圧蒸溜塔５に至り、ガス１９、
ナフサ２０、燃料油２１、SRC２２に分離され、
特定留分のクレオソート油等の溶剤６は前述の如
く低圧ポンプ７にて石炭スラリー調整装置１にリ
サイクル裡に送給される。

＜発明が解決しようとする課題＞ さりながら、該種在来プラトンに於ては、第一
に液化工程１０で得られた数百気圧の高エネルギ
ーを有する液化生成物は前記減圧弁１３を経由す
るプロセスで常圧程度まで減圧され、そのエネル
ギーは大気に放出され、運転効率を著るしく悪く
し、それだけコスト高になる不利点があつた。

第二に石炭スラリー８の液化工程１０への輸送
には高圧ポンプ９，９…を用いるが、該高圧ポン
プ９は単基では容量、能力に限界があり、したが
つて、多数基併設せざるを得ず、イニシヤルコス
トが高くつき、設置面積等も空間も大きくいる不
利点があり、加えて作動スラリーが固液混合体で
あるため、ポンプの摩耗が激しく、点検、補修、
交換のメンテナンスが極めて煩瑣であり、運転効
率も悪く、又、寿命も短いという難点があつた。

＜発明の目的＞ この発明の目的は上述従来技術に基づく石炭液
化に於ける問題点を解決すべき技術的課題とし、
液化工程からの高温高圧の液化生成物はシリンダ
ー型ポンプへの送給よりもオーバー量を減圧して
分離工程に、そして、該オーバー分から分岐した
分は高圧セパレータにより該生成物中のガスを脱
気した後液化分をシリンダー型ポンプの高圧側に
供給し、その高エネルギーで該シリンダー型ポン
プを動作させ、石炭スラリー調整装置からの石炭
スラリーをシリンダー型ポンプの低圧側から大
量、且つ、一挙に液化工程に輸送するようにし、
駆動側の液化生成物はポンピング動作によりエネ
ルギーを系内で回収され、分離工程で常圧分離さ
れ、エネルギー効率良く、メンテナンスを軽減す
ることが出来るようにしてエネルギー産業におけ
る省資源技術利用分野に益する優れた石炭液化エ
ネルギー回収方法を提供せんとするものである。

＜課題を解決するための手段・作用＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの発明の構成は前述課題を解決するために、
石炭スラリー調整装置からの石炭スラリーを高圧
ポンプを介して液化工程に輸送し、該液化工程で
液化された生成物を分離工程に減圧して送給する
過程での石炭液化エネルギー回収方法において、
上記高圧ポンプとして、シールフロートを有する
シリンダー型ポンプを用い、まず、該石炭スラリ
ーを低圧で該シリンダー型ポンプの低圧側に充填
し、次に液化生成物を該シリンダー型ポンプの高
圧側に充填することにより、液化生成物の圧力
で、石炭スラリーを高圧化し次いで、更に、ブー
スタポンプでこれを昇圧し、液化工程に送給し、
しかる後、該シリンダー型ポンプの高圧側の吐出
バルブを開いて液化生成物の圧力を解除した後、
これを分離工程に送給するラインと、該シリンダ
ー型ポンプを経由せず、分離工程への導管途中の
バルブで減圧するラインとで構成することにより
石炭スラリーを加圧し送給するようにして石炭エ
ネルギーを回収するようにしたことを基幹とし、
更に、液化生成物のシリンダー型ポンプへの送給
ライン上で該シリンダー型ポンプの吸入バルブ以
前で、分離工程からの高圧に昇圧された溶剤と合
流させ、併せて、液化生成物の該シリンダー型ポ
ンプから分離工程への送給ライン上で、且つ、該
シリンダー型ポンプの吐出バルブ以後で、石炭ス
ラリー調整装置の導くラインを追加し、合流ライ
ンの合流点手前のそれぞれのラインにバルブを設
け、分岐ラインの分岐点の後にそれぞれのライン
にバルブを設け、起動時に、該シリンダー型ポン
プの加圧に液化生成物の代りに溶剤を加圧して起
動できるようにした技術的手段を講じたものであ
る。

＜実施例＞ 次にこの出願の発明の実施例を第２，３図に従
つて説明すれば以下の通りである。尚、第１図と
同一態様部分は同一符号を用いて説明するものと
する。

第２図はシリンダー型ポンプの概略説明図であ
り、大容量のシリンダー型ポンプ２３はそのケー
シング２４にシールフロート２５を昇降往復動自
在に内装しており、高圧側のバルブＡ、及び、低
圧側のバルブＢを開き、バルブＣ，Ｄを閉じて低
圧ポンプ２６を動作してスラリー８′をタンク２
７から低圧側に供給すると、高圧側の作動液、例
えば、溶液６′はタンク２８に帰還され、シール
フロート２５の上死点での図示しないリミツトス
イツチの動作を介してバルブＡ，Ｂが閉じ、バル
ブＣ，Ｄが開くと同時に高圧ポンプ９が動作され
て溶剤６′をタンク２８から駆動流体として高圧
側に送給し、シリンダー型ポンプ２３の低圧側貯
留スラリー８′は大量、且つ、一挙にバルブＤを
介し次段処理工程２９に送給されるようにされて
いる。

上述作動原理のシリンダー型ポンプ２３を第３
図に示す実施例の如く石炭スラリー調整装置１か
ら液化工程１０のヒータ１１への石炭スラリー輸
送ライン３０にシリンダー型ポンプ２３の低圧側
を介装させてセツトするようにし、タンク８から
の輸送ライン３０の前段には低圧ポンプ２６を設
け、後段には液化工程１０でのスラリーラインの
圧損を補圧する適宜ブースタポンプ３５を介装す
る。

又、液化工程１０のリアクタ１２からの液化生
成物３２の分離工程４への送給ラインは高圧セパ
レータ３１に分岐接続され、減圧工程でシリンダ
ー型ポンプ２３の駆動に用いて、なお余剰の液化
生成物は減圧弁１３を介して直にフラツシユドラ
ム１４に接続され、分岐ラインの高圧セパレータ
３１からの液化生成物はバルブＣを介して上記シ
リンダー型ポンプ２３の高圧側に接続されるよう
にされ、又、高圧のリターン分はバルブＡを介し
てフラツシユドラム１４に接続されている。

尚、３３−１〜３３−７は電磁弁の開閉バルブ
である。

又、点線ラインは起動時のシリンダー型ポンプ
２３の高圧動作ラインであり、常圧蒸溜塔５から
の溶剤６の石炭スラリー調整装置１への送給ライ
ンの低圧ポンプ７の前後に電磁バルブ３３−６〜
３３−７を介して介装され、バルブＡ，Ｃ側に接
続され、バルブＣ側の供給ラインには高圧ポンプ
９を設けて溶剤６の駆動液送給を行うようにして
いる。

尚、３４−１〜３４−４は起動ラインの電磁バ
ルブである。

上述構成のプラントに於て、分離工程４の常圧
蒸溜塔５で分離された特定留分の溶剤６は起動時
において電磁バルブ３３−１〜３３−７を遮断
し、バルブ３４−１〜３４−４を開くことにより
高圧ポンプ９によりシリンダー型ポンプ２３の高
圧側にバルブＡ閉鎖、バルブＣ開放を介して圧入
され、作動液としてシールフロート２５を押圧
し、バルブＢ閉鎖、バルブＤ開放の低圧側貯留の
石炭スラリー８を液化工程１０のヒータ１１に圧
送する。

そして、シールフロート２５が下死点に達して
図示しないリミツトスイツチを作動すると、バル
ブＣ，Ｄが閉じられ、バルブＡ，Ｂが開き、同時
に高圧ポンプ９が停止し低圧ポンプ２６が作動
し、石炭スラリー８が石炭スラリー調整装置１よ
り圧送され、シリンダー型ポンプ２３の低圧側に
圧入され、溶剤６は低圧ポンプ７をバイパスして
石炭スラリー調整装置１に送給される。

而して、シリンダー型ポンプ高圧側から送給さ
れた石炭スラリー８は、液化用水素１５′のライ
ンと合流した後ヒータ１１で加熱されたリアクタ
１２で石炭スラリー８が400〜450℃、100〜200気
圧の条件下で液化反応が開始される。

しかし、液化反応が定常に達するまでは、液化
工程１０からの液化生成物は、全量、直接減圧弁
１３を介してフラツシユドラム１４に送給され
る。

ところで、液化反応が定常に達すると、適宜制
御により分離工程４から石炭スラリー調整装置１
への電磁バルブ３３−６、及び、３３−７が開
き、低圧ポンプ７が作動するように、又、起動ラ
インの高圧ポンプ９は停止し、電磁バルブ３４−
１〜３４−３は閉ざされ、実線ラインのバルブ３
３−１，３３−５が開くようにされているため、
シリンダー型ポンプ２３のバルブＣ，Ｄを開き、
Ａ，Ｂを閉じた状態では該高圧セパレータ３１か
らの高温高圧液化生成物は該シリンダー型ポンプ
２３の高圧側に圧入される。

尚、この場合、液化工程、高圧セパレータ３１
での圧損に見合う分だけの補圧はブースタポンプ
３５で昇圧されている。

したがつて、該高圧側に圧入される液化生成物
の量は輸送石炭スラリー８の量と等量裡に自己保
有エネルギーとしてシールフロート２５を押圧し
てポンピングし、低圧側石炭スラリー８をバルブ
Ｄを介して圧出し、更に、上記補圧作用のブース
タポンプ３５により昇圧されて液化工程１０のヒ
ータ１１に輸送される。

そして、シールフロート２５が下死点に達する
と図示しないリミツトスイツチを介してバルブ
Ｃ，Ｄを閉じ、バルブＡ，Ｂを開き、減圧弁１３
によりシリンダー型ポンプ２３の高圧側流体を減
圧した後、低圧ポンプ２６を作動させると、石炭
スラリー調整装置１から石炭スラリー８はシリン
ダー型ポンプ２３の低圧側に送給されて高圧側の
液化生成物をフラツシユドラム１４に送給する。

このプロセスで高圧側の液化生成物はシリンダ
ー型ポンプ２３を駆動下後、バルブＡを開くこと
により、減圧化され常圧液化生成物とされフラツ
シユドラム１４にてガス分を分離され液状分はフ
イルタ１７で液体残渣１８を分離し、生成油分
は、常圧分離蒸溜塔５に送られ、ガス１９、ナフ
サ２０、燃料２１、SRC２２を分離し、溶剤６
は低圧ポンプ７で石炭スラリー調整装置１に送給
される。

そして、フラツシユドラム１４からの水素ガス
は圧縮器１６を経て石炭スラリー８の輸送ライン
に環流される。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、シリンダー
型ポンプは２基以上併設して石炭スラリー輸送の
平滑化を図るようにすることも出来る。

又、エネルギー回収段数も複段に出来る等種々
の態様が採用可能である。

＜発明の効果＞ 以上、この発明によれば、石炭スラリー調整装
置から液化工程に高圧ポンプを介し石炭スラリー
を輸送し、液化生成物を減圧させて分離工程に移
送するプラントでシリンダー型ポンプを該石炭ス
ラリー輸送ラインと液化生成物移送ラインに介装
し、該高温高圧の液化生成物を石炭スラリー輸送
量に見合う分だけシリンダー型ポンプの高圧側に
圧入してその自己保有エネルギーによりハイドロ
ホイストを作動させて低圧側の溶剤を液化工程に
輸送するようにしたことにより、基本的に液化工
程から得られる高温高圧の液化生成物のエネルギ
ーが石炭スラリー輸送のポンピングエネルギーと
して回収利用され、大気中に減圧逸散されず、有
効利用が出来、分離装置に常圧化させて移送出
来、系内エネルギーの確実利用の熱効率良い優れ
た運転が可能となる効果が奏される。

又、該シリンダー型ポンプは大量一挙に高圧輸
送することが出来、多くの高圧ポンプを併設する
こともなく、占有空間も小さく、イニシヤルコス
トも少くて済むメリツトがある。

更に、シリンダー型ポンプはスラリー圧送に適
しているため、従来の往復動ポンプ、モーノポン
プのようにスラリーによる摩耗もほとんどなく、
その限り、点検、補修、交換の煩瑣な作業も軽減
され、安定した運転操業が行える優れた効果も奏
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく石炭液化プラントの
運転概略模式図、第２図はシリンダー型ポンプ作
動原理模式図、第３図はこの発明の１実施例の概
略模式図である。 ８……石炭スラリー、１……石炭スラリー調整
装置、２３……高圧ポンプ（シリンダー型ポン
プ）、１０……液化工程、３２……液化生成物、
４……分離工程、３０……石炭スラリー輸送ライ
ン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石炭スラリー調整装置から石炭スラリーを高
   圧ポンプを介して液化工程に輸送し、該液化工程
   で液化された生成物を分離工程に減圧して送給す
   る過程でのエネルギー回収方法において、上記高
   圧ポンプとして、シールフロートを有するシリン
   ダー（以下シリンダー型ポンプと称す）を用い、
   まず石炭スラリーを低圧で該シリンダー型ポンプ
   の低圧側に充填し、次に液化生成物を該シリンダ
   ー型ポンプの高圧側に充填することにより、液化
   生成物の圧力で、石炭スラリーを高圧化したの
   ち、更に、ブースタポンプでこれを昇圧し、液化
   工程に送給し、しかる後、該シリンダー型ポンプ
   の高圧側の吐出バルブを開き液化生成物の圧力を
   解除した後、これを分離工程に送給するライン
   と、該シリンダー型ポンプを経由せず、分離工程
   への導管途中のバルブで減圧するラインとで構成
   することにより石炭スラリーを加圧し送給するこ
   とを特徴とする石炭液化エネルギーの回収方法。 ２ 液化生成物の該シリンダー型ポンプへの送給
   ライン上で、且つ、該シリンダー型ポンプの吸入
   バルブ以前で、分離工程からの高圧に昇圧された
   溶剤と合流させ、且つ、液化生成物の該シリンダ
   ー型ポンプから分離工程への送給ライン上で、且
   つ、該シリンダー型ポンプの吐出バルブ以後で、
   石炭スラリー調整装置の導くラインを追加し、合
   流ラインの合流点手前のそれぞれのラインにバル
   ブを設け、分岐ラインの分岐点の後にそれぞれの
   ラインにバルブを設け、起動時に、該シリンダー
   型ポンプの加圧に液化生成物の代りに溶剤を加圧
   して起動できるようにすることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の石炭液化エネルギーの回
   収方法。