JPH05503954A

JPH05503954A - 炭素質材料の水蒸気処理方法

Info

Publication number: JPH05503954A
Application number: JP3500459A
Authority: JP
Inventors: コップルマン，エドワード
Original assignee: ケイ　―　フューエル　パートナーシップ
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1990-10-30
Publication date: 1993-06-24
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: HU216759B; EP0500744A1; AU6758190A; DE69018091T2; DE69018091D1; HUT65258A; ATE120229T1; AU649980B2; EP0500744A4; HU9201428D0; ES2073591T3; JP2723357B2; CA2071921C; US5071447A; EP0500744B1; CA2071921A1; WO1991006617A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】炭素質材料の水蒸気処理法及びその装置〔技術分野〕本発明は、特に、炭素質材料を上昇させた温度で高圧で処理し、それによって供給材料の加熱及び希望の反応を行わせるために導入したエネルギーを実質的に回収し、その方法を行なった時の効率及び経済性を改良することに適用されるが、必ずしもそれに限定されるものではない。本発明を適用することができる典型的な方法は、木材又は泥炭の如き種々の天然産の有機炭素質材料を処理し、それから水分の大部分を除去する処理、及びリグナイトの如き準瀝青炭を、それらが固体燃料として一層適切なものになるように処理する方法などである。

〔背景技術〕

前記方法のいずれの場合でも、炭素質材料を、希望の熱処理を達成するため、成る時間制御された環境中に入れたまま、高圧水蒸気にかけ、上昇させた温度に到達させる。これまで炭素質材料を処理してそれを固体燃料として一層適したものにするために、種々の処理装置及び処理方法が提案され、用いられてきた。これらの方法は、導入され且つ（又は）発生したエネルギーを有効に利用すること、そのような方法を連続的方式で操作することができるようにするのに多くの場合必要になる制御が困難で複雑なこと、及び異なった温度及び圧力で他の材料を処理ため適用される装置の融通性及び万能性に一般に欠けているといった問題を有する。

本発明の装置及び方法は、従来の装置及び方法に伴われる問題及び欠点の多くを、簡単な設計で耐久性のある構造を有する単位装置で、用途に融通性があり、異なった供給材料を異なった温度及び（又は）圧力で処理して種々の生成物を生成させるのに容易に適用することができる単位装置を与えることにより解決するものである。

本発明の装置は、更に制御が簡単で、熱エネルギーの利用性及び回収が効率的であることを特徴とし、それにより経済的な操作及び資源の保護を与えることができる。

〔発明の開示〕

本発明の利点及び長所は、実質的に採掘したままの状態で約２０％から約８０％までの水分を含む炭素質材料をオートクレーブ中に入れ、高温高圧水蒸気を制御された時間注入して炭素質材料の制御された熱的改造を行い、その中の水分及び揮発性有機成分の一部分を気相に転化させる方法及び装置により達成される。オートクレーブ処理中、水、ワックス及びタールが回収される。オートクレーブ処理工程が終わった時、炭素質材料を冷却し、次にオートクレーブがら取り出す。

別の態様として、約２０％から約８０％までの水分を含む炭素質材料を別の予熱室へ入れ、そこで供給材料を比較的低い圧力（約２００〜約６００ｐｓｉｇの範囲で、約５００〜５５０ｐｓｉｇが好ましい）で約４００°Ｆ〜約５００°Ｆ＜４６５°Ｆ〜４７５°Ｆが好ましい）の温度に加熱する。コールタール及び他の不純物を実質的に含まない水が予熱室から回収され、脱ガスされ、水蒸気発生用供給水としてボイラーへ戻される。

次に予熱された供給材料を大気に通気し、第二のオートクレーブへ移し、そこで加圧水蒸気に制御された時間かけ、熱的改造を行う。水、ワックス及びタールがオートクレーブ処理中に回収され、加圧水の少なくとも一部分を濾過し、それに含まれる熱の幾らかをフラッシュボット（ｆｌａｓｈ　ｐｏｔ）により取り出し、予熱室へ再循環して予熱室に導入されていた第二の供給材料導入物を予熱するのに役立たせる。第二のオートクレーブから回収されたワックス及びタール生成物は、水蒸気発生器の熱源として用いることができ、それによって自立した水蒸気発生処理系を形成する。

品質が改良された生成物は、導入した最初の炭素質材料とは目で見ても変化した、一般に約１１，５００〜１３，５００ＢＴＵ／Ｉｂの範囲の大きさの増大した発熱量を有する内部構造を有する。これに対し採掘したままの、例えば準瀝青炭は、約８，０００　Ｂ　Ｔ　Ｕ　／　Ｉｂの発熱量を有し、水分を含まない状態では、約１０．３００から約１１．５００　Ｂ　Ｔ　Ｕ　／　ｌｂまで範囲の発熱量を有する。これと同様な発熱量の増大は、他の炭素質材料でも同様に見られる。更にオートクレーブ操作中に回収されたタール及びワックスは、゛約１０．７００〜約１１，０００　Ｂ　Ｔ　Ｕ　／　ｌｂの発熱量を有する。

図面の簡単な説明本発明の更に別の利点及び長所は、与えられた特別な例及び図面に関連して記載する好ましい態様についての記述を読むことにより明らかになるであろう。図中、第１図は、本発明の原理に従って構成されたオートクレーブを基にした処理装置の機能的概略図であり、そして第２図は、本発明の原理に従って構成された別の処理装置の機能的概略図である。

〔詳細な記述〕

本発明の方法は、褐炭、リグナイト、及び高品位石炭と同様に鉱床中に見出される瀝青炭と木材、ビートの間の広い範囲に入る種類の準瀝青炭を含む炭素質材料の品質向上のために適用されるが、それら材料に限定されるものではない。採掘されたままのそのような炭素質材料は、一般に約２０％から約８０％までの水分を含み、篩分は操作以外の予備的処理を何等行わずに、第１図のオートクレーブ１０１への導入物として直接用いることができる。

通常採掘したままの炭素質材料の篩分は及び（又は）粉砕を行い、それらに付いていた大きな粒子を除去し、投入物を一層取り扱い易くし、オートクレーブ１０１中に一層よく充填されるようにするのが好ましい。しがし、炭素質材料の大きさ及び形状は、本発明の方法の利点を達成するのに重要なものではない。

第１図に関し、用いられるオートクレーブ１０１は必要な温度及び圧力に耐えることができる当分野で知られたどのような型のものでもく、ここでの記述は特にバッチ式オートクレーブについて行われるが、本発明を実施するのに連続的オートクレーブも用いることができることは分か゛るであろう、炭素質材料を弁＋０２を開けることによりオートクレーブ１０１の一方の端の入口から導入し、次にボイラー１０８から高圧水蒸気を弁１０９を通してオートクレーブ１０１の開口１０３中へ導入弁１０２の近くの位置に導入する゛。

高圧水蒸気をオートクレーブ１０１中へ導入した後、その水蒸気はオートクレーブ中の炭素質材料と接触するようになり、殆ど直ちに凝集する。この凝集した水蒸気（水）はオートクレーブ１０１の底の方へ降下し、炭素質材料を加熱し始め、高圧水蒸気は、予め定められた温度及び圧力にオートクレーブ！０１の全体積に互って到達するまで継続してオートクレーブ１０１の頂部から導入する。

従って、導入物は、供給材料導入頂部から底まで移動する高圧水蒸気の雰囲気に曝されることが分かるであろう。

オートクレーブ＋０１中の圧力は、圧力センサー１１６により監視検出され、予め定められた水準に達するようにされ、次にオートクレーブ１０１の底にある安全弁＋０４を開いてその圧力を維持する。オートクレーブ１０１内部の水蒸気の温度は、それが底の安全弁１０４で予め選択された温度に達するまで熱電対アレー（ａｒｒａｙ）　１０７によって監視検出される。別法として、温度は、オートクレーブ自体の内部ではなくオートクレーブの出口導管中で監視検出されてもよい。この水蒸気温度に到達した時、底の安全弁１０４を閉じ、炭素質材料を希望する程度の熱的改造及び（又は）分解を行わせるのに充分な時間処理する。

水蒸気の温度及び圧力は、約８００ｐｓｉｇの圧力で約５２０゜Ｆから、約２４００ｐｓｉｇの圧力で約６５０″Ｆまでの範囲で用い、炭素質材料の熱的改造を行うことができる。しかし、石炭を処理して最もよい結果は、水蒸気温度が６２０°Ｆ位に達するようにし、オートクレーブ１０１の圧力が１８００ｐｓｉｇ位に達するようにした時に得られている。

オートクレーブ１０１中の炭素質材料導入物の滞留時間は、希望する熱的改造度及び希望する発熱量によって変化するであろう。この滞留時間は一般に底安全弁が約６２０°Ｆの水蒸気温度に到達してから約５〜約１５分の長さの範囲にあるであろう。

必要な滞留時間は、オートクレーブ＋０１中の温度及び圧力が増大するに従って減少する。逆に低い温度及び圧力が用いられると、滞留時間を長くする必要がある。

オートクレーブ１０１の内部の圧力は、オートクレーブ１０１の底に位置する安全弁１０４によって調節することができる。オートクレーブ１月内部の圧力が１８００ｐｓｉｇに達すると、安全弁１０４が開いてその圧力を維持することができる。この１８００ｐｓｉｇの圧力は、水蒸気が６２０’Ｆの温度の底安全弁１０４に達する才で維持される。弁１０４の水蒸気が６２０°Ｆに達した時、底安全弁１０４を閉じ、炭素質材料を、好ましくは約５〜約１５分の時間６２０°Ｆの高圧水蒸気で処理する。処理時間（希望の温度及び圧力に達するまで高圧水蒸気が導入され、底安全弁１０４が閉鎖される闇の時間）は約５〜約１５分の範囲にすることができる。

オートクレーブによる処理工程が終わった時、本発明の一つの態様に従い、次にオートクレーブ１０１を大気に通ずるか、又は隣接タンクか利用可能な保持タンク中へ通じ、オートクレーブ＋０１の底にある弁１０５を開ける。次に炭素質材料をオートクレーブ１０１からジョンソン・スクリーン（Ｊｏｈｎｓｏｎ　５ｃｒｅｅｎ）の如きフィルター１１５を通って押出し機１０６を経て取り出す。

本発明に従い、オートクレーブ処理操作中、形成された水、ワックス及びタールをオートクレーブ１０１の底にある圧力安全弁＋０４を通って回収し、隣接する慣用的分離機１１０へ移動させることも考えられている。分離８！１１１０中に入れたならば、例えば、遠心分離力によりワックスを水から分離し、隣接するタンク＋１１へ移し、後で使用することができる。次に水を弁１１２を通って回収し、水が約２５０°Ｆの温度に達するまで、廃棄物として隣接するタンク＋１３へ移すことができる。水の温度が２５０°Ｆに達した時、それを後で利用するために回収し、隣接する保持タンク１１４へ移す、別法として、約２５０°Ｆより高い熱い水は、別のオートクレーブへ送って、その中にある供給材料導入物を予熱するのに用いてらよい。

第２図を参照して、別のｇ様として本発明の原理に従って構成された処理系について記述するが、それは、第１図のオートクレーブ！０１の如き高圧オートクレーブ中へ供給材料を導入する前に、その供給材料を予熱する別の加圧室を使用する特徴を有する。第２図がら分かるように、準瀝青炭の如き供給材料を線２５０で示した供給搬送機から高圧弁２３０を通って予熱室２０１へ導入する。容器２０！の出口導管２５１にはフィルター２０３（ジョンソン・スクリーンの如きもの）が結合されており、次に高圧弁２３１を通って入口導管２５２へ通じ、その導管は高圧オートクレーブ２０５に通じている。

次に容器２０５中で処理された材料を出口導管２５３及びフィルター２０７（同じく例えばジョンソン・スクリーンでもよい）及び弁２３２を通り、導管２５４を経て出口搬送機又は押出し機へ送る。

水蒸気発生器２１３はその出口２５５から高圧水蒸気を生じ、それは弁２３３、熱的コンプレッサー２１９、弁２３４、及び入口導管２５６を経て予熱室２０１の内部へ送られる。更に、出口２５５からの発生水蒸気は弁２３５を経てフィルター２０３への入口２６０へ送られるか、又は弁２３６を経てオートクレーブ２０５の入口導管２５９へ送られるか、弁２３９を経てフィルター２０７への入口導管２６１へ送られる。

フィルター２０７の一つの出口は弁２４０を経て一次フラッシュボット２０９に連結されている。フラッシュポット２０９の一つの出口は、弁２３８を経て予熱室２０１の入口導管２５６へ結合されている。一方第一フラッシュボット２０９の第二の出口は弁２４１を経て第二フラッシュポット２１＋の入口へ結合されている。フラッシュポット２１１の一つの出口は、弁２４２を経て慣用的ワックス・タール除去装置２１７へへの入口２５８に結合されている。フラッシュポット２１１の第二の出口は弁２３７を経て熱的コンプレッサー２１９に結合されている。

フラッシュポット２１１の出口水から系２１７を経て取り出されたワックス及びタールは、次に導管２６１を経て水蒸気発生器２１３へ送り、その中の水蒸気発生を行う熱源として用いてもよい。

フィルター２０３の出口は弁２４３を経て慣用的脱ガス・保存装置２１５への入口２５７へ連結されている。脱ガス・保存装置２１５ヘフイルター２０３を経て送られた水は、次に処理され、実質的に奇麗な状態になって導管２６２を経て水蒸気発生器２１３へ送られ、その中の供給水として用いられる。

予熱室２０１内で発生した内部圧力は圧力センサー２２３によって監視検出され、一方容器２’０１内で用いられる予熱媒体の温度は、容器２０１の出口導管２５１内に配置された温度センサー（熱電対の如きもの）２２１によって監視検出される。同様なやり方で、主処理オートクレーブ２０５内の圧力は、圧力センサー２２７によって監視検出され、容器２０５の加熱媒体の温度は、容器２０５の出口導管２５３内に配置された温度センサー（熱電対の如もの）２２５によって監視検出される。

別の予熱室２０１を用いることにより、第２図の系は比較的低い圧力で予熱容器２月を作動し、フィルター２０３を経て予熱室を出る水は、水蒸気発生機２１３で再使用することができる充分な奇麗さになっている。この一層大きな効率は、実質的なコストを付加することなく達成することができる。なぜなら、最初の容器２０１はその中で使用される圧力が低いため安い構造のものでもよいがらである。

第２図の系を用いる場合、供給材料導入物を導管２５０及び高圧弁２３０を経て容器２月に導入する０次に弁２３０を閉じ、２００〜６００ｐｓｉｇ位の圧力（好ましくは約５００〜５５０ｐｓｉｇ）の水蒸気を予熱室２０１内に導入する。

次に凝縮した水を容器２０１から出し、フィルター２０３及び弁２４３を経て脱ガス・保存装置２１５へ送って処理し、導管２６２を経て水蒸気発生機２１３へ戻し、その系で更に必要な水蒸気を発生させるのに用いる。

導入物を容器２０１内で予め定められた温度（好ましくは４６５〜４７５°Ｆ）へ予熱した後、容器２０１を大気へ通じ、ミツド・ロック（■１ｄ−１ｏｃｋ）弁２３１を開いて供給導入物を、大気圧で主オートクレーブ２０５中へ空ける。

次に弁２３１を閉じ、その時に新しい供給導入物を導管２５０及び弁２３０を経て予熱容器２０１中に供給することができる。同時に高圧水蒸気（好ましくは１８００ｐｓｉｇ　＞を弁２３６を経て主オートクレーブ２０５中へ導入し、上の予熱室２０１から導入されていた予熱された供給材料と接触させる。

容器２０５が好ましくは１８００ｐｓｉｇに到達した後、凝縮熱水をオートクレーブの出口２５３がら出し、フィルター２０７から弁２４０を経て第一フラッシュタンク２０９へ送る。フラッシュタンク２０９に入る水に起きた圧力低下により、付随する発熱量ＢＴＵ値を伴った水蒸気を弁２３８及び入口導管２５６を経て予熱容器２０１へ全て戻し、後で容器２０＋中に導入された供給導入物を予熱するのに役立たせる。

次に一層フラッシュポット２０９がらの残りの水を第二フラッシュボット２１１へ送り、そこで熱的コンプレッサー２Ｉ９で真空を生ずることにより起きた更に一層の圧力低下により付加的水蒸気を生ずる。この付加的水蒸気を同様に弁２３７、コンプレッサー２１９、弁２３４、入口導管２５６を経て予熱容器２０１へ送り、予熱工程で更に役立たせる。

フラッシュポット２１１に残留していた水、タール及びワックスを、次に弁２４２を経て慣用的ワックス・タール除去装置２１７の入口へ送る。装置２１７では、慣用的方法によりワックス及びタールから水を分離し、次にそのワックス及びタールを導管２６＋を経て水蒸気発生器２１３へ送り、供給水を沸騰させるための燃料として用い、第２図の装！で必要な水蒸気を発生させる。

オートクレーブ２０５を出る水が予め選択された温度及び圧力の水蒸気に変化した時、弁２３２及び２４０を閉じ、供給材料を、第１図のオートクレーブ＋０１に関して述べた方法と同様なやり方で、予め形成された温度の高圧水蒸気で予め定められた時間（好ましくは５〜１５分）処理する。

本発明を更に例示するため、次の特別な実施例を与える。これらの実施例は、本発明で用いられる時間、温度、及び圧力関係の利用可能な変化を例示するものとして与えられており、ここに記載した発明及び後に記載する請求の範囲に記載された範囲を限定するものではないことは分かるであろう。

実施例１３０重量％の水分含有量及び約８１００Ｂ　Ｔ　Ｕ／Ｉｂの発熱量を有する採掘したままの石炭をオートクレーブに導入した。次に高圧水蒸気をオートクレーブに１５分間導入し、その間オートクレーブ内の圧力を１８００ｐｓｉｇに維持し、オートクレーブ内の水蒸気の温度を６２０°Ｆに到達させた。

次にオートクレーブを閉じ、石炭をｌｌｌｏＯｐｓｉｇの圧力で６２０’Ｆの温度で１５分間加熱した。そのオートクレーブ処理操作が終わった後、オートクレーブの底の弁を開き、内容物を取り出した６品質の向上した生成物は０．０４重量％の水分含有量を持ち、１２４７５　Ｂ　Ｔ　Ｕ　／’ｌｂの測定発熱量を持っていた。

実施例２採掘した状態で、３０重量％の水分含有量を有し、約１１１００ＢＴＵ／ｌｂの発熱量を有する石炭をオートクレーブの中に導入した。次にオートクレーブ内の圧力をｌ６００ρｓｉｇで維持し、オートクレーブ内の水蒸気の温度を６００゜Ｆに到達させながら、高圧水蒸気をオートクレーブ中に１６分間導入した０次にオートクレーブを閉じ、石炭を１６００ｐｓｉｇの圧力で６００°Ｆの水蒸気圧力で２０分間熱処理した６オ一トクレープ操作が完了した時、オートクレーブの底の弁を開け、中のものを取り出した。品質向上した石炭生成物は、３．１７重量％の水分含有量を有し、１２１４９ＢＴＵ／ｌｂの測定発熱量をもっていたつ実施例３採掘した状態で、３０重量％の水分含有量を有し、約８＋００ＢＴＵ／ｌｂの発熱量を有する石炭をオートクレーブの中に導入した。次にオートクレーブ内の圧力を１１５０ｐｓｉｇで維持し、オートクレーブ内の水蒸気の温度を５６０゜Ｆに到達させながら、高圧水蒸気をオートクレーブ中に１５分間導入した。次にオートクレーブを閉じ、石炭を１１５０ｐｓｉｇの圧力で５６０°Ｆの水蒸気圧力で１０分間熱処理した。オートクレーブ操作が完了した時、オートクレーブから内容物を取り出した。品質向上した石炭生成物は、３．９重量％の水分含有量を有し、１１６３１Ｂ　Ｔ　Ｕ　／　ｌｂの測定発熱量をもっていた。

実施例４採掘した状態で、３０重量％の水分含有量を有し、８１００ＢＴＵ／ｌｂの発熱量を有する石炭をオートクレーブの中に導入した。次にオートクレーブ内の圧力を１８００ｐｓｉｇで維持し、オートクレーブ内の水蒸気の温度を６２０’Ｆに到達させながら、高圧水蒸気をオートクレーブ中に１５分間導入した。このオートクレーブ操作中、タールを弁を通して回収し、凝縮水蒸気として形成されていた水と共に分離器へ移した。次にタールを水から分離し、そのタールは１０１１２４Ｂ　Ｔ　Ｕ　／　ｌｂの測定発熱量をもっていた。

実施例５採掘した状態で、約３０重量％の水分含有量を有し、８０００Ｂ　Ｔ　Ｕ／Ｉｂの発熱量を有する石炭を予熱室に導入した。予熱室の底から出る水蒸気が約４６５°Ｆの温度に到達するまで５００ｐｓｉｇの水蒸気を予熱室へ導入した。予熱室を大気に通じ、次に内容物を主処理オート名レープの中に入れ、１８ＱＯｐｓｉｇの水蒸気をその中に導入した。主処理オートクレーブの底の水蒸気の温度が６２０°Ｆに到達した時、オートクレーブを閉じ、石炭導入物を１０〜１５分ｐ熱処理した。オートクレーブ操作が完了した時、オートクレーブを大気に通じ、石炭内容物を取り出した。品質向上した石炭生成物は、０．４〜２．０重量％の水分含有量を有し、約１２ｊ００　Ｂ　Ｔ　Ｕ　／　ｌｂの測定発熱量をもっていた。

開示した発明の好ましい態様は、上で述べた目的を充分達成するように計画されていることは分かるであろうが、本発明の本質から離れることなく、本発明に修正、変更及び変化を行なえることは認められるであろう。

浄書（内容に変更なし）補正書の翻訳文提出書　ＣＩＲＷ鑓１Ｂ４条ノ８　）特許条長８　殿１、特許８額ノ表示　ＰＣＴ／ＵＳ９０１０６２９７３、特許出願人氏名（名称）　ケイ　−　フューエル　パートナ−シップ１０、　ａ、炭素質材料を容器に導入し、ｂ、前記容器へ高圧水蒸気を、容器の内部が約１６００ｐｓｉｇ〜１８００ｐｓｉ＠の圧力に達するまで注入し、Ｃ０容器中にその圧力を維持し、ｄ、水蒸気及び炭素質材料がら出た水及び容器内で凝縮した水蒸気温度を感知し、ｅ、凝縮した水蒸気として水を除去し、ｆ、水蒸気が約６００’Ｆ〜約６２０° Ｆの温度に達した時容器の底の弁を閉じ、前記炭素ｉｉＮ料の熱的改造を更に行うのに充分な時間非凝縮水蒸気中で処理し、そしてｇ、然る後、炭素質材料を回収する、諸工程からなる炭素質材料の水蒸気処理方法。

１３、オートクレーブ中に炭素質材料を導入し、圧力が少なくとも約８００ｐｓｉｇ〜約２４００ｐｓｉｇに到達し、オートクレーブの第二の端部から出る水蒸気の温度が少なくとも約５２０°Ｆから約６５０°Ｆまでになるまで高圧水蒸気をオートクレーブの第一の端部へ導入し、その水蒸気を炭素質材料導入物に沿ってオートクレーブの第二の端部の方へ移動させ、前記導入物から出た水及び導入水蒸気から凝縮した水をを追い出し、オートクレーブの前記第−及び第二端部を閉じて導入物を非凝縮水蒸気で、導入物中の水分及び及び揮発性有機成分の幾らかを気相へ転化させ、その化学的構造の部分的改造及びその化学的組成の変化を行なわせるのに充分な時間処理し、然る後、前記炭素質材料導入物を冷却し、高品位になった生成物を回収する諸工程からなる炭素質材料の水蒸気処理方法１４、水蒸気の温度が少なくとも約６００°Ｆから約６２０°Ｆまでである請求項１３に記載の方法。

１５、少なくとも約１７００ｐｓｉｇから約１８００ｐｓｉｇまでの圧力で行われる請求項１４に記載の方法。

１７、炭素質材料が少なくとも約５分間、温度及び圧力の非凝縮水蒸気にかけられる請求項１５に記載の方法。

１８、炭素質材料が少なくとも約１５分間、温度及び圧力の非凝縮水蒸気にかけられる請求項１５に記載の方法。

１９、上方弁を開き、オートクレーブ中に炭素質材料を導入し、オートクレーブの頂部に、圧力が約８００ｐｓｉｇ〜約２４００ｐｓｉｇの水準に達するまで高圧水蒸気を導入し、オートクレーブの底部の安全弁を開いてその圧力を維持し、炭素質材料から出た水及び凝縮水蒸気を除去し、前記水を隣接タンクへ移し、前記オートクレーブの底にある安全弁の所で約５２０°Ｆ〜約６５０°Ｆの温度に達するまで水蒸気を導入し、その水蒸気が前記温度に達しな時底の安全弁を閉じ、前記炭素質材料の熱的改造を行うのに充分な時間非凝縮水蒸気で処理し、タンクを大気に通じ、高品位になった炭素質材料を回収する諸工程からなる炭素質材料水蒸気処理方法。

２１、水蒸気温度が約１ｌｌ１００ｐｓｉであり、水蒸気温度が約６２０″Ｆである請求項１９に記載の方法。

２２、時間が約５分から約１５分までの範囲にある請求項２１に記載の方法。

２５、時間が約１５分から約２０分までの範囲にある請求項１９に記載の方法。

３４、炭素質材料を予熱室へ入れ、約２００ｐｓｉｇ〜約６００ｐｓｉｇ第−圧力の水蒸気を前記予熱室へ導入し、前記配子熱室から出る凝縮水の温度を監視検出し、前記予熱室から出る水蒸気が約４００°Ｆ〜約５００°Ｆの第一温度に達した時、水蒸気の導入を止め、前記予熱室を大気に通じ、前記予熱室から予熱された炭素質材料を主処理室へ空け、約１ｌ１００ｐｓｉ〜約２４００ｐｓｉｇの第二圧力の水蒸気を主処理室へ導入し、前記主処理室から出る水蒸気及びそれから凝縮した水の温度を監視検出し、前記主処理室を出る水蒸気が約５２０°Ｆ〜約６５０°Ｆの第二温度に達した時、前記第二圧力で非凝縮水蒸気の存在下で前記炭素質材料の熱的改造を行うのに充分な時間前記主処理室を閉じ、そして前記主処理室から処理された炭素質材料を、前記時間が完了した時に出口手段へ空ける、ことからなる炭素質材料を水蒸気処理する方法。

３７、第一温度が約４６５°Ｆから約４７５°Ｆまでの範囲にあり、第一圧力が約５００ｐｓｉｇから約５５０ｐｓｉｇまでの範囲にある請求項３４に記載の方法。

４０、第二温度が約６２０’Ｆであり、第二圧力が約１８００ｐｓｉｇである。

請求項３４に記載の方法。

４１゜時間が約５分から約１５分までの範囲にある請求項３４に記載の方法。

手続補正書（方式）特許、よ官や　平成５年２月１９日− １−事件の表示炭素質材料の水蒸気処理法及びその装置ケイ　−　フューエル　パートナ−シップ６−ネ哨三により増力口する宮野求項の数７−補正の対象図面の翻訳文法人格証明書及びその訳文各１通国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．入口及びその入口から離れた出口を有する室で、前記入口に炭素質材料を導入するための入口手段、及び前記室の前記出口から前記炭素質材科を取り出すための出口手段を有する室；前記室ヘ予め定められた圧力の水蒸気を導入するための前記室に結合された機構；前記室内の水蒸気の温度を感知するための機構；及び前記室に結合され、前記感知横構が予め定められた水蒸気温度を示すまで、前記室から水蒸気及び凝縮水を放出するように作動する弁機構で、その温度になった時閉じて、予め定められた水蒸気温度及び圧力の水蒸気の存在下で前記室内で前記炭素質材料を処理することを可能にする弁機構；を具えた炭素質材科水蒸気処理用装置。
２．炭素質材科が出口手段から室を出た時にそれを押出す機構をさらに具えている請求項１に記載の装置。
３．弁機構に結合され、凝縮水蒸気として形成された水からタールを分離するための機構をさらに具えている請求項１に記載の装置。
４．凝縮水蒸気として形成された水を、その水の温度が予め定められた値よりも低い間、廃棄部ヘ送り、さもなければ隣接室ヘ送るための三方向弁を更に具えた請求項１に記載の装置。
５．室が、長いオートクレーブ容器を有し、前記容器の一方の端に入口が配置され、前記容器の他方の反対側の端に出口が位置しており、水蒸気導入機構が前記容器に前記入口近辺で結合されており、弁機構が前記容器に前記出口近辺で結合されている請求項１に記載の装置。
６．炭素質材科が低品位石炭からなり、容器が、オートクレーブに導入された前記低品位石炭の物理的特性を、そのオートクレーブに水蒸気を添加した結果として変化させるためのオートクレーブを具え、前記低品位石炭が増大した発熱量を有することができるように前記低品位石炭の物理的特性を変化させるのに充分な温度及び圧力で前記水蒸気がオートクレーブヘ導入される請求項１に記載の装置。
７．オートクレーブを出る水蒸気温度が、約６００°Ｆ〜約６２０°Ｆである請求項６に記載の装置。
８．オートクレーブ中の圧力が約１７５０ｐｓｉｇ〜約１８００ｐｓｉｇに維持される請求項７に記載の装置。
９．予め定められた水蒸気温度が約５２０°Ｆから約６５０°Ｆまでの範囲にあり、予め定められた水蒸気圧力が約８００ｐｓｉｇから約２４００ｐｓｉｇまでの範囲にある請求項１に記載の装置。
１０．ａ．炭素質材料を容器に導入し、ｂ．前記容器ヘ高圧水蒸気を、容器の内部が予め定められた高圧に達するまで注入し、ｃ．容器中に予め定められた高圧を維持し、ｄ．水蒸気及び容器内で凝縮した水蒸気としての水の温度を感知し、ｅ．凝縮した水蒸気として水を除去し、ｆ．水蒸気が予め定められた高温に達した時容器の底の弁を閉じ、炭素質材料を予め定められた時間処理し、そしてｇ．然る後、炭素質材料を回収する、諸工程からなる炭素質材料の水蒸気処理方法。
１１．容器内の圧力が約１６００ｐｓｉｇ〜約１８００ｐｓｉｇに維持される請求項１０に記載の方法。
１２．水蒸気の温度が、容器の底の弁が閉じられる時、約６００°Ｆ〜約６２０ °Ｆである請求項１１に記載の方法。
１３．オートクレーブ中に炭素質材科を導入し、圧力が少なくとも約８００ｐｓｉｇ〜約２４００ｐｓｉｇに到達し、水蒸気の温度が少なくとも約５２０°Ｆから約６５０°Ｆまでになるまで高圧水蒸気を、その中の水分び揮発性有機成分の幾らかを気相ヘ転化させ、その化学的構造の部分的改造及びその化学的組成変化を行なわせるのに充分な時間導入し、然る後、前記炭素質材料導入物を冷却し、高品位になった生成物を回収する諸工程からなる炭素質材料の水蒸気処理方法
１４．水蒸気の予め定められた温度が少なくとも約６００°Ｆから約６２０°Ｆまでである請求項１３に記載の方法。
１５．少なくとも約１７００ｐｓｉｇから約１８００ｐｓｉｇまでの予め定められた圧力で行われる請求項１４に記載の方法。
１６．少なくとも約２３００ｐｓｉｇから約２４００ｐｓｉｇまでの圧力で行われる請求項１３に記載の方法。
１７．炭素質材料が少なくとも約５分間予め定められた温度及び予め定められた圧力にかけられる請求項１５に記載の方法。
１８．炭素質材料が少なくとも約１５分間予め定められた温度及び予め定められた圧力にかけられる請求項１５に記載の方法。
１９．上方弁を開き、オートクレーブ中に炭素質材料を導入し、オートクレーブの頂部に、圧力が予め定められた水準に達するまで高圧水蒸気を導入し、オートクレーブの底部の安全弁を開いてその圧力を維持し、凝縮水蒸気として形成された水を除去し、前記水を隣接タンクヘ移し、前記オートクレーブの底にある安全弁が予め定められた温度に達するまで水蒸気を導入し、その水蒸気が予め定められた温度に達した時底の安全弁を閉じ、予め定められた時間炭素質材料を処理し、タンクを大気に通じ、高品位になった炭素質材料を回収する諸工程からなる炭素質材科水蒸気処理方法。
２０．予め定められた水蒸気圧力が約８００ｐｓｉｇから約２４００ｐｓｉｇまでの範囲にあり、予め定められた温度が約５２０°Ｆから約６５０°Ｆまでの範囲にある請求項１９に記載の方法。
２１．予め定められた水蒸気濃度が約１８００ｐｓｉｇであり、予め定められた水蒸気温度が約６２０°Ｆである請求項１９に記載の方法。
２２．予め定められた時間が約５分から約１５分までの範囲にある請求項２１に記載の方法。
２３．高品位になった炭素質材料が高品位炭素質材料をペレット化するための押出し機を経て回収される請求項１９に記載の方法。
２４．オートクレーブ処理工程中に形成されたタールを、凝縮水蒸気として形成された水と共に回収し、前記水及びタールを、前記タール及び水を回収することができる分離機機構に移す工程を更に含む請求項１９に記載の方法。
２５．予め定められた時間が約１５分から約２０分までの範囲にある請求項１９に記載の方法。
２６．入口及びその入口から離れた出口を有する予熱室で、前記予熱室の入口に炭素質材科を導入するための予熱入口手段、及び前記予熱室の前記出口から予熱された炭素質材料を取り出すための予熱出口手段を有する予熱室；水蒸気発生機構；前記予熱室に結合され、前記予熱室ヘ第一の予め定められた圧力の水蒸気を導入するための水蒸気発生機構に結合された機構；前記予熱室を前記予熱出口手段を経て出る水蒸気から凝縮した水の温度を感知するための第一機構；入口及びその入口から離れた出口を有する主処理室で、前記予熱出口手段と前記主処理室の入口との間に結合された、前記主処理室の入口中ヘ予熱された炭素質材料を導入するための主処理入口手段、及び前記主処理室の前記出口から処理された炭素質材料を取り出すための主処理出口手段を有する主処理室；前記予熱室から出る凝縮水の第一の予め定められた温度を示す温度を感知するための第一機構により、子熱室を大気圧ヘ通じ、予熱された炭素質材料を前記予熱室出口から前記主処理室ヘ前記主処理入口手段を経て送るように作動する第一弁機構を含む予熱出口手段；前記主処理室及び水蒸気発生機構に結合された、第二の予め定められた圧力の水蒸気を前記主処室ヘ導入するための機構；及び前記主処理室を前記主処理出口手段を経て出た水蒸気から凝縮した水の温度を感知するための第二機構；を具え、然も、前記主処理出口機構は、水蒸気及びそれから凝縮した水を前記主処理室から、温度を感知するための第二手段が第二の予め定められた温度を示すまで放出するように作動する第二弁機構を含み、前記第二の温度になった時前記第二弁機構が閉じ、それによって主処理室中の炭素質材料を第二の予め定められた水蒸気温度及び圧力の水蒸気の存在下で処理することを可能にする、炭素質材科水蒸気処理用装置。
２７．予熱室ヘ水蒸気を導入する機構が熱的コンプレッサーを有する請求項２６に記載の装置。
２８．予熱出口手段が、予熱室の出口と第一弁機構との間に結合された第一フィルター機構を含み、前記第一フィルター機構が第一フィルター機構からの凝縮水を水蒸気発生機構ヘ戻してその中の供給水として用いるための出口手段を有する請求項２６に記載の装置。
２９．主処理出口手段が、主処理室の出口と第二弁機構との間に結合された第二フィルター機構、及び第二フィルター機構に結合され、前記第二フィルター機構の水から水蒸気を更にフラッシュ除去し、前記第二フィルター機構中の水からワックスとタールとを分離し、更に水蒸気を予熱室の水蒸気導入機構ヘ戻すための除去機構を更に有する請求項２６に記載の装置。
３０．除去機構が、第二フィルター機構中の水から分離されたワックスとタールを水蒸気発生機構ヘその中で加熱用燃料として用いるために戻す機構を有する請求項２９に記載の装置。
３１．第二フィルタ一機構中の水から更に水蒸気をフラッシュ除去する除去手段が、第一フラッシュポット及び第二フラッシュポットを具え、然も、前記第一フラッシュポットは、第二フィルター機構から水及びそれと混合されたタール及びワックスを受け取るために結合された入口、水蒸気を予熱室ヘ導入するための機構にフラッシュ除去された水蒸気を送るために結合された第一出口、第二フラッシュポットの入口ヘ水、ワックス及びタールを送るために結合された第二出口を有し、前記第二フラッシュポットは、フラッシュ除去された水蒸気を予熱室ヘの水蒸気導入機構ヘ送るために結合された第一出口、及び水、ワックス及びタールを水からワックス及びタールを分離するための機構ヘ送るために結合された第二出口を有する、請求項２９に記載の装置。
３２．第一フィルター機構が、フィルタースクリーン、及び前記スクリーンを清浄にするための水蒸気を選択的に受けるための水蒸気発生機構に結合されたフィルター入口を更に有する請求項２８に記載の装置。
３３．第二フィルター機構が、フィルタースクリーン、及び前記スクリーンを清浄にするための水蒸気を選択的に受けるための水蒸気発生機構に結合されたフィルター入口を更に有する請求項２９に記載の装置。
３４．炭素質材料を予熱室ヘ入れ、第一の予め定められた圧力の水蒸気を前記予熱室ヘ導入し、前記記予熱室から出る水蒸気及びそれから凝縮した水の温度を監視検出し、前記予熱室から出る水蒸気が第一の予め定められた温度に達した時、水蒸気の導入を止め、前記予熱室を大気に通じ、前記予熱室から予熱された炭素質材料を主処理室ヘ空け、第二の予め定められた圧力の水蒸気を主処理室ヘ導入し、前記主処理室から出る水蒸気及びそれから凝縮した水の温度を監視検出し、前記主処理室を出る水蒸気が第二の予め定められた温度に達した時、第二の予め定められた圧力で予め定められた時間前記主処理室を閉じ、そして前記主処理室から処理された炭素質材料を、予め定められた時間が完了した時に出口手段ヘ空ける、ことからなる炭素質材料を水蒸気処理する方法。
３５．第一の予め定められた温度が約４００°Ｆから約５００°Ｆまでの範囲にある請求項３４に記載の方法。
３６．第一の予め定められた圧力が約２００ｐｓｉｇから約６００ｐｓｉｇまでの範囲にある請求項３４に記載の方法。
３７．第一の予め定められた温度が約４６５°Ｆから約４７５°Ｆまでの範囲にあり、第一の予め定められた圧力が約５００ｐｓｉｇから約５５０ｐｓｉｇまでの範囲にある請求項３４に記載の方法。
３８．第二の予め定められた温度が約５２０°Ｆから約６５０°Ｆまでの範囲にある請求項３４に記載の方法。
３９．第二の予め定められた圧力が約８００ｐｓｉｇから約２４００ｐｓｉｇまでの範囲にある請求項３４に記載の方法。
４０．第二の予め定められた温炭が約６２０°Ｆであり、第二の予め定められた圧力が約１８００ｐｓｉｇである。請求項３４に記載の方法。
４１．予め定められた時間が約５分から約１５分までの範囲にある請求項３４に記載の方法。
４２．予熱室を出た水を水蒸気発生器ヘ、そこで供給水として用いるために戻す工程を更に含む請求項３４に記載の方法。
４３．主処理容器を出る水を、減少した圧力でフラッシュポット機構ヘ導入して前記水から水蒸気を更にフラッシュ除去し、前記水蒸気を予熱室ヘ、そこで使用するために戻す工程を更に含む請求項３４に記載の方法。
４４．主処理室を出る水からワックス及びタールを分離し、前記ワックス及びタールを水蒸気発生器ヘ、そこでの燃料として用いるために送る工程を更に含む請求項３４に記載の方法。