JPH06184565A - 石炭の急速熱分解チャーの利用方法 - Google Patents
石炭の急速熱分解チャーの利用方法Info
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- JPH06184565A JPH06184565A JP33921892A JP33921892A JPH06184565A JP H06184565 A JPH06184565 A JP H06184565A JP 33921892 A JP33921892 A JP 33921892A JP 33921892 A JP33921892 A JP 33921892A JP H06184565 A JPH06184565 A JP H06184565A
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 石炭の急速熱分解チャー自体が持っている水
素を取り出して、合理的に利用する技術としての石炭の
急速熱分解チャーの利用方法を提供する。 【構成】 石炭を雰囲気ガスの最高温度６００〜１００
０℃で急速熱分解して得られたチャーを、その後、８０
０℃以上で熱処理し、水素富化ガスと多孔質炭材を得る
ことを特徴とする石炭の急速熱分解チャーの利用方法に
より達成される。 【効果】 水素富化ガスおよび多孔質炭材を生成するこ
とができ、当該水素富化ガスは、すでに確立されている
技術による水素ガスの高純度化処理用の水素製造用原料
に、当該多孔質炭材は、活性炭原料として有効かつクリ
ーンに利用できる点で優れたものである。
素を取り出して、合理的に利用する技術としての石炭の
急速熱分解チャーの利用方法を提供する。 【構成】 石炭を雰囲気ガスの最高温度６００〜１００
０℃で急速熱分解して得られたチャーを、その後、８０
０℃以上で熱処理し、水素富化ガスと多孔質炭材を得る
ことを特徴とする石炭の急速熱分解チャーの利用方法に
より達成される。 【効果】 水素富化ガスおよび多孔質炭材を生成するこ
とができ、当該水素富化ガスは、すでに確立されている
技術による水素ガスの高純度化処理用の水素製造用原料
に、当該多孔質炭材は、活性炭原料として有効かつクリ
ーンに利用できる点で優れたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な石炭の急速熱分
解チャーの利用方法に関するものである。
解チャーの利用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、石炭からコークスを製造する技
術、液体および気体を主産物とする石炭の液化およびガ
ス化技術がある。例えば、米国のＨｙｇａｓ（Institut
e of GasTechnology)では、１０１０℃で７０気圧程度
での流動層でのガス化、日本のＮＥＤＯでの石炭複合発
電では、１３００〜１６００℃で２０〜３０気圧でのガ
ス化を行っている。しかしながらコークスを除いて、石
炭の液化およびガス化技術は、いずれも高温、高圧下で
行われている。
術、液体および気体を主産物とする石炭の液化およびガ
ス化技術がある。例えば、米国のＨｙｇａｓ（Institut
e of GasTechnology)では、１０１０℃で７０気圧程度
での流動層でのガス化、日本のＮＥＤＯでの石炭複合発
電では、１３００〜１６００℃で２０〜３０気圧でのガ
ス化を行っている。しかしながらコークスを除いて、石
炭の液化およびガス化技術は、いずれも高温、高圧下で
行われている。
【０００３】したがって、本発明者らは、上記石炭の液
化およびガス化技術において、石炭から有用な生成物を
効率よく生産する技術について鋭意研究した結果、石炭
を１０3 ℃／ｍｉｎ以上の急速加熱することにより、１
０気圧以下でも２００気圧程度の加圧下と同じ程度の有
用な気体および液体生成物が多量に得られることを見出
だし、このことにより、高圧下で行うことなく、石炭を
１０気圧以下で１０3℃／ｍｉｎ以上の急速加熱するこ
とにより高圧下と同程度多量の気体および液体生成物が
得られることを特徴とする石炭の急速熱分解方法を見出
だした。
化およびガス化技術において、石炭から有用な生成物を
効率よく生産する技術について鋭意研究した結果、石炭
を１０3 ℃／ｍｉｎ以上の急速加熱することにより、１
０気圧以下でも２００気圧程度の加圧下と同じ程度の有
用な気体および液体生成物が多量に得られることを見出
だし、このことにより、高圧下で行うことなく、石炭を
１０気圧以下で１０3℃／ｍｉｎ以上の急速加熱するこ
とにより高圧下と同程度多量の気体および液体生成物が
得られることを特徴とする石炭の急速熱分解方法を見出
だした。
【０００４】上記方法により石炭を急速熱分解処理する
と、固体（主にチャー）、液体および気体が生成してく
る。これらのうち石炭の急速熱分解チャーにおいては、
コークス原料として有効利用が図られている。同様に、
従来の熱分解処理により発生したチャーにおいてもコー
クス原料として利用されるか、または当該チャーに水蒸
気を添加して水性ガスを生成することに用いられてい
た。
と、固体（主にチャー）、液体および気体が生成してく
る。これらのうち石炭の急速熱分解チャーにおいては、
コークス原料として有効利用が図られている。同様に、
従来の熱分解処理により発生したチャーにおいてもコー
クス原料として利用されるか、または当該チャーに水蒸
気を添加して水性ガスを生成することに用いられてい
た。
【０００５】しかしながら、いずれにしても当該チャー
自体を水素源として有効に利用する考えなく、当該チャ
ー自体が持っている水素を取り出して、合理的に利用す
る技術については、何ら報告された例はなかった。
自体を水素源として有効に利用する考えなく、当該チャ
ー自体が持っている水素を取り出して、合理的に利用す
る技術については、何ら報告された例はなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、このような従来技術の現状に鑑み、新規な石炭
の急速熱分解チャーの利用方法を提供することにある。
目的は、このような従来技術の現状に鑑み、新規な石炭
の急速熱分解チャーの利用方法を提供することにある。
【０００７】また本発明は、石炭の急速熱分解チャー自
体が持っている水素を取り出して、合理的に利用する技
術としての石炭の急速熱分解チャーの利用方法を提供す
ることにある。
体が持っている水素を取り出して、合理的に利用する技
術としての石炭の急速熱分解チャーの利用方法を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために、石炭の急速熱分解チャーを合理的に
利用する技術について鋭意研究した結果、石炭を１０気
圧以下で１０3 ℃／ｍｉｎ以上の昇温速度で急速加熱す
ることにより、従来技術のように高圧下で行うことな
く、有用な気体および液体生成物を多量に得ることので
きる石炭の急速熱分解方法を見出したが、さらに当該石
炭の急速熱分解方法において石炭の熱分解を比較的低温
で行うことにより、当該急速熱分解方法で得られるガス
がメタンリッチな高カロリーガスになるとともに、急速
熱分解チャーの揮発分の水素濃度を高くすることができ
ることを見出だし、その後、当該急速熱分解チャーを再
度適当な条件で熱処理することにより、水素リッチガス
として取り出せると共に炭材を活性炭原料として利用で
きることを知り、この知見に基づき本発明を完成するに
至ったものである。
を達成するために、石炭の急速熱分解チャーを合理的に
利用する技術について鋭意研究した結果、石炭を１０気
圧以下で１０3 ℃／ｍｉｎ以上の昇温速度で急速加熱す
ることにより、従来技術のように高圧下で行うことな
く、有用な気体および液体生成物を多量に得ることので
きる石炭の急速熱分解方法を見出したが、さらに当該石
炭の急速熱分解方法において石炭の熱分解を比較的低温
で行うことにより、当該急速熱分解方法で得られるガス
がメタンリッチな高カロリーガスになるとともに、急速
熱分解チャーの揮発分の水素濃度を高くすることができ
ることを見出だし、その後、当該急速熱分解チャーを再
度適当な条件で熱処理することにより、水素リッチガス
として取り出せると共に炭材を活性炭原料として利用で
きることを知り、この知見に基づき本発明を完成するに
至ったものである。
【０００９】すなわち、本発明の目的は、（１）石炭を
雰囲気ガスの最高温度６００〜１０００℃で急速熱分解
して得られたチャーを、その後８００℃以上で熱処理
し、水素富化ガスと多孔質炭材を得ることを特徴とする
石炭の急速熱分解チャーの利用方法により達成される。
雰囲気ガスの最高温度６００〜１０００℃で急速熱分解
して得られたチャーを、その後８００℃以上で熱処理
し、水素富化ガスと多孔質炭材を得ることを特徴とする
石炭の急速熱分解チャーの利用方法により達成される。
【００１０】また、本発明の目的は、（２）石炭の急速
熱分解工程における雰囲気ガスの最高温度が６００〜８
００℃である上記（１）に示す石炭の急速熱分解チャー
の利用方法によっても達成される。
熱分解工程における雰囲気ガスの最高温度が６００〜８
００℃である上記（１）に示す石炭の急速熱分解チャー
の利用方法によっても達成される。
【００１１】さらに、本発明の目的は、（３）石炭の急
速熱分解工程における石炭が、粒度５００μｍ以下の粒
子である上記（１）または（２）に示す石炭の急速熱分
解チャーの利用方法によっても達成される。
速熱分解工程における石炭が、粒度５００μｍ以下の粒
子である上記（１）または（２）に示す石炭の急速熱分
解チャーの利用方法によっても達成される。
【００１２】さらにまた、本発明の目的は、（４）石炭
の急速熱分解工程における昇温速度が、１０3 ℃／ｍｉ
ｎ以上である上記（１）ないし（３）のいずれか一つに
示す石炭の急速熱分解チャーの利用方法によっても達成
される。
の急速熱分解工程における昇温速度が、１０3 ℃／ｍｉ
ｎ以上である上記（１）ないし（３）のいずれか一つに
示す石炭の急速熱分解チャーの利用方法によっても達成
される。
【００１３】さらに、本発明の目的は、（５）石炭の急
速熱分解チャーの熱処理温度が、８００℃以上である上
記（１）ないし（４）のいずれか一つに示す石炭の急速
熱分解チャーの利用方法によっても達成される。
速熱分解チャーの熱処理温度が、８００℃以上である上
記（１）ないし（４）のいずれか一つに示す石炭の急速
熱分解チャーの利用方法によっても達成される。
【００１４】
【作用】以下、本発明を実施態様に基づき、より詳細に
説明する。
説明する。
【００１５】まず、本発明に係る石炭の急速熱分解チャ
ーの利用方法において、まず石炭の急速熱分解工程によ
りチャーを製造するための石炭の急速熱分解装置の一実
施態様の構成を模式的に表わす使用状態図を図１に示
す。
ーの利用方法において、まず石炭の急速熱分解工程によ
りチャーを製造するための石炭の急速熱分解装置の一実
施態様の構成を模式的に表わす使用状態図を図１に示
す。
【００１６】図１に示すように石炭急速熱分解装置１と
しては、まず熱分解反応器２があり、当該熱分解反応器
２上部には、フィーダー３を介して石炭ホッパー４が設
置されている。また当該熱分解反応器２の上部側面には
ガス供給口５が設けられ、当該ガス供給口５とガス予熱
管６のガス排気口７とが配管８により連結されている。
また、ガス予熱管６のガス供給口９はガスボンベ１０に
配管１１により連結されている。さらに、熱分解反応器
２およびガス予熱管６の側面外周部には一定間隔を開け
て全周に加熱器として反応器ヒータ１２および予熱管ヒ
ータ１３がそれぞれ設置されている。
しては、まず熱分解反応器２があり、当該熱分解反応器
２上部には、フィーダー３を介して石炭ホッパー４が設
置されている。また当該熱分解反応器２の上部側面には
ガス供給口５が設けられ、当該ガス供給口５とガス予熱
管６のガス排気口７とが配管８により連結されている。
また、ガス予熱管６のガス供給口９はガスボンベ１０に
配管１１により連結されている。さらに、熱分解反応器
２およびガス予熱管６の側面外周部には一定間隔を開け
て全周に加熱器として反応器ヒータ１２および予熱管ヒ
ータ１３がそれぞれ設置されている。
【００１７】また、熱分解反応器２の下部には石炭の生
成物取出口１４が設けられ、当該生成物取出口１４とチ
ャーベッセル１５とが配管１６で連結されている。同様
にチャーベッセル１５から順にサイクロン１７付きチャ
ーベッセル１８、第１のタールポット１９ａ、第２のタ
ールポット１９ｂ、第３のタールポット１９ｃ、タール
フィルター２０およびガスメーター２１を経てガス分析
器（図示せず）がそれぞれ配管２２、２３、２４、２
５、２６および２７により連結されている。また該配管
１６の外周部には熱交換用の配管２８が設置され、当該
配管２８の一端は上記配管１１経路上に３ポート切換弁
２９により連結されており、また当該配管２８の経路上
にはブロアー３０が設けられて、当該配管２８の他端は
上記配管２７と３ポート切換弁３１により連結されてい
る。さらに配管２３の外周部には水冷式冷却管３２が配
置されている。
成物取出口１４が設けられ、当該生成物取出口１４とチ
ャーベッセル１５とが配管１６で連結されている。同様
にチャーベッセル１５から順にサイクロン１７付きチャ
ーベッセル１８、第１のタールポット１９ａ、第２のタ
ールポット１９ｂ、第３のタールポット１９ｃ、タール
フィルター２０およびガスメーター２１を経てガス分析
器（図示せず）がそれぞれ配管２２、２３、２４、２
５、２６および２７により連結されている。また該配管
１６の外周部には熱交換用の配管２８が設置され、当該
配管２８の一端は上記配管１１経路上に３ポート切換弁
２９により連結されており、また当該配管２８の経路上
にはブロアー３０が設けられて、当該配管２８の他端は
上記配管２７と３ポート切換弁３１により連結されてい
る。さらに配管２３の外周部には水冷式冷却管３２が配
置されている。
【００１８】また、上記ブロアー３０から３ポート切換
弁３１までの配管２８から分岐した配管３３は、ガスメ
ーター２１と３ポート切換弁３１との間の配管２７に接
続されており、当該配管３３の経路上には開閉弁３４が
設けられている。また、上記フィーダー３および石炭ホ
ッパー４には、ブロアー３０の送風口側の配管２８より
分岐した配管３５が接続されている。
弁３１までの配管２８から分岐した配管３３は、ガスメ
ーター２１と３ポート切換弁３１との間の配管２７に接
続されており、当該配管３３の経路上には開閉弁３４が
設けられている。また、上記フィーダー３および石炭ホ
ッパー４には、ブロアー３０の送風口側の配管２８より
分岐した配管３５が接続されている。
【００１９】上記構成を有する石炭急速熱分解装置１を
使用して、石炭を急速熱分解してチャー等を得るには、
まず石炭ホッパー４に原料石炭を装入した後、当該石炭
ホッパー４で石炭を粉砕して一定の粒度以下に破砕され
た粉末状の石炭粒子を、フィーダー３を通して熱分解反
応器２に落下装入させる。なお上記フィーダー３および
石炭ホッパー４には、必要とする生成物の内容にあわせ
て配管３５より一定量の石炭ガスを送風することで、当
該石炭のフィーダーからの切り出しを容易ならしめ、熱
分解反応器２への当該石炭粒子の落下装入速度の調整に
も利用することができる。
使用して、石炭を急速熱分解してチャー等を得るには、
まず石炭ホッパー４に原料石炭を装入した後、当該石炭
ホッパー４で石炭を粉砕して一定の粒度以下に破砕され
た粉末状の石炭粒子を、フィーダー３を通して熱分解反
応器２に落下装入させる。なお上記フィーダー３および
石炭ホッパー４には、必要とする生成物の内容にあわせ
て配管３５より一定量の石炭ガスを送風することで、当
該石炭のフィーダーからの切り出しを容易ならしめ、熱
分解反応器２への当該石炭粒子の落下装入速度の調整に
も利用することができる。
【００２０】続いて、予め所定の温度にヒータ１２によ
り加熱された熱分解反応器２内に落下装入された石炭粒
子は、上記当該ガス供給口５より供給されるガス予熱管
６により約５００〜１１００程度に予熱された雰囲気ガ
スと混合され、不活性または還元性雰囲気下で、１０気
圧以下で１０3 ℃／ｍｉｎ以上の昇温速度で、滞留時間
０．５〜１０秒の範囲内で熱分解反応器２内を落下させ
ることにより熱分解処理される。
り加熱された熱分解反応器２内に落下装入された石炭粒
子は、上記当該ガス供給口５より供給されるガス予熱管
６により約５００〜１１００程度に予熱された雰囲気ガ
スと混合され、不活性または還元性雰囲気下で、１０気
圧以下で１０3 ℃／ｍｉｎ以上の昇温速度で、滞留時間
０．５〜１０秒の範囲内で熱分解反応器２内を落下させ
ることにより熱分解処理される。
【００２１】その後、配管１６を通過する際に配管２８
の石炭ガスとの熱交換により熱分解された石炭の生成物
は、約３００〜７００℃まで冷却され、上記チャーベッ
セル１５で当該石炭生成物中の固体成分（主にチャー）
が捕集され、続いてサイクロン１７に送られ石炭の生成
物としてのガス化成分に一部残留している当該石炭生成
物中の固体成分を完全にチャーベッセル１８で捕集す
る。
の石炭ガスとの熱交換により熱分解された石炭の生成物
は、約３００〜７００℃まで冷却され、上記チャーベッ
セル１５で当該石炭生成物中の固体成分（主にチャー）
が捕集され、続いてサイクロン１７に送られ石炭の生成
物としてのガス化成分に一部残留している当該石炭生成
物中の固体成分を完全にチャーベッセル１８で捕集す
る。
【００２２】続いて、固体成分の除かれた上記ガス化成
分を、配管２３を通過させる際に水冷式冷却管３２によ
り室温〜８０℃まで冷却してタールポット１９ａに送
り、当該ガス化成分の一部をタール成分（液状生成物）
として捕集し、同様にして順次タールポット１９ｂ、１
９ｃで凝縮させて、ほぼ完全にタール成分を捕集した
後、タールフィルター２０で完全にタール成分を捕集す
る。
分を、配管２３を通過させる際に水冷式冷却管３２によ
り室温〜８０℃まで冷却してタールポット１９ａに送
り、当該ガス化成分の一部をタール成分（液状生成物）
として捕集し、同様にして順次タールポット１９ｂ、１
９ｃで凝縮させて、ほぼ完全にタール成分を捕集した
後、タールフィルター２０で完全にタール成分を捕集す
る。
【００２３】その後、石炭の生成物の残りである低温の
ガス化成分は、ガスメーター２１を経てガス分析器（図
示せず）に送りベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴ
Ｘ）および炭化水素ガス（ＨＣＧ）として捕集するか、
あるいは当該低温のガス化成分を３ポート切換弁３１を
調節することにより、ガス予熱管６を経て熱分解反応器
２に循環させて、石炭ガスとして石炭の急速熱分解反応
に利用することができるものである。
ガス化成分は、ガスメーター２１を経てガス分析器（図
示せず）に送りベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴ
Ｘ）および炭化水素ガス（ＨＣＧ）として捕集するか、
あるいは当該低温のガス化成分を３ポート切換弁３１を
調節することにより、ガス予熱管６を経て熱分解反応器
２に循環させて、石炭ガスとして石炭の急速熱分解反応
に利用することができるものである。
【００２４】したがって、本発明の石炭の急速熱分解チ
ャーの利用方法における当該急速熱分解チャーの製造に
おいて使用される原料石炭としては、特に限定されるも
のでなく、無煙炭、半無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭
等の非微粘結炭が利用できる。好ましくは、揮発分の含
有率の多い瀝青炭、亜瀝青炭等である。
ャーの利用方法における当該急速熱分解チャーの製造に
おいて使用される原料石炭としては、特に限定されるも
のでなく、無煙炭、半無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭
等の非微粘結炭が利用できる。好ましくは、揮発分の含
有率の多い瀝青炭、亜瀝青炭等である。
【００２５】また石炭ホッパー４により破砕された原料
石炭粒子の粒度としては、通常５００μｍ以下、好まし
くは１００μｍ以下である。
石炭粒子の粒度としては、通常５００μｍ以下、好まし
くは１００μｍ以下である。
【００２６】次に、ガス予熱管６により予熱されるガス
としては、不活性または還元性ガスが用いられる。当該
不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス等が用いられ、
また当該還元性ガスとしては水素、一酸化炭素等が使用
されるが、上記急速熱分解装置１の連続運転により生成
するベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴＸ）および炭
化水素ガス（ＨＣＧ）等のガス化成分を石炭ガスとして
循環させて再利用させても良い。また、当該ガス予熱管
により当該ガスは、通常５００〜１１００℃、好ましく
は７００〜９００℃まで予熱して用いられる。
としては、不活性または還元性ガスが用いられる。当該
不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス等が用いられ、
また当該還元性ガスとしては水素、一酸化炭素等が使用
されるが、上記急速熱分解装置１の連続運転により生成
するベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴＸ）および炭
化水素ガス（ＨＣＧ）等のガス化成分を石炭ガスとして
循環させて再利用させても良い。また、当該ガス予熱管
により当該ガスは、通常５００〜１１００℃、好ましく
は７００〜９００℃まで予熱して用いられる。
【００２７】さらに、本発明の石炭の急速熱分解チャー
の利用方法における当該急速熱分解チャーの製造につい
ての石炭の急速熱分解条件としては、石炭の急速熱分解
を比較的低温で行うことにより、当該急速熱分解方法で
得られるガスがメタンリッチな高カロリーガスになると
ともに、急速熱分解チャーの揮発分の水素濃度を高くす
ることができることから、熱分解反応器２を上記石炭粒
子が落下する際に、反応器内圧力が通常１０気圧以下、
好ましくは１〜５気圧、石炭粒子の昇温速度が通常１０
3 ℃／ｍｉｎ以上、好ましくは１０3 〜１０7 ℃／ｍｉ
ｎ、より好ましくは１０3 〜１０4 ℃／ｍｉｎであり、
さらに反応器２内の雰囲気ガスの最高温度（石炭粒子の
最終到達温度に相当）は通常６００〜１０００℃、好ま
しくは６００〜８００℃、また石炭粒子の反応器２内の
滞留時間は、通常０．５〜１０秒、好ましくは１〜５
秒、より好ましくは２〜３秒の範囲内である。上記条件
下で石炭粒子を急速に熱分解することで、有用なチャー
成分を多量に得ることができるものである。なお、ここ
で石炭の急速熱分解における石炭粒子の昇温速度は、以
下に示す昇温速度計算式により算出したものである。
の利用方法における当該急速熱分解チャーの製造につい
ての石炭の急速熱分解条件としては、石炭の急速熱分解
を比較的低温で行うことにより、当該急速熱分解方法で
得られるガスがメタンリッチな高カロリーガスになると
ともに、急速熱分解チャーの揮発分の水素濃度を高くす
ることができることから、熱分解反応器２を上記石炭粒
子が落下する際に、反応器内圧力が通常１０気圧以下、
好ましくは１〜５気圧、石炭粒子の昇温速度が通常１０
3 ℃／ｍｉｎ以上、好ましくは１０3 〜１０7 ℃／ｍｉ
ｎ、より好ましくは１０3 〜１０4 ℃／ｍｉｎであり、
さらに反応器２内の雰囲気ガスの最高温度（石炭粒子の
最終到達温度に相当）は通常６００〜１０００℃、好ま
しくは６００〜８００℃、また石炭粒子の反応器２内の
滞留時間は、通常０．５〜１０秒、好ましくは１〜５
秒、より好ましくは２〜３秒の範囲内である。上記条件
下で石炭粒子を急速に熱分解することで、有用なチャー
成分を多量に得ることができるものである。なお、ここ
で石炭の急速熱分解における石炭粒子の昇温速度は、以
下に示す昇温速度計算式により算出したものである。
【００２８】
【数１】
【００２９】なお、上記昇温速度計算式においては、粒
子の部分的な温度変化はないものとし、また熱分解反応
による密度、比熱等の物性値の変化もないものとして規
定したものである。
子の部分的な温度変化はないものとし、また熱分解反応
による密度、比熱等の物性値の変化もないものとして規
定したものである。
【００３０】次に、本発明の石炭の急速熱分解チャーの
利用方法において、上述の石炭の急速熱分解により得ら
れたチャーは、その後、熱処理装置において特定条件下
で熱処理されることで、水素富化ガスおよび多孔質な炭
材に改質されるものである。
利用方法において、上述の石炭の急速熱分解により得ら
れたチャーは、その後、熱処理装置において特定条件下
で熱処理されることで、水素富化ガスおよび多孔質な炭
材に改質されるものである。
【００３１】上記熱処理条件としては、不活性あるいは
大気ガス雰囲気下で、通常８００℃以上、好ましくは、
１０００℃以上である。該熱処理装置としては、特に限
定されるものでなく、例えば、雰囲気炉等の公知の熱処
理炉等を利用することで、石炭の急速熱分解チャーを熱
処理し、当該急速熱分解チャーより水素濃度の高い揮発
分としての水素富化ガスを取り出し、当該水素富化ガス
を好適に捕集することができるものであればよく、好ま
しくは、当該捕集した水素富化ガスを、例えば、プレッ
シャースウィングアドソープション等の水素の高純度化
技術により連続して処理できる水素高純度化処理装置に
連結されてなるものである。
大気ガス雰囲気下で、通常８００℃以上、好ましくは、
１０００℃以上である。該熱処理装置としては、特に限
定されるものでなく、例えば、雰囲気炉等の公知の熱処
理炉等を利用することで、石炭の急速熱分解チャーを熱
処理し、当該急速熱分解チャーより水素濃度の高い揮発
分としての水素富化ガスを取り出し、当該水素富化ガス
を好適に捕集することができるものであればよく、好ま
しくは、当該捕集した水素富化ガスを、例えば、プレッ
シャースウィングアドソープション等の水素の高純度化
技術により連続して処理できる水素高純度化処理装置に
連結されてなるものである。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の実施例について述べる。
【００３３】実施例１ まず初めに、図１に示す石炭の急速熱分解装置１を用い
て、石炭の急速熱分解を行いチャーを製造した。
て、石炭の急速熱分解を行いチャーを製造した。
【００３４】本実施例１では、まず石炭ホッパー４に原
料石炭として、豪州の一般炭で揮発分（ＶＭ）４８％の
石炭を石炭供給量５ｋｇ／ｈｒとして装入した後、該石
炭ホッパー４で該石炭を粉砕して粒径１００μｍ以下
（１００％）に破砕された粉末状の石炭粒子を、フィー
ダー３を通して熱分解反応器２に落下装入した。続い
て、雰囲気ガスの最高温度が８００℃となるように加熱
された熱分解反応器２内に落下装入された上記石炭粒子
は、上記該ガス供給口５より約２００℃程度に予熱され
た熱分解反応により生成した石炭ガスを１５リッター／
ｍｉｎとして循環使用（石炭ガス生成までは窒素ガスを
使用）することによる還元性（不活性）雰囲気下で、滞
留時間を２ｓｅｃとして、圧力を１気圧で、さらに昇温
速度を１０3℃／ｍｉｎとして急速熱分解処理を行っ
た。
料石炭として、豪州の一般炭で揮発分（ＶＭ）４８％の
石炭を石炭供給量５ｋｇ／ｈｒとして装入した後、該石
炭ホッパー４で該石炭を粉砕して粒径１００μｍ以下
（１００％）に破砕された粉末状の石炭粒子を、フィー
ダー３を通して熱分解反応器２に落下装入した。続い
て、雰囲気ガスの最高温度が８００℃となるように加熱
された熱分解反応器２内に落下装入された上記石炭粒子
は、上記該ガス供給口５より約２００℃程度に予熱され
た熱分解反応により生成した石炭ガスを１５リッター／
ｍｉｎとして循環使用（石炭ガス生成までは窒素ガスを
使用）することによる還元性（不活性）雰囲気下で、滞
留時間を２ｓｅｃとして、圧力を１気圧で、さらに昇温
速度を１０3℃／ｍｉｎとして急速熱分解処理を行っ
た。
【００３５】上記急速熱分解装置１の操作によりチャー
ベッセル１５および１８で捕集されたチャー成分の揮発
分（ＶＭ）を測定した結果、ＶＭ＝２０％であった。さ
らに急速熱分解により得られた発生ガスのガス量および
成分を測定した。得られた結果を図２に示す。また、当
該急速熱分解処理により得られたチャー表面を観察し
た。
ベッセル１５および１８で捕集されたチャー成分の揮発
分（ＶＭ）を測定した結果、ＶＭ＝２０％であった。さ
らに急速熱分解により得られた発生ガスのガス量および
成分を測定した。得られた結果を図２に示す。また、当
該急速熱分解処理により得られたチャー表面を観察し
た。
【００３６】続いて、上記チャーベッセル１５および１
８で捕集されたチャー成分をガス添加することなく、１
０００℃で４時間、圧力を１気圧として、熱処理炉を用
いて熱処理を行った。
８で捕集されたチャー成分をガス添加することなく、１
０００℃で４時間、圧力を１気圧として、熱処理炉を用
いて熱処理を行った。
【００３７】上記熱処理により得られた炭材成分（チャ
ー）の揮発分（ＶＭ）を測定した結果、ＶＭ＝１％であ
った。さらに当該熱処理により得られた発生ガスのガス
量および成分を測定した。得られた結果を図２に示す。
また、当該熱処理により得られた炭材表面を観察した結
果、上記急速熱分解処理により得られたチャー表面に比
して多孔質な状態となっていることが電子顕微鏡による
観察で確認された。
ー）の揮発分（ＶＭ）を測定した結果、ＶＭ＝１％であ
った。さらに当該熱処理により得られた発生ガスのガス
量および成分を測定した。得られた結果を図２に示す。
また、当該熱処理により得られた炭材表面を観察した結
果、上記急速熱分解処理により得られたチャー表面に比
して多孔質な状態となっていることが電子顕微鏡による
観察で確認された。
【００３８】以上の結果から、比較的低温で急速に熱処
理して得られたチャーを、その後、比較的高温で熱処理
することで、水素富化ガスおよび多孔質炭材を生成する
ことができることが確認できた。
理して得られたチャーを、その後、比較的高温で熱処理
することで、水素富化ガスおよび多孔質炭材を生成する
ことができることが確認できた。
【００３９】
【発明の効果】本発明により、石炭を比較的低温で急速
に熱処理して得られたチャーを、その後、比較的高温で
熱処理することで、該急速熱処理チャーを有効かつクリ
ーンに利用できる。
に熱処理して得られたチャーを、その後、比較的高温で
熱処理することで、該急速熱処理チャーを有効かつクリ
ーンに利用できる。
【００４０】より詳しくは、石炭を比較的低温で急速に
熱処理して得られたチャーを、その後、比較的高温で熱
処理することで、水素富化ガスおよび多孔質炭材を生成
することができるため、当該水素富化ガスは、プレッシ
ャースイングアドソープション等として開示されている
技術による水素ガスの高純度化処理用の水素製造用原料
として、当該多孔質炭材は、活性炭原料として有効かつ
クリーンに利用できる点で優れたものである。さらに従
来の熱処理方法によるチャーの利用方法であるコークス
原料としての用途に主に用いられていた該チャーの利用
範囲を拡大できるものである。
熱処理して得られたチャーを、その後、比較的高温で熱
処理することで、水素富化ガスおよび多孔質炭材を生成
することができるため、当該水素富化ガスは、プレッシ
ャースイングアドソープション等として開示されている
技術による水素ガスの高純度化処理用の水素製造用原料
として、当該多孔質炭材は、活性炭原料として有効かつ
クリーンに利用できる点で優れたものである。さらに従
来の熱処理方法によるチャーの利用方法であるコークス
原料としての用途に主に用いられていた該チャーの利用
範囲を拡大できるものである。
【図１】図１は、本発明に係る石炭の急速熱分解チャー
の利用方法において、まず石炭の急速熱分解工程により
チャーを製造するための石炭の急速熱分解装置の一実施
態様の構成を模式的に表わす使用状態図。
の利用方法において、まず石炭の急速熱分解工程により
チャーを製造するための石炭の急速熱分解装置の一実施
態様の構成を模式的に表わす使用状態図。
【図２】図２は、本実施例による急速熱処理および該急
速熱処理後の熱処理により得られた発生ガスのガス量お
よび成分を示すグラフ。
速熱処理後の熱処理により得られた発生ガスのガス量お
よび成分を示すグラフ。
１…石炭急速熱分解装置 ２…熱分解反応器 ３…フィーダー ４…石炭ホッパー ５、９…ガス供給口 ６…ガス予熱管 ７…ガス排気口 １０…ガスボンベ １２…反応器ヒータ １３…予熱管ヒータ １４…生成物取出口 １５、１８…チャー
ベッセル １７…サイクロン １９ａ、１９ｂ、１
９ｃ…タールポット ２０…タールフィルター ２１…ガスメーター ２９、３１…３ポート切換弁 ３０…ブロアー ３２…水冷式冷却管 ３４…開閉弁 ８、１１、１６、２２、２３、２４、２５、２６、２
７、２８、３３、３５…配管
ベッセル １７…サイクロン １９ａ、１９ｂ、１
９ｃ…タールポット ２０…タールフィルター ２１…ガスメーター ２９、３１…３ポート切換弁 ３０…ブロアー ３２…水冷式冷却管 ３４…開閉弁 ８、１１、１６、２２、２３、２４、２５、２６、２
７、２８、３３、３５…配管
Claims (5)
- 【請求項１】 石炭を雰囲気ガスの最高温度６００〜１
０００℃で急速熱分解して得られたチャーを、その後、
８００℃以上で熱処理し、水素富化ガスと多孔質炭材を
得ることを特徴とする石炭の急速熱分解チャーの利用方
法。 - 【請求項２】 前記石炭の急速熱分解工程における雰囲
気ガスの最高温度が６００〜８００℃である請求項１に
記載の石炭の急速熱分解チャーの利用方法。 - 【請求項３】 前記石炭の急速熱分解工程における石炭
が、５００μｍ以下の粒度の粒子状である請求項１また
は２に記載の石炭の急速熱分解チャーの利用方法。 - 【請求項４】 前記石炭の急速熱分解工程における昇温
速度が、１０3 ℃／ｍｉｎ以上である請求項１ないし３
のいずれか一つに記載の石炭の急速熱分解チャーの利用
方法。 - 【請求項５】 石炭の急速熱分解チャーの熱処理温度
が、８００℃以上である請求項１ないし４のいずれか一
つに記載の石炭の急速熱分解チャーの利用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33921892A JPH06184565A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 石炭の急速熱分解チャーの利用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33921892A JPH06184565A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 石炭の急速熱分解チャーの利用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06184565A true JPH06184565A (ja) | 1994-07-05 |
Family
ID=18325373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33921892A Withdrawn JPH06184565A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 石炭の急速熱分解チャーの利用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06184565A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6298651B1 (en) | 1996-12-26 | 2001-10-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Power generation method and power generating apparatus |
| JP2008201632A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Mitsubishi Materials Corp | 燃焼性測定の前処理方法、燃料の評価方法およびセメントの製造方法 |
| WO2010124077A2 (en) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | Range Fuels, Inc. | Integrated, high-efficiency processes for biomass conversion to synthesis gas |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP33921892A patent/JPH06184565A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6298651B1 (en) | 1996-12-26 | 2001-10-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Power generation method and power generating apparatus |
| JP2008201632A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Mitsubishi Materials Corp | 燃焼性測定の前処理方法、燃料の評価方法およびセメントの製造方法 |
| WO2010124077A2 (en) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | Range Fuels, Inc. | Integrated, high-efficiency processes for biomass conversion to synthesis gas |
| WO2010124077A3 (en) * | 2009-04-22 | 2011-02-24 | Range Fuels, Inc. | Integrated, high-efficiency processes for biomass conversion to synthesis gas |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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