JPS59124989A

JPS59124989A - 石炭液化方法

Info

Publication number: JPS59124989A
Application number: JP22991682A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Yoshida; 吉田　忠幸
Original assignee: Sankyo Yuki KK
Current assignee: Sankyo Yuki KK
Priority date: 1982-12-29
Filing date: 1982-12-29
Publication date: 1984-07-19
Also published as: JPS6033868B2

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】本発明は、石炭の液化方法に関する。

近年、石油資源の枯渇が問題化しており、石油に代わる
液体エネルギー源として、石炭を液化する試みが成され
ている。

従来、石炭の液化方法としては、油と微粉炭を混合する
ことが知られている。

しかしながら、上記方法は、純粋な意味での石炭の液化
ではなく、微細な固体として存在する石炭が油によって
流動性を持たされるに過ぎないものである。従って、石
炭は固体のままであって、流動性が持たされることによ
って用途が拡大されるとしてもごく限られた範囲に過ぎ
ない。

一方、純粋な意味での石炭の液化方法としては、密閉さ
れた反応容器内で蒸し焼き状に石炭を加熱すると共に加
圧下でこの加熱された石炭に水素を接触させ、加熱され
て活性化した石炭の炭素に水素を結び付けて炭化水素を
生成させ、この発生ガスを反応容器から取出して冷却し
、液化成分ヲ炭化水素系の油として取得する方法が知ら
れている。

しかしながら、上記方法では、石炭と水素を加熱加圧下
で接触させるための非常な高圧釜を必要とし、設備が高
価につく欠点がある。また、石炭と接触させるべき水素
を別途用意しなければならず、水素の製造をも加えると
、手間、装置及び経費に多大な負担が加わり、実用性に
乏しいという欠点もある。従って、上記方法自体は比較
的古くから知られているにも拘らず、この方法による石
炭の液体燃料化は今だ実用化に至っていないのが現状で
ある。

本発明は、このような現状に鑑みて成されたもので、簡
便な装置て、また別途水素等を用意することなく石炭を
１イタ化できるようにすることを目的とする。

即ち、本発明は、３００〜８００　’Ｏの溶融金属の入
った反応容器の下部に石炭と水を供給して、溶融金属に
よる加熱加圧下で石炭と水を接触さゼ、発生ガスを反応
容器上部より取出して冷却し、液化成分を分８Ｗ取得す
ることを特徴とする石）父液化方法及び・、上記石炭と
水に代えて、石炭と水と油を供給することを特徴とする
石炭液化方法を提供するものである。

以下、図面を参照しつつ本発明を更にエイ細に説明する
。

第１図は、本発明に係る石炭液化方法の一例を示す説明
図である。

図中１は反応容器で、この反応容器１内には、溶融金属
２が充填されている。また、反応容器ｌの周囲には、加
熱ジャケット３が取付けられており、反応容器１内の溶
融金属２の温度が保持されている。

反応容器１の下部には、石炭と水又は石炭と水と油を反
応容器１の下部に供給するための供給機４が連結されて
いる。反応容器１の」一部には、生成される炭化物等を
搬出するための搬出コンベア５と、発生ガスを取出すた
めのガス抽出口６が設けられている。ガス抽出口６は、
冷却器７を介して油容器８からカス容器９へと連結され
ている。

まず、本発明の方法においては、溶融金属２の入った反
応容器１の下部に、供給機４で石炭と水又は石炭と水と
油を供給する。石炭は、供給の容易性並ひに後述する反
応の迅速化を図るため、あらかじめ粉砕して水又は水と
油と混合して供給することが好ましい。また、石炭等の
供給により、溶融金属２を急激に冷して固化させてしま
うことかないよう、供給すべき石炭等は、あらかじめあ
る程度予熱（７ておくこと−が好ましい。微粉化した石
炭とした場合、それと水又は水と油の混合物の供給機４
としては、射出成形機の射出機様のものが好適に使用で
きる。

このようにして反応容器１に供給された石炭谷は、溶融
金属２という極めて大きな比重を有する液体内で外部の
酸素がら遮断された状態で、比重差により浮上されつつ
溶融金属２内の深さに応じた圧力を受け、同時に加熱さ
れることになる。即ち、供給された石炭等は、溶融金属
２がらの加圧と加熱を受けながら外気と遮断された状態
で溶融金／１％　２内を−１−！Ａ−するものである。

そして、この間に、加熱されて活性化した石炭と水又は
石炭と水と油とか接触し、石炭の高分子構造が分解水素
化され、炭化水素が生成される。

上記石炭等の溶融金属２内での細かな挙動は必ずしも明
らかではないが、本発明者は次のように推Ａ＋１１　し
ている。即ち、加熱加圧下において石炭と水が接触する
と、水は分解して水性カス化しようとし、そのときの水
素が石炭に作用して、石炭に脱酸素、脱イオウ、脱窒素
及び水素添加等の諸反１芯を生じさせ、もって石炭の高
分子構造を分解水素化して炭化水素が生成されるものと
考えられる。そして、このときに溶融金属２は、水が分
解されて生する水素と石炭の炭素との結合を促進する触
媒的役割をもなすのではないがと考えられる。−力、水
の他に油も加えである場合、この油は溶融金属２内て分
解され、一部の水素が炭素から分Ｎ［されることが生ず
る。特にこの水素は、水の分解により生ずる水素に比し
て炭素と結び付きやすい性質を有することから、石炭の
高分子構造を分解水素化するのに極めて有効に作用する
ものと考えられる。

また、石炭や油の組成に含まれている酸素は、水の分解
により生じる水素と結び付いて水となり、他力水の分解
により生じる酸素は、石炭の炭素と結ひついて一酸化炭
素や二酸化炭素となって、いずれも炭化水素生成の阻害
要因となってぃると考えられる。しかし、溶融金属２を
、溶融状態で酸素と結び伺きやすい金属としておくこと
により、上記酸素を金属酸化物として反応系から除去す
ることができ、これによって炭化水素の生成を助けるこ
とができる。更に、石炭中のイオウや窒素等は、溶融金
属２と化合したり、種々のガス体となって炭素から分離
されてしまうものと考えられる。

このようにして反応容器１内で発生した炭化水素は、他
のガス成分と共に反応容器１のガス抽出口６から取出さ
れる。一方、余剰炭素は、溶融金属２」二に浮上分離さ
れると共に、前述の酸素と結ひ付いた溶融金属２を還元
することになる。

反応容器１のガス抽出口６から取出された発生ガスは、
冷却器７に導びかれ、液化成分は油容器８に回収される
。この油容器８に回収される液化成分は、水と炭化水素
系の油に大別される。また、残りのガス成分は、油容器
８から更にガス容器９へと導びかれ、そこに回収される
ことになる。このガス成分は、液化されなかった炭化水
素系のガスや水素等を主成分とし、可燃性であるので、
反応容器１の加熱等に用いることができる。

一方、溶融金属２上に浮上分離された余剰炭素は、搬出
コンベア５で系外に排出されるものである。

本発明に用いる石炭としては、歴青炭の他、亜炭、カッ
炭、無煙炭等広く用いることができる。

また、単一種類の石炭のみを供給することだけでなく、
複数種類の石炭を混合状態で供給するようにしてもよい
。

本発明で溶融状態で用いる金属としては、アルカリ土類
金属、鉄族金属、ホウ素族金属、炭素族金属、窒素族金
属、酸素族金属並びにこれらの合金て、好ましくは、鉛
、錫、ビスマス、バリウム、アルミニウム、アンチモン
並びにこれらを含む合金である。最適には、溶融状態で
酸素と結び付きやすい鉛、錫、バリウム並びにこれらを
含む合金である。酸素と結び付きやすい金属であれは、
前述のように石炭の組成中の酸素や水の分解によって生
ずる西斐素を金属酸化物として反応系から除去すること
ができ、炭化水素の生成を助けることができるためであ
る。また、溶融金属２は、前述のように、石炭の炭素に
水の分解によって生ずる水素を結ひ伺ける際の触媒的役
割もなしていると見られるのて、対象石炭の種類に応じ
て最も効果的に作用し得るものを選択することが好まし
い。

反応容器１の温度、即ち、溶融金属の温度は、対象とな
る石炭や使用する金属によっても異なるが、３００〜８
００　’Ｃであることが必要である。

温度が低過ぎると十分な炭化水素の生成がされなくなる
。逆に温度が高くなり過ぎると、炭素直鎖の切断が進ん
で、生成される炭化水素が低級化し、油として取得でき
なくなって来る。炭化水素系の油をできるだけ多く取得
するためには、３５０°Ｃ〜５００°Ｃが最適である。

また、本発明においては、溶融金属２の温度より高い融
点の金属であって、石炭の炭素と水の水素との結合に触
媒として機能し得ると考えられるものを、反応容器ｌ内
に介在させることもてきる。例えば、ニッケルや白金等
を網状に形成して、反応容器１内を上下に仕切るように
して設置しておく等の方法が考えられる。この触媒用の
金属は、反復使用ができるよう酸化されにくい金属であ
ることが好ましい。

反応容器１内における石炭と水の接触反応時の圧力は、
使用金属の比重及びその反応容器１内充填深さによって
自由に定めることができるので、対象石炭の種類等に応
じて適宜調節すればよい。

また、供給すべき石炭と水の混合比は、乾燥した石炭１
００重量部に対して水を２０〜１００重量部、最適には
４０〜６０重量部加えることが好ましい。水が少な過ぎ
ると炭化水素が生成されにくくなり、逆に過量としても
油の回収量はそれほど増大せず、かえって溶融金属の熱
を多く奪うことになって熱のロスが大きくなる。

石炭と水とに加えて更に油をも供給する場合、油の石炭
に対する混合比は、乾燥した石炭１００重量部に対して
油を１０〜５０重量部加えることが好ましい。また、こ
の油としては、水素の分離を生じやすく安価な重質油が
最適である。

以にの説明から明らかなように、本発明は、溶融金属中
に水と程合した石炭を供給している点に大きな特徴を有
するもので、これらによって次のような利益がイηられ
るものである。

１）溶融金属が加圧媒体として作用するのて、反応容器
の高さ及び溶融金属の充填深さを調節するだけで容易に
圧力設定ができ、装置が極めて簡便なもので済む。

２）水素源として水を利用しているため、ことさら別途
水素を用意する必要がなく、水素製造のための設備、手
間、経費を省くことができる。

３）石炭中に含まれている重金属類を分離除去し５（Ｊ
する。即ち、多くは酸化物として金談れている重金属類
は、本発明の還元環境下で還元され、溶融金属との間で
合金化されて沈殿分離されることになる。

４）石炭と水と共に更に油を加えると、処理効果を更に
高めることができ、回収油量を増大させることができる
。

以下に本発明の実施例を示す。

実施例１反応容器は直径約５０ｍｍの筒体とし、また溶融金属と
しては鉛を使用し、反応容器内に５０ｃｍの深さで充填
した。鉛の溶融及び温度保持は、反応容器の周囲に巻き
付けた電気ヒーターによって行なった。

鉛を約４５０°Ｃに保持して、反応容器下部に粉砕した
石炭と水の！昆合物を油圧シリンダーで圧入し、反応容
器上部から発生ガスを取出して冷却し、液化成分とガス
成分を回収する作業を行なった。

石炭としては歴青炭を使用し、これを細かく粉砕したも
の２０００ｇに対して水を１０００　ｇ　ＩＮ合して反
応容器に供給したところ、炭化水素系の油が約１４５０
ｇ得られた。この油は、外観は重油状で、マツチで直接
着火することができた。また、液化されなかったガス成
分も可燃性であった。

実施例２歴青炭２０００に対して水１０００ｇと重質４００ｇを
ｌ＝、合して供給した他は実施例１と全同様にして石炭
の液化を行なった。ｂその結果、化水素系の前約２１６
０ｇが得られた。この油性状は、実施例１て得られた油
とほぼ同様であだ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る石炭の液化方法の一例示す説明図
である。１：反応容器、　　　２：溶融金属、３・加熱ジャケラ１、　　４：供給機、５：搬出コンベ
ア、　　　６：ガス抽出口、７、冷却器、　　　８：油
容器、９、ガス容器。出願人　　三共有機株式会社代理人　　　豊　　１）　善　　離油く炭のＣ

Claims

【特許請求の範囲】１）３００〜８００　’Ｑの溶融金属の入った反応容器
の下部に石炭と水を供給して、溶融金属による加熱加圧
下で石炭と水を接触させ、発生ガスを反応容器上部より
取出して冷却し、液化成分を分離取得することを特徴と
する石炭液化方法。２）３００〜８００　’Ｃの溶融金属の入った反応容器
の下Ｓに石炭と水と油を供給して、溶融金属による加熱
加圧下で王者を接触させ、発生カスを反応＠器上８１（
より取出して冷却し、液化成分を分α［取得することを
特徴とする石炭液化方法。