JPS6158109B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石炭液化前処理としての含水石炭の処
理方法に関するものである。

最近ポスト石油としての石炭液化法が盛んに研
究されているが、本発明の方法は、石油系重質油
を使用するソルボリシス液化法及び循環溶媒を使
用する石炭の水素添加法に原料として使用する含
水石炭をあらかじめスラリー化して脱水する石炭
液化前処理としての含水石炭の処理方法である。

石炭は採掘後、出来る丈灰分となるものを除去
する為に選炭を行う。選炭時には水を使つた方が
効果的である。また、石炭の粒度は小さい方が選
別効率が高いので選炭のすう勢は、小粒度の石炭
を湿式で選炭する方向に向つている。しかし、選
炭に水を使用すると、当然石炭には水が附着し、
また粒度が小さくなればなる程、その附着水分も
増してくる。特に灰分を除去しにくい石炭につい
ては選炭時の原炭の粒度を１mm以下とするのが望
ましいが、この場合選炭後の石炭に附着する水分
は、普通の機械的脱水では附着水分が20％を切る
事は難しい。また炭鉱と石炭使用プラントに距離
がある場合は石炭を粒度４mm以下に粉砕し、固形
分濃度50％前後の水スラリーとして送る事が経済
的に有利である。いづれの場合も含水石炭の脱水
が問題となる。

一方、ソルボリシス液化法では、アスフアルト
と石炭とのスラリーを必要とし、水素添加石炭液
化法では溶媒と石炭とのスラリーが必要である。

本発明は含水石炭から水を脱水すると同時に前
述の様な目的に適した石炭と炭化水素系油とのス
ラリーを得る事を目的とした含水石炭の処理方法
である。

こゝでいう石炭とは、親油性を有する石炭類で
あつて、或る種の褐炭、或る種の亜歴青炭、歴青
炭、無煙炭あるいは、選炭の為に粉砕された親油
性を有する石炭と水の混合物に炭化水素系油を添
加、撹拌して得られる集塊化した含油石炭さら
に、親水性を有する草炭、泥炭、亜炭、或る種の
褐炭、或る種の亜歴青炭および木くず、製紙スラ
ツジ、セルローズ、その他の炭素を主成分とする
固体有機物を熱処理する事によつて親油性に変化
させたものを示す。

上記に示した石炭の比重は水より重く、又ソル
ボリシス液化法で必要とされるアスフアルト及び
水素添加液化法において使用される循環溶媒の比
重は共に水より重い。従つて水分を有する石炭と
水より重い炭化水素系油を混合すれば、石炭は親
油性を有するので石炭と油が一所になり沈降し、
石炭の水は分離して上部に浮く事になる。

しかし、タールからの水の脱水法によつて知ら
れる様に、当該炭化水素系油と水は常温ではなか
なか分離せず、分離には100℃以上に加温する必
要がある。

本願発明者等は上記の点について種々検討した
結果本発明に到達した。即ち本発明は、石炭液化
の前処理として石炭と炭化水素系油のスラリーを
得る方法に於いて、水分含有量の多い親油性石炭
と、本発明の成層分離工程の温度において水より
大きい比重を有する炭化水素系油を混合し、該混
合物を100℃〜350℃の予熱器で、この温度におけ
る水の飽和蒸気圧以上の圧力下で加熱し、ついで
該加熱混合物を100℃〜350℃、その温度における
水の飽和蒸気圧以上の圧力下に保れた成層分離槽
に導入し、成層分離槽上部より水分を、下部より
水分の除かれた該石炭と該炭化水素系油の混合組
成物を得ることを特徴とする含水石炭の処理方法
である。

成層分離槽における温度は、高ければ高い程分
離は早いが、水が蒸発しない様に成層分離槽にお
ける温度での水の蒸気圧以上に加圧しておくこと
が必要である。また374.15℃（水の臨界温度）以
上では水が液体として存在しなくなるので本発明
においては無意味である。成層分離槽の温度は、
成層分離に必要な圧力容器の圧力設備、成層分離
の早さ、混合物の導入、排出方法等を考慮に入れ
て決定すべきであり100℃〜350℃が好ましい。

成層分離槽には、該石炭と該炭化水素系油を混
合し、予熱して送り込む。予熱温度は、その最高
温度が成層分離槽の温度と同一となる様にする必
要はなく、高くても、低くても差支えない。予熱
器に於いても当然水が蒸発しない様にその最高温
度での水の飽和蒸気圧以上の圧力をかけておく必
要がある。

混合時に該炭化水素系油に粘性の問題で温度を
持たせなければならない場合、または、使用する
該炭化水素系油が100℃以上の温度を持つ場合は
混合工程をも水が蒸発しない様、圧力容器内で行
う事が必要である。

成層分離槽から得られた脱水された該石炭と該
炭化水素系油との混合物は、成層分離槽から出し
た後直ちに減圧すれば、該混合物は100℃以上の
温度を持つから、その熱エネルギーにより、該混
合物に残留する水分が更に蒸発する。また成層分
離槽より得られた該混合物を直ちに石炭液化設備
等に送り込むことによつて、石炭液化設備等に予
熱された該混合物を送り込む事が出来る。

本発明における方法による含水石炭の処理方法
は、水を液体の状態で除去出来るので数々の利点
を有する。即ち第１は水を蒸発させないから水の
蒸発潜熱が不要である。従つて、親油性を有する
石炭と水のスラリーからの水の除去にも使用出来
る。第２はどの様な粒度分布を有する石からでも
水を効率よく分離出来る。従つて、選炭において
石炭の粒度を小さくして選炭効率をあげる事が出
来る。また、４mm以下に粉砕し、水と混合してパ
イプラインで送られて来た石炭スラリーも扱う事
が出来る。第３に、石炭中に含まれる水に溶解す
る灰分あるいは親水性で水中に懸濁し得る灰分を
水とともに除去出来る。第４に蒸発による石炭の
乾燥法ではさける事が出来ない石炭の液化に不要
な空気中の酸素の石炭への取込みを防ぐことが出
来る。第５に、石炭中に含まれる酸素を多く含
み、液化には不要な成分が、100℃以上に加熱さ
れる事によつてある程度分解され、水に溶解する
形で、またはガスの形で分離するので、石炭の液
化効率があがる。

成層分離槽に於ける滞留時間は、石炭の種類及
び該分離槽の温度によつて異なるが通常250℃以
上では約15分、200℃以上250℃未満では約30分、
200℃未満では約１時間程度を要するが、実施者
により状況により適宜選択出来る。

この様に数々の利点を有する本発明による含水
石炭の処理方法を更に具体的に図面により説明す
る。

第１図に示す如く、含水石炭と炭化水素系油を
必要な割合で混合槽１に入れ撹拌する。混合槽１
は、使用する炭化水素系油によつては、常温では
撹拌が出来ない場合があり予熱することが必要と
なる場合がある。更に炭化水素系油の粘度が高
く、100℃以上の予熱を必要とする場合は、混合
槽１を圧力容器とし、石炭の投入をロツクホツパ
ー等で、炭化水素系油を必要な温度に予熱した後
混合槽１に圧入する方法を取る事が必要となる場
合がある。混合槽１から抜き出した含水石炭‐炭
化水素系油のスラリーは、ポンプ３で加圧され予
熱器４を通つて加熱された後、成層分離槽５に送
られる。成層分離槽５では重力によつて、炭化水
素系油と石炭が沈降し、石炭‐油スラリーｃを作
り、上部に含水石炭中の水分が浮いて水層ａを作
る。水層ａと石炭‐油スラリー層ｃとの中間には
両者の混合槽ｂが出来るが、この混合層ｂは、石
炭の種類、油の種類、成層分離槽５での沈降時
間、温度等によつて厚さが異る。成層分離槽５の
上部の水はオーバーフローその他の方法によつて
成層分離槽５より除去する。下部の脱水された石
炭・油スラリーは、そのまゝ石炭‐油スラリー加
工設備等に送り込まれる。

第２図は、第１図の方法によつては脱水が不充
分な場合のフローシートである。成層分離槽５ま
では第１図と同様であるが、成層分離槽５の下部
より抜き出された石炭・油スラリーを減圧弁６を
介して、フラツシユ蒸発設備７に導入し、石炭・
油スラリーの持つ熱エネルギーで、石炭・油スラ
リーから更に水を蒸発させる。フラツシユ蒸発設
備７から抜き出した石炭・油スラリーは、石炭・
油スラリー加工設備に直接送り込まれる。

以下実施例をあげて説明するがこれにより本発
明は限定されるものではない。

実施例 １ 固有水分１％で親油性を持つ石炭の浮選精炭は
水分25％であつた。この浮選精炭１Kgと比重1.05
のクレオソートオイル1.5Kgの割合で第１図に示
す混合槽１に入れ、水分10％の石炭・油スラリー
を得た。このスラリーを成層分離槽での温度が
160℃になる様にポンプ３で加圧し、予熱器４で
加熱して、成層分離槽５に送り込んだ。成層分離
槽で30分滞留させた後、成層分離槽下部から抜き
出したスラリーの水分は2.2％であり、石炭分は
33％であつた。

実施例 ２ ドライベース灰分34％の親油性を持つ石炭を60
メツシユ以下に粉砕し、この粉砕炭100ｇに20ｇ
の割合でＣ重油を添加し水中で撹拌造粒させ、水
分25％ドライベース灰分18％の約２mmの径のペレ
ツトを得た。このペレツト１Kgに対し、石炭液化
設備の循環溶媒1.5Kgの割合で、第２図に示す混
合槽１にペレツト及び循環溶媒を入れて水分10
％、炭分24％の石炭・油スラリーを得た。このス
ラリーを成層分離槽での温度が200℃になる様
に、ポンプ３で加圧し予熱器４で加熱して、成層
分離槽５に送り込んだ。成層分離槽下部のスラリ
ーをサンプリングして測定したところ水分が4.5
％であつた。成層分離槽５下部の石炭・油スラリ
ーを減圧弁６を介して、フラツシユ蒸発設備７で
更に水分を蒸発させたところ、130℃で水分0.5％
の脱水石炭・油スラリーを得た。この脱水石炭・
油スラリーはこのまゝ石炭液化設備に送り込め
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はフラツシユ設備を設けない本発明の一
例のフローシートである。第２図はフラツシユ設
備を設けた本発明の一例のフローシートである。 図中、１……混合槽、２……撹拌機、３……ポ
ンプ、４……予熱器、５……成層分離槽、６……
減圧弁、７……フラツシユ蒸発設備、ａ……水
層、ｂ……混合層、ｃ……脱水石炭・油スラリー
層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石炭液化の前処理として石炭と炭化水素系油
   のスラリーを得る方法において、水分含有量の多
   い親油性石炭と、本発明の成層分離槽の温度にお
   いて水より大きい比重を有する炭化水素系油を混
   合し、該混合物を100℃〜350℃の予熱器で、この
   温度における水の飽和蒸気圧以上の圧力下で加熱
   し、ついで該加熱混合物を100℃〜350℃、その温
   度における水の飽和蒸気圧以上の圧力下に保たれ
   た成層分離槽に導入し、成層分離槽上部より水分
   を、下部より水分の除かれた該石炭と、該炭化水
   素系油の混合組成物を得ることを特徴とする含水
   石炭の処理方法。 ２ 石炭液化の前処理として石炭と炭化水素系油
   のスラリーを得る方法において、水分含有量の多
   い親油性石炭と、本発明の成層分離槽の温度にお
   いて水より大きい比重を有する炭化水素系油を混
   合し、該混合物を100℃〜350℃の予熱器で、この
   温度における水の飽和蒸気圧以上の圧力下で加熱
   し、ついで該加熱混合物を100℃〜350℃、その温
   度における水の飽和蒸気圧以上の圧力下に保れた
   成層分離槽に導入し、成層分離槽上部より水分
   を、下部より水分の除かれた該石炭と該炭化水素
   系油の混合組成物を得、該混合組成物を取り出
   し、減圧して該混合組成物の有する熱エネルギー
   で該混合組成物中に残存する水分を更に蒸発除去
   することを特徴とする含水石炭の処理方法。