JPS6313476B2

JPS6313476B2 -

Info

Publication number: JPS6313476B2
Application number: JP20355281A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yokoyama; Toshio Hisaie; Shunsuke Nokita; Yoichi Nakamura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-12-18
Filing date: 1981-12-18
Publication date: 1988-03-25
Also published as: JPS58104998A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、褐炭、亜炭、亜瀝青炭など低品質石
炭の高品質化処理方法、とくにこれら低品質石炭
に含有する水分を減少させると同時に脱灰を行つ
た石炭を製造する石炭の改質方法に関する。

石炭類は、一般に、燃料及び化学工業用として
種々の用途に供されているが、そのほとんどは瀝
青炭などの高品位炭である。一方、低品質の例え
ば褐炭は地球上に存在する石炭類の約４分の１を
占めているにもかかわらず、水分含有量が70％に
達するものがあつたり、乾燥褐炭の場合は反応性
に富むので自然発火し易いなどの理由が存在する
ため、現状では広く利用されていない。すなわ
ち、これら低品質の石炭を燃料及び化学工業用と
して幅広く利用するためには、脱水及び脱灰など
の適切な処理を行い、輸送及び貯蔵が容易な石炭
に改質することが必要である。

しかし、現在は瀝青炭の利用が先行しているた
めに、低品質な石炭の有効利用のための適切な改
質技術は注目されておらず、したがつて未完成技
術であるのが現状である。

本発明の目的は、低品質な石炭の輸送及び貯蔵
を容易にして手軽に燃料及び化学工業として利用
できる石炭の改質方法を提案するものである。

本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意研究
を重ねた結果、石炭を微粉砕してその一部を乾留
してタールを得、残りの石炭を加熱するとともに
加熱温度での水の蒸気圧より高い圧力で加圧する
加圧加熱脱水処理を施し、留出タールを結合剤と
して脱水処理後の石炭及び乾留後の石炭との水ス
ラリーに添加して水中造粒することによつて、石
炭の脱水、脱灰及び自然発火防止処理が同時に行
えることを見出した。本発明における石炭とは炭
鉱から採取した直後の亜炭、褐炭、亜瀝青炭など
で、何らの処理を行つていないものを指してい
る。例えば生褐炭の場合の炭素含量（Ｃ％）は78
重量％以下であり、発熱量は無水基準で
7300KCal／Kg以下である。すなわち、本発明の
方法は次の４工程よりなつている。

第１の工程は、石炭を微粉砕する。

第２の工程は第１の工程で微粉砕した石炭の一
部を乾留して水分及びタールを留出させ、石炭中
の含有水分のほとんどを除去し、残りの石炭は含
有水分を所定量に低下させるように加熱温度での
水の蒸気圧より高い圧力で加圧加熱を行つて石炭
中の含有水分を10〜20重量％程度にまで脱水させ
る。この乾留する生石炭の量は、乾留して得られ
るタール量が石炭全量中の石炭成分の２重量％以
上に相当する量になるように決定することが望ま
しい。そうでない場合は、やはり後述する第４の
工程での凝集が効率良く行えず、石炭の回収率が
低下する恐れがあるためである。そして、例えば
生褐炭の乾留温度は、200℃〜600℃、特に好まし
くは350℃〜500℃である。この場合、低温の乾留
では留出量が不十分であり、また、あまり高温で
の乾留は留出タールが熱分解してしまうためであ
る。さらに、生褐炭の加圧加熱脱水温度は200℃
〜350℃であることが好ましい。元来低品位炭は
酸素元素を化学的に結合しているために親水性を
示すことが多く、これが含有水分の多い理由の１
つになつている。含酸素結合基は200℃以上で脱
炭酸反応等によつて破壊されるが、350℃より高
温の場合は石炭構造自身の熱分解が生じるからで
ある。例えばほとんどすべての生褐炭はこの加圧
加熱脱水処理によつて含有水分が20重量％ないし
それ以下に改質できることを本発明者は実験的に
知見している。

第３の工程は、乾留後の石炭及び脱水処理後の
石炭を水性スラリーとして混合し、さらに、前記
第２の工程で留出したタールを結合剤として水性
スラリーに添加して石炭粒子を凝集させるもので
ある。水性スラリーに使用する水は、第２の工程
でタールとともに留出してくる水分及び加圧加熱
脱水処理によつて得られた水分を利用できること
はもちろんである。この時、タール量の低減及び
凝集のための攪拌動力低源のために界面活性剤を
使用することもできる。本工程で好ましい事実
は、石炭微粒子の凝集の際、灰分微粒子は親水性
であるために凝集せず、凝集した粒子は脱灰処理
がなされたものであることである。石炭より得ら
れたタールは、特公昭56−15379号公報に述べら
れている如く、炭素粒流子に対すると同様に灰分
微粒子に対しても親液性である種の分子群を有し
ているために、一般に灰分粒子の高度な分離を達
成することはできないと考えられがちである。し
かし、この考え方は灰分含有量が20重量％以上に
も達する瀝青炭の場合にのみ当てはまると本発明
者は知見している。すなわち、例えば褐炭の場合
は元来灰分量が少ないものが多く、数重量％以下
の灰分含有量であるものも多い。本発明者の知見
によれば、このように灰分含有率が数重量％以下
の褐炭の場合でもさらに第３の工程での脱灰効果
は作用し、凝集した褐炭の灰分は１重量％以下な
いし３重量％程度になる。

第４の工程は凝集物を水から分離するものであ
る。この工程での凝集物は一般に0.3ないし５cm
の直径を有し、適当な手段例えば振動ふるい、あ
るいはさらに脱水効果を上げるための遠心分離機
を用いて容易に水との分離を行うことができる。
ここで重要なことは、加圧加熱脱水処理によつて
含有水分が10重量％ないし20重量％程度にまで脱
水された石炭と、乾留によつて含有水分が零にな
つている石炭とを水中で凝集させることによつ
て、工程終了後の石炭の含有水分は数重量％ない
し10数重量％にさせることが可能だからである。
また、石炭の熱処理による酸素原子含有量の低下
は、燃焼時の単位重量当りの発熱量増加の効果も
もたらしている。

実施例本発明の実施例を図面によつて説明する。

生褐炭１は、粉砕機２に供給され、200メツシ
ユ（74μ）以下の粒径のものが80重量％以上に微
粉砕される。微粉砕された１部の生褐炭３は乾留
器４に導入され水分とタールが留出され、残りの
生褐炭５は加圧加熱器６に導かれ加圧加熱脱水処
理される。但し、この場合、全量を乾留する場合
は、加圧加熱器６の系統は省略する。乾留器４で
は生褐炭３の乾留を行い、留出した水、ガス及び
タール７は分離器８に導かれる。そしてこの分離
器８でガス９、水１０、タール１１に分離され
る。一方、加圧加熱器６で処理された褐炭１２は
攪拌槽１３に導かれる。また、乾留後の微粉褐炭
１４も同様に攪拌槽１３に導入し、かつ、水１５
を加えて混合し水性スラリーとする。そして、タ
ール１１を分離器８から導入しタール１１を結合
剤として褐炭粒子の凝集を行う。この時必要があ
れば界面活性剤を添加し、炭分と灰分の分離作用
に役立てる。凝集した褐炭１６は、水及び灰分粒
子と分離するために振動ふるいなどの分離器１７
へ導かれる。そして分離された凝集粒子１８は一
層の脱水処理を行うための遠心分離機１９へ導か
れる。また、分離された水及び灰分２０は排出さ
れ、遠心分離機１９で脱水された水分２１も排出
される。脱水、脱灰及び自然発火防止の効果を有
する改質された褐炭２２は製品として得られる。

実施例１含有水分30.2重量％、灰分（乾燥基準）11.7重
量％の生褐炭１Kgをボールミルで微粉砕して200
メツシユ以下の粒子割合を82重量％とした。この
うち、0.3Kgを500℃及び大気圧下で２時間乾留し
てタール分29ｇを得る一方、残りの生褐炭0.7Kg
を400℃及び圧力300気圧下で２時間加圧加熱脱水
処理ルを行つた。これらの処理褐炭を35重量％の
水スラリーとなし、乾留によつて得られたタール
を結合剤として褐炭粒子の凝集を行わせた。遠心
分離後の凝集粒子の合計量は0.62Kgが得られた。
この凝集褐炭の水分含有率は13.1重量％、灰分は
6.1重量％と高品質であつた。

実施例２含有水分60重量％、灰分（乾燥基準）2.2重量
％の生褐炭１Kgをボールミルで微粉砕して200メ
ツシユ以下の粒子割合を82重量％とした。このう
ち、0.3Kgを500℃及び大気圧下で２時間乾留して
タール分10ｇを得る一方、残りの生褐炭0.7Kgを
400℃及び圧力300気圧下で２時間加圧加熱脱水処
理を行つた。これらの処理褐炭を35重量％の水ス
ラリーとなし、乾留によつて得られたタールを結
合剤として褐炭粒子の凝集を行わせた。遠心分離
後の凝集粒子の合計量は0.62Kgが得られた。この
凝集褐炭の水分含有率は18重量％、灰分は1.7重
量％と高品質であり、石炭成分の回収率は約90重
量％であつた。

実施例３含有水分60重量％、灰分（乾燥基準）6.5重量
％の生褐炭１Kgをボールミルで微粉砕して200メ
ツシユ以下の粒子割合を80重量％とした。このう
ち、0.5Kgを480℃及び大気圧下で1.2時間乾留し
てタール分14ｇを得ると共に、りの生褐炭0.5Kg
を380℃及び圧力300気圧下で1.2時間加圧脱水処
理を行つた。この処理炭を30重量％の水スラリー
となし、タールを結合剤として褐炭粒子の凝集を
行つた。脱水後の褐炭の含有水分は8.9重量％及
び灰分は3.9重量％と高品質であつた。

実施例４含有水分21重量％、灰分（乾燥基準）21重量％
の亜炭を用い、全量の40重量％を乾留して対石炭
７重量％のタールを得た以外は実施例１と同様の
方法で亜炭の改質を行つた。脱水後の亜炭の含有
水分は14重量％及び灰分は７重量％と高品質であ
つた。

実施例５実施例１で使用した生褐炭を使用し、その全量
を乾留して対石炭８重量％のタールを留出させた
以外は実施例１と同一の処理を行つた。改質後の
褐炭の水分含有率は7.5重量％、灰分6.0重量％と
高品質であつた。

上述した如く、本発明によれば低品位炭の含有
水分が数重量％ないし10数重量％に減少すると同
時に脱灰も行われ、高品質でかつ自然発火すめ恐
れのない石炭を製造することができ、この改質さ
れた石炭は輸送・貯蔵等に便利であるのみなら
ず、単位重量当りの発熱量が高くなつている高品
位炭であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例の概略図である。１……生褐炭、２……粉砕機、４……乾留器、
６……加圧加熱器、８……タール分離器、１３…
…攪拌槽、１７……凝集物分離器、１９……遠心
分離機。

Claims

【特許請求の範囲】１低品質石炭を微粉砕する工程と、前記微粉砕
された石炭の一部を乾留して水分及びタールを留
出させ、残りの石炭を加熱するとともに該加熱温
度での水の蒸気圧より高い圧力で加圧し石炭中の
含有水分を低下させる加圧加熱脱水処理工程と、
前記乾留後の石炭及び脱水処理後の石炭に水を混
合して水性スラリーにすると共に上記タールを添
加して石炭粒子を凝集する工程と、前記凝集した
石炭粒子を水から分離する工程とよりなることを
特徴とする低品質石炭の改質方法。２低品質石炭を微粉砕する工程と、前記微粉砕
された石炭を乾留して水分及びタールを留出させ
る工程と、この乾留した石炭に水を混合して水性
スラリーにすると共に上記タールを添加して石炭
粒子を凝集する工程と、前記凝集した石炭粒子を
水から分離する工程とよりなることを特徴とする
低品質石炭の改質方法。