KR101703834B1 - 무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기성분을 추출하는 방법에 관한 것이며, 특히 석탄의 유기성분 추출용액에 희석용매를 첨가하고 용해도의 변화를 유발한 석탄의 유기성분 석출 및 용매 회수 방법에 관한 것이다. 본 발명의 유기성분 추출 및 용매 회수 방법은 석탄의 유기성분을 고순도로 추출이 가능하며, 액화가스를 희석용매로 사용함에 따라 고체석탄을 짧은 시간에 석출하고 별도의 처리 공정없이 단순한 압력 조절로 가스를 분리할 수 있고, 무회분 석탄의 손실을 줄이며, 유기용매의 상변화가 없기 때문에 용매의 회수율을 높여 경제적인 이점이 있다.

Description

무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법{Method for Manufacturing of Ash-free Coal and Recovering Solvent}
본 발명은 유기성분을 추출하는 방법에 관한 것이며, 특히 석탄의 유기성분 추출용액에 희석용매를 첨가하고 용해도의 변화를 유발하여 석탄의 유기성분을 석출하고 용매를 회수하는 방법에 관한 것이다.
최근 원유의 값이 폭발적으로 상승하면서 원유를 대체할 수 있는 에너지원을 확보하고자 하는 노력이 증대되고 있다. 태양에너지, 바이오 에너지 등 기존의 화석연료를 대체할 수 있는 새로운 에너지원에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 산업적 이용에는 아직 많은 한계가 있다. 이에 최근에는 석탄에 대한 수요가 다시 증대되고 있으며, 국내에서는 대부분의 탄광이 폐광된 상태이므로 호주, 인도네시아 등 해외에서 석탄을 수입해오고 있는 실정이다.
석탄에는 고온에서의 연소과정에서도 연소되지 않는 무기성분인 회분이 포함되어 있다. 이는 석탄을 연료로서 이용할 경우, 연소 또는 가스화 과정 중 관벽이나 유로 등에 회분이 융착되어 열전달 효율을 떨어뜨리고, 물질의 흐름을 막아 열효율을 감소시킨다. 반면 융착되지 않고 배출되는 회분은 환경오염을 유발하므로 포집공정이 추가로 필요하여 이에 따른 추가 운영비가 소요된다.
이에 따라 연료 및 다양한 산업분야에서의 효율적인 석탄의 이용을 위하여 석탄 내의 회분을 제거하기 위한 시도가 활발히 진행되고 있다. 석탄 내 회분을 제거하기 위한 방법으로는 산과 알칼리 용액을 이용하여 연료 중의 유기성분은 남긴 채 회분만을 용해하여 제거하는 용융침출법과 유기용매를 이용하여 연료 중의 회분은 남긴 채 유기성분만을 용해하여 추출해 내는 유기용매 추출법이 있다.
용융 침출법을 이용할 경우 최종 산물의 회분 함량은 0.1 %, 유기용매 추출법을 이용할 경우의 최종 산물의 회분 함량은 0.02 % 정도로서, 유기용매 추출법을 적용하여 얻어진 최종 산물의 회분 함량이 더 낮은 것으로 알려져 있다.
미국 공개특허 0006477 (PCT/JP2007/069833)는 무회분 석탄 제조방법에 관한 것으로, 용매 추출을 이용한 무회분 석탄 제조방법을 개시하고 있다. 이 방법에서는 고온에서의 용매 추출 공정에 의해 만들어진 추출액으로부터 용매를 증발시킴으로써 고체상태의 무회분 석탄을 분리해내는 방법을 사용하는데, 추출액의 온도가 용매의 끓는점보다 낮으면 용매의 증발이 원활치 않기 때문에 추출액 전체를 용매의 끓는점까지 가열해 주어야 하고, 또한 용매의 증발과정 중에도 추출액의 온도가 용매의 끓는점 이하로 낮아지는 것을 막기 위해 용매의 증발 잠열만큼 열에너지를 외부로부터 보충하여야 하며, 실제 공정에서는 공정 중의 열손실까지 고려해야 하므로 이에 소모되는 에너지가 많다. 뿐만 아니라 용매 증발을 위한 가열과정에서 고온으로 인해 일부 유기성분(석탄)이 산화되거나 열분해 되어 최종 제품의 손실이 발생할 수 있다. 또한 용매 회수과정에서 증발된 모든 용매를 응축시켜 회수하는 것이 현실적으로 불가능하므로 고가 용매 보충을 위한 비용 소모가 많아지게 된다.
따라서 보다 간단하고 우수한 효과를 나타내는 무회분 석탄 제조방법의 개발이 요구된다.
(0001) 미국 공개특허 0006477 (PCT/JP07/69833)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 유기성분을 추출하는 방법에 있어서, 특히 희석용매 첨가에 의한 용해도 변화를 이용한 석탄의 유기성분 추출 및 용매 회수 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 석탄의 유기성분 추출용액에 희석용매를 첨가하고 용해도의 변화를 유발하여 석탄의 유기성분 석출 및 용매 회수 방법을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 원료석탄 및 유기용매를 혼합하는 슬러리 제조단계; 상기 슬러리를 가열하여 상기 원료석탄 내의 유기성분을 용해하는 슬러리 가열단계; 상기 유기성분이 용해된 석탄추출용액과 용해되지 않은 무기성분을 분리하는 제 1 고액 분리단계; 상기 석탄추출용액에 희석용매를 첨가하여 유기성분의 침전을 생성하는 유기성분 석출단계; 상기 유기성분의 침전을 액체부로부터 분리하는 제 2 고액분리 단계; 및 상기 액체부의 압력을 감소시켜 희석용매를 분리하는 희석용매 정제단계를 포함하고, 상기 희석용매는 액화가스인, 무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 슬러리 제조단계의 원료석탄과 유기용매의 슬러리 제조 혼합비는 1:2 내지 1:10의 중량비인 것을 특징으로 하는, 무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 슬러리 가열단계는 상기 슬러리를 200℃ 내지 400℃로 가열하고, 교반기를 이용하여 혼합하는 것을 특징으로 하는, 무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 고액분리단계는 용액에 용해되지 않은 입자상 물질을 중력침강법, 여과 및 원심분리 중 선택되는 하나 이상을 사용하여 분리하는 것을 특징으로 하는, 무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 유기성분 석출단계는 추출용액과 희석용매가 1:0.3 내지 1:1 의 부피비로 희석용매가 첨가되는 것을 특징으로 하는, 무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 유기성분 석출단계는 희석용매 첨가 시 증발되어 발생하는 기체를 응축하여 재사용하는 것을 특징으로 하는, 무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 유기성분 석출단계의 석탄추출용액은 상온 내지 350℃ 온도범위이고, 상기 석탄추출용액의 온도범위에서 액화압력 이상으로 압축된 희석용매를 추출용액에 주입하는 것을 특징으로 하는, 무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 유기용매는 비점 범위가 200℃ 내지 300℃인 용매로 N메틸2피롤리돈(NMP), 1메틸나프탈렌(1-MN) 및 접촉분해경유(LCO) 중 선택되는 어느 하나이상을 포함하는, 무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 액화가스는 이산화탄소, 이소-부탄, 프로판 및 프로필렌 중에서 선택되는 하나 이상인, 무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 희석용매는 5 내지 15wt%의 보조용매로 에탄올을 추가로 포함하는, 무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법을 제공한다.
본 발명의 유기성분 추출 및 용매 회수 방법은 석탄의 유기성분을 고순도로 추출이 가능하며, 액화가스를 희석용매로 사용함에 따라 고체석탄을 짧은 시간에 석출하고 별도의 처리 공정없이 간단한 압력 조절로 희석용매를 분리할 수 있고, 무회분 석탄의 손실을 줄이며, 유기용매의 상변화가 없기 때문에 용매의 회수율을 높이는 경제적인 이점이 있다.
도 1은 기존의 용매추출법을 이용한 무회분 석탄의 제조방법을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 무회분 석탄의 제조방법을 나타낸다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 유기성분과 무기성분이 혼합된 원료물질에서 유기성분을 추출하는 방법으로, 특히 상기 원료물질은 석탄이며, 유기성분만을 추출해 내는 무회분석탄 제조방법이다. 따라서 상기 방법은 원료석탄 및 유기용매를 혼합하는 슬러리 제조단계; 상기 슬러리를 가열하여 상기 원료석탄 내의 유기성분을 용해하는 슬러리 가열단계; 상기 유기성분이 용해된 석탄추출용액과 용해되지 않은 무기성분을 분리하는 제 1 고액 분리단계; 상기 석탄추출용액에 희석용매를 첨가하여 유기성분의 침전을 생성하는 유기성분 석출단계; 상기 유기성분의 침전을 액체부로부터 분리하는 제 2 고액분리 단계; 및 상기 액체부의 압력을 감소시켜 희석용매를 분리하는 희석용매 정제단계를 포함하고, 상기 희석용매는 액화가스이다.
본 발명의 추출이란 용매를 사용하는 용매추출이며 용액 내의 고체 또는 액체 용질 중에서 성분물질의 1종(경우에 따라 2종 이상)을 추출하는 것을 일컫는다. 본 발명의 한 구현예에서 원료물질을 석탄으로 하고 상기 용매추출을 이용하여 회분을 포함하는 석탄을 유기용매에 용해시켜 석탄의 유기성분만을 추출한다. 상기 회분은 무기성분으로 유기용매에 용해되지 않기 때문에 석탄의 유기성분만을 추출할 수 있다.
본 발명의 석탄이란 지질시대의 육생식물이나 수생식물이 수중에 퇴적하여 매몰된 후 가열과 가압작용을 받아 변질하여 생성된 흑갈색의 가연성 암석이다. 대부분 유기성분으로 구성되어 있으며 소량의 무기성분을 포함한다. 석탄은 토탄(peat)에서부터 갈탄(lignite), 아역청탄(sub-bituminous coal), 역청탄(bituminous coal), 무연탄(anthracite) 등급으로 나뉘어지며, 이 중에서 저등급석탄(LRC)은 brown coal에서부터 아역청탄까지를 말하며 역청탄에서부터는 고등급석탄(HRC)로 분류된다. 본 발명의 석탄은 어느 것으로 한정하지 않으며, 모든 석탄이 적용 가능하다.
본 발명의 회분이란 석탄에 포함되어 있는 무기성분으로, 연소후 재의 형태로 잔류하는 불연성의 광물질로서 산화규소 (SiO2), 산화알미늄 (Al2O3), 산화철 (Fe2O3), 산화칼슘 (CaO), 산화마그네슘 (MgO), 산화티타늄 (TiO2), 산화나트륨 (Na2O) 등의 무기성분들을 의미한다. 본 발명에서는 상기 회분을 포함하지 않거나 회분의 함량이 예를 들면 전체 석탄 함량 중 회분(ash) 함량이 1중량% 이하로 포함하는 석탄을 무회분 석탄이라 한다.
본 발명의 석출이란 통상적으로 액체상 또는 고체상에서 특정한 고체상이 생성되어 원래의 상에서 분리되는 현상으로, 온도변화 또는 제3성분의 첨가 등에 의해 발생한다. 본 발명의 한 구현예에서는 석탄을 유기용매에 용해시켜 석탄추출용액을 취득하고 이에 희석용매를 첨가하여 고순도의 석탄을 석출한다. 상기 희석용매는 추출용액 중의 유기용매와 균일하게 혼합 가능하나, 석탄은 용해되지 않는 물질로, 한 구현예에서 희석용매는 액화가스이며 예를 들면 이산화탄소, 이소-부탄, 프로판 및 프로필렌 등이며 상온에서 가스상이나 압력을 가하면 액화가 가능한 물질이고 유기용매와 혼입이 가능하면 사용할 수 있다.
도 1은 종래의 용매추출법을 이용한 무회분 석탄 제조방법에 관한 것이다. 회분을 포함하는 원료석탄을 유기용매에 첨가하여 슬러리를 제조(10)하고, 용매의 끓는점 이상으로 슬러리를 가열(20)하여 석탄의 유기성분이 용매에 용해되는 것을 촉진하며, 가열된 슬러리를 제1 고액분리(30)를 통해 석탄의 유기성분만 용해된 액체부와 무기성분인 비 액체부를 분리하여 석탄추출용액을 취득한다. 상기 석탄추출용액은 열에너지를 가하여 증발법을 사용하여 용매를 증발(210) 시킴으로써 고체상의 무회분 석탄을 취득(60)할 수 있다. 상기 증발법으로 증발된 유기용매는 응축(212)시켜 슬러리 제조 등에 재사용된다. 기존 공정에서 일 예로 NMP(N-methylpyrrolidone)를 추출 용매로 사용하면 이를 350℃로 가열하여 석탄의 유기성분만을 추출용액으로 취득하고 다음 공정을 위해 대기압 조건의 단열 용기로 이송한다. 이때 상당량의 용매가 증발하는데 용매의 증발 잠열 손실로 인해 추출액의 온도는 200℃ 정도로 낮아지고 일부 추출액이 증발되지 않고 액체상태로 존재한다. 즉, 남은 용매의 증발을 위해 추가로 투입되어야 하는 열에너지가 필요하다. 끓는점이 NMP보다 높은 1MN(1-Methylnaphthalene)을 추출용매로 사용한 경우 NMP와 같은 조건에서 증발되지 않고 액체상태로 존재하는 양이 증가하고, 남은용매의 증발을 위해 추가로 투입되어야 하는 열에너지의 양은 그만큼 많아진다. 또한 증발되는 용매를 재사용하기 위해 증발되는 용매를 모두 응축시키는 것은 이론적으로 불가능하며 일부 용매는 증기상으로 외부로 배출되어 손실된다. 추출 시 유기용매의 온도를 350℃ 이상으로 가열한 후 대기압 조건에서 이론적으로 열에너지의 추가 없이 거의 모든 용매의 증발이 가능하지만 고온에서 고체상으로 전환되는 석탄 입자가 열분해되거나 산화되어 손실된다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 유기성분을 추출하는 방법의 공정 개념도이다. 상기 방법은 슬러리 제조단계(10); 슬러리 가열단계(20); 제 1 고액 분리단계(30); 유기성분 석출단계(40); 제 2 고액분리 단계(50); 및 정제단계(510)를 포함한다. 상기 유기성분은 원료물질인 석탄에서 회분을 제거한 성분이다. 본 발명의 슬러러 제조단계(10)는 회분(무기성분)을 포함하는 원료물질 및 유기용매를 혼합하는 단계이다. 상기 원료석탄은 유기용매와 혼합하기 전에 분쇄기로 분쇄하여 사용하는 데, 분쇄된 석탄 입자의 크기가 50~300㎛, 특히 100㎛정도의 크기를 가질 수 있으나 이로 한정하는 것은 아니다. 일반적으로 석탄의 입자 크기가 50㎛보다 작을 경우 입자끼리의 뭉침이 발생하여 용매와의 접촉이 원활하지 이루어지지 않고, 반면 300㎛보다 큰 경우 오랜 추출시간이 요구된다. 분말상의 원료석탄은 입자 크기가 작아 용매와의 반응 면적을 넓힐 수 있고, 용매와의 혼합에 의해 제조한 슬러리의 이송이 원활하다. 상기 원료물질인 석탄과 혼합되는 유기용매는 비점 범위가 200℃ 내지 300℃인 용매로 N메틸2피롤리돈(NMP), 1메틸나프탈렌(1MN) 및 접촉분해경유(LCO) 중에서 선택되는 하나 이상이다. 슬러리 제조단계의 석탄과 유기용매의 슬러리 제조 혼합비는 1:2 내지 1:10의 중량비이다. 석탄의 중량이 1일때 유기용매의 중량이 10 이상일 경우 다량의 유기용매로 인해 가열하는데 필요한 열에너지가 증가하므로 공정 효율성이 감소된다. 석탄의 중량이 1일때 유기용매의 중량이 2 이하일 경우 유기용매 양에 비해 석탄의 양이 많아지면서 슬러리의 점도가 증가하여 이송 및 여과 등의 공정상 문제를 야기한다.
본 발명의 슬러리 가열단계(20)는 상기 제조된 슬러리를 일정 온도로 가열하여 슬러리 내 원료석탄의 유기성분을 용해하는 단계이다. 석탄의 경우 열적 연화에 의해 분자간 결합이 느슨해지면서 입자 내부의 분자들도 용매추출이 가능하다. 이러한 용매추출을 위해 예를 들면 200℃ 내지 400℃ 범위로 가열하는 것이 바람직하며, 교반기를 사용하여 추출반응을 더욱 활발하게 수행할 수 있다. 상기 슬러리를 30분 내지 3시간, 특히 50분 내지 2시간 동안 가열과 교반을 동시에 수행하여 유기성분은 유기용매에 용해시킬 수 있다. 상기 유기성분이 유기용매에 용해되는 동안 슬러리 내의 고체 잔류물과 동시에 분리가 수행될 수 있다. 본 발명에서 상기 유기성분이 유기용매에 용해된 용액을 이하 석탄추출용액이라 한다.
본 발명의 제1 고액분리 단계(30)는 상기 슬러리 중 용매에 용해되지 않는 무기성분을 분리하는 단계이다. 유기용매에 용해되지 않은 회분을 분리하여 제거하는 단계로 추출용액으로부터 예를 들면 중력침강법, 여과 및 원심분리방법 중 선택되는 하나 이상을 사용하여 분리할 수 있다.
본 발명의 상기 유기성분 석출단계(40)는 상기 유기용매와 균일하게 혼합가능 하나, 석탄은 용해되지 않는 희석용매를 첨가하여 석탄추출용액으로부터 석탄을 석출시키는 단계이다. 본 발명의 한 구현예에서 상기 희석용매는 액화가스이며, 예를 들면 이산화탄소, 이소-부탄, 프로판 또는 프로필렌을 사용할 수 있다. 이산화탄소는 독성, 발화성이 없고, 액체상태에서 비극성 성질을 나타내기 때문에 석탄추출용액과 혼입이 가능하다. 예를 들어 유기용매로 1MN (1-methylnaphthalene)를 사용할 경우 석탄추출용액에 액체 이산화탄소를 첨가하면 1MN 용매의 석탄에 대한 용해도가 낮아지면서 액체 상태의 석탄이 고체 상태로 석출된다. 상기 고체 석탄은 회분이 제거된 무회분 석탄이다. 상기 유기성분 석출단계의 석탄추출용액은 상온 내지 350℃ 온도범위이고, 상기 석탄추출용액의 온도범위에서 액화압력 이상으로 압축된 희석용매를 추출용액에 주입하는 것을 특징으로한다. 한 구현예에서 상온에서 기체상태인 이산화탄소를 희석용매로 이용하기 위해 70기압 내지 75기압으로 압축한 액체상태의 이산화탄소를 석탄추출용액에 주입할 수 있다. 탄화수소계 냉매가스는 비교적 낮은 압력에서 압축이 가능하다. 상기 희석용매는 상기 석탄추출용액 내의 유기용매와 균일하게 혼합가능 하나, 석탄은 용해되지 않는 물질은 모두 희석용매로 사용할 수 있다. 한 구현예에서 극성용매인 NMP를 유기용매로 사용하면 상기 희석용매로 이산화탄소를 사용하기 위해 5 내지 15 wt%의 에탄올을 첨가하면 액체 이산화탄소와 유기용매 NMP의 균일 혼합이 가능하다. 또한 에탄올 뿐만아니라, 극성용매와 비극성 용매의 균일 혼합을 가능하게 하는 공지된 용매라면 어느것으로 제한하지 않는다. 본 발명의 용해도 변화를 이용한 석탄의 석출은 희석용매를 첨가하는 순간 고체 석탄이 석출된다. 이는 기존의 가열로 용매를 제거하는 공정보다 공정 시간을 단축 할 수 있다.
본 발명의 한 구현예에서 상기 석탄추출용액과 희석용매는 1:0.3 내지 1:1 의 부피비로 혼합된다. 석탄추출용액의 부피가 1일때 희석용매의 부피가 0.3 이하일 경우 석출되는 고체의 양이 충분치 않으며, 희석용매의 부피가 석탄추출용액의 부피 이상일 경우 석출량과는 관계없이 희석용매 처리비용이 증가한다. 상기 석출은 석탄추출용액에 희석용매를 첨가하면 그 즉시 고체 석탄이 석출되기 때문에 기존의 석탄추출용액내의 유기용매를 증발시키는 긴 시간의 공정이 필요 없고, 또한 석출된 고체상의 석탄이 고온의 분위기에 노출되지 않기 때문에 열분해에 의한 제품의 손실이 없다. 제 2 고액 분리단계(50)에서는 유기용매 및 희석용매가 혼합된 액체부와 고체로 석출된 무회분 석탄의 분리를 위해 침전이나 여과, 원심분리 등과 같은 다양한 통상의 고액분리 방법을 수행하여 무회분 석탄을 취득(60)할 수 있다. 상기 제2 고액분리(50)단계에서 분리된 액체부는 용매정제 단계(510)에서 유기용매와 희석용매가 분리된다. 상기 액체부에는 유기용매 및 희석용매가 혼합되어 있으며, 희석용매는 액화가스이므로 단순히 감압을 수행하면 액체부 내에 혼합되어있는 액화가스가 기화되어 기체상태로 분리해 낼 수 있다. 이는 추가적인 처리 없이 간소화된 정제방법으로 공정에 필요한 설비 및 에너지를 절감할 수 있으며, 또한 감압 하여 분리된 기체상태의 희석용매는 재 압축하여 유기성분 석출단계(40)에서 희석용매로 재사용할 수 있다. 또한 액화가스가 분리된 유기용매는 별도의 처리과정 예를 들면 증류 등의 처리과정이 없이 슬러리 제조단계(10)로 이송하여 재사용 가능하다.
이상에서 본원의 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.
10. 슬러리 제조단계
20. 슬러리 가열단계
30. 제1 고액분리 단계
40. 유기성분 석출단계
50. 제2 고액분리 단계
60. 무회분 석탄 취득 단계
210. 용매증발 단계
212. 응축 단계
510. 용매정제 단계
512. 액화 단계

Claims (10)

  1. 50㎛ 내지 300㎛로 분쇄된 원료석탄 및 유기용매를 1:2 내지 1:10의 중량비로 혼합하는 슬러리 제조단계;
    상기 슬러리를 200℃ 내지 400℃에서, 교반기를 이용하여 50분 내지 2시간 동안 가열 하여 상기 원료석탄 내의 유기성분을 용해하는 슬러리 가열단계;
    상기 유기성분이 용해된 석탄추출용액과 용해되지 않은 무기성분을 분리하는 제 1 고액 분리단계;
    상기 석탄추출용액에 희석용매를 첨가하여 유기성분의 침전을 생성하는 유기성분 석출단계;
    상기 유기성분의 침전을 액체부로부터 분리하는 제 2 고액분리 단계; 및
    상기 액체부의 압력을 감소시켜 희석용매를 분리하는 희석용매 정제단계를 포함하고,
    상기 석탄추출용액은 상온 내지 350℃ 온도범위이고,
    상기 유기성분 석출단계는 석탄추출용액에 70기압 내지 75기압으로 압축된 희석용매가 1:0.3 내지 1:1 부피비로 첨가되는 것이며,
    상기 희석용매는 액화가스로 이산화탄소, 이소-부탄, 프로판 및 프로필렌 중에서 선택되는 하나 이상인,
    무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고액분리단계는 용액에 용해되지 않은 입자상 물질을 중력침강법, 여과 및 원심분리 중 선택되는 하나 이상을 사용하여 분리하는 것을 특징으로 하는,
    무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기성분 석출단계는 희석용매 첨가 시 증발되어 발생하는 기체를 응축하여 재사용하는 것을 특징으로 하는,
    무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기용매는 비점 범위가 200℃ 내지 300℃인 용매로 N메틸2피롤리돈(NMP), 1메틸나프탈렌(1-MN) 및 접촉분해경유(LCO) 중 선택되는 어느 하나이상을 포함하는,
    무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 희석용매는 5 내지 15wt%의 보조용매로 에탄올을 추가로 포함하는,
    무회분 석탄의 제조 및 용매 회수 방법.
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