KR101968032B1 - 무회탄의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

석탄 및 용제의 슬러리를 조제하는 공정과, 슬러리를 가열하여 용제 가용 성분을 용출시키는 용출 공정과, 용출 후의 슬러리로부터 석탄 성분이 용해된 용액을 분리하는 분리 공정과, 분리한 용액으로부터 용제를 증발 분리하여 무회탄을 얻는 공정을 구비하며, 분리 공정을 용출 공정과 동시에 행한다.

Description

무회탄의 제조 방법

본 발명은 무회탄의 제조 방법에 관한 것이다.

석탄은, 화력 발전이나 보일러의 연료 또는 화학품의 원료로서 폭넓게 이용되고 있으며, 환경 대책의 하나로서 석탄 중의 회분을 효율적으로 제거하는 기술의 개발이 강하게 요망되고 있다. 예를 들어, 가스 터빈 연소에 의한 고효율 복합 발전 시스템에서는, LNG 등의 액체 연료를 대신하는 연료로서, 회분이 제거된 무회탄(HPC)을 사용하는 시도가 이루어지고 있다. 또한, 용광로용 코크스 등의 제철용 코크스의 원료탄으로서, 무회탄을 사용하는 시도가 이루어지고 있다.

무회탄의 제조 방법으로서, 중력 침강법을 사용하여 슬러리로부터 용제에 가용인 석탄 성분(이하, 용제 가용 성분이라고도 함)을 포함하는 용액을 분리하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어 일본 특허 공개 제2009-227718호 공보). 이 방법은, 석탄과 용제를 혼합하여 슬러리를 조제하는 슬러리 조제 공정과, 슬러리 조제 공정에서 얻어진 슬러리를 가열하여 용제 가용 성분을 추출하는 추출 공정을 구비한다. 또한, 이 방법은, 추출 공정에서 용제 가용 성분이 추출된 슬러리로부터 용제 가용 성분이 용해된 용액을 분리하는 용액 분리 공정과, 용액 분리 공정에서 분리된 용액으로부터 용제를 분리하여 무회탄을 얻는 무회탄 취득 공정을 구비한다.

종래의 무회탄 제조 방법의 상기 추출 공정에서는, 슬러리 조제 공정에서 얻어진 슬러리가 소정 온도까지 가열되어 추출조로 공급된다. 그리고, 추출조로 공급된 슬러리는, 교반기에서 교반되면서 소정 온도로 유지되어 용제 가용 성분의 추출이 행해진다. 상기 추출 공정에서는, 상기 용제 가용 성분을 충분히 용제에 용해시키기 위해, 10 내지 60분간 정도 슬러리를 추출조에 체류시키고 있다.

상기 종래의 무회탄의 제조 방법에서는, 추출 공정에 있어서의 상기 용제 가용 성분이 온도 상승에 의해 중합하여 잔사로 되어, 용액 분리 공정에서 용제 가용 성분으로서 추출되지 않는 경우가 있다. 이 때문에, 무회탄의 추출률이 저하될 우려가 있다. 또한, 「추출률」이란, 원료로 되는 석탄의 질량에 대한 제조된 무회탄의 질량의 비율을 의미한다.

일본 특허 공개 제2009-227718호 공보

본 발명은, 상술한 바와 같은 사정에 기초하여 이루어진 것이며, 무회탄의 추출률이 높은 무회탄의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 발명은, 석탄 및 용제의 혼합에 의해 슬러리를 조제하는 공정과, 상기 슬러리의 가열에 의해 용제에 가용인 석탄 성분을 석탄으로부터 용출시키는 공정과, 상기 용출 후의 슬러리로부터 석탄 성분이 용해된 용액을 분리하는 공정과, 상기 분리 공정에서 분리한 용액으로부터 용제의 증발 분리에 의해 무회탄을 얻는 공정을 구비하는 무회탄의 제조 방법이며, 상기 분리 공정을 용출 공정과 동시에 행하는 것을 특징으로 한다.

당해 무회탄의 제조 방법은, 상기 분리 공정을 용출 공정과 동시에 행하므로, 분리 공정에서 용제 가용 성분의 온도 상승에 의한 중합이 발생하기 어렵고, 용출 공정에서의 용제 가용 성분의 용출량을 상승시킬 수 있다. 따라서, 당해 무회탄의 제조 방법은, 무회탄의 추출률을 높인다.

상기 분리 공정을 용출 공정의 승온 과정에서 행하면 좋다. 이와 같이 상기 분리 공정을 용출 공정의 승온 과정에서 행함으로써, 용제 가용 성분의 온도 상승에 의한 중합을 더 억제할 수 있어, 무회탄의 추출률이 더 높아진다.

상기 분리 공정을 연속 처리로 행하면 좋다. 이와 같이 상기 분리 공정을 연속 처리로 행함으로써, 용제 가용 성분을 저류조 등에 체류시키지 않고, 용제 가용 성분의 온도 상승에 의한 중합을 더 억제할 수 있기 때문에, 무회탄의 추출률이 더 높아진다.

상기 분리 공정에서, 필터형 원통체와, 이 필터형 원통체의 내측면을 따라 배치되는 나선형 유로를 구비하는 고액 분리기를 사용하면 좋다. 이와 같이 상기 분리 공정에서 상기 고액 분리기를 사용함으로써, 분리 공정에 사용하는 장치를 간소화할 수 있어, 무회탄의 제조 장치의 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 필터형 원통체를 통과한 여과에 의해 석탄 성분이 용해된 용액이 분리되기 때문에, 얻어지는 무회탄의 회분 농도를 낮출 수 있다.

상기 필터형 원통체가, 금속선을 사용한 메쉬형의 것이면 좋다. 이와 같이 상기 필터형 원통체로서 금속선을 사용한 메쉬형의 것을 사용함으로써, 필터의 눈이 막히기 어렵고, 보강 와이어 등의 지지재를 필요로 하지 않기 때문에, 용이하면서도 확실하게 석탄 성분이 용해된 용액을 분리할 수 있다.

상기 고액 분리기가, 상기 필터형 원통체를 내포하고, 상기 용액을 회수하는 회수관을 추가로 구비하고, 상기 회수관이, 상기 나선형 유로의 상류측의 측면에 상기 용액을 배출하는 회수 구멍을 가지면 좋다. 상기 용액은 하류측 쪽이 온도가 높다. 이와 같이 회수 구멍을 상기 나선형 유로의 상류측의 측면에 배치함으로써, 온도가 높은 하류측의 용액이, 나선형 유로의 상류측으로 이동하면서 회수된다. 그 때문에, 이 용액과 나선형 유로를 통과하는 슬러리의 열교환이 행해져, 나선형 유로 내에 흐르는 슬러리의 가열 효율을 향상시킬 수 있다.

직렬로 접속되는 복수의 상기 고액 분리기를 사용하고, 이들 복수의 고액 분리기의 가열 온도를 고액 분리기마다 설정하면 좋다. 이와 같이 고액 분리기의 가열 온도를 고액 분리기마다 설정함으로써, 각각의 고액 분리기에서 용출되는 성분을 바꾸어, 분자량 분포가 상이한 성분, 연화점이나 용융성이 상이한 성분 등을 용이하게 분리하여 얻을 수 있다.

상기 복수의 고액 분리기의 가열 온도를 하류측일수록 높게 하면 좋다. 이와 같이 상기 복수의 고액 분리기의 가열 온도를 하류측일수록 높게 함으로써, 가열 온도마다 용제에 가용인 석탄 성분을 순차적으로 분리할 수 있다. 그 결과, 용제 가용 성분의 중합을 더 억제할 수 있어, 무회탄의 추출률이 더 높아진다.

여기서, 무회탄(하이퍼 콜, HPC)이란, 석탄을 개질한 개질탄의 일종이며, 용제를 사용하여 석탄으로부터 회분과 비용해성 성분을 가능한 한 제거한 개질탄이다. 그러나, 무회탄의 유동성이나 팽창성을 현저하게 손상시키지 않는 범위에서, 무회탄은 회분을 포함해도 된다. 일반적으로 석탄은 7질량％ 이상 20질량％ 이하의 회분을 포함하지만, 무회탄에 있어서는 2질량％ 정도, 경우에 따라서는 5질량％ 정도의 회분을 포함해도 된다. 또한, 「회분」이란, JIS-M8812:2004에 준거하여 측정되는 값을 의미한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 무회탄의 제조 방법은, 분리 공정을 용출 공정과 동시에 행함으로써, 무회탄의 추출률을 높인다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태의 무회탄의 제조 방법에 사용하는 무회탄 제조 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는, 도 1의 무회탄 제조 장치의 고액 분리기를 도시하는 개략도이다.
도 3은, 도 1과는 상이한 실시 형태의 무회탄 제조 장치를 도시하는 개략도이다.

이하, 본 발명에 관한 무회탄의 제조 방법의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.

[제1 실시 형태]

도 1의 무회탄 제조 장치(1)는, 용제 공급부(10)와, 석탄 공급부(20)와, 조제부(30)와, 고액 분리부(40)와, 제1 용제 분리부(50)와, 제2 용제 분리부(60)를 주로 구비한다.

<용제 공급부>

상기 용제 공급부(10)는, 용제를 조제부(30)로 공급한다. 용제 공급부(10)는, 도 1에 도시하는 바와 같이 용제 탱크(11) 및 펌프(12)를 주로 구비한다.

(용제 탱크)

용제 탱크(11)는, 석탄 공급부(20)로부터 공급되는 석탄과 혼합하는 용제를 저장한다. 석탄과 혼합하는 용제는, 석탄을 용해하는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 석탄 유래의 2환 방향족 화합물이 적합하게 사용된다. 이 2환 방향족 화합물은, 기본적인 구조가 석탄의 구조 분자와 유사하다는 점에서 석탄과의 친화성이 높고, 비교적 높은 추출률을 얻을 수 있다. 석탄 유래의 2환 방향족 화합물로서는, 예를 들어 석탄을 건류하여 코크스를 제조할 때의 부생유의 증류유인 메틸나프탈렌유, 나프탈렌유 등을 들 수 있다.

상기 용제의 비점은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 상기 용제의 비점의 하한으로서는, 180℃가 바람직하고, 230℃가 보다 바람직하다. 한편, 상기 용제의 비점의 상한으로서는, 300℃가 바람직하고, 280℃가 보다 바람직하다. 상기 용제의 비점이 상기 하한 미만인 경우, 용제를 증발시켜 무회탄을 얻는 무회탄 취득 공정에서 용제를 회수하는 경우에 휘발에 의한 손실이 커져, 용제의 회수율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 용제의 비점이 상기 상한을 초과하는 경우, 용제 가용 성분과 용제의 분리가 곤란해져, 이 경우에도 용제의 회수율이 저하될 우려가 있다.

(펌프)

상기 펌프(12)는, 조제부(30)에 접속하는 배관에 배치되어 있다. 펌프(12)는, 용제 탱크(11)에 저장되어 있는 용제를 공급관(70)을 통하여 조제부(30)로 압송한다.

상기 펌프(12)의 종류는, 상기 용제를 공급관(70)을 통하여 조제부(30)로 압송할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 용적형 펌프 또는 비용적형 펌프를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 용적형 펌프로서 다이어프램 펌프나 튜브프램 펌프를 사용할 수 있고, 비용적형 펌프로서 소용돌이 펌프 등을 사용할 수 있다.

<석탄 공급부>

상기 석탄 공급부(20)는, 석탄을 조제부(30)로 공급한다. 석탄 공급부(20)는, 상압 상태에서 사용되는 상압 호퍼(21), 상압 상태 및 가압 상태에서 사용되는 가압 호퍼(22), 상압 호퍼(21)와 가압 호퍼(22)를 접속하는 배관에 배치되는 제1 밸브(23), 및 가압 호퍼(22)와 공급관(70)을 접속하는 배관에 배치되는 제2 밸브(24)를 갖고 있다. 가압 호퍼(22)에는, 질소 가스 등의 가스를 공급하는 가압 라인(25)과, 이 가스를 배기하는 배기 라인(26)이 접속되어 있다.

상압 호퍼(21)에 저장된 석탄은, 제2 밸브(24)가 폐쇄인 상태에서 제1 밸브(23)를 개방으로 함으로써, 우선 가압 호퍼(22)로 이송된다. 이때 가압 호퍼(22)는 상압 상태이다. 이어서, 제1 밸브(23)를 폐쇄로 하고, 가압 라인(25)을 통하여 질소 가스 등의 가스를 가압 호퍼(22)로 공급한다. 그 결과, 가압 호퍼(22)를 포함하는 제1 밸브(23)부터 제2 밸브(24)까지의 배관이 가압되고, 가압 호퍼(22) 내가 가압 상태로 된다. 이때, 가압 호퍼(22) 내의 압력이 공급관(70) 내의 압력과 동등 또는 그 이상으로 되도록 가압하는 것이 바람직하다. 그리고, 제2 밸브(24)를 개방으로 함으로써, 가압 호퍼(22) 내의 석탄이 공급관(70)으로 공급된다. 이와 같이 가압 호퍼(22) 내를 가압 상태로 함으로써, 가압 호퍼(22) 내의 석탄이 공급관(70)으로 원활하게 공급된다. 또한, 도 1의 석탄 공급부(20)에서는, 가압 라인(25) 및 배기 라인(26)은 가압 호퍼(22)에 접속되어 있지만, 제1 밸브(23)와 제2 밸브(24)의 사이라면, 가압 호퍼(22) 이외의 배관 등에 접속되어도 된다.

여기서, 제1 밸브(23) 및 제2 밸브(24)의 종류는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제1 밸브(23) 및 제2 밸브(24)로서, 예를 들어 게이트 밸브, 볼 밸브, 플랩 밸브, 로터리 밸브 등을 사용할 수 있다.

석탄 공급부(20)로부터 공급하는 석탄으로서는, 여러 가지 품질의 석탄을 사용할 수 있다. 예를 들어 추출률이 높은 역청탄이나, 보다 저렴한 열질탄(아역청탄이나 갈탄)이 적합하게 사용된다. 또한, 석탄을 입도로 분류하면, 미세하게 분쇄된 석탄이 적합하게 사용된다. 여기서 「미세하게 분쇄된 석탄」이란, 예를 들어 석탄 전체의 질량에 대한 입도 1mm 미만의 석탄의 질량 비율이 80％ 이상인 석탄을 의미한다. 또한, 석탄 공급부(20)로부터 공급하는 석탄으로서 괴탄을 사용할 수도 있다. 여기서 「괴탄」이란, 예를 들어 석탄 전체의 질량에 대한 입도 5mm 이상의 석탄의 질량 비율이 50％ 이상인 석탄을 의미한다. 괴탄은, 미세하게 분쇄된 석탄에 비하여 석탄의 입도가 크기 때문에, 분리 공정에서의 분리를 효율화할 수 있다. 여기서, 「입도(입경)」란, JIS-Z8815(1994)의 체 분류 시험 통칙에 준거하여 측정한 값을 말한다. 또한, 석탄의 입도에 의한 구분에는, 예를 들어 JIS-Z8801-1(2006)에 규정하는 금속제 망체를 사용할 수 있다.

또한, 용출 시간의 단축이라고 하는 관점에서, 석탄 공급부(20)로부터 공급하는 석탄으로서 열질탄을 많이 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 공급하는 석탄의 전체량에 대한 열질탄의 비율의 하한으로서는, 80질량％가 바람직하고, 90질량％가 보다 바람직하다. 공급하는 석탄에 포함되는 열질탄의 비율이 상기 하한 미만인 경우, 용제 가용 성분을 용출하는 시간이 길어질 우려가 있다.

상기 열질탄의 탄소 함유율의 하한으로서는, 70질량％가 바람직하다. 또한, 상기 열질탄의 탄소 함유율의 상한으로서는, 85질량％가 바람직하고, 82질량％가 보다 바람직하다. 상기 열질탄의 탄소 함유율이 상기 하한 미만인 경우, 용제 가용 성분의 용출률이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 열질탄의 탄소 함유율이 상기 상한을 초과하는 경우, 공급하는 석탄의 비용이 높아질 우려가 있다.

또한, 석탄 공급부(20)로부터 조제부(30)로 공급하는 석탄으로서, 소량의 용제를 혼합하여 슬러리화한 석탄을 사용해도 된다. 석탄 공급부(20)로부터 슬러리화한 석탄을 조제부(30)로 공급함으로써, 조제부(30)에 있어서 석탄이 용제와 혼합하기 쉬워져, 석탄을 보다 빠르게 용해시킬 수 있다. 단, 슬러리화할 때 혼합하는 용제의 양이 많으면, 고액 분리부(40)에서 슬러리를 용출 온도까지 승온하기 위한 열량이 불필요하게 커지기 때문에, 제조 비용이 증대될 우려가 있다.

<조제부>

상기 조제부(30)는, 용제 공급부(10)로부터 공급되는 용제와 석탄 공급부(20)로부터 공급되는 석탄의 혼합에 의해 슬러리를 얻는다. 조제부(30)는, 조제조(31)를 갖고 있다.

(조제조)

상기 조제조(31)에는, 공급관(70)을 통하여 상기 용제 및 석탄이 공급된다. 조제조(31)는, 공급된 용제 및 석탄을 혼합하여 슬러리로 하고, 이 슬러리를 저류한다. 또한, 상기 조제조(31)는 교반기(31a)를 갖고 있다. 조제조(31)는, 혼합한 슬러리를 교반기(31a)에서 교반하면서 유지함으로써 슬러리의 혼합 상태를 유지한다.

조제조(31)에 있어서의 슬러리 중의 무수탄 기준에서의 석탄 농도의 하한으로서는, 10질량％가 바람직하고, 13질량％가 보다 바람직하다. 한편, 상기 석탄 농도의 상한으로서는, 25질량％가 바람직하고, 20질량％가 보다 바람직하다. 상기 석탄 농도가 상기 하한 미만인 경우, 상기 용제 가용 성분의 용출량이 슬러리 처리량에 대하여 적어지기 때문에, 무회탄의 제조 효율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 석탄 농도가 상기 상한을 초과하는 경우, 용제 중에서 상기 용제 가용 성분이 포화되기 때문에, 상기 용제 가용 성분의 용출률이 저하될 우려가 있다. 따라서, 석탄 공급부(20)로부터 공급되는 석탄과 용제 공급부(10)로부터 공급되는 용제의 합계량에 대한 석탄의 양의 비율이, 상기 석탄 농도의 범위 내로 되는 양의 용제를 용제 공급부(10)로부터 공급하는 것이 바람직하다.

<고액 분리부>

고액 분리부(40)는, 상기 슬러리의 가열에 의해 용제 가용 성분을 석탄으로부터 용출시키고, 상기 용출 후의 슬러리로부터 석탄 성분이 용해된 용액을 분리한다. 고액 분리부(40)는 가열기(41)와 고액 분리기(42)를 주로 갖는다.

(가열기)

가열기(41)는, 고액 분리기(42) 내를 통과하는 슬러리를 가열한다. 따라서, 가열기(41)는, 고액 분리기(42)의 외측에 고액 분리기(42)를 따라 배치된다. 고액 분리기(42)로 유입되는 슬러리의 온도를 원하는 온도로 높여 두기 위해, 고액 분리기(42)의 상류측의 배관의 일부를 가열기(41)로 가열해도 된다. 이 가열에 의해 용제 가용 성분을 석탄으로부터 용출시킨다.

가열기(41)는, 고액 분리기(42) 내를 통과하는 슬러리를 가열할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 저항 가열식 히터나 유도 가열 코일을 들 수 있다. 또한, 열매체를 사용하여 가열을 행해도 된다. 예를 들어 고액 분리기(42)의 주위에 가열관을 배치하고, 이 가열관에 증기, 기름 등의 열매체를 공급함으로써 고액 분리기(42) 내를 통과하는 슬러리를 가열할 수 있다.

가열기(41)에 의한 가열 후의 슬러리의 온도의 하한으로서는, 300℃가 바람직하고, 350℃가 보다 바람직하다. 한편, 상기 슬러리의 온도의 상한으로서는, 용출 가능한 온도라면 특별히 한정되지 않지만, 420℃가 바람직하고, 400℃가 보다 바람직하다. 상기 슬러리의 온도가 상기 하한 미만인 경우, 석탄을 구성하는 분자 간의 결합을 충분히 약화시킬 수 없어, 용출률이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 슬러리의 온도가 상기 상한을 초과하는 경우, 슬러리의 온도를 유지하기 위한 열량이 불필요하게 커지기 때문에, 제조 비용이 증대될 우려가 있다.

상기 가열기(41)는, 고액 분리기(42) 내에 흐르는 슬러리가 고액 분리기(42)를 통과하는 사이에 상기 범위의 온도로 되도록 가열한다. 이 때문에, 고액 분리기(42)에서의 가열 시간은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 10분 이상 120분 이하이다. 또한, 가열기(41)를 통과하기 전의 슬러리의 온도는 100℃ 정도이다. 따라서, 가열기(41)는, 매분 3℃ 이상 100℃ 이하 정도의 가열 속도로 용제를 가열할 수 있는 것이 바람직하다.

(고액 분리기)

고액 분리기(42)는, 조제조(31)에서 혼합한 슬러리를 유입시켜, 석탄 성분이 용해된 용액을 여과에 의해 분리함과 함께, 용제 불용 성분을 포함하는 고형분 농축액을 배출한다. 여기서, 용제 불용 성분이란, 주로 용제에 불용인 회분과 불용 석탄으로 구성되어 있으며, 용출에 사용한 용제도 포함되어 있는 용출 잔분을 말한다.

고액 분리기(42)는 원통형이며, 그의 중심축이 연직 방향과 평행으로 되도록 세워 설치된다. 고액 분리기(42)는, 도 2에 도시하는 바와 같이 필터형 원통체(43)와, 이 필터형 원통체(43)의 내측면을 따라 배치되는 나선형 유로(44)와, 필터형 원통체(43)를 내포하는 회수관(47)을 구비한다. 상기 나선형 유로(44)는, 필터형 원통체(43) 내에 동축으로 배치된 코어재(45), 및 필터형 원통체(43)의 내벽과 코어재(45)의 사이에 축 방향으로 나선형으로 배치된 나선 가이드(46)에 의해 구성되어 있다. 슬러리는, 고액 분리기(42)의 상부로부터 유입되어, 상기 나선형 유로(44)를 통과한다.

필터형 원통체(43)는, 나선형 유로(44)의 외벽을 구성하고, 나선형 유로(44)에 흐르는 슬러리로부터 석탄 성분이 용해된 용액을 여과에 의해 분리한다. 그리고, 분리된 상기 용액은, 필터형 원통체(43)의 외측으로 유출된다.

필터형 원통체(43)로서는, 슬러리로부터 석탄 성분이 용해된 용액을 분리할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 금속선, 세라믹선 등을 사용한 메쉬형의 것이나 부직포를 사용할 수 있다. 이들 중에서도 금속선을 사용한 메쉬형의 것이 바람직하다. 이와 같이 금속선을 사용한 메쉬형의 것을 사용함으로써, 필터의 눈이 막히기 어렵고, 보강 와이어 등의 지지재를 필요로 하지 않기 때문에, 용이하면서도 확실하게 석탄 성분이 용해된 용액을 분리할 수 있다. 또한, 방식의 관점에서, 상기 금속선으로서는 스테인리스(특히 SUS316)를 사용한 것이 바람직하다.

필터형 원통체(43)로서 금속선을 사용한 메쉬형의 것을 사용하는 경우의 메쉬 공칭 눈 크기의 하한으로서는, 0.5㎛가 바람직하고, 1㎛가 보다 바람직하다. 또한, 상기 메쉬의 공칭 눈 크기의 상한으로서는, 30㎛가 바람직하고, 20㎛가 보다 바람직하다. 상기 메쉬의 공칭 눈 크기가 상기 하한 미만인 경우, 필터의 눈이 막힐 우려가 있다. 한편, 상기 메쉬의 공칭 눈 크기가 상기 상한을 초과하는 경우, 용제 가용 성분 이외의 석탄 성분이 필터형 원통체(43)를 통과할 우려가 있다.

코어재(45)는 원기둥형이며, 필터형 원통체(43) 내에 동축으로 배치된다. 상기 코어재(45)는 나선형 유로(44)의 내벽을 구성한다.

코어재(45)의 재질로서는, 특별히 한정되지 않지만, 금속, 세라믹 등을 사용할 수 있다.

나선 가이드(46)는 와이어형이다. 상기 나선 가이드(46)는, 필터형 원통체(43)의 내벽과 코어재(45)의 사이에 축 방향으로 나선형으로 코어재(45)에 권회되어 배치되고, 필터형 원통체(43)의 내벽 및 코어재(45)에 맞닿아 있다. 그리고, 나선 가이드(46)와, 이것과 대향하는 나선 가이드(46)의 사이에 나선형 유로(44)가 형성된다.

나선 가이드(46)의 재질로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 코어재(45)의 재질과 동일하게 할 수 있다. 나선 가이드(46)의 재질을 코어재(45)의 재질과 동일하게 함으로써, 코어재(45)와 나선 가이드(46)를 일체 성형할 수 있다.

나선 가이드(46)의 평균 직경(와이어 직경)은, 나선형 유로(44)의 폭과 일치하고, 필터형 원통체(43)의 내경과 코어재(45)의 직경의 차의 절반과 동등하다.

나선 가이드(46)와, 이것과 대향하는 나선 가이드(46)의 최소 간격(나선 간격)은, 나선형 유로(44) 전체를 통하여 대략 일정하다.

상기 나선형 유로(44)를 통과하는 슬러리의 선 유속의 하한으로서는, 0.5m/s가 바람직하고, 1m/s가 보다 바람직하다. 또한, 상기 선 유속의 상한으로서는, 20m/s가 바람직하고, 10m/s가 보다 바람직하다. 상기 선 유속이 상기 하한 미만인 경우, 고액 분리기(42) 내에 있어서의 전단력이 저하되고, 필터형 원통체(43)가 눈막힘을 발생시킬 우려가 있다. 한편, 상기 선 유속이 상기 상한을 초과하는 경우, 고액 분리기(42) 내에 있어서의 전단력이 지나치게 커져, 에로전이 발생할 우려가 있다.

상기 나선형 유로(44)를 통과하는 사이에 슬러리로부터 분리되어, 필터형 원통체(43)로부터 외측으로 유출된 용제 가용 성분이 용해된 용액은, 회수관(47)에 의해 회수된다. 한편, 용제 불용 성분을 포함하는 고형분 농축액은, 나선형 유로(44)를 통과한 후, 고액 분리기(42)의 하류측으로부터 배출된다.

상기 용액을 회수하는 회수관(47)의 재질로서는, 특별히 한정되지 않지만, 금속, 세라믹 등을 사용할 수 있다.

또한, 회수관(47)은 회수 구멍(48)을 갖는다. 이 회수 구멍(48)은, 석탄 성분이 용해된 용액을 취출하는 구멍이다. 회수 구멍(48)에는, 제1 용제 분리부(50)에 연결되는 배관이 접속되어 있다.

회수관(47)은, 도 1에 도시하는 바와 같이 상기 나선형 유로(44)의 상류측의 측면에 회수 구멍(48)을 가지면 좋다. 상기 용액은 하류측 쪽이 온도가 높다. 이와 같이 회수 구멍(48)을 상기 나선형 유로(44)의 상류측의 측면에 배치함으로써, 온도가 높은 하류측의 용액이, 나선형 유로(44)의 상류측으로 이동하면서 회수된다. 그 때문에, 이 용액과 나선형 유로(44)를 통과하는 슬러리의 열교환이 행해져, 나선형 유로(44) 내에 흐르는 슬러리의 가열 효율을 향상시킬 수 있다.

고액 분리기(42)의 내부 압력의 하한으로서는, 1.4MPa이 바람직하고, 1.7MPa이 보다 바람직하다. 또한, 고액 분리기(42)의 내부 압력의 상한으로서는, 3MPa이 바람직하고, 2.3MPa이 보다 바람직하다. 고액 분리기(42)의 내부 압력이 상기 하한 미만인 경우, 용제의 기화에 의해 용액의 분리가 곤란해질 우려가 있다. 한편, 고액 분리기(42)의 내부 압력이 상기 상한을 초과하는 경우, 고액 분리기(42)로서 내압이 높은 설계를 행할 필요가 있기 때문에, 고액 분리기(42)의 제조 비용이 높아질 우려가 있다. 여기서 「고액 분리기의 내부 압력」이란, 고액 분리기(42)의 회수관(47)의 내부 압력이다.

또한, 나선형 유로(44)의 유입구에 있어서의 슬러리의 공급 압력과 필터형 원통체(43)의 외측면측의 압력의 차(여과 압력)의 상한으로서는, 1MPa이 바람직하다. 상기 여과 압력이 상기 상한을 초과하는 경우, 필터형 원통체(43)가 변형될 우려가 있다.

고액 분리기(42) 내의 슬러리의 통과 시간으로서는, 슬러리가 가열기(41)에서 가열되고, 용제 가용 성분이 용제에 용출되기 위해 필요한 시간이 확보되는 한 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 10분 이상 120분 이하로 할 수 있다. 따라서, 고액 분리기(42) 내의 슬러리의 유속으로서는, 30mm/분 이상 100mm/분 이하로 할 수 있다.

무회탄 제조 장치(1)는, 슬러리를 고액 분리부(40) 내에 연속적으로 공급하면서, 용제 가용 성분을 포함하는 용액을 회수 구멍(48)으로부터 배출하고, 용제 불용 성분을 포함하는 고형분 농축액을 고액 분리기(42)의 하류측으로부터 배출할 수 있다. 이에 의해 연속적인 고액 분리 처리가 가능하게 된다.

<제1 용제 분리부>

제1 용제 분리부(50)는, 고액 분리부(40)에서 분리된 상기 용액으로부터, 용제를 증발 분리시켜 무회탄(HPC)을 얻는다.

여기서 용제를 증발 분리하는 방법으로서, 일반적인 증류법이나 증발법(스프레이 드라이법 등)을 포함하는 분리 방법을 사용할 수 있다. 분리하여 회수된 용제는, 조제조(31)보다 상류측의 배관으로 순환하여 반복 사용할 수 있다. 상기 용액으로부터의 용제의 분리 및 회수에 의해, 상기 용액으로부터 실질적으로 회분을 포함하지 않는 무회탄을 얻을 수 있다.

이와 같이 얻어지는 무회탄은, 회분이 5질량％ 이하 또는 1질량％ 이하이고, 회분을 거의 포함하지 않고, 수분은 전무하며, 또한 예를 들어 원료 석탄보다 높은 발열량을 나타낸다. 또한 무회탄은, 제철용 코크스의 원료로서 특히 중요한 품질인 연화 용융성이 대폭 개선되어, 예를 들어 원료 석탄보다 훨씬 우수한 유동성을 나타낸다. 따라서, 무회탄은 코크스 원료의 배합탄으로서 사용할 수 있다.

<제2 용제 분리부>

제2 용제 분리부(60)는, 고액 분리부(40)에서 분리된 상기 고형분 농축액으로부터, 용제를 증발 분리시켜 부생탄(RC)을 얻는다.

여기서 고형분 농축액으로부터 용제를 분리하는 방법은, 제1 용제 분리부(50)의 분리 방법과 마찬가지로, 일반적인 증류법이나 증발법(스프레이 드라이법 등)을 사용할 수 있다. 분리하여 회수된 용제는, 조제조(31)보다 상류측의 배관으로 순환하여 반복 사용할 수 있다. 용제의 분리 및 회수에 의해, 고형분 농축액으로부터 회분 등을 포함하는 용제 불용 성분이 농축된 부생탄을 얻을 수 있다. 부생탄은 연화 용융성은 나타내지 않지만, 산소 함유 관능기가 탈리되어 있다. 따라서, 이 배합탄은 코크스 원료의 배합탄의 일부로서 사용할 수도 있다. 또한, 배합탄은 회수하지 않고 폐기해도 된다.

<무회탄의 제조 방법>

당해 무회탄의 제조 방법은, 용제를 공급하는 공정(용제 공급 공정)과, 석탄을 공급하는 공정(석탄 공급 공정)과, 석탄 및 용제의 혼합에 의해 슬러리를 조제하는 공정(조제 공정)과, 상기 슬러리의 가열에 의해 용제에 가용인 석탄 성분을 석탄으로부터 용출시키는 공정(용출 공정)과, 상기 용출 후의 슬러리로부터 석탄 성분이 용해된 용액을 분리하는 공정(분리 공정)과, 상기 분리 공정에서 분리한 용액으로부터 용제의 증발 분리에 의해 무회탄을 얻는 공정(무회탄 취득 공정)과, 상기 분리 공정에서 분리된 고형분 농축액으로부터의 용제의 증발 분리에 의해 부생탄을 얻는 공정(부생탄 취득 공정)을 구비한다. 이하, 도 1의 무회탄 제조 장치(1)를 사용하는 당해 무회탄의 제조 방법에 대하여 설명한다.

(용제 공급 공정)

상기 용제 공급 공정에서는, 용제를 조제부(30)로 공급한다. 구체적으로는, 용제 탱크(11)에 저장하는 용제를 펌프(12)에 의해 공급관(70)을 통하여 조제부(30)로 압송한다.

(석탄 공급 공정)

상기 석탄 공급 공정에서는, 석탄 공급부(20)에 저장하는 석탄을 조제부(30)로 공급한다. 이때, 조제부(30)에 접속하는 공급관(70) 내로 원활하게 용제를 공급할 수 있도록, 가압 호퍼(22) 내를 가압한 상태에서 석탄을 조제부(30)로 공급한다.

(조제 공정)

상기 조제 공정에서는, 상기 용제 공급 공정 및 상기 석탄 공급 공정에 의해 공급되는 용제 및 석탄을 조제조(31)에 의해 혼합하여 슬러리로 한다.

(용출 공정)

상기 용출 공정에서는, 상기 슬러리의 가열에 의해 용제에 가용인 석탄 성분을 석탄으로부터 용출시킨다. 구체적으로는, 가열기(41)에 의해 고액 분리기(42) 내의 나선형 유로(44)를 통과하는 슬러리를 가열하고, 가용인 석탄 성분을 용제에 용출시킨다.

(분리 공정)

상기 분리 공정에서는, 상기 용출 후의 슬러리로부터 석탄 성분이 용해된 용액을 분리한다. 이 공정은, 상기 용출 공정의 승온 과정에서 동시에 또한 연속적으로 행해진다. 구체적으로는, 상기 용출 공정에서 가열 중인 석탄 성분이 용해된 용액을 필터형 원통체(43)에 의해 여과하고, 회수관(47)으로 분리한다. 분리한 상기 용액은, 회수 구멍(48)으로부터 회수된다. 또한, 필터형 원통체(43) 내에는 용제 불용 성분을 포함하는 고형분 농축액이 잔류하고, 고액 분리기(42)의 하류측으로부터 배출된다.

(무회탄 취득 공정)

상기 무회탄 취득 공정에서는, 상기 분리 공정에서 분리된 용액으로부터 증발 분리에 의해 무회탄을 얻는다. 구체적으로는, 고액 분리부(40)에서 분리된 용액을 제1 용제 분리부(50)로 공급하고, 제1 용제 분리부(50)에서 용제를 증발시켜 용제와 무회탄으로 분리한다.

(부생탄 취득 공정)

상기 부생탄 취득 공정에서는, 상기 분리 공정에서 분리된 고형분 농축액으로부터 증발 분리에 의해 부생탄을 얻는다. 구체적으로는, 고액 분리부(40)에서 분리된 고형분 농축액을 제2 용제 분리부(60)로 공급하고, 제2 용제 분리부(60)에서 용제를 증발시켜 용제와 부생탄으로 분리한다.

<이점>

당해 무회탄의 제조 방법은, 상기 분리 공정을 용출 공정과 동시에 행하므로, 분리 공정에서 용제 가용 성분의 온도 상승에 의한 중합이 발생하기 어려워, 용출 공정에서의 용제 가용 성분의 용출량을 상승시킬 수 있다. 따라서, 당해 무회탄의 제조 방법은, 무회탄의 추출률을 높인다.

또한, 당해 무회탄의 제조 방법은, 상기 분리 공정을 용출 공정의 승온 과정에서 행하므로, 용제 가용 성분의 온도 상승에 의한 중합을 더 억제할 수 있어, 무회탄의 추출률이 더 높아진다.

또한, 당해 무회탄의 제조 방법은, 상기 분리 공정을 연속 처리로 행하므로, 용제 가용 성분을 저류조 등에 체류시키지 않고, 용제 가용 성분의 온도 상승에 의한 중합을 더 억제할 수 있기 때문에, 무회탄의 추출률이 더 높아진다.

또한, 당해 무회탄의 제조 방법은, 상기 분리 공정에서 상기 고액 분리기(42)를 사용함으로써, 분리 공정에 사용하는 장치를 간소화할 수 있어, 무회탄의 제조 장치의 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 필터형 원통체(43)를 통과한 여과에 의해 석탄 성분이 용해된 용액이 분리되기 때문에, 얻어지는 무회탄의 회분 농도를 낮출 수 있다.

[제2 실시 형태]

도 3의 무회탄 제조 장치(2)는, 고액 분리부(40a)로서 직렬로 접속되는 7단의 고액 분리기(42a 내지 42g)를 갖는다. 무회탄 제조 장치(2)는, 고액 분리부(40a) 이외에는, 상기 도 1의 무회탄 제조 장치(1)와 마찬가지의 구성이기 때문에, 고액 분리부(40a) 이외에 대해서는 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.

<고액 분리부>

고액 분리부(40a)는, 직렬로 접속되는 7단의 고액 분리기(42a 내지 42g)와, 각각의 고액 분리기(42a 내지 42g)에 대응하는 가열기(41a 내지 41g)를 갖는다.

(가열기)

복수의 상기 가열기(41a 내지 41g)로서는, 각각 제1 실시 형태에 있어서의 가열기(41)와 마찬가지의 가열기를 사용할 수 있다.

처음 단의 고액 분리기(42a)를 가열하는 가열기(41a)(처음 단의 가열기(41a))에 의한 가열 후의 슬러리의 온도의 하한으로서는, 90℃가 바람직하고, 95℃가 보다 바람직하다. 한편, 상기 처음 단의 가열기(41a)에 의한 슬러리의 온도의 상한으로서는, 110℃가 바람직하고, 105℃가 보다 바람직하다. 상기 처음 단의 가열기(41a)에 의한 슬러리의 온도가 상기 하한 미만인 경우, 가용되는 석탄 성분이 매우 적어져, 용출률이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 처음 단의 가열기(41a)에 의한 슬러리의 온도가 상기 상한을 초과하는 경우, 처음 단에서 가용되는 석탄 성분이 많아져, 다단화에 의한 용제 가용 성분의 중합 억제 효과의 향상이 불충분해질 우려가 있다.

최종단의 고액 분리기(42g)를 가열하는 가열기(41g)(최종단의 가열기(41g))에 의한 가열 후의 슬러리의 온도의 하한으로서는, 300℃가 바람직하고, 350℃가 보다 바람직하다. 한편, 상기 최종단의 가열기(41g)에 의한 슬러리의 온도의 상한으로서는, 420℃가 바람직하고, 400℃가 보다 바람직하다. 상기 최종단의 가열기(41g)에 의한 슬러리의 온도가 상기 하한 미만인 경우, 석탄을 구성하는 분자 간의 결합을 충분히 약화시킬 수 없어, 용출률이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 최종단의 가열기(41g)에 의한 슬러리의 온도가 상기 상한을 초과하는 경우, 석탄의 열분해 반응에 의해 생성된 열분해 라디칼의 재결합이 일어나기 때문에, 용출률이 저하될 우려가 있다.

각 단의 고액 분리기(42a 내지 42g)를 가열하는 가열기(41a 내지 41g)의 가열 온도는, 고액 분리기마다 설정되며, 하류측일수록 높다. 각 단의 가열기(41a 내지 41g)의 가열 온도로서는, 예를 들어 전단에 비하여 45℃ 이상 55℃ 이하 높은 온도로 할 수 있다.

(고액 분리기)

처음 단의 고액 분리기(42a)는, 조제조(31)에서 혼합한 슬러리를 상류측으로부터 유입시켜, 석탄 성분이 용해된 용액을 여과에 의해 분리함과 함께, 용제에 불필요한 석탄 성분이 농축된 고형분 농축액을 하류측으로부터 배출한다. 또한, 2단째부터 최종단(7단째)의 고액 분리기(42b 내지 42g)는, 전단의 고액 분리기에 의해 배출된 고형분 농축액을 상류측으로부터 유입시켜, 석탄 성분이 용해된 용액을 여과에 의해 분리함과 함께, 용제에 불필요한 석탄 성분이 농축된 고형분 농축액을 하류측으로부터 배출한다. 이와 같이 7단의 고액 분리기(42a 내지 42g)는 직렬로 접속된다.

또한, 각 단의 고액 분리기(42a 내지 42g)에 의해 분리된 용액은, 제1 용제 분리부(50)로 유입되고, 최종단(7단째)의 고액 분리기(42g)로부터 배출되는 고형분 농축액은, 제2 용제 분리부(60)로 유입된다.

또한, 각 고액 분리기(42a 내지 42g)는, 제1 실시 형태의 고액 분리기(42)와 마찬가지의 구성 및 치수로 할 수 있다.

<무회탄의 제조 방법>

이하, 도 3의 무회탄 제조 장치(2)를 사용하는 당해 무회탄의 제조 방법에 대하여 설명한다. 또한, 용제 공급 공정, 석탄 공급 공정, 조제 공정, 무회탄 취득 공정 및 부생탄 취득 공정은, 상기 도 1의 무회탄 제조 장치(1)를 사용한 경우와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

(용출 공정 및 분리 공정)

당해 무회탄의 제조 방법은, 분리 공정을 용출 공정과 동시에 행한다. 우선, 처음 단의 고액 분리기(42a)로 유입된 슬러리를 처음 단의 가열기(41a)에 의해 용제에 가용인 석탄 성분을 석탄으로부터 용출시키고, 가열 중인 석탄 성분이 용해된 용액을 필터형 원통체(43)에 의해 여과하고, 회수관(47)으로 분리한다. 또한, 필터형 원통체(43) 내에는 가열기(41a)의 가열 온도에서는 용제 불용인 성분을 포함하는 고형분 농축액이 잔류하고, 처음 단의 고액 분리기(42a)의 하류측으로부터 배출된다.

이어서, 상기 처음 단의 고액 분리기(42a)에 의해 배출된 고형분 농축액을 2단째의 고액 분리기(42b)로 유입시킨다. 처음 단과 마찬가지로 2단째의 가열기(41b)에 의해 용제에 가용인 석탄 성분을 석탄으로부터 용출시키고, 가열 중인 석탄 성분이 용해된 용액을 필터형 원통체(43)에 의해 여과하고, 회수관(47)으로 분리한다. 이때, 2단째의 가열기(41b)의 가열 온도는, 처음 단의 가열기(41a)의 가열 온도보다 높기 때문에, 처음 단의 가열 온도에서는 불용이지만 2단째의 가열 온도에서는 용해되는 석탄 성분을 분리할 수 있다. 또한, 처음 단에서 용해되는 석탄 성분은 처음 단의 고액 분리기(42a)에서 분리 완료되기 때문에, 2단째에서 새롭게 용출된 석탄 성분이, 처음 단에서 용출된 석탄 성분과 중합하는 것을 방지할 수 있다.

마찬가지로 3단째부터 7단째의 고액 분리기(42c 내지 42g)에 전단의 고형분 농축액을 유입시키고, 전단보다 높은 온도로 가열하여, 순차적으로 석탄 성분이 용해된 용액을 분리한다.

<이점>

도 3의 무회탄 제조 장치(2)를 사용하는 당해 무회탄의 제조 방법은, 고액 분리기(42a 내지 42g)의 가열 온도를 고액 분리기마다 설정하므로, 각각의 고액 분리기(42a 내지 42g)에서 용출되는 성분을 바꿀 수 있다. 이 때문에, 무회탄 제조 장치(2)를 사용하는 당해 무회탄의 제조 방법은, 분자량 분포가 상이한 성분, 연화점이나 용융성이 상이한 성분 등을 용이하게 분리하여 얻을 수 있다.

또한, 무회탄 제조 장치(2)를 사용하는 당해 무회탄의 제조 방법은, 복수의 고액 분리기(42a 내지 42g)의 가열 온도를 하류측일수록 높게 하므로, 가열 온도마다 용제에 가용인 석탄 성분을 순차적으로 분리할 수 있고, 용제 가용 성분의 중합을 더 억제할 수 있어, 무회탄의 추출률이 더 높아진다.

[그 밖의 실시 형태]

또한, 본 발명의 무회탄의 제조 방법은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.

상기 실시 형태에서는, 고액 분리기는, 그의 중심축이 연직 방향과 평행으로 되도록 세워 설치되는 경우를 설명하였지만, 고액 분리기의 중심축이 연직 방향과 평행으로 되는 것은 필수는 아니며, 예를 들어 고액 분리기는, 그의 중심축이 수평 방향과 평행으로 되도록 배치되어도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 슬러리가 고액 분리기의 상부로부터 유입되는 경우를 설명하였지만, 슬러리가 고액 분리기의 하부로부터 유입되는 구성이어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 회수관이 나선형 유로의 상류측의 측면에 회수 구멍을 갖는 경우를 설명하였지만, 회수 구멍을 다른 위치, 예를 들어 나선형 유로의 하류측의 측면에 가져도 된다.

상기 실시 형태에서는, 분리 공정을 용출 공정의 승온 과정에서 행하였지만, 승온 과정 직후에 행해도 된다. 승온 과정 직후에 행하는 방법으로서는, 예를 들어 슬러리를 고액 분리기로 유입시키기 직전에 예열기 등에 의해 가열해 두는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 고액 분리부는, 가열기 대신에 고액 분리기를 용출되는 온도로 보온하는 보온기를 구비해도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 분리 공정에서, 필터형 원통체와, 이 필터형 원통체의 내측면을 따라 배치되는 나선형 유로를 구비하는 고액 분리기를 사용하였지만, 다른 고액 분리기를 사용해도 된다. 다른 고액 분리기로서는, 예를 들어 원심 분리기나 중력 침강법에 의한 분리기를 들 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 분리 공정을 연속 처리로 행하는 방법을 나타내었지만, 분리 공정을 연속 처리로 행하지 않고, 예를 들어 고액 분리기에 슬러리를 저류하여 분리를 행하는 것을 반복하는 배치 처리로 해도 된다.

또한, 상기 제2 실시 형태에서는, 7단의 고액 분리기를 직렬로 접속하는 경우를 설명하였지만, 직렬로 접속하는 단수는 7단에 한하지 않고, 2단 이상 6단 이하 또는 8단 이상의 직렬 접속이어도 된다.

또한, 하나의 고액 분리기를 사용하여, 나선형 유로의 하류측일수록 가열 온도를 높게 하는 구성으로 해도 된다. 나선형 유로의 하류측일수록 가열 온도를 높게 하는 구성으로서는, 예를 들어 나선형 유로에 대하여 직렬로 배치되는 복수의 가열기를 사용하여, 각 가열기의 가열 온도를 하류측일수록 높게 하도록 제어함으로써 실현할 수 있다.

또한, 상기 제2 실시 형태에서는, 복수의 고액 분리기의 가열 온도를 하류측일수록 높게 하였지만, 상류와 동일하거나 또는 낮은 온도로 되는 고액 분리기를 포함해도 된다.

또한, 상기 제2 실시 형태에서는, 2단째부터 최종단의 고액 분리기는, 전단의 고액 분리기에 의해 배출된 고형분 농축액을 유입시켰지만, 고형분 농축액에 용제를 첨가하여 슬러리의 농도를 조제한 용액을 유입시켜도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 조제부가 조제조를 갖는 구성에 대하여 설명하였지만, 이 구성에 한하지 않고, 용제와 석탄의 혼합이 가능하다면, 조제조를 생략해도 된다. 예를 들어 라인 믹서에 의해 상기 혼합이 완료되는 경우에는, 조제조를 생략하고 공급관과 고액 분리부의 사이에 라인 믹서를 구비하는 구성으로 해도 된다.

또한, 상기 석탄 공급부는, 상술한 구성에 한하지 않고, 용제가 공급관으로부터 석탄 공급부로 역류되는 것을 방지하면서, 석탄을 공급관으로 원활하게 공급할 수 있는 것이라면, 다른 구성으로 해도 된다.

본 발명을 상세하게 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 여러 가지 변경이나 수정을 가할 수 있다는 것은 당업자에게 있어서 명확하다.

본 출원은 2015년 3월 6일에 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2015-044799호)에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 원용된다.

<산업상 이용가능성>

이상 설명한 바와 같이, 당해 무회탄의 제조 방법은, 분리 공정을 용출 공정과 동시에 행함으로써, 무회탄의 추출률을 높이므로, 석탄으로부터 무회탄을 얻을 때의 방법으로서 적합하게 사용할 수 있다.

1, 2: 무회탄 제조 장치
10: 용제 공급부
11: 용제 탱크
12: 펌프
20: 석탄 공급부
21: 상압 호퍼
22: 가압 호퍼
23: 제1 밸브
24: 제2 밸브
25: 가압 라인
26: 배기 라인
30: 조제부
31: 조제조
31a: 교반기
40, 40a: 고액 분리부
41, 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f, 41g: 가열기
42, 42a, 42b, 42c, 42d, 42e, 42f, 42g: 고액 분리기
43: 필터형 원통체
44: 나선형 유로
45: 코어재
46: 나선 가이드
47: 회수관
48: 회수 구멍
50: 제1 용제 분리부
60: 제2 용제 분리부
70: 공급관

Claims (8)

1. 석탄 및 용제의 혼합에 의해 슬러리를 조제하는 공정과,
   상기 슬러리의 가열에 의해 용제에 가용인 석탄 성분을 석탄으로부터 용출시키는 공정과,
   상기 용출 후의 슬러리로부터 석탄 성분이 용해된 용액을 분리하는 공정과,
   상기 분리 공정에서 분리한 용액으로부터 용제의 증발 분리에 의해 무회탄을 얻는 공정을 구비하는 무회탄의 제조 방법이며,
   상기 분리 공정을 용출 공정과 동시에 행하고,
   상기 분리 공정을 연속 처리로 행하고,
   상기 분리 공정에서, 필터형 원통체와, 이 필터형 원통체의 내측면을 따라 배치되는 나선형 유로를 구비하는 고액 분리기를 사용하는 무회탄의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 분리 공정을 용출 공정의 승온 과정에서 행하는, 무회탄의 제조 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 필터형 원통체가 금속선을 사용한 메쉬형의 것인, 무회탄의 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 고액 분리기가, 상기 필터형 원통체를 내포하고, 상기 용액을 회수하는 회수관을 추가로 구비하고,
   상기 회수관이, 상기 나선형 유로의 상류측의 측면에 상기 용액을 배출하는 회수 구멍을 갖는, 무회탄의 제조 방법.
7. 제1항에 있어서, 직렬로 접속되는 복수의 상기 고액 분리기를 사용하고, 이들 복수의 고액 분리기의 가열 온도를 고액 분리기마다 설정하는, 무회탄의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 고액 분리기의 가열 온도를 하류측일수록 높게 하는, 무회탄의 제조 방법.

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