KR20160089455A - Method for producing ashless coal - Google Patents
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Abstract
추출 공정(예를 들어 추출조) 및/또는 무회탄 취득 공정(예를 들어 플래셔)에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 무회탄을 제조하는 적어도 1개의 공정, 예를 들어 슬러리 탈수 공정(탈수조)에서의 열원으로서 사용하거나(슬러리 탈수용 가열기), 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러에서 열 회수하거나 한다.The thermal energy held by the solvent in the vapor state generated in the extraction process (for example, the extraction tank) and / or the ashless coal acquisition process (for example, the flasher) is controlled by at least one process for producing ashless coal, Or used as a heat source in the dehydration process (dehydration tank) (heaters for slurry dewatering), or heat recovery in a batch recovery boiler as thermal energy of steam.
Description
본 발명은 석탄으로부터 회분을 제거한 무회탄을 얻기 위한 무회탄 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing ashless coal for obtaining ashless coal from which ash is removed from coal.
무회탄의 제조 방법으로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 특허문헌 1에는, 석탄과 용제를 혼합하여 슬러리를 조제하고, 얻어진 슬러리를 가열하여 용제에 가용인 석탄 성분을 추출하고, 석탄 성분이 추출된 슬러리부터 용제에 가용인 석탄 성분을 포함하는 용액을 분리한 후, 이 분리된 용액으로부터 용제를 회수하여 무회탄을 얻는다고 하는 무회탄의 제조 방법이 기재되어 있다.As a method of producing the ashless carbon, for example, there is one described in
무회탄을 제조하는 프로세스에서는, 슬러리 등의 상태의 석탄 및 용제를 그 대부분의 공정에 있어서 가열한다. 즉, 석탄 및 용제에 대하여 열 에너지가 부여된다. 이 열 에너지(가열용 에너지)는, 예를 들어 고압 스팀, 저압 스팀, 전기 등의 형태로, 프로세스의 계외로부터 도입된다.In the process for producing ashless coal, the coal and the solvent in a state such as slurry are heated in most of the processes. That is, thermal energy is given to the coal and the solvent. This heat energy (heating energy) is introduced from the outside of the process in the form of, for example, high-pressure steam, low-pressure steam or electricity.
여기서, 열 에너지가 도입되는 공정에서 발생한 배열을 그대로 버리지 않고, 무회탄을 제조하는 각 공정 중 어느 하나에서 사용하면, 프로세스 계외로부터 신규로 도입하는 열 에너지(가열용 에너지)를 삭감할 수 있고, 그 결과, 무회탄의 제조 비용(무회탄 제조 설비의 러닝 코스트)을 종래보다도 저감할 수 있다고 생각된다. 그러나, 열 에너지가 도입되는 공정 중 어느 공정에서 발생한 배열이나 무회탄의 제조 비용의 저감에 기여할 정도로 유효하게 활용할 수 있다는 것은 아니다. 발생하는 배열의 온도가 지나치게 낮거나, 발생하는 배열의 열량이 지나치게 작거나 하는 공정에서는, 그 공정에서 발생한 배열을 다른 공정에서 사용했다고 해도, 슬러리 등을 효과적으로 가열할 수는 없다. 즉, 무회탄의 제조 비용의 저감에 기여할 정도로 배열을 이용할 수는 없다. 이와 같이, 단순히 열 에너지가 도입되는 공정에서 발생한 배열을 이용한다는 것만으로는, 실시 규모의 설비에 있어서 무회탄의 제조 비용을 저감할 수는 없다.Here, when used in any one of the processes for producing the ashless coal without disposing the arrays generated in the process of introducing thermal energy, it is possible to reduce the heat energy (heating energy) newly introduced from the outside of the process system, As a result, it is considered that the manufacturing cost of the unfired carbon (the running cost of the unfired manufacturing facility) can be reduced as compared with the conventional one. However, this does not mean that the present invention can be effectively utilized to contribute to the reduction of the manufacturing cost of the arrangement and the ashless carbon during the process of introducing thermal energy. The slurry or the like can not be efficiently heated even if the temperature of the resulting arrangement is excessively low or the amount of heat generated is too small. That is, the arrangement can not be used so as to contribute to the reduction of manufacturing cost of the ashless carbon. In this way, it is not possible to reduce the production cost of the ashless coal in the facility of the scale scale simply by using the arrangement generated in the process of introducing thermal energy.
또한, 열 에너지가 도입되는 공정에서 발생한 배열의 취출 방법도 간이한 방법이 아니면, 무회탄의 제조 비용 저감에 기여하지 않는다. 배열의 취출 방법이 복잡하면, 그만큼, 복잡한 설비로 되므로 설비의 도입 비용이 증대되고, 조업의 인건비도 증대시킬 수도 있기 때문이다.In addition, the method of extracting the arrays generated in the step of introducing thermal energy is not a simple method, and does not contribute to the reduction of manufacturing cost of the ashless carbon. This is because, if the array taking out method is complicated, the equipment is complicated and accordingly, the introduction cost of the equipment is increased, and the labor cost of the operation is also increased.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 무회탄의 제조 비용(무회탄 제조 설비의 러닝 코스트)을 저감할 수 있는 배열 이용의 프로세스를 구비한 무회탄의 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method of ashless coal having a process of array use capable of reducing the manufacturing cost of the ashless coal (running cost of the ashless coal manufacturing facility) .
본 발명은 석탄과 용제를 혼합하여 슬러리를 조제하는 슬러리 조제 공정과, 상기 슬러리 조제 공정에서 얻어진 상기 슬러리를 가열하여 상기 용제에 가용인 석탄 성분을 추출하는 추출 공정과, 상기 추출 공정에서 얻어진 상기 슬러리를, 상기 용제에 가용인 석탄 성분을 포함하는 용액과, 상기 용제에 불용인 석탄 성분이 농축된 고형분 농축액으로 분리하는 분리 공정과, 상기 분리 공정에서 분리된 상기 용액으로부터 상기 용제를 증발 분리하여 무회탄을 얻는 무회탄 취득 공정을 구비하는 무회탄의 제조 방법이다. 이 무회탄의 제조 방법에 있어서, 상기 추출 공정 및 상기 무회탄 취득 공정 중 적어도 한쪽의 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 상기 무회탄을 제조하는 적어도 1개의 공정에서의 열원으로서 사용하는 것, 및 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러에서 열 회수하는 것 중 적어도 한쪽을 행한다.The present invention relates to a slurry producing method comprising: a slurry preparing step of mixing a coal and a solvent to prepare a slurry; an extraction step of extracting a coal component soluble in the solvent by heating the slurry obtained in the slurry preparing step; A separation step of separating the solvent into a solution containing a coal component soluble in the solvent and a solid concentrate in which a coal component insoluble in the solvent is concentrated; and a step of separating the solvent from the solution separated in the separation step, And an unburned carbon obtaining process for obtaining carbon. In this method for producing an ashless coal, it is preferable that the thermal energy held by the solvent in a vapor state generated in at least one of the extraction step and the non-recycle acquisition step is higher than the thermal energy held in at least one step At least one of the use as a heat source and the heat recovery from a batch recovery boiler as thermal energy of steam.
본 발명에 따르면, 무회탄을 제조하는 프로세스에서 발생하는 열 에너지를 효과적으로 또한 간이한 방법으로 무회탄의 제조에 유효 이용할 수 있고, 그 결과, 무회탄의 제조 비용(무회탄 제조 설비의 러닝 코스트)을 저감할 수 있다.According to the present invention, the heat energy generated in the process for producing ashless coal can be effectively used for manufacturing ashless coal in a simple and effective manner. As a result, the production cost of the ashless coal (running cost of the ash production facility) Can be reduced.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 무회탄의 제조 방법을 설명하기 위한 무회탄 제조 설비를 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 무회탄의 제조 방법을 설명하기 위한 무회탄 제조 설비를 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 무회탄의 제조 방법을 설명하기 위한 무회탄 제조 설비를 도시하는 블록도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an ashless coal manufacturing facility for explaining a production method of an ashless coal according to a first embodiment of the present invention. FIG.
2 is a block diagram showing an ash tundish manufacturing facility for explaining a manufacturing method of the ashless coal according to the second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing an ashless coal manufacturing facility for explaining a production method of an ashless coal according to a third embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(제1 실시 형태)(First Embodiment)
도 1에 도시한 바와 같이, 무회탄 제조 설비(100)는 무회탄(HPC) 제조 공정의 상류측으로부터 순서대로 석탄 호퍼(1), 용제 탱크(2), 슬러리 조제조(3), 이송 펌프(4), 탈수조(5), 이송 펌프(6), 예열기(7), 추출조(8), 제1 중력 침강조(9), 제2 중력 침강조(10) 및 플래셔(용제 분리기)(11ㆍ12)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 1, the ashless
또한, 추출조(8)에 있어서 발생한 열 에너지를 유효 이용하기 위한 일련의 장치로서, 무회탄 제조 설비(100)는 고온 회수 용제 탱크(15), 이송 펌프(16), 제1 열 교환기(17) 및 배열 회수 보일러(18)를 구비하고 있다.The ashless
또한, 플래셔(11)(무회탄용의 용제 분리기)에 있어서 발생한 열 에너지를 유효 이용하기 위한 일련의 장치로서, 무회탄 제조 설비(100)는 제2 열 교환기(13) 및 슬러리 탈수용 가열기(14)를 구비하고 있다.As a series of devices for effectively utilizing heat energy generated in the flasher 11 (solvent separator for ashlessoning), the ashless
게다가, 플래셔(12)(부생탄용의 용제 분리기)에 있어서 발생한 열 에너지를 유효 이용하기 위한 장치로서, 무회탄 제조 설비(100)는 배열 회수 보일러(19)를 구비하고 있다.In addition, as a device for effectively utilizing heat energy generated in the flasher 12 (solvent separator for byproducts), the ashless
여기서, 무회탄의 제조 방법은, 슬러리 조제 공정, 슬러리 탈수 공정, 추출 공정, 분리 공정, 무회탄 취득 공정 및 부생탄 취득 공정을 갖는다. 이하, 이들 각 공정에 대하여 설명한다. 또한, 이들 각 공정을 설명하면서, 무회탄의 제조 과정에서 발생하는 열 에너지의 유효 이용에 대해서도 설명한다.Here, the method for producing ashless coal has a slurry preparation step, a slurry dewatering step, an extraction step, a separation step, an unburned carbon acquisition step, and a by-product tank acquisition step. Each of these steps will be described below. In addition, explaining each of these steps, the effective utilization of the heat energy generated in the manufacturing process of the ashless coal will be described.
또한, 본 제조 방법에 있어서 원료로 하는 석탄에, 특별히 제한은 없고, 추출율(용제에 추출되는 석탄의 가용 성분의 비율)이 높은 역청탄을 원료로 해도 되고, 보다 저렴한 열질탄(아역청탄, 갈탄)을 원료로 해도 된다. 또한, 무회탄이란, 회분이 5중량% 이하, 바람직하게는 3중량% 이하인 것을 말한다.The coal to be used as the raw material in the present production method is not particularly limited, and bituminous coal having a high extraction ratio (ratio of soluble components of coal extracted in the solvent) may be used as a raw material, and cheaper crude zeolite (bituminous coal, lignite) May be used as a raw material. The term "ashless coal" means that the ash content is 5% by weight or less, preferably 3% by weight or less.
<슬러리 조제 공정><Slurry Preparation Process>
슬러리 조제 공정은, 석탄과 용제를 혼합하여 슬러리를 조제하는 공정이다. 슬러리 조제 공정은, 도 1 중, 슬러리 조제조(3)에서 실시된다. 원료인 석탄이 석탄 호퍼(1)로부터 슬러리 조제조(3)에 투입됨과 함께, 용제 탱크(2)로부터 슬러리 조제조(3)에 용제가 투입된다. 슬러리 조제조(3)에 투입된 석탄 및 용제는, 교반기(3a)에 의해 혼합되어 석탄과 용제를 포함하는 슬러리로 된다.The slurry preparing step is a step of mixing coal and a solvent to prepare a slurry. The slurry preparation process is carried out in slurry preparation (3) in Fig. The raw coal is charged into the
용제에 대한 석탄의 혼합 비율은, 예를 들어 건조탄 기준으로 0.5∼4.0이고, 보다 바람직하게는 0.75∼2.0이다.The mixing ratio of coal to the solvent is, for example, 0.5 to 4.0 based on dry coal, and more preferably 0.75 to 2.0.
<슬러리 탈수 공정>≪ Slurry dewatering step &
슬러리 탈수 공정은, 슬러리 조제 공정에서 얻어진(제조된) 슬러리를 예비 가열함으로써, 당해 슬러리를 탈수하는 공정이다. 슬러리 탈수 공정은, 도 1 중, 탈수조(5)에서 실시된다. 슬러리 조제조(3)에서 제조된 슬러리는, 이송 펌프(4)에 의해 탈수조(5)에 공급된다. 탈수조(5)에 공급된 슬러리는, 슬러리 탈수용 가열기(14)로부터 보내어져 온 가열된 슬러리에 의해 가열되면서, 교반기(5a)에 의해 혼합된다. 이에 의해, 슬러리에 포함되어 있는 수분이 증발하여, 슬러리 중의 수분량이 감소한다. 또한, 탈수조(5) 내의 슬러리는, 탈수조(5)의 바닥으로부터 이송 펌프(6)에 의해 뽑아내어진 후, 슬러리 탈수용 가열기(14)를 경유하여 탈수조(5)의 상부로부터 탈수조(5) 내로 되돌려진다.The slurry dewatering step is a step of dehydrating the slurry by preheating the slurry obtained (produced) in the slurry preparing step. The slurry dewatering process is carried out in the dehydration tank 5 in Fig. The slurry prepared in the slurry preparation (3) is supplied to the dehydration tank (5) by the feed pump (4). The slurry supplied to the dehydrating tank 5 is mixed by the
슬러리 탈수용 가열기(14) 내에서 슬러리는, 플래셔(11)에서 발생하고, 배관(21) 경유로 보내어져 온 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지에 의해 가열된다. 그로 인해, 프로세스의 계외로부터 신규로 도입하는 슬러리 탈수용의 열 에너지를 삭감할 수 있다.In the
슬러리 탈수 공정에서의 슬러리의 탈수 온도는, 물의 비점 이상, 용제의 비점 미만의 온도이며, 예를 들어 100∼150℃이다.The dehydration temperature of the slurry in the slurry dewatering step is a temperature higher than the boiling point of water and lower than the boiling point of the solvent, for example, 100 to 150 캜.
또한, 슬러리 탈수 공정은, 원료인 석탄에 포함되어 있는 수분량이 적은 경우에는 생략해도 된다. 슬러리 탈수 공정을 생략한 경우, 슬러리 조제 공정에서 제조된 슬러리는, 다음 추출 공정으로 직접 보내어진다[예를 들어, 탈수조(5)를 설치하고 있지 않은 도 2를 참조).The slurry dewatering step may be omitted when the amount of water contained in the raw coal is small. When the slurry dewatering step is omitted, the slurry prepared in the slurry preparation step is directly sent to the next extraction step (see, for example, FIG. 2 in which the dewatering tank 5 is not installed).
<추출 공정><Extraction Process>
추출 공정은, 슬러리 탈수 공정에서 탈수된 슬러리를 가열하여 용제에 가용인 석탄 성분을 추출하는(용제에 용해시키는) 공정이다. 추출 공정은, 도 1 중, 예열기(7) 및 추출조(8)에서 실시된다. 탈수조(5)에서 탈수된 슬러리는, 이송 펌프(6)에 의해, 예열기(7)에 공급되어 소정 온도까지 가열된 후, 추출조(8)에 공급되고, 교반기(8a)에 의해 교반되면서 소정 온도로 유지되어 추출이 행해진다.The extraction step is a step of heating the slurry dewatered in the slurry dewatering step to extract (soluble in a solvent) a coal component soluble in the solvent. The extraction process is carried out in the
여기서, 본 실시 형태에서는, 탈수조(5)에서 탈수된 슬러리는, 이송 펌프(6)에 의해, 제2 열 교환기(13)를 경유하고 나서 예열기(7)에 공급된다. 제2 열 교환기(13) 내에서 슬러리는, 플래셔(11)에서 발생하고, 배관(21) 경유로 보내어져 온 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지에 의해 가열된다. 그로 인해, 예열기(7)의 열 용량을 종래보다도 작은 것으로 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 프로세스 계외로부터 신규로 도입하는 열 에너지(가열용 에너지)를 삭감할 수 있다.Here, in the present embodiment, the slurry dewatered in the dewatering tank 5 is fed to the
한편, 추출조(8) 내에서 발생한 증기 상태의 용제는, 추출조(8)의 정상부로부터 추출되어, 배관(22) 중을 흘러, 제1 열 교환기(17), 배열 회수 보일러(18)의 순으로 이들 각 기기에 공급된다. 제1 열 교환기(17)에서의 열 에너지의 유효 이용에 대해서는 후술하기로 한다. 추출조(8) 내에서 발생하고, 제1 열 교환기(17)를 통과한 후에 남은, 용제가 보유하는 열 에너지는, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러(18)에서 열 회수된다.The solvent in the vapor state generated in the
배열 회수 보일러(18)에서 발생한 수증기(회수된 열 에너지)는 무회탄을 제조하는 각 공정에서 스팀으로서 이용할 수 있다. 그로 인해, 프로세스의 계외로부터 신규로 도입하는 스팀의 양을 삭감할 수 있다. 또한, 배열 회수 보일러(18)를 나온 용제는, 슬러리 조제조(3)(슬러리 조제 공정)로 되돌려짐으로써 순환 사용된다. 이 용제의 순환 사용은, 배열 회수 보일러(19)에 있어서도 마찬가지이다.The water vapor (recovered heat energy) generated in the
용제에 대하여 언급해 둔다. 석탄과 용제를 혼합하여 얻어지는 슬러리를 가열하여 용제에 가용인 석탄 성분을 추출할 때에는, 석탄에 대하여 큰 용해력을 갖는 용매, 대부분의 경우, 방향족 용제(수소 공여성 혹은 비수소 공여성의 용제)와, 석탄을 혼합하고, 그것을 가열하여, 석탄 중의 유기 성분을 추출하게 된다.Refer to the solvent. When the slurry obtained by mixing the coal and the solvent is heated to extract the coal component soluble in the solvent, a solvent having a large dissolving power for coal, in most cases, an aromatic solvent (a solvent of a hydrogen donor or a non-hydrogen donor) , The coal is mixed and heated to extract the organic component in the coal.
비수소 공여성 용제는, 주로 석탄의 건류 생성물로부터 정제한, 2환 방향족 을 주로 하는 용제인 석탄 유도체이다. 비수소 공여성 용제의 주된 성분으로서는, 2환 방향족인 나프탈렌, 메틸나프탈렌, 디메틸나프탈렌, 트리메틸나프탈렌 등을 들 수 있고, 그 밖의 비수소 공여성 용제의 성분으로서, 지방족 측쇄를 갖는 나프탈렌류, 안트라센류, 플루오렌류, 또한 이들에 비페닐이나 장쇄 지방족 측쇄를 갖는 알킬벤젠이 포함된다. 또한, 테트랄린을 대표로 하는 수소 공여성의 화합물(석탄 액화유를 포함함)을 용제로서 사용해도 된다.The non-hydrogenated solvent is a coal derivative, which is a solvent mainly composed of a bicyclic aromatic group, which is mainly purified from a coal product of coal. Examples of the main components of the non-hydrogenated naphthalene solvents include naphthalene, naphthalene, methylnaphthalene, dimethylnaphthalene and trimethylnaphthalene, which are two-ring aromatic compounds, and naphthalenes and aliphatic dicarboxylic acids having aliphatic side chains, , Fluorenes, and alkylbenzenes having biphenyls or long chain aliphatic side chains therein. In addition, a hydrogen-containing compound represented by tetralin (including coal liquefied oil) may be used as a solvent.
또한, 용제의 비점은 특별히 제한되는 것은 아니다. 추출 공정 및 분리 공정에서의 압력 저감, 추출 공정에서의 추출율 등의 관점에서, 예를 들어 180∼300℃, 특히 240∼280℃의 비점의 용제가 바람직하게 사용된다.The boiling point of the solvent is not particularly limited. From the viewpoints of the pressure reduction in the extraction step and the separation step, and the extraction ratio in the extraction step, for example, a solvent having a boiling point of 180 to 300 캜, particularly 240 to 280 캜, is preferably used.
추출 공정에서의 슬러리의 가열 온도는, 용제 가용 성분이 용해될 수 있는 한 특별히 제한되지 않고, 용제 가용 성분의 충분한 용해와 추출율의 향상의 관점에서, 예를 들어 300∼420℃이고, 보다 바람직하게는 360∼400℃이다.The heating temperature of the slurry in the extraction step is not particularly limited as long as the solvent soluble component can be dissolved and is preferably 300 to 420 DEG C in view of sufficient dissolution of the solvent soluble component and improvement of the extraction ratio, Lt; / RTI >
또한, 추출 공정은, 질소 등의 불활성 가스의 존재 하에서 행한다. 추출조(8) 내의 압력은, 추출 시의 온도나 사용하는 용제의 증기압에도 의하지만, 1.0 ∼2.0㎫가 바람직하다. 추출조(8) 내의 압력이 용제의 증기압보다 낮은 경우에는, 용제가 휘발하여 액상에 갇히지 않아, 추출할 수 없다. 용제를 액상에 가두기 위해서는, 용제의 증기압보다 높은 압력이 필요로 된다.The extraction step is carried out in the presence of an inert gas such as nitrogen. The pressure in the
<분리 공정><Separation Process>
분리 공정은, 추출 공정에서 얻어진 슬러리를, 예를 들어 중력 침강법에 의해, 용제에 가용인 석탄 성분을 포함하는 용액과, 용제에 불용인 석탄 성분이 농축된 고형분 농축액(용제 불용 성분 농축액)으로 분리하는 공정이다. 이 분리 공정은, 도 1 중, 제1 중력 침강조(9), 제2 중력 침강조(10)에서 실시된다. 추출 공정에서 얻어진 슬러리는, 제1 중력 침강조(9) 내 및 제2 중력 침강조(10) 내에서, 중력에 의해, 용액으로서의 상청액과, 고형분 농축액으로 분리된다. 중력 침강조(9, 10)의 상부의 상청액은, 각각, 플래셔(11)에 보내어진다. 제2 중력 침강조(10)의 하부에 침강한 고형분 농축액은 플래셔(12)에 보내어진다. 또한, 본 실시 형태에서는, 중력 침강조를 2단(복수단)으로 하고 있지만, 도 2에 도시한 바와 같이 1단으로 해도 된다. 또한, 상청액과 고형분 농축액은, 완전히 분리되는 것이 이상적이지만, 상청액의 일부에 고형분이 혼입되거나, 고형분의 일부에 상청액이 혼입되는 경우도 있다.The separation step is a step of separating the slurry obtained in the extraction step into a solution containing a coal component soluble in a solvent and a solid concentrate (solvent insoluble matter concentrate) in which a coal component insoluble in a solvent is concentrated, for example, by gravity sedimentation . This separation step is carried out in the first
또한, 중력 침강법은, 슬러리를 조 내에 유지함으로써, 중력을 이용하여 용제 불용 성분을 침강ㆍ분리시키는 방법이다. 추출 공정에서 얻어진 슬러리로부터, 용제에 용해되어 있는 석탄 성분을 포함하는 용액을 분리하는 방법으로서, 중력 침강법 이외에, 여과법, 원심 분리법 등이 있다.Further, the gravity sedimentation method is a method in which slurry is held in a vessel to sediment and separate the solvent insoluble component by gravity. As a method for separating the solution containing the coal component dissolved in the solvent from the slurry obtained in the extraction step, there are filtration method, centrifugal separation method and the like in addition to the gravitational sedimentation method.
중력 침강조(9, 10) 내는, 석탄으로부터 용출한 용제 가용 성분의 재석출을 방지하기 위해서, 보온 또는 가열하거나, 가압하거나 해 두는 것이 바람직하다. 가열 온도는, 예를 들어 300∼380℃이고, 조 내 압력은, 예를 들어 1.0∼3.0㎫로 된다.In the
여기서, 본 실시 형태에서는, 추출조(8)에서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를 사용하여, 제2 중력 침강조(10) 내를 보온(가열)하고 있다. 고온 회수 용제 탱크(15)에 저류된 용제는, 이송 펌프(16)에 의해, 제1 열 교환기(17) 내를 흐른 후, 제2 중력 침강조(10)에 공급된다. 제1 열 교환기(17) 내에서 용제는, 추출조(8)에서 발생하고, 배관(22) 경유로 보내어져 온 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지에 의해 가열된다. 가열된 용제가 제2 중력 침강조(10)에 공급됨으로써, 제2 중력 침강조(10) 내는 보온(가열)된다. 이 구성에 의하면, 제2 중력 침강조(10) 내를 보온(가열)하기 위해서, 프로세스의 계외로부터 신규로 도입하는 열 에너지를 삭감할 수 있다.Here, in the present embodiment, the second
<무회탄 취득 공정><Acquisition process of ashyo coal>
무회탄 취득 공정은, 상기한 분리 공정에서 분리된 용액(상청액)으로부터 용제를 증발 분리하여 무회탄을 얻는 공정이다. 이 무회탄 취득 공정은, 도 1 중, 플래셔(11)에서 실시된다. 중력 침강조(9, 10)에서 분리된 용액은, 플래셔(11)에 공급되고, 플래셔(11) 내에서 상청액으로부터 용제가 증발 분리된다.In the ash recovery step, the solvent is evaporated and separated from the solution (supernatant) separated in the above separation step to obtain ashless coal. This uncyclopedia acquisition process is carried out in the
플래셔(11)의 조 내 압력은, 예를 들어 0.1㎫(상압)로 된다. 그로 인해, 중력 침강조(9, 10)에서 분리된 용액은, 플래셔(11) 내로 분출되고, 용액 중의 용제는, 용액 중으로부터 증발 분리된다(플래시 증류법). 이에 의해, 실질적으로 회분을 포함하지 않는(예를 들어, 회분이 3중량% 이하인) 무회탄이 얻어진다.The pressure in the tank of the
또한, 용액(상청액)으로부터 용제를 분리하는 방법은 플래시 증류법에 한정되는 것은 아니다. 그 밖의 분리 방법으로서는, 예를 들어, 박막 증류법을 들 수 있다. 박막 증류법이란, 스크레이퍼(와이퍼라고도 함)를 수용한 조(박막 증류조) 안에 증류 대상(본 발명에서는 분리 공정에서 분리된 용액)을 도입하고, 스크레이퍼에 의해 조의 내벽에 증류 대상의 박막을 형성시켜 연속 증류를 행한다고 하는 증류법이다. 조의 내벽은 외부로부터 가열된다. 조(박막 증류조) 내의 압력은, 예를 들어 0.1㎫(상압)로 된다.Further, the method of separating the solvent from the solution (supernatant) is not limited to the flash distillation method. As another separation method, for example, a thin film distillation method can be mentioned. The thin film distillation method is a method in which a distillation target (a solution separated in the separation step in the present invention) is introduced into a tank (thin film distillation tank) containing a scraper (also referred to as a wiper) and a thin film to be distilled is formed on the inner wall of the tank by a scraper And distillation is carried out continuously. The inner wall of the bath is heated from the outside. The pressure in the tank (thin film distillation tank) is, for example, 0.1 MPa (normal pressure).
한편, 용액 중으로부터 분리된 증기 상태의 용제는, 플래셔(11)의 정상부로부터 추출되어, 배관(21) 중을 흘러, 제2 열 교환기(13), 슬러리 탈수용 가열기(14)의 순으로 이들 각 기기에 공급된다. 슬러리 탈수용 가열기(14)를 나온 용제는, 고온 회수 용제 탱크(15)에 들어간다.On the other hand, the vaporized solvent separated from the solution is extracted from the top of the
<부생탄 취득 공정><Process for obtaining by-products>
부생탄 취득 공정은, 상기한 분리 공정에서 분리된 고형분 농축액으로부터 용제를 증발 분리하여 부생탄을 얻는 공정이다. 이 부생탄 취득 공정은, 도 1 중, 플래셔(12)에서 실시된다. 제2 중력 침강조(10)에서 분리된 고형분 농축액은 플래셔(12)에 공급되고, 플래셔(12) 내에서 고형분 농축액으로부터 용제가 증발 분리된다(플래시 증류). 또한, 부생탄 취득 공정은 필수의 공정은 아니다.The by-product burning step is a step for obtaining by-products by evaporating and separating the solvent from the solid concentrate separated in the separation step. This by-product burning process is carried out in the
플래셔(12)의 조 내 압력은, 무회탄용의 플래셔(11)와 마찬가지로, 예를 들어 0.1㎫(상압)로 된다. 또한, 고형분 농축액으로부터 용제를 분리하는 방법은 플래시 증류법에 한정되는 것은 아니다. 용제의 분리에 의해, 고형분 농축액으로부터는 회분 등을 포함하는 용제 불용 성분이 농축된 부생탄(RC, 잔사탄이라고도 함)을 얻을 수 있다.The pressure in the
여기서, 본 실시 형태에서는, 플래셔(12)에서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러(19)에서 열 회수하고 있다. 고형분 농축액 중으로부터 분리된 증기 상태의 용제는, 플래셔(12)의 정상부로부터 추출되어, 배열 회수 보일러(19)에 공급된다. 배열 회수 보일러(19)에서 발생한 수증기(회수된 열 에너지)는 무회탄을 제조하는 각 공정에서 스팀으로서 이용할 수 있다. 그로 인해, 프로세스의 계외로부터 신규로 도입하는 스팀의 양을 삭감할 수 있다.Here, in the present embodiment, the thermal energy held by the vapor-state solvent generated in the
<무회탄 제조 프로세스에서 발생하는 열 에너지>≪ Heat energy generated in the ash-free manufacturing process >
무회탄 제조 프로세스에서 발생하는 유효 이용 가능한 열 에너지의 예를 정리하여 표 1에 나타낸다. 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 추출 공정[추출조(8)]에서 발생하는 열 에너지의 온도는 최대 400℃로 높은 온도이다. 또한, 무회탄 취득 공정[플래셔(11)의 경우]에서 발생하는 열 에너지의 온도는 최대 270℃ 정도로, 추출 공정[추출조(8)]에서 발생하는 열 에너지의 온도보다도 낮지만, 그 열량은 1.08MMkcal/ton-석탄 처리량으로 크다. 「/ton-석탄 처리량」이란, 1ton의 석탄을 처리한 경우라고 하는 의미이다. 또한, 표 1에 있어서, 무회탄 취득 공정에서 발생 기기가 플래셔라고 하는 것은, 도 1에서 예시한 바와 같이, 무회탄 취득 공정에서 플래셔(11)(플래시 증류법)를 사용한 경우를 말한다. 무회탄 취득 공정에서 발생 기기가 박막 증류조라고 하는 것은, 무회탄 취득 공정에서 박막 증류조(박막 증류법)를 사용한 경우를 말한다(표 2에 있어서도 마찬가지임).Examples of effective heat energy generated in the ash-free manufacturing process are summarized in Table 1. As can be seen from Table 1, the temperature of the heat energy generated in the extraction process (extraction tank 8) is as high as 400 ° C at maximum. The temperature of the heat energy generated in the ash recovery process (in the case of the flasher 11) is about 270 ° C at the maximum, which is lower than the temperature of the heat energy generated in the extraction process (extraction tank 8) 1.08 MMkcal / ton- Coal throughput is large. The "/ ton-coal throughput" means that 1 ton of coal is treated. Also, in Table 1, the device generated in the ashlesson obtaining process refers to the case where the flasher 11 (flash distillation method) is used in the ash recovery process as illustrated in Fig. The device that is generated in the ash recovery process is referred to as a thin film distillation tank when the thin film distillation tank (thin film distillation method) is used in the ash recovery step (also in Table 2).
<열 에너지의 이용처><Where to use heat energy>
무회탄 제조 프로세스에서 발생하는 표 1에서 나타낸 열 에너지의 이용처의 예를 표 2에 나타낸다.Table 2 shows an example of utilization of the thermal energy shown in Table 1 that occurs in the ash-free manufacturing process.
표 1에 나타낸 바와 같이, 추출 공정[추출조(8)]에서 발생하는 열 에너지의 온도는 최대 400℃로 높은 온도이기 때문에, 표 2에 나타내는 바와 같이, 당해 추출 공정[추출조(8)]에서 발생하는 열 에너지는, 슬러리 탈수 공정, 추출 공정, 분리 공정, 스팀 회수 공정 등의 다양한 공정에 있어서의 가열원으로서 적용할 수 있다.As shown in Table 1, since the temperature of the heat energy generated in the extraction process (extraction tank 8) is as high as 400 ° C at maximum, the extraction process (extraction tank 8) Can be applied as a heating source in various processes such as a slurry dewatering process, an extraction process, a separation process, and a steam recovery process.
한편, 무회탄 취득 공정의 플래셔에서 발생하는 열 에너지의 온도는 최대 270℃ 정도로, 추출 공정[추출조(8)]에서 발생하는 열 에너지의 온도보다도 낮다. 이로 인해, 무회탄 취득 공정의 플래셔에서 발생하는 열 에너지는, 300℃ 이상으로 피가열물을 가열하는 것에는 적합하지 않지만, 그 열량은 1.08MMkcal/ton-석탄 처리량으로 크기 때문에, 복수의 기기에 걸쳐 가열하는 것에 적합하다.On the other hand, the temperature of the heat energy generated in the flasher in the ash recovery process is about 270 ° C at the maximum, which is lower than the temperature of the heat energy generated in the extraction process (extraction tank 8). As a result, the heat energy generated by the flasher in the ash recovery process is not suitable for heating the object at 300 ° C. or higher, but the heat quantity is 1.08 MM kcal / ton-coal, It is suitable for heating on.
이에 반해, 무회탄 취득 공정에서 박막 증류조(박막 증류법)를 사용한 경우, 거기에서 발생하는 열 에너지의 온도는 최대 300℃이며, 무회탄 취득 공정에서 플래셔(플래시 증류법)를 사용한 경우보다도 높다. 그러나, 박막 증류조로부터 발생하는 열 에너지의 열량은 0.024MMkcal/ton-석탄 처리량 정도로 그다지 크지 않기 때문에, 슬러리 탈수 공정이나 추출 공정에 있어서 슬러리를 가열하는 가열원으로서 이용할 수도 있지만, 스팀 회수용의 가열원으로서 이용하는 것 쪽이 적합하다.On the other hand, when a thin film distillation tank (thin film distillation method) is used in the ash recovery step, the temperature of the heat energy generated there is at most 300 ° C, which is higher than in the flasher (flash distillation method) However, since the amount of heat energy generated from the thin-film distillation tank is not so large as about 0.024 MMKcal / ton-coal throughput, it can be used as a heating source for heating the slurry in the slurry dewatering step or the extraction step, It is better to use it as a circle.
부생탄 취득 공정의 플래셔에서 발생하는 열 에너지의 열량은, 0.144MMkcal/ton-석탄 처리량이며, 박막 증류조로부터 발생하는 열 에너지의 열량보다도 크다. 그로 인해, 부생탄 취득 공정의 플래셔에서 발생하는 열 에너지는, 스팀 회수용의 가열원으로서 이용하는 것에 적합할 뿐만 아니라, 슬러리 탈수 공정이나 추출 공정에 있어서 슬러리를 가열하는 가열원으로서 이용하는 것에도 적합하다.The calorific value of the heat energy generated in the flasher of the by-product burning process is 0.144 MMKcal / ton-coal throughput, which is larger than that of the heat energy generated from the thin film distillation tank. Therefore, the thermal energy generated in the flasher of the by-product burning process is suitable not only for use as a heating source for steam recovery but also for use as a heating source for heating slurry in a slurry dewatering process or an extraction process .
<프로세스 계외로부터 신규로 도입하는 열 에너지의 구체적인 삭감량>≪ Specific reduction amount of heat energy newly introduced from the outside of the process >
도 1에 예시한 무회탄 제조 설비(100)에서는, 슬러리 탈수용 가열기(14)에 있어서 4.9×103kcal/ton-석탄 처리량, 제1 열 교환기(17)에 있어서 3.7×103kcal/ton-석탄 처리량, 제2 열 교환기(13)에 있어서 13.6×103kcal/ton-석탄 처리량의 열량을, 무회탄 제조의 프로세스(기기)로부터 발생하는 열 에너지로 조달할 수 있다. 또한, 3.4×103kcal/ton-석탄 처리량의 열량을 배열 회수 보일러(19)에서 회수하여, 스팀을 제조할 수 있다.The ashless
<작용ㆍ효과><Action / Effect>
본 발명에서는, 무회탄을 제조하는 각 공정 중, 추출 공정 및 무회탄 취득 공정 중 적어도 어느 한쪽의 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 무회탄을 제조하는 적어도 1개의 공정에서의 열원으로서 사용하는 것, 및 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러에서 열 회수하는 것 중 어느 하나를 행함으로써 활용한다.In the present invention, in each of the processes for producing the ashless coal, the thermal energy held by the vapor-state solvent generated in at least one of the extraction process and the non-recycle process is changed in at least one step And heat recovery from the heat recovery boiler as heat energy of the steam.
예를 들어, 도 1에 도시한 무회탄 제조 설비(100)에 있어서, 슬러리 탈수 공정[탈수조(5)] 및 분리 공정[중력 침강조(9, 10)]에 있어서도 열은 발생한다. 그러나, 이들 공정에서 발생하는 열의 온도는 낮고, 그 열량은 작다. 이것에 비해, 추출 공정[추출조(8)], 무회탄 취득 공정[예를 들어 플래셔(11)] 및 부생탄 취득 공정[예를 들어 플래셔(12)]에서 발생하는 열의 온도는 높다. 열의 온도가 현저하게 높지 않아도(또한, 슬러리 탈수 공정 및 분리 공정에 있어서 발생하는 열의 온도보다는 높음), 그 열량은 크다. 그로 인해, 이들 공정에서 발생하는 열 에너지를, 무회탄을 제조하는 적어도 1개의 공정에서의 열원으로서 사용하거나, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러에서 열 회수함으로써, 당해 열 에너지를, 무회탄의 제조에 있어서 효과적으로 유효 이용할 수 있다.For example, heat is generated also in the slurry dewatering process (dehydration tank 5) and the separation process (
또한, 본 발명에서는, 발생하는 열 에너지를, 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지로서 취급한다. 증기 상태의 용제는, 기기간끼리를 배관으로 접속함으로써 쉽게 보낼 수 있다. 즉, 증기 상태의 용제는 그 취급이 용이하다.Further, in the present invention, the generated heat energy is treated as heat energy held by the vapor-state solvent. The solvent in the vapor state can easily be sent by connecting pipes between apparatuses. That is, the vaporized solvent is easy to handle.
이상으로부터, 본 발명에 따르면, 무회탄을 제조하는 프로세스에서 발생하는 열 에너지를 효과적으로 또한 간이한 방법으로 무회탄의 제조에 유효 이용할 수 있고, 그 결과, 무회탄의 제조 비용(무회탄 제조 설비의 러닝 코스트)을 저감할 수 있다.As described above, according to the present invention, the thermal energy generated in the process for producing ashless coal can be effectively used in a simple and effective manner for the production of ashless coal. As a result, the production cost of the ashless coal Running cost) can be reduced.
여기서, 본 실시 형태에서는, 추출 공정[추출조(8)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 분리 공정[제2 중력 침강조(10)]에 있어서의 용제 가열용의 열원으로서 사용하고 있다. 추출 공정[추출조(8)]에서 발생하는 열 에너지의 온도는 최대 400℃로 높은 온도이기 때문에, 당해 열 에너지에 의해 중력 침강조를 유효하게 보온(가열)할 수 있다.Here, in the present embodiment, the heat energy held by the solvent in the vapor state generated in the extraction step (extraction tank 8) is supplied to the heat source for heating the solvent in the separation step (second gravitational forceps 10) As shown in FIG. Since the temperature of the heat energy generated in the extraction process (extraction tank 8) is as high as 400 DEG C at maximum, the gravity sedimentation can be effectively kept warm (heated) by the heat energy.
또한, 본 실시 형태에서는, 추출 공정[추출조(8)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 분리 공정[제2 중력 침강조(10)]에 있어서의 용제 가열용의 열원으로서 사용한 후, 남은 열 에너지를, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러(18)에서 열 회수하고 있다. 이 구성에 의하면, 남은 열 에너지를 배열 회수 보일러(18)에서 회수함으로써, 헛되이 버리는 배열을 최대한 적게 할 수 있다.In the present embodiment, the heat energy held by the solvent in the vapor state generated in the extraction step (extraction tank 8) is supplied to the heat source for heating the solvent in the separation step (second gravity precipitate 10) And the remaining heat energy is recovered by the
또한, 추출 공정[추출조(8)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제를, 직접, 배열 회수 보일러(18)에 공급함으로써, 당해 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지의 거의 모두를, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러(18)에서 열 회수하는 것도 바람직하다. 배열 회수 보일러(18)에서 발생한 수증기(회수된 열 에너지)는 무회탄을 제조하는 각 공정에서 저압 스팀으로서 이용할 수 있다. 그로 인해, 프로세스의 계외로부터 신규로 도입하는 저압 스팀의 양을 삭감할 수 있다.Further, by supplying the vaporized solvent generated in the extraction step (extraction tank 8) directly to the
또한, 본 실시 형태에서는, 무회탄 취득 공정[예를 들어 플래셔(11)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 추출 공정[추출조(8)]에 있어서의 슬러리 가열용의 열원으로서 사용하고 있다[제2 열 교환기(13)]. 무회탄 취득 공정[예를 들어 플래셔(11)]에서 발생하는 열 에너지를 슬러리 가열용의 에너지로서 이용함으로써, 예열기(7)에서의 슬러리의 가열량을 삭감할 수 있다. 그 결과, 프로세스 계외로부터 신규로 도입하는 열 에너지(가열용 에너지)를 삭감할 수 있다.Further, in the present embodiment, the thermal energy held by the solvent in the vapor state generated in the ashless coal obtaining step (for example, the flasher 11) is used for heating the slurry in the extraction step (extraction tank 8) And is used as a heat source (second heat exchanger 13). The heating amount of the slurry in the
또한, 본 실시 형태에서는, 무회탄 취득 공정[예를 들어 플래셔(11)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 추출 공정[추출조(8)]에 있어서의 슬러리 가열용의 열원으로서 사용한 후, 남은 열 에너지를, 슬러리 탈수 공정[탈수조(5)]에 있어서의 슬러리 탈수용의 열원으로서 사용하고 있다[슬러리 탈수용 가열기(14)]. 표 1에 나타낸 바와 같이, 무회탄 취득 공정[플래셔(11)]에서 발생하는 열 에너지의 열량은, 예를 들어 1.08MMkcal/ton-석탄 처리량으로 크기 때문에, 당해 열 에너지로, 복수의 기기에 걸쳐 슬러리를 가열할 수 있다.Further, in the present embodiment, the thermal energy held by the solvent in the vapor state generated in the ashless coal obtaining step (for example, the flasher 11) is used for heating the slurry in the extraction step (extraction tank 8) After being used as a heat source, the remaining heat energy is used as a heat source for slurry dewatering in the slurry dewatering step (dewatering tank 5) (heater for dewatering slurry 14). As shown in Table 1, since the amount of heat energy generated in the ash recovery process (flasher 11) is large, for example, at 1.08 MM kcal / ton-coal throughput, The slurry can be heated.
또한, 본 실시 형태에서는, 부생탄 취득 공정[플래셔(12)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러(19)에서 열 회수하고 있다. 추출 공정[추출조(8)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러(18)에서 열 회수하는 경우와 마찬가지로, 이 구성에 의하면, 배열 회수 보일러(19)에서 발생한 수증기(회수된 열 에너지)를 무회탄을 제조하는 각 공정에서 스팀으로서 이용할 수 있으므로, 프로세스의 계외로부터 신규로 도입하는 스팀의 양을 삭감할 수 있다.In the present embodiment, the thermal energy retained in the vapor state solvent generated in the by-product burning step (flasher 12) is recovered by the
(제2 실시 형태)(Second Embodiment)
도 2에 도시하는 무회탄 제조 설비(101)에 대하여 설명한다. 또한, 이 무회탄 제조 설비(101)를 구성하는 기기에 관하여, 도 1에 도시한 무회탄 제조 설비(100)를 구성하는 기기와 동일한 기기에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다.The ashless
본 실시 형태에서는, 무회탄 취득 공정[예를 들어 플래셔(11)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지가 아니라, 추출 공정[추출조(8)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 추출 공정[추출조(8)]에 있어서의 슬러리 가열용의 열원으로서 사용하고 있다. 구조적으로는, 추출 공정[추출조(8)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제를, 배관(22)을 경유시켜 제2 열 교환기(13)에 보내고, 여기서, 예열기(7)에 들어가기 전의 슬러리를 가열하고 있다.In the present embodiment, not the thermal energy held by the solvent in the vapor state generated in the uncyricer acquiring step (for example, the flasher 11), but the solvent in the vapor state generated in the extraction step (extraction tank 8) The heat energy to be retained is used as a heat source for heating the slurry in the extraction process (extraction tank 8). Structurally, the vapor-state solvent generated in the extraction process (extraction tank 8) is sent to the
이 구성에 의하면, 추출 공정[추출조(8)]에서 발생하는 열 에너지를, 그 추출 공정[추출조(8)]에 있어서의 슬러리 가열용의 에너지로서 이용함으로써, 예열기(7)에서의 슬러리의 가열량을 삭감할 수 있다. 그 결과, 프로세스 계외로부터 신규로 도입하는 열 에너지(가열용 에너지)를 삭감할 수 있다.According to this configuration, by using the heat energy generated in the extraction step (extraction tank 8) as energy for heating the slurry in the extraction step (extraction tank 8), the slurry in the
또한, 본 실시 형태에서는, 남은 열 에너지를, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러(18)에서 열 회수하고 있다.Further, in the present embodiment, the remaining heat energy is recovered by the
또한, 본 실시 형태에서는, 무회탄 취득 공정[예를 들어 플래셔(11)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러(19)에서 열 회수하고 있다. 구조적으로는, 무회탄 취득 공정[예를 들어 플래셔(11)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제를, 배관(21)을 경유시켜 배열 회수 보일러(19)에 보내고, 여기서, 수증기를 발생시키고 있다.In the present embodiment, the heat energy retained by the solvent in the vapor state generated in the unburned gas obtaining step (for example, the flasher 11) is recovered as heat energy in the steam by the
이 구성에 의하면, 배열 회수 보일러(19)에서 발생한 수증기(회수된 열 에너지)를 무회탄을 제조하는 각 공정에서 저압 스팀으로서 이용할 수 있으므로, 프로세스의 계외로부터 신규로 도입하는 저압 스팀의 양을 삭감할 수 있다.According to this configuration, the steam (recovered heat energy) generated in the
(제3 실시 형태)(Third Embodiment)
도 3에 도시하는 무회탄 제조 설비(102)에 대하여 설명한다. 또한, 이 무회탄 제조 설비(102)를 구성하는 기기에 관하여, 도 1에 도시한 무회탄 제조 설비(100)를 구성하는 기기와 동일한 기기에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다.The ash
본 실시 형태에서는, 추출 공정[추출조(8)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 제3 열 교환기(20)에 있어서 핫 오일(열매체유)의 가열에 사용하고 있다. 구조적으로는, 추출 공정[추출조(8)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제를, 배관(22)을 경유시켜 제3 열 교환기(20)에 보내고, 여기서, 핫 오일(열매체유)을 가열하고 있다.In the present embodiment, the heat energy held by the vapor-state solvent generated in the extraction step (extraction tank 8) is used for heating hot oil (thermal oil) in the
무회탄을 제조하는 공정 중에서, 석탄과 용제의 슬러리를 예를 들어 250℃ 이상의 고온 상태로 할 필요가 있다. 핫 오일(열매체유)은 석탄과 용제의 슬러리를 가열하는 가열 매체의 하나이다. 예를 들어, 무회탄 취득 공정에 있어서 박막 증류법을 사용한 경우, 박막 증류조의 가열에 핫 오일(열매체유)을 사용한다. 핫 오일(열매체유)은 제3 열 교환기(20)에 있어서, 예를 들어 280∼350℃로 가열된다. 종래, 핫 오일(열매체유)은 전기 히터에 의해 가열되었다.In the process for producing ashless coal, it is necessary to set the coal and the slurry of the solvent to a high temperature state of, for example, 250 DEG C or more. Hot oil (thermal oil) is one of the heating media that heats slurry of coal and solvent. For example, in the case of using the thin film distillation method in the step of acquiring the unburned carbon, hot oil (thermal oil) is used for heating the thin film distillation tank. The hot oil (heat medium oil) is heated to, for example, 280 to 350 캜 in the
상기한 구성에 의하면, 추출 공정[추출조(8)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지를, 무회탄을 제조하는 적어도 1개의 공정(예를 들어, 무회탄 취득 공정)에서의 가열원으로서 사용하는 핫 오일(열매체유)의 가열에 사용함으로써, 전기 히터를 도입할 필요가 없어진다. 전기 히터의 도입이 제로로 되지 않아도, 그 도입량은 종래보다도 확실하게 저감된다. 그로 인해, 전기 히터에 관한 설비 도입 비용 및 러닝 코스트를 저감할 수 있다.According to the above configuration, the thermal energy held by the solvent in the vapor state generated in the extraction step (extraction tank 8) can be reduced by at least one step (for example, It is not necessary to introduce an electric heater by using the heating oil (heating oil oil) used as a heating source. Even if the introduction of the electric heater does not become zero, the amount of the electric heater to be introduced is reliably reduced. Therefore, the installation cost and the running cost of the electric heater can be reduced.
또한, 본 실시 형태에서는, 추출 공정[추출조(8)]에 있어서 발생한 증기 상태의 용제가 보유하는 열 에너지 중, 핫 오일(열매체유)의 가열에 사용한 후의 남은 열 에너지를, 제1 열 교환기(17)에 있어서, 분리 공정[제2 중력 침강조(10)]에 있어서의 용제 가열용의 열원으로서 사용하고 있다. 이 구성에 의하면, 제2 중력 침강조(10)를 유효하게 보온(가열)할 수 있고, 그 결과, 프로세스 계외로부터 신규로 도입하는 열 에너지(가열용 에너지)를 삭감할 수 있다.Further, in the present embodiment, among the thermal energy held in the vapor state solvent generated in the extraction step (extraction tank 8), the remaining heat energy used for heating the hot oil (thermal oil) Is used as a heat source for heating the solvent in the separating step (second gravitational forceps 10) in the separating step (17). According to this configuration, the second
본 실시 형태에서는, 또한 그 후, 남은 열 에너지를, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러(18)에서 열 회수하고 있다. 이 구성에 의하면, 헛되이 버리는 배열을 최대한 적게 할 수 있다.In the present embodiment, the thermal energy remaining in the steam is then recovered by the
<프로세스 계외로부터 신규로 도입하는 열 에너지의 구체적인 삭감량>≪ Specific reduction amount of heat energy newly introduced from the outside of the process >
여기서, 도 3에 예시한 무회탄 제조 설비(102)에서는, 제3 열 교환기(20)에 있어서, 핫 오일(열매체유)을 300℃ 내지 320℃로 가열(1.25×103kcal/ton-석탄 처리량)한 후, 제1 열 교환기(17)에 있어서, 용제를 240℃ 내지 280℃로 가열(2.37×103kcal/ton-석탄 처리량)하고 있다. 즉, 제3 열 교환기(20)에 있어서 1.25×103kcal/ton-석탄 처리량, 제1 열 교환기(17)에 있어서 2.37×103kcal/ton-석탄 처리량의 열량을, 무회탄 제조의 프로세스(기기)로부터 발생하는 열 에너지로 조달할 수 있다. 또한, 0.96×103kcal/ton-석탄 처리량의 열량을 배열 회수 보일러(18)에서 회수하여, 스팀을 제조할 수 있다.Here, in the ashless
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구 범위에 기재한 한에 있어서 다양하게 변경하여 실시하는 것이 가능한 것이다.Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified within the scope of the claims.
본 출원은, 2013년 12월 25일에 출원된 일본 특허 출원(특원 제2013-267438호)에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.The present application is based on Japanese Patent Application (Patent Application No. 2013-267438) filed on December 25, 2013, the content of which is incorporated herein by reference.
본 발명에 따르면, 무회탄 제조 설비의 배열을 유효 이용함으로써 러닝 코스트를 저감하고, 저렴하게 무회탄을 제조할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to reduce the running cost and effectively manufacture the ashless coal at low cost by effectively utilizing the arrangement of the ashless coal manufacturing facility.
1 : 석탄 호퍼
2 : 용제 탱크
3 : 슬러리 조제조
4, 6, 16 : 이송 펌프
5 : 탈수조
7 : 예열기
8 : 추출조
9 : 제1 중력 침강조
10 : 제2 중력 침강조
11, 12 : 플래셔(용제 분리기)
13, 17 : 열 교환기
14 : 슬러리 탈수용 가열기
18, 19 : 배열 회수 보일러
100 : 무회탄 제조 설비1: Coal Hopper
2: solvent tank
3: Slurry preparation
4, 6, 16: Feed pump
5: Dehydration tank
7: Preheater
8: Extraction tank
9: First gravity sedimentation emphasis
10: Second gravity sedimentation emphasis
11, 12: a flasher (solvent separator)
13, 17: Heat exchanger
14: Slurry dewatering heater
18, 19: Sequence recovery boiler
100: Non-ferrous production facility
Claims (12)
상기 슬러리 조제 공정에서 얻어진 상기 슬러리를 가열하여 상기 용제에 가용인 석탄 성분을 추출하는 추출 공정과,
상기 추출 공정에서 얻어진 상기 슬러리를, 상기 용제에 가용인 석탄 성분을 포함하는 용액과, 상기 용제에 불용인 석탄 성분이 농축된 고형분 농축액으로 분리하는 분리 공정과,
상기 분리 공정에서 분리된 상기 용액으로부터 상기 용제를 증발 분리하여 무회탄을 얻는 무회탄 취득 공정을 구비하는 무회탄의 제조 방법에 있어서,
상기 추출 공정 및 상기 무회탄 취득 공정 중 적어도 한쪽의 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 상기 무회탄을 제조하는 적어도 1개의 공정에서의 열원으로서 사용하는 것, 및 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러에서 열 회수하는 것 중 적어도 한쪽을 행하는 것 특징으로 하는, 무회탄의 제조 방법.A slurry preparing step of preparing a slurry by mixing coal and a solvent,
An extraction step of heating the slurry obtained in the slurry preparing step to extract a soluble coal component in the solvent,
A separation step of separating the slurry obtained in the extraction step into a solution containing a coal component soluble in the solvent and a solid concentrate in which a coal component insoluble in the solvent is concentrated;
And an unburned carbon obtaining step of volatilizing and separating the solvent from the solution separated in the separating step to obtain an unburned carbon,
Wherein the heat energy held by the solvent in the vapor state generated in at least one of the extraction step and the non-recycle step is used as a heat source in at least one step of producing the ashless carbonaceous material, And recovering heat in the batch recovery boiler as the heat energy to be recovered.
상기 추출 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 상기 분리 공정에 있어서의 용제 가열용의 열원으로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 무회탄의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the heat energy held by the solvent in the vapor state generated in the extraction step is used as a heat source for heating the solvent in the separation step.
상기 추출 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 상기 분리 공정에 있어서의 용제 가열용의 열원으로서 사용한 후, 남은 열 에너지를, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러에서 열 회수하는 것을 특징으로 하는, 무회탄의 제조 방법.3. The method of claim 2,
The heat energy retained by the solvent in the vapor state generated in the extraction step is used as a heat source for heating the solvent in the separation step and then the remaining heat energy is recovered as heat energy in the steam recovery heat recovery boiler By weight.
상기 추출 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 상기 추출 공정에 있어서의 슬러리 가열용의 열원으로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 무회탄의 제조 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the heat energy held by the solvent in the vapor state generated in the extraction step is used as a heat source for heating the slurry in the extraction step.
상기 무회탄 취득 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 상기 추출 공정에 있어서의 슬러리 가열용의 열원으로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 무회탄의 제조 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the heat energy retained by the solvent in the vapor state generated in the ash recovery step is used as a heat source for heating the slurry in the extraction step.
상기 슬러리 조제 공정에서 얻어진 상기 슬러리를 예비 가열하여 탈수하는 슬러리 탈수 공정을, 상기 슬러리 조제 공정과 상기 추출 공정 사이에 갖고,
상기 무회탄 취득 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 상기 추출 공정에 있어서의 슬러리 가열용의 열원으로서 사용한 후, 남은 열 에너지를, 상기 슬러리 탈수 공정에 있어서의 슬러리 탈수용의 열원으로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 무회탄의 제조 방법.6. The method of claim 5,
A slurry dewatering step of dewatering the slurry obtained in the slurry preparing step by preliminary heating is provided between the slurry preparing step and the extraction step,
The thermal energy retained by the solvent in the vapor state generated in the ashless coal obtaining step is used as a heat source for heating the slurry in the extraction step and the remaining thermal energy is used for the slurry dewatering in the slurry dewatering step As a heat source for the ashless coal.
상기 추출 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러에서 열 회수하는 것을 특징으로 하는, 무회탄의 제조 방법.The method according to claim 1,
Characterized in that the thermal energy held by the solvent in the steam state generated in the extraction step is recovered by heat in an arrangement recovery boiler as thermal energy possessed by steam.
상기 무회탄 취득 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러에서 열 회수하는 것을 특징으로 하는, 무회탄의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the thermal energy retained by the solvent in the vapor state generated in the non-recycle step is heat-recovered in the arrangement recovery boiler as thermal energy possessed by the water vapor.
상기 분리 공정에서 분리된 상기 고형분 농축액으로부터 상기 용제를 증발 분리하여 부생탄을 얻는 부생탄 취득 공정을 더 갖고,
상기 부생탄 취득 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러에서 열 회수하는 것을 특징으로 하는, 무회탄의 제조 방법.The method according to claim 1,
Further comprising a step of obtaining by-product carbon by evaporating and separating the solvent from the solid concentrate separated in the separation step,
Wherein the thermal energy held by the solvent in the vapor state generated in the by-product burning step is heat-recovered in the arrangement recovery boiler as thermal energy possessed by the steam.
상기 추출 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 무회탄을 제조하는 적어도 1개의 공정에서의 가열원으로서 사용하는 열매체유의 가열에 사용하는 것을 특징으로 하는, 무회탄의 제조 방법.The method according to claim 1,
Characterized in that the thermal energy held by the solvent in the steam state generated in the extraction step is used for heating the heat medium oil used as a heating source in at least one step of producing the ashless coal .
상기 추출 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 상기 열매체유의 가열에 사용한 후, 남은 열 에너지를, 상기 분리 공정에 있어서의 용제 가열용의 열원으로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 무회탄의 제조 방법.11. The method of claim 10,
Characterized in that the remaining heat energy is used as a heat source for heating the solvent in the separation step after the thermal energy held by the solvent in the vapor state generated in the extraction step is used for heating the heat medium oil, A method of manufacturing an ashless carbon.
상기 추출 공정에 있어서 발생한 증기 상태의 상기 용제가 보유하는 열 에너지를, 상기 열매체유의 가열에 사용한 후, 남은 열 에너지를, 상기 분리 공정에 있어서의 용제 가열용의 열원으로서 사용하고, 또한 그 후, 수증기가 갖는 열 에너지로서 배열 회수 보일러에서 열 회수하는 것을 특징으로 하는, 무회탄의 제조 방법.12. The method of claim 11,
The remaining heat energy is used as a heat source for heating the solvent in the separation step after the thermal energy held by the solvent in the vapor state generated in the extraction step is used for heating the heat medium oil, And recovering heat from the batch recovery boiler as heat energy of the steam.
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