KR20200004872A - 무회탄의 제조 방법 및 무회탄의 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 양태에 관한 무회탄의 제조 방법은, 석탄, 라디칼 안정제 및 용제의 혼합물을 가열하는 공정과, 상기 가열 공정에서 얻어진 슬러리 중의 상기 석탄으로부터 상기 용제에 가용인 성분을 용출시키는 공정과, 상기 용출 공정에서 용출 후의 상기 슬러리를, 용제 가용 성분을 포함하는 액체분 및 용제 불용 성분으로 분리하는 공정과, 상기 분리 공정에서 분리한 상기 액체분으로부터 용제를 증발시키는 공정을 구비한다. 본 발명의 다른 양태에 관한 무회탄의 제조 장치는, 석탄, 라디칼 안정제 및 용제의 혼합물을 가열하는 가열부와, 상기 가열부에서 얻어진 슬러리 중의 상기 석탄으로부터 상기 용제에 가용인 성분을 용출시키는 용출부와, 상기 용출부에서 용출 후의 상기 슬러리를, 용제 가용 성분을 포함하는 액체분 및 용제 불용 성분으로 분리하는 고액 분리부와, 상기 고액 분리부에서 분리한 상기 액체분으로부터 용제를 증발시키는 증발 분리부를 구비한다.

Description

무회탄의 제조 방법 및 무회탄의 제조 장치

본 발명은, 무회탄의 제조 방법 및 무회탄의 제조 장치에 관한 것이다.

석탄은, 화력 발전이나 보일러의 연료 또는 화학품의 원료로서 폭넓게 이용되고 있다. 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 고로용 코크스 등의 제철용 코크스의 원료탄으로서, 무회탄을 사용하려는 시도가 이루어지고 있다.

무회탄의 제조 방법으로서는, 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 제2005-120185호 공보 참조). 이 방법은, 석탄 및 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 분리 공정과, 분리 공정에서 분리된 용액으로부터 용제를 분리하여 무회탄을 얻는 무회탄 취득 공정을 구비한다.

또한, 상기 종래의 무회탄의 제조 방법보다 용제 가용 성분의 추출 시간을 단축할 수 있는 무회탄의 제조 방법도 제안되어 있다(일본 특허 공개 제2016-56282호 공보 참조). 이 무회탄의 제조 방법에서는, 용제와 석탄을 혼합한 슬러리를 급속하게 승온함으로써, 용제 가용 성분의 추출 시간을 단축하고 있다.

이들 종래의 무회탄의 제조 방법에서는, 모두 무회탄은, 용제에 가용인 석탄 성분을 포함하는 용액으로부터 용제를 분리하여 얻어진다. 따라서, 무회탄의 수율은, 용제에 가용인 석탄 성분의 비율, 즉 추출률에 의존한다. 이 때문에, 무회탄의 제조 효율을 높이기 위해서는, 이 추출률의 가일층의 개선이 요망되고 있다.

일본 특허 공개 제2005-120185호 공보 일본 특허 공개 제2016-56282호 공보

본 발명은, 상술한 바와 같은 사정에 기초하여 이루어진 것이며, 추출률을 높인 무회탄의 제조 방법 및 무회탄의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 가열하여 용제 가용 성분을 추출하기 전의 슬러리에 라디칼 안정제를 첨가해 둠으로써 무회탄의 추출률을 높일 수 있다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다. 이것은, 슬러리의 가열에 의해 발생하는 석탄 라디칼의 중축합에 의한 고분자화를 라디칼 안정제가 억제할 수 있기 때문이라고 생각된다.

즉, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 발명은, 석탄, 라디칼 안정제 및 용제의 혼합물을 가열하는 공정과, 상기 가열 공정에서 얻어진 슬러리 중의 상기 석탄으로부터 상기 용제에 가용인 성분을 용출시키는 공정과, 상기 용출 공정에서 용출 후의 상기 슬러리를, 용제 가용 성분을 포함하는 액체분 및 용제 불용 성분으로 분리하는 공정과, 상기 분리 공정에서 분리한 상기 액체분으로부터 용제를 증발시키는 공정을 구비하는 무회탄의 제조 방법이다.

당해 무회탄의 제조 방법에서는, 가열하여 용제 가용 성분을 추출하기 전의 슬러리에 라디칼 안정제를 첨가한다. 이 라디칼 안정제가, 슬러리의 가열에 의해 발생하는 석탄 라디칼의 중축합에 의한 고분자화를 억제할 수 있으므로, 용출 공정에서 용출되는 석탄의 가용 성분을 증가시킬 수 있다. 따라서, 당해 무회탄의 제조 방법을 사용함으로써 무회탄의 추출률을 높일 수 있다.

상기 가열 공정이, 석탄, 라디칼 안정제 및 용제를 혼합하는 공정과, 상기 혼합 공정에서 얻어진 슬러리를 승온하는 공정을 구비하면 된다. 이와 같이 가열 공정에 있어서, 라디칼 안정제를 혼합한 후에 슬러리를 승온함으로써, 석탄 라디칼의 고분자화를 효과적으로 억제할 수 있으므로, 무회탄의 추출률을 더 높일 수 있다.

상기 가열 공정이, 용제를 가열하는 공정과, 상기 용제 가열 공정에서 가열한 상기 용제를 상기 용출 공정으로 반송하는 공정과, 상기 용제 반송 공정에서 상기 용제에 석탄 및 라디칼 안정제를 공급하는 공정을 구비하면 된다. 이와 같이 반송 중의 가열된 용제에 석탄을 공급함으로써, 석탄을 급속하게 승온할 수 있음과 함께, 용제의 흐름에 의해 석탄과 용제를 교반할 수 있다. 이에 의해, 짧은 시간에 석탄을 용제에 용해할 수 있다. 또한, 라디칼 안정제를 석탄과 함께 공급함으로써, 석탄 라디칼의 고분자화를 효과적으로 억제할 수 있으므로, 무회탄의 추출률을 더 높일 수 있다.

상기 공급 공정에 있어서의 석탄의 승온 속도가 600℃/분 이상으로 되도록, 상기 용제 가열 공정에서의 용제의 가열 온도를 조정하면 된다. 이와 같이 상기 공급 공정에 있어서의 석탄의 승온 속도를 상기 하한 이상으로 함으로써, 석탄 라디칼의 고분자화를 더 효과적으로 억제할 수 있으므로, 무회탄의 추출률을 더 높일 수 있다.

무수탄 기준에서의 석탄에 대한 상기 라디칼 안정제의 첨가량으로서는, 0.045mmol/g 이상 0.4mmol/g 이하가 바람직하다. 라디칼 안정제의 첨가량을 상기 범위 내로 함으로써, 라디칼 안정제의 첨가에 의한 제조 비용의 상승을 억제하면서, 효과적으로 무회탄의 추출률을 높일 수 있다.

상기 라디칼 안정제가, 아민 또는 암모늄염이어도 된다. 이와 같이 상기 라디칼 안정제를 아민 또는 암모늄염으로 함으로써, 무회탄의 추출률을 더 높일 수 있다.

상기 아민이, 모노아민, 디아민 또는 트리아민이어도 된다. 이와 같이 상기 아민을 모노아민, 디아민 또는 트리아민으로 함으로써, 라디칼 안정제의 첨가에 의한 제조 비용의 상승을 억제하면서, 효과적으로 무회탄의 추출률을 높일 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 다른 발명은, 석탄, 라디칼 안정제 및 용제의 혼합물을 가열하는 가열부와, 상기 가열부에서 얻어진 슬러리 중의 상기 석탄으로부터 상기 용제에 가용인 성분을 용출시키는 용출부와, 상기 용출부에서 용출 후의 상기 슬러리를, 용제 가용 성분을 포함하는 액체분 및 용제 불용 성분으로 분리하는 고액 분리부와, 상기 고액 분리부에서 분리한 상기 액체분으로부터 용제를 증발시키는 증발 분리부를 구비하는 무회탄의 제조 장치이다.

당해 무회탄의 제조 장치는, 가열부에서 라디칼 안정제가 첨가된 슬러리를 가열하여 용제 가용 성분을 추출한다. 이 라디칼 안정제가, 슬러리의 가열에 의해 발생하는 석탄 라디칼의 중축합에 의한 고분자화를 억제할 수 있으므로, 용출부에서 용출되는 석탄의 가용 성분을 증가시킬 수 있다. 따라서, 당해 무회탄의 제조 장치를 사용함으로써 무회탄의 추출률을 높일 수 있다.

여기서, 무회탄(하이퍼콜, 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 5％ 질량 정도의 회분을 포함해도 된다. 또한, 「회분」이란, JIS-M8812:2004에 준거하여 측정되는 값을 의미한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 무회탄 제조 방법 및 제조 장치를 사용함으로써 무회탄의 추출률을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 무회탄의 제조 장치를 나타내는 개략도다.
도 2는 도 1의 무회탄의 제조 장치의 가열부와는 다른 가열부를 나타내는 개략도다.
도 3은 실시예에 있어서의 모노아민의 첨가량과 추출률 증가율의 관계를 나타내는 그래프다.
도 4는 실시예에 있어서의 라디칼 안정제의 종류와 추출률 증가율의 관계를 나타내는 그래프다.
도 5는 실시예에 있어서의 무수탄 기준에서의 석탄에 대한 라디칼 안정제의 첨가량과 추출률 증가율의 관계를 나타내는 그래프다.

이하, 본 발명에 관한 무회탄의 제조 방법 및 무회탄의 제조 장치의 실시 형태에 대해서 설명한다.

〔제1 실시 형태〕

도 1에 나타내는 무회탄의 제조 장치는, 가열부(1)와, 용출부(2)와, 고액 분리부(3)와, 제1 용제 분리부(4)와, 제2 용제 분리부(5)를 주로 구비한다.

[가열부]

가열부(1)는, 용제 탱크(11)와, 펌프(12)와, 예열기(13)와, 석탄 및 라디칼 안정제를 공급하는 공급기(14)를 구비한다. 또한, 가열부(1)는, 용제 탱크(11)의 용제를 용출부(2)로 반송하는 반송관(15)을 구비한다.

<용제 탱크>

용제 탱크(11)는, 석탄과 혼합할 용제를 저류한다.

상기 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 높아, 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 미만이면, 용제가 휘발되기 쉬워지기 때문에, 슬러리 중의 석탄과 용제의 혼합비의 조정 및 유지가 곤란해질 우려가 있다. 반대로, 상기 용제의 비점이 상기 상한을 초과하면, 용제 가용 성분과 용제의 분리가 곤란해지기 때문에, 용제의 회수율이 저하될 우려가 있다.

<펌프>

펌프(12)는, 반송관(15)에 배치되고, 용제 탱크(11)의 용제를 용출부(2)로 반송한다.

상기 펌프(12)의 종류는, 반송관(15)을 통해 상기 용제를 용출부(2)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 펌프 등을 사용할 수 있으며, 비용적형 펌프로서 소용돌이 펌프 등을 사용할 수 있다.

펌프(12)에 의해 상기 용제를 용출부(2)로 압송할 때의 압력(반송관(15)의 내부 압력)의 하한으로서는, 1.1MPa가 바람직하고, 1.5MPa가 보다 바람직하다. 한편, 상기 반송관(15)의 내부 압력의 상한으로서는, 5MPa가 바람직하고, 4MPa가 보다 바람직하다. 상기 반송관(15)의 내부 압력이 상기 하한 미만이면, 후술하는 반송 중의 용제에 대한 석탄 공급 시에 용제가 석탄을 교반하는 힘이 약해지기 때문에 석탄의 용해가 불충분해질 우려가 있다. 반대로, 상기 반송관(15)의 내부 압력이 상기 상한을 초과하면, 가열부(1)에 필요한 내압을 확보하기 위한 제조 설비의 비용 상승에 비해서 얻어지는 석탄 용해의 향상 효과가 불충분해질 우려가 있다.

또한, 펌프(12)에 의해 반송되는 상기 용제는, 층류 상태로 반송되어도 되지만, 난류 상태로 반송되어도 된다. 이와 같이 용제를 난류 상태로 반송함으로써, 반송 중의 용제에 대한 석탄 공급 시에 용제가 석탄을 교반하는 힘이 높아지므로, 석탄이 용제와 혼합되기 쉬워짐과 함께, 석탄의 용해가 촉진된다. 여기서, 「층류 상태」란 레이놀즈수 Re가 2100 미만인 상태를 말하며, 「난류 상태」란 레이놀즈수 Re가 2100 이상, 보다 바람직하게는 레이놀즈수 Re가 4000 이상인 상태를 말한다.

펌프(12)에 의해 반송되는 상기 용제의 유속의 하한으로서는, 0.5m/초가 바람직하고, 1m/초가 보다 바람직하다. 한편, 상기 용제의 유속의 상한으로서는 10m/초가 바람직하고, 5m/초가 보다 바람직하다. 상기 용제의 유속이 상기 하한 미만이면, 반송 중의 용제에 대한 석탄 공급 시에 용제가 석탄을 교반하는 힘이 약해지기 때문에 석탄의 용해가 불충분해질 우려가 있다. 반대로, 상기 용제의 유속이 상기 상한을 초과하면, 펌프(12)를 강력한 것으로 하기 위한 비용 상승에 비해서 얻어지는 석탄 용해의 향상 효과가 불충분해질 우려가 있다.

<예열기>

예열기(13)는, 예열기(13) 내를 통과하는 용제를 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 예열기(13)를 통과하는 용제의 유로의 주위에 가열관을 배치하고, 이 가열관에 증기, 기름 등의 열매체를 공급함으로써 예열기(13) 내를 통과하는 용제를 가열할 수 있다.

예열기(13)에 의한 가열 후의 용제 온도의 하한으로서는, 300℃가 바람직하고, 350℃가 보다 바람직하다. 한편, 상기 용제의 온도의 상한으로서는 용출 가능한 온도라면 특별히 한정되지 않지만, 480℃가 바람직하고, 450℃가 보다 바람직하다. 상기 용제의 온도가 상기 하한 미만이면, 용출부(2)에 있어서 석탄을 구성하는 분자 간의 결합을 충분히 약화시킬 수 없어, 용출율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 용제의 온도가 상기 상한을 초과하면, 용제의 온도를 유지하기 위한 열량이 불필요하게 커지기 때문에, 제조 비용이 증대될 우려가 있다.

예열기(13)에 의한 가열 속도의 하한으로서는, 10℃/분이 바람직하고, 20℃/분이 보다 바람직하다. 한편, 상기 가열 속도의 상한으로서는 100℃/분이 바람직하고, 50℃/분이 보다 바람직하다. 상기 가열 속도가 상기 하한 미만이면, 용제를 소정 온도까지 가열할 시간을 필요로 하기 때문에, 무회탄의 제조 효율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 가열 속도가 상기 상한을 초과하면, 가열하기 위한 에너지나 제조 설비 등의 비용이 불필요하게 증대될 우려가 있다.

예열기(13)에 의한 가열 시간으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 상술한 온도나 가열 속도의 관계로부터, 예를 들어 10분 이상 30분 이하로 할 수 있다.

<공급기>

공급기(14)는, 석탄 및 라디칼 안정제를 반송관(15)으로 공급한다. 공급기(14)로서는, 상압 상태에서 사용되는 상압 호퍼, 상압 상태 및 가압 상태에서 사용되는 가압 호퍼 등의 공지의 호퍼를 사용할 수 있다. 상기 석탄 및 라디칼 안정제는, 혼합하여 상기 호퍼에 투입된다.

(석탄)

공급기(14)로부터 공급하는 석탄으로서는, 여러 가지 품질의 석탄을 사용할 수 있다. 상기 석탄으로서는, 예를 들어 무회탄의 추출률이 높은 역청탄이나, 보다 저렴한 열질탄(아역청탄이나 갈탄)이 적합하게 사용된다. 또한, 석탄을 입도로 분류하면, 미세하게 분쇄된 석탄이 적합하게 사용된다. 여기에서 「미세하게 분쇄된 석탄」이란, 예를 들어 석탄 전체의 질량에 대한 입도 1㎜ 미만의 석탄의 질량 비율이 80％ 이상인 석탄을 의미한다. 또한, 공급기(14)로부터 공급하는 석탄으로서 괴탄을 사용할 수도 있다. 여기서 「괴탄」이란, 예를 들어 석탄 전체의 질량에 대한 입도 5㎜ 이상의 석탄의 질량 비율이 50％ 이상인 석탄을 의미한다. 괴탄은, 미세하게 분쇄된 석탄에 비해서 석탄의 입도가 크기 때문에, 후술하는 고액 분리부(3)에서의 분리를 효율화할 수 있다. 여기서, 「입도(입경)」이란, JIS-Z8815(1994)의 체분류 시험 통칙에 준거하여 측정한 값을 말한다. 또한, 석탄의 입도에 의한 구분에는, 예를 들어 JIS-Z8801-1(2006)에 규정하는 금속제 망 체를 사용할 수 있다.

또한, 용출 시간의 단축이라는 관점에서, 공급기(14)로부터 공급하는 석탄으로서 열질탄을 많이 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 공급하는 석탄 전체에 있어서의 열질탄의 비율의 하한으로서는, 80질량％가 바람직하고, 90질량％가 보다 바람직하다. 공급하는 석탄에 포함되는 열질탄의 비율이 상기 하한 미만이면, 용제 가용 성분을 용출하는 시간이 길어질 우려가 있다.

상기 열질탄의 탄소 함유율의 하한으로서는, 70질량％가 바람직하다. 한편, 상기 열질탄의 탄소 함유율의 상한으로서는, 85질량％가 바람직하고, 82질량％가 보다 바람직하다. 상기 열질탄의 탄소 함유율이 상기 하한 미만이면, 용제 가용 성분의 용출율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 열질탄의 탄소 함유율이 상기 상한을 초과하면, 공급하는 석탄의 비용이 높아질 우려가 있다.

(라디칼 안정제)

라디칼 안정제는, 상기 석탄과 혼합하여 공급기(14)에 투입된다.

라디칼 안정제로서는, 아민계 안정제나 페놀계 안정제 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 아민 및 암모늄염 등의 아민계 안정제가 바람직하고, 아민이 특히 바람직하다. 또한, 상기 아민으로서는 옥타데실아민 등의 모노아민, N-알킬-1,3-디아미노프로판 등의 디아민 또는 우지 디프로필렌트리아민 등의 트리아민이 바람직하고, 모노아민이 보다 바람직하다.

무수탄 기준에서의 석탄에 대한 상기 라디칼 안정제의 첨가량의 하한으로서는, 0.045mmol/g가 바람직하고, 0.15mmol/g가 보다 바람직하다. 한편, 상기 라디칼 안정제의 첨가량의 상한으로서는 0.4mmol/g가 바람직하고, 0.22mmol/g가 보다 바람직하다. 상기 라디칼 안정제의 첨가량이 상기 하한 미만이면, 무회탄의 추출률의 향상 효과가 부족할 우려가 있다. 반대로, 상기 라디칼 안정제의 첨가량이 상기 상한을 초과하면, 무회탄의 추출률의 향상 효과에 비해서 라디칼 안정제의 비용이 지나치게 높아질 우려가 있다.

상기 석탄과 라디칼 안정제의 혼합물은, 예열해 두면 된다. 상기 혼합물을 예열해 둠으로써, 반송관(15)으로 공급하고, 용제와 혼합하였을 때 슬러리의 온도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 상기 혼합물의 예열 온도로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 200℃ 이상 300℃ 이하로 할 수 있다.

또한, 공급기(14)로부터 반송관(15)으로 공급하는 상기 혼합물로서, 용제를 혼합하여 슬러리화한 혼합물을 사용해도 된다. 공급기(14)로부터 슬러리화한 혼합물을 반송관(15)으로 공급함으로써, 반송관(15) 내에서 석탄 및 라디칼 안정제가 용제와 혼합되기 쉬워져, 석탄을 보다 빠르게 용해시킬 수 있다.

상기 슬러리에 있어서의 무수탄 기준에서의 석탄 농도의 하한으로서는, 20질량％가 바람직하고, 30질량％가 보다 바람직하다. 한편, 상기 석탄 농도의 상한으로서는 70질량％가 바람직하고, 60질량％가 보다 바람직하다. 상기 석탄 농도가 상기 하한 미만이면, 후술하는 용출부(2)에서 용출되는 용제 가용 성분의 용출량이 슬러리 처리량에 비해서 적어지기 때문에, 무회탄의 제조 효율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 석탄 농도가 상기 상한을 초과하면, 슬러리화에 의한 석탄과 용제의 혼합 용이화 효과가 불충분해질 우려가 있다.

<반송관>

반송관(15)은, 용제 탱크(11)의 용제를 용출부(2)로 반송한다. 또한, 공급기(14)로부터 반송관(15)에 공급된 석탄과 라디칼 안정제의 혼합물은, 반송관(15) 내를 흐르는 가열 후의 용제와 이 반송관(15) 내에서 혼합되어, 급속 승온된다. 여기서, 「급속 승온」이란, 예를 들어 10℃/초 이상 500℃/초 이하 정도의 가열 속도로 가열되는 것을 말한다. 그 결과, 용제와 석탄 및 라디칼 안정제의 혼합체인 슬러리의 온도는, 석탄 및 라디칼 안정제를 투입 후, 수 초 내지 십 수 초 동안에 비교적 균일한 온도로 된다. 또한, 상기 슬러리의 온도는, 가열 후의 용제의 온도보다 석탄의 현열분만큼 낮고, 예를 들어 350℃ 이상 420℃ 이하 정도다.

상기 슬러리 중의 무수탄 기준에서의 석탄 농도의 하한으로서는, 5질량％가 바람직하고, 10질량％가 보다 바람직하다. 한편, 상기 석탄 농도의 상한으로서는 40질량％가 바람직하고, 30질량％가 보다 바람직하다. 상기 석탄 농도가 상기 하한 미만이면, 후술하는 용출부(2)에서 용출되는 용제 가용 성분의 용출량이 슬러리 처리량에 비해서 적어지기 때문에, 무회탄의 제조 효율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 석탄 농도가 상기 상한을 초과하면, 용제 중에서 상기 용제 가용 성분이 포화되기 때문에, 상기 용제 가용 성분의 용출율이 저하될 우려가 있다.

[용출부]

용출부(2)는, 상기 가열부(1)에서 얻어진 슬러리 중의 상기 석탄으로부터 용제에 가용인 석탄 성분을 용출시킨다. 상기 용출부(2)는, 추출조(21)를 갖는다.

추출조(21)에는, 상기 반송관(15)으로부터 슬러리가 공급된다. 상기 추출조(21)에서는, 이 슬러리의 온도를 유지하면서 용제에 가용인 석탄 성분이 석탄으로부터 용출된다. 또한, 상기 추출조(21)는, 교반기(21a)를 가지고 있다. 이 교반기(21a)에 의해 슬러리를 교반함으로써 상기 용출을 촉진할 수 있다.

상기 추출조(21)의 내부 압력의 하한으로서는, 1.1MPa가 바람직하고, 1.5MPa가 보다 바람직하다. 한편, 상기 추출조(21)의 내부 압력의 상한으로서는 5MPa가 바람직하고, 4MPa가 보다 바람직하다. 상기 추출조(21)의 내부 압력이 상기 하한 미만이면, 용제가 증발함으로써 감소하여, 석탄의 용해가 불충분해질 우려가 있다. 반대로, 상기 추출조(21)의 내부 압력이 상기 상한을 초과하면, 압력을 유지하기 위한 비용 상승에 비해서 얻어지는 석탄 용해의 향상 효과가 불충분해질 우려가 있다.

또한, 용출부(2)에서의 용출 시간으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 용제 가용 성분의 추출량과 추출 효율의 관점에서 10분 이상 70분 이하로 할 수 있다.

용출부(2)에서 가용인 석탄 성분이 용출된 슬러리는 공급관을 통해 고액 분리부(3)로 보내진다.

[고액 분리부]

고액 분리부(3)는, 상기 용출부(2)에서 얻어진 석탄 성분이 용제에 용해된 용액과 용제 불용 성분을 포함하는 고형분 농축액을 상기 슬러리로부터 분리한다. 또한, 용제 불용 성분이란, 주로 추출용 용제에 불용인 회분과 불용 석탄으로 구성되어 있고, 추출용 용제도 포함되어 있는 추출 잔분을 말한다.

고액 분리부(3)에 있어서의 상기 분리는, 예를 들어 중력 침강법에 의해 행할 수 있다. 여기서 중력 침강법이란, 침강조 내에서 중력을 이용하여 고형분을 침강시켜서 고액 분리하는 분리 방법이다. 중력 침강법에 의해 분리를 행하는 경우, 용제 가용 성분을 포함하는 용액은 고액 분리부(3)의 상부에 고인다. 이 용액은 필요에 따라 필터 유닛을 사용하여 여과한 후, 제1 용제 분리부(4)로 배출된다. 한편, 용제 불용 성분을 포함하는 고형분 농축액은, 고액 분리부(3)의 하부에 고이고, 제2 용제 분리부(5)로 배출된다.

또한, 중력 침강법에 의해 분리를 행하는 경우, 슬러리를 고액 분리부(3) 내에 연속적으로 공급하면서 용제 가용 성분을 포함하는 액체분 및 용제 불용 성분을 포함하는 고형분 농축액을 침강조로부터 배출할 수 있다. 이것에 의해 연속적인 고액 분리 처리가 가능해진다.

고액 분리부(3) 내에서 슬러리를 유지하는 시간은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 30분 이상 120분 이하로 가능하고, 이 시간 내에서 고액 분리부(3) 내의 침강 분리가 행해진다. 또한, 석탄으로서 괴탄를 사용하는 경우에는, 침강 분리가 효율화되므로, 고액 분리부(3) 내에서 슬러리를 유지하는 시간을 단축할 수 있다.

고액 분리부(3) 내는, 가열 및 가압하는 것이 바람직하다. 고액 분리부(3) 내의 가열 온도의 하한으로서는, 300℃가 바람직하고, 350℃가 보다 바람직하다. 한편, 고액 분리부(3) 내의 가열 온도의 상한으로서는 420℃가 바람직하고, 400℃가 보다 바람직하다. 상기 가열 온도가 상기 하한 미만이면, 용제 가용 성분이 재석출되어, 분리 효율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 가열 온도가 상기 상한을 초과하면, 가열을 위한 운전 비용이 높아질 우려가 있다.

또한, 고액 분리부(3) 내의 압력 하한으로서는, 1MPa가 바람직하고, 1.4MPa가 보다 바람직하다. 한편, 상기 압력의 상한으로서는 3MPa가 바람직하고, 2MPa가 보다 바람직하다. 상기 압력이 상기 하한 미만이면, 용제 가용 성분이 재석출되어, 분리 효율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 압력이 상기 상한을 초과하면, 가압을 위한 운전 비용이 높아질 우려가 있다.

또한, 상기 용액 및 고형분 농축액을 분리하는 방법으로서는, 중력 침강법에 한정되지 않고, 예를 들어 여과법이나 원심 분리법을 이용해도 된다. 고액 분리 방법으로서 여과법이나 원심 분리법을 이용하는 경우, 고액 분리부(3)로서 여과기나 원심 분리기 등이 사용된다.

[제1 용제 분리부]

제1 용제 분리부(4)는, 상기 고액 분리부(3)에서 분리한 상기 용액으로부터 용제를 증발시킨다. 이 용제의 증발 분리에 의해 무회탄 HPC가 얻어진다. 이 제1 용제 분리부(4)는, 증발 분리부라 칭할 수 있다.

이와 같이 하여 얻어지는 무회탄 HPC는, 예를 들어 코크스의 원료 석탄보다도 높은 발열량을 나타낸다. 또한 무회탄은, 제철용 코크스의 원료로서 특히 중요한 품질인 연화 용융성이 대폭으로 개선되어, 예를 들어 원료 석탄보다도 훨씬 우수한 유동성을 나타낸다. 따라서 무회탄은, 코크스 원료에 배합하는 석탄으로서 사용할 수도 있다.

용제를 증발 분리하는 방법으로서는, 증발 분리기를 사용한 일반적인 증류법이나 증발법(스프레이 드라이법 등)을 포함하는 분리 방법을 사용할 수 있다.

또한, 제1 용제 분리부(4)에서 증발시킨 용제는, 예를 들어 열교환기에 의해 액화하여, 가열부(1)에 공급하고, 석탄 및 라디칼 안정제와 혼합하는 용제로서 이용하면 된다. 이와 같이 용제를 순환 이용함으로써, 무회탄의 제조 비용을 저감할 수 있다.

[제2 용제 분리부]

제2 용제 분리부(5)는, 고액 분리부(3)에서 분리된 상기 고형분 농축액으로부터, 용제를 증발 분리시켜서 부생탄 RC를 얻는다.

부생탄 RC는, 연화 용융성은 나타내지 않지만, 산소 함유 관능기가 탈리되어 있다. 그 때문에, 부생탄 RC는, 배합탄으로서 사용한 경우에 이 배합탄에 포함되는 다른 석탄의 연화 용융성을 저해하지 않는다. 따라서, 이 부생탄 RC는 예를 들어 코크스 원료의 배합탄의 일부로서 사용할 수 있다. 또한, 부생탄 RC는 일반 석탄과 마찬가지로 연료로서 이용해도 된다.

고형분 농축액으로부터 용제를 분리하는 방법으로서는, 제1 용제 분리부(4)의 분리 방법과 마찬가지로, 증발 분리기를 사용한 일반적인 증류법이나 증발법(스프레이 드라이법 등)을 이용할 수 있다.

또한, 제2 용제 분리부(5)에서 증발시킨 용제는, 예를 들어 열교환기에 의해 액화하여, 가열부(1)에 공급하고, 석탄 및 라디칼 안정제와 혼합하는 용제로서 이용하면 된다. 이와 같이 용제를 순환 이용함으로써, 무회탄의 제조 비용을 저감할 수 있다.

[무회탄의 제조 방법]

당해 무회탄의 제조 방법은, 가열 공정과, 용출 공정과, 분리 공정과, 제1 증발 공정과, 제2 증발 공정을 구비한다. 당해 무회탄의 제조 방법은, 도 1의 무회탄의 제조 장치를 사용하여 행할 수 있다.

<가열 공정>

가열 공정에서는, 석탄, 라디칼 안정제 및 용제의 혼합물을 가열한다. 가열 공정은, 용제 가열 공정과, 용제 반송 공정과, 석탄 및 라디칼 안정제를 공급하는 공급 공정을 구비한다.

상기 용제 가열 공정에서는, 용제를 가열한다. 구체적으로는, 용제 탱크(11)에 저류된 용제를 펌프(12)에 의해 반송관(15)으로 흘리고, 이 반송관(15) 내를 흐르는 용제가 예열기(13)를 통과하는 동안에 가열된다.

상기 용제 반송 공정에서는, 상기 용제 가열 공정에서 가열한 상기 용제를 상기 용출 공정으로 반송한다. 구체적으로는, 반송관(15)에 의해 용제가 용출부(2)로 공급된다.

상기 공급 공정에서는, 상기 용제 반송 공정에서 상기 용제에 석탄 및 라디칼 안정제를 공급한다. 구체적으로는, 공급기(14)로부터 상기 가열 후의 용제가 흐르는 반송관(15)으로 석탄 및 라디칼 안정제를 공급하고, 석탄 및 라디칼 안정제와 용제를 혼합하여 슬러리로 한다. 반송관(15)으로 공급된 석탄 및 라디칼 안정제는 용제에 의해 급속 승온되고, 또한 반송관(15)을 흐르는 용제가 석탄을 교반하므로, 석탄이 용해되기 쉬워, 용제와 석탄이 잘 혼합된 슬러리가 얻어진다.

상기 공급 공정에 있어서의 석탄의 승온 속도의 하한으로서는, 600℃/분이 바람직하고, 700℃/분이 보다 바람직하다. 상기 승온 속도가 상기 하한 미만이면, 라디칼 안정제에 의한 무회탄의 추출률의 향상 효과가 부족할 우려가 있다. 한편, 상기 승온 속도의 상한으로서는 특별히 한정되지 않지만, 30000℃/분으로 할 수 있다. 상기 승온 속도가 상기 상한을 초과하면, 승온을 위한 비용이 불필요하게 증대될 우려가 있다. 또한, 상기 승온 속도는, 상기 용제 가열 공정에서의 용제의 가열 온도에 따라 조정할 수 있다.

<용출 공정>

용출 공정에서는, 상기 가열 공정에서 얻어진 슬러리 중의 상기 석탄으로부터, 용제에 가용인 석탄 성분을 용출시킨다. 구체적으로는, 가열 공정에서 조제된 슬러리를 추출조(21)에 공급하고, 교반기(21a)에서 교반하면서 소정 온도로 유지하여 용제 가용 성분의 추출을 행한다.

<분리 공정>

분리 공정에서는, 상기 용출 공정에서 용출 후의 상기 슬러리를, 용제 가용 성분을 포함하는 액체분 및 용제 불용 성분을 포함하는 고형분 농축액으로 분리한다. 구체적으로는, 추출조(21)로부터 배출되는 슬러리를 고액 분리부(3)로 공급하고, 고액 분리부(3) 내에 공급된 슬러리를 예를 들어 중력 침강법에 의해 상기 액체분 및 고형분 농축액으로 분리한다.

<제1 증발 공정>

제1 증발 공정에서는, 상기 분리 공정에서 분리한 상기 용액으로부터 용제를 증발시킨다. 구체적으로는, 고액 분리부(3)에서 분리된 용액을 제1 용제 분리부(4)에 공급하고, 제1 용제 분리부(4)에서 용제를 증발시킨다. 이에 의해 상기 용액을 용제와 무회탄으로 분리한다.

<제2 증발 공정>

제2 증발 공정에서는, 상기 분리 공정에서 분리한 상기 고형분 농축액으로부터 용제를 증발시킨다. 구체적으로는, 고액 분리부(3)에서 분리된 고형분 농축액을 제2 용제 분리부(5)에 공급하고, 제2 용제 분리부(5)에서 용제를 증발시켜서 용제와 부생탄으로 분리한다.

[이점]

당해 무회탄의 제조 장치 및 당해 무회탄의 제조 방법에서는, 가열하여 용제 가용 성분을 추출하기 전의 슬러리에 라디칼 안정제를 첨가한다. 이 라디칼 안정제가, 슬러리의 가열에 의해 발생하는 석탄 라디칼의 중축합에 의한 고분자화를 억제할 수 있으므로, 용출되는 석탄의 가용 성분을 증가시킬 수 있다. 따라서, 당해 무회탄의 제조 장치 및 당해 무회탄의 제조 방법을 사용함으로써 무회탄의 추출률을 높일 수 있다.

또한, 당해 무회탄의 제조 장치 및 당해 무회탄의 제조 방법에서는, 반송 중의 가열된 용제에 석탄을 공급함으로써, 석탄을 급속하게 승온할 수 있음과 함께, 용제의 흐름에 의해 석탄과 용제를 교반할 수 있다. 이에 의해, 짧은 시간에 석탄을 용제에 용해할 수 있다. 또한, 라디칼 안정제를 석탄과 함께 공급함으로써, 석탄 라디칼의 고분자화를 효과적으로 억제할 수 있으므로, 무회탄의 추출률을 더 높일 수 있다.

〔제2 실시 형태〕

도 2의 가열부(10)는, 도 1의 무회탄의 제조 장치의 가열부(1) 대신 사용된다. 도 2의 가열부(10)는, 용제 탱크(11)와, 공급기(14)와, 혼합부(16)와, 펌프(17)와, 승온부(18)를 구비한다. 또한, 용제 탱크(11)와 공급기(14)는, 도 1의 무회탄의 제조 장치에 있어서의 것과 마찬가지이므로, 동일 부합을 붙여 설명을 생략한다.

<혼합부>

혼합부(16)는, 용제 탱크(11)로부터 공급하는 용제와, 공급기(14)로부터 공급하는 석탄 및 라디칼 안정제를 혼합한다.

상기 혼합부(16)로서는, 조제조(19)를 사용할 수 있다. 이 조제조(19)에는, 공급관을 통해 상기 석탄, 라디칼 안정제 및 용제가 공급된다. 상기 조제조(19)에서는, 이 공급된 석탄, 라디칼 안정제 및 용제가 혼합되어, 슬러리가 조제된다. 또한, 상기 조제조(19)는, 교반기(19a)를 가지고 있으며, 혼합한 슬러리를 교반기(19a)에서 교반하면서 유지함으로써 슬러리의 혼합 상태를 유지한다.

또한, 혼합부(16)의 조제조(19)에서 조제된 슬러리는, 공급관을 통해 승온부(18)로 보내진다.

<펌프>

펌프(17)는, 혼합부(16)로부터 승온부(18)로 슬러리를 공급하는 공급관에 배치되어 있고, 상기 조제조(19)에 저류되어 있는 슬러리를 승온부(18)로 압송한다.

상기 펌프(17)의 종류는, 공급관을 통해 상기 슬러리를 승온부(18)로 압송할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 용적형 펌프 또는 비용적형 펌프를 사용할 수 있다. 상기 용적형 펌프로서는, 다이어프램 펌프나 튜브프램 펌프 등을 들 수 있고, 상기 비용적형 펌프로서는, 소용돌이 펌프 등을 들 수 있다.

<승온부>

승온부(18)는, 상기 혼합부(16)에서 얻어지는 슬러리를 승온한다.

승온부(18)로서는, 내부를 통과하는 슬러리를 승온할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 저항 가열식 히터나 유도 가열 코일을 들 수 있다. 또한, 승온부(18)는, 열매체를 사용하여 승온을 행하도록 구성되어 있어도 되고, 예를 들어 내부를 통과하는 슬러리의 유로의 주위에 배치되는 가열관을 갖고, 이 가열관에 증기, 기름 등의 열매체를 공급함으로써 슬러리를 승온 가능하게 구성되어 있어도 된다.

승온부(18)에 의한 승온 후의 슬러리의 온도의 하한으로서는, 300℃가 바람직하고, 360℃가 보다 바람직하다. 한편, 상기 슬러리의 온도의 상한으로서는, 420℃가 바람직하고, 400℃가 보다 바람직하다. 상기 슬러리의 온도가 상기 하한 미만이면, 석탄을 구성하는 분자 간의 결합을 충분히 약화시킬 수 없어, 용출율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 슬러리의 온도가 상기 상한을 초과하면, 슬러리의 온도를 유지하기 위한 열량이 불필요하게 커지기 때문에, 다공질 탄소 입자의 제조 비용이 증대될 우려가 있다.

[무회탄의 제조 방법]

당해 무회탄의 제조 방법은, 가열 공정과, 용출 공정과, 분리 공정과, 제1 증발 공정과, 제2 증발 공정을 구비한다. 당해 무회탄의 제조 방법은, 도 2의 가열부(10)를 갖는 무회탄의 제조 장치를 사용하여 행할 수 있다. 또한, 용출 공정, 분리 공정, 제1 증발 공정, 및 제2 증발 공정은, 제1 실시 형태의 무회탄 제조 방법과 마찬가지로 행할 수 있으므로, 여기에서는 가열 공정에 대해서만 설명한다.

<가열 공정>

가열 공정에서는, 석탄, 라디칼 안정제 및 용제의 혼합물을 가열한다. 상기 가열 공정은, 혼합 공정과, 승온 공정을 구비한다.

혼합 공정에서는, 석탄, 라디칼 안정제 및 용제를 혼합한다. 구체적으로는, 공급기(14)로부터 공급되는 석탄 및 라디칼 안정제와, 용제 탱크(11)로부터 공급되는 용제를 혼합부(16)의 조제조(19)에 의해 혼합하여 슬러리로 한다.

승온 공정에서는, 상기 혼합 공정에서 얻어진 슬러리를 승온한다. 구체적으로는, 상기 슬러리를 펌프(17)에 의해 승온부(18)에 공급하여 슬러리를 승온한다.

[이점]

당해 무회탄의 제조 장치 및 당해 무회탄의 제조 방법에서는, 라디칼 안정제를 혼합한 후에 슬러리를 승온함으로써, 석탄 라디칼의 고분자화를 효과적으로 억제할 수 있으므로, 무회탄의 추출률을 더 높일 수 있다.

〔그 밖의 실시 형태〕

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

상기 실시 형태에서는, 석탄과 라디칼 안정제를 미리 혼합한 혼합물을 공급기로부터 공급하는 구성을 설명하였지만, 석탄과 라디칼 안정제는 따로따로 공급해도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 무회탄의 제조 방법으로서 제2 증발 공정을 구비하는 경우를 설명하였지만, 예를 들어 부생탄을 이용하지 않을 경우, 이 제2 증발 공정은 생략 가능하다. 제2 증발 공정을 행하지 않는 경우, 무회탄의 제조 장치는, 제2 용제 분리부를 구비하지 않아도 된다.

상기 제1 실시 형태에서는, 가열부로서 펌프의 하류측에 예열기가 배치되어 있는 경우를 설명하였지만, 펌프와 예열기의 배치순은 반대여도 된다.

상기 제2 실시 형태에서는, 무회탄의 제조 장치의 혼합부가 조제조를 갖는 구성에 대해서 설명하였지만, 이 구성에 한정되지 않고, 용제와 석탄 및 라디칼 안정제의 혼합이 되면, 조제조를 생략해도 된다. 예를 들어 라인 믹서에 의해 상기 혼합이 완료되는 경우에는, 조제조를 생략하여 공급관과 승온부의 사이에 라인 믹서를 구비하는 구성으로 해도 된다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

석탄으로서, 역청탄을 40g 준비하였다. 또한, 상기 석탄은, 전체 석탄에 대한 입자경 1㎜ 미만의 석탄의 비율이 90질량％ 이상으로 되도록 분쇄하여 사용하였다. 또한, 무회탄의 추출용 용제로서, 1-메틸나프탈렌을 240g 준비하였다. 이 석탄 및 용제를 혼합하여 슬러리를 조제하였다.

라디칼 안정제로서, 모노아민인 옥타데실아민을 2g 준비하고, 상기 슬러리에 첨가하여 혼합하였다.

스테인리스 필터를 갖는 용량 500㏄의 오토클레이브에 상기 슬러리를 투입하고, 2MPa의 압력 조건에서 380℃로 승온하였다. 그리고, 온도를 380℃로 유지한 채 40분간 교반하여, 석탄으로부터 용제에 가용인 석탄 성분을 용출시켰다.

상기 추출 온도인 채 여과를 행하여, 여잔(용제 불용 성분)의 질량을 측정하고, 용제에 가용인 석탄 성분의 비율, 즉 추출률을 산출하였다.

모노아민의 첨가량을 0g, 0.5g, 1g, 4g으로 하여, 마찬가지의 처리를 행하였다. 또한, 「모노아민의 첨가량을 0g으로 함」이란, 모노아민을 첨가하지 않음을 의미한다.

모노아민의 첨가량이 0g일 때의 추출률을 기준으로 하여, 다른 첨가량에 있어서의 추출률의 증가율(질량％)을 산출하였다. 결과를 도 3에 나타낸다. 또한, 「증가율」은, 첨가량이 0g일 때의 추출률을 X, 증가율을 산출하는 조건에 있어서의 추출률을 Y라 할 때, (Y-X)/X×100으로 계산되는 양이다. 또한, 도 3에 있어서 횡축은 무수탄 기준에서의 석탄에 대한 상기 라디칼 안정제의 첨가량(mmol/g)으로 환산하고 있다.

도 3의 결과로부터, 첨가량이 0.045mmol/g 이상에서 효과가 보이게 되고(추출률의 증가가 3％ 이상으로 됨), 0.4mmol/g 정도까지 모노아민의 첨가량에 비례하여 추출률이 증가한다는 것을 알 수 있다.

또한, 라디칼 안정제의 첨가량을 2g으로 고정한 채, 라디칼 안정제의 종류를 제1급 모노아민의 옥타데실아민(아민 A), 제２급 모노아민의 디옥타데실아민(아민 B), 제4급 암모늄염의 염화디알킬디메틸암모늄(아민 C), 제1급 디아민의 N-알킬-1, 3-디아미노프로판(아민 D), 제1급 트리아민의 우지 디프로필렌트리아민(아민 E)으로 하여, 마찬가지의 처리를 행하고, 추출률의 증가율(질량％)을 산출하였다. 결과를 도 4에 나타낸다. 또한, 도 5에 상술한 결과를 무수탄 기준에서의 석탄에 대한 라디칼 안정제의 첨가량(mol량)을 기준으로 그래프화한 것을 나타낸다.

도 4, 도 5의 결과로부터, 어느 라디칼 안정제에 있어서도 추출률이 증가한다는 것을 알 수 있다. 그 중에서도 모노아민을 라디칼 안정제로 할 경우, 추출률의 증가율이 높다는 것을 알 수 있다. 또한, 무수탄 기준에서의 석탄에 대한 라디칼 안정제의 첨가량을 증가시킴으로써, 추출률을 높일 수 있다는 것을 알 수 있다. 이상으로부터, 라디칼 안정제를 첨가함으로써, 추출률을 높일 수 있다고 생각된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 무회탄 제조 방법 및 제조 장치를 사용함으로써, 무회탄의 추출률을 높일 수 있다.

1, 10: 가열부
11: 용제 탱크
12, 17: 펌프
13: 예열기
14: 공급기
15: 반송관
16: 혼합부
18: 승온부
19: 조제조
19a: 교반기
2: 용출부
21: 추출조
21a: 교반기
3: 고액 분리부
4: 제1 용제 분리부
5: 제2 용제 분리부

Claims (8)

1. 석탄, 라디칼 안정제 및 용제의 혼합물을 가열하는 공정과,
   상기 가열 공정에서 얻어진 슬러리 중의 상기 석탄으로부터 상기 용제에 가용인 성분을 용출시키는 공정과,
   상기 용출 공정에서 용출 후의 상기 슬러리를, 용제 가용 성분을 포함하는 액체분 및 용제 불용 성분으로 분리하는 공정과,
   상기 분리 공정에서 분리한 상기 액체분으로부터 용제를 증발시키는 공정
   을 구비하는, 무회탄의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가열 공정이,
   석탄, 라디칼 안정제 및 용제를 혼합하는 공정과,
   상기 혼합 공정에서 얻어진 슬러리를 승온하는 공정
   을 구비하는, 무회탄의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 가열 공정이,
   용제를 가열하는 공정과,
   상기 용제 가열 공정에서 가열한 상기 용제를 상기 용출 공정으로 반송하는 공정과,
   상기 용제 반송 공정에서 상기 용제에 석탄 및 라디칼 안정제를 공급하는 공정
   을 구비하는, 무회탄의 제조 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 공급 공정에 있어서의 석탄의 승온 속도가 600℃/분 이상으로 되도록, 상기 용제 가열 공정에서의 용제의 가열 온도를 조정하는, 무회탄의 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,
   무수탄 기준에서의 석탄에 대한 상기 라디칼 안정제의 첨가량이, 0.045mmol/g 이상 0.4mmol/g 이하인, 무회탄의 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 라디칼 안정제가, 아민 또는 암모늄염인, 무회탄의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 아민이, 모노아민, 디아민 또는 트리아민인, 무회탄의 제조 방법.
8. 석탄, 라디칼 안정제 및 용제의 혼합물을 가열하는 가열부와,
   상기 가열부에서 얻어진 슬러리 중의 상기 석탄으로부터 상기 용제에 가용인 성분을 용출시키는 용출부와,
   상기 용출부에서 용출 후의 상기 슬러리를, 용제 가용 성분을 포함하는 액체분 및 용제 불용 성분으로 분리하는 고액 분리부와,
   상기 고액 분리부에서 분리한 상기 액체분으로부터 용제를 증발시키는 증발 분리부
   를 구비하는, 무회탄의 제조 장치.

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