KR810001822B1 - 중질목타아르(重質木 tar)가 부생(副生)하는 초미분, 세분 및 미분목탄의 제조방법 - Google Patents

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Description

중질목타아르(重質木 tar)가 부생(副生)하는 초미분, 세분 및 미분목탄의 제조방법

제 1도는 본 발명에 의한 제 1실시예을 나타낸 공정도.

제 2도는 제 1도에 있어서 탄화시간과 온도의 관계를 나타낸 곡선도이다.

본 발명은 중질목타아르가 부생하는 초미분, 세분 및 미분목탄의 제조방법에 관한 것이다.

좀더 자세히 말하면, 회전식 경사원통형(廻轉式 傾斜원筒型)에 장입한 일정한 크기의 목재를 포함하는 모든 식물질 원료에서 생산되는 건류가스를 연료로 하는 외염내화식(外焰內化式)회전로에서 연속적으로 이들 원료를 투입하여 로체(爐體)의 원통의 회전에 따라 800-1000℃에서 최종적으로 탄화시켜 열간(熱間)에서 미세하게 분쇄된 적열상태의 목탄을 미분산화(微分酸化) 또는 부분산화시켜 목탄에 잔류하는 탄화수소물질을 제거하여 부생하는 목타아르의 수율을 제고시킴과 동시에 초미분, 세분 및 미분목탄을 제조하는 새로운 방법에 관한 것이다.

종래에는 목재를 건류하여 목탄을 제조하는 방법이 다수 있었다.

즉, 견목(堅木, 참나무등)을 원료로 하여 탄화말기(炭化末期)에 정련(精練)을 하고, 적열목탄(赤熱木炭)을 소화분(消話粉)으로 소화(消化)한 결과 목탄의 탄질(炭質)은 치밀하고 비중이 크며, 그 목탄의 표면이 회색으로 나타내 (백탄(白炭)이 됨) 착화온도가 높고 또한 화력이 강하나 착화가 잘도지 않았다.

또한, 연목(軟木)(포플러등)을 원료로 하여 처리하면 탄화온도가 낮을뿐만 아니라 정련도 되지 않으며, 처리되는 로(爐)를 밀폐하여 소화시키고 방냉(放冷)하여 목탄을 제조하였으나 얻어진 목탄의 표면이 흑색(흑탄이 됨)이므로 탄질에 있어서는 착화가 용이하나 신속하게 연소되는 결점이 있다.

이에 또, 송탄(松炭)과 건류탄은 초산석회, 조(組) 목정(木精), 목타아르 등의 제조를 목적으로 하여 레토르트(retort)에서 원료목을 건류하였을 때 부상하는 것으로 목탄은 저질품이었다.

이와 같이 종래의 방법에서는 목재의 수종(樹種)과 원료목(原料木)의 크기등 그 조절이 어려운 조건을 감안하여 로내에서의 건류시간은 80-100시간 소요된다는 점이 공통적이었다.

본 발명은 목탄을 공업적으로 다량생산하는데 있어 종래의 주결점인 원료목의 선택성을 탈피하고 비선택성(非選擇性)을 전제로 하여 필요로 하는 어떠한 종류의 목탄도 제조가능하도록 한 다목적용도를 가진 탄화로(炭化爐)와 그 부대장치에 의해 세분과 미분목탄 및 초미분(超微紛)목탄을 제조하는 새로운 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명이 기술적 요지는 다음과 같다.

목재를 포함하는 모든 식물질원료를 회전식 경사원통형에 투입하여 이들 원료에서 생성되는 건류가스를 연료로 하는 외염내화식 회전로에서 탄화가 완료된 고열목탄이 분쇄공정을 거쳐 반응조에서 하향하는 600-800℃탄층의 적열목탄에 과열스팀을 상향상승시켜 미세한 목탄에 일정한 시간을 미분산화에 의한 부활(賦活)조작으로 H₂O +C = H₂+ CO의 평형상태가 유지되도록 연속적으로 부활하여 양질의 순품목탄을 제조함과 동시에 탄화수소 물질과 미분산화할 때 발생하는 유리탄소분자가 회전로를 거쳐 가스화상태의 물질을 생성하고 냉각장치에 의해 목타아르로서 포집되도록 하고,

특히 미분산화처리를 효과적으로 함으로써 종래의 방법에 손실되는 열량을 전량이용하여 가열처리된 스팀에 의해 미분산화하여 잔류 탄화수소물질이 제거된 0.1μ의 초미분 원료목탄을 고수율로서 용이하게 경제적으로 얻어지도록 한 제조 방법인 것이다.

본 발명은 에너지원으로서 석유나 석탄과 같은 지하자원은 유한적이나 산림자원은 순환적이므로 에너지 대체원으로서 다시 활용되어야 할 불가피성에서 가장 경제적으로 활용할 수 있는 목재를 비롯한 각종의 식물질 원료를 이용하여 공업적으로 다량 생산할 수 있도록 한 미분목탄의 제조 방법에 관하여 연구를 한 것이다.

현재의 에너지 정세를 감안할 때 산림자원에 의한 목탄화로에너지의 난을 극복하는데 큰 전기가 될 것이라는데 착안하여 본 발명을 시도하게 된 것이다.

즉, 본 발명의 방법은 목재를 포함하는 일체의 식물질 원료에서 발생하는 건류가스를 연료로 하는 외염 내화식 회전로상부에서 처리되는 원료를 장입시켜 원통의 회전에 따라 최종적으로 800-1000℃의 온도에서 연속적으로 탄화되는 탄화장치를 구성시켜

가. 위 회전로에서 탄화된 목재 원료가 회전로의 출구하단부에 접속된 충격분쇄기(impact Breaker)에 의해 미세하게 분쇄되면서 탄화된 목탄의 표면적을 증가시켜 목타내부의 미건류분의 탄화기회를 부여시키고, 하부반응조에 저장되면서 축적되는 미분목탄이 그 자체에 막대한 포장열량과 탄화숙성작용으로 잔류 탄화수소물질의 가스화를 촉진시켜 탄화도를 높게 하며,

나, 반응조에서는 생산능력 1-2시간분의 목탄을 저장하여 종래의 제조방법에서 결점으로 되어있는 폐열을 유효하게 활용하기 위하여 반응조 전체의 높이의 ⅓지점 주위로부터 폐열을 이용하여 생성된 과열증기 2-5kg/㎠를 반응조내의 목탄에 일정량 접촉반응을 시켜 600-800℃의 적열목탄이 스팀에 의해 미분산화되면서 CO, H₂가스가 생성되고, 반응조의 목탄은 활성을 가진 미세한 다공질 목탄이 형성되며, 이들의 가스는 상층의 적열목탄과 접촉하면서 고열화되어 회전로의 내화연소실에 들어가 이 가스로 인하여 로내의 환원성 분위기를 조성시켜주어 탄화의 수율을 높이며,

다. 반응조에서 적열목탄과 스팀간에 생성되는 가스인 CO 및 H₂와 미분목탄은 회전로의 내화연소실에 들어가 외부로부터 도입되는 예열공기가 고온상태에서 확산연소를 일으켜 화염(flame)의 휘도(輝度)가 높아지며 또 전열효과가 높아지면서 동시에 가스류는 환원성을 유지시킬 수 있게 하고,

라. 처리된 미세한 다공질 목탄은 반응조하부에서 냉각되면서 다음 공정인 목탄미분쇄기에 의해 분쇄의 반송매체로 배기가스인 CO, H₂및 CO₂등을 가스저장조로부터 도입해서 분체분리등 전공정에 걸쳐 순환시키는 과정에서 목탄에 CO, H₂가스를 선택적으로 흡착시켜 단위열량을 높이고,

마. 미분쇄기에서 분쇄된 미분목탄은 각 분리기에서 0.1μ이상의 미분 목탄을 분급(分級)으로 포집하여 초미분쇄기(Colloid mill)에 송입하고 초미분화하여 초미분목탄조에 장입되며, 분리기에서 분급된 초미분 목탄과 가스류는 백 필터(bay-filter)에 도입되어 여과된 초미분목탄조에 송입되어 최종제품인 초미분목탄으로 되며,

바. 백필터군(群)에서 여과되어 나가는 가스류에 함유되어 있는 초미분목탄은 목타아르 저장조로부터 송유(送油)되는 목타아르에 의한 세척집진 장치에 도입되고, 목타아르에 부착되어 포집된 것이 중질목타아르가 되어 중질 목타아르조에 보내어 최종제품으로 되며, 청정해진 가연성 가스체는 여기서 흡출송풍기에 의해 가스저장조로 회송되어 가연성 가스는 밀폐회로를 형성시키며,

사. 본 발명의 목탄을 제조하는 공정에서 공탄용(孔炭用) 또는 발생로 가스생산용 목탄을 생산할때에는 반응조에서 스팀산화를 하지 않고, 가스저장조로 부터 가연성 가스를 도입하여 CO₂가스에 의한 부분산화와 적열목탄이 포장열량을 가연성 가스와 열교환을 시켜 제품 목탄의 냉각의 촉진시키고 동시에 회전로의 열효율을 높이면서 미세한 목탄제품을 얻을 수 있다.

이상에서 언급한 바와 같이 본 발명의 방법을 실현하기 위하여 1실시예를 들어 상술하면 다음과 같다.

제 1도는 본 발명에 의한 실시예의 공정도이다.

우선, 목재를 비롯한 각정의 식물질 원료를 준비공정에서, 적당한 크기로 분쇄된 원료(2)를 호퍼(hopper)(1)를 통하여 공급기(52)에 의해 연속회전탄화로(漣續廻轉炭化爐)(3)에 공급하도록 구성시킨다.

또, 회전탄화로(2)는 2-3°로 경사지게 설치된 긴 원통상의 외염내화혼합가열식(外焰內化混合加熱式)이며, 탄화로(3)의 출구에서 원료(2)의 탄화온도는 최고 1000℃이며 로 내의 온도는 외염을 일정하게 유지하면서 온도변화가 필요하면 내화연소에 의해 조절하도록 되어 있다.

탄화로(3)에 장입된 원료(2)의 탄화에 소요되는 시간은 5-10시간이며, 원료(2)가 탄화로(3)을 통과하는 지점의 탄화온도는 그 지점에 해당하는 외염연소실(6)의 연소율로 조절하도록 구성되어 있다.2

따라서, 탄화로(3)에 장입된 원료(2)는 수종(樹種)에 따라 다소의 차이가 있으나 약 200℃까지는 분해가 서서히 일어나나 275℃에 달하면 급격하게 분해반응이 일어나 원료(2)에 함유되어 있는 산소(O₂)가 연소하여 발열되면서 외부로부터 주어진 온도이상으로 상승한다.

그러나 이 시간은 계속하지 않고 발생가스량은 감소되며 일단 탄화가 완료된다.

본 발명 1실시예는 다량이 타아르와 휘발분이 적은 목탄을 제조하는 신규의 저온 탄화방법에 의한 탄화 장치에 의해 목적을 달성할 수 있다.

탄화로의 열 운전은 제 2도와 같은 효과를 나타낸다.

탄화로내의 원료는 점자 가열되면서 분해를 일으켜 수증기를 비롯하여 각종의 화합물을 발생하는데 이들 물질은 가스상태로 되어 도관(17)에 의해 탄화로(3)의 외부로 유출되고 도관(17)을 통하여 200℃이하의 가스상 물질은 공기냉각기(18)에 의해 냉각되면서 타아르가 응축되어 액상으로 되고 타아르 저장조(27)로 배출된다.

계속해서 가스는 물냉각기(20)로 도입되어 잔여 타아르분, 수증기 또는 수증기에의해 용해된 암모니아 가스등의 응축액이 관(26)을 통하여 타아르 저장조(27)에 수집된다. 가스상 물질을 냉각하면서 예열된 공기는 탄화로의 가열에 필요한 연소에 이용된다.

제 1도에서와 같이, 탄화로(3)를 통과하는 원료(2)의 탄화시간은 원료(2)의 크기와 상관 관계에 있고, 경제적이며, 기술적으로는 가능하다면 세분화할수록 탄화시간을 단축하면서 목탄내에 잔류하기 쉬운 유기질 물질을 가스화하여 제거시킬 수 있도록 하는 것이 효과적이다.

본 발명의 실시예에서는 원료의 분해, 사이징(Sizing)등 준비공정을 적절하게 구비된 원료를 전체로 하면 장입된 원료는 탄화로 내를 통과한 거리의 ⅓지점에서 500-550℃의 온도로 급석건류한 후 400℃정도를 유지한 상태로 가스물질을 건류시키면서 최종단계인 출구 부근지점에서 잔류가스 물질의 제거를 촉진시키기 위하여, 내화연소기구(4)(5)의 연소열을 이용하여 800-1000℃까지 탄화온도를 상승시키는 정련처리 공정을 둔다.

이와 같이 탄화로에서 탄화된 목탄은 다음 처리 공정인 활성반응조(12)에 낙하되어 저장되는 도중에 다음 반응을 효과적으로 수행할 수 있도록 분쇄기(11)에서 조분쇄한다.

이와 같이 분쇄된 목탄은 종형 활성반응조(從型活性反應槽)(12)내에서 가진 현열(顯熱)을 내장하면서 적어도 3시간을 반응조내에서 체류할 수 있도록 한다.

이와 같은 반응조(12)에서는 첫째로 미진한 탄화의 숙성(熟盛), 둘째로 활성반응, 그리고 셋째로 냉각의 목적을 가진 것으로 반응조(12)의 작용은 다음과 같다.

반응조(12)는 대기와 차단되어 있어 반응조내에서 목탄의 저장 높이의 ⅓지점이 적절히 장치되어 있는 배관노즐을 통하여 압력 2-5kg/㎠의 과열스팀(super heated stream)을 600-700℃의 고온상태에 있는 목탄에 분사접촉(噴射接觸)할 수 있게한 증기부활(蒸氣賦活)을 상향(上向)으로 계속하여 할 수 있게 한다.

이때 부활의 효과는 탄화직후 고열상태에 있는 목탄을 구성하는 불활성탄소에 미분산화를 가하는 융통성이 풍부하며, 목탄에 포화흡착된 탄화수소물을 물리적으로 제거시켜 생성되는 가스가 과열증기와 목탄에서 발생하는 CO 및 H₂가스와 함께 탄화로를 통하여 가스냉각장치(18)(20)(23)에 유출된다.

이때, 반응조(12)에서 발생하는가스는 고온상태의 양질의 환원분위가가 조성된다.

위에서 언급한 정련가온산화에 열원이 되는 내화연소장치(4)(5)의 조작은 다음과 같다.

이 내화연소장치는 가스노즐(gas nozzle)(4)와 예열공기공급기(hot air feeder)(5)회전탄화로(3)의 출구에 고온의 화염을 형성시켜 복사 및 전도에 의해 목탄의 최종단계인 정련탄화를 촉진시킨다.

또, 그 기능은 회전탄화로(3)를 냉온상태에서 시동할 때 내화연소열을 공급하는데 있다.

이때의 연료가스는 가스저장조(25)로부터 도관(51)을 통하여, 또 공기는 냉각송풍기(19)로부터 도관(28)을 통하여 얻는다.

이에 또, 정상가동시에는 가스저장도(25)로부터 연료가스를 얻는 것이 아니다. 활성반응조(12)에서 수성화산응으로 계속 생성되는 CO, H₂또는 다른 가스화된 탄화수소물질의 혼합가스분위기하에서 공기냉각기(18)에 의해 얻어진 예열공기만을 분사시킴으로 확산연소를 효과적으로 할 수 있도록 되어 있다.

물론 이와 같이 정상가동시에는 가스노즐(4)가 폐쇄되어 내화연소실과 회전탄화로 내부의 유동가스의 온도는 예열공기 공급량에 의해 정확하게 가감조절할 수 있다.

활성반응조(12)내에서 적열목탄과 과열스팀의 작용은 흡열반응임으로 반응조의 하단부에 이르는 목탄은 냉각되어 배탄장치(排炭裝置)(15)에 의해 목탄미분쇄기(16)에 연속적으로 공급하여 내부에 장진된 볼(ball)에 의해 미분화시킨다.

이와 같이 하여 분쇄된 미분목탄을 다음 공정까지 반송시키는 매체로는 가스저장조(25)로부터 도관(51) 및 가스송풍량 조정장치(50)를 통하여 Co, H₂및 CH₄등 가연성가스를 분쇄기에 도입시켜 목탄의 미분제조와 분리등 전공정에 걸쳐 이용한다.

이와 같이 가연성 가스를 사용하는 이유는 활성 반응조로부터 배출된 할성처리탄이 아직도 많은 현열을 가지면서 분쇄되는 과정에서 착화 및 발화의 위험을 방지하기 위한 것이며, 또한, 분쇄와 분리되는 전 공정에서 활성화된 목탄의 미분을 반응조(12)에서의 분위기와 같이 Co, H₂의 활원상태로 유지시키면서 선택적으로 Co가스를 흡착시키도록 하기 위한 것이다.

다음의 처리공정은 목탄의 미분을 분리기(34)에 이송하여 2μ이상의 조대분말(組大粉末)을 포집한 것을 에어 록 밸브(air lock valve)(37) 및 도관(38)을 통하여 콜리이달 밀(Colloidal mill)(39)에 송입되어 초미분쇄(Colloidal pulverzing)된 초미분목탄을 이송기(40)를 통하여 최종제품으로서 초지분 저장소(41)에 저장시킨다.

이에 또, 분리기(34)에서 싸이클론집진기(35)로 이송된 가스체는 2μ이상의 미분도 에어 록 밸브(37)와 도관(38)을 통하여 콜로이달 밀(39)에서 초미분쇄된 것을 초미분목탄저장조(41)에 저장시킨다.

더 나아가서, 싸이클론침전장치(Cyclon precipitator)(35)에서도 포집이 안된 2μ이하의 초미분을 밀폐 집진실 내에 적당하게 병열배치된 백-필터(bag-filter)군에서 포집되어 에어 록 밸브(44)와 도관을 통하여 초미분탄저장조(41)에 송입된다.

이 공정에서 백-필터를 통하여 배출되는 배기가스는 밀폐집실에서 도관(46)을 통하여 가스세척조(31)에 도입되고, 여기서 타아르저장조(27)내의 타아르를 펌프(29) 및 도관(30)을 통하여 압송시켜 가스세척조(31)의 상부에 장치된 분사노즐로 분출되는 타아르의 표면과 접촉집진으로 초미분을 최대한 회수시킴으로써 목탄의 수율을 높힐 수 있게 되어 있다.

이 가스세척조(31)에서 세척된 가연성가스는 배기가스팬(49)에 의해 가스저장조(25)에서 회수되어 저장되도록 한다.

제 1도에서 부호 10은 탄화로의 외염연소실에서 발생되는 연소가스의 굴뚝이다.

이상에서 설명한 바와 같이 목재등 식물질원료로부터 조미분목탄, 타아르중질유 및 연료가스를 제조하는 처리공정을 상술한 것인 바, 그 구체적 특징과 효과를 상술하면 다음과 같다.

제 1도에서와 같이, 횡형회전탄화로(horizontal Rotary kiln furnace)에는 탄화조(3)의 원통외부에 각각 독립되어 있는 외염연소실(6)이 배치되어 있어 소요의 탄화지점의 탄화온도를 얻을 수 있도록 하여 목재의 성질에 따라 탄화온도를 용이하게 조절할 수 있도록 되어 있다.

실용상, 로 내 탄화온도의 차이의 폭은 200℃를 초과하지 않으며, 탄화말기에 가서 정련을 위한 고온을 얻으며, 또한 탄화로 내의 온도조절과 가스에 의한 목재의 접촉전류로 탄화시간을 단축할 목적하에서 내화연소장치(4)(5)가 설치되어 있어, 활성반응조(12)에서 생성된 Co, H2등 가연성가스로 구성되어 있는 환원성 분위기하에서 공기노즐(5)로부터 도입되는 고온의 예열공기가 분출되어 반응이 계속적이고 안정된 긴 불꽃연소(long flame comfusion)를 하면서 강력한 복사열로 탄화말기의 정련을 원하는대로 효과적으로 할 수 있다.

특히, 활성반응조(12)에서 상승하는 가연성 가스중에 다량으로 포함되는 H₂가스는 CO에 비하여 연소속도가 빠르기 때문에 내화연소는 물론 회전로내를 통과하면서 산소와 반응하는 효과가 크다.

목재등 원료는 종래의 석탄의 건류방법과는 달리 그 탄화과정에서 공기를 차단한 상태로 가열하면 건조부터 시작하여 서서히 냉장가스로부터 방출하는데 200℃부터 275℃사이에서는 급격하게 분해반응이 일어난다.

이때 내장디어 있는 산소가 열분해불질과 반응하여 연소가 되나 그 자체의 발열로 온도가 상승하는데 이때부터 용적이 변화하면서 밀도가 크게 높아져 열간수축(熱間收縮)이 시작된다.

일반적으로 식물질은 그 주성분으로서 섬유소와 리그닌화생성물(lignificotion)인 리그노셀루로오즈(lignocellalose)와 고무질, 수지질납과 같은 수지물질로 구성되어 있어 이들 구성물질인 탄화작용을 하여 섬유질은 CO2, H2O, CH4로 가스화되고, 리그닌과 수지질의 건류잔량이 고결하여 목탄을 형성하는 것으로 알려져 있어 이 잔유물중에는 아직도 가스화가 가능한 탄화수소물질이 잔류하게 되어 일반적인 목탄제조에는 탄화작용을 적절한 가열온도로 장시간 지속시켜 가스화물질의 발생을 도우며, 이에 또 정련기를 가져 탄화를 촉진시켜 준다.

탄화된 목탄에는 아직도 상당량의 탄화수소물질이 잔류되어 있는데, 이것은 일반적인 방법으로 제조된 목탄이 불활성하다는 것으로 입증된다.

그러나 본 발명에서는 목재류식물질의 탄화과정에서 가장 높은 수율의 타아르를 얻기 위해 회전로 출구의 하부에 분쇄공정을 두어 800-1000℃의 고온상태의 목탄괴(木炭塊)를 1인치각 정도로 미세하게 분쇄되는 충격으로 인하여 목탄에 많은 크랙킹이 발생됨과 동시에 목탄의 비표면적을 증대시켜 목탄내부에 고결된 탄화수소질의 재건류를 촉진시켜주고, 다음 공정에서 작용하는 적열목탄과 과열증기사이에서 미분산화에 의한 효과를 증진시키기 위한 목탄의 비표면적을 확보하기 위하여 처리를 준비한 것이다.

종래의 일반적인 방법에 의해 제조되는 목탄을 상온에서 미분화하면 의외로 점조성인 것을 실험에 의해 알 수 있는 바, 1차 탄소로 분류되는 일반적인 목탄은 제조과정에서 잔류되는 탄화수소 물질로 포화되어 있기 때문에 고도의 흡착능이 없는 소위 불활성한 것이다.

또, 미분쇄로 목탄내부에 잔류한 탄화수소물질 그 자체분해의 기회를 부여하였으나 이것은 동(同)물질 증발을 촉진하였을 뿐 완전한 것이 못되며, 아직도 목탄의 분자를 탄화수소물이 구조적으로 연결되어 있다고 본다.

그러나, 본 발명의 제조공정에서는 회전로에서 탄화가 오나료된 고열목탄이 분쇄공정을 거쳐 반응조에 하향(下向)하는 600-800℃간의 탄층(炭層) 약 3미터-4미터의 적열목탄에 2-5kg/㎠의 가열스팀을 상향 상승시키면서 세분된 목탄에 10-20분간 미분산화에 의해 부활(Activate)되어 H₂O + C = H₂+ CO의 평성상태로서 향류(向流)연속부활로 양질의 순품목탄이 제조된다.

이와 동시에 탄화수소물질과 미분산화할 때 발생하는 유리탄소분자가 회전로를 거쳐 가스화물질로서 냉각장치에 가서 목 타아르로서 포집된다.

본 발명에서는 미분산화 처리공정을 효과있게 수행하여 종래의 방법에서 냉각할 때 손실되었던 열량을 전량 이용하여 처리된 스팀으로 미분산화를 하여 잔류 탄화수소 물질이 추출되어 0.1μ의 초미분용 원료목탄을 고수율로 용이하게 얻을 수 있다.

본 발명에서는 이종수목 식물질을 동시에 혼합처리할 경우 균일하고도 강력한 활성탄을 얻을 수 없으나 다만 비표면적의 극대화를 위해서 충분하다.

본 발명의 공정에서 생산되는 미세한 다공질탄의 비표면적의 크기는 부활조건에 따라 좌우되며, 이것은 산화로 CO 및 H₂의 생성이 증가되어 탄소분의 수율이 저하되고 가연성 가스만 증가되는 결점이 있어 중량비로 세목탄의 10-15%의 산화로서 본 발명의 목적인 초미분목탄의 적당한 제조원료가 된다.

본 발명의 목적을 달리하여 본 발명의 제조공정에서 일반적인 목탄을 제조할때에는 스팀산화를 하지 않고 가스저장조로부터 저장가스를 도입해서 스팀과 같이 CO₂가스에 의한 부분산화와 여타가스에 의한 열교환으로 목탄을 냉각시켜 흡수열량에 의해 회전로의 탄화열원으로 활용하는 방법을 적절하게 할 수 있어 열효율을 향상시킨다.

반응조에서 200℃이하로 냉각된 목탄은 미분쇄기에 공급되어 가장 효율적인 미분작용을 받아 그 결과 처리된 제품은 가스저장조(25)로부터 도입되는 가연성가스를 매체로 하여 유체운반을 한다.

이 공정의 특징은 가열상태에서 안정한 분쇄와 가연가스중 CO, H₂가스의 선택적 흡착을 할 수 있는 분위기가 조성되어 미분목탄의 단위열량과 반응성을 크게 높여준다.

미분쇄기에 의해 분쇄된 목탄은 종래의 방법인 유체분리기에 의해 0.1μ이상의조대목탄분은 초미분쇄를 목적으로 하는 콜로이달 밀(39)에 송입되어 85%의 0.1μ이하의 콜로이드상 초미분목탄을 얻어 건식 초미분목탄저장조(41)에 송입되고, 유체분리기(34)(35)에서 가스와 함께 유출되는 초미분 목탄은 다음의 백-필터군에서 건식 여과로 분급되고 여기서 포집된 초미분목탄도 초미분목탄저장조(41)에 송출되어 건식저장을 한다.

가연성가스와 같이 백-필터군으로 부터 탈출되는 추미분목탄은 다음의 습식집진조(31)에 장입되고 타아르저장조(27)에 집적된 생타아르액을 펌프(29)로 압송하여 습식세척방법으로 비산탄소질을 포집하여 집진한 액체는 목탄의 중질유로서 저장조(48)에 송입되어 제품을 얻는다.

이때 탄소분과 분리된 가연성 가스는 다시 가스저장조(25)로 회송되어 밀폐회로를 형성한다.

본 발명에서는 종래의 목탄이란 개념에서 크게 떠나 고열량에 회분이 극소한 미분연소용 연료로서 일반 석유계 중유에 혼합할 수 있는 초미분연료로서의 원료로 가타 화학공업의 탄소원으로 건식 초미분목탄이 유용하며, 또 목탄중질유는 직접 액체연료로, 또는 액화고급연료의 제조원료로서 이용될 수 있다.

본 발명의 중간공정을 구분할 때, 예로서 반응조의 미분산화(steam에 의한)를 생략할때에는 용이하게 100매쉬 전량통과한 미분목탄의 제조를 공탄원료, 발전용 미분석탄 대체원료원으로 공급할 수 있다.

본 발명의 제조공정을 통하여 0.1μ이하의 콜로이드상의 초미분목탄 액체연료 또는 화학공업원료로서의 중질목타아르 일반목탄인 세분목탄 및 0.1μ이상의 미분으로서 미분목탄을 제조할 수 있다.

Claims (1)

1. 목재를 포함하는 일체의 식물질이 발생하는 건류가스를 주원료로 하는 외염내화식 회전로를 통과하여 최종적으로 350-1000℃의 온도에서 연속적으로 생산되는 탄화물이 회전로 출구 하단부에 접속된 분쇄기에 의해 미분쇄되면서 탄화물의 표면적을 증가시키고 목탄내부의 미건류분이 하부반응조에 저장되면서 탄화물자체의 포장열량으로 탄화속성작용을 용이하게 하는 탄화공정과, 반응조내의 폐열을 이용한 폐열보일러에서 생성하는 과열증기가 반응조내의 고온의 미분목탄과 접촉반응하여 활성화되고 여기서 생성되는 가연성 가스가 적열목탄과 열교환을 한 후 회전로의 내화연소실에 들어가 환원성 분위기를 조성시키는 공정과, 반응조내를 통과하면서 적열목탄과 스팀의 반응으로 생성되는 CO 및 H₂가스와 내화연소실에 부유층만하는 미분목탄이 외부로부터 내화연소실 내부에 도입되는 예열공기와의 고온확산 연소로 화염의 휘도(輝度)가 높아져 탄화를 조절하고 동시에 환원성 분위기를 유지하는 공정과, 열처리된 다공질 목탄이 반응조 출구에서 냉각되면서 목탄미분쇄기에 들어가서 미분화하는데 반송매체로서 CO, H2등 가연가스를 가스저장조로부터 도입하여 분체(粉體)분리등전 처리 공정에 걸쳐 순환시키는 과정에서 목탄에 가연가스를 선택적으로 흡착시켜 단위열량을 높이는 공정으로 구성함을 특징으로 하는 중질타아르가 부생하는 초미분, 세분 및 미분목탄의 제조방법.

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