WO2007069469A1

WO2007069469A1 - 石炭用コーティング剤、改質石炭、石炭用コーティング剤の製造方法、および改質石炭の製造方法

Info

Publication number: WO2007069469A1
Application number: PCT/JP2006/323992
Authority: WO
Inventors: Noriyuki Okuyama; Atsushi Furuya; Nobuyuki Komatsu
Original assignee: Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2007-06-21
Also published as: KR101016873B1; KR20080067382A

Abstract

　石炭用コーティング剤は、非水素供与性溶剤とコーティング剤原料石炭とを混合し、この原料石炭の可溶成分を非水素供与性溶剤中に抽出する抽出工程と、抽出工程後の抽出残分と抽出液とを分離する固液分離工程と、を有する方法により分離された抽出液に含まれている非水素供与性溶剤に可溶な原料石炭成分からなる。このようなコーティング剤を石炭にコーティングすることによって改質石炭を得る。

Description

明細書

石炭用コーティング剤、改質石炭、石炭用コーティング剤の製造方法、および改質石炭の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、石炭の吸湿性および自然発火性を抑制するための石炭用コーティング剤、そのようなコーティング剤の製造方法、そのようなコーティング剤を用いて形成される改質石炭およびそのような改質石炭の製造方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、石炭をストックパイルとして、或いはサイロ中に貯蔵する場合、貯蔵されている石炭が低温酸化で蓄熱して温度上昇し、その結果、自然発火に至る。炭化度が低い亜瀝青炭や褐炭は、酸素を含む官能基が多い上に細孔構造が発達しているため、乾燥状態になると瀝青炭等の高炭化度石炭に比べて非常に自然発火し易い。そのため、亜瀝青炭や褐炭をそのまま長期間貯蔵することが困難となっている。石炭の長期間の貯蔵のためには、石炭の自然発火を防止するための温度管理が重要であり、石炭に向けて散水し、石炭の酸化蓄熱を抑制することが通常行われている。このような散水は、経済的ではなぐ石炭の効率的な利用を阻む石炭の発熱量の低下をもたらせる。

[0003] ところで、亜瀝青炭や褐炭等の低品位炭が世界中に多く賦存しているにもかかわらず、現在の国内で使用されている石炭のほとんどが瀝青炭となっている。これは、低品位炭は、含水量が高いためにその輸送が経済的ではなぐ上述の自然発火し易い問題を抱えている理由によるものである。更に、低品位炭は、親水性の含有酸素官能基が表出しているために、その 10%程度の吸湿が容易起こり、低発熱量となってしまうことも理由となっている。

[0004] このように低品位炭の使用を制限する石炭の蓄熱ゃ吸湿の課題を負っている。この各課題を解決する技術としては、シンコールプロセス、ェンコールプロセス、フライスナープロセス、 DKプロセスなどが提案されており（例えば、特許文献 1参照）、他の技術の開発も進められている。 [0005] ところで、コータス用原料には、高品位の粘結炭が主に使用されているが、この粘結炭は、高価であり、産出量も限られている。そのため、低品位の石炭を用いる方法が提案されている。例えば、非水素供与性溶剤を用いて石炭から石炭成分を加熱抽出し、灰分濃度を 0. 1重量％以下にした抽出炭をコータス原料に使用することが提案されている (例えば特許文献 2参照)。このような抽出炭を配合炭原料に使用し、配合炭中における低粘結性石炭あるいは非粘結性石炭の割合を増やすことができる。

[0006] コータスの製造では、数種類の原料石炭からなる配合炭を高温に加熱してコータス化させる工程を伴う。強度が高い良質なコータスを製造するためには、原料石炭の軟化溶融特性を最適化する必要がある。そのため、限定された石炭種から適した軟ィ匕溶融特性の石炭を選択することになるが、その選択した石炭が必ずしも最適な軟ィ匕溶融特性を有しているとは限らない。このような背景のもと、石炭の軟化溶融特性を最適化できる技術が求められる。

特許文献 1：特開昭 58— 142990 (第一頁右下欄）

特許文献 2 :特開 2005— 120185号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 上記事情に鑑み、本発明は、石炭の吸湿性および自然発火性を抑制することができる石炭用コーティング剤およびその製造方法、また、そのようなコーティング剤を用レ、て製造される改質石炭およびその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、軟化溶融特性が所定のように調整された改質石炭の製造方法の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明者は、所定の石炭成分で石炭をコーティングすると、石炭の自然酸化や吸湿を抑制することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

[0009] 本発明は、 1つの要旨において、非水素供与性溶剤とコーティング剤原料石炭（以下、「原料石炭」とも称する、好ましくは粒子状のもの）とを混合し、前記原料石炭の可溶成分を前記溶剤中に抽出する抽出工程と、前記抽出工程後の抽出残分と抽出液とを分離する固液分離工程と、を有する方法により分離された前記抽出液に含まれている前記可溶成分からなる石炭用コーティング剤を提供する。また、本発明は、石炭（好ましくは粒子状のもの）と、該石炭の表面を被覆するコーティング層とを有する改質石炭であって、前記コーティング層が前記石炭用コーティング剤からなる改質石炭を提供する。なお、このような改質石炭は、コータス原料炭としても使用できる。本発明において「石炭用コーティング剤」は、非水素供与性溶剤により抽出された原料石炭の可溶成分が対象となり、この可溶成分を含有する溶剤 (例えば抽出液)も広い意味で「コーティング剤」と呼べる。

[0010] また、本発明は、非水素供与性溶剤とコーティング剤原料石炭とを混合し、前記石炭の可溶成分を前記溶剤中に抽出する抽出工程と、前記抽出工程後の抽出残分と抽出液とを分離する固液分離工程と、を有する石炭用コーティング剤の製造方法を提供する。必要に応じて、抽出液から溶剤を除去して、可溶成分を得ることができる。更に、本発明は、前記石炭用コーティング剤の製造方法で製造された石炭用コーテイング剤を石炭表面にコーティングする改質石炭の製造方法を提供する。この方法で製造される改質石炭は、コータス原料炭にも使用できる。

[0011] 尚、上述の本発明の改質石炭においてコーティング層により被覆される石炭は、抽出工程によって生成する抽出残分であってもよい。従って、本発明は、石炭、好ましくは石炭粒子と非水素供与性溶剤とを混合し、前記石炭の可溶成分を前記溶剤中に抽出する抽出工程と、前記抽出工程後の抽出残分の一部と抽出液との混合物から溶剤を除去する溶剤除去工程と、を有することを特徴とする改質石炭の製造方法を提供する。

[0012] 1つの態様では、前記改質石炭の製造方法における抽出残分は、抽出工程後に、抽出残分と抽出液とを分離する固液分離工程によって得られる抽出残分であってよレ、。従って、本発明は、石炭、好ましくは石炭粒子と非水素供与性溶剤とを混合し、前記石炭の可溶成分を前記溶剤中に抽出する抽出工程と、前記抽出工程後の抽出残分と抽出液とを分離する固液分離工程と、前記固液分離工程で分離した抽出残分の一部と前記固液分離工程で分離した抽出液とを混合する混合工程と、前記混合工程後の混合物の溶剤を除去する溶剤除去工程と、を有することを特徴とする改質石炭の製造方法を提供する。この方法での固液分離工程において分離される抽出残分には、石炭粒子が濃縮されている溶剤であってもよい。

[0013] 別の態様では、前記改質石炭の製造方法における、前記抽出工程後の抽出残分の一部と抽出液との混合物は、前記抽出工程後の抽出残分の一部と抽出液との混合物を抜き出す混合物分離工程によって得ることができる。従って、本発明は、石炭、好ましくは石炭粒子と非水素供与性溶剤とを混合し、前記石炭の可溶成分を前記溶剤中に抽出する抽出工程と、前記抽出工程後の抽出残分の一部と抽出液との混合物を抜き出す混合物分離工程と、前記混合物の溶剤を除去する溶剤除去工程と、を有することを特徴とする改質石炭の製造方法を提供する。

[0014] 上述の改質石炭の製造方法は、いずれもコークス用改質石炭の製造方法として好適である。

発明の効果

[0015] 本発明のコーティング剤によれば、所定の成分 (非水素供与性溶剤によって抽出される、原料石炭に含まれている成分）が石炭の吸湿や自然発火を抑制する表面コーティングを実現し、石炭貯蔵の長期化が可能となると共に、石炭の発熱量の低下を抑制すること力 Sできる。

[0016] また、本発明の改質石炭の製造方法では、抽出残分の一部と抽出液との混合物から非水素供与性溶剤の除去を行うので、混合物中の抽出残分の量を適宜変更することが可能となり、軟化溶融等の特性が任意に調整された改質石炭を製造できる。また、本発明の方法で製造された改質石炭は、その成分が均一に分布し、均質で安定した品質となる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]コーティングされた石炭の酸化反応試験の結果を表すグラフである。

[図 2]コーティングされた石炭の吸湿試験の結果を表すグラフである。

[図 3]後述する本発明の改質石炭の製造方法の第 1の実施形態で使用される装置の構成図である。

[図 4]後述する本発明の改質石炭の製造方法の第 2の実施形態で使用される装置の構成図である。

[図 5]実施例で得られた改質石炭を樹脂に坦め込んだ時の断面写真（750倍率)である。

符号の説明

[0018] 1 溶剤供給槽

2 石炭供給槽

3 スラリー調製槽

4 抽出槽

5 沈降槽

6 抽出残分受器

7 抽出液受器

8 抽出残分溶剤回収装置

9 抽出液溶剤回収装置

10a、 10b 導入管

発明を実施するための形態

[0019] 本発明を実施形態に基づき以下に説明する。これらの実施形態におけるコーティング剤は、溶剤抽出される石炭成分を有する石炭用コーティング剤である。この石炭用コーティング剤は、溶剤とコーティング剤原料石炭とを混合し、原料石炭中の可溶成分を溶剤中に抽出する抽出工程と、抽出工程後に抽出残分と抽出液とを分離する固液工程と、を有する方法により分離された抽出液に含まれている原料石炭成分を含有する。

[0020] 抽出工程における溶剤には、非水素供与性溶剤が使用される。石炭の液化方法等で用いられるテトラリンなどの水素供与性溶剤は、原料石炭を可溶化または液化して高い抽出率を示すが、溶剤中の水素が原料石炭分子に移動して失われ、溶剤回収を行っても、それを直ちに再使用できない。この理由から、本発明では、抽出溶剤に非水素供与性溶剤を使用する。好ましい非水素供与性溶媒としては、二環芳香族化合物、軽油、ライトサイクルオイル、カルボール油等を例示できる。尚、一般的に溶剤として使用されるベンゼン、トルエン、キシレンなどの一環芳香族化合物は、原料石炭成分の抽出率が小さぐ抽出温度を高く設定するときには、その設定にするための圧力が高くなる点で必ずしも好ましくはなレ、。また、 N-メチルピロリドンやピリジンなどの極性溶剤を用いた場合には、原料石炭成分の抽出率は高いが、使用した溶剤が原料石炭と強力に結合し、原料石炭から溶剤を除去することが容易ではない場合がある。また、アントラセンなどの三環以上の芳香族化合物では、沸点が高すぎるために原料石炭と溶剤との分離が困難な場合がある。

[0021] 特に好ましい非水素供与性溶剤としては、石炭の乾留処理や石油系重質油の接触分解処理で得られる沸点が 200〜250°C程度の二環芳香族を主成分とする溶剤、例えば、メチルナフタレン、ナフタレン、およびタール軽油から選択される一種または二種以上を主成分とする溶剤が好適に使用される。

[0022] 原料石炭は、いずれの石炭であってもよぐ例えば高品位炭および低品位炭のいずれであってもよぐ特に限定されるものではなレ、。即ち、無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭等が該当する。この原料石炭から成分を抽出するとき、 5mm以下に粉碎することが適当である。

[0023] 抽出工程において、原料石炭成分の抽出率を高めるために、原料石炭と溶剤とをスラリー状に混合する。このスラリーを加熱すると、原料石炭成分が溶剤中に抽出される。そのときの抽出温度は、 300〜420°Cに設定することが好ましい。 300°Cより低い温度である場合、原料石炭成分のうちのガス化容易な成分を原料石炭から排除する効率が悪い上に、原料石炭構成分子間の結合力を弱めることが不十分となって、原料石炭成分の溶剤中への抽出率が低くなつてしまう。一方の 420°Cを超える温度である場合も、原料石炭の熱分解反応で生成したラジカルの再結合が起こるため、原料石炭成分の溶剤への抽出率が低くなる。なお、抽出温度においても溶剤が沸点に達することがないように圧力が調整されることになり、通常、 0. 8〜2. 5MPaの範囲に調整することが好ましい。また、不活性ガス（例えば、窒素）の存在の下、抽出を行う。

[0024] 固液分離工程は、溶剤に不溶であった原料石炭の抽出残分と、溶剤に可溶であつた原料石炭成分を含有する溶剤 (以下、「抽出液」）とを分離する。例えば、沈降槽内の上部溶剤と下部の石炭を分離する重力沈降法や濾過法などにより分離される。濾過法においては、濾過フィルターの濾過量が制限されることから、大量の抽出残分を分離するためには、沈降法を採用することが好適である。なお、本固液分離工程においては、溶剤温度および圧力を抽出工程で設定する同じ温度および圧力範囲に設定することが好ましい。

[0025] この固液分離後の抽出液をコーティング剤として使用可能であり、また、抽出液から溶剤を除去して得られる原料石炭の溶剤可溶成分 (軟ィ匕開始温度： 100〜300°C) のみを石炭用コーティング剤として使用することもできる。この溶剤の除去はいずれの適当な方法で実施してもよい。例えば、薄膜蒸留、（減圧)蒸留、スプレードライ等によって溶剤を除去して抽出炭をコーティング剤として得ることができる。

[0026] 次に、本実施形態のコーティング剤の使用方法について説明する。本実施形態のコーティング剤をコーティングする対象となる石炭は、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭等、石炭の種別を問うものではない。また、コーティング剤の製造における固液分離工程で得られた抽出残分のコーティングにも使用することが許容される。コーティング剤層で表面が被覆された石炭は、改質する。即ち、石炭表面に露出している高活性で高親水性の酸素含有官能基と外界雰囲気との直接接触が妨げられるので、酸化反応（自然発火）が抑制される。そして、石炭表面の親水性を低減して、石炭の吸湿を抑えることが可能になる。

[0027] 具体的な石炭表面のコーティングは、例えば、以下の方法で実施できる：

(a)適宜に設定された濃度の、コーティング剤と溶剤との混合溶液 (コーティング剤が均一に分散する 300〜420°Cに保たれていることが好ましい）に石炭を混合してスラリー化した後、溶剤を蒸留法や噴霧乾燥法等で蒸発除去して石炭表面にコーティング剤層を形成する方法。

(b)溶剤を含まないコーティング剤（固体状の無灰炭）を 100〜350°Cに加熱し、軟化溶融させて液状化したコーティング剤を石炭に噴霧して、石炭表面にコーティング剤層を形成する方法。

(c)コーティング剤を溶解させた溶剤を石炭に滴下または噴霧して石炭表面を湿潤させた後に溶剤を除去する方法。

[0028] コーティング量は、コーティングすべき石炭の重量の 3〜20重量％であるのが特に好ましレ、。 3重量％未満であると、酸化反応および吸湿抑制効果が少なぐ一方で、 20重量％を超えても効果に大きな差が生じることがない。 [0029] 本発明のコーティング剤を、コータス原料炭のコーティング剤として使用することも可能である。ところで、コーティング剤自体をコータス用配合炭原料とすると、軟ィ匕溶融特性が改善されたコータス用原料となるので、従来よりも低品位の石炭を配合炭に含ませることができる。し力ながら、コーティング剤を少量添加する場合、配合炭中においてコーティング剤を均一に混合することが困難となり、このときコーティング剤が配合炭中で偏在化する。そのため、配合炭の軟化溶融やコーティング剤の膨張が不均一となって、コータスの強度が低下する。そこで、 1つの実施形態ではコータス原料炭の表面にコーティングし、前述の偏在化を抑制させることが好ましい。このとき、軟ィ匕溶融特性が悪い低品位炭をコーティングする場合、効果が顕著である。

[0030] 先に説明したように、本発明では、上述のコーティング剤の製造方法における固液分離工程で得られた抽出残分をコーティングすべき石炭として使用して改質石炭を製造できる。従って、本発明では、石炭、好ましくは石炭粒子と、非水素供与性溶剤としての抽出溶剤とを混合し、抽出溶剤に可溶な石炭成分 (抽出炭に相当）を抽出溶剤に抽出する抽出工程と、抽出炭を含有する抽出溶剤 (抽出液に相当）と抽出後の石炭 (抽出残分に相当）との混合物から抽出溶剤を除去する溶剤除去工程と、を順次経る方法によって改質石炭を製造できる。なお、本発明の方法において、抽出残分と抽出液とからなる混合物を調製する方法は、特に限定されない。

[0031] この改質石炭の製造方法において、第 1の実施形態では、抽出工程と溶剤除去ェ程との間に、抽出工程後の抽出残分と抽出液とを分離する固液分離工程と、固液分離工程後の抽出残分の一部と抽出液とを混合する混合工程と、が更に設けられている。

[0032] 図 3は、上述の本発明の第 1の実施形態に係る方法で使用される装置の構成図である。以下、この図 3を参照しつつ説明する。図示の装置は、抽出溶剤を供給する溶剤供給槽 1と、石炭を供給する石炭供給槽 2と、溶剤供給槽 1と石炭供給槽 2とからの供給物を受けるスラリー調製槽 3と、スラリー調製槽 3で調製された抽出溶剤と石炭との混合物を受ける抽出槽 4と、抽出槽 4の混合物を抽出液と抽出残分濃縮スラリーとに分離する沈降槽 5と、沈降槽 5の下部から排出された抽出残分濃縮スラリーを受ける抽出残分受器 6と、抽出残分受器 6内の抽出残分濃縮スラリーから抽出溶剤を蒸発分離する残分溶剤回収装置 8と、沈降槽 5の上部から排出された抽出液を受ける抽出液受器 7と、抽出液受器 7の抽出液から溶剤を蒸発分離する抽出液溶剤回収装置 9と、を備えている。この装置においては、抽出残分受器 6と抽出残分溶剤回収装置 8との間に抽出残分を抽出液受器 7に導入するための導入管 10aが設けられている。そして、この装置は、適宜に開閉する弁（図示せず）を適宜に備えている。

[0033] 先ず、抽出工程について説明する。この工程では、溶剤供給槽 1と石炭供給槽 2と力スラリー調製槽 3に石炭および抽出溶剤が供給され、スラリー調製槽 3の石炭および抽出溶剤の混合物が抽出槽 4に供給される。

[0034] 溶剤供給槽 1からスラリー調製槽 3に供給される抽出溶剤には、非水素供与性溶剤が使用される。この非水素供与性溶剤については、抽出工程における溶剤に関する先の説明が当て嵌まる。

[0035] 石炭供給槽 2からスラリー調製槽 3に供給される石炭は、高品位炭および低品位炭のいずれであってもよぐ限定されるものではない。即ち、無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭等が該当する。この石炭は、抽出炭の抽出効率および製造する改質石炭における抽出炭の均一分布を高めるために、粒子状に砕かれているのが好ましぐ 5mm 以下の粒子に粉碎されていることがより好ましい。

[0036] スラリー調製槽 3では、供給された石炭と抽出溶剤との混合が行われ、石炭と抽出溶剤とがスラリー状混合物とされる。次に、抽出槽 4では、所定の抽出温度で石炭から抽出炭を抽出溶剤に抽出する。この抽出の操作条件は、先の抽出工程の説明が当て嵌まる。

[0037] 次に、固液分離工程について説明する。本実施形態における固液分離工程は、沈降槽 5で行われる。この沈降槽 5は、重力沈降法によるものであり、ここでは、抽出ェ程で抽出溶剤に不溶であった抽出残分と抽出液との分離が行われる。このとき、溶剤温度および圧力を抽出工程と同じ温度および圧力範囲に設定することが好ましい

[0038] 沈降槽 5の上部力も排出される抽出液は、抽出液受器 7に導入される。一方で、沈降槽 5の下部力排出される抽出残分は、抽出残分が濃縮されたスラリーとして抽出残分受器 6に排出される。 [0039] なお、後述の如ぐ抽出残分の一部は、混合工程で使用されるが、残りの抽出残分は、抽出残分溶剤回収装置 8において蒸発乾固やスプレードライ等の方法で溶剤を除去することで、固形の抽出残分として回収される。また、除去した溶剤を再び抽出溶剤と使用しても良い。

[0040] 次に、混合工程について説明する。混合工程では、本実施形態において、抽出残分受器 6の抽出残分の一部を導入管 10aを通じて抽出液受器 7に供給し、抽出液受器 7内で抽出残分と抽出液との混合が行われる。抽出炭の改質石炭内における均一分布を高めるためには、抽出液と抽出残分とのスラリー状混合物を抽出液に混合すること力 S好ましレ、。

[0041] 抽出残分の混合量は、その量に応じて軟化溶融性等の改質石炭の性状が異なることから、所望の性状を有する改質石炭を得るための任意量を混合する。従って、分離した抽出残分の一部を混合する。例えば、製造される改質石炭における抽出残分と抽出炭の比率が、抽出残分:抽出炭 = 1 : 0.：!〜 10000の比率となるように混合するのが好ましい。特に、改質石炭をコータス用に使用する場合は、抽出残分と抽出炭の性状によっても異なるが、概ね、抽出残分:抽出炭 = 1 : 0. 1〜： 1000に調整することが好適である。

[0042] 次に、溶剤除去工程を説明する。混合工程の後に抽出溶剤の除去が行われる。この除去は、抽出残分と抽出液との混合物を抽出液受器 7から抽出液溶剤回収装置 9 に導入し、蒸留法やスプレードライ法等で実行される。抽出溶剤が除去されると、改質石炭が得られる。なお、除去した抽出溶剤を回収することにより、抽出工程の抽出溶剤として再利用しても良い。

[0043] 以上の工程を経て得られる改質石炭は、抽出残分と抽出炭の混合比率が制御されているので、所望の特性の改質石炭となる。また、本発明の改質石炭の製造方法では、抽出残分比率を任意にできるので、ある種の石炭から様々な性状の石炭が得られる。更に、改質石炭中における抽出残分と抽出炭の分布が均一になり易いので、軟ィ匕溶融性等の性質の局在化が抑えられた均質で品質の安定した改質石炭が得られる。

[0044] 更に、本発明の改質石炭の製造方法の第 2の実施形態を、図 4を参照しつつ説明する。図 4は、第 2の実施形態に係る方法で使用される装置の構成図である。本実施形態は、上述の第 1の実施形態と類似するものであり、第 1の実施形態と異なる点のみを説明する。

[0045] この第 2の実施形態では、図 4に示す如ぐ抽出残分受器 6と抽出残分溶剤回収装置 8との間に設けられた導入管 10bが、抽出液受器 7ではなぐ抽出液溶剤回収装置 9に接続されている。つまり、第 2の実施形態では、抽出残分が溶剤を除去する抽出溶剤回収装置 9に直接導入される。すなわち、抽出液および抽出残分濃縮スラリーの混合と、溶剤の蒸発分離とが、同時に抽出液溶剤回収装置 9内で同時に行われる

[0046] 以上の通り、本発明の改質石炭の製造方法を実施形態に基づき説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、様々な修正および/または変更が可能である。例えば、上記実施形態では、沈降槽を使用して固液分離工程を行うとしたが、濾過による固液分離も当然可能である。また、上記実施形態では、沈降槽力^抽出残分受器を経由した後に抽出残分を抽出液と混合するものであるが、沈降槽の適宜な位置から直接スラリーを排出することで、任意の抽出残分が混合された抽出液を取り出すことも可能である。また、混合工程で抽出液と混合する抽出残分は、溶剤が除去された後の抽出残分であってもよい。

[0047] また、上記実施形態では、抽出残分の一部と抽出液との混合物の調製を、抽出残分を分離した後に行うとしているが、抽出工程後において抽出残分の一部を含む抽出液を抜き出すことも混合物の調製となる。

実施例

[0048] 以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなぐ前記および後記の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

[0049] (実施例 1)

[コーティング剤の調製]

含水率が 30重量％の石炭 A (褐炭）とメチルナフタレンとを混合し、オートクレープを使用して、温度が 360°C、圧力が 2MPa、時間が 1時間の条件で、抽出処理を行つた。抽出後、固液分離により抽出液（コーティング剤とメチルナフタレンの混合溶液）を採取し、抽出液からメチルナフタレンを蒸留除去して抽出炭として石炭 B (コーティング剤に相当）を得た。

[0050] [石炭へのコーティング]

石炭 Aと石炭 Aの 5重量％、 10重量％、 12重量％、又は 20重量％の石炭 Bを 360°C でメチルナフタレンに攪拌混合してスラリーを得た。このスラリーからメチルナフタレンを蒸留法により除去して、石炭 Bでコーティングされた石炭 Aを改質石炭として得た。

[0051] 以上の方法により得られた石炭 Bでコーティングされた石炭 Aの自然発火性および吸湿性を調べるために、次の酸化反応試験および吸湿試験を行った。

[0052] [酸化反応試験]

石炭 Bでコーティングされた石炭 Aを微粉碎した後、これをセル中に最密充填し，次に、セル中に加熱窒素を流して 110°Cまで加熱した。そして、直ちに流入ガスを空気に切り替え、酸化反応を起こさせた。このとき、充填した石炭 Aの温度が 200°Cまで上昇する間の温度変化を記録した。比較として、石炭 Aおよび石炭 Bについてもこの試験を行った。試験結果に基づくグラフを図 1に示す。

[0053] 酸化反応試験において、 200°Cまで温度上昇する時間が短いほど酸化速度が速く、自然発火性が高いと判断される。結果として、最も酸化による温度上昇が激しいのはコーティング処理をしていない石炭 A (▲、黒三角印）であり 200°Cまで上昇するのに 78分の時間を要した。続いて石炭 Bを 5重量％コーティングした石炭 A (口、白四角印）（200°C到達時間： 90分）、石炭 Bを 10重量％コーティングした石炭 A (0、白菱形印）（200°C到達時間： 115分）、石炭 Bを 20重量％コーティングした石炭 A (國、黒四角印）（200°C到達時間： 117分）であった。つまり、コーティング量が多くなるにつれて温度上昇が緩やかとなり、抽出炭のコーティングで大幅に酸化反応が抑えられていた。尚、石炭 Bの結果を実線で示している。

[0054] [吸湿試験]

石炭 A、石炭 B、および 12重量％の石炭 Bがコーティングされた石炭 Aを 100°Cで真空乾燥して、含水率が 0%の各乾燥石炭を得た。各石炭を相対湿度がほぼ 100%を保持するデシケーター中に投入し、各石炭に吸湿した水分量を測定した。

[0055] 吸湿試験の結果に基づくグラフを図 2に示す。石炭 A (i、黒三角印）は、石炭 Aの恒湿水分量と同等の 12%程度まで吸湿した力 S、石炭 Bがコーティングされた石炭 A ( 秦、黒丸印）は、石炭 Aの半分程度しか吸湿しなかった。なお、抽出炭（石炭 B、口、黒四角印）は細孔を持たないので、ほとんど吸湿しな力つた。

[0056] (実施例 2— 7)

抽出溶剤 (メチルナフタレン）と粉砕した瀝青炭 (石炭 C)または褐炭 (石炭 D)とを 8 0 : 20の重量比にしたスラリー状の混合物を調製した。次に、このスラリー状の混合物を温度が 370°C、圧力力 ¾MPaの条件で 1時間抽出処理を行った。そして、重力沈降槽を使用し、その沈降槽の上部から抽出液を取り出し、下部から抽出液および抽出残分からなるスラリー状混合物を取り出した。その後、重力沈降槽の上部から取り出した抽出液と下部から取り出したスラリー状混合物との比率を変化させて混合物を調製した。次に、蒸発乾固により抽出溶剤を除去して、改質石炭を得た。

[0057] 得られた改質石炭の工業分析値 CJIS M 8812に基づいて測定）、およびギーセラ一プラストメータ測定 CJIS M 8801に基づく）により軟ィ匕溶融特性を評価した。その結果を表 1に示す。

[0058] [表 1]

抽出残分軟化開始最高流動度

原料灰分揮発分

含有率皿 Jス /皿流動度

石灰

[wt% dry basis j rc] [。c] [ddpm]

実施例 2 石 JjkG 0.51 0.08 46.5 218 31 1 -454 >60,000

実施例 3 石炭 C 1.02 0.16 44.6 252 361 -447 >60,000

実施例 4 石炭 C 9.67 1.52 40.5 258 41 4~429 >60,000

実施例 5 石炭 c 15.53 2.34 37.2 298 431 4,026

実施例 6 石炭 D 3.03 0.08 61 .3 161 265~451 >60,000

実施例 7 石炭 D 43.59 1.15 44.4 286 326~387 >60,000

[0059] 表 1から、抽出残分の含有率により、灰分や揮発分の含有率が変化し、軟化開始温度などの軟化溶融特性が変化したことを確認できる。また、石炭の種類により、その効果が異なることが分かる。 [0060] 上記工業分析値およびギーセラープラストメータ測定とは別に、改質石炭を樹脂（具体的にはエポキシ系樹脂）に坦め込み、断面を削りだしてデジタルマイクロスコープで観察した。代表例として、実施例 7の観察結果を図 5に示す。図 5は改質石炭の断面を 750倍率で撮影した断面の拡大写真である。

[0061] 図 5において、黒色部分が抽出炭の部分であり、数 x m程度の大きさの灰色の粒状部分が抽出残分である。このように，抽出炭の内部に抽出残分の微粒子が均一に分散していることが分かる。

Claims

請求の範囲

[1] 石炭粒子と非水素供与性溶剤とを混合し、前記石炭の可溶成分を前記溶剤中に抽出する抽出工程と、

前記抽出工程後の抽出残分の一部と抽出液との混合物力ら溶剤を除去する溶剤除去工程と、

を有することを特徴とする改質石炭の製造方法。

[2] 石炭粒子と非水素供与性溶剤とを混合し、前記石炭の可溶成分を前記溶剤中に抽出する抽出工程と、

前記抽出工程後の抽出残分と抽出液とを分離する固液分離工程と、

前記固液分離工程で分離した抽出残分の一部と前記固液分離工程で分離した抽出液とを混合する混合工程と、

前記混合工程後の混合物の溶剤を除去する溶剤除去工程と、

を有することを特徴とする改質石炭の製造方法。

[3] 石炭粒子と非水素供与性溶剤とを混合し、前記石炭の可溶成分を前記溶剤中に抽出する抽出工程と、

前記抽出工程後の抽出残分の一部と抽出液との混合物を抜き出す混合物分離ェ程と、

前記混合物の溶剤を除去する溶剤除去工程と、

を有することを特徴とする改質石炭の製造方法。

[4] 請求項 1〜3のいずれかに記載のコークス用改質石炭の製造方法。

[5] 石炭と、該石炭の表面を被覆するコーティング層と、を有する改質石炭であって、前記コーティング層が、非水素供与性溶剤とコーティング剤原料石炭とを混合し、前記原料石炭の可溶成分を前記溶剤中に抽出する抽出工程と、前記抽出工程後の抽出残分と抽出液とを分離する固液分離工程と、を有する方法により分離された前記抽出液に含まれている前記可溶成分からなることを特徴とする改質石炭。

[6] 前記コーティング層により被覆される石炭が前記固液分離工程で分離された抽出残分である請求項 5に記載の改質石炭。

[7] 前記改質石炭がコータス原料炭である請求項 5または 6に記載の改質石炭。

[8] 非水素供与性溶剤とコーティング剤原料石炭とを混合し、前記石炭の可溶成分を前記溶剤中に抽出する抽出工程と、

を有する石炭用コーティング剤の製造方法。

[9] 請求項 8に記載の方法で製造された石炭用コーティング剤を石炭表面にコーティングする改質石炭の製造方法。

[10] 前記コーティングされる石炭が前記固液分離工程で分離された抽出残分である請求項 9に記載の改質石炭の製造方法。

[11] 前記改質石炭がコータス原料炭である請求項 9または 10に記載の改質石炭の製造方法。