WO2010134651A1 - Producing method for clean coal by thermal extraction with solvent, and apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a producing method for clean coal by thermal extraction with solvent and an apparatus thereof. The object of the present invention is to provide a producing process for clean coal containing about 0.01 - 0.2 wt% of ash and an apparatus carrying out the method, wherein the method comprises the steps of: mixing low rank coal (sub-bituminous coal or lignite) with a solvent; reacting the mixture at a temperature of 300 ℃ or more to extract an organic component (or combustible component) contained in coal and dissolve the extracted organic component; separating the dissolved organic component from an undissolved particulate material; and drying the separated organic component. The technical idea of the present invention relates to a production method for clean coal by thermal extraction with a solvent to produce solid clean coal containing 0.01 - 0.2% of ash and a configuration of an apparatus for carrying out the same, wherein the method comprises the steps of: putting slurry comprising coal and a solvent in a certain ratio in an extraction reactor; reacting the mixture at a certain temperature for a certain time to dissolve an organic component contained in the coal in the solvent; separating the dissolved organic component from an undissolved particulate material; and drying the dissolved organic component.

Description

용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법 및 그 장치Method for producing clean coal by thermal extraction of solvent and apparatus therefor
본 발명은 화석에너지 활용 및 청정화 기술 개발 분야에서 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법에 관한 것으로, 자세하게는 저등급석탄(아역청탄 및 갈탄)에 함유되어 있는 유기질 또는 가연성 성분을 용매의 열적 추출방식을 통하여 추출하고 이를 건조하여 회분 또는 무기질 성분이 최소인 청정석탄을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing clean coal by thermal extraction of solvent in the field of utilization of fossil energy and purification technology. Specifically, the present invention relates to an organic or combustible component contained in low grade coal (sub-bituminous coal and lignite). The present invention relates to a method and apparatus for producing clean coal having minimal ash or inorganic components by extraction through extraction and drying.
석탄을 사용하는 발전소에는 버너 상단부터 수벽(water wall)이 있고 이 수벽을 통해 물이 연소열을 받아 증발하여 스팀을 만들고 스팀을 이용하여 터빈을 구동하여 발전하게 된다. 이 과정에서 석탄에 존재하는 약 10 - 15% 회분(또는 무기질)이 고온에서 수벽 관 표면에 융착하는 현상을 slagging이라하고 보일러 후단에 저온 열교환부분에 융착하는 현상을 파울링(fouling) 이라한다.In coal-fired power plants, there is a water wall from the top of the burner, through which the water receives the heat of combustion, evaporates to make steam, and uses steam to drive the turbine. In this process, about 10-15% ash (or mineral) present in coal is fused to the surface of the water wall at high temperature. Slag is called slagging and fouling at low temperature heat exchanger is called fouling.
상기의 융착 현상은 결국 연소열의 전달을 방해하여 열효율을 낮추는 역할을 하게 된다. 석탄에 회분이 없으면 이러한 융착 현상이 없기 때문에 열전달효율이 증가하고 따라서 발전효율은 크게 증가시킬 수 있다. 또한 기존의 석탄사용 발전소에 적용시에는 발전효율이 증가하여 CO2 저감효과가 있으며 또한 보일러 크기도 작게 설계할 수 있다.The fusion phenomenon eventually interferes with the transfer of combustion heat and serves to lower the thermal efficiency. If there is no ash in the coal, there is no such fusion phenomenon, so the heat transfer efficiency is increased and thus the power generation efficiency can be greatly increased. In addition, when applied to the existing coal-fired power plant, the power generation efficiency is increased to reduce the CO2, and the boiler size can be designed smaller.
연소 중에 석탄회분들은 평균입자크기 5㎛ 정도의 미세입자가 되고 보일러를 빠져나가 비산재(flyash)가 만들어지고 이들을 처리하기 위해 ESP를 거쳐 포집한 후 ash pond로 보내어 처리하기 때문에 운영비가 소요된다.During combustion, the coal ash becomes fine particles with an average particle size of 5㎛, and fly out of the boiler to make flyash, which is collected through the ESP for processing and sent to the ash pond for processing costs.
또한 석탄 내에는 수은, 비소, 카드뮴 등 유해중금속이 미량 포함되어 있고 이들 미량 중금속들은 1 ㎛ 이하의 극 미세먼지를 만들어 대기 중으로 방출되므로 인체에 유해한 영향을 미친다.In addition, coal contains trace amounts of harmful heavy metals such as mercury, arsenic, and cadmium, and these trace heavy metals create extremely fine dust of 1 μm or less and are released into the atmosphere, which has a harmful effect on the human body.
석탄의 무기물들은 황과 결합되어 있는 경우가 많으며 따라서 연소 중에 무기물에 결합되어 있는 황이 연소하면서 SO2를 생성하는 원인이 된다.Coal minerals are often combined with sulfur, which causes sulfur, which is bound to minerals during combustion, to produce SO2.
이에 따라 석탄에 포함된 회분(또는 무기질)을 제거하기 위한 시도가 오래전부터 진행되어 왔다. 회분 함량이 낮은 청정석탄을 제조하기 위한 방법으로는 석탄을 알카리 용액을 사용한 용융침출법(molten caustic leaching)에 의하여 회분을 제거하는 방법이 있다.Accordingly, attempts have been made for a long time to remove ash (or minerals) contained in coal. As a method for producing clean coal having low ash content, there is a method of removing ash from coal by molten caustic leaching using an alkaline solution.
종래 석탄에 포함된 회분(또는 무기질)을 제거하여 회분 함량이 낮은 청정석탄을 제조하기 위한 방법 중 석탄에 알카리 용액을 사용한 용융침출법(molten caustic leaching)에 의하여 회분을 제거하는 방법은 회분 제거에 있어서 0.2% 이하까지 회분 함량을 감소시키기에는 한계가 있고, 회분 제거시 사용된 알카리 용매를 제거 또는 회수가 어렵다는 구조적인 문제점이 있다.The method of removing ash (molten caustic leaching) using an alkali solution in coal is a method of removing ash (or minerals) contained in conventional coal to produce clean coal having low ash content. There is a limit to reduce the ash content up to 0.2% or less, there is a structural problem that is difficult to remove or recover the alkaline solvent used in ash removal.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 저등급석탄(아역청탄 또는 갈탄)을 용매와 혼합하고 300℃ 이상의 온도에서 반응시켜 석탄에 포함되어 있는 유기질 성분(또는 가연성 성분)을 추출시켜 용해하고 이를 용해되지 않은 입자상 물질과 분리하여 건조시켜 회분 함량이 0.01 - 0.2wt% 정도 함유하고 있는 청정석탄의 제조 공정 및 이를 수행하는 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to mix low-grade coal (sub-bituminous coal or lignite) with a solvent and to react at a temperature of 300 ℃ or more to extract the organic components (or flammable components) contained in coal to dissolve The present invention provides a process for producing clean coal, which contains about 0.01-0.2 wt% of ash by drying it by separating it from undissolved particulate matter and drying the same.
또한 본 발명의 다른 목적은 저등급석탄(아역청탄 및 갈탄)을 용매와 혼합하고 300℃ 이상의 온도에서 반응시켜 석탄에 포함되어 있는 유기질 성분(또는 가연성 성분)을 추출시켜 용해하고 이를 용해되지 않은 입자상 물질과 분리하여 건조시켜 회분 함량이 0.01 - 0.2 % 정도 함유하고 있는 청정석탄을 제조시 석탄과 용매를 혼합 반응할 때 유기질(또는 가연성 성분)의 추출수율을 증가시킬 수 있고 회분 함량을 최소화 시킬 수 있는 반응방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to mix low-grade coal (sub-bituminous coal and lignite) with a solvent and react at a temperature of 300 ° C. or higher to extract and dissolve organic components (or flammable components) contained in coal, and to dissolve them. It is possible to increase the extraction yield of organic (or flammable components) and minimize the ash content when mixing coal and solvent when preparing clean coal containing ash content of 0.01-0.2% by drying separately from the material. It is to provide a reaction method and apparatus therefor.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 용매의 열적추출에 의한 청정석탄 제조방법에 있어서,In the present invention to achieve the object as described above and to perform the problem for removing the conventional drawbacks in the method for producing clean coal by thermal extraction of the solvent,
원료 석탄과 용매를 일정비율로 혼합한 슬러리를 추출반응기에 넣고 일정한 온도, 일정한 시간동안 반응시켜 석탄에 포함되어 있던 유기질 성분이 용매에 의해 용해되도록 한 후, 용해되지 않은 입자상물질과 분리한 후에 용해된 성분을 건조하여 회분 함량이 0.01 - 0.2wt%를 갖는 고체상의 청정석탄을 제조하는 방법을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법을 제공함으로써 달성된다.Slurry mixed with raw coal and solvent in a certain ratio is placed in an extraction reactor and reacted for a certain temperature and time so that the organic components contained in the coal are dissolved by the solvent, and then separated from the undissolved particulate matter. It is achieved by providing a method for producing clean coal by thermal extraction of a solvent, characterized in that the dried component is dried to produce solid coal having a ash content of 0.01-0.2 wt%.
상기에서 석탄은 200mesh(<75㎛)의 표준체로 체질(sieving)되어 그 이하의 크기만을 사용한 것을 특징으로 한다.In the above coal is sieve (sieving) to a standard body of 200mesh (<75㎛) is characterized in that it uses only the size of less than.
상기에서 석탄과 용매의 슬러리 제조 함량은 1:10에서 1:4까지인 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.Slurry production content of the coal and the solvent is characterized in that it is used from 1:10 to 1: 4.
상기에서 추출반응기의 반응 온도 범위는 300 - 400℃로 운전하여 반응시키는 것을 특징으로 한다.The reaction temperature range of the extraction reactor is characterized in that the reaction by operating at 300-400 ℃.
상기에서 추출반응기에서의 반응시간은 30-60분 동안 유지하는 것을 특징으로 한다.The reaction time in the extraction reactor is characterized in that it is maintained for 30-60 minutes.
상기에서 추출반응기에서의 반응이 완료된 후에 용매에 용해된 성분과 용매에 용해되지 않은 입자상물질을 분리함에 있어서 중력침강법을 사용하는 것을 특징으로 한다.After the reaction in the extraction reactor is completed, the gravity settling method is used to separate the components dissolved in the solvent and the particulate matter not dissolved in the solvent.
상기에서 원료 석탄은 저등급석탄인 갈탄 또는 아역청탄을 사용하는 것을 특징으로 한다.In the above raw material coal is characterized by using low-grade coal lignite or sub-bituminous coal.
상기에서 용매는 비점 범위가 200-300℃인 N메틸2피로리돈(NMP), 1메틸나프탈렌(1-MN), 접촉분해경유(LCO) 중에서 선택된 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.The solvent is characterized by using one selected from N methyl 2 pyrrolidone (NMP), 1 methyl naphthalene (1-MN), catalytic cracking (LCO) having a boiling range of 200-300 ℃.
상기 추출반응기에서 반응하는 석탄과 용매의 슬러리 물질은 무교반, 교반 또는 초음파를 적용하여 반응시키는 것을 특징으로 한다.The slurry material of the coal and the solvent reacted in the extraction reactor is characterized in that the reaction by applying unstirred, stirred or ultrasonic.
상기에서 원료 석탄과 용매를 일정비율로 혼합한 슬러리를 추출반응기에 넣기전에 석탄이 함유하고 있는 수분을 먼저 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it further comprises the step of first removing the moisture contained in the coal before putting the slurry mixed with the raw coal and the solvent in a predetermined ratio in the extraction reactor.
상기에서 원료 석탄과 용매를 일정비율로 혼합한 슬러리를 추출반응기에 넣은 후 불활성 기체를 불어 넣어 반응기 내부의 공기를 모두 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include removing all of the air inside the reactor by injecting a slurry in which the raw coal and the solvent are mixed at a predetermined ratio into an extraction reactor.
또한 본 발명은 용매의 열적추출에 의한 청정석탄 제조장치에 있어서,In addition, the present invention in the clean coal production apparatus by thermal extraction of the solvent,
석탄과 용매가 혼합된 슬러리의 수분을 제거하는 수분제거 및 예열기와;A water removal and preheater for removing water from the slurry in which coal and solvent are mixed;
수분이 제거된 슬러리 혼합물을 추출반응시키는 추출반응기와;An extraction reactor for extracting and removing the slurry mixture from which water is removed;
추출반응기에서 용매에 의해 반응된 액상을 공급받아 액상에 포함되어 있는 미세 입자상 물질을 제거하는 필터시스템과;A filter system that receives the liquid phase reacted by the solvent in the extraction reactor and removes the fine particulate matter contained in the liquid phase;
필터시스템을 통과한 액상을 건조시키는 추출물건조기와;An extract dryer for drying the liquid phase passing through the filter system;
추출반응기에서 침강된 슬러리 상태의 물질을 공급받아 건조시키는 잔탄건조기와;Xanthan dryer for supplying the dried material of the precipitated slurry state in the extraction reactor and drying;
상기 잔탄건조기와 추출물건조기에서 증발된 용매들을 응축시키는 응축기와;A condenser for condensing the solvents evaporated in the xanthan dryer and the extract dryer;
응축기를 통과한 액상 용매를 회수하는 용매회수탱크로 구성된 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 장치를 제공함으로써 달성된다. It is achieved by providing an apparatus for producing clean coal by thermal extraction of a solvent comprising a solvent recovery tank for recovering a liquid solvent that has passed through a condenser.
상기에서 수분제거 및 예열기, 추출반응기, 필터시스템, 잔탄건조기 및 추출물건조기의 외부에는 히터가 설치되어 구성된 것을 특징으로 한다.In the above water removal and preheater, extraction reactor, filter system, xanthan dryer and the extract dryer is characterized in that the heater is installed.
상기에서 필터시스템에 적용되는 필터는 소결금속필터로 하며, 기공 크기(pore size)는 0.5 - 10.㎛ 범위를 사용하는 것을 특징으로 한다.The filter applied to the filter system is a sintered metal filter, the pore size (pore size) is characterized in that using a range of 0.5-10.㎛.
상기에서 추출반응기에 교반기를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다. It characterized in that the extraction reactor further comprises a stirrer.
상기에서 추출반응기에 초음파 발생기를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.It characterized in that the extraction reactor further comprises an ultrasonic generator.
본 발명은 저등급 석탄과 용매를 혼합하고 일정온도에서 반응을 실시하여 석탄에 포함되어 있는 유기질(또는 가연성 성분)을 추출하여 회분 함량이 0.01-0.2%로 극히 적은 청정석탄을 제조할 수 있는 방법을 제공하였다는 장점을 가진다.The present invention is a method for producing clean coal with very low ash content of 0.01-0.2% by mixing low grade coal and solvent and performing reaction at a constant temperature to extract organic matter (or flammable components) contained in coal. It has the advantage of providing.
또한 청정석탄을 제조함에 있어서 석탄과 용매가 혼합된 슬러리를 반응시킬 경우 이를 교반하지 않고 초음파만을 사용할 경우에도 석탄으로부터 추출되는 유기질의 추출수율을 향상시킬 수 있으며, 회분 함량도 보다 감소시킬 수 있는 장점을 가진다.In addition, in the manufacture of clean coal, when the slurry mixed with coal and solvent is reacted, even when ultrasonic wave is used without stirring, the extraction yield of organic matter extracted from coal can be improved, and the ash content can be further reduced. Has
특히 본 발명에 의해 제조된 청정석탄은 회분 함량이 극히 적기 때문에 기존 발전소에 적용할 경우 발전효율을 증가시킬 수 있고, 이산화탄소의 저감 효과도 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있으며, 에너지원이 없는 국내의 경우 가격이 저렴한 저등급 석탄으로부터 석유류와 유사한 등급을 갖는 에너지원을 개발할 수 있다는 유용한 발명으로 국가의 안정적인 에너지 공급 측면에서 그 산업상 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다. In particular, the clean coal produced according to the present invention has an extremely low ash content, which can increase the power generation efficiency when applied to an existing power plant, and also has the advantage of reducing carbon dioxide. It is a useful invention that it is possible to develop an energy source having a grade similar to petroleum from low-grade coal, which is inexpensive, and it is an invention that is expected to be used industrially in terms of stable energy supply in the country.
도 1은 본 발명의 청정석탄을 제조 하는 전체 공정도 이고,1 is an overall process of manufacturing the clean coal of the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 청정석탄의 제조에 있어서 마그네틱 교반기를 이용한 용매의 열적추출에 의한 공정도이고,Figure 2 is a process chart by the thermal extraction of the solvent using a magnetic stirrer in the production of clean coal according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 청정석탄의 제조에 있어서 초음파를 이용한 용매의 열적추출에 의한 공정도이고,Figure 3 is a process chart by the thermal extraction of the solvent using ultrasonic waves in the production of clean coal according to the present invention,
도 4는 본 발명의 실용예 1의 실험결과를 나타낸 그래프이고,4 is a graph showing the experimental results of the practical example 1 of the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 도 2 및 도 3의 공정으로부터 얻어진 추출수율에 대한 비교 결과를 나타낸 그래프이고,5 is a graph showing a comparison result of the extraction yield obtained from the process of FIGS. 2 and 3 according to the present invention,
도 6은 본 발명에 따른 도 2 및 도 3의 공정으로부터 얻어진 회분 함량에 대한 결과를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the results for the ash content obtained from the process of FIGS. 2 and 3 according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
(1) : 수분제거 및 예열기 (2) : 추출반응기(1): water removal and preheater (2): extraction reactor
(3) : 필터시스템 (4) : 소결금속필터(3) Filter system (4) Sintered metal filter
(5) : 추출물건조기 (6) : 잔탄건조기(5): extract dryer (6): xanthan dryer
(7) : 질소가스 (8) : 응축기(7): nitrogen gas (8): condenser
(9) : 용매회수탱크 (10) : 히터(9): solvent recovery tank (10): heater
(11) : 교반기 (12) : 초음파발생기(11): agitator (12): ultrasonic generator
본 발명의 구성은 저등급석탄(아역청탄 및 갈탄)과 몇 가지 용매의 혼합 반응에 의하여 석탄에 포함되어 있는 유기질 성분이 용매로 추출되어 청정석탄의 제조가 이루어진다. 특히, 본 발명은 저등급석탄(아역청탄 및 갈탄)을 용매와 열적반응에 의하여 석탄에 있는 유기질(또는 가연성 성분)을 추출하여 회분함량이 0.01 - 0.2% 인 청정석탄을 제조 하는 방법 및 장치를 그 기술적 사상의 특징으로 한다.The composition of the present invention is a mixture of low-grade coal (sub-bituminous coal and lignite) and a few solvents to extract the organic components contained in the coal as a solvent to produce a clean coal. In particular, the present invention provides a method and apparatus for producing clean coal having ash content of 0.01-0.2% by extracting organic (or flammable components) from coal by thermal reaction of low grade coal (sub-bituminous coal and lignite) with a solvent. It is characterized by the technical idea.
이하 구체적으로 본 발명의 청정석탄을 제조하기 위한 방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method for manufacturing clean coal of the present invention will be described in detail.
먼저 석탄 및 용매를 혼합하여 슬러리를 제조한다. 이때 제조된 슬러리를 반응기에 바로 넣을 수도 있고, 또는 예열기에 넣어 석탄이 함유하고 있는 수분을 먼저 제거할 수도 있다. First, coal and a solvent are mixed to prepare a slurry. In this case, the prepared slurry may be directly added to the reactor, or may be put in a preheater to remove moisture contained in the coal first.
이후 슬러리를 반응기에 넣고 불활성 기체를 불어 넣어 반응기 내부의 공기를 모두 제거하도록 한다. The slurry is then placed in a reactor to blow inert gas to remove all air inside the reactor.
이후 반응기를 가열하여 300-400℃ 범위로 온도를 상승시키게 된다. 온도가 상승하게 되면 열적으로 인하여 석탄의 구조가 느슨해지면서 유기질 성분들이 용해가되면서 추출이 이루어진다. The reactor is then heated to raise the temperature to the 300-400 ° C range. When the temperature rises, the thermal structure loosens the structure of the coal and the organic components are dissolved and extracted.
용매에 용해된 추출성분은 액상으로 존재하며, 추출되지 않은 성분은 입자상 물질을 포함한 슬러리로 존재하게 된다. The extract component dissolved in the solvent is present in the liquid phase, and the non-extracted component is present as a slurry containing particulate matter.
추출성분인 액상과 추출되지 않은 입자상물질을 포함한 슬러리를 분리하기 위하여 교반기를 정지하고 입자상물질이 중력에 의해 침강하도록 두고, 일정 시간이 경과된 후에 액상과 입자상물질을 분리할 수 있다.In order to separate the slurry containing the liquid extract and the non-extracted particulate matter, the agitator is stopped and the particulate matter is allowed to settle by gravity, and the liquid phase and the particulate matter may be separated after a predetermined time.
상기로부터 분리된 추출성분에는 석탄의 유기질성분과 용매가 혼합되어 있기 때문에 이를 건조하게 되면 추출된 유기질성분이 고체화가 되며(이하에서는 '청정석탄' 이라 칭함), 이렇게 해서 최종 요구하는 청정석탄의 제조가 이루어진다.The organic component and the solvent of coal are mixed in the extracted component separated from the above, and when it is dried, the extracted organic component becomes solid (hereinafter referred to as 'clean coal'). Is done.
한편, 상기로부터 분리된 추출되지 않은 입자상 물질을 포함하는 슬러리를 건조하게 되면 일반 석탄과 유사한 성질을 갖는 고체상 물질이 얻어지며, 이하에서는 이를'잔탄'이라 칭한다.On the other hand, when the slurry containing the non-extracted particulate matter separated from the above is dried to obtain a solid substance having properties similar to that of ordinary coal, hereinafter referred to as xanthan.
상기에 사용된 석탄은 저등급 석탄인 갈탄 및 아역청탄을 사용하였다. The coal used above used low grade coal, lignite and sub-bituminous coal.
또한 상기 반응에 있어서 석탄은 분쇄기로 분쇄한 후에 200mesh(<75㎛)의 표준체를 사용하여 체질(sieving)하여 사용하였다.In the reaction, coal was sieved using a standard body of 200 mesh (<75 μm) after crushing with a grinder.
상기 반응에 있어서 용매는 문헌을 토대로 상용화되어 있는 제품을 사용하였고, 비점 범위가 200-300℃의 범위에 있는 것을 선정하여 사용하였는데, 본 발명에서는 N메틸2피로리돈(NMP, N-methyl-2-pyrrolidinone), 1메틸나프탈렌(1-MN, 1-Methylnaphthalene), 접촉분해경유(LCO, Light Cycle Oil)를 사용하였다.In the reaction, the solvent used was a commercially available product based on the literature, and the boiling point range was selected to be used in the range of 200-300 ℃, in the present invention Nmethyl 2 pyrrolidone (NMP, N-methyl-2 -pyrrolidinone), 1 methylnaphthalene (1-MN, 1-Methylnaphthalene), and light cracking oil (LCO) were used.
석탄과 용매의 혼합비율은 중량비율로 1 : 10 에서 1 : 4 까지 변화시켰다.The mixing ratio of coal and solvent was changed from 1: 10 to 1: 4 by weight.
상기에서 수치 한정의 이유는 중량비율이 1:10 보다 많으면 석탄의 양이 너무 적기 때문에 경제적으로 맞지 않고, 중량비율이 1:2 보다 낮은 경우에는 석탄의 양이 많아지면서 반응물의 점도가 높아지기 때문에 여과 등에 문제가 될 수 있기 때문에 적합하지 않다.The reason for the numerical limitation above is that the weight ratio is more than 1:10, which is not economically suitable because the amount of coal is too small, and when the weight ratio is less than 1: 2, the amount of coal is increased and the viscosity of the reactant increases because of the filtration. It is not suitable because it can cause problems.
상기에서 석탄으로부터 유기질 성분을 추출하기 위해서 반응온도 범위를 300 - 400℃로 하였다. 더 좋게는 용매의 종류에 따라 차이는 있지만 반응온도가 350-370℃ 일때 원래의 석탄으로부터 추출되는 유기질 성분이 경제적인 것으로 나타났다. 실험결과 반응온도가 300℃ 이하일 경우에는 추출되는 양이 회분이 없는 초기 석탄양 기준으로 20% 미만이 추출되어 경제적으로 생산성이 맞지 않기 때문에 300℃ 이상의 온도에서 반응을 실시하였다. 또한 반응온도가 400℃ 이상이 될 경우 석탄의 종류에 따라 추출수율이 계속 증가하는 것도 있지만, 사용하는 용매가 자체 휘발되면서 반응기의 압력이 너무도 크게 증가하기도 하고, 또한 높은 온도를 유지하기 위해서 비용이 증가하기 때문에 400℃ 미만의 온도에서 반응시키는 것이 경제적인 것으로 나타났다.In order to extract an organic component from coal, the reaction temperature range was 300-400 degreeC. Even better, depending on the type of solvent, the organic components extracted from the original coal were found to be economical when the reaction temperature was 350-370 ° C. As a result of the experiment, when the reaction temperature was 300 ° C. or less, less than 20% of the extracted amount was extracted based on the initial amount of coal without ash. In addition, if the reaction temperature is higher than 400 ℃, the extraction yield may increase continuously depending on the type of coal, but the pressure of the reactor increases too much as the solvent used volatilizes itself, and it is expensive to maintain a high temperature. Because of the increase, it has been shown to be economical to react at temperatures below 400 ° C.
상기에서 반응시간은 30-60분 사이로 하였다. 반응시간이 30분보다 짧게 되면 추출되는 양이 너무 적고, 반응시간이 너무 길어지면 추출되는 양은 약간 증가하지만 경제적으로 맞지 않기때문에 60분 이하가 적당한 것으로 나타났다.In the above reaction time was 30-60 minutes. When the reaction time was shorter than 30 minutes, the amount of extraction was too small, and when the reaction time was too long, the amount of extraction was slightly increased but economically unsuitable, less than 60 minutes appeared to be appropriate.
상기에서 석탄과 용매 슬러리의 반응을 원활하게 하기 위한 방법으로 세가지를 사용하였다. 첫째는 교반기를 작동하지 않은 경우, 둘째는 교반기를 설치하여 일정 회전수로 계속해서 운전하는 경우, 세 번째는 교반을 하지 않고 초음파를 사용하여 초음파 웨이브를 가했을 경우이다.In the above, three methods were used as a method for smoothing the reaction between the coal and the solvent slurry. First, when the stirrer is not operated. Second, when the stirrer is installed and continuously operated at a predetermined rotation speed. Third, when the stirrer is applied, ultrasonic waves are applied using ultrasonic waves without stirring.
상기 항목에서 교반은 마그네틱 교반기를 설치하여 운전하였고, 초음파는 초음파 발생기(irradiator)를 설치하여 운전하였다.In the above item, the stirring was performed by installing a magnetic stirrer, and the ultrasonic wave was installed by installing an ultrasonic generator.
교반기를 사용하였을 경우 반응시간 종료되면 반응기 내부에는 용매에 용해된 추출성분과 용해되지 않은 입자상물질을 포함하는 슬러리 상으로 존재하게 되는데 이를 분리하기 위하여 중력침강법을 사용하였다.In the case of using a stirrer, when the reaction time is completed, the inside of the reactor is present as a slurry including an extract component dissolved in a solvent and undissolved particulate matter.
중력침강 시간은 20-30분 정도로 하였고, 중력침강이 운전될 경우에도 초기 반응온도가 변화되지 않고 일정하게 유지하도록 하였다.Gravity sedimentation time was about 20-30 minutes, and even when gravity sedimentation was operated, initial reaction temperature did not change and kept constant.
중력침강이 완료되면 상부에는 용매에 용해된 추출성분이 액상으로 존재하며 하부에는 슬러리상이 존재하게 된다. 액상의 70-80% 상부에 있는 부분을 펌프 또는 반응기의 자체 압력을 이용하여 이송하는데, 추출성분에도 미량의 입자상물질을 포함하고 있을 수 있으므로 필터를 이용하여 입자상물질을 제거하게 된다. 사용되는 필터는 고온 및 고압에서 견딜 수 있는 0.5 - 1.0 ㎛ 범위의 pore를 갖는 소결금속필터를 사용하였다.When gravity sedimentation is completed, the extraction component dissolved in the solvent is present in the liquid phase and the slurry phase is present in the lower part. 70-80% of the upper part of the liquid is transferred using a pump or a reactor's own pressure, and the extract may contain a small amount of particulate matter, so that the particulate matter is removed using a filter. The filter used was a sintered metal filter having a pore in the range of 0.5-1.0 μm that can withstand high temperatures and pressures.
상기에서 반응기에 남아 있는 입자상물질을 포함하는 슬러리는 하부로 이송시킬 수 있도록 하였다.The slurry containing the particulate matter remaining in the reactor was to be transported to the bottom.
또한 추출율을 증가시키기 위하여 상기 반응기에 남아있는 슬러리에 새로운 용매를 공급시켜 온도를 유지하면서 일정시간 침강시키고 상부의 액상을 위와 같은 방법으로 이송시켜 필터로 보내어 슬러리에 남아있는 추출성분을 건조시킴으로서 원래의 석탄에서 얻을 수 있는 추출양을 향상시킬 수 있다.In addition, in order to increase the extraction rate by supplying a new solvent to the slurry remaining in the reactor to maintain the temperature, it is allowed to settle for a certain time, and the upper liquid phase is transferred to the filter in the same manner as above to send the filter to dry the remaining components of the slurry by drying The amount of extraction that can be obtained from coal can be improved.
상기처럼 필터를 통과한 추출성분 및 입자상물질을 포함하는 슬러리로 분리된 각각은 건조기에 모여지며, 건조기의 온도를 용매의 비점 이상으로 유지시켜주게 되면 증발이 이루어지게 되어 청정석탄 및 잔탄을 얻을 수 있게 된다.As described above, each separated into a slurry containing the extract component and particulate matter passed through the filter is collected in a dryer, and if the temperature of the dryer is maintained above the boiling point of the solvent, evaporation is performed to obtain clean coal and xanthan coal. Will be.
상기의 건조기를 통하여 증발된 가스는 응축기를 거치면서 응축이 이루어지며 이는 용매회수탱크에 모여지게 되며, 재순환시켜 다음 석탄의 추출시에 사용할 수 있는 특징을 가지고 있다.The gas evaporated through the dryer is condensed while passing through a condenser, which is collected in a solvent recovery tank, and has a characteristic of being used for the next extraction of coal by recycling.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 청정석탄 제조하는 전체 공정도를 도시하고 있는데, 석탄과 용매를 혼합하여 슬러리 만든 다음에 수분제거 및 예열기(1)로 넣고 150℃ 정도로 예열하여 석탄에 포함되어 있는 수분을 제거한다. 수분이 제거된 슬러리 혼합물을 추출반응기(2)로 보내도록 한다. 추출반응이 종료되면 중력침강을 실시한다.Figure 1 shows the overall process of manufacturing clean coal of the present invention, after mixing the coal and the solvent to make a slurry and then remove the water and put into the preheater (1) to preheat to 150 ℃ to remove the moisture contained in the coal. . The slurry mixture from which moisture has been removed is sent to an extraction reactor (2). Gravity sedimentation is performed when the extraction reaction is complete.
일정시간 경과후 필터시스템(3)으로 용해된 액상을 이동시킨다. 필터시스템 내부에서는 0.5㎛ pore size를 갖는 소결금속필터(4)가 있으며 이를 통해서 액상에 포함되어 있는 미세 입자상 물질을 제거할 수 있다. 필터시스템을 통과한 액상은 추출물건조기(5)에서 건조가 이루어지게 된다. 추출반응기(2)에서 침강된 슬러리 상태의 물질은 잔탄건조기(6)로 이송되어 건조가 이루어진다. 이때 수분제거 및 예열기(1), 추출반응기(2), 필터시스템(3), 잔탄건조기(6), 추출물건조기(5) 외부에는 히터(10)가 설치되어 있으며, 초기에 질소 가스를 불어 넣어 주도록 한다. 잔탄건조기(6)와 추출물건조기(5)에서 증발된 용매들은 응축기(8)를 거치면서 액상으로 응축되어 용매회수탱크(9)에 회수가 이루어지도록 구성되어 있다.After a certain time, the dissolved liquid is moved to the filter system (3). Inside the filter system, there is a sintered metal filter 4 having a pore size of 0.5 μm through which fine particulate matter contained in the liquid phase can be removed. The liquid passed through the filter system is dried in the extract dryer (5). Slurry material precipitated in the extraction reactor 2 is transferred to the xanthan dryer 6 to be dried. At this time, the heater 10 is installed outside the water removal and preheater (1), extraction reactor (2), filter system (3), xanthan dryer (6), extract dryer (5), and nitrogen gas is blown at the beginning Give it. The solvent evaporated in the xanthan dryer (6) and the extract dryer (5) is condensed into the liquid phase through the condenser (8) is configured to be recovered in the solvent recovery tank (9).
도 2는 도 1의 추출반응기 구조에 있어서 교반기(11)가 설치된 것을 도시하고 있다. 수분 제거 및 예열기(1)에서 추출반응기(2)로 이송된 반응물은 교반기(11) 작동에 의해서 교반이 이루어진다.FIG. 2 shows that the stirrer 11 is installed in the extraction reactor structure of FIG. 1. The reactant transferred from the water removal and preheater 1 to the extraction reactor 2 is stirred by the operation of the stirrer 11.
도 3은 도 1의 추출반응기 구조에 있어서 초음파 발생기(12)가 설치된 것을 도시하고 있다.3 illustrates that the ultrasonic generator 12 is installed in the extraction reactor structure of FIG. 1.
이하 본 발명의 바림직한 실시예이다.The following is a preferred embodiment of the present invention.
(실시예 1)(Example 1)
석탄은 갈탄 및 아역청탄이 사용되었고, C-S-1(인도네시아산 갈탄), C-S-2(인도네시아산 아역청탄), C-S-3(중국산 아역청탄) 3가지를 사용하였다. 사용 석탄은 반응전에 각각 분쇄하여 200mesh로 sieving하였고, 용매는 N메틸2피로리돈, 1메틸나프탈렌, 접촉분해경유를 사용하였으며, 반응온도는 200℃, 250℃, 300℃, 350℃, 370℃, 400℃, 430℃ 온도에서 반응이 이루어졌으며, 반응시간은 1시간, 석탄과 용매의 함량은 1:10, 모든 온도 조건에 있어서 교반기를 적용하였을 경우의 조건에서 실험을 수행하였다.Coal was used as lignite and sub-bituminous coal, and 3 types of C-S-1 (brown peat from Indonesia), C-S-2 (sub-bituminous coal from Indonesia) and C-S-3 (sub-bituminous coal from China) were used. The coal used was pulverized and sieved to 200mesh, respectively, and the solvent was Nmethyl2pyrrolidone, 1methylnaphthalene, catalytic cracking, and the reaction temperature was 200 ℃, 250 ℃, 300 ℃, 350 ℃, 370 ℃, The reaction was carried out at a temperature of 400 ℃, 430 ℃, the reaction time was 1 hour, the content of coal and solvent 1:10, the experiment was carried out under the conditions when the stirrer was applied at all temperature conditions.
(실시예 2)(Example 2)
반응기에 마그네틱 교반기를 설치하여 작동한 경우와 작동하지 않은 경우, 초음파를 적용한 경우 비교·특성 평가 실험을 수행하였다. Comparison and characteristic evaluation experiments were performed when a magnetic stirrer was installed in the reactor and when it was not operated, and when ultrasonic was applied.
이때 교반기의 회전수는 150rpm을 적용하였고, 초음파는 400watt, 20kHz의 모델을 가지고 최대출력의 20-40%로 운전하였다. 반응온도는 350℃로 동일하게 유지하였고, 반응시간은 1시간으로 하였다.At this time, the rotation speed of the stirrer was applied to 150rpm, and the ultrasonic wave was operated at 20-40% of the maximum output with the model of 400watt, 20kHz. The reaction temperature was maintained at 350 ° C. and the reaction time was 1 hour.
이하는 상기 각 실시예에 따른 결과이다.The following is the result according to each said Example.
[표 1]TABLE 1
실시예 1과 실시예 2에 사용된 세가지 원탄의 공업분석, 원소분석, 발열량분석 결과를 나타낸 것이다.The results of industrial analysis, elemental analysis and calorific value analysis of the three raw coals used in Examples 1 and 2 are shown.
Figure PCTKR2009002640-appb-I000001
Figure PCTKR2009002640-appb-I000001
상기 표 1에서 보는 바와 같이 C-S-1 샘플의 경우 수분함량이 많고 휘발성분이 많지만 탄소성분은 가장 적으로 나타났고, 발열량도 가장 낮은 것으로 나타났다. 각 원탄의 회분 함량은 C-S-1은 3.44wt%, C-S-2는 6.05wt%, C-S-3은 5.15wt%를 함유하고 있는 것으로 나타났다.As shown in Table 1, the C-S-1 sample was found to have the most water content and the most volatile content, but the most carbon component and the lowest calorific value. The ash content of each raw coal was found to contain 3.44wt% of C-S-1, 6.05wt% of C-S-2, and 5.15wt% of C-S-3.
[표 2]TABLE 2
실시예 1의 경우에 있어서 세종류의 석탄과 용매로 N메틸2피로리돈을 사용하였을 경우 특성을 나타낸 것이다.In the case of Example 1, when Nmethyl 2 pyrrolidone is used as three kinds of coal and a solvent, the characteristic is shown.
Figure PCTKR2009002640-appb-I000002
Figure PCTKR2009002640-appb-I000002
상기 표에서 볼 수 있는 것처럼 N메틸2피로리돈를 사용하였을 경우 석탄과 용매의 반응에 의한 추출된 청정석탄의 추출수율은 52-79wt%(회분이 없는 경우 건조 석탄 기준)까지 나타났고, 석탄의 종류에 따라 회분 함량은 0.51-1.25wt%로 원탄에 비하여 64-84wt%가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 원소분석 결과 탄소 함량이 원탄에 비해 크게 증가하였고, 청정석탄의 경우에 있어서 발열량도 20-30% 정도 향상되는 것으로 나타났다.As can be seen from the table above, when Nmethyl2pyrrolidone was used, the extraction yield of the extracted clean coal by the reaction of coal and solvent was up to 52-79wt% (based on dry coal without ash). The ash content was 0.51-1.25wt% and 64-84wt% was reduced compared to the raw coal. In addition, the elemental analysis showed that the carbon content was significantly increased compared to that of raw coal, and in the case of clean coal, the calorific value also improved by 20-30%.
[표 3]TABLE 3
실시예 1의 경우에 있어서 세종류의 석탄과 용매로 1메틸나프탈렌을 사용하였을 경우 특성을 나타낸 것이다.In the case of Example 1, when 1methylnaphthalene was used as three kinds of coal and a solvent, the characteristic was shown.
Figure PCTKR2009002640-appb-I000003
Figure PCTKR2009002640-appb-I000003
상기 표에서 볼 수 있는 것처럼 1메틸나프탈렌을 사용하였을 경우 석탄과 용매의 반응에 의한 추출된 청정석탄의 추출수율은 17-32wt%(회분이 없는 경우 건조 석탄 기준)로 나타나 N메틸2피로리돈를 사용하였을 경우에 비해서는 낮게 나타났다. 그러나 석탄의 종류에 따라 회분 함량은 0.02-0.14wt%로 나타나, 원탄에 비하여 97.3 - 99.4wt%까지 감소하여 높은 감소율을 나타내었다. 또한 발열량도 청정석탄의 경우 탄종류에 상관없이 8400kcal/kg 이상을 나타내었다.As can be seen from the table above, when 1methylnaphthalene was used, the extraction yield of the extracted clean coal by the reaction of coal and solvent was 17-32wt% (based on dry coal in the absence of ash), resulting in Nmethyl 2 pyrrolidone. It was lower than when used. However, depending on the type of coal, the ash content was 0.02-0.14wt%, which decreased to 97.3-99.4wt% compared to the raw coal, indicating a high reduction rate. Also, the calorific value of clean coal showed more than 8400kcal / kg regardless of the type of coal.
[표 4] TABLE 4
실시예 1의 경우에 있어서 세종류의 석탄과 용매로 접촉분해경유를 사용하였을 경우 특성을 나타낸 것이다.In the case of Example 1, when the catalytic cracking gas is used as the three types of coal and solvent, the characteristics are shown.
Figure PCTKR2009002640-appb-I000004
Figure PCTKR2009002640-appb-I000004
상기 표에서 볼 수 있는 것처럼 접촉분해경유를 사용하였을 경우 석탄과 용매의 반응에 의한 추출된 청정석탄의 추출수율은 51-61wt%(회분이 없는 경우 건조 석탄 기준)로 나타나 N메틸2피로리돈 보다는 낮지만 1네메틸나프탈렌을 사용한 경우보다 높게 나타났다. 회분 함량도 0.02-0.1wt%로 나타나, 1메틸나프탈렌의 경우 보다 더 낮은 것으로 나타났다. As can be seen from the above table, when catalytic cracking was used, the extraction yield of the extracted clean coal by the reaction of coal and solvent was 51-61wt% (based on dry coal in case of no ash), rather than Nmethyl2pyrrolidone. Although lower, it was higher than that of 1-methylnaphthalene. Ash content was also found to be 0.02-0.1wt%, which is lower than that of 1methylnaphthalene.
상기의 결과들로부터 사용하는 석탄 및 용매에 따라서 동일 온도일지라도 추출수율 및 회분함량 등은 크게 변화하는 특징을 갖는 것으로 나타났다.From the above results, the extraction yield and the ash content, etc., even at the same temperature, depending on the coal and solvent used, have been shown to have a large change.
[표 5]TABLE 5
실시예 2의 경우에 있어서 C-S-1 탄을 사용하고, 용매로 N메틸2피로리돈를 사용하였을 경우 초음파적용, 교반시, 교반이 없는 경우(교반무)의 특성을 나타낸 것이다.In the case of Example 2, when C-S-1 charcoal was used and Nmethyl 2 pyrrolidone was used as the solvent, the characteristics of ultrasonic application, stirring, and no agitation (no stirring) were shown.
Figure PCTKR2009002640-appb-I000005
Figure PCTKR2009002640-appb-I000005
상기 표에서, C-S-1 청정석탄의 경우 초음파 적용시 추출수율이 가장 높았고, 회분함량은 가장 적은 것으로 나타나 초음파 적용이 석탄의 추출수율은 향상시키고 회분함량은 감소시킬 수 있는 특징을 갖는 것으로 나타났다.In the above table, C-S-1 clean coal showed the highest extraction yield and the lowest ash content when ultrasonic application was applied, indicating that ultrasonic application improved coal extraction yield and reduced ash content.
도 4는 실시예 1로부터 얻어진 결과로부터 반응온도의 변화에 따른 석탄 종류 및 용매의 종류에 따른 추출수율 결과를 나타낸 것인데, 300℃ 이하의 경우 추출수율이 40% 미만인 것으로 나타났고, 400℃ 이상에서는 일부 석탄에서 추출수율이 감소하는 것으로 나타나 반응온도 범위를 300-400℃로 하고, 더 자세하게는 350-370℃ 범위로 선정하였다.Figure 4 shows the extraction yield according to the type of coal and the type of solvent according to the change of reaction temperature from the results obtained in Example 1, the extraction yield was found to be less than 40% below 300 ℃, 400 ℃ or more The extraction yield was reduced in some coals, so the reaction temperature range was set to 300-400 ° C and more specifically, 350-370 ° C.
도 5는 실시예 2로부터 얻어진 결과로 청정석탄의 추출에 있어서 초음파(US), 교반(Agit), 교반무(non)의 경우 용매를 변경하였을 때 추출수율 결과를 얻은 것이다. 용매가 1메틸나프탈렌 및 N메틸2피로리돈을 사용하였을 때 초음파의 경우 교반 및 교반무의 경우에 비해 추출수율이 높은 결과를 얻을 수 있었다.FIG. 5 shows the extraction yield when the solvent is changed in the case of ultrasonic (US), stirring (Agit), and stirring (non) in the extraction of clean coal as a result obtained from Example 2. FIG. In the case of using 1methylnaphthalene and Nmethyl2pyrrolidone as a solvent, the extraction yield was higher in the case of ultrasound than in the case of stirring and stirring nothing.
도 6은 실시예 2로부터 얻어진 결과로 청정석탄의 추출에 있어서 회분함량 결과를 얻은 것인데, 용매 종류에 무관하게 초음파(US)를 적용하였을 경우 교반(Agit), 교반무(non)의 경우에 비하여 낮게 나타나는 결과를 얻을 수 있었다.Figure 6 shows the ash content obtained in the extraction of clean coal as a result obtained in Example 2, when ultrasonic (US) is applied regardless of the type of solvent compared to the case of stirring (Agit), agitation (non) Low results were obtained.
상기 모든 결과들을 종합해 볼 때, 석탄 및 용매의 종류에 따라 추출 특성은 다르게 나타났지만, 반응온도는 350-370℃ 범위에서 높게 나타났고, 초음파(US)를 적용하였을 경우 추출수율을 향상시킬 수 있었고, 회분함량을 더 낮게 할 수 있음을 알 수 있었다.In summary, the extraction characteristics were different depending on the type of coal and solvent, but the reaction temperature was high in the range of 350-370 ℃, and the application of ultrasonic wave (US) could improve the extraction yield. It was found that the ash content could be lowered.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

Claims (19)

  1. 용매의 열적추출에 의한 청정석탄 제조방법에 있어서,In the method for producing clean coal by thermal extraction of a solvent,
    원료 석탄과 용매를 일정비율로 혼합한 슬러리를 추출반응기에 넣고 일정한 온도, 일정한 시간동안 반응시켜 석탄에 포함되어 있던 유기질 성분이 용매에 의해 용해되도록 한 후, 용해되지 않은 입자상물질과 분리한 후에 용해된 성분을 건조하여 회분 함량이 0.01 - 0.2wt%를 갖는 고체상의 청정석탄을 제조하는 방법을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법.Slurry mixed with raw coal and solvent in a certain ratio is placed in an extraction reactor and reacted for a certain temperature and time so that the organic components contained in the coal are dissolved by the solvent, and then separated from the undissolved particulate matter. Method of producing a clean coal by thermal extraction of the solvent, characterized in that the dried component is dried to produce a solid coal having a ash content of 0.01-0.2wt%.
  2. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 석탄은 200mesh(<75㎛)의 표준체로 체질(sieving)되어 그 이하의 크기만을 사용한 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법.The coal is sieve (sieving) to a standard body of 200mesh (<75㎛) and the method of producing clean coal by thermal extraction of the solvent, characterized in that using only the size of less.
  3. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 석탄과 용매의 슬러리 제조 함량은 1:10에서 1:4까지인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법.Slurry production content of the coal and the solvent is a method for producing clean coal by thermal extraction of the solvent, characterized in that it is used from 1:10 to 1: 4.
  4. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 추출반응기의 반응 온도 범위는 300 - 400℃로 운전하여 반응시키는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법.The reaction temperature range of the extraction reactor is 300 to 400 ℃ operating method for producing clean coal by thermal extraction of the solvent, characterized in that the reaction.
  5. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 추출반응기에서의 반응시간은 30-60분 동안 유지하는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법.The reaction time in the extraction reactor is a method of producing clean coal by thermal extraction of the solvent, characterized in that maintained for 30-60 minutes.
  6. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 추출반응기에서 반응이 완료된 후에 용매에 용해된 성분과 용매에 용해되지 않은 입자상물질을 분리함에 있어서 중력침강법을 사용하는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법.Method for producing clean coal by thermal extraction of the solvent, characterized in that the gravity sedimentation method is used to separate the components dissolved in the solvent and the particulate matter not dissolved in the solvent after the reaction in the extraction reactor.
  7. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 원료 석탄은 저등급석탄인 갈탄 또는 아역청탄을 사용하는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법.The raw coal is a method for producing clean coal by thermal extraction of a solvent, characterized in that using low-grade coal lignite or sub-bituminous coal.
  8. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 용매는 비점 범위가 200-300℃인 N메틸2피로리돈(NMP), 1메틸나프탈렌(1-MN), 접촉분해경유(LCO) 중에서 선택된 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법.The solvent is used for thermal extraction of a solvent, characterized in that one selected from N methyl 2 pyrrolidone (NMP), 1 methyl naphthalene (1-MN), catalytic cracking (LCO) having a boiling point range of 200-300 ℃ Method for producing clean coal by
  9. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 추출반응기에서 반응하는 석탄과 용매의 슬러리 물질은 무교반하여 반응시키는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법.A method of producing clean coal by thermal extraction of a solvent, characterized in that the slurry material of coal and the solvent reacted in the extraction reactor is stirred without reaction.
  10. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 추출반응기에서 반응하는 석탄과 용매의 슬러리 물질은 교반하여 반응시키는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법.A method of producing clean coal by thermal extraction of a solvent, characterized in that the slurry material of the coal and the solvent reacted in the extraction reactor is stirred.
  11. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 추출반응기에서 반응하는 석탄과 용매의 슬러리 물질은 보다 추출수율을 향상시키고 회분함량을 감소시키기 위하여 초음파를 적용하여 반응시키는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법.The slurry material of the coal and the solvent reacted in the extraction reactor is reacted by applying ultrasonic waves to improve the extraction yield and reduce the ash content.
  12. 제 10항에 있어서, The method of claim 10,
    상기 교반기는 마그네틱 교반기를 사용하여 반응시키는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법. The stirrer is a method for producing clean coal by thermal extraction of a solvent, characterized in that the reaction using a magnetic stirrer.
  13. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 원료 석탄과 용매를 일정비율로 혼합한 슬러리를 추출반응기에 넣기전에 석탄이 함유하고 있는 수분을 먼저 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법. The method for producing clean coal by thermal extraction of a solvent further comprising the step of first removing the water contained in the coal prior to putting the slurry mixed with the raw coal and the solvent in a predetermined ratio.
  14. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 원료 석탄과 용매를 일정비율로 혼합한 슬러리를 추출반응기에 넣은 후 불활성 기체를 불어 넣어 반응기 내부의 공기를 모두 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 방법. The method of manufacturing clean coal by thermal extraction of a solvent further comprising the step of removing all air in the reactor by injecting a slurry in which the raw material coal and the solvent are mixed at a predetermined ratio into an extraction reactor. Way.
  15. 용매의 열적추출에 의한 청정석탄 제조장치에 있어서,In the clean coal production apparatus by thermal extraction of the solvent,
    석탄과 용매가 혼합된 슬러리의 수분을 제거하는 수분제거 및 예열기(1)와;A water removal and preheater (1) for removing water in the slurry in which coal and solvent are mixed;
    수분이 제거된 슬러리 혼합물을 추출반응시키는 추출반응기(2)와;An extraction reactor (2) for extracting and removing the slurry mixture from which the water is removed;
    추출반응기(2)에서 용매에 의해 반응된 액상을 공급받아 액상에 포함되어 있는 미세 입자상 물질을 제거하는 필터시스템(3)과;A filter system 3 for receiving the liquid phase reacted by the solvent in the extraction reactor 2 and removing fine particulate matter contained in the liquid phase;
    필터시스템(3)을 통과한 액상을 건조시키는 추출물건조기(5)와;An extract dryer 5 for drying the liquid phase passing through the filter system 3;
    추출반응기(2)에서 침강된 슬러리 상태의 물질을 공급받아 건조시키는 잔탄건조기(6)와;Xanthan dryer (6) for receiving and drying the material of the slurry settled in the extraction reactor (2);
    상기 잔탄건조기(6)와 추출물건조기(5)에서 증발된 용매들을 응축시키는 응축기(8)와;A condenser (8) for condensing the solvents evaporated in the xanthan dryer (6) and the extract dryer (5);
    응축기를 통과한 액상 용매를 회수하는 용매회수탱크(9)로 구성된 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 장치. An apparatus for producing clean coal by thermal extraction of a solvent, comprising a solvent recovery tank 9 for recovering a liquid solvent that has passed through a condenser.
  16. 제 15항에 있어서,The method of claim 15,
    상기 수분제거 및 예열기(1), 추출반응기(2), 필터시스템(3), 잔탄건조기(6) 및 추출물건조기(5) 외부에는 히터(10)가 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 장치. Thermal extraction of the solvent, characterized in that the heater 10 is installed outside the moisture removal and preheater (1), extraction reactor (2), filter system (3), xanthan dryer (6) and extract dryer (5). Apparatus for producing clean coal by
  17. 제 15항에 있어서,The method of claim 15,
    상기 필터시스템에 적용되는 필터는 소결금속필터로 하며, 기공 크기(pore size)는 0.5 - 10.㎛ 범위를 사용하는 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 장치. The filter applied to the filter system is a sintered metal filter, the pore size (pore size) is a device for producing clean coal by thermal extraction of the solvent, characterized in that using a range of 0.5-10.㎛.
  18. 제 15항에 있어서,The method of claim 15,
    상기 추출반응기(2)에 교반기(11)를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 장치. Apparatus for producing clean coal by thermal extraction of a solvent, characterized in that the extraction reactor (2) further comprises a stirrer (11).
  19. 제 15항에 있어서,The method of claim 15,
    상기 추출반응기(2)에 초음파 발생기(12)를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 용매의 열적추출에 의한 청정석탄의 제조 장치. Apparatus for producing clean coal by thermal extraction of a solvent, characterized in that the extraction reactor (2) further comprises an ultrasonic generator (12).
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