WO2014185306A1 - 石炭類の液化方法、耐自然発火性に優れた石炭系材料及びその製造方法 - Google Patents

石炭類の液化方法、耐自然発火性に優れた石炭系材料及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2014185306A1
WO2014185306A1 PCT/JP2014/062222 JP2014062222W WO2014185306A1 WO 2014185306 A1 WO2014185306 A1 WO 2014185306A1 JP 2014062222 W JP2014062222 W JP 2014062222W WO 2014185306 A1 WO2014185306 A1 WO 2014185306A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coal
waste
oil
fruit
pyrolysis
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/062222
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝 立花
Original Assignee
アースリサイクル株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アースリサイクル株式会社 filed Critical アースリサイクル株式会社
Priority to JP2015517038A priority Critical patent/JPWO2014185306A1/ja
Publication of WO2014185306A1 publication Critical patent/WO2014185306A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/008—Controlling or regulating of liquefaction processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/06—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation
    • C10G1/065—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation in the presence of a solvent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/02—Combustion or pyrolysis

Definitions

  • the present invention relates to a coal liquefaction method, a coal-based material excellent in pyrophoric resistance, and a method for producing the same, and in particular, coal can be liquefied at a low cost and the coal can be liquefied with a sufficiently practical yield.
  • the present invention relates to a liquefying method, a coal-based material that can improve the spontaneous ignition resistance of lignite and bituminous coal using the liquefaction method, and a method for producing the same.
  • Liquefied coal is known as a clean energy source because it emits less environmental pollutants such as sulfur oxides when burned.
  • coal liquefaction methods (1) and (2) have a high yield of liquefied coal, it is necessary to liquefy the coal under high temperature, high pressure or high pressure, and the production equipment becomes large and complicated.
  • liquefied coal is expensive and impractical, and significant cost reduction has been demanded.
  • the coal liquefaction method (3) requires a two-stage reaction process of syngas production and reaction, which complicates the production process, resulting in high costs.
  • an object of the present invention is to provide a coal liquefaction method that can liquefy coal with a sufficiently practical yield without incurring high costs.
  • the method for liquefying coals is to collect coals from the group of waste plastic, vegetable waste edible oil, animal waste edible oil, waste tire, waste lubricant oil, palm fruit, coconut fruit and jatropha fruit. Derived from coals by pyrolyzing coals by heating at normal pressure to a set temperature within the range of 400 ° C to 560 ° C in the presence of one or more liquefaction aids and cracking catalyst selected It is characterized in that pyrolysis oil containing oil is obtained.
  • One of the characteristics of the present invention is one or more liquefaction aids selected from the group of waste plastic, vegetable waste edible oil, animal waste edible oil, waste tire, waste lubricant oil, palm fruit, coconut fruit, and jatropha fruit.
  • the coal is pyrolyzed at normal pressure at a set temperature within a range of 400 ° C. to 560 ° C. to obtain a pyrolysis oil containing oil components derived from coals. is there.
  • liquefied coal can be obtained by thermal decomposition at normal pressure, so there is no need for a large and complicated production facility as in the case of production at high temperature, high pressure or high pressure, and there is no cost increase. .
  • the yield of liquefied coal is 8% or more in terms of coal in the present invention, which is significantly higher than the yield of 1.4% when only coal is pyrolyzed. It was confirmed to be practical.
  • bitumen In the present invention, it is described as coal in the sense that it includes coal and bitumen.
  • the ratio of liquefaction aid to coal is closely related to the yield of liquefied coal, and the more the liquefaction aid, the greater the yield. Therefore, it is preferable that the weight ratio of coal and liquefaction aid is in the range of 70:30 to 20:80. If the liquefaction aid is less than 30% by weight, the yield will be extremely low, and if it exceeds 80% by weight, the amount of liquefaction aid used will be too large compared to the increase in yield, which is not economical.
  • slaked lime zeolite, silica, alumina, etc.
  • a pyrolysis oil preferably a high-boiling fraction of 350 ° C or higher of the pyrolysis oil, a pyrolysis brine, a plastic melt
  • covering the surface of low-grade coal can prevent spontaneous combustion of low-grade coal.
  • the pores of the low-grade coal dehydrated by heating enter the pores of the pyrolysis high-boiling point condensate, pyrolysis brine or plastic melt and block the pores. It is thought to prevent or suppress spontaneous ignition.
  • low-grade coal such as brown coal or granular bituminous coal is used as a raw material, heated in the presence of a liquefaction aid and a cracking catalyst, and pyrolyzed oil, preferably a high-boiling fraction or pyrolysis canister of 350 ° C. If the liquid is obtained and the surface of the pyrolysis residue of coal or coal is coated, or the surface of the pyrolysis residue of coal or coal is coated with a plastic melt, coal with excellent pyrophoric resistance System materials can be manufactured.
  • the coal-based material having excellent pyrophoric resistance according to the present invention is such that all or part of the surface of coal or coal pyrolysis residue is waste plastic, vegetable waste cooking oil, animal waste cooking oil, waste tire , Waste lubricant, palm fruit, coconut fruit, jatropha fruit one or more pyrolyzed oil, waste plastic, vegetable waste edible oil, animal waste edible oil, waste tire, waste lubricant oil It is characterized by being covered with one or a plurality of pyrolytic brines and / or plastic melts selected from the group consisting of palm fruit, coconut fruit and jatropha fruit.
  • a method for producing a coal-based material excellent in spontaneous combustion resistance includes coal, waste plastic, vegetable waste edible oil, animal waste edible oil, waste tire, waste lubricant oil, palm fruit, Pyrolysis of coal by heating to a set temperature in the range of 400 ° C to 560 ° C at normal pressure in the presence of one or more liquefaction aids and cracking catalysts selected from the group of coconut fruit and jatropha fruit
  • a pyrolysis oil containing oil derived from coal is obtained, and all or part of the surface of the coal or coal pyrolysis residue is covered with the pyrolysis oil.
  • a method for producing a coal-based material excellent in spontaneous ignition resistance includes waste plastic, vegetable waste cooking oil, animal waste cooking oil, waste tire, waste lubricating oil, palm fruit, coconut fruit and One or more selected from the group of jatropha fruits is heated to a temperature just before the pyrolysis start temperature to obtain a pyrolysis brine, and the pyrolysis brine is used to obtain all or one of the surfaces of coal or coal pyrolysis residue. It is characterized by covering the part.
  • the coal is heated and dried, and then the entire or part of the surface of the coal is covered with a plastic melt. It is characterized by that.
  • FIG. 1 schematically shows a batch type coal liquefaction method according to the present invention.
  • the raw material is selected from the group of crushed coal (20% -70% by weight), waste plastic, vegetable waste cooking oil, animal waste cooking oil, waste tire, palm fruit, coconut fruit and jatropha fruit Or a mixture of slaked lime (2% to 15% by weight with respect to coal, waste plastic, etc.).
  • the pyrolysis light / medium oil from the storage tank 15 is heated to about 560 ° C. by the heating furnace 18 using the pyrolysis heavy oil from the storage tank 17 as fuel, and the pyrolysis light / High-temperature steam of medium oil is supplied to the jacket 11 and the serpentine tube of the pyrolysis tank 10 to heat the pyrolysis tank 10.
  • the pyrolysis tank 10 When the pyrolysis tank 10 is sufficiently heated, the raw material is charged. Then, the moisture of the raw material evaporates and is discharged from the thermal decomposition tank 10, and when the raw material is further heated, the waste plastic is melted, vegetable waste cooking oil, animal waste cooking oil, waste tire, waste lubricating oil, Palm fruit, coconut fruit and jatropha fruit are heated. When waste plastic or the like reaches the thermal decomposition start temperature, thermal decomposition is started and pyrolytic oil gas is generated.
  • pyrolysis oil gas is introduced into the distillation column 13
  • pyrolysis light / medium oil from the storage tank 15 is fed by the pump 16, heated to about 560 ° C. by the heating furnace 18,
  • the pyrolysis oil gas supplied to the serpentine tube is fractionated into a low boiling fraction of 350 ° C or lower and a high boiling fraction of 350 ° C or higher, and the low boiling fraction is stored in the storage tank as pyrolytic heavy oil. 17 is stored.
  • the high-boiling fraction of 350 ° C. or higher is heat-exchanged with the low-temperature pyrolytic light / medium oil in the condenser 14 to be condensed into light / medium oil, and sent to the storage tank 15 for storage.
  • the coal When the raw material reaches a sufficiently high temperature, the coal begins to be thermally decomposed in the normal pressure liquid phase in the presence of plastic melt or slaked lime, and the thermal decomposition of the coal proceeds as the temperature rises. When the coal reaches about 560 ° C. and 5 to 10 hours elapse, a sufficient amount of coal is pyrolyzed, and a gas containing pyrolysis oil gas of coal is fractionated in the distillation column 13.
  • the pyrolysis residue remaining in the pyrolysis tank 10 is discharged out of the tank by the screw conveyor 12 and cooled.
  • the pyrolysis residue is used for applications such as activated carbon, it is discharged as it is.
  • FIG. 2 schematically shows a preferred embodiment of a continuous coal furnace liquefaction method, in which the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
  • a drying furnace 20 is provided in front of the thermal decomposition tank 10, and after the raw materials are charged into the drying furnace 20 and dried, the raw materials are continuously charged into the thermal decomposition tank 10 by the screw conveyor 22.
  • High-temperature steam is supplied to the jacket 21 of the drying furnace 20, and high-temperature steam of pyrolysis light / medium oil is directly blown into the pyrolysis tank 10.
  • Example 1 70.4 g of coal, 63.6 g of waste cooking oil, and 7.6 g of slaked lime were used as raw materials, pyrolyzed by the method of the present invention, and the yield of liquefied coal was determined by measuring the amount of moisture, oil, residue and gas. .
  • G Overall (wt%) Derived from cooking oil (g) Derived from coal (g) Coal yield (%) Moisture: 6.0 4.5 Oil content: 57.6 43.0 47.4 10.2 14.5 Residue: 64.4 48.1 Gas: 6.0 4.5 Total: 134.0 100
  • Example 2 The yield of liquefied coal is 70.8 g of coal, 70.8 g of HDPE (high density polyethylene), and 9.7 g of slaked lime, pyrolyzed by the method of the present invention, and the amount of moisture, oil, residue and gas is measured. Asked. (G) Total (wt%) HDPE (g) Coal derived (g) Coal yield (%) Moisture: 5.0 3.5 Oil content: 62.4 44.1 53.1 9.3 13.1 Residue: 69.0 48.7 Gas: 6.2 3.7 Total: 141.6 100
  • Example 3 70.0 g of coal, 70.0 g of tires, and 7.0 g of slaked lime were used as raw materials, pyrolyzed by the method of the present invention, and the yield of liquefied coal was determined by measuring the amount of moisture, oil, residue and gas.
  • G Overall (wt%) Tire origin (g) Coal origin (g) Coal yield (%) Moisture: 8.0 5.7 Oil content: 25.5 18.2 19.7 5.8 8 Residue: 102.0 12.9 Gas: 4.5 3.2 Total: 140.0 100
  • Coal 106.8 was used as a raw material and pyrolyzed by the method of the present invention, and the yield of liquefied coal was determined by measuring the amount of moisture, oil, residue and gas.
  • G Total (wt%) moisture: 3.0 2.8 Oil content: 1.5 1.4 Residue: 90.5 84.7 Gas: 11.8 11.0 Total: 106.8 100
  • the yield increased by 6.6% or more compared to the case of pyrolyzing coal, and the yield of liquefied coal of 8% or more was a sufficiently practical value.
  • Yield of oil is 1.4wt% and 1.7wt%, there is almost no difference between adding and not adding slaked lime, and it is not slaked lime that contributes to coal liquefaction, but liquefaction aid such as waste plastic It turned out to be an agent.
  • slaked lime functions to increase the oil content of waste cooking oil. It is understood that cracking catalysts such as slaked lime have no effect on coal, but have an effect on waste plastic, waste cooking oil, etc., and improve the yield in terms of coal. In addition, since the quality of the oil content, particularly the sulfur content, is improved, it is necessary to add a decomposition catalyst such as slaked lime.
  • a fixed pyrolysis tank is used.
  • a fluidized bed pyrolysis tank or a kiln pyrolysis tank can also be used.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

　石炭類を安価に液化でき、しかも十分に実用的な収率でもって石炭類を液化できるようにした液化方法を提供する。　石炭類を、廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実、ジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数の液化助剤及び分解触媒の存在下、常圧で、４００°Ｃ～５６０°Ｃの範囲内の設定温度に加熱することによって石炭類を熱分解し、石炭類に由来する油分を含む熱分解油を得る。

Description

石炭類の液化方法、耐自然発火性に優れた石炭系材料及びその製造方法
　本発明は石炭類の液化方法、耐自然発火性に優れた石炭系材料及びその製造方法に関し、特に石炭類を安価に液化でき、しかも十分に実用的な収率でもって石炭類を液化できるようにした液化方法、その液化方法を利用して褐炭や歴青炭の耐自然発火性を向上できるようにした石炭系材料及びそれを製造する方法に関する。
　液化石炭はこれを燃焼させたときにイオウ酸化物などの環境汚染物質の発生が少なく、クリーンなエネルギー源として知られている。
　従来より、（１）４００°Ｃ～６００°Ｃの温度、最高圧力７００気圧の条件下で、石炭に水素を反応させて液化する方法、（２）石炭とプラスチックを３５０°Ｃ～５００°Ｃ、５０気圧～３５０気圧で、触媒の存在下、水素雰囲気中で同時に分解させるようにした方法、（３）８００°Ｃ～１２００°Ｃの温度、２０気圧～３０気圧の条件下で石炭をガス化して合成ガスを製造し、この合成ガスを反応させて炭化水素を合成する方法、が知られている（特許文献１）。
特開平０５－２０２３６５号公報
　しかし、前述の石炭の液化方法（１）（２）は液化石炭の収率は高いものの、高温・高圧下又は高圧下で石炭を液化する必要があって、製造設備が大型・複雑となるので、液化石炭が高価となって実用的でなく、大幅なコストダウンが求められていた。
　また、石炭の液化方法（３）では合成ガスの製造と反応という２段階の反応プロセスを必要とし、製造プロセスが煩雑になるので、コスト高となっていた。
　本発明はかかる問題点に鑑み、コスト高を招来することなく、しかも充分に実用的な収率でもって石炭類を液化できるようにした石炭類の液化方法を提供することを課題とする。
　そこで、本発明に係る石炭類の液化方法は、石炭類を、廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実、ジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数の液化助剤及び分解触媒の存在下、常圧で、４００°Ｃ～５６０°Ｃの範囲内の設定温度に加熱することによって石炭類を熱分解し、石炭類に由来する油分を含む熱分解油を得るようにしたことを特徴とする。
　本発明の特徴の１つは廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実及びジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数の液化助剤及び分解触媒の存在下に、石炭を、常圧、４００°Ｃ～５６０°Ｃの範囲内の設定温度で熱分解し、石炭類に由来する油分を含む熱分解油を得るようにした点にある。
　これにより、常圧における熱分解によって液化石炭を得ることができるので、高温・高圧又は高圧下で製造する場合のような大型で複雑な製造設備を必要とせず、コスト高を招来することがない。
　本願発明者の実験によれば、液化石炭の収率は本件発明では石炭換算で８％以上と、石炭だけを熱分解したときの収率１．４％に比較して大幅に高く、充分に実用的であることが確認された。
　また、本発明の方法は歴青（アスファルト）にも適用できることが分かった。本願発明では石炭及び歴青を含むという意味で石炭類と表記している。
　石炭に対する液化助剤の割合は、液化石炭の収率に密接に関係し、液化助剤が多い方が収率も大きくなる。そこで、石炭と液化助剤とを、重量比で７０：３０～２０：８０の範囲内の比率とするのがよい。液化助剤が３０重量％未満では収率が極端に低くなり、８０重量％を越えると、収率の増大に比較して液化助剤の使用量が多くなりすぎ、経済的でないからである。
　また、分解触媒には消石灰、ゼオライト、シリカ、アルミナ等を用いることができる。消石灰の場合、石炭及び液化助剤に対して２重量％以上１５重量％以下の範囲内の量を添加するのがよい。
　ところで、褐炭や粉粒状の歴青炭などの低品位の石炭を石炭ヤードに蓄積していると、低品位石炭が自然発火する現象が知られている。
　本願発明者が本願発明に係る石炭の液化方法の実験を行っていたところ、熱分解油、好ましくは熱分解油のうちの３５０°Ｃ以上の高沸点留分、熱分解かん液、プラスチック融液で低品位石炭の表面を覆うと、低品位石炭の自然発火を防止できることを知見するに至った。その理由は詳細には特定できていないが、加熱によって脱水した低品位石炭の細孔に、熱分解高沸点凝縮液、熱分解かん液又はプラスチック融液が侵入して細孔を閉塞することによって自然発火を防止又は抑制するものと考えられる。
　したがって、褐炭や粉粒状の歴青炭など低品位石炭を原料とし、液化助剤及び分解触媒の存在下に加熱し、熱分解油、好ましくは３５０°Ｃ以上の高沸点留分や熱分解かん液を得て石炭又は石炭の熱分解残渣の表面を被覆するようにするか、又はプラスチック融液によって石炭又は石炭の熱分解残渣の表面を被覆するようにすると、耐自然発火性に優れた石炭系材料を製造することができる。
　本発明に係る、耐自然発火性に優れた石炭系材料は、石炭又は石炭の熱分解残渣の表面の全部又は一部が、廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実、ジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数を熱分解した熱分解油、廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実、ジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数の熱分解かん液及び／又はプラスチック融液によって覆われていることを特徴とする。
　また、本発明に係る、耐自然発火性に優れた石炭系材料の製造方法は、石炭を、廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実及びジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数の液化助剤及び分解触媒の存在下、常圧で、４００°Ｃ～５６０°Ｃの範囲内の設定温度に加熱することによって石炭を熱分解して石炭に由来する油分を含む熱分解油を得て、該熱分解油で石炭又は石炭の熱分解残渣の表面の全部又は一部を覆うようにしたことを特徴とする。
　さらに、本発明に係る、耐自然発火性に優れた石炭系材料の製造方法は、廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実及びジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数を熱分解開始温度直前の温度まで加熱することによって熱分解かん液を得て、該熱分解かん液で石炭又は石炭の熱分解残渣の表面の全部又は一部を覆うようにしたことを特徴とする。
　また、本発明に係る、耐自然発火性に優れた石炭系材料の製造方法は、石炭を加熱して乾燥させた後、プラスチック融液にて石炭の表面の全部又は一部を覆うようにしたことを特徴とする。
本発明に係る石炭類の液化方法の好ましい実施形態を模式的に示す工程図である。 第２の実施形態を実施するための熱分解槽の１例を示す側面図である。
　以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るバッチ式の石炭類の液化方法を模式的に示す。図において、原料には、破砕した石炭（２０重量％～７０重量％）、廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、パーム果実、ココヤシ果実及びジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数（８０重量％～３０重量％）、消石灰（石炭及び廃プラスチック等に対して２重量％～１５重量％）を混合したものを用いる。
　石炭を液化するにあたり、貯蔵槽１５からの熱分解軽質・中質油を、貯蔵槽１７からの熱分解重質油を燃料とする加熱炉１８によって約５６０°Ｃに加熱し、熱分解軽質・中質油の高温蒸気を熱分解槽１０のジャケット１１及び蛇管に供給して熱分解槽１０を加熱する。
　熱分解槽１０が充分に加熱されると、原料を投入する。すると、原料の水分は蒸発して熱分解槽１０から排出され、原料がさらに加熱されると、廃プラスチックは溶融され、植物性廃食用油や動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実及びジャトロファ果実は温度上昇される。廃プラスチック等が熱分解開始温度に達すると、熱分解が開始され、熱分解油ガスが発生する。
　熱分解油ガスは蒸留塔１３に導入される一方、貯蔵槽１５からの熱分解軽質・中質油がポンプ１６によって送給され、加熱炉１８によって約５６０°Ｃに加熱され、蒸留塔１３の蛇管に供給されており、熱分解油ガスは３５０°Ｃ以下の低沸点留分と、３５０°Ｃ以上の高沸点留分に分留され、低沸点留分は熱分解重質油として貯蔵槽１７に貯蔵される。３５０°Ｃ以上の高沸点留分は凝縮器１４にて低温の熱分解軽質・中質油と熱交換されて軽質・中質油に凝縮され、貯蔵槽１５に送られて貯蔵される。
　原料が十分に高い温度に達すると、プラスチック融液などや消石灰の存在下に、常圧液相内で、石炭が熱分解され始め、温度上昇に伴って石炭の熱分解が進行する。石炭が約５６０°Ｃに達し、５～１０時間が経過すると、十分な量の石炭が熱分解され、石炭の熱分解油ガスを含むガスが蒸留塔１３で分留されることとなる。
　熱分解槽１０に残った熱分解残渣はスクリューコンベア１２によって槽外に排出され、冷却される。熱分解残渣を活性炭などの用途に利用する場合にはそのまま排出する。
　熱分解残渣を石炭ヤードなどに保管して燃料として利用する場合、自然発火が懸念される。かかる場合には蒸留塔１３内の３５０°Ｃ以上の高沸点留分を熱分解槽１０内の熱分解残渣に供給して熱分解残渣の表面を被覆し、耐自然発火性を付与する。
　１回分の原料の熱分解が終了すると、次の原料を投入し、熱分解を行う。
　図２は連続式の石炭炉類の液化方法の好ましい実施形態を模式的に示し、図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では熱分解槽１０の前段に乾燥炉２０が設けられ、乾燥炉２０に原料が投入されて乾燥された後、原料はスクリューコンベア２２によって熱分解槽１０に連続的に投入される。乾燥炉２０のジャケット２１には高温蒸気が供給され、又熱分解槽１０内には熱分解軽質・中質油の高温蒸気が直接吹き込まれるようになっている。
　（実施例１）
　石炭７０．４ｇ、廃食用油６３．６ｇ、消石灰７．６ｇを原料とし、本発明の方法によって熱分解し、水分、油分、残渣及びガスの量を測定して液化石炭の収率を求めた。

　　　（ｇ）全体（ｗｔ％）　廃食用油由来（ｇ）　石炭由来（ｇ）　石炭収率（％）
水分：　　６．０　　　４．５
油分：　５７．６　　４３．０　　　４７．４　　　　　１０．２　　　１４．５
残渣：　６４．４　　４８．１
ガス：　　６．０　　　４．５
計　：　１３４．０　１００
　（実施例２）
　石炭７０．８ｇ、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）７０．８ｇ、消石灰９．７ｇを原料とし、本発明の方法によって熱分解し、水分、油分、残渣及びガスの量を測定して液化石炭の収率を求めた。

　　　（ｇ）　全体（ｗｔ％）　ＨＤＰＥ（ｇ）　石炭由来（ｇ）　石炭収率（％）
水分：　　５．０　　　３．５
油分：　６２．４　　４４．１　　　５３．１　　　　　９．３　　　１３．１
残渣：　６９．０　　４８．７
ガス：　　６．２　　　３．７
計　：１４１．６　１００
　（実施例３）
　石炭７０．０ｇ、タイヤ７０．０ｇ、消石灰７．０ｇを原料とし、本発明の方法によって熱分解し、水分、油分、残渣及びガスの量を測定して液化石炭の収率を求めた。

　　　（ｇ）　全体（ｗｔ％）　タイヤ由来（ｇ）　石炭由来（ｇ）　石炭収率（％）
水分：　　８．０　　　５．７
油分：　２５．５　　１８．２　　　１９．７　　　　　　５．８　　　　８
残渣：１０２．０　　１２．９
ガス：　　４．５　　　３．２
計　：１４０．０　　１００
　（比較例１）
　石炭１０６．８を原料とし、本発明の方法によって熱分解し、水分、油分、残渣及びガスの量を測定して液化石炭の収率を求めた。

　　　（ｇ）　全体（ｗｔ％）水分：　　３．０　　　２．８
油分：　　１．５　　　１．４
残渣：　９０．５　　８４．７
ガス：　１１．８　　１１．０
計　：１０６．８　　１００
　以上のように、石炭を熱分解する場合に比較して収率が６．６％以上増加しており、８％以上の液化石炭の収率は十分に実用的な値であった。
　（参考例１）
　石炭７０．４ｇ、廃食用油６４．７ｇを原料とし、消石灰を添加した場合と添加しない場合について本発明の方法によって熱分解し、油化率を求めたところ、消石灰を添加した場合には油化率は４２．５ｗｔ％であるのに対し、消石灰を添加しない場合には油化率は３５．０ｗｔ％であり、消石灰の添加効果が確認された。
　（参考例２）
　石炭１０６．８ｇに消石灰５．３ｇを添加した場合と、石炭７６．８ｇに消石灰を添加しない場合について本発明の方法における温度、常圧及び時間の条件にしたがって熱分解し、水分、油分、残渣及びガスの量を測定した。

　　　　消石灰添加　　　　　　　　消石灰非添加
　　　　　（ｗｔ％）　　　　　　　　（ｗｔ％）
水分：　　　２．８　　　　　　　　　　２．５
油分：　　　１．４　　　　　　　　　　１．７
残渣：　　８４．７　　　　　　　　　８４．９
ガス：　　１１．０　　　　　　　　　１０．９
　油分の収率は１．４ｗｔ％と１．７ｗｔ％と、消石灰の添加・非添加でほとんど差が見られず、石炭の液化に寄与しているのは消石灰ではなく、廃プラスチックなどの液化助剤であることが分かった。
　廃食用油１００．０ｇに、消石灰５．０ｇを添加した場合と、廃食用油１００．０ｇに消石灰を添加しない場合について本発明の方法における温度、常圧及び時間の条件にしたがって熱分解し、水分、油分、残渣及びガスの量を測定した。

　　　　消石灰添加　　　　　　　　消石灰非添加
　　　　　（ｗｔ％）　　　　　　　　（ｗｔ％）
水分：　　　７．０　　　　　　　　　　８．０
油分：　　７４．５　　　　　　　　　６７．２
残渣：　　　３．２　　　　　　　　　　４．２
ガス：　　１５．３　　　　　　　　　２０．６
　消石灰の添加で７．３ｗｔ％増加していた。つまり、消石灰は廃食用油に対しては油分を増加させる働きをしている。消石灰等の分解触媒は石炭に対しては効果は見られないが、廃プラスチックや廃食用油等に対して効果を発揮し、石炭換算での収率を改善していることが理解される。また、油分の品質、特に硫黄分を改善しているので、消石灰などの分解触媒の添加は必要である。
　なお、上記の例では固定式の熱分解槽を使用したが、流動層式の熱分解槽、キルン式の熱分解槽を使用することもできる。
　１０　　　熱分解槽
　１２　　　スクリューコンベア
　１３　　　蒸留塔
　２０　　　乾燥炉

Claims (9)

  1. 　石炭類を、廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実、ジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数の液化助剤及び分解触媒の存在下、常圧で、４００°Ｃ～５６０°Ｃの範囲内の設定温度に加熱することによって石炭類を熱分解し、石炭類に由来する油分を含む熱分解油を得るようにしたことを特徴とする石炭類の液化方法。
  2. 　石炭と液化助剤とを、重量比で７０：３０～２０：８０の範囲内の比率で熱分解するようにした請求項１記載の石炭類の液化方法。
  3. 　分解触媒に、石炭及び液化助剤に対して２重量％以上１５重％以下の範囲内の量の消石灰を用いるようにした請求項２記載の石炭類の液化方法。
  4. 　石炭又は石炭の熱分解残渣の表面の全部又は一部が、廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実、ジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数を熱分解した熱分解油、廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実、ジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数の熱分解かん液及び／又はプラスチック融液によって被覆されていることを特徴とする、耐自然発火性に優れた石炭系材料。
  5. 　上記石炭が褐炭又は歴青炭である請求項３記載の、耐自然発火性に優れた石炭系材料。
  6. 　石炭を、廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実及びジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数の液化助剤及び分解触媒の存在下、常圧で、４００°Ｃ～５６０°Ｃの範囲内の設定温度に加熱することによって石炭を熱分解して石炭に由来する油分を含む熱分解油を得て、該熱分解油によって石炭又は石炭の熱分解残渣の表面の全部又は一部を被覆するようにしたことを特徴とする、耐自然発火性に優れた石炭系材料の製造方法。
  7. 　廃プラスチック、植物性廃食用油、動物性廃食用油、廃タイヤ、廃潤滑油、パーム果実、ココヤシ果実及びジャトロファ果実の群から選ばれる１又は複数を熱分解開始温度直前の温度まで加熱することによって熱分解かん液を得て、該熱分解かん液によって石炭又は石炭の熱分解残渣の表面の全部又は一部を被覆するようにしたことを特徴とする、耐自然発火性に優れた石炭系材料の製造方法。
  8. 　石炭を加熱して乾燥させた後、プラスチック融液によって石炭の表面の全部又は一部を被覆するようにしたことを特徴とする、耐自然発火性に優れた石炭系材料の製造方法。
  9. 　上記石炭が褐炭又は歴青炭である請求項６ないし８のいずれかに記載の、耐自然発火性に優れた石炭系材料の製造方法。
PCT/JP2014/062222 2013-05-17 2014-05-07 石炭類の液化方法、耐自然発火性に優れた石炭系材料及びその製造方法 WO2014185306A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015517038A JPWO2014185306A1 (ja) 2013-05-17 2014-05-07 石炭類の液化方法、耐自然発火性に優れた石炭系材料及びその製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013104963 2013-05-17
JP2013-104963 2013-05-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014185306A1 true WO2014185306A1 (ja) 2014-11-20

Family

ID=51898285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/062222 WO2014185306A1 (ja) 2013-05-17 2014-05-07 石炭類の液化方法、耐自然発火性に優れた石炭系材料及びその製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2014185306A1 (ja)
WO (1) WO2014185306A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5876494A (ja) * 1981-10-30 1983-05-09 キム・ダエ・ギ 廃棄合成樹脂、ゴム及び褐炭を原料とする熱分解油並びに無煙炭の製造方法
US4463203A (en) * 1981-11-13 1984-07-31 Gi Kim D Process for the preparation of fuel oil, fuel gas and pyrolysis coke by pyrolysis
JPS63142088A (ja) * 1986-12-03 1988-06-14 Neos Co Ltd 樹脂被覆褐炭ブリケツトチヤ−およびその製法
JPH05202365A (ja) * 1991-12-16 1993-08-10 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 石炭とプラスチックの同時液化方法
JP2011256226A (ja) * 2010-06-07 2011-12-22 Aasu Recycle Kk 廃プラスチックの熱分解槽

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08283745A (ja) * 1995-04-14 1996-10-29 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd スチレン系樹脂の熱分解方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5876494A (ja) * 1981-10-30 1983-05-09 キム・ダエ・ギ 廃棄合成樹脂、ゴム及び褐炭を原料とする熱分解油並びに無煙炭の製造方法
US4463203A (en) * 1981-11-13 1984-07-31 Gi Kim D Process for the preparation of fuel oil, fuel gas and pyrolysis coke by pyrolysis
JPS63142088A (ja) * 1986-12-03 1988-06-14 Neos Co Ltd 樹脂被覆褐炭ブリケツトチヤ−およびその製法
JPH05202365A (ja) * 1991-12-16 1993-08-10 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 石炭とプラスチックの同時液化方法
JP2011256226A (ja) * 2010-06-07 2011-12-22 Aasu Recycle Kk 廃プラスチックの熱分解槽

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K.GIMOUHOPOULOS ET AL.: "Organic solvent effects on waste plastics-lignite coliquefaction", RESOURCES, CONSERVATION AND RECYCLING, vol. 23, no. 1 / 2, 1998, pages 47 - 56, XP004129495, DOI: doi:10.1016/S0921-3449(98)00006-8 *
KURTS S. ROTHENBERGER ET AL.: "Investigation of First Stage Liquefaction of Coal with Model Plastic Waste Mixtures", ENERGY & FUELS, vol. 11, no. 1, 1997, pages 849 - 855 *
ZHEN FENG ET AL.: "Direct liquefaction of waste plastics and coliquefaction of coal-plastic mixtures", FUEL PROCESSING TECHNOLOGY, vol. 49, no. 1 / 3, 1996, pages 17 - 30 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2014185306A1 (ja) 2017-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Saba et al. Co-Hydrothermal Carbonization of coal-biomass blend: Influence of temperature on solid fuel properties
Pattiya et al. Production of bio-oil via fast pyrolysis of agricultural residues from cassava plantations in a fluidised-bed reactor with a hot vapour filtration unit
Farobie et al. In-depth study of bio-oil and biochar production from macroalgae Sargassum sp. via slow pyrolysis
KR100250645B1 (ko) 발전방법 및 발전장치
Xu et al. Pyrolysis characteristics and kinetics of residue from China Shenhua industrial direct coal liquefaction plant
EP3211061B1 (en) System for producing low water biomass-derived pyrolysis oils
Whyte et al. Pyrolytic oil production by catalytic pyrolysis of refuse-derived fuels: Investigation of low cost catalysts
CA2993046A1 (en) Biocoal fuel product and processes and systems for the production thereof
Ma et al. Isoconversional kinetics and characteristics of combustion on hydrothermally treated biomass
RU2621097C2 (ru) Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена
EP3194536B1 (en) Method for thermal treatment of raw materials comprising lignocellulose
López et al. The GRAUTHERMIC-Tyres process for the recycling of granulated scrap tyres
Wankhade et al. Pyrolysis oil an emerging alternate fuel for future
Li et al. Pyrolysis of rice straw with ammonium dihydrogen phosphate: Properties and gaseous potassium release characteristics during combustion of the products
Kim et al. Pyrolytic characteristics of Jatropha seedshell cake in thermobalance and fluidized bed reactors
Rubi et al. Slow pyrolysis of buri palm: Investigation of pyrolysis temperature and residence time effects
Jelita et al. Potential alternative energy of hybrid coal from copyrolysis of lignite with palm empty fruit bunch and the kinetic study
WO2014185306A1 (ja) 石炭類の液化方法、耐自然発火性に優れた石炭系材料及びその製造方法
Rahman et al. Effect of temperature on pyrolysis product of empty fruit bunches
Banihani et al. The effect of catalyst ratio on the pyrolysis yields for waste tyre
Kotaiah Naik et al. Torrefaction assessment and kinetics of deoiled Karanja seed cake
KR101264021B1 (ko) 바이오 매스를 이용한 바이오 오일 및 탄화물 제조 방법
RU2591075C1 (ru) Полигенерирующий энерготехнологический комплекс
Mulimani et al. Production of solid fuel biochar from de-oiled seed cake by pyrolysis
KR101127520B1 (ko) 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조 시스템 및 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14798531

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015517038

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14798531

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1