JPH0141678B2 - - Google Patents
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- JPH0141678B2 JPH0141678B2 JP55093309A JP9330980A JPH0141678B2 JP H0141678 B2 JPH0141678 B2 JP H0141678B2 JP 55093309 A JP55093309 A JP 55093309A JP 9330980 A JP9330980 A JP 9330980A JP H0141678 B2 JPH0141678 B2 JP H0141678B2
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【発明の詳細な説明】
本発明は含水石炭類の脱水方法に関し、更に詳
しくは含水石炭類と溶剤からなるスラリーと本発
明の方法で得られた脱水スラリーとを混合するこ
とにより含水石炭類を効率よく脱水する方法に関
する。 石炭は採掘後、できるだけ灰分を除去するため
に通常、水を用いて選炭を行なう。選炭は石炭粒
子が小さい程、選別効率が高い。したがつて選炭
後の石炭には多量の水が付着し、この付着水分は
通常20wt％以上にも達する。一方、ある種の褐
炭、草炭では水分20〜65％に達するものもある。 このような石炭類を乾燥する方法として、従
来、(1)気流乾燥、(2)油中乾燥等の乾燥方法が知ら
れている。しかし、気流乾燥法は乾燥中に石炭類
が酸化され自然発火し易くなり、乾燥炭の貯炭に
多大な労力を必要とする。しかも、このような石
炭類を石炭液化用原料として使用すると石炭の溶
解率が低下し、かつ石炭液化の経済性に大きな影
響を及ぼす水素消費量が増加するという欠点があ
る。この点、油中乾燥法は石炭類を酸化せずに乾
燥できるので前記のような欠点はない。 しかしながら通常、石炭類中にはMgCl2、
CaCl2、NaCl等の塩素化合物が、また、石炭類
および油中乾燥法で用いる溶剤中には硫黄化合物
が多量に含まれている。しかも、従来の油中乾燥
法はいずれも加熱温度が150℃を越える高温であ
り、このような高温下ではこれらの塩素化合物、
硫黄化合物は水または水蒸気と作用して強い腐食
性を示す。したがつて、油中乾燥法ではこのよう
な腐食に耐え得る材質を要求されるが、これは技
術的、経済的にかなり困難がある。さらに、従来
の気流乾燥法および油中乾燥法はいずれも脱水後
の石炭類中の水分が10wt％以上と高いものであ
り、このように水分の高い石炭類を燃料として輸
送する場合、輸送費の増大を伴ない経済的であ
る。あるいはまた液化原料とする場合、正味の石
炭量が減少することによる設備能力の低下及び水
蒸気分圧の増加による水素分圧の減少のために、
高圧に耐え得る液化反応装置を必要とし、設備費
等の増大を伴ない経済的でない。 本発明者らはこのような従来法の欠点を克服す
べく鋭意研究を重ねた結果、含水石炭類と溶剤お
よび本発明の方法で得られた脱水スラリーを混合
し、加えて、気液分離器を減圧に保つことによつ
て従来の脱水方法では考えおよばない低い温度で
加熱することにより非常に低水分まで脱水できる
ことを見出し本発明を完成するに至つた。 即ち、本発明は含水石炭類と溶剤を混合して混
合スラリーを調製し、つづいて該混合スラリーを
加圧下で70〜130℃に加熱したのち、減圧下に保
たれた気液分離器に導入し、水蒸気を含む気相と
脱水スラリーとに分離する含水石炭類の脱水方法
において、該脱水スラリーの一部を混合スラリー
調製用に循環使用することを特徴とする含水石炭
類の脱水方法。 本発明で用いる溶剤とは沸点150℃以上の油、
すなわちコークス製造工業において副産物として
得られる石炭乾留タール又はその分留物であるア
ントラセン油、ナフタリン油、カルボル油等、さ
らには、重油、アスフアルト等の石油系重質油、
また、石炭の水素化分解で生成する油および、こ
れら溶剤の水添生成物のうち少なくとも１種類以
上をさす。即ち上記溶剤のうち１種類でも２種類
以上の混合油でも差支えない。 また、含水石炭類とは水分10wt％以上を含む
無煙炭、歴青炭、褐炭、亜炭および草炭をさす。 また、本発明の方法で得られた脱水スラリーと
は本発明の気液分離器より得られる脱水された含
水石炭類と溶剤からなるスラリーで、即ち含水石
炭類中の水分は10wt％未満である。また、該溶
剤は脱水による熱履歴を受けているため、水と共
沸混合物を形成する成分は既に気液分離器で除去
されており、ほとんど含まれていないものであ
る。 この本工程の気液分離器より得られた脱水スラ
リーの一部は循環使用される。 次に本発明の方法を第１図に示す本発明の一実
施態様に基づいて詳細に説明する。 含水石炭類と溶剤を含水石炭類／溶剤比（重量
比）が１／0.7〜１／10好ましくは１／１〜１／
４になるよう混合し、ボールミル、タワーミル等
の適当な粉砕機１を用いて粉砕しスラリー化す
る。粉砕機としてボールミルを用いた場合、スラ
リー中に気泡が含まれこのスラリーをポンプで送
給するとポンプがキヤビテーシヨンを起す場合が
ある。したがつて、ボールミルで粉砕後、上記気
泡を除去するためにスラリーをスラリー槽２に送
り脱気することが好ましい。この場合スラリーを
30〜50℃に加温すると都合が良い。この際の脱気
時間はスラリーの性状により異なるが約１〜３時
間である。一方、タワーミル等の粉砕機ではスラ
リー中に気泡が入ることは少なく、通常脱気の必
要はない。しかし、この場合でもポンプの負荷を
軽減するためスラリーを30〜50℃に加温するのが
好ましい。スラリーを加温する場合、本発明の方
法で得られた水蒸気を含む気相又は脱水スラリー
を用いることもできる。なお、スラリーを50℃を
越える温度に加温するのはスラリー中に気泡が発
生するので好ましくない。このようにして調製し
たスラリーはスラリー槽２で本発明の方法で得ら
れた脱水スラリーと混合し、ポンプで加熱温度に
おける水の飽和蒸気圧以上に加圧した後加熱炉３
に送られる。 特に、含水石炭類と溶剤からなるスラリー中の
水分量が多い場合、脱水率を向上するために加熱
器の加熱温度を高くする必要がある。この場合、
水の飽和蒸気圧以上に加圧するため加熱器内の圧
力が高くなるとともに腐食が著しく進行する。し
かも、加熱器の加熱方法として直接加熱炉を用い
るか、、あるいは高温に耐え得る熱媒を使用しな
ければならない。前者の場合、スラリーがコーキ
ングする可能性が高く、後者では高温に耐え得る
高価な熱媒と、これを加熱するための加熱炉が必
要となる。このように水分量の多いスラリーをそ
のまま加熱器に導入することは技術的、経済的に
も多くの問題を含んでいる。そこで、特に水分量
の多いスラリーの場合は本発明の方法で得られた
脱水スラリーを混合して加熱炉に導入するスラリ
ー中の水分量を少なくする必要がある。本発明の
方法で得られた脱水スラリーを混合する場合、そ
の混合割合は含水石炭類と溶剤からなるスラリー
１部に対して該脱水スラリー10部以下が好まし
い。10部を越えるときは含水石炭類の脱水処理能
力が低下し設備的に不経済である。また、含水石
炭類と溶剤からなるスラリーと本発明の方法で得
られた脱水スラリーの混合は粉砕機１で行なうこ
ともできるし、又スラリー槽２と加熱器３の配管
中で行なうこともできる。スラリーは加熱器３で
70〜130℃に加熱する。加熱温度が70℃未満では
脱水スラリー中の含水石炭類の水分を10wt％未
満にするためには含水石炭類と溶剤からなるスラ
リー１部と本発明の方法で得られた脱水スラリー
10部以上を混合して混合スラリーを調製しなけれ
ばならず、あるいは気液分離器内の圧力を20mm
Hg以下にして脱水効果をあげなければならない。
前者の場合は当該脱水スラリーの循環量が著しく
大きくなるため一定の処理量を達成するためには
加熱器、気液分離器への混合スラリー供給量が増
大し必要以上に設備が巨大化して経済的ではな
い。また、後者の場合は大容量の減圧装置を必要
とし、また、高い減圧度を維持することは技術的
にも困難な面が多い。加熱温度が130℃を越える
場合は後述の比較例１でも述べるように配管等の
腐食が急速に進行し経済的ではない。また、本発
明の方法では常に加熱温度における水の飽和蒸気
圧以上の圧力、すなわち水の飽和蒸気圧より１〜
10Kg／cm2高い圧力下で加熱される。この加圧操作
により、加熱器から気液分離器手前の圧力調節弁
までの間ではスラリー中に存在する水はほとんど
蒸発せず液体状態で存在する。したがつて配管内
で水が蒸発することによる流速増加による摩耗を
も防止する効果も有する。また、本発明の方法で
は、このように配管内で水が蒸発しない状態で加
熱するため、水の蒸発に必要な滞留時間を必要と
せず、特に加熱に要する時間を考慮する必要もな
く、極めて短時間に所定温度に加熱することがで
きる。従つて、加熱温度が130℃を越える場合は
これにともない圧力も高くしなければならず、装
置の耐圧等のため経済的でなくなる。また、コー
キング防止のために加熱器３は熱媒を用い熱交換
器等で加熱するのが好ましい。この際の熱媒体と
しては、本発明の方法で得られた水蒸気を含む気
相、もしくはそれを圧縮したもの等も使用でき
る。加熱されたスラリーは圧力調節弁を通して気
液分離器４に送り、フラツシユ蒸発の原理により
水蒸気を含む気相と脱水スラリーとに瞬時のうち
に分離される。この際、気液分離器内の圧力は真
空ポンプ、スチームエジエクター、水エジエクタ
ー等を用いて減圧とし、好ましくは20〜600mmHg
程度の範囲に減圧する。20mmHg以下では前述の
とおり排気量の大きな真空ポンプ等を用いねばな
らず、減圧するための設備費および運転費の増大
が避けられない。また、600mmHg以上では脱水率
が低下する。上記減圧下で、気液分離器内の温度
は100℃未満となる。内温が100℃以上では前記塩
素化合物、硫黄化合物と水蒸気の作用により気液
分離器内壁の腐食が著しく進行する。該分離器内
で分離された気相は冷却凝縮後油水分離器６に送
られる。この際、凝縮器５にて含水石炭類と溶剤
からなるスラリーとの熱交換を行なうこともで
き、油水分離器６での液温を30〜80℃程度に保つ
ことによつて容易に水と軽質油を分離できる。軽
質油は回収し、粉砕機１に戻して循環使用する。
一方、気液分離器４で分離した脱水スラリーはそ
の１部を粉砕機１またはスラリー槽２もしくはス
ラリー槽２と加熱器３の配管中に戻し循環使用す
るとともに残りはそのまま燃料または石炭液化用
原料として使用できる。 本発明の方法にしたがえば、水分60wt％以上
の含水石炭類をも容易に水分8wt％以下にまで脱
水できる。また、従来の油中乾燥法と比較して低
温で脱水するため配管等の装置腐食の進行が著し
く遅く、装置寿命が飛躍的に延びる。さらに、既
存の多重効用罐、蒸気圧縮型蒸発器を用いること
により、気液分離器４で分離した気相の熱回収を
容易に行なうことができ経済的である。しかも、
ある種の石炭類、例えば褐炭においては本発明の
方法で得られた脱水スラリー中での分散性が非常
に良くほとんど沈降しない。したがつて、該脱水
スラリーの輸送は極めて簡単であり、又石炭と油
の混合燃料である、いわゆるCOMとして使用す
ることができる。さらに脱水率が高いことから石
炭液化用原料として充分使用できる。 このように本発明の方法は水分含有量の多い石
炭類を容易に高い脱水率をもつて脱水できるとと
もに配管、気液分離器等の装置の腐食速度を著し
く低下することができ、しかも効率良く熱回収で
きる全く新規な極めて経済的な含水石炭類の脱水
方法である。これは本発明の方法による混合スラ
リーが含水石炭類と溶剤と本発明の方法で得られ
た脱水スラリーからなるため、及び気液分離器内
の圧力を減圧に保持しているためである。即ち、
本発明の方法では該脱水スラリー、即ち脱水され
た石炭類と溶剤を循環使用して混合スラリー中の
水分を調節するため、 混合スラリー中の石炭濃度を低下させること
なく、適当な水分濃度に調節することができ
る。これは含水石炭類を溶剤のみで水分濃度を
調節する方法と比較すればスラリー中の水分を
同一にするために使用される溶剤の量は著しく
少なく、結果として気液分離器で水とともに蒸
発する溶剤の量も著しく少なく混合スラリーに
与えた熱のほとんどが含水石炭類中の水の脱水
に効率良く寄与する。 本発明の方法で得られた脱水スラリーは既に
熱履歴を受けているため、該脱水スラリー中の
溶剤も当該加熱温度で気液分離器内で水ととも
に蒸発する成分はほとんど含有していない。こ
のため、熱履歴を受けていない溶剤を使用した
場合に比べて混合スラリーに与えた熱のほとん
どが含水石炭類中の水の脱水に効率良く寄与す
る。 また、更に本発明の方法では、気液分離器内の
圧力を減圧に保つことにより、気液分離器内での
水の蒸発が促進されるという効果と、上記、混合
スラリー調製法による脱水率向上効果との相乗効
果から混合スラリーの加熱温度が著しく低くても
非常に良い脱水率を達成することができ、本発明
は、この混合スラリー中の水分の調節、すなわ
ち、、含水石炭類と溶剤および本発明の方法で得
られた脱水スラリーの混合比率と気液分離器内の
圧力を適切に調節することにより達成されるもの
である。 以下、実施例、比較例により本発明の方法を更
に詳しく説明するが、本発明はこれにより限定さ
れるものではない。 実施例 １ 水分60wt％の豪州産褐炭40Kgと沸点150℃以上
の石炭液化油80Kgをボールミルに入れ充分混合粉
砕して含水褐炭と溶剤からなるスラリー（以下、
生スラリーＡと称す。）を得た。この生スラリー
Ａをスラリー槽に送り、30℃に加温し脱気したの
ちポンプで３Kg／cm2Ｇに昇圧し加熱器に送つた。
加熱器で130℃に加熱した後、圧力調節弁を通し
てあらかじめ真空ポンプで200mmHgに減圧した気
液分離器に導入し、気相と脱水スラリー（以下、
脱水スラリーＡと称す）とに分離した。この時の
気液分離器の内温は87℃であつた。得られた脱水
スラリーＡの水分は1.4wt％、また、脱水スラリ
ーＡ中の褐炭の水分としては7.7wt％、褐炭濃度
は17.2wt％であつた。また、上記脱水試験におい
て、予熱器と圧力調節弁の配管中にJIS G3458−
1968に規定のSTPA23鋼管のテストピースを挿入
し、３Kg／cm2の加圧下、130℃の温度で40時間運
転した。その後、テストピースを取出し重量変化
および表面状態の変化を調べたが、いずれも全く
変化がなかつた。 比較例 １ 実施例１で用いたと同じ褐炭21.5Kgと実施例１
で用いた石炭液化油78.5Kgをボールミルで混合粉
砕して含水褐炭と溶剤からなるスラリー（以下、
生スラリーＢと称す。）を調製した。この生スラ
リーＢを35Kg／cm2Ｇの加圧下、235℃の温度で脱
水した。得られた脱水スラリー（以下、脱水スラ
リーＢと称す。）の水分は2.5wt％、脱水スラリー
Ｂ中の褐炭の水分としては15.7wt％、褐炭濃度は
13.4wt％であつた。また、上記脱水試験中、実施
例１と同様にSTPA23鋼管のテストピースを用い
て腐食試験を行なつた。その結果35Kg／cm2Ｇの加
圧下、235℃の温度で40時間の運転でSTPA23鋼
管は27.4mg／m2ｈの重量減少が有り、表面には直
径約0.5mmの斑点状の腐食孔が多数認められた。 実施例 ２ 実施例１で用いたと同じ水分60wt％の豪州産
褐炭40Kgと実施例１で用いた石炭液化油60Kgをボ
ールミルに入れ充分混合粉砕して含水褐炭と溶剤
からなるスラリー（以下、生スラリーＣと称す。）
を調製した。この生スラリーＣの水分は24.0％、
褐炭濃度は16.0％であつた。続いて、この生スラ
リーＣをスラリー槽に送り、30℃に加温し脱気し
たのちポンプで45Kg／cm2Ｇに昇圧し、加熱炉に送
り250℃に加熱した後、圧力調節弁を通て気液分
離器を導入して気相とスラリーとに分離した。こ
のスラリーは加熱温度が低いため脱水が不充分で
スラリー中に10.3wt％の水分を含有していた。そ
こで、このスラリーを全量スラリー槽にもどし、
20Kg／cm2Ｇの加圧下、200℃に加熱し、再び圧力
調節弁、気液分離器を通して水分1.8wt％の脱水
スラリー（以下、脱水スラリーＣと称す。）を得
た。また、この脱水スラリーＣの褐炭濃度は22.2
％で脱水スラリーＣ中の褐炭の水分は7.4wt％で
あつた。 次いで、実施例１で用いたと同じ褐炭20Kgと実
施例１で用いた石炭液化油30Kgおよび水分1.8wt
％の脱水スラリーC50Kgを混合してスラリー（以
下、混合スラリーＡと称す。）を製造した。この
混合スラリーＡの水分は12.9wt％、褐炭中の水分
として40.3wt％であり、褐炭濃度は19.1wt％であ
つた。つづいて、この混合スラリーＡを実施例１
と同一の装置を用いて２Kg／cm2Ｇの加圧下、120
℃に加熱したのち、圧力調節弁を通して真空ポン
プで200mmHgに減圧した気液分離器に導入した。
この時の気液分離器の内温は93℃であつた。得ら
れたスラリー（以下、脱水スラリーＤと称す。）
の水分は1.4wt％、褐炭中の水分として5.0wt％で
あり、褐炭濃度は26.8wt％であつた。 実施例１と比較例１は加熱温度を変化させた場
合の金属材料の腐食状態の相違を示している。こ
れによれば、加熱温度を高くすると腐食が進行す
ることが明らかである。また、実施例２と比較例
１は脱水処理を行なうスラリー中の水分を同一に
して本発明の方法と従来法とを比較したものであ
る。実施例２では、加熱温度が120℃と低い温度
で水分1.4wt％のスラリーを得ることができ、本
発明の方法が従来法に比べて著しく低い温度で脱
水でき、かつ、装置等の腐食が少ない非常にすぐ
れた方法であることがわかる。また、第１表には
実施例、比較例の結果および条件を示した。 【表】
しくは含水石炭類と溶剤からなるスラリーと本発
明の方法で得られた脱水スラリーとを混合するこ
とにより含水石炭類を効率よく脱水する方法に関
する。 石炭は採掘後、できるだけ灰分を除去するため
に通常、水を用いて選炭を行なう。選炭は石炭粒
子が小さい程、選別効率が高い。したがつて選炭
後の石炭には多量の水が付着し、この付着水分は
通常20wt％以上にも達する。一方、ある種の褐
炭、草炭では水分20〜65％に達するものもある。 このような石炭類を乾燥する方法として、従
来、(1)気流乾燥、(2)油中乾燥等の乾燥方法が知ら
れている。しかし、気流乾燥法は乾燥中に石炭類
が酸化され自然発火し易くなり、乾燥炭の貯炭に
多大な労力を必要とする。しかも、このような石
炭類を石炭液化用原料として使用すると石炭の溶
解率が低下し、かつ石炭液化の経済性に大きな影
響を及ぼす水素消費量が増加するという欠点があ
る。この点、油中乾燥法は石炭類を酸化せずに乾
燥できるので前記のような欠点はない。 しかしながら通常、石炭類中にはMgCl2、
CaCl2、NaCl等の塩素化合物が、また、石炭類
および油中乾燥法で用いる溶剤中には硫黄化合物
が多量に含まれている。しかも、従来の油中乾燥
法はいずれも加熱温度が150℃を越える高温であ
り、このような高温下ではこれらの塩素化合物、
硫黄化合物は水または水蒸気と作用して強い腐食
性を示す。したがつて、油中乾燥法ではこのよう
な腐食に耐え得る材質を要求されるが、これは技
術的、経済的にかなり困難がある。さらに、従来
の気流乾燥法および油中乾燥法はいずれも脱水後
の石炭類中の水分が10wt％以上と高いものであ
り、このように水分の高い石炭類を燃料として輸
送する場合、輸送費の増大を伴ない経済的であ
る。あるいはまた液化原料とする場合、正味の石
炭量が減少することによる設備能力の低下及び水
蒸気分圧の増加による水素分圧の減少のために、
高圧に耐え得る液化反応装置を必要とし、設備費
等の増大を伴ない経済的でない。 本発明者らはこのような従来法の欠点を克服す
べく鋭意研究を重ねた結果、含水石炭類と溶剤お
よび本発明の方法で得られた脱水スラリーを混合
し、加えて、気液分離器を減圧に保つことによつ
て従来の脱水方法では考えおよばない低い温度で
加熱することにより非常に低水分まで脱水できる
ことを見出し本発明を完成するに至つた。 即ち、本発明は含水石炭類と溶剤を混合して混
合スラリーを調製し、つづいて該混合スラリーを
加圧下で70〜130℃に加熱したのち、減圧下に保
たれた気液分離器に導入し、水蒸気を含む気相と
脱水スラリーとに分離する含水石炭類の脱水方法
において、該脱水スラリーの一部を混合スラリー
調製用に循環使用することを特徴とする含水石炭
類の脱水方法。 本発明で用いる溶剤とは沸点150℃以上の油、
すなわちコークス製造工業において副産物として
得られる石炭乾留タール又はその分留物であるア
ントラセン油、ナフタリン油、カルボル油等、さ
らには、重油、アスフアルト等の石油系重質油、
また、石炭の水素化分解で生成する油および、こ
れら溶剤の水添生成物のうち少なくとも１種類以
上をさす。即ち上記溶剤のうち１種類でも２種類
以上の混合油でも差支えない。 また、含水石炭類とは水分10wt％以上を含む
無煙炭、歴青炭、褐炭、亜炭および草炭をさす。 また、本発明の方法で得られた脱水スラリーと
は本発明の気液分離器より得られる脱水された含
水石炭類と溶剤からなるスラリーで、即ち含水石
炭類中の水分は10wt％未満である。また、該溶
剤は脱水による熱履歴を受けているため、水と共
沸混合物を形成する成分は既に気液分離器で除去
されており、ほとんど含まれていないものであ
る。 この本工程の気液分離器より得られた脱水スラ
リーの一部は循環使用される。 次に本発明の方法を第１図に示す本発明の一実
施態様に基づいて詳細に説明する。 含水石炭類と溶剤を含水石炭類／溶剤比（重量
比）が１／0.7〜１／10好ましくは１／１〜１／
４になるよう混合し、ボールミル、タワーミル等
の適当な粉砕機１を用いて粉砕しスラリー化す
る。粉砕機としてボールミルを用いた場合、スラ
リー中に気泡が含まれこのスラリーをポンプで送
給するとポンプがキヤビテーシヨンを起す場合が
ある。したがつて、ボールミルで粉砕後、上記気
泡を除去するためにスラリーをスラリー槽２に送
り脱気することが好ましい。この場合スラリーを
30〜50℃に加温すると都合が良い。この際の脱気
時間はスラリーの性状により異なるが約１〜３時
間である。一方、タワーミル等の粉砕機ではスラ
リー中に気泡が入ることは少なく、通常脱気の必
要はない。しかし、この場合でもポンプの負荷を
軽減するためスラリーを30〜50℃に加温するのが
好ましい。スラリーを加温する場合、本発明の方
法で得られた水蒸気を含む気相又は脱水スラリー
を用いることもできる。なお、スラリーを50℃を
越える温度に加温するのはスラリー中に気泡が発
生するので好ましくない。このようにして調製し
たスラリーはスラリー槽２で本発明の方法で得ら
れた脱水スラリーと混合し、ポンプで加熱温度に
おける水の飽和蒸気圧以上に加圧した後加熱炉３
に送られる。 特に、含水石炭類と溶剤からなるスラリー中の
水分量が多い場合、脱水率を向上するために加熱
器の加熱温度を高くする必要がある。この場合、
水の飽和蒸気圧以上に加圧するため加熱器内の圧
力が高くなるとともに腐食が著しく進行する。し
かも、加熱器の加熱方法として直接加熱炉を用い
るか、、あるいは高温に耐え得る熱媒を使用しな
ければならない。前者の場合、スラリーがコーキ
ングする可能性が高く、後者では高温に耐え得る
高価な熱媒と、これを加熱するための加熱炉が必
要となる。このように水分量の多いスラリーをそ
のまま加熱器に導入することは技術的、経済的に
も多くの問題を含んでいる。そこで、特に水分量
の多いスラリーの場合は本発明の方法で得られた
脱水スラリーを混合して加熱炉に導入するスラリ
ー中の水分量を少なくする必要がある。本発明の
方法で得られた脱水スラリーを混合する場合、そ
の混合割合は含水石炭類と溶剤からなるスラリー
１部に対して該脱水スラリー10部以下が好まし
い。10部を越えるときは含水石炭類の脱水処理能
力が低下し設備的に不経済である。また、含水石
炭類と溶剤からなるスラリーと本発明の方法で得
られた脱水スラリーの混合は粉砕機１で行なうこ
ともできるし、又スラリー槽２と加熱器３の配管
中で行なうこともできる。スラリーは加熱器３で
70〜130℃に加熱する。加熱温度が70℃未満では
脱水スラリー中の含水石炭類の水分を10wt％未
満にするためには含水石炭類と溶剤からなるスラ
リー１部と本発明の方法で得られた脱水スラリー
10部以上を混合して混合スラリーを調製しなけれ
ばならず、あるいは気液分離器内の圧力を20mm
Hg以下にして脱水効果をあげなければならない。
前者の場合は当該脱水スラリーの循環量が著しく
大きくなるため一定の処理量を達成するためには
加熱器、気液分離器への混合スラリー供給量が増
大し必要以上に設備が巨大化して経済的ではな
い。また、後者の場合は大容量の減圧装置を必要
とし、また、高い減圧度を維持することは技術的
にも困難な面が多い。加熱温度が130℃を越える
場合は後述の比較例１でも述べるように配管等の
腐食が急速に進行し経済的ではない。また、本発
明の方法では常に加熱温度における水の飽和蒸気
圧以上の圧力、すなわち水の飽和蒸気圧より１〜
10Kg／cm2高い圧力下で加熱される。この加圧操作
により、加熱器から気液分離器手前の圧力調節弁
までの間ではスラリー中に存在する水はほとんど
蒸発せず液体状態で存在する。したがつて配管内
で水が蒸発することによる流速増加による摩耗を
も防止する効果も有する。また、本発明の方法で
は、このように配管内で水が蒸発しない状態で加
熱するため、水の蒸発に必要な滞留時間を必要と
せず、特に加熱に要する時間を考慮する必要もな
く、極めて短時間に所定温度に加熱することがで
きる。従つて、加熱温度が130℃を越える場合は
これにともない圧力も高くしなければならず、装
置の耐圧等のため経済的でなくなる。また、コー
キング防止のために加熱器３は熱媒を用い熱交換
器等で加熱するのが好ましい。この際の熱媒体と
しては、本発明の方法で得られた水蒸気を含む気
相、もしくはそれを圧縮したもの等も使用でき
る。加熱されたスラリーは圧力調節弁を通して気
液分離器４に送り、フラツシユ蒸発の原理により
水蒸気を含む気相と脱水スラリーとに瞬時のうち
に分離される。この際、気液分離器内の圧力は真
空ポンプ、スチームエジエクター、水エジエクタ
ー等を用いて減圧とし、好ましくは20〜600mmHg
程度の範囲に減圧する。20mmHg以下では前述の
とおり排気量の大きな真空ポンプ等を用いねばな
らず、減圧するための設備費および運転費の増大
が避けられない。また、600mmHg以上では脱水率
が低下する。上記減圧下で、気液分離器内の温度
は100℃未満となる。内温が100℃以上では前記塩
素化合物、硫黄化合物と水蒸気の作用により気液
分離器内壁の腐食が著しく進行する。該分離器内
で分離された気相は冷却凝縮後油水分離器６に送
られる。この際、凝縮器５にて含水石炭類と溶剤
からなるスラリーとの熱交換を行なうこともで
き、油水分離器６での液温を30〜80℃程度に保つ
ことによつて容易に水と軽質油を分離できる。軽
質油は回収し、粉砕機１に戻して循環使用する。
一方、気液分離器４で分離した脱水スラリーはそ
の１部を粉砕機１またはスラリー槽２もしくはス
ラリー槽２と加熱器３の配管中に戻し循環使用す
るとともに残りはそのまま燃料または石炭液化用
原料として使用できる。 本発明の方法にしたがえば、水分60wt％以上
の含水石炭類をも容易に水分8wt％以下にまで脱
水できる。また、従来の油中乾燥法と比較して低
温で脱水するため配管等の装置腐食の進行が著し
く遅く、装置寿命が飛躍的に延びる。さらに、既
存の多重効用罐、蒸気圧縮型蒸発器を用いること
により、気液分離器４で分離した気相の熱回収を
容易に行なうことができ経済的である。しかも、
ある種の石炭類、例えば褐炭においては本発明の
方法で得られた脱水スラリー中での分散性が非常
に良くほとんど沈降しない。したがつて、該脱水
スラリーの輸送は極めて簡単であり、又石炭と油
の混合燃料である、いわゆるCOMとして使用す
ることができる。さらに脱水率が高いことから石
炭液化用原料として充分使用できる。 このように本発明の方法は水分含有量の多い石
炭類を容易に高い脱水率をもつて脱水できるとと
もに配管、気液分離器等の装置の腐食速度を著し
く低下することができ、しかも効率良く熱回収で
きる全く新規な極めて経済的な含水石炭類の脱水
方法である。これは本発明の方法による混合スラ
リーが含水石炭類と溶剤と本発明の方法で得られ
た脱水スラリーからなるため、及び気液分離器内
の圧力を減圧に保持しているためである。即ち、
本発明の方法では該脱水スラリー、即ち脱水され
た石炭類と溶剤を循環使用して混合スラリー中の
水分を調節するため、 混合スラリー中の石炭濃度を低下させること
なく、適当な水分濃度に調節することができ
る。これは含水石炭類を溶剤のみで水分濃度を
調節する方法と比較すればスラリー中の水分を
同一にするために使用される溶剤の量は著しく
少なく、結果として気液分離器で水とともに蒸
発する溶剤の量も著しく少なく混合スラリーに
与えた熱のほとんどが含水石炭類中の水の脱水
に効率良く寄与する。 本発明の方法で得られた脱水スラリーは既に
熱履歴を受けているため、該脱水スラリー中の
溶剤も当該加熱温度で気液分離器内で水ととも
に蒸発する成分はほとんど含有していない。こ
のため、熱履歴を受けていない溶剤を使用した
場合に比べて混合スラリーに与えた熱のほとん
どが含水石炭類中の水の脱水に効率良く寄与す
る。 また、更に本発明の方法では、気液分離器内の
圧力を減圧に保つことにより、気液分離器内での
水の蒸発が促進されるという効果と、上記、混合
スラリー調製法による脱水率向上効果との相乗効
果から混合スラリーの加熱温度が著しく低くても
非常に良い脱水率を達成することができ、本発明
は、この混合スラリー中の水分の調節、すなわ
ち、、含水石炭類と溶剤および本発明の方法で得
られた脱水スラリーの混合比率と気液分離器内の
圧力を適切に調節することにより達成されるもの
である。 以下、実施例、比較例により本発明の方法を更
に詳しく説明するが、本発明はこれにより限定さ
れるものではない。 実施例 １ 水分60wt％の豪州産褐炭40Kgと沸点150℃以上
の石炭液化油80Kgをボールミルに入れ充分混合粉
砕して含水褐炭と溶剤からなるスラリー（以下、
生スラリーＡと称す。）を得た。この生スラリー
Ａをスラリー槽に送り、30℃に加温し脱気したの
ちポンプで３Kg／cm2Ｇに昇圧し加熱器に送つた。
加熱器で130℃に加熱した後、圧力調節弁を通し
てあらかじめ真空ポンプで200mmHgに減圧した気
液分離器に導入し、気相と脱水スラリー（以下、
脱水スラリーＡと称す）とに分離した。この時の
気液分離器の内温は87℃であつた。得られた脱水
スラリーＡの水分は1.4wt％、また、脱水スラリ
ーＡ中の褐炭の水分としては7.7wt％、褐炭濃度
は17.2wt％であつた。また、上記脱水試験におい
て、予熱器と圧力調節弁の配管中にJIS G3458−
1968に規定のSTPA23鋼管のテストピースを挿入
し、３Kg／cm2の加圧下、130℃の温度で40時間運
転した。その後、テストピースを取出し重量変化
および表面状態の変化を調べたが、いずれも全く
変化がなかつた。 比較例 １ 実施例１で用いたと同じ褐炭21.5Kgと実施例１
で用いた石炭液化油78.5Kgをボールミルで混合粉
砕して含水褐炭と溶剤からなるスラリー（以下、
生スラリーＢと称す。）を調製した。この生スラ
リーＢを35Kg／cm2Ｇの加圧下、235℃の温度で脱
水した。得られた脱水スラリー（以下、脱水スラ
リーＢと称す。）の水分は2.5wt％、脱水スラリー
Ｂ中の褐炭の水分としては15.7wt％、褐炭濃度は
13.4wt％であつた。また、上記脱水試験中、実施
例１と同様にSTPA23鋼管のテストピースを用い
て腐食試験を行なつた。その結果35Kg／cm2Ｇの加
圧下、235℃の温度で40時間の運転でSTPA23鋼
管は27.4mg／m2ｈの重量減少が有り、表面には直
径約0.5mmの斑点状の腐食孔が多数認められた。 実施例 ２ 実施例１で用いたと同じ水分60wt％の豪州産
褐炭40Kgと実施例１で用いた石炭液化油60Kgをボ
ールミルに入れ充分混合粉砕して含水褐炭と溶剤
からなるスラリー（以下、生スラリーＣと称す。）
を調製した。この生スラリーＣの水分は24.0％、
褐炭濃度は16.0％であつた。続いて、この生スラ
リーＣをスラリー槽に送り、30℃に加温し脱気し
たのちポンプで45Kg／cm2Ｇに昇圧し、加熱炉に送
り250℃に加熱した後、圧力調節弁を通て気液分
離器を導入して気相とスラリーとに分離した。こ
のスラリーは加熱温度が低いため脱水が不充分で
スラリー中に10.3wt％の水分を含有していた。そ
こで、このスラリーを全量スラリー槽にもどし、
20Kg／cm2Ｇの加圧下、200℃に加熱し、再び圧力
調節弁、気液分離器を通して水分1.8wt％の脱水
スラリー（以下、脱水スラリーＣと称す。）を得
た。また、この脱水スラリーＣの褐炭濃度は22.2
％で脱水スラリーＣ中の褐炭の水分は7.4wt％で
あつた。 次いで、実施例１で用いたと同じ褐炭20Kgと実
施例１で用いた石炭液化油30Kgおよび水分1.8wt
％の脱水スラリーC50Kgを混合してスラリー（以
下、混合スラリーＡと称す。）を製造した。この
混合スラリーＡの水分は12.9wt％、褐炭中の水分
として40.3wt％であり、褐炭濃度は19.1wt％であ
つた。つづいて、この混合スラリーＡを実施例１
と同一の装置を用いて２Kg／cm2Ｇの加圧下、120
℃に加熱したのち、圧力調節弁を通して真空ポン
プで200mmHgに減圧した気液分離器に導入した。
この時の気液分離器の内温は93℃であつた。得ら
れたスラリー（以下、脱水スラリーＤと称す。）
の水分は1.4wt％、褐炭中の水分として5.0wt％で
あり、褐炭濃度は26.8wt％であつた。 実施例１と比較例１は加熱温度を変化させた場
合の金属材料の腐食状態の相違を示している。こ
れによれば、加熱温度を高くすると腐食が進行す
ることが明らかである。また、実施例２と比較例
１は脱水処理を行なうスラリー中の水分を同一に
して本発明の方法と従来法とを比較したものであ
る。実施例２では、加熱温度が120℃と低い温度
で水分1.4wt％のスラリーを得ることができ、本
発明の方法が従来法に比べて著しく低い温度で脱
水でき、かつ、装置等の腐食が少ない非常にすぐ
れた方法であることがわかる。また、第１表には
実施例、比較例の結果および条件を示した。 【表】
第１図は本発明の一実施態様を示すフローシー
トである。 図中、１……粉砕機、２……スラリー槽、３…
…加熱器、４……気液分離器、５……凝縮器、６
……油水分離器、７……真空ポンプ。
トである。 図中、１……粉砕機、２……スラリー槽、３…
…加熱器、４……気液分離器、５……凝縮器、６
……油水分離器、７……真空ポンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 含水石炭類と溶剤を混合して混合スラリーを
調製し、つづいて該混合スラリーを加圧下で70〜
130℃に加熱したのち、減圧下に保たれた気液分
離器に導入し、水蒸気を含む気相と脱水スラリー
とに分離する含水石炭類の脱水方法において、該
脱水スラリーの一部を混合スラリー調製用に循環
使用することを特徴とする含水石炭類の脱水方
法。 ２ 気液分離器の圧力が20〜600mmHgである特許
請求の範囲第１項記載の脱水方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9330980A JPS5718794A (en) | 1980-07-10 | 1980-07-10 | Dehydration of water-containing coal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9330980A JPS5718794A (en) | 1980-07-10 | 1980-07-10 | Dehydration of water-containing coal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5718794A JPS5718794A (en) | 1982-01-30 |
| JPH0141678B2 true JPH0141678B2 (ja) | 1989-09-06 |
Family
ID=14078719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9330980A Granted JPS5718794A (en) | 1980-07-10 | 1980-07-10 | Dehydration of water-containing coal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5718794A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62265989A (ja) * | 1986-05-14 | 1987-11-18 | Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd | 発酵法によるｌ−アルギニンの製造法 |
| JP4537080B2 (ja) * | 2004-01-22 | 2010-09-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 低品位炭を原料とする固形燃料の製造装置および製造方法 |
| JP4580011B2 (ja) * | 2008-10-09 | 2010-11-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 固形燃料の製造方法及び該製造方法により作製された固形燃料 |
| JP5983009B2 (ja) * | 2012-05-10 | 2016-08-31 | 株式会社Ihi | 固体燃料乾燥装置および固体燃料乾燥方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS588438B2 (ja) * | 1977-03-12 | 1983-02-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 褐炭の加熱脱水処理法 |
-
1980
- 1980-07-10 JP JP9330980A patent/JPS5718794A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5718794A (en) | 1982-01-30 |
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