JPH024894A - 凝集された亜歴青炭から改良された固体燃料を得る方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の産業上の利用分野） 本発明は亜歴青炭（１集吻）を脱油凝集物からつくられ
た固体燃料と蒸留可能な液体炭化水素燃料とに分離する
改良方法に関する。

（従来の技術とその問題点） 凝集方法は水及び石炭中の灰形成性不純物から容易に分
離し得る水性石炭スラリーの微細炭素質部分を回収し保
持する方法を与える。ブリッジング油として知られる炭
化水素液体が微細石炭の水スラリー中に導入される時、
その油は実質的に疎水性である炭素質石炭画分を優先的
に湿潤し、それを凝集させる。ついで、これらの凝集物
は水相中に残存する疎水性鉱物質から分離し得る。しか
しながら、低品質燃料である亜歴青炭を凝集し、且つ石
炭からブリッジング油を分離することの両方を試みる時
には特別な問題がある。ブリッジング液体として使用さ
れる重油の種類に応じて、ブリッジング油のほぼ１０％
以上が回収し得ない（即ち油回収後に石炭中に残存する
）場合には、この消費油は方法を実施する費用となり、
殆どの場合方法を商業的に実現不能にする消費性のもの
にする。

米国特許第４．４１５．３３５号には、凝集物を２００
℃を越える温度で水蒸気と接触させて石炭粒子から液体
炭化水素を分離することを特徴とする、微細石炭粒子の
凝集混合物をブリッジング液体炭化水素から分離する方
法が開示されている。２４０℃〜３４０℃の沸点範囲を
もつ軽質ガス油である凝集油を利用する方法が詳細に開
示されている。

供給原料石炭の特別な種類は開示されていない。

しかしながら、このような軽油は亜歴青炭用のブリッジ
ング油として作用するには不適である。

亜歴青炭は重油または重油と軽油との混合物を含むブリ
ッジング油を用いて凝集されてもよいが、ブリッジング
液体の消費は比較的多く、即ち１２〜２５％であり、こ
れは油の洒洛のためこのような方法の商業的な用途への
適用を妨げる。

従って、亜歴青炭を有効に凝集し、またブリッジング油
の有効な回収を可能にし、その結果油消費が所定量に減
少され、これにより完全な凝集及び分離法が商業的に実
施し得る方法に対する要望が当業界に依然として残って
いる。

かくして本発明の目的は重質ブリッジング油及び亜歴青
炭の凝集物から油を有効に回収する方法を提供すること
である。

本発明の別の目的は重質ブリッジング油から凝集された
亜歴青炭を分離し、これにより回収された石炭生成物が
高発熱量及び低水分吸収容量により特徴づけられる改良
燃料である方法を提供することである。

本発明のこれらの目的及びその他の目的は、以下の説明
及び特許請求の範囲から容易に明らかになろう。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、微細亜歴青炭及び凝集法に使用される重油の
凝集混合物を分離して蒸留可能な油及び改良された固体
燃料を回収する方法であって、上記の凝集物を２５０〜
３５０℃の範囲の温度において大気圧付近の圧力で水蒸
気または不活性ガスと接触させる工程を含み、これによ
り分離された固体燃料が約７重量％未満、通常３％以上
の残留重油を含み、且つ有意に減少された水分容量によ
り特徴づけられることを特徴とする方法を提供する。重
油の回収は通常約４５〜８０％である。

（発明の具体的な内容） 本発明の方法は、実質的に軽質炭化水素希釈剤２０〜５
０％及び低品質重油５０〜８０％からなるブリッジング
液体で亜歴青炭を凝集させることによりつくられた凝集
亜歴青炭を利用する。かくして、重油対軽質炭化水素希
釈剤の比は約４＝１〜１：ｌの範囲内にある。軽質炭化
水素希釈剤という用語はナフサ、灯油、ディーゼル油等
の如き油を意味する。重油という用語はビチニーメン、
重質原油（ｈｅａｖｙ　ｃｒｕｄｅ）及び重油として当
業界で認められているその他の油を意味する。比較的少
量（石炭の２〜５重量％程度に少量）のブリ・ノジング
油が亜歴青炭を凝集するのに通常使用されているが、亜
歴青炭を有効に凝集するために実質的に一層多量のブリ
ッジング油が利用され、石炭に対し１２〜２５重量％の
範囲内であってもよい。

亜歴青炭と重油ブリッジング液体及び軽質炭化水素希釈
剤との凝集物を形成する好ましい方法がカナダ特許第１
，２１６，５５１号（１９８７年１月１３日に登録）に
開示されており、この特許は本明細書に参例として全部
含まれる。

本発明で使用される、低等級の亜歴青炭は約７４〜７８
重量％（ｄａｆ）の範囲の炭素含量（３，５〜５．５％
の水素（ｄａｆ））及び約１６〜２５重量％（ｄａｆ）
の範囲の比較的高い酸素含量を存する石炭として定義さ
れる。低等級の亜歴青炭のその他の特徴は比較的高い水
分含量（約１０〜３０％）、高い乾燥灰分含ｆｆ１（１
２〜４０％）、３８％（ｄａｆ）より多い揮発性物質、
６２％（ｄａｆ）より少ない固定炭素、ガルボキシル基
の形態の酸素１〜１０％である。

凝集物の大きさは、本発明には特に重要ではないが、好
ましい態様に於いて亜歴青炭凝集物は約０．６〜３０龍
の大きさを有する。

ブリッジング油の特に好ましい組成物は、１０〜２０°
ＡＰＩの範囲の重力を有する重油（例えば、マヤン（Ｍ
ａｙａｎ）油）とディーゼル油との約１：１のブレンド
である。また、重油に代えて、５．５〜１０°ＡＰＩの
範囲の重力を有するビチューメンが利用し得る。一般に
は、重油、ビチューメンまたはその他の低品質油がブリ
ッジング液体として利用し得る。低品質油は一般には下
記の特性を有する低品質油を含むことを意味する。７〜
約２０のＡＰＩ重力、約０．９００〜１．１００の比重
（２０°Ｃに於ける）、２％〜５．０％の硫黄含量、１
〜１５の範囲の全固形分（ｍｇ／ｌ）、３〜５００ｃｓ
ｔの粘度（４０℃に於ける）。更に、低品質油は限界蒸
留可能であり一般に多いヘテロ原子含量及び汚染物含量
を有するものとして特徴づけられる。また、ブリッジン
グ油は乳化製品であってもよい。ブリッジング液体がこ
のようなエマルジョンである場合には、軽質炭化水素希
釈剤の使用は通常必要とされない。ついで凝集物は当業
界で知られる便利な方法で大気圧またはわずかに減圧（
例えば約８００ミリバール）下で加熱領域に導入し得る
。加熱領域に於いて、凝集物は直接（キャリヤーガスに
よる）または間接に、またはその両方で加熱し得る。加
熱は蒸留可能な油及び硬化凝集物の生成をもたらす。加
熱領域中の温度は２５０〜３５０℃の範囲である。３５
０℃より高い温度は硬化凝集物の揮発性物質含量を許容
量より下に低下することをもたらす。

このような方法で亜歴青炭の重油でブリッジンされた凝
集物を抽出することにより、得られる凝集粒子の水含容
量は少なくとも５％（９６％の相対湿度で）減少され、
一方亜歴青炭の凝集物の熱処理により、得られる凝集物
の水分容量はわずかに３％だけ減少される。

更に、本発明に従ってつくられた生成固体燃料は３〜７
重量％（乾燥石炭基準）未満の油を含有し、通常最初に
使用されたブリッジング油の４５〜８０％が回収される
。この特別な面は本発明の凝集法を亜歴青炭について商
業的に実施し得るようにする 水蒸気発生器、不活性ガス供給装置、加熱装置及び凝縮
部分及び回収部分を含む試験単位装置が種々の温度で種
々の不活性キャリヤーを用いて凝集物の試料を試験する
ためにつくられた。水蒸気発生は４５０℃の最高操作温
度で流動砂浴中に浸漬された加熱コイルを用いて行なわ
れる。計量ポンプを使用して、水がこのコイル中に送り
込まれる。加熱単位装置は、不活性ガスキャリヤーの減
圧または正圧下で赤外線により加熱された、じゃま板付
回転ガラス反応器からなる。水冷ジャケットを備えたク
ラムシェル赤外線加熱炉（ｃｌａｍｓｈｅｌｌｉｎｆｒ
ａｒｅｄ　ｏｖｅｎ）が利用され、これは０．５分〜３
分で２００〜９００°Ｃの範囲の温度を得ることができ
る。制御は試料床中に置かれた熱転対により行なわれる
。ガラス反応器は、それは共に回転し外側から液体窒素
により冷却される多弁式冷却器／コンデンサーに連結さ
れ、種々の速度で回転される。発生ガスはガラス冷却器
部分中で凝縮され、残存ガスは放出されるか、または減
圧ポンプ中に吸い込まれる前に第二コンデンサー、活性
炭トラップ及び冷却トラップ中に通される。凝集物また
は原料石炭試料の計量された試料（２００〜５００ｇ）
がガラス反応器中に仕込まれ、全組立装置が炉反応器中
に置かれ、ロートパップ（Ｒｏｔｅｖａｐ、登録商標）
に取り付けられる。反応器は、回転の間に、不活性ガス
でパージされ、ついで炉で加熱される。加熱速度が、比
較試験に於いて調節され維持される。キャリヤーガスの
流量（または減圧）が適当に調節される。処理は所定時
間にわたって所望の温度で行なわれ、反応器の内容物は
冷二酸化炭酸ガスで急冷される。処理の完結後に、反応
器の内容物及びコンデンサーの内容物の両者が計量され
る。ついでコンデンサーは蒸留組立装置中に置かれ、凝
縮物の水含量がトルエンを用いる蒸留により測定される
。回収された油の量が測定され、回収率（％）が凝集に
用いられた油の量に対して調べることにより計算される
。

水分容量試験は、二種の亜歴青炭及び歴青炭を用いて、
原料石炭、凝集石炭及び本発明に従って脱油された凝集
石炭の夫々の場合に於ける水分容量を測定することによ
り行なわれた。結果は第１図に示される。原料石炭は水
分容量につき試験され、ついで凝集物として試験され、
ついで本発明の方法でつくられた脱油石炭として試験さ
れた。

第１図かられかるように、本発明の凝集と脱油との組合
せ効果は、亜歴青炭■及びＨの夫々につき、原料石炭に
対して１５．６％単位（即ち２９．３％の水分容量から
１３．７％への低下）及び１３６３％単位の水分容量の
抑制をもたらす。しかしながら、歴青炭については、水
分容量抑制は２．３％単位（即ち、５．２％の水分容量
から２，９％への低下）である。

第２図を参照して、原料石炭（上記の亜歴青炭■）中及
びその同じ石炭の脱油された凝集物中の３０℃に於ける
水分容量（％）対相対湿度を示す図が示されている。脱
油凝集物の含水容量は、２０％〜約７０％の相対湿度範
囲に於いて原料石炭の水分容量よりも一貫して２％単位
以上少ない。

この点より後の原料石炭の水分容量の迅速な増加により
、石炭と脱灰凝集物との差異は極めて著しくなる。

第３図を参照して、亜歴青炭Ｈ（上記の亜歴青炭）中皮
ｑ本発明に従ってその石炭からつくられた脱油凝集物中
の３０℃に於ける水分含量対相対湿度が示されている。

脱油凝集物の水分含量は相当する原料石炭の水分含量よ
りも一貫して少ない。

差異は２０％〜９６％の相対湿度で３％単位から１３％
単位まで著しく増加した。

下記の表１、表２、及び表３に於いて、亜歴青炭Ｉ　（
表１）、亜歴青炭■（表２）の凝集物及び比較としてサ
ーマル歴青炭（ｔｈｅｒｍａｌ　ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ
ｃｏａｌ）からの蒸留可能な油の回収の試験結果が示さ
れている。脱油方法は三つの異なる方法で行なった。即
ち、第一の方法では減圧下で行ない、第二の方法ではキ
ャリヤーガスとして窒素を用いて大気圧下で行ない、第
三の方法では水蒸気を用いて大気圧下で行なった。三つ
の温度、即ち２５０℃、３００℃及び３５０℃が使用さ
れた。表かられかるように、サーマル歴青炭からの凝集
物の熱処理は水分容量をわずかに約３％だけ減少したが
、一方亜歴青炭（表１及び表２）からの凝集物に関して
は、この減少は凝集物に較べて７．１％単位及び５．６
％単位に達した。−最に油の最高の回収は亜歴青炭及び
３５　Ｑ　”Ｃの温度に於ける水蒸気の使用に帰因した
（表１及び表２を参照のこと）。

表１及び表２に示された結果は、本発明の熱処理及び脱
油方法が亜歴青炭に関し凝集物の加熱容量の著しい減少
をもたらさなかったことを明らかにした。

１−一り 熱処理による亜歴青炭！凝集物からの蒸留可能な減 圧 ３８．４ ４３．１ ７８゜３ 窒素２５０ 雰囲気　３００ ３６．３ ５２．２ ６５．２ 水蒸気　２５０　　２８．８ 雰囲気　３００　　５１．７ ７６．９ ３３．５ ３８．３ ６３．９ ４９．６ ４５．１ ４４．１ ３９．４ ２０．９ １５．４ １４．４ １２．７ ＋２．３４０ １２．４００ ３２．６　　　　イ５．４　　　　　２６．４　　　　
　１２，２２０４７．０　　４３．５　　　　＋５．０
　　　１２，２２０５９．４　　４０．９　　　１３．
７　　　１２，３５０３５．３　　４６．１　　　１６
．１　　　１２．１２０５３．５　　４３．５　　　　
＋４．６　　　１２，２００７８．２　　４１．５　　
　１３．８　　　１２．２６０註） ａ、同一条件下で処理された石炭試料について測定され
た重量１員失について修正された。水蒸気を用いる実験
については、石炭の重ＭｔＮ失は非凝縮性の生成物のみ
について修正された。

ｂ、乾燥基準 ＶＭ＝揮発性物質 表−１ 熱処理による亜歴青炭■凝集物からの蒸留可能な４８．
６ １３．０ 減圧３００ １９．２ ３５．１ ５３．６ １６．３ ３４．７　　　４５．０ ５＋、７　　　４１．４ ７．２　　　１３，２００ ６．２　　　１３．２５０ 窒素２５０　３７．９ 雰囲気　３００　　４２．５ ３５０　　　６３．０ ３３．０　　４４．６　　　　Ｂ、８　　　１３１７０
３９．０　　４３．７　　　８．４　　　１３，１５０
５６．５　　４１．５　　　７，３　　　１３，１３０
水蒸気　２５０ 雰囲気　３００ ３９．６ ５５．０ ２４、＋　　　４４．８　　　８．１　　　１３１００
４２．７　　４２．８　　　９．３　　　１２９１０６
２．０　　４０．８　　　７．４　　　１２，９９０註
） ａ、同一の熱処理条件下の石炭の重量損失について修正
された。水蒸気を用いる実験については、石炭の重量損
失は非凝縮性の生成物のみについて修正された。

ｂ、乾燥基準 ＶＭ＝揮発性物質 麦−１ 熱処理によるサマール歴青炭凝集物からの蒸留可（％） の ４６．０ ５．９ １４．０７０ ２５０　　　１４．９ 減圧３００　３９．５ ３５０　　　５１．６ １４．９　　　４４．９　　　　４．０　　　１３，８
５０３９．５　　４３．０　　　　２．８　　　１３，
５５０４５．３　　４２．６　　　　２．５　　　１３
，６２０窒素２５０ 雰囲気　３００ ５２．５ ６１．５ ３４．９ ４９．９ ６５．０ ４３．８ ４２．３ ３．９　　　１３６９０ ３．５　　　　１３６００ ２．９　　　１３．６１０ 水渾気　２５０ 雰囲気　３００ ３１．２ ４７．１ ３５．０ ５１．２ ８３．０ ４３．４ ４２．４ ３．６　　　　＋３．６７０ ３．４　　　　＋３．４９０ ２．８　　　１３，５６０ 註） ａ、同一の熱処理条件下の石炭の重量損失について修正
された。水蒸気を用いる実験については、石炭の重量損
失は非凝縮性の生成物のみについて修正された。

ｂ、乾燥基準 Ｖ　Ｍ　＝揮発性物質

【図面の簡単な説明】

第１図は、最初に油凝集により、ついで本発明の凝集物
の脱油により得られた二種の亜歴青炭及びサーマル歴青
炭の水分容量の減少を示す図である。 第２図は、原料亜歴青炭（■、第１図に記載されたもの
）中及びその脱油凝集物中の３０℃に於げる雰囲気を目
対湿度の関数としての水分含量の図である。 第３図は、原料亜歴青炭（■、第１図に記載さたもの）
中及びその脱油凝集物中の３０℃に於ける雰囲気を目対
湿度の関数としての水分含量の図である。 相 対 ｉ”１Ｍ 度 （％） ＦＩＧ、−２ ＦＩＧ、−１ 相対湿度（％） ＦＩＧ、−３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、低品質のブリッジング液体を使用することにより微
   細な原料亜歴青炭から生じた石炭凝集物を分離して脱油
   凝集物からくつくられた固体と蒸留可能な炭化水素から
   つくられた液体とを生成する方法であって、 上記の凝集物を２５０〜３５０℃の範囲の温度において
   実質的に大気圧で水蒸気または不活性ガスと接触させる
   工程を含み、これにより得られる分離された固体が約７
   重量％未満の残留ブリッジング液体を含み、且つ９６％
   の相対湿度において上記の凝集物の水分容量に較べて少
   なくとも５％減少された水分容量により特徴づけられる
   ことを特徴とする上記の方法。