JPH0819418B2 - 石炭の液化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、石炭の液化方法に関し、詳細には褐炭等の
石炭の水添工程、水添生成物の蒸留工程、蒸留残渣の脱
灰処理工程を含む石炭の液化方法に関する。

（従来の技術） 石炭の液化方法は水添法が代表的である。この方法に
は、原料石炭をスラリー化溶剤及び触媒と共に粉砕混
合してスラリー化した後、１次水添塔に供給して水添
し、その水添生成物を蒸留塔で蒸留して軽質油、中質
油、蒸留残渣（灰分及び油成分の重質油を含有してい
る）に分離する１次水添法と、更に該蒸留残渣を脱灰
処理して灰分含有量を低減させた後、２次水添し、蒸留
する２次水添法と、更に該蒸留の残渣を水添し、蒸留
する多段水添法とがある。１次水添の触媒には通常鉄系
触媒、２次水添以降の水添用触媒にはNi−Mo系又はCo−
Mo系触媒が使用される。

上記脱灰処理は溶剤脱灰処理方法により行われる場合
が多く、この脱灰処理方法は、第２図に示す如く、溶解
槽（１）で蒸留残渣を脱灰溶剤と混合し、高温高圧下で
蒸留残渣中の重質物を溶解して灰分及び不溶重質物が共
存する溶液と成し、連続的又は断続的に、該溶液を沈降
槽（２）に供給し、沈降槽（２）内で該溶液中の灰分及
び不溶重質物を沈降させ、沈降槽（２）下部に高灰分濃
度のスラリー状溶液（灰分濃縮スラリー）を形成させる
と共にその上部に低灰分濃度の溶液（灰分希釈液）を形
成させ、沈降槽（２）上部より灰分希釈液を抜き出し、
沈降槽（２）下部より灰分濃縮スラリーを抜き出す方法
によって行われる。

上記灰分濃縮スラリーは、沈降槽（２）下部の抜き出
し口に管接続されたスラリー流通管を介して油分蒸発分
離装置に送給され、油分の重質及び溶剤を蒸発させ、灰
分及び不溶重質物と分離して回収される。

かかる脱灰処理方法において、沈降槽（２）下部の灰
分濃縮スラリーの灰分濃度が高く、略30％以上になる
と、該スラリー中の灰分が粘着性の重質物により接着さ
れて凝集塊化し、沈降槽（２）下部の抜き出し口や、ス
ラリー流通管内に付着し、更には詰まってスラリー流通
管等の閉塞が生じるようになる。又、上記灰分濃度が低
い場合は、沈降槽（２）内での灰分の沈降が充分でな
く、良好な灰分希釈液が得られていないことを暗示して
いる。そのため、沈降槽（２）下部の灰分濃縮スラリー
の灰分濃度目標値（所定値）は通常10％以上に設定され
る。

上記閉塞等の問題点の発生を防止するには、灰分濃縮
スラリーの灰分濃度を随時測定し、その濃度に応じて灰
分濃縮スラリーの抜き出し量や、沈降槽の温度等の脱灰
処理条件を調整する必要がある。従って、上記灰分濃縮
スラリーの灰分濃度の測定は極めて重要なことである。

上記沈降槽（２）下部の灰分濃縮スラリーの灰分濃度
の測定は、沈降槽（２）下部の灰分濃縮スラリーの一部
を採取し、JIS M−8812の灰分分析法により行われる。
即ち、採取スラリーをルツボ内に入れ加熱して蒸発乾固
し、その残渣（残留する灰分）を重量測定し、採取スラ
リーに占める割合を求める方法により行われている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前記従来の石炭の液化方法においては、沈
降槽下部の灰分濃縮スラリーの灰分濃度の測定に際し、
採取スラリーの蒸発乾固に長時間（略４時間）を要する
ので、灰分濃縮スラリーの灰分濃度の測定に長時間（４
時間以上）を要する。そのため、実際に沈降槽（２）下
部の灰分濃縮スラリーの灰分濃度がその所定値より低く
なり、脱灰処理に異常を来し始めている時点において、
該異常をその時点では全く把握し得ず、長時間経過後に
過去のこととして認識し得るだけである。

従って、灰分濃縮スラリーの灰分濃度をその所定値に
回復するための脱灰処理条件の調整が間に合わず、脱灰
処理異常に対する対策措置がとれない。そのためスラリ
ー中灰分の塊化、スラリー流通管等の閉塞の発生を防止
し得ない。又、所定の高灰分濃度の灰分濃縮スラリーが
得られているのかどうかも明確にし得ない。このよう
に、灰分濃縮スラリー抜き出し量等の脱灰処理条件を調
整するためのフイードバツク情報として有用な灰分濃度
を測定し得ないという問題点がある。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであっ
て、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点を
解消し、脱灰処理の際の沈降槽下部の灰分濃縮スラリー
の灰分濃度を短時間に測定し得、灰分濃縮スラリー抜き
出し量等の脱灰処理条件を調整するためのフイードバツ
ク情報として有用な沈降槽下部灰分濃縮スラリーの灰分
濃度を早期に把握し得る石炭の液化方法を提供しようと
するものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は次のような構
成の石炭の液化方法としている。

即ち、本発明に係る石炭の液化方法は、石炭を触媒及
び溶剤の共存下で水添する水添工程、その水添生成物を
蒸留して軽質油と、中質油と、重質物及び灰分を含む蒸
留残渣とに分離する蒸留工程、その蒸留残渣を脱灰溶剤
と混合し重質物を溶解して灰分及び不溶重質物が共存す
る溶液と成し、該溶液を沈降槽に供給し、沈降槽内で該
溶液中の灰分及び不溶重質物を沈降させ、沈降槽上部よ
り低灰分濃度の溶液を抜き出し、沈降槽上部より高灰分
濃度のスラリー状溶液を抜き出す脱灰処理工程を含む石
炭の液化方法において、前記脱灰処理の際に、前記沈降
槽下部の外側より内側の溶液に向けてγ線を照射し、沈
降槽下部内の溶液を透過し外側へ出てくるγ線量を測定
して該溶液の密度を求め、該密度より該溶液の灰分濃度
を求めることを特徴とする石炭の液化方法である。

（作 用） 本発明に係る石炭の液化方法は、前記の如く、脱灰処
理の際に、沈降槽下部の外側より内側の溶液に向けてγ
線を照射し、沈降槽下部内の溶液を透過し外側へ出てく
るγ線量を測定して該溶液の密度を求め、該密度より該
溶液の灰分濃度を求めるようにしている。

上記溶液、即ち沈降槽下部の灰分濃縮スラリーを透過
し外側へ出てくるγ線量（透過γ線量）は、灰分濃縮ス
ラリーの密度と負の相関関係にあるので、透過γ線量の
測定により灰分濃縮スラリーの密度を求めることができ
る。

このようにして求められる灰分濃縮スラリーの密度
は、該スラリー中の灰分の占める割合、即ち灰分濃度に
対応するので、灰分濃縮スラリーの密度の測定により灰
分濃縮スラリーの灰分濃度を求めることができる。

上記の如くγ線を照射し、透過γ線量を測定して密度
を求める計器としては、所謂γ線密度計と言われるもの
があり、かかる密度計によればγ線を照射すると略同時
に密度となって出力される。

このように上記密度測定は瞬時にできる。又、灰分濃
縮スラリーの灰分濃度と密度との関係を予め求めておけ
ば、上記密度測定値から灰分濃縮スラリーの灰分濃度を
素早く求め得る。故に、灰分濃縮スラリーの灰分濃度を
極めて短時間に測定し得る。

又、上記灰分濃縮スラリーの灰分濃度は、灰分濃度が
５％以上であれば精度良く測定し得、一方灰分濃縮スラ
リーの灰分濃度の所定値は通常10％以上であるので、測
定精度上の問題はない。即ち、所定の灰分濃度になって
いるか否か、灰分濃度が所定値より低くなり、脱灰処理
に異常を来しているか否かの確認が可能であり、上記灰
分濃縮スラリー中灰分濃度の測定精度は充分である。

故に、脱灰処理の際の沈降槽下部の灰分濃縮スラリー
の灰分濃度を極めて短時間にリアルタイムで測定し得、
従って、灰分濃縮スラリー抜き出し量等の脱灰条件を調
整するためのフイードバツク情報として有用な沈降槽下
部灰分濃縮スラリーの灰分濃度を早期に把握し得る。

そのため、所定高灰分濃度の灰分濃縮スラリーが得ら
れているか否かを随時素早く確認し得るようになる。
又、沈降槽下部灰分濃縮スラリーの灰分濃度が低く、脱
灰処理に異常を来している時には、その異常をその時点
又はその直後に察知し得、従って、脱灰処理異常に対す
る対策措置を早期にとり得るようになる。例えば、灰分
濃縮スラリー抜き出し量を減少させたり、重質物の溶解
条件や沈降槽の温度を変化させる等の対策を早期に講じ
得るようになる。

従って、沈降槽下部の灰分濃縮スラリーの灰分濃度を
所定値に維持し易くなり、その結果灰分の凝集塊化、管
内への付着及び管内閉塞等のトラブルの発生を防止し得
るようになる。

尚、前記灰分濃度測定は、連続してし得ると共に、分
析試料溶液を採取する必要がなく簡単にし得る。更には
自動測定も可能である。

（実施例） 粉砕及び脱水された褐炭をスラリー化溶剤、鉄系触媒
及び溶融硫黄触媒と共に粉砕混合してスラリー化した
後、水添塔に供給して１次水添し、その水添生成物を蒸
留し軽質油、中質油、蒸留残渣に分離して得た。

上記蒸留残渣の脱灰処理を下記の如く連続的に行っ
た。即ち、上記蒸溜残渣を粉砕後、第１図に示す如く、
溶解槽（１）に移し、蒸留残渣中重質物を溶解すべく脱
灰溶剤を添加し250℃で撹拌混合して灰分共存溶液と成
し、該溶液を連続的に、沈降槽（２）に供給し、沈降槽
（２）内で灰分及び不溶重質物を沈降させ、沈降槽
（２）下部に灰分濃縮スラリーを形成させると共にその
上部に灰分希釈液を形成させ、沈降槽（２）上部より灰
分希釈液を抜き出し、沈降槽（２）下部より灰分濃縮ス
ラリーを抜き出した。

上記脱灰処理の際に、γ線密度計により沈降槽（２）
下部の灰分濃縮スラリー灰分濃度を連続して求めた。即
ち、沈降槽（２）下部の外側からγ線照射手段（３）に
よりγ線を沈降槽（２）下部の灰分濃縮スラリーに向け
て照射し、透過γ線量をカウントし密度に変換して密度
表示する手段（４）により灰分濃縮スラリーの密度を測
定し、密度を灰分濃度に変換表示する手段（５）により
灰分濃縮スラリーの灰分農度を求めた。尚、予め、上記
手段（４）については透過γ線量と灰分濃縮スラリー密
度とを対応させるためのキャリブレーションを行い、
又、手段（５）については予め求めた灰分濃縮スラリー
の密度と灰分濃度との関係を入力しキャリブレーション
した。

かかる測定によれば、γ線照射時から灰分濃度表示ま
での所要時間は１秒以内であり、連続して灰分濃度をリ
アルタイムで測定し得た。その結果沈降槽（２）下部の
灰分濃縮スラリーの灰分濃度は時々刻々と変動すること
が確認された。

上記灰分濃度の測定値によっては脱灰処理条件をその
都度調整した。即ち、灰分濃度の測定値が10％以上の場
合は脱灰処理条件を調整することなく一定に保持した
が、10％未満の場合にはその直後に沈降槽（２）への溶
液の供給量、沈降槽（２）上部からの灰分希釈液の抜き
出し量、及び、沈降槽（２）下部からの灰分濃縮スラリ
ーの抜き出し量を減少させ、次いで蒸留残渣と脱灰溶剤
との混合割合、混合温度や、沈降槽（２）の温度等の脱
灰処理条件を調整し、沈降槽（２）下部の灰分濃縮スラ
リーの灰分濃度を10％以上に回復させた。

このように、沈降槽（２）下部の灰分濃縮スラリーの
灰分濃度が所定値（10％以上）になっているか否かをリ
アルタイムで素早く確認し得、又、灰分濃度が低く脱灰
処理異常である時にはその時に該異常を察知し、その対
策を早期に講じることができた。その結果、殆どの時期
において灰分濃縮スラリーの灰分濃度を所定値に維持し
得た。そのため、灰分の凝集塊化、管内への付着及び管
内閉塞等のトラブルの発生は全く認められなかった。一
方、沈降槽（２）上部より得られた灰分希釈液は灰分濃
度が低く（200ppm）、良好であった。

（発明の効果） 本発明に係る石炭の液化方法によれば、脱灰処理の際
の沈降槽下部の灰分濃縮スラリーの灰分濃度を極めて短
時間に測定し得、灰分濃縮スラリー抜き出し量等の脱灰
処理条件を調整するためのフイードバツク情報として有
用な沈降槽下部灰分濃縮スラリーの灰分濃度を早期にリ
アルタイムで把握し得るようになる。又、上記灰分濃度
測定は連続してできると共に、分析試料溶液を採取する
必要がなく簡単にし得る。更には自動測定も可能であ
る。

そのため、所定高灰分濃度の灰分濃縮スラリーが得ら
れているか否かを常に容易に素早く確認し得るようにな
る。又、沈降槽下部灰分濃縮スラリーの灰分濃度が低く
脱灰処理異常を来している時には、その異常をその時点
に察知し得、故に脱灰処理異常に対する対策措置を早期
に講じ得るようになる。従って、沈降槽下部の灰分濃縮
スラリーの灰分濃度を所定値に維持し易くなり、その結
果灰分の凝集塊化、管内への付着及び管内閉塞等のトラ
ブルの発生を防止し得るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る石炭液化方法の脱灰処
理を説明するためのフローチャートの概要図、第２図
は、水添液化法による石炭の液化プロセスにおける蒸留
残渣の溶剤脱灰処理方法を説明するためのフローチャー
トの概要図である。 （１）……溶解槽、（２）……沈降槽、（３）……γ線
照射手段 （４）……透過γ線量を測定し密度変換表示する手段 （５）……密度を灰分濃度に変換表示する手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】石炭を触媒及び溶剤の共存下で水添する水
   添工程、その水添生成物を蒸留して軽質油と、中質油
   と、重質物及び灰分を含む蒸留残渣とに分離する蒸留工
   程、その蒸留残渣を脱灰溶剤と混合し重質物を溶解して
   灰分が共存する溶液と成し、該溶液を沈降槽に供給し、
   沈降槽内で該溶液中の灰分を沈降させ、沈降槽上部より
   低灰分濃度の溶液を抜き出し、沈降槽下部より高灰分濃
   度のスラリー状溶液を抜き出す脱灰処理工程を含む石炭
   の液化方法において、前記脱灰処理の際に、前記沈降槽
   下部の外側より内側の溶液に向けてγ線を照射し、沈降
   槽下部内の溶液を透過し外側へ出てくるγ線量を測定し
   て該溶液の密度を求め、該密度より該溶液の灰分濃度を
   求めることを特徴とする石炭の液化方法。