JPS6018587A - 低石炭化度炭の改質法 - 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】 本発明は低石炭化度炭にピッチ類と水又はＭ機溶剤を添
加した水を混合し、該スラＩｊ　−Ｙ加熱処理して、粘
結性のある石炭に改質する方法に関するものである。

近年、将来に亘る石油資源の供給不安から石油代替エネ
ルギーとしての石炭の有効利用が注目されている。一般
に石炭はその石炭化度により無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭
、褐炭、亜炭等に区分されるが、現在１日本でエネルギ
ー源とし“Ｃ輸入使用されているのは主として瀝青炭以
上のクラスに属する高石炭化度炭であり、亜詮青炭、褐
炭等の低石炭化度炭はほとんど対象とされていない。

その理由は、低石炭化度炭は高石炭化度炭よりも一般に
水分含有量、醒累含肩量が多いため発熱賞が低く、カロ
リー基準の輸送効率が惑い。また水分を除去すると酸化
され易く、自然発火＋！］−起し易い。更に、これら低
石炭化度炭はコークス川原料炭とならない非粘結炭であ
り１石炭としての用途が限足されるという難点をイＪす
るからである。

本発明者らはこれら難点を解決すべく、先願発明の「低
石炭化度炭の改質方法」（特願昭５８−１０７７８４）
において、低石炭化度炭（無水換算）１重量部にピッチ
類を０．０２〜０．３０重ム′Ｓを徐加し。

水または水と有機溶剤の混合液を加えてスラＩＪ−化し
、該スラリーヲ加熱処理して、脱水された自然発火しに
くい粘結性の有る石炭を得る方法￥発明した・しかし、
この方法で得られる石炭のボタン指数は１／２〜ｌの範
囲内であり、コークス製造用原料炭として用いる場合、
さらに粘結性の高い石炭が望まれる。

れた本発明を完成するに至った。

即ち１本願発明は低石炭化度炭（無水換算）１重短部に
ピッチ￥Ａを０．３０重量部を越え、２．０重量部以下
の範囲内で添加し、さらに水または水と有機播剤の混合
液を加えてスラリー化し、該スラリーを１５０〜３７０
’Ｃの温度範囲でその温度における水の飽和水蒸気圧以
上の圧力下で≠熱処理することを特徴とする低石炭化度
炭の改質法である。

本発明で用いる低石炭化度炭とは亜瀝青炭、褐炭、亜炭
、草炭である。ピッチ類とはコールタール、コールター
ルピッチ、膨潤炭１石炭液化生成物中の沸点５０（１以
上の留分、アスファルト、アスファルトピッチおよびこ
れらのピッチ類の混合物である。葦だ、有機溶剤とは沸
点２５０℃以下の有機化合物１例えばベンゼン、トルエ
ン、キシレン、フェノール、キノリンおよびそのアルキ
ル置換体、エチレンジアミン等のアミン畑、アルコール
類もしくはこれらＭ機化合物の混合物、ならびにコール
タールの１７０〜２３０℃留分であるカルポール油１石
炭液化生成物中の１７０〜２３０℃留分である。

次に本発明を第１因に示した本発明の一芙施態様に基づ
いて説明する。

低石炭化度炭は粉砕機１″′Ｃ粉イメｅ後、混合槽２で
水と混合してスラリー化する。このときピッチ類または
有機溶剤を添加したピッチ類と低石炭化度炭とを一緒に
粉砕するか、別途粉砕して混合槽２に導入する。あるい
は、ピッチ類と有機溶剤と水からなる水性乳濁液をあら
刀）しめ調製し、この乳濁液と低石炭化度炭を混合する
。史に、混合槽２でスラリー化したスラリーをボールミ
ル、タワーミル、ディスクミル等の湿式粉砕機に導入し
、低水の重量比が大きい万がＭ利であるが、同時にスラ
リー粘度が上昇してポンプの負荷が増大する。

したがって、低石炭化度炭／水の重量比は１．１０．５
〜ｌ／３が好ましい。またピッチ類は低石炭化度炭の粘
結性を向上するに十分な量３丁なわち、ピッチ類／低石
炭化屁炭（無水決算〕の重量比が０３０゜／１を越え２
．０／１以下好ましくは０．３０／１を越え。

１．０／１以下の範囲内になるよう九添加するのが良い
。ピッチ類の重量比が０．３０／１以下では不発明の工
程で得られる改質炭の粘結性が不十分となる。

また、ピッチ類の重量比が２．０／ｌを越えるとヒ）ツ
チ卿のザ用斂が増大し経済的でない。更にピッチ類の被
積効果を増大する之めにピッチ類に有機溶剤を添加する
が、この時の有ｔａ’？？剤／ピッチ知の重量比は小さ
い方が経済的−ｅあり１Ｍ機浴剤／ピッチ類の重量比は
３／１以下、好ましくは０．２／１〜２／ｌが望ましい
。

以上により調製されたスラリーは、そのまま。

あるいはスラリー中の水分量を調整しＳ廃熱なＭ効利用
するために本発明の工程で得られる改質炭と水力為らな
るスラリーの一部を混合したのち、加圧ポンプ３で加圧
はれ、熱交換器４を通して加熱炉５で３７０℃以下の温
度範囲で加熱処理される。

加熱処理温度１５０℃未満では低石炭化度炭の熱分解が
不十分であり、３７０℃’２越えると水の飽和水蒸気圧
が著しく上昇し、より高圧に耐える設備を必安とするの
で１５０〜３７０℃の温度範囲で加熱処理するのが好ま
しい。

このように加圧、加熱されたスラリーは減圧弁６を通し
て蒸発缶７に導入される。ここで、低石炭化度炭中の水
分１分解カス（生としてＣＯ，カス）および一部の油の
蒸気力・らなる気相は缶１３１７１より熱変換器４乞通
り、冷却されて気液分離器８に送られ、ガスと水および
油に分離される。分離された水および油は再びスラリー
―製のために混合槽に戻され循環使用される。−１１缶
底部〃・ら得られる改質炭と水からなるスラリーは心安
に応じて一部を水分量調整および廃熱利用のために循環
使用し、残りまたは全量は遠心分＃ｌ１機、ろ過器等の
固液分離装置９に導入され、改質炭と水とに分離される
。分離された水の一部または全量は循環用として使用し
、余分がでれは排水する。このようにして製造さ−れた
改質炭は、そのままボイラ用燃料１石炭液化およびガス
化用原料、またはコークス用原料として使用することが
できる。

以上１本発明において注目すべき点は、低石炭化度炭と
水とピッチ知力・らなるスラリーヲ加熱処理すると低石
炭化度炭が熱分解し、熱分解によって生じたラジカルに
ピッチ拳が結合して低石炭化度炭を安定化するとともに
低石炭化度炭表面および内部がピッチ類で被覆される点
にある。これによって低石炭化度炭の脱酸素反応が進行
して石炭化度が筒くなるとともに発熱量が増大し、しか
も従来親水性であった表面および内部が親油性となり、
同時に低石炭化度炭の空隙構造が破壊され収縮するため
に水の再吸着および酸化が防止される。

さらに低石炭化度炭表面および内部を被覆するピッチ類
によって粘結性の筒い石炭に改質されるものと思われる
。

このためカロリー基準の輸送効率が同上し、自然発火が
防止され、輸送面での経済性および安全性が同上すると
ともに特にコークス用原料とじて適した特性を持つ改質
炭が得られる。

以下、実施例、比較例により本発明の方法を更に詳細に
説明する。

実施例１ 豪州産モーエル褐炭（全水分５ｇ、３ｗｔ％）１重量部
に第１衣の性状のツータールピッチ０．４０ｆｆｉ量部
を加え、＠粉砕抜水１型斂部と混合し、この混合物をデ
ィスクミルクイブの市販のトリボナル〔西独製〕微粉砕
機にかけスラリーを調製した。

このスラリーｆ　１７２ｋｇ／ｃｒｌ　”　ｕの加圧下
、３５０℃まで加熱したのち減圧弁を通して大気圧まで
減圧し蒸発缶に導入した。蒸発缶頂部よりカス、水。

油からなる気相を抜出し、これを冷却恢気液分離した◎
この時のＣＯ，ガスの発生量は無水無灰換算のモーエ＃
ｉ炭１ｋｇ当ＩＪ　８５Ｎｔであった＠−万。

蒸発缶底部力・らは改質炭と水ρ萬らなるスラリーを抜
き出し、このスラリーをろ過して改質炭０．８２重量部
を得た◎ 原料として用いたモーエル褐炭およびそれから得られた
改質炭の性状を第２表に示す。

比較例１゜ 実施例１で用いたと同じモーエル褐炭を減圧乾燥器乞用
いて乾燥し、この乾燥褐炭１重量部に第１表の性状のピ
ッチを１重呈部加え室温で混合した。この混合物のボタ
ン指数は１であっり。

比較例２゜ 実施例１で用いたと同じモーエル褐炭１重量部にピッチ
を加えずに、水１重値部を加えてスラリー化した。この
スラリーを実施例１と同様に１７２ｋｇ／ｄ＠Ｇの加圧
下、３５０℃で熱処理した。この熱処理褐炭の性状を第
２表に示す。この熱′処理褐炭を減圧乾燥器を用いて乾
燥し、乾燥した熱処理褐炭１重量部に第１表の性状のピ
ッチｆｒ：１重量部加え、室温で混合した。この混合物
のボタン指数は０であった。

実施例１および比較例１．２力・ら１本発明の方法で得
た改質炭は、原料のモーエル褐炭および３５０℃で熱処
理したモーエル褐炭にそれぞれ室温でピッチ’ｌ　Ｔ６
’＆加した混合物と比較して、ボタン指数が高く粘結性
が著しく向上しているのがわかる。

このように低石炭化度炭又は熱処理した低石炭化度炭と
ピッチ類を単に室温で混合しただけでは粘結性の同上は
ほとんど認められないが、低石炭化度炭とピッチ類を水
中で同時に加熱すると、粘結性は著しく同上する。

また、第２表に示したように、原炭と改質炭とを比較す
ると、改質炭の方が水分および酸素含有量が少なく、カ
ロリー基準の輸送効率が著しく改善されていることがわ
かる。

実施例２゜ 実施例１で用いたと同じモーエル褐炭１重量部に第１表
の性状のコールタールピッチ０１３５爪量部および水１
重景部を加えスラリー化した。このスラリーを１７２ｋ
ｇ／ｉ・Ｇの圧力下、３５０℃の温度で実施例１と同様
の方法で加熱処理し、改質炭０．７８重量部を得た。こ
の改質炭の性状を第２表に示す。

実施例３゜ 実施例１で用いたと同じモーエル褐炭１重量部に第１表
の性状のコールタールピッチ０．３０重盆部および水１
重量部を加えスラリー化した。このスラリー乞芙施例１
と同様に１７２　ｋｇ／　ａｔ／Ｉ・Ｇの圧力下、３５
０℃の温度で加熱処理して改質炭０．７５重量部を得た
。この改質炭の性状を第２表に示す一実施例４゜ 第３表の性状をもつ中国褐炭１重量部に実施例１で用い
たコールタールピッチＯ−４０ｔ　置部と水１重量部を
加えスラリー化した。このスラリーを１７２ｋｇ／ｃＪ
＠Ｇの圧力下、３５０℃の温度で実施例１と同様の方法
で加熱処理し、改質炭１．１３東量部を得た。この改質
炭の性状を第３表に示す。

第２表、第３表から明らかなように、不発明の方法にし
たがえはＳ釉々の低石炭化度炭〃・ら水分および酸素含
■麓が少なく１発熱量が高く、シ刀）も、粘結性の商い
石炭が得られることがわかる。

このように本発明は低石炭化度炭の粘結性を著しく同上
することができる優れた発明である・第１表　コールタ
ールピッチの性状 法　分　Ｑ、ｌ　ｗｔ％ 揮発分　４９．７　ｐ 固定炭素　５０．２　ｔｔ Ｃ９１，９〃 ）１　４．７　ｔｒ Ｎ　Ｏ，８ＩＩ ３　０．７　ｔｒ Ｏ（ｄｉｆｆ）’　１．９　／’ ＥＩ　１６，０　／７ ＱＩ　６．０　〜 軟化点　６５　’Ｃ 発熱量　９１１０　Ｋｃａｌ／ｋｇ 第３表

【図面の簡単な説明】

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、ｌ・・・粉砕機、２・・・混合槽、３・・・加圧
ポンプ、４・・・熱交換器、５・・・加熱炉、６・・・
減圧弁、７・・・蒸発布、８・・・気液分離器、９・・
・向敢分市装置を表わ丁＠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （り低石炭化度炭（無水：Ｊ！Ａ算）１重量部にピッチ
   類を０．３０重量部を越え、２．０重量部以下の範囲内
   で添加し、さらに水または水と有機浴剤の混合液を加え
   てスラリー化し、該スラリーを１５０〜３７０℃の温屁
   範囲でその温ｅｔｃおける水の飽和水蒸気圧以上の圧力
   下で加熱処理することを特徴とする低石炭化度炭の改質
   法。