JPS649360B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は褐炭のように、水分が蒸発し得ない雰
囲気（以下、非蒸発雰囲気という）で加熱すると
水分が液状で離脱する低品位炭を、非蒸発雰囲気
下で加熱後、雰囲気を減圧することによりさらに
水分を蒸発させて低下させる脱水方法に関し、詳
しくは前記液状脱水された脱水物を離脱水および
凝縮水からなる熱水と分離隔絶して個別に減圧操
作を行う脱水方法に関する。

本件明細書において、「低品位炭」なる用語は、 １ 亜瀝青炭、褐炭等の低級石炭（石炭化度の進
んでいない石炭） ２ 亜炭、泥炭、草炭等の石炭類似物（石炭化度
が不十分で我国の鉱業法では石炭から除外され
るもの） または、 ３ 植物、その腐敗物等の石炭根源物質（石炭化
作用を受ければ石炭に変成していくと想定され
る有機固形物） のいずれかに属する多孔質有機固形物であり、よ
り簡明には、 「水分が蒸発し得ない雰囲気で加熱すると、水
分が液状で離脱する多孔質有機固形物」 として定義されるものである。

一般に、褐炭等の有機固形物を脱水するには気
流乾燥法や間接加熱乾燥法が従来から各種の産業
分野で用いられている。しかし、これらの先行技
術では、水分を蒸発させて脱水していたので、熱
消費が大きかつたり、脱水製品が微粉化したりす
る欠点がある。そのため、以前からその代替技術
の開発が進められている。

ところで、褐炭等の石炭化の不充分な低級石炭
が石炭化していない高水分多孔質有機固形物を非
蒸発雰囲気で加熱すると、天然の石炭化作用に類
似した物理的、化学的変化が生じ、これ等固形物
の細孔内に含まれている水分が液状で離脱する現
象が知られている。この液状脱水現象を利用した
脱水方法として、飽和蒸気雰囲気で褐炭を加熱す
る方法（以下飽和蒸気脱水法という）がある。

この技術を実用化したものに、たとえばオース
トリー特許第190490号のように同一形状の複数の
圧力容器をその処理過程に時間ずれをもたせて回
分処理する褐炭の脱水法がある。たとえば、第１
図は飽和蒸気脱水法の一例を示す系統図であり、
第２図で示すような手順で処理される。この処理
過程を略述すると次のようである。なお圧力容器
とそれに付随するものには同一の添字を付し、他
の圧力容器と区別する。

圧力容器１ａに大気圧状態で脱水すべき褐炭を
投入し、予熱した後（予熱要領は、圧力容器１ｂ
および圧力容器１ｂに隣接する図示しない圧力容
器について後述するのと同様である）、外部の蒸
気源１１より管路３ａを介して飽和蒸気を供給
し、加熱昇温して液状脱水を行なう。このとき発
生する飽和蒸気の凝縮水と褐炭から脱水された水
分との混合熱水は、水切板８ａを通過し、管路
4aを経て熱水貯留器２ａに貯えられる。加熱過
程を終了して高圧状態にある圧力容器１ａと熱水
貯留器２ａとは、予熱過程にある低圧状態の圧力
容器たとえば圧力容器１ｂに隣接する図示しない
圧力容器に、圧力容器１ａの上部空間に一端を臨
ませた管路５ａおよび管路１０を介して蒸気（容
器１ａ，２ａ内の蒸気、ならびに褐炭残水分およ
び熱水から発生する蒸気）を供給する。そして、
この蒸気により、この図示しない圧力容器は予熱
される。その後管路５ａを遮断し管路６ｂを通じ
て、投炭したばかりの圧力容器１ｂに残熱水を供
給して大気圧まで降圧する。同時に圧力容器１ｂ
は、この熱水により予熱される。この減圧過程に
おいて褐炭の残水分は蒸発乾燥により減少し、一
方前記蒸気および熱水は、他の圧力容器において
脱水褐炭の予熱源として利用されてその保有熱が
回収される。

このような飽和蒸気脱水法では、減圧過程で熱
水貯留器２ａより発生する蒸気は管路４ａを通つ
て圧力容器１ａ中の褐炭層を上昇して管路５ａか
ら流出するので、この蒸気が褐炭層に再吸湿さ
れ、脱水率を低下させる欠点がある。すなわち、
従来法の減圧操作においては、残水分を蒸発脱水
させる褐炭の装填された圧力容器と、予熱源とし
て使用される熱水の貯えられた熱水貯留器とが連
通したままで一体として減圧されるため、冷却さ
れた褐炭表面が部分的に形成され、そこに熱水よ
り発生した蒸気が凝縮して褐炭に吸湿され脱水効
率が低下するのである。

本発明は、従来の飽和水蒸気脱水法の上記の問
題点を解決することを目的としたものである。さ
らに詳しくは、低品位炭である有機固形物を圧力
容器に封入したまま移送させずに飽和水蒸気加熱
による液状脱水法と減圧による蒸発脱水とを行う
前記の回分処理方式の有機固形物に脱水方法の問
題点を解決しようとするものであり、また飽和水
蒸気加熱による液状脱水時に発生する熱水を予熱
源として褐炭と分離して貯留器に貯えるようにし
た前述のごとき脱水方法の問題点を解決しようと
するものである。すなわち前記回分処理方式によ
る飽和水蒸気脱水法における圧力容器の減圧操作
を前記熱水貯留器から発生した水蒸気の凝縮によ
る脱水率の低下がないように実施し、しかもこの
熱水から有効に熱回収する脱水方法を提供するこ
とを目的とする。

本発明は、低品位炭を圧力容器に封入し、飽和
水蒸気によつて直接加熱して液状脱水し、このと
き発生する熱水を低品位炭と分離して貯留器に貯
えるようにし、ついで前記低品位炭を封入したま
ま前記圧力容器を減圧して低品位炭の残水分を蒸
発脱水する方法において、低品位炭を封入した圧
力容器と熱水を貯えた貯留器とを分離隔絶してお
いてそれぞれ減圧することを特徴とする低品位炭
の加熱脱水方法である。

好ましい実施態様では、前記圧力容器と前記貯
留器とを、低品位炭を封入した他の別々の圧力容
器に同時に連通して、前記圧力容器から排出され
る飽和水蒸気、ならびに前記貯留器から排出され
る飽和水蒸気および熱水を前記の他の別々の圧力
容器に封入された低品位炭の加熱脱水のための予
熱源としてそれぞれ利用することを特徴とする。

また好ましい実施態様では、低品位炭を封入さ
れた圧力容器の減圧の方が熱水貯留器の減圧より
も短時間で終了するようにし、熱水貯留器が残り
の減圧を行つている間に圧力容器から脱水された
低品位炭を排出するようにしたことを特徴とす
る。

以下、図面によつて本発明の実施例を説明す
る。第３図は本発明の一実施例の部分系統図であ
り、第４図はその脱水処理過程図である。なお、
第１図で示した先行技術と重複する部分は同一の
符号を付して説明を省略する。３１ａは、蒸気回
収配管１０と熱水貯留器２ａとを接続する管路で
バルブ３５ａを有する。３２ａ，３３ａは圧力容
器１ａの上部および下部と管路３１ａとをそれぞ
れ接続する管路で、それぞれにバルブ３０ａ，３
４ａを有する。

以上のような構成から、本発明は従来技術と同
様に投炭、予熱、加熱減圧、排炭操作を行なう
が、予熱および減圧操作は次の３段階に分割され
て行なわれる。圧力容器１ａが加熱過程で終了
し、減圧を開始する状態から説明を行なう。ま
ず、バルブ３５ａの遮断によつて熱水貯留器２ａ
を圧力容器１ａより隔絶した後バルブ３０ａ，３
４ａを開き蒸気回収配管１を経て、他の圧力容器
たとえば圧力容器１ｂに隣接する図示しない圧力
容器に蒸気を導入し圧力容器１ａ内の褐炭の残水
分を蒸発脱水させ、同時にこの図示しない圧力容
器を予熱する。次に、バルブ３０ａ，３４ａを閉
として圧力容器１ａを気密にしてホールドし、一
方バルブ３５ａを開いて熱水貯留器２ａの熱水か
ら蒸発する蒸気を管路３１ａ，１０を通じて先に
圧力容器１ａから蒸気を導入した同じ圧力容器に
導入して予熱すると同時に熱水貯留容器２ａを減
圧する。従来、この２つの減圧（予熱）操作を圧
力容器と熱水貯留器を一体として一度で行なつて
いたものである。

次に熱水貯留器２ａ内の残熱水は隣接する圧力
容器１ｂに管路６ｂを通して送り、減圧を終了す
る。熱水貯留器２ａのこの減圧操作と並行して、
圧力容器１ａを、管路３２ａ，１０，３１ｂ，３
２ｂを経て圧力容器１ｂに連通させ、褐炭残水分
を蒸発させる。こうすれば圧力容器１ａよりの蒸
気の熱を回収することができ、熱水貯留器２ａか
らの蒸気が圧力容器１ａまで進入することが少な
いので、従来のような弊害もない。また、圧力容
器１ａを、予熱過程にある圧力容器との連通、減
圧の後、上記の如く圧力容器１ｂを連通すること
なく、ただちに管路９ａを通じて外部へ放気して
大気圧まで急速に減圧すれば、さらに効果的な脱
水の実施が可能であることを発明者等の実験によ
り確認している。

第５図は本発明の他の実施例の部分系統図であ
り、第６図はその脱水処理過程図である。蒸気回
収配管１０は、圧力容器１ａの上部とバルブ４２
ａを有する管路４１ａによつて、また熱水貯留器
２ａとバルブ４６ａを有する管路４５ａによつ
て、それぞれ接続されている。圧力容器１ａの下
部は、それに付属の熱水貯留器２ａの上部とバル
ブ４２ａを有する管路４４ａによつて、また熱水
回収配管６ｂを接続されている圧力容器１ｂの上
部とをバルブ４８ａを有する管路４３ａで接続す
る。

以上のような構成でもつて前述の例と同様に、
減圧操作の際圧力容器と熱水貯留器とを隔絶し
て、別個に減圧させる。たとえば圧力容器１ａ、
熱水貯留器２ａを減圧する場合には、加熱終了直
後、管路４４ａのバルブ４７ａを閉じ、圧力容器
１ａはバルブ４８ａを開とすることにより管路４
３ａを介して、隣接する圧力容器１ｂに連通さ
せ、圧力容器１ａ内の褐炭残水分を蒸発させると
ともに、入炭されたばかりの１ｂ内の褐炭を予熱
する。なおバルブ４２ａは閉じたままである。本
例では圧力容器１ａの減圧と並行して熱水貯留器
２ａよりの蒸気を回収する。すなわち管路４５
ａ，１０を通じ、別の圧力容器（図示せず）に蒸
気を導入する操作を行なう。したがつて前例のよ
うに熱水をホールドしないため、相対的に褐炭と
の接触時間が長くなり、熱水の持つ熱量を有効に
利用することができる。圧力容器１ａは上記の操
作を行ない、大気圧に降圧した後、製品炭を排出
する。他方、熱水貯留器２ａ内の熱水は上述の操
作によつて蒸気を発生させて熱回収した後、従来
と同様に予熱された圧力容器１ｂに熱水回収配管
６ｂにより熱水を導入して褐炭をさらに予熱す
る。この手順によれば、互いに予熱、減圧するべ
き圧力容器が存在し、ホールドの期間を設ける心
要がないので、無駄なく運転を継続させることが
できる。

また減圧する場合に、予熱側の圧力容器を大気
開放とする等の手段により急速に減圧を行なえ
ば、脱水率が向上することが発明者等の研究で明
らかになつている。しかし、減圧の初期から大気
開放することは蒸気が散逸して大量の熱量損失と
なるので、従来は、排炭直前の温度の低くなつた
時点で大気開放している。このため、減圧速度が
緩慢である。本発明によれば、減圧側の圧力容器
のみと予熱側の圧力容器および熱水貯留器が連通
し、しかも減圧側圧力容器の発生蒸気量は小さい
ので、減圧が急速にしかも低圧まで実施され、こ
の操作後あるいは操作中に大気開放としても損失
熱量は小さい利点がある。

上述のごとく本発明によれば、有機固形物の減
圧操作が熱水と分離されて行なわれるので、熱水
より発生する蒸気が有機固形物に再吸湿されるこ
とがなく、脱水率が向上する。また、有機固形物
にとつては蒸発脱水、熱水にとつては熱回収とい
うそれぞれ主たる目的が異なる減圧操作を、それ
ぞれ独立して行なえるため、たとえば有機固形物
は迅速短時間に、熱水は徐々に平衡させていくと
いうように減圧できるため熱効率も改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は飽和水蒸気脱水法の一例を示す部分系
統図、第２図はその脱水処理過程図、第３図は本
発明の一実施例の部分系統図、第４図はその脱水
処理過程図、第５図は本発明の他の実施例の部分
系統図、第６図はその脱水処理過程図である。 １ａ，１ｂ…圧力容器、２ａ，２ｂ…熱水貯留
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低品位炭を圧力容器に封入し、飽和水蒸気に
   よつて直接加熱して液状脱水し、このとき発生す
   る熱水を低品位炭と分離して貯留器に貯えるよう
   にし、ついで前記低品位炭を封入したまま前記圧
   力容器を減圧して低品位炭の残水分を蒸発脱水す
   る方法において、低品位炭を封入した圧力容器と
   熱水を貯えた貯留器とを分離隔絶しておいてそれ
   ぞれ減圧することを特徴とする低品位炭の加熱脱
   水方法。 ２ 前記圧力容器と前記貯留器とを、低品位炭を
   封入した他の別々の圧力容器に同時に連通して、
   前記圧力容器から排出される飽和水蒸気、ならび
   に前記貯留器から排出される飽和水蒸気および熱
   水を前記の他の別々の圧力容器に封入された低品
   位炭の加熱脱水のための予熱源としてそれぞれ利
   用することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の低品位炭の加熱脱水方法。 ３ 低品位炭を封入された圧力容器の減圧の方が
   熱水貯留器の減圧よりも短時間で終了するように
   し、熱水貯留器が残りの減圧を行つている間に圧
   力容器から脱水された低品位炭を排出するように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の低品位炭の加熱脱水方法。