专利名称：固体燃料的制造装置及制造方法
技术领域：
本发明涉及一种以多孔质碳为原料的固体燃料的制造装置及制造方法。
背景技术：
涉及以多孔质碳为原料的固体燃料制造方法，对现有公知的方法的概要进行说 明。多孔质碳(原料碳)在粉碎工序被粉碎后，在混合工序与包含重质油分和溶剂油分的 混合油混合而得到原料浆料。接着，原料浆料预热后，在蒸发工序加热，加快多孔质碳的脱 水，同时使混合油浸渗在多孔质碳的细孔内，得到脱水浆料。其后，在固液分离工序从脱水 浆料中将改性多孔质碳和混合油分离后，使改性多孔质碳在最终干燥工序干燥。经干燥的 改性多孔质碳按所需进行冷却及成型，得到固体燃料。另一方面，在固液分离工序及最终干 燥工序回收的混合油被循环、运送到得到原料浆料的混合工序，作为循环油进行再利用。图4表示采用这样的方法的装置的概略构成图的一例(专利文献1)。图4所示 的装置具有将含有重质油分和溶剂油分的混合油与多孔质碳混合来制作原料浆料的混合 槽101、对将该原料浆料进行水分蒸发处理的蒸发器102、对该经水分蒸发处理后的脱水浆 料进行固液分离的固液分离器103。在此，混合槽101具有从其下部将原料浆料经由浆料 泵112向混合槽101的上部导入的浆料循环管路111、113。蒸发器102具有从其下部经由 浆料泵122将浆料向蒸发器102的上部导入的循环管路121、123 124。在混合槽101和 蒸发器102之间有原料浆料供给管路114。该原料浆料供给管路114从浆料循环管路111、 113分流。在混合槽101中，将包含重质油分和溶剂油分的混合油与多孔质碳进行混合来制 作原料浆料。该原料浆料通过浆料循环管路111、113从混合槽101的下部经由浆料泵112 向混合槽101的上部导入，进行循环。原料浆料在循环的同时，通过从浆料循环管路111、 113分流的原料浆料供给管路114，进入蒸发器102的浆料循环管路123 124，通过该管 路流向蒸发器102。此时，原料浆料利用110a、115a加热(预热工序)、进而，利用热交换器 120加热，流向蒸发器102 (蒸发工序)。在蒸发器102中，完成原料浆料的水分蒸发处理。利用上述水分蒸发处理所得到的脱水浆料通过从浆料循环管路121、123 124分 流的脱水浆料供给管路125进入固液分离器103，经固液分离，得到固体成分(改性多孔质 碳)和液体成分(混合油)。该固体成分在最终干燥部(未图示)经回收残存在固体成分 中的油成分，成为可以用作粉末状固体燃料的状态。另一方面，所回收的混合油由循环装置 104送回混合槽101。然而，在图4的装置中，为了防止在蒸发工序至后工序发生故障时在各工序的浆 料的溢出，而停止在混合工序的原料碳(RC)、混合油(MO)的供给或对后续工序的浆料的供 给时，问题产生了。详细而言，此时，在混合工序或蒸发工序中为了防止因浆料中的煤的沉 淀而导致的配管的堵塞而使浆料泵及搅拌机时常开动，却引起了如下所示的热交换器的配
管的堵塞。如图5(A)所示，热交换器中设置有浆料通过的多个配管，由蒸汽等加热介质对各
3个配管中的浆料进行加热。在图4的装置中，当停止原料碳(RC)或混合油(MO)的供给及 对后续工序的浆料供给，使浆料泵112、122时常开动时，在热交换器110a、115a中浆料的流 动停止而浆料中的煤沉淀，如图5(B)所示，下部的煤(RC)和上部的混合油(MO)引起分离。 由于沉淀于下部的煤牢固地堆积，因此，为了使浆料再次流动而使高压的气体或浆料流动， 需要对堵塞的配管施加压力。但是，当对热交换器的配管施加压力时，堵塞较轻微的配管先 流通，从而不能对堵塞较严重的配管有效地施加压力，不能完全地消除配管的堵塞。因此，在专利文献2中，报告有这样的技术将热交换器110b、115b如图6所示设 置在混合槽101的浆料循环管路111、113上代替图4中的热交换器110a、115a。在这样的 装置中，由于可以由浆料泵112维持在热交换器110b、115b中的浆料流动，所以不发生因煤 的沉淀导致的配管的堵塞。由于图6中的与图4相同的符号表示同样的器件、部件，因此， 省略它们的说明。专利文献1 日本特开平7-233383号公报专利文献2 日本特开2005-206695号公报然而，在图6所示的装置中，停止原料碳(RC)或混合油(MO)的供给及对后续工序 的浆料的供给，使浆料泵112、122时常开动时，产生了新的问题。详细而言，此时，热交换器 110b、115b的蒸汽的供给也停止，但由于所有的蒸汽要从热交换器中退出需要时间，因此， 即使停止蒸汽的供给，浆料利用循环经一段时间持续加热已经超过100°C。因此，在混合槽 101内，从浆料中的煤中产生水蒸气，在用于供给原料碳(RC)的回转式导阀等供给装置116 中发生凝结，原料碳附着在凝结的水上，引起堵塞。另外，图4所示的装置及图6所示的装置中，被热交换器加热的是浆料，由于该 浆料所含有的粉碎碳的粒径为最大数mm左右，所以热交换器的配管的材料使用耐磨耗的 SUS304。因此，存在制造成本的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种固体燃料的制造装置及制造方法，所述制造装置即 使是因在蒸发工序以后发生故障等而停止原料碳(RC)、混合油(MO)的供给或浆料对后续 工序的供给时，也能够防止热交换器或原料供给装置的堵塞。本发明提供一种固体燃料的制造装置，其具有将多孔质碳与含有重质油分及溶剂油分的混合油混合而得到原料浆料的混合 槽；通过加热对该原料浆料进行水分蒸发处理而得到脱水浆料的蒸发器；从该脱水浆料中分离出改性多孔质碳和混合油的固液分离器；及将被固液分离器分离回收了的混合油向混合槽返回的循环装置，其特征在于，具有对通过循环装置返回混合槽的混合油进行加热的混合油加热用热交换器。本发明还提供一种固体燃料的制造方法，其具有将多孔质碳与含有重质油分及溶剂油分的混合油混合而得到原料浆料的混合工 序；通过加热对该原料浆料进行水分蒸发处理而得到脱水浆料的蒸发工序；从该脱水浆料中分离出改性多孔质碳和混合油的固液分离工序；及
将在固液分离工序中被分离回收了的混合油向混合槽返回的循环工序，其特征在 于，具有对由循环工序返回混合槽的混合油进行加热的混合油加热工序。根据本发明，即使是因在蒸发工序以后发生故障，停止原料碳(RC)、混合油(MO) 供给或浆料对后续工序的供给时，也可以防止热交换器及原料供给装置的堵塞。
图1是表示本发明的固体燃料的制造装置的一实施方式的概略构成图。图2是表示本发明的固体燃料的制造装置的一实施方式的概略构成图。图3是在实施例使用的浆料脱水试验装置的概略图。图4是现有技术中的固体燃料的制造装置的概略构成图。图5 (A)是利用热交换器顺利地加热处理浆料时的状态图，(B)是在热交换器内浆料沉淀、堆积时的状态图。图6是现有技术中的固体燃料的制造装置的概略构成图。符号说明1 混合槽、2 蒸发器、3 固液分离器、4 循环装置、5 混合油加热用热交换器、6 原料碳供给装置、11 :13 浆料循环管路、12 22 27 32 浆料泵、14 原料浆料供给管路、 20 热交换器、21 23 24 上游侧浆料循环管路、26 28 29 下游侧浆料循环管路、2A 第一 蒸发器、2B 第二蒸发器、31 33 34 浆料循环管路、45 混合油循环管路、50 压缩机、51 52 53 加热介质管路、61 脱水器、62 搅拌机、63 浆料泵、64 热交换器、65 配管、101 混 合槽、102 蒸发器、103 固液分离器、104 循环装置、116 原料碳供给装置、111 113 浆料 循环管路、112 122 浆料泵、114 原料浆料供给管路、120 热交换器、121 123 124 浆料 循环管路。
具体实施例方式(第一实施方式)图1表示本发明第一实施方式的固体燃料的制造装置。本实施方式的装置的特征在于，具有将多孔质碳与含有重质油分及溶剂油分的混合油混合而得到原料浆料的混合槽 1 ；对该原料浆料通过加热进行水分蒸发处理而得到脱水浆料的蒸发器2 ；从该脱水浆料中分离改性多孔质碳和混合油的固液分离器3 ；及使在固液分离器中分离回收的混合油向混合槽返回的循环装置4，另外，具有对由 循环装置返回到混合槽的混合油进行加热的混合油加热用热交换器5。在此，混合槽1具有 从其下部将原料浆料经由浆料泵12向混合槽1的上部导入的浆料循环管路11、13。蒸发 器2具有在其上游侧从蒸发器下部将浆料经由浆料泵22向蒸发器2的上部导入的上游侧 浆料循环管路21、23 24。蒸发器2还具有在其下游侧从蒸发器的下部将浆料经由浆料泵 27向蒸发器2的上部导入的下游侧浆料循环管路26、28 29。在混合槽1和蒸发器2之 间有原料浆料供给管路14。该原料浆料供给管路14从浆料循环管路11、13分流。在蒸发器2和固液分离器3之间有脱水浆料供给管路41。该脱水浆料供给管路41从浆料循环管 路26、28 29分流。在固液分离器3和混合槽1之间有用于使在固液分离器3中分离的 混合油返回至混合槽1的混合油循环管路45。上述混合油加热用热交换器5与循环装置4 一起设置于混合油循环管路45。该热 交换器的热源(加热介质)没有特别限定，例如，优选使用在蒸发器2中产生的水蒸气。由 于通过将热交换器5设置于混合油循环管路45对混合油进行加热来实现原料浆料的预热， 所以可以省略对浆料循环管路11、13内设置浆料加热用热交换器。因此，原料碳(RC)或混 合油(MO)的供给及对后续工序的浆料的供给停止时，即使使原料浆料在浆料循环管路11、 13内循环，也不会引起原料浆料的过度温度上升。其结果，在混合槽内的水蒸气的产生受到 抑制，结果可以防止原料碳供给装置6的堵塞。并且，由于可以省略向浆料循环管路11、13 内设置浆料加热用热交换器，所以没有浆料加热用热交换器本身的堵塞之忧。再有，由于由 加热器5进行加热的不是浆料，而是利用固液分离器作为液体成分(循环油)分离的混合 油，由于是通常包含10重量％左右粒径10 μ m以下的微粉碳的混合油，所以，微粉碳的沉淀 速度与浆料中的煤比较明显缓慢。因此，即使停止混合油(MO)的供给(循环)，也可以有效 地防止热交换器5本身的堵塞。另外，由于由热交换器5加热的是如上所述含有粒径小的 微粉碳的混合油，所以作为该热交换器的材料，不仅可以使用SU304等昂贵的材料，而且还 可以使用碳素钢等廉价的材料。作为热交换器5，不仅可以使用多管式型等比较大型的热交换器，而且可以使用板 型及螺旋型等比较小型的热交换器。这是由于混合油中所含的煤是微粉煤，沉淀速度明显 缓慢。对由热交换器5实现的混合油的加热温度而言，只要混合槽1内的原料浆料温度 是不超过100°C的温度，就没有特别限定，通常，混合槽1内的原料浆料温度设定为70 80 "C。在混合槽1中，将多孔质碳与含有重质油分及溶剂油分的混合油混合来制作原料 浆料(混合工序)。由于混合油由热交换器5加热，所以在混合槽内，原料浆料已实现适度 的预热。原料浆料通过浆料循环管路11、13从混合槽1的下部经由浆料泵12向混合槽1 的上部导入，进行循环。特别是当在发生故障的情况下进行原料浆料的循环时，可以有效地 维持浆料的流动，可以防止器件、配管的堵塞。所谓多孔质碳，是含有大量的水分且期望脱水的所谓低品质煤，是例如含有达 30 70重量％的水分的煤。作为这样的多孔质碳，例如，可举出褐煤(日文褐炭)、褐炭 (日文亜炭)、次烟煤等。例如，褐煤中有维多利亚煤(e夕卜U r炭)、北达科他州煤() 一 ^夕'二夕炭)、贝加尔煤(《> 力炭)等，次烟煤中有西汉科煤(西K > 二炭)、毕努冈煤 (m >炭)、萨马兰嘎乌煤(寸ν，々炭)、额考卢煤(工- - 一义炭)等。多孔 质碳不限定于上述例示的例子，只要是含有大量的水，有待脱水的煤，均包括在本发明的多 孔质碳中。多孔质碳通常预先粉碎使用。多孔质碳的粒径并没有特别限定，例如按平均粒 径计为数mm左右，特别以0. 05 3mm左右为宜。所谓重质油分，如真空残渣油，即使在例如400°C下也实质上不会呈现蒸气压这样 的重质分或大量包含这样的重质分的油。因此，仅使用重质油分将其加热达到能够浸入多 孔质碳的细孔这样的流动性时，多孔质碳本身会引起热分解。另外，因为本发明中使用的重质油分如前所述是几乎不呈现蒸气压的油，所以欲使其气化并搭载载体气体进行蒸镀，愈 发难以实现。结果是，只用重质油分时，不仅因高粘性之故而难以获得良好的浆料状，而且， 由于几乎不具有挥发性，因此，对细孔内的浸入性变低。因而，需要一些溶剂或分散剂的配
I=I O因此，在本发明中，使重质油分溶解在溶剂油分中而使之浸渗的操作性、浆料形成 性良好之后使用。作为使上述重质油分分散的溶剂油分，从与重质油分的亲和性、作为浆料 的处理效率，向细孔内的易于浸入性等观点考虑优选低沸点油分，但若考虑在水分蒸发温 度下的稳定性，则推荐使用沸点100°c以上，优选为300°C以下的石油系油(煤油、轻油或重 油等)。当使用这样的含重质油分混合油时，由于其呈现适当的流动性，因此可促进向细孔 内的浸入，这是单独用重质油分不能实现的。需要说明的是，如上所述的含重质油分混合油可以是(a)原本作为含有重质油分 和溶剂油分的两者的混合油所得的油、或者(b)将重质油分和溶剂油分混合所得的油中的 任一种油。作为前者(a)，例如，使用石油系的重油；因精制未完而含有重质油分的石油系 的轻油馏分、煤油馏分、润滑油成分；煤焦油；由于用作溶剂或洗净剂，因此包含了重质油 分的杂质的轻油或煤油；包含了因重复使用而导致变差的馏分的载热油等。作为后者(b)， 例如，使用石油浙青、天然浙青、煤系重质油、石油系或煤系的蒸馏残渣、或者将大量包含它 们的物质与石油系的轻油、煤油、润滑油等混合的油；将前者(a)的混合油用石油系的轻 油、煤油、润滑油稀释的油等。需要说明的是，由于浙青类有其本身廉价，并且一旦附着于活 性点后就难以脱离的特性，所以作为特别优选的油使用。混合油中的重质油分的含量通常相对于混合油总量按重量比计为0. 25 15%的 范围。混合油相对于多孔质碳的混合比例并没有特别限定，通常重质油分相对于多孔质 碳的混合比例按重量比计，为0. 5 30%、特别地为0. 5 5%这样的范围较为合适。当重 质油分的比例过少时，向细孔内的吸附量不充分，抑制自然着火性的效果变弱。当重质油分 的混合比例过多时，油的成本成为负担，经济性降低。混合条件没有特别限定，通常可在大气压下、40 100°C进行混合来得到原料浆 料。原料浆料在浆料循环管路11、13内循环的同时，通过从该浆料循环管路分流的原 料浆料供给管路14进入蒸发器2的上游侧浆料循环管路23 24，通过该管路流向蒸发器 2 (蒸发工序)。此时，原料浆料由加热器20加热到例如100 250°C，流向蒸发器2。由此， 完成原料浆料的水分蒸发处理。即、原料浆料中的多孔质碳所含的水分蒸发而脱水。同时， 也完成混合油向多孔质碳的细孔内的浸渗。这样，随着细孔内水分汽化蒸发进行，前述混合 油进行附着、覆盖。即使还残存有若干的水蒸气，由于其在冷却过程凝缩时形成负压，从而 含重质油分的混合油不断被吸引到细孔内，所以细孔内表层部由含有重质油分的混合油连 续不断地覆盖，终于由含重质油分的混合油完全充满细孔开口部的几乎整个区域。而且由 于混合油中的重质油分容易在活性点被选择性地吸附，并且一旦吸附便难以脱离，因此，结 果可期待比溶剂油分优先持续附着。通过这样将细孔内表层部与空气隔断，可使其失去自 然着火性。另外，由于在大量的水分被脱水除去的同时，含重质油分混合油、特别是重质油 分就会优先充满细孔内，因此可廉价地实现作为多孔质碳整体的热量提高。
利用热交换器20的加热优选在加压下进行，通常2 15气压为宜。由于一系列的工序通常通过连续运转实施，因此加热时间并不能笼统地规定，只 要能实现多孔质碳的脱水和混合油向细孔内的浸渗即可。如图1所示，完成上述水分蒸发处理的脱水浆料通过下游侧浆料循环管路26、 28 29从蒸发器2的下部经由浆料泵27向蒸发器2的上部导入。此时，脱水浆料优选由 热交换器25加热，流向蒸发器2。由此，更有效地完成浆料的水分蒸发处理。利用上述蒸发产生的水蒸气从蒸发器2通过压缩机50，通过管路51导入热交换 器25，用作热交换器25的热源(加热介质)，进而通过管路52 53导入热交换器5，用作 热交换器5的热源(加热介质)。通过压缩机50的水蒸气还可以用作热交换器20的热源 (加热介质)。脱水浆料通过从浆料循环管路26、28 29分流的脱水浆料供给管路41进入固液 分离器3，进行固液分离，得到固体成分(改性多孔质碳)和液体成分(混合油)(固液分离 工序)。分离方法可以使用各种各样的方法，例如，可使用离心分离法、沉淀法、压搾法等。 从分离效率的观点考虑，优选使用离心分离法。利用固液分离回收的混合油作为循环油由循环装置4经过混合油循环管路45返 回混合槽1(循环工序)。此时，如前所述，混合油经热交换器5加热后(混合油加热工序)， 再利用于在混合槽1进行的原料浆料的制备。作为循环装置4，使用离心式泵。由于在固液分离工序分离的固体成分(改性多孔质碳)通常尚未经混合油湿润， 所以进入干燥器，进行干燥，成为可以用作粉末状固体燃料的状态(最终干燥工序)。对于干燥方法，只要能够将混合油从改性多孔质碳蒸发分离，则就没有特别限制。经干燥的多孔质碳依根据需要进行冷却或成型，得到固体燃料(冷却工序及成型 工序)。例如，可以在冷却工序冷却，用作粉末状固体燃料，或者也可以在冷却工序的冷却之 后，在成型工序成型，用作成型固体燃料。还可以不经冷却而在成型工序成型来得到成型固 体燃料。在本实施方式中，对于热交换器而言，由于20、25设置在浆料循环管路内，即使是 停止原料碳(RC)、混合油(MO)的供给或浆料对后续工序的供给时，也可以维持浆料的流 动，因此，可以防止该热交换器的配管堵塞。(第二实施方式)表2表示本发明第二实施方式的固体燃料的制造装置。本实施方式的装置的特征在于，具有将多孔质碳与含有重质油分及溶剂油分的混合油混合而得到原料浆料的混合槽 1 ；对该原料浆料通过加热进行水分蒸发处理而得到脱水浆料的第一蒸发器2A ；通过加热及/或减压对该脱水浆料进行水分蒸发处理而得到脱水浆料的第二蒸 发器2B；从该脱水浆料中分离改性多孔质碳和混合油的固液分离器3 ；及使在固液分离器中被分离回收的混合油向混合槽返回的循环装置4，另外，还具有对由循环装置返回混合槽的混合油进行加热的混合油加热用热交换器5。由此起到与第一 实施方式同样的作用、效果。本实施方式的固体燃料的制造装置除了使用第一蒸发器2A及第二蒸发器2B作为 蒸发器以外，与前述第一实施方式的固体燃料的制造装置相同。在本实施方式中，在第一蒸 发器A得到的脱水浆料经过脱水浆料供给管路42供给第二蒸发器2B，在第二蒸发器2B得 到的脱水浆料经过脱水浆料供给管路43供给固液分离器3。下面，对本实施方式的装置简 单地进行说明，只要没有特别记载，与第一实施方式中的说明相同。需要说明的是，本实施 方式的装置中与第一实施方式的装置为相同符号的部件、器件等与第一实施方式的相同符 号的部件、器件等相同。本实施方式中的第一蒸发器2A就相当于第一实施方式中的蒸发器 2。在本实施方式中，混合槽1具有从其下部将原料浆料经由浆料泵12向混合槽1的 上部导入的浆料循环管路11、13。蒸发器2A在其上游侧具有从蒸发器下部将浆料经由浆料 泵22向蒸发器2A的上部导入的上游侧浆料循环管路21、23 24。蒸发器2A在其下游侧 还具有从蒸发器的下部将浆料经由浆料泵27向蒸发器2A的上部导入的下游侧浆料循环管 路26、28 29。蒸发器2B在其下游侧具有从蒸发器下部将浆料经由浆料泵32向蒸发器 2B的上部导入的下游侧浆料循环管路31、33 34。在混合槽1和蒸发器2A之间，有原料 浆料供给管路14。该原料浆料供给管路14从浆料循环管路11、13分流。蒸发器2A和蒸发 器2B之间有脱水浆料供给管路42。该脱水浆料供给管路42从浆料循环管路26、28 29 分流。在蒸发器2B和固液分离器3之间有脱水浆料供给管路43。该脱水浆料供给管路43 从浆料循环管路31、33 34分流。在固液分离器3和混合槽1之间，有用于使在固液分离 器3被分离的混合油返回混合槽1的混合油循环管路45。在混合槽1中，将多孔质碳与含有重质油分及溶剂油分的混合油混合来制作原料 浆料(混合工序)。由于混合油由热交换器5进行加热，所以在混合槽内原料浆料已经实现 适度的预热。原料浆料通过浆料循环管路11、13从混合槽1的下部经由浆料泵12向混合 槽1的上部导入，进行循环。特别是当在发生故障的情况下进行原料浆料的循环时，可以有 效地维持浆料的流动，可以防止器件、配管的堵塞。原料浆料在浆料循环管路11、13内进行循环，同时通过从该浆料循环管路分流的 原料浆料供给管路14进入蒸发器2A的上游侧浆料循环管路23 24，通过该管路流向蒸发 器2A(第一蒸发工序)。此时，原料浆料由热交换器20加热到例如100 250°C，流向蒸发 器2A。由此，与第一实施方式的蒸发工序同样，完成原料浆料的水分蒸发处理(第一阶段的 水分蒸发处理)。完成了上述第一阶段的水分蒸发处理的脱水浆料通过下游侧浆料循环管路26、 28 29从蒸发器2A的下部经由浆料泵27被导入到蒸发器2A的上部。此时，脱水浆料优 选由热交换器25加热，流向蒸发器2A。由此，更有效地完成浆料的水分蒸发处理。完成了上述第一阶段的水分蒸发处理的脱水浆料通过从浆料循环管路26、28 29分流的脱水浆料供给管路42进入蒸发器2B (第二蒸发工序)。在蒸发器2B中进行减压。 向蒸发器2B流入的浆料不仅减压，而且通过浆料循环管路31、33 34从蒸发器2B的下部 经由浆料泵32向蒸发器2B的上部导入，此时由热交换器30加热。通过加热及减压，完成 浆料的第二阶段的水分蒸发处理。即，浆料中的多孔质碳所含的水分之中的细孔水及结晶
9水经蒸发脱水，可以更有效地实现水分的蒸发。混合油向多孔质碳的细孔内的浸渗也伴随 上述的脱水完成。需要说明的是，可以与在浆料循环管路31、33 34内的利用热交换器30 的加热同时进行，或者也可以在浆料循环管路42内进行利用热交换器的加热代替该加热。 另外，在第二阶段的水分政法处理可以仅通过加热来进行，也可以仅通过减压来进行。由上述第一阶段的水分蒸发处理产生的水蒸气从蒸发器2A通过压缩机50，通过 管路51导入热交换器25，用作热交换器25的热源(加热介质)，进而，通过管路52 53 导入热交换器5，用作热交换器5的热源(加热介质)。通过压缩机50的水蒸气也可以用 作热交换器20的热源(加热介质)。由上述第二阶段的水分蒸发处理产生的水蒸气未图示，但也可以从蒸发器2B通 过压缩机导入热交换器30，用作热交换器30的热源。其后，也可以与由上述第一阶段的水 分蒸发处理产生的水蒸气一起导入热交换器5，用作热交换器5的热源(加热介质)。完成了上述第二阶段的水分蒸发处理的脱水浆料通过从浆料循环管路31、33 34分流的脱水浆料供给管路43进入固液分离器，经固液分离，得到固体成分(改性多孔质 碳)和液体成分(混合油)(固液分离工序)。该固体成分在干燥器(最终干燥部)中经 回收残存于固体成分中的油分，成为可以用作粉末状固体燃料的状态。或者，最终干燥部之 后，在成型部成型而成为成型固体燃料。利用固液分离回收的混合油作为循环油由循环装置4经过混合油循环管路45返 回混合槽1 (循环工序)。此时，混合油由前述热交换器5加热后(混合油加热工序)，再利 用于在混合槽1的原料浆料的制备。在本实施方式中，对于热交换器而言，20、25、30设置在浆料循环管路内，由于即使 是停止原料碳(RC)、混合油(MO)的供给或浆料对后续工序的供给，也可以维持浆料流动， 所以可以防止该热交换器的配管堵塞。实施例(实施例1)使用示于图3的浆料脱水试验装置，利用以下的方法实施脱水试验。作为原料，将粉碎到粒径3mm以下的额考卢煤150kg、煤油200kg、浙青0. 5kg装入 脱水器61，在用搅拌器62在脱水器内进行搅拌的状态下，利用浆料泵63使浆料流进热交换 器64和配管65。详细而言，利用浆料泵63用氮加压0. 4MPaG后，使蒸汽流进热交换器64 对浆料进行加热。其后，停止浆料泵63，放置5分钟，再次使浆料泵63开动，结果，浆料循环 不能重启。对热交换器64的内部进行确认，结果如图5(B)所示，所有的配管堵塞，粉碎煤 牢固地塞堵着配管。配管的堵塞物利用使用水的喷射清洗才能够去除。这样，当热交换器中的浆料流动停滞时，粉碎煤沉淀，牢固地堆积。在固体燃料的 制造装置的运转中，即使在因故障等原料的供给停止的情况下，也必须经常维持热交换器 内的浆料流动。(实施例2)使用具有与图1同样的构成的实验装置实施固体燃料的制造实验。将煤油200kg、浙青0. 5kg装入混合槽1，使制造实验装置开动。进入稳定运转时， 混合油的供给速度为300kg/小时，原料碳的供给速度为200kg/小时，浆料循环管路13内 的浆料流量为250kg/小时，原料浆料供给管路14内的浆料流量为500kg/小时，混合槽1内的浆料温度为75°C。其后，停止原料及混合油的供给及原料浆料对蒸发工序的供给，继续浆料泵12的 开动。经过5分钟后，原料碳供给装置6上完全没有确认凝结，重启固体燃料的制造，结果 能够从原料供给装置6顺利地供给原料碳。(比较例1)将在混合油循环管路45上安装热交换器5作为混合油加热用替换为安装在浆料 循环管路13上作为浆料加热用，除此之外使用具有与图1同样的构成的实验装置，实施固 体燃料的制造实验。在混合槽1中装入煤油200kg、浙青0. 5kg，使制造实验装置开动。进入到稳定运 转时，混合油的供给速度为300kg/小时。原料碳的供给速度为200kg/小时，浆料循环管路 13内的浆料流量为250kg/小时，原料浆料供给管路14内的浆料流量为500kg/小时，混合 槽1内的浆料温度为75°C。其后，停止原料及混合油的供给，原料浆料对蒸发工序的供给，及对热交换器5的 蒸汽供给，继续浆料泵12的开动。经过5分钟后，在原料碳供给装置6上可确认凝结，重启 固体燃料的制造，结果原料浆料供给装置6中原料碳堵塞。产业上的可利用性本发明的固体燃料的制造装置及制造方法，对于多孔质碳(煤)、特别是对于以低 品质碳为原料的固体燃料的制造有用。
1权利要求
一种固体燃料的制造装置，其具有将多孔质碳与含有重质油分及溶剂油分的混合油混合而得到原料浆料的混合槽；通过加热对该原料浆料进行水分蒸发处理而得到脱水浆料的蒸发器；从该脱水浆料中分离出改性多孔质碳和混合油的固液分离器；及将被固液分离器分离回收了的混合油向混合槽返回的循环装置，其特征在于，具有对通过循环装置返回混合槽的混合油进行加热的混合油加热用热交换器。
2.根据权利要求1所述的固体燃料的制造装置，其中，使用在蒸发器中产生的水蒸气 作为混合油加热用热交换器的热源。
3.根据权利要求1或2所述的固体燃料的制造装置，其中，具有以下蒸发器 通过加热对所述原料浆料进行水分蒸发处理而得到脱水浆料的第一蒸发器；及 通过加热及/或减压对该脱水浆料进行水分蒸发处理而得到脱水浆料的第二蒸发器。
4.一种固体燃料的制造方法，其包括将多孔质碳与含有重质油分及溶剂油分的混合油混合而得到原料浆料的混合工序； 通过加热对该原料浆料进行水分蒸发处理而得到脱水浆料的蒸发工序； 从该脱水浆料中分离出改性多孔质碳和混合油的固液分离工序；及 将在固液分离工序中被分离回收了的混合油向混合槽返回的循环工序，其特征在于， 具有对由循环工序返回混合槽的混合油进行加热的混合油加热工序。
全文摘要
本发明提供一种固体燃料的制造装置，其即使是因在蒸发工序以后发生故障等导致原料碳(RC)、混合油(MO)的供给或浆料对后续工序的供给停止时，也会防止热交换器或原料碳供给装置的堵塞。本发明的固体燃料的制造装置具有将多孔质碳与含有重质油分及溶剂油分的混合油混合而得到原料浆料的混合槽(1)；通过加热对该原料浆料进行水分蒸发处理而得到脱水浆料的蒸发器(2)；从该脱水浆料中分离出改性多孔质碳和混合油的固液分离器(3)；及将被固液分离器分离回收了的混合油向混合槽返回的循环装置(4)，其特征在于，具有对通过循环装置返回混合槽的混合油进行加热的混合油加热用热交换器(5)。
文档编号C10L5/00GK101918519SQ20088012412
公开日2010年12月15日 申请日期2008年8月25日 优先权日2008年1月9日
发明者杉田哲(死亡), 重久卓夫 申请人:株式会社神户制钢所