无灰煤的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种不需要使无灰煤一度返回液体而进行成形的无灰煤的制造方法。一种无灰煤的制造方法，其具备如下工序：加热混合煤和溶剂而得到的浆料，萃取可溶于溶剂的煤成分的萃取工序；从经由萃取工序得到的浆料中，分离含有可溶于溶剂的煤成分的溶液的分离工序；从经由分离工序分离的溶液中使溶剂蒸发分离而得以无灰煤的无灰煤取得工序。该无灰煤的制造方法，在无灰煤取得工序中，从溶液中使溶剂蒸发分离而作为液体的无灰煤，使所得到的液体的无灰煤与固化手段(例如，水)接触，由此使之固化成规定形状。
【专利说明】无灰煤的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于取得从煤中除去了灰分的无灰煤的无灰煤制造方法。
【背景技术】
[0002]作为无灰煤的制造方法，例如有专利文献I所述的方法。该无灰煤的制造方法，是混合煤和溶剂而调制浆料，加热所得到的浆料，萃取在溶剂中可溶的煤成分，将萃取出煤成分的浆料分离成含有可溶于溶剂的煤成分的溶液部和含有不溶于溶剂的煤成分的不溶成分浓缩液后，从分离的溶液中回收溶剂而得到无灰煤的方法。作为回收溶剂而得到无灰煤的方法，喷雾干燥法这一方法被记述在专利文献I中。
[0003]根据专利文献I所述的喷雾干燥法，无灰煤中的有机物和无机物分离析出，在含有可溶于溶剂的煤成分的溶液中少量混入的微细的无机物和在溶剂中溶化的金属成分容易除去。
[0004]先行技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I特开2005 - 120185号公报
[0007]作为回收 溶剂而得到无灰煤的方法，若使用喷雾干燥法，则有上述这样的优点，但另一方面，还有以下这样的缺点。使用喷雾干燥法得到的无灰煤为“粉状”。因此，将无灰煤作为产品发货时，必须另行将粉状的无灰煤成形成例如块状、片状等。这种情况下，为了成形为块状而需要成形装置，为了成形为片状，要加热粉状的无灰煤而一度返回液体后，进行成形，该成形工序部分会提升无灰煤的制造成本。
[0008]另外，在专利文献I中，溶剂从溶液中大体上分离100重量％，残存在无灰煤中的溶剂的残留率为O~2重量％，因此在制造无灰煤时的无灰煤的收获率，由原料所使用的煤的萃取率大体决定。因为无灰煤的收获率是所谓的“制造效率”，所以以高的一方为宜，但无灰煤的收获率由原料所使用的煤的萃取率大体决定的专利文献I的无灰煤的制造方法中，使无灰煤的收获率提高困难。因此，虽然考虑在无灰煤中使溶剂不溶成分浓缩液混入，从而使无灰煤的收获率提高，但却会发生灰分浓度上升这样的问题。
[0009]另外，无灰煤通常在常温下是固体，随着温度上升，流动性提高，能够进行液体处理。但是，在专利文献I的无灰煤的制造方法中，因为残存在无灰煤中的溶剂的残留率为O~2重量％，所以固体的无灰煤开始熔融的软化开始温度高。因此，如果不使之升温至相当的温度，则不能进行液体处理，处理性差。
[0010]在此，所谓无灰煤的收获率，是指所制造的无灰煤的质量相对于作为原料的煤的质量的比率。另外，所谓处理性，是指无灰煤的处理难易度，如果能够进行液体处理，则无灰煤容易处理。
【发明内容】
[0011]本发明鉴于上述情况而形成，其目的在于，提供一种不需要使无灰煤一度返回液体而成形的无灰煤的制造方法。
[0012]本发明的另一目的在于，提供一种可以使无灰煤的收获率和处理性提高的无灰煤的制造方法。
[0013]本发明是一种无灰煤的制造方法，具备如下工序:将混合煤和溶剂而得到的浆料进行加热，萃取可溶于溶剂的煤成分的萃取工序；从经所述萃取工序得到的浆料中，分离含有可溶于溶剂的煤成分的溶液的分离工序；从经由所述分离工序分离的溶液中使溶剂蒸发分离而和到无灰煤的无灰煤取得工序。该无灰煤的制造方法，其特征在于，在所述无灰煤取得工序中，从所述溶液中使溶剂蒸发分离而作为液体的无灰煤，使所得到的液体的无灰煤与固化手段接触，从而使之固化为规定形状。
[0014]另外，本发明的无灰煤的制造方法，具备如下工序:将混合煤和溶剂而得到的浆料进行加热，萃取可溶于溶剂的煤成分的萃取工序；从经所述萃取工序萃取出所述煤成分的浆料中，分离含有所述煤成分的溶液的分离工序；从经所述分离工序分离的溶液中蒸发分离溶剂而得到无灰煤的无灰煤取得工序，其特征在于，在所述无灰煤取得工序中，使所述溶剂在所述无灰煤中残存。
[0015]根据本发明，不用一度返回液体便能够成形无灰煤。
[0016]另外，根据本 发明的无灰煤的制造方法，能够使无灰煤的收获率和处理性提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是表示用于说明本发明的第一实施方式的无灰煤的制造方法的无灰煤制造设备的框图。
[0018]图2是表示用于说明本发明的第二实施方式的无灰煤的制造方法的无灰煤制造设备的框图。
[0019]图3是表示用于说明本发明的第三实施方式的无灰煤的制造方法的无灰煤制造设备的框图。
[0020]图4是表示溶剂含有率的测量结果的标绘图。
[0021]图5是表示溶剂浓度的测量结果的标绘图。
[0022]图6是表示流动度的测量结果的标绘图。
【具体实施方式】
[0023]以下，一边参照附图，一边对于用于实施本发明的方式进行说明。
[0024](第一实施方式)
[0025]如图1所示，无灰煤制造设备100，从无灰煤(HPC)制造工序的上游侧按顺序具备煤斗1、溶剂罐2、浆料调制槽3、移送泵4、预热器5、萃取槽6、重力沉降槽7、过滤单元8、薄膜蒸馏槽9和水槽11。另外，在重量沉降槽7的下游侧配置有溶剂分离器10(用于从固体成分浓缩液中分离/回收溶剂)，其用于从经由该重量沉降槽7分离的溶剂不溶成分浓缩液(固体成分浓缩液)中蒸发分离溶剂而得到残煤。
[0026]在此，本实施方式的无灰煤的制造方法，具有萃取工序、分离工序和无灰煤取得工序。以下，对于各工序进行说明。还有，在本制造方法中作为原料的煤没有特别限制，可以使用萃取率(无灰煤回收获率)高的烟煤，也可以使用更廉价的劣质煤(次烟煤，褐煤)。另外，所谓无灰煤是指灰分在5重量％以下，优选为3重量％以下的煤。
[0027](卒取工序)
[0028]萃取工序，是将混合煤和溶剂而得到的浆料进行加热，萃取可溶于溶剂的煤成分的工序。在本实施方式中，该萃取工序分为:混合煤和溶剂而调制浆料的浆料调制工序；加热由浆料调制工序调制的浆料，萃取可溶于溶剂的煤成分的溶剂可溶成分萃取工序。
[0029]在对于混合煤和溶剂所得到的浆料进行加热而萃取可溶于溶剂的煤成分时，会混合对于煤拥有大的溶解力的溶媒，大多数的情况下，是将芳香族溶剂(供氢性或非供氢性的溶剂)与煤加以混合，对其加热，萃取煤中的有机成分。
[0030]非供氢性溶剂，主要是由煤的干馏生成物精炼的、作为以双环芳香族为主的溶剂的煤珩生物。该非供氢性溶剂，在加热状态下仍稳定，与煤的亲和性优异，因此在溶剂中所萃取的可溶成分(在此为煤成分)的比例(以下，也称为萃取率)高，另外，是以蒸馏等的方法可以容易回收的溶剂。作为非供氢性溶剂的主要成分，可列举作为双环芳香族的萘、甲基萘、二甲基萘，三甲基萘等，作为其他的非供氢性溶剂的成分，包含具有脂肪族侧链的萘类、蒽类、芴类，另外，还包含其中具有联苯和长链脂肪族侧链的烷基苯。
[0031]还有，在上述的说明中，对于使用非供氢性化合物作为溶剂时的情况进行了阐述，但当然也可以使用以四氢化萘为代表的供氢性的化合物(含煤液化油)作为溶剂。使用供氢性溶剂时，无灰煤 的收率提高。
[0032]另外，溶剂的沸点没有特别限制，但从萃取工序和分离工序的压力的降低、萃取工序的萃取率、无灰煤取得工序等的溶剂回收率等的观点出发，例如，优选使用180~300°C，特别是240~280°C的沸点的溶剂。
[0033]<浆料调制工序>
[0034]浆料调制工序，在图1中，由浆料调制槽3实施。作为原料的煤从煤斗I被投入浆料调制槽3，并且，溶剂从溶剂罐2被投入浆料调制槽3。投入到浆料调制槽3中的煤和溶剂，由搅拌机3a混合而成为由煤和溶剂构成的浆料。
[0035]煤对于溶剂的混合比率，例如，以干燥煤基准计为10~50重量％，更优选为20~
35重量％。
[0036]<溶剂可溶成分萃取工序>
[0037]溶剂可溶成分萃取工序，在图1中，由预热器5和萃取槽6实施。由浆料调制槽3调制的浆料通过移送泵4先被供给到预热器5而加热至规定温度后，再被供给到萃取槽6，一边由搅拌机6a搅拌一边以规定温度保持而进行萃取。
[0038]溶剂可溶成分萃取工序中的浆料的加热温度，只要能够溶解溶剂可溶成分便没有特别限制，但从溶剂可溶成分的充分的溶解和萃取率的提高的观点出发，例如为300~4200C，更优选为360~400°C。
[0039]另外，加热时间(萃取时间)也没有特别限制，但从充分的溶解和萃取率的提高的观点出，例如为10~60分钟。加热时间，在图1中，是合计预热器5和萃取槽6内的加热时间。
[0040]还有，溶剂可溶成分萃取工序，在氮等的非活性气体的存在下进行。萃取槽6内的压力，虽然也取决于萃取时的温度和所使用的溶剂的蒸气压，但优选为1.0~2.0MPa0萃取槽6内的压力比溶剂的蒸气压低时，溶剂挥发而无法固定为液相，不能进行萃取。为了使溶剂固定在液相，需要比溶剂的蒸气压高的压力。另一方面，若压力过高，则机器的成本、运转成本变高，不经济。
[0041]还有，如本实施方式，在混合煤和溶剂之后，并不是加热所得到的浆料而萃取可溶于溶剂的煤成分，而是只先加热溶剂，将煤(以干燥状态直接供给)供给到被加热的高温(例如380°C )的溶剂中，也可以混合/加热煤，以溶剂萃取煤中的溶剂可溶成分
[0042]作为只先加热溶剂，将煤供给(以干燥状态直接供给)到被加热的高温(例如3800C )的溶剂中的方法，例如有如下这样的方法。在移送泵4的上游侧不配置煤斗1，在连接预热器5和萃取槽6的管24之中，或在萃取槽6内，以能够直接供给煤的方式配置煤斗
I。这时，例如，以氮等的非活性气体对于管24或萃取槽6与煤斗2的连接部加压，以使溶剂等不会向煤斗I内逆流。还有，根据此方法，虽然需要用氮等的非活性气体对于管24或萃取槽6与煤斗I的连接部加压，以使溶剂等不会向煤斗I内逆流，但能够省略浆料调制槽3。
[0043](分离工序)
[0044]分离工序，是从由萃取工序所得到的浆料中，分离含有溶解于溶剂的煤成分的工序。换言之，分离工序就是将萃取工序中所得到的浆料，分离成含有溶解于溶剂的煤成分的溶液，和溶剂不溶成分浓缩液(固体成分浓缩液)的工序。该分离工序，在图1中由重力沉降槽7实施。由萃取工序得到的浆料，在重力沉降槽7内，在重力作用下，被分离成作为溶液的上清液和固体成分浓缩液(重力沉降法)。重力沉降槽7的上部的上清液，根据需要经由过滤单元8，被排出到薄膜蒸馏槽9，并且沉降在重力沉降槽7的下部的固体成分浓缩液被排出到溶剂分离器10。 [0045]重力沉降法，是通过将浆料保持在槽内，利用重力而使溶剂不溶成分沉降/分离的方法。通过一边将浆料连续地供给到槽内，一边上部连续地排出上清液，从下部连续地排出固体成分浓缩液，从而可以进行连续的分离处理。
[0046]重力沉降槽7内，为了防止煤中溶出的溶剂可溶成分的再析出，优选预先保温或加热，或进行加压。加热温度例如为300~380°C，槽内压力例如为1.0~3.0MPa。
[0047]还有，作为从经由萃取工序所得到的浆料中，分离含有溶解于溶剂的煤成分的溶液的方法，除了重力沉降法以外，还有过滤法、离心分离法等。
[0048](无灰煤取得工序)
[0049]无灰煤取得工序，是从经由上述分离工序而分离的溶液(上清液)中使溶剂蒸发分离而取得无灰煤(HPC)的工序。该无灰煤取得工序分为如下工序:从被重力沉降槽7分离的溶液中使溶剂蒸发分离而得到液体的无灰煤的溶剂分离工序；使所得到的液体的无灰煤与固化手段接触，冷却而成为规定形状的固体的无灰煤的固化工序。溶剂分离工序，在图1中由薄膜蒸馏槽9实施，固化工序，在图1中由水槽11实施。
[0050]<溶剂分离工序>
[0051]从溶液(上清液)中使溶剂蒸发分离的溶剂分离工序，在本实施方式中使用薄膜蒸馏法。所谓薄膜蒸馏法，就是从收容有刮板9b (也称刮膜器)的薄膜蒸馏槽9的上部，向薄膜蒸馏槽9内导入蒸馏对象(本发明中为分离工序中分离的溶液)，在薄膜蒸馏槽9的内壁用刮板9b使蒸馏对象的薄膜形成而进行连续蒸馏的蒸馏法。在薄膜蒸馏槽9的周围安装有加热器9a，薄膜蒸馏槽9被加热器9a从外部加热，以使薄膜蒸馏槽9的内壁达到期望的温度。
[0052]由重力沉降槽7分离的溶液(上清液)，被过滤单元8过滤后，供给到薄膜蒸馏槽9，由加热器9a加热，该溶液所含的溶剂被蒸发分离。
[0053]薄膜蒸馏槽9内的压力为0.1MPa(常压)，或在0.1MPa(常压)以下。加热温度(薄膜蒸馏槽9的内壁的温度)，为溶剂被蒸发除去而形成的液体的无灰煤维持液体状态(无灰煤显示熔融性)的温度，例如为200~450°C。
[0054]还有，从溶液(上清液)中分离溶剂的方法薄不限于膜蒸馏法。例如，也可以使用在槽内使溶液进行喷雾而蒸发分离溶剂的闪蒸法。闪蒸法的情况下，虽然溶剂蒸发，但是使闪蒸槽内的压力例如为0.5MPa，或加热闪蒸槽而使槽内的温度例如为200~450°C，以使溶剂分离后的无灰煤维持液体状态。还有，从促进溶剂的蒸发的观点出发，优选不是通过压力而是通过加热，来使无灰煤维持液体状态。
[0055]由该溶剂分离工序分离而回收的溶剂能够循环到浆料调制槽3中重复使用。
[0056]<固化工序>
[0057]作为使液体的无灰煤固化的固化手段，在本实施方式中使用液体水。在薄膜蒸馏槽9得到的液体的无灰煤，从薄膜蒸馏槽9被引出，直接(不是喷雾状，而是具有一定程度的体积的液体)进入(例如落下)装满水的水槽11内，通过与水的接触而冷却固化。固化成规定大小的块的无灰煤，由带式传送机等的搬送机构从水槽11内取出，通过自然干燥等干燥，在规定的场所贮存。
[0058]水槽11内的水的温度，为比无灰煤显示流动性的温度低的温度(在后述的其他固化手段中也同样)。例如为O~60°C。还有，从无灰煤的制造成本的观点出发，使用不加热也不冷却的常温的水，对于液体的无灰煤急冷。另外，也可以不用I个水槽冷却无灰煤，而是配置多个装满不同水温的水的水槽，从装满温度高的水的水槽，向装满温度低的水的水槽，依次放入无灰煤，对于冷却速度进行微调整。
[0059]在此，无灰煤的固化工序，优选在氮等的非活性气体的存在下进行。本实施方式的情况，具体来说，是使从薄膜蒸馏槽9引出的液体的无灰煤以不与空气触的状态进入水槽11的水中，例如，以管连接薄膜蒸馏槽9和水槽11，如此向管内喷入非活性气体。然后，使液体的无灰煤在该管内流下而引导到水槽11。
[0060]通过上述的溶剂分离工序和固化工序，从溶液(上清液)中，能够得到实质上不含灰分(例如，灰分在3重量％以下)的固体的无灰煤。该无灰煤几乎不含灰分，水分全无，显示出比原料煤(原料炭)更高的发热量。此外，作为炼铁用焦炭的原料，其作为特别重要的品质的软化熔融性得到大幅改善，即使原料煤不具备软化熔融性，所得到的无灰煤也会具有良好的软化熔融性。因此，无灰煤例如能够作为焦炭原料的混煤使用。
[0061](残煤取得工序)
[0062]残煤取得工序，是从由重力沉降槽7分离的溶剂不溶成分浓缩液(固体成分浓缩液)中使溶剂蒸发分离而得到残煤的工序。该残煤取得工序，还有用于从固体成分浓缩液中蒸发分离溶剂而回收的工序，在图1中由溶剂分离器10实施。还有，残煤取得工序不是必须的工序。
[0063]从固体成分浓缩液分离溶剂的方法，能够使用通常的蒸馏法和蒸发法，例如，使用所述的闪蒸法。分离回收的溶剂，能够循环到浆料调制槽3而反复使用。通过溶剂的分离/回收，能够从固体成分浓缩液得到含有灰分等的溶剂不溶成分被浓缩的残煤(RC，也称为残渣煤)。残煤虽然包含灰分，但是水分全无，也充分地具有发热量。虽然残煤不显示软化熔融性，但因为含氧官能基脱离，所以作为混煤使用时，不会阻碍该混煤所含的其他煤的软化熔融性。因此，该残煤与通常的非微粘结煤一样，能够作为焦炭原料的混煤的一部分使用，另外，也可以不作为焦炭炼原料煤，而是作为各种燃料用利用。还有，残煤也可以废弃而不进行回收。
[0064](实施例)
[0065]作为实验，将无灰煤的浓度为30重量％的溶液(由去除了不溶于溶剂的固体成分的无灰煤和溶剂构成的溶液)加热至160°C，使其在将内壁加热至300°C的薄膜蒸馏槽中以14kg/h这样的流量流动。然后，用不锈钢制的容器接收从薄膜蒸馏槽的底部流出的液体的无灰煤(溶剂蒸发分离的)。还有，该容器是常温。若是这样，液体的无灰煤在不锈钢制的容器内当即固化。根据该实验判明，液体的无灰煤具有若被冷却则马上固化这样的性质。
[0066](作用.效果)
[0067]如果无灰煤是高温状态，则显示出优异的流动性。本发明利用了这一性质，和液体的无灰煤若被冷却则马上固化的这一本次查明的性质。在本发明的无灰煤的制造方法中，在无灰煤取得工序中，通过从溶液中使溶剂蒸发分离而成为液体的无灰煤，使所得到的液体的无灰煤与固化手段(例如，所述的水)接触，从而使之固化成规定形状。根据本发明，经萃取工序、分离工序和无灰煤取得工序这一系列的制造工序，无灰煤被成形至具有规定形状的固体。此外，通过上述的无灰煤取得工序，液体的无灰煤容易成形为规定形状(例如，块、片状(薄片状)等)。即，根据本发明，不用先返回液体就能够成形无灰煤，以无灰煤作为制品发货时，不需 要另行成形。还有，在本发明，固化手段进行的无灰煤的固化，可以连续进行，也可以不连续进行。
[0068]另外，不通过压力调整而是通过加热，在所述无灰煤取得工序的途中使所得到的液体的无灰煤维持液体状态，从溶液中使溶剂蒸发分离，能够一边适当地维持溶剂的蒸发，一边使无灰煤维持液体状态。
[0069]另外，通过使用薄膜蒸馏法，用刮板(刮膜器)确实地剥落形成于薄膜蒸馏槽的内壁的薄膜层，例如，即使是流动性低(粘度高的)的无灰煤，也能够确实地被引导到固化工序。
[0070]关于固化工序，通过使固化手段的温度成为比无灰煤显示出流动性的温度低的温度，能够确保使液体的无灰煤固化。还有，固化手段的温度更优选为O~150°C。
[0071]另外，能够使用水作为固化手段，能够抑制设备费。
[0072]另外，在无灰煤取得工序中，通过在非活性气体的存在下使液体的无灰煤与固化手段接触而使该液体的无灰煤固化，能够防止无灰煤的氧化，其结果是，能够高度维持高温状态下的无灰煤的流动性。还有，若无灰煤氧化，则其流动性降低。
[0073](第二实施方式)
[0074]一边参照图2，一边对于第二实施方式的无灰煤的制造方法进行说明。在第一实施方式中，作为使液体的无灰煤固化的固化手段使用水，相对于此，在本实施方式中，使用金属制的环带。作为设备构成，在本实施方式的无灰煤制造设备101中，使薄膜蒸馏槽9附加带式传送机12。带式传送机12,具备架设在一对棍间的金属制的环带12a而成。[0075]由薄膜蒸馏槽9得到的液体的无灰煤，从薄膜蒸馏槽9被引出，直接(不是喷雾状，而是具有一定程度的体积的液体)使之落在金属制的环带12a之上，通过与环带12a接触和被环带12a周边的气体(例如，空气、氮)冷却而固化。固化的无灰煤为片状(薄片状)，由该带式传送机12等搬送，在规定的场所贮存。
[0076]环带12a的温度和环带12a周边的气体的温度，例如为20~150°C。还有，从无灰煤的制造成本的观点出发，使用既不加热也不冷却的常温的环带12a，在常温、常压下使液体的无灰煤固化。作为环带12a的材质，能够列举铁、不锈钢、树脂等。使用树脂制的环带时，使用熔点比液体的无灰煤足够高的树脂。从能够灵活地对应各种各样温度的液体的无灰煤的导热性良好的观点出发，优选使用铁、不锈钢等的金属制的环带。
[0077]在此，与第一实施方式同样，在本实施方式中，无灰煤的固化工序，优选在氮等的非活性气体的存在下 进行。例如，使用环带12a的周围被钢板等覆盖的带式传送机12，在带式传送机12内喷入非活性气体而形成非活性气体气氛，在非活性气体的存在下实施固化工序。
[0078](作用.效果)
[0079]作为固化手段使用带式传送机的带，能够以例如I个带式传送机进行无灰煤的固化和搬送，能够抑制设备费。
[0080](第三实施方式)
[0081]一边参照图3，一边对于第三实施方式的无灰煤的制造方法进行说明。在第一实施方式中，作为使液体的无灰煤固化的固化手段使用水，相对于此，在本实施方式中，使用具有规定形状的中空部的成形用的模具13。作为设备构成，在本实施方式的无灰煤制造设备102中，在薄膜蒸馏槽9的下游侧配置成形用的模具13。还有，模具13的中空部，为用于使液体的无灰煤成形为例如块状的形状。
[0082]在薄膜蒸馏槽9得到的液体的无灰煤，从薄膜蒸馏槽9被引出，直接(不是喷雾状，而是具有一定程度的体积的液体)流入模具13，在模具13内固化。固化的无灰煤，例如为块状，由带式传送机等的搬送机构搬送，在规定的场所贮存。
[0083]模具13的温度(成形温度)例如为O~150°C。还有，从无灰煤的制造成本的观点了发，使用既不加热也未经冷却的常温的模具13。模具13，例如为由铁、不锈钢等的金属构成的金属模具。
[0084]在此，与第一实施方式同样，在本实施方式中，无灰煤的固化工序，也优选在氮等的非活性气体的存在下进行。例如，使从薄膜蒸馏槽9引出的液体的无灰煤以不与空气接触的状态流入模具13，以此方式，例如用管连接薄膜蒸馏槽9和模具13，向管内喷入非活性气体。然后，使液体的无灰煤在该管内流下而流入模具13。
[0085](作用.效果)
[0086]作为固化手段使用具有规定形状的中空部的成形用的模具，能够确保地将无灰煤成形为期望的形状。另外，例如通过模具的变更，能够容易地形成各种形状的无灰煤。
[0087](第四实施方式)
[0088]一边参照图4~图6，一边对于第四实施方式的无灰煤的制造方法进行说明。在本实施方式中，在无灰煤取得工序中，使残存在无灰煤中的溶剂的残留率处于2.0重量％以上、50重量％以下，从而使无灰煤中残存溶剂。即，本实施方式的无灰煤，在内部含有溶剂。在此，溶剂的残留率的上限值更优选为25重量％以下，进一步优选为10重量％以下。还有，在从溶液中使溶剂大体上100重量％分离的现有的无灰煤的制造方法中，残存在无灰煤中的溶剂的残留率为O~2重量％。在此，所谓残存在无灰煤中的溶剂的残留率，意思是残存在无灰煤中的溶剂，对于无灰煤和残存在无灰煤中的溶剂的混合物的比例。
[0089]作为使无灰煤中残存溶剂的方法，有如下:以比从溶液中使溶剂大致分离100重量％ (99重量％以上)时的温度低的温度进行蒸发分离的方法；以比从溶液中使溶剂大致分离100重量％ (99重量％以上)时的时间短的时间进行蒸发分离的方法；同时进行这2个方法的方法。这些方法之中，从对无灰煤的性状造成的影响少这一观点出发，更优选以比从溶液中使溶剂大致分离100重量％时的温度低的温度进行蒸发分离的方法。该方法的蒸发分离的温度，根据与溶剂的沸点的关系，优选为180~320°C，更优选为200~240°C。还有，从溶液中使溶剂大致分离100重量％时的蒸发分离的温度是250~300°C。
[0090]通过使无灰煤中残存溶剂，无灰煤的质量增加出溶剂的份额，无灰煤的收获率提高。另外，如后述，无灰煤的软化开始温度降低。另外，也产生无灰煤在溶剂溶出的现象。因此，能够在更低的温度下取得无灰煤的流动性。由此，与内部几乎不含溶剂的无灰煤相比，能够在更低的温度下，对于内部含有溶剂的无灰煤进行液体处理。另外，通过使残存在无灰煤中的溶剂的残留率处于2.0重量％以上、10重量％以下，即使无灰煤中残存有溶剂，也能够适合作为炼铁用焦炭的原料煤使用。
[0091](溶剂含有率测量)
[0092]接着，在无灰煤取得工序中，测量从溶液中使溶剂蒸发分离时的溶剂含有率的时间变化。具体来说，使用蒸汽管干燥器，在蒸气压力2.05MPa(215°C)和蒸气压力 2.55MPa(225°C)这2个条件下，使内部含有溶剂5重量％的固体状的无灰煤干燥。其结果显不在图4中。
[0093]从干燥开始至经过12分钟期间，溶剂含有率大幅降低，其后的溶剂含有率为I重量％以下。从干燥开始至8分钟后，溶剂含有率为2重量％，由此可知，如果缩短干燥时间，则无灰煤的溶剂含有率上升，使无灰煤中残存溶剂能够使无灰煤的收获率提高。还有，该测量所使用的无灰煤，若以12分钟以上使之干燥而使溶剂含有率处于I重量％以下，则可从原料煤以42.3重量％ (dry base)的收获率制造。若以8分钟的干燥时间制造无灰煤，则收获率提高至43.2重量％ (dry base)。
[0094](溶剂浓度测量)
[0095]其次，在无灰煤取得工序中，测量从溶液中使溶剂蒸发分离时残存在无灰煤中的溶剂的浓度。具体来说，将无灰煤浓度为30重量％的溶液加热至160°C，流入内壁被加热至300°C的薄膜蒸馏装置。这时，使溶液的流量不同，以4.5kg/h、9.2kg/h、16.9kg/h、18.2kg/h流入薄膜蒸馏装置。然后，测量从薄膜蒸馏装置的底部流出的无灰煤的温度，接收到不锈钢容器中。不锈钢容器上的无灰煤当即固化。另外，测量从薄膜蒸馏装置的底部流出的无灰煤中的溶剂的残存量，就薄膜蒸馏装置的出口的无灰煤的温度与溶剂残存量的关系进行调查。薄膜蒸馏装置的出口的无灰煤的温度与残存在无灰煤中的溶剂的浓度的关系显示在图5中。
[0096]薄膜蒸馏装置的出口的无灰煤的温度，流到薄膜蒸馏装置中的溶液的流量越多则越低。即，在图5中，无灰煤的温度为291°C的点，对应流量最少的4.5kg/h，无灰煤的温度为276°C的点，对应流量最多的18.2kg/h。而且可知，薄膜蒸馏装置的出口的无灰煤的温度越高，残存在无灰煤中的溶剂的浓度越低。由此可知，使薄膜蒸馏装置的出口的无灰煤的温度越低(使溶液的流量越多)，越能够在无灰煤中使溶剂残存，提高无灰煤的收获率。在此，以薄膜蒸馏装置的出口的无灰煤的温度达到276°C这样的干燥条件制造无灰煤时，成为在内部含有溶剂10重量％的无灰煤。还有，该测量所使用的无灰煤，若使溶剂含有率处于I重量％以下，则从原料煤以42.3重量％ (dry base)的收获率制造。若以薄膜蒸馏装置的出口的无灰煤的温度达到276°C这样的干燥条件制造该无灰煤，则收获率提高到47.0重量％(dry base)
[0097](流动度测量)
[0098]接着，用内部含有溶剂的无灰煤和内部几乎不含溶剂的无灰煤，分别测量流动度。具体来说，在无灰煤取得工序中，通过闪蒸法进行溶剂的蒸馏回收时，将闪蒸罐容器的内壁加热到比溶剂的沸点高的温度320°C，在闪蒸罐容器的内壁面使溶液飞散，使溶剂蒸发，由此进行溶剂回收。然后，溶剂回收进行7小时而得到无灰煤A，并且溶剂回收进行2小时得到无灰煤B。在无灰煤A中，溶剂残存0.51重量％，相对于此，在无灰煤B中，溶剂残存23.3重量％。对于所得到的无灰煤A和无灰煤B，测量吉泽勒(￥ —七9 一:Gieseler)流动度。其结果显示在图6和表1中。
[0099]【表1】
[0100]
【权利要求】
1.一种无灰煤的制造方法，具备如下工序: 加热将煤和溶剂进行混合而得到的浆料，对可溶于溶剂的煤成分进行萃取的萃取工序; 从经所述萃取工序得到的浆料中分离含有可溶于溶剂的煤成分的溶液的分离工序； 从由所述分离工序分离的溶液中使溶剂蒸发分离而得到无灰煤的无灰煤取得工序， 所述无灰煤的制造方法的特征在于， 在所述无灰煤取得工序中，从所述溶液中使溶剂蒸发分离而形成液体的无灰煤，通过使所得到的液体的无灰煤与固化手段接触，由此使所述液体的无灰煤固化为规定形状。
2.根据权利要求1所述的无灰煤的制造方法，其特征在于，在所述无灰煤取得工序中，以使液体的无灰煤维持液体状态的方式，一边加热所述溶液，一边从该溶液中使溶剂蒸发分离。
3.根据权利要求1或2所述的无灰煤的制造方法，其特征在于，使用薄膜蒸馏法进行所述无灰煤取得工序中的溶剂的蒸发分离。
4.根据权利要求1或2所述的无灰煤的制造方法，其特征在于，所述固化手段为比无灰煤显示出流动性的温度低的温度。
5.根据权利要求1或2所述的无灰煤的制造方法，其特征在于，在所述无灰煤取得工序中，通过在非活性气体 的存在下使液体的无灰煤与所述固化手段接触，从而使该液体的无灰煤固化。
6.根据权利要求1或2所述的无灰煤的制造方法，其特征在于， 所述固化手段是水， 在所述无灰煤取得工序中，通过使液体的无灰煤进入水中，从而使该液体的无灰煤固化。
7.根据权利要求1或2所述的无灰煤的制造方法，其特征在于， 所述固化手段是带式传送机的带， 在所述无灰煤取得工序中，通过使液体的无灰煤与所述带接触，从而使该液体的无灰煤固化。
8.根据权利要求1或2所述的无灰煤的制造方法，其特征在于， 所述固化手段是具有规定形状的中空部的成形用的模具， 在所述无灰煤取得工序中，通过使液体的无灰煤流入所述模具的中空部，从而使该液体的无灰煤固化。
9.一种无灰煤的制造方法，其特征在于，具备如下工序: 加热将煤和溶剂进行混合而得到的浆料，对可溶于溶剂的煤成分进行萃取的萃取工序; 从经所述萃取工序萃取出所述煤成分的浆料中，分离含有所述煤成分的溶液的分离工序; 从由所述分离工序分离的溶液中使溶剂蒸发分离而得到无灰煤的无灰煤取得工序， 并且，在所述无灰煤取得工序中，使所述溶剂在所述无灰煤中残留。
10.根据权利要求9所述的无灰煤的制造方法，其特征在于，使残留于所述无灰煤中的溶剂的残留率处于2.0重量％以上、10重量％以下。
【文档编号】C10L5/00GK104039937SQ201280064748
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年12月17日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】堺康尔, 奥山宪幸, 木下繁, 吉田拓也, 宍户贵洋, 滨口真基 申请人:株式会社神户制钢所