无灰煤的制造装置和无灰煤的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于从煤中除去灰分而得到无灰煤的无灰煤的制造装置和无灰煤的制造方法。
【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，具备如下工序: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得到的浆料而萃取可溶于溶剂的煤成分的萃取工序；从经由萃取工序萃取有煤成分的浆料中，分离含有该煤成分的溶液部的分离工序；从经由分离工序分离出的溶液部中分离溶剂而得到无灰煤(HPC)的无灰煤取得工序。
[0003]【现有技术文献】
[0004]【专利文献】
[0005]【专利文献I】日本国特开2009-227718号公报
[0006]如前述，无灰煤是从含有可溶于溶剂的煤成分的溶液部中分离溶剂而取得。因此，无灰煤的收率，依存于可溶于溶剂的煤成分的比例(以下，也记述为萃取率)，该萃取率的提高在无灰煤制造过程中成为重要的课题。例如，在专利文献I所述的无灰煤的制造方法中，作为溶剂，使用与煤的亲和性优异的非供氢性溶剂，并且将萃取温度和萃取时间设定为预期的值而提高萃取率，但期望萃取率的进一步提高。
【发明内容】
[0007]本发明鉴于上述实际情况而形成，其目的在于，提供一种能够提高萃取率，并能够使无灰煤的收率提高的无灰煤的制造装置和无灰煤的制造方法。
[0008]还有，本申请中所说的“收率”，是指例如相对于作为原料的煤的质量，所制造的无灰煤的质量的比率，换言之也可以指“制造效率”。
[0009]为了解决上述课题，本发明的无灰煤的制造装置具备如下:加热溶剂的预热器；从混合煤和被所述预热器加热的溶剂而成的浆料中萃取可溶于溶剂的煤成分的萃取槽；通过所述预热器，并有一端连接于所述萃取槽的进料管；与所述预热器下游侧的所述进料管连接，以不使溶剂逆流的方式对所述进料管的给料部加压，并向所述进料管供给煤的给煤机构；从经由所述萃取槽萃取了所述煤成分的浆料中分离含有所述煤成分的溶液部的固液分离装置；从经由所述固液分离装置分离的溶液部中蒸发分离溶剂而得到无灰煤的溶剂分离器。
[0010]另外，本发明的无灰煤的制造方法，是由将混合煤和溶剂而成的浆料得到无灰煤的无灰煤的制造方法，其中，具备如下工序:加热溶剂的加热工序；在由所述加热工序加热的溶剂流通的进料管中，以不使溶剂逆流的方式对所述进料管的给料部加压而供给煤，由此将所供给的煤与溶剂加以混合而成为浆料的煤混合工序；从经由所述煤混合工序得到的浆料中，萃取可溶于溶剂的煤成分的萃取工序；从经由所述萃取工序萃取了所述煤成分的浆料中分离含有所述煤成分的溶液部的分离工序；从经由所述分离工序分离出的溶液部中蒸发分离溶剂而得到无灰煤的无灰煤取得工序。
[0011]根据本发明，能够提供可提尚萃取率，能够使无灰煤的收率提尚的无灰煤的制造装置和无灰煤的制造方法。
【附图说明】
[0012]图1是表示本发明的第一实施方式的无灰煤的制造装置的概略图。
[0013]图2是表示煤成分萃取实验的实验设备的图。
[0014]图3是表示煤成分萃取实验的实验结果的图。
[0015]图4是表示本发明的变形例的无灰煤的制造装置的概略图。
【具体实施方式】
[0016]以下一边参照附图，一边就用于实施本发明的方式进行说明。图1是表示本发明的第一实施方式的无灰煤的制造装置的概略图。
[0017]〔第一实施方式〕
[0018](无灰煤的制造装置I的构成)
[0019]如图1所示，本发明的第一实施方式的无灰煤的制造装置1，具有溶剂罐2、栗3、预热器4、闭锁料斗5 (给煤机构)、萃取槽6、重力沉降槽7 (固液分离装置)、溶剂分离器8、9。而且，溶剂罐2与萃取槽6由进料管10连接。
[0020](栗3)
[0021]栗3将贮存在溶剂罐2中的溶剂经由进料管10输送至萃取槽6，并设于进料管10上。溶剂被栗3以紊流状态输送至萃取槽6。本申请中所说的“紊流状态”，例如是指雷诺数Re为2100以上的状态，更优选是指雷诺数Re为4000以上的状态。还有，溶剂也可以在层流状态下，即，雷诺数Re低于2100的状态下被输送。
[0022](预热器4)
[0023]预热器4是加热由栗3输送的溶剂的设备，设于栗3下游侧的进料管10上。预热器4只要能够加热溶剂便没有特别限定，但一般来说使用热交换器，在进料管10内流通的溶剂，在通过预热器4时进行热交换而被加热。另外，预热器4虽然也会根据溶剂的分子量等而定，但例如会使用具备能够以每分钟10?100°C的加热速度加热溶剂的能力的预热器。还有，在本实施方式中，虽是加热由栗3输送的溶剂，但也可以用栗3输送先用预热器4加热过的溶剂。S卩，也可以颠倒栗3与预热器4的配置。
[0024](闭锁料斗5)
[0025]闭锁料斗5 (给煤机构)，是向内部为高压(例如，1.0?5.0MPa)的进料管10内供给煤的机构，与栗3和预热器4下游侧的进料管10连接。煤从闭锁料斗5被供给到进料管10内，由此，在进料管10内，溶剂与煤被混合。
[0026]闭锁料斗5具有如下:在常压状态下使用的常压斗11 ;在常压状态和加压状态下使用的加压斗12 ;设在连接常压斗11和加压斗12的连接部的阀13 ;设于连接加压斗12和进料管10的连接部的阀14。在加压斗12上，连接有供给氮气等的气体的加压线路15、和排放该气体的排气线路16。
[0027]贮存在常压斗11的煤，通过在阀14关闭的状态下打开阀13，而首先被移送至加压斗12 (这时加压斗12为常压状态)。其次，关闭阀13，经由加压线路15将氮气等气体供给到加压斗12。其结果是，从包含加压斗12的阀13至阀14的空间部(以下，称为给料部17)被加压，加压斗12成为加压状态。这时，优选使给料部17的压力与进料管10内的压力同等或更高而进行加压。然后，打开阀14，由此加压斗12内的煤被供给到进料管10。如此，因为对于闭锁料斗5的给料部17进行加压，所以能够一边防止溶剂从进料管10逆流到闭锁料斗5，一边将煤供给到进料管10中。还有，加压线路15和排气线路16，与给料部17的任意一处连接即可，不一定非要与加压斗12连接。
[0028]在此，作为阀13和阀14，没有特别限定，但例如能够使用闸阀、球阀、瓣阀、旋转阀等。另外，闭锁料斗5不限于本实施方式的构成，只要是能够一边防止溶剂从进料管10向闭锁料斗5逆流，一边将煤供给到进料管10，作为其他的构成也可以。另外，也可以使用闭锁料斗以外的给煤机构。
[0029](进料管10)
[0030]进料管10是连接溶剂罐2和萃取槽6的进料管。在进料管10内，被预热器4加热的溶剂和从闭锁料斗5供给的煤被加以混合，成为浆料。
[0031](无灰煤的制造方法)
[0032]接着，对于本发明的无灰煤的制造方法进行说明。本发明的第一实施方式的无灰煤的制造方法，具有输送工序、加热工序、煤混合工序、萃取工序、分离工序、和无灰煤取得工序，根据需要还具有残煤取得工序。
[0033](输送工序)
[0034]关于输送工序，是将贮存在溶剂罐2中的溶剂由栗3输送到下道工序的工序，溶剂如前述，以紊流状态(紊流化)被输送至下道工序。
[0035]在此，只要溶剂是溶解煤的，便没有特别限定，但适于使用的是源于煤的双环芳香族化合物。该双环芳香族化合物，由于其基本的结构与煤的结构分子类似，所以与煤的亲和性高，能够得到比较高的萃取率。作为源于煤的双环芳香族化合物，例如，能够列举干馏煤而制造焦炭时的作为副广品油的饱出油的甲基蔡油、蔡油等。
[0036]溶剂的沸点没有特别限定，但例如从萃取工序的萃取率，和无灰煤取得工序或残煤取得工序中的溶剂回收率的观点出发，适宜使用的是180?300°C，特别是230?280°C的。另一方面，溶剂的沸点比180 0C低时，以无灰煤取得工序或残煤取得工序回收溶剂时，挥发造成的损失变大，溶剂的回收率有可能降低。另外，溶剂的沸点高于300 0C时，煤与溶剂的分离困难，溶剂的回收率也有可能降低。
[0037](加热工序)
[0038]关于加热工序，是加热由栗3所输送的溶剂的工序，由预热器4进行。更详细地说，在进料管10内流通的溶剂在通过预热器4期间被进行加热。被预热器4加热的溶剂的温度，从提高萃取工序中的萃取率的观点出发，优选为300?450°C，更优选为350?420°C。此外，由预热器4加热的溶剂的温度，优选为后述的萃取槽6内的浆料的温度(300?420°C )以上。还有，通过预热器4之前的溶剂的温度为100°C左右。预热器4的加热时间没有特别限定，但一般为10?30分钟。因此，溶剂大约每分钟以10?100°C的加热速度被加热。加热工序在高压下进行，该压力虽然也取决于溶剂的蒸气压等，但优选为1.0?5.0MPa的范围。这是由于，