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方法。
【背景技术】
[0002]专利文献I中公开有一种无灰煤的制造方法。在该制造方法中，是将燃料煤中混合有粘结煤的煤原料与溶剂混合而调制浆料，加热所得到的浆料，萃取可溶于溶剂的煤成分，并由萃取煤成分后的浆料通过重力沉降法，对于含有可溶于溶剂的煤成分的溶液，含有不溶于溶剂的煤成分的固体成分浓缩浆料进行分离，从分离出的溶液中分离溶剂而得到无灰煤。另外，从分离出的固体成分浓缩浆料中分离溶剂而得到萃余煤。
[0003]无灰煤和萃余煤在其制造过程中，作为溶质而存在于有机溶剂中，但若除去溶剂并进行冷却，则成为固体状。作为除去溶剂(回收)的方法，在专利文献2中，公开有一种喷雾干燥方法，其是将预热的溶液从喷雾嘴喷雾到配设在主体容器内的捕集板上，利用来自捕集板的传热而使溶液中的溶剂蒸发的方法。另外，在专利文献3中，公开有一种溶剂回收方法，其是使用使溶液旋转的旋转分散机构，朝向溶剂分离塔的被加热的内壁使溶液分散，从而使溶液中的溶剂挥发的方法。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本国特开2009-227718号公报
[0007]专利文献2:日本国特开2007-3039号公报
[0008]专利文献3:日本国特开2009-226259号公报
[0009]但是，在专利文献2中，存在喷雾嘴堵塞这样的问题。喷雾嘴的堵塞是由于在喷口之前溶剂挥发，气体成分绝热膨胀，溶液的温度降低，固体成分析出而产生的。
[0010]另外，在专利文献2和专利文献3中，主要是利用外热而使溶剂挥发，在处理途中没有利用溶液具有的热量和压力。但是，假设是大量生产的连续过程时，则存在以下可能性，即，通过利用处理途中的溶液.固体成分浓缩浆料的特性、溶液.固体成分浓缩浆料具有的热量和压力，能够如上述使溶剂挥发的装置简略化，或减少用于使溶剂挥发而投入的能量。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于，提供一种无灰煤的制造方法，其可以防止喷雾嘴的堵塞，并且减少溶剂的挥发所需要的投入能量，使溶剂挥发的装置简化。
[0012]本发明的无灰煤的制造方法，其特征在于，具备如下工序:混合煤和溶剂而得到浆料的浆料调制工序；加热所述浆料而萃取可溶于溶剂的煤成分的萃取工序；将经由所述萃取工序而得到的浆料，分离成溶解有可溶于溶剂的煤成分的溶液、和浓缩有不溶于溶剂的煤成分的固体成分浓缩浆料的分离工序；从经由所述分离工序分离出的溶液中蒸发分离溶剂而得到无灰煤的无灰煤取得工序；从经由所述分离工序分离出的固体成分浓缩浆料中蒸发分离溶剂而得到萃余煤的萃余煤取得工序，所述分离工序在加压到溶剂的蒸气压以上的状况下进行，在所述萃余煤取得工序中，一边将喷雾嘴的喷口的固体成分浓缩浆料的压力保持在溶剂的蒸气压以上，一边在设定为低于固体成分浓缩浆料的饱和压力的闪蒸槽内，从所述喷雾嘴使固体成分浓缩浆料喷雾，从而使溶剂从固体成分浓缩浆料中蒸发分离。
[0013]根据本发明的无灰煤的制造方法，能够防止喷雾嘴的堵塞，并且能够减少溶剂的挥发所需的投入能量，使溶剂挥发的装置简化。
【附图说明】
[0014]图1是无灰煤制造设备的模式图。
[0015]图2是喷嘴流量的评价结果的图。
[0016]图3是表示固体成分浓缩浆料的闪蒸试验的试验结果的图。
[0017]图4是表示溶液的闪蒸试验的试验结果的图。
【具体实施方式】
[0018]以下，一边参照附图，一边对于本发明优选的实施的方式进行说明。
[0019](无灰煤的制造方法)
[0020]用于本实施方式的无灰煤的制造方法的无灰煤制造设备100，如图1所示，从无灰煤(HPC)制造工序的上游侧起按顺序，具备煤斗I ?溶剂罐2、浆料调制槽3、输送栗4、预热器5、萃取槽6、重力沉降槽7、过滤器单元8、和溶剂分离器9、10。
[0021]无灰煤的制造方法具有浆料调制工序、萃取工序、分离工序、无灰煤取得工序、和萃余煤取得工序。以下，对于各工序进行说明。还有，在本制造方法中，对于作为原料的煤没有特别限制，可以使用萃取率高的烟煤，也可以使用更廉价的高灰煤(次烟煤，褐煤)。另夕卜，所谓无灰煤是指灰分为5重量％以下，优选为3重量％以下的煤。
[0022](浆料调制工序)
[0023]浆料调制工序是混合煤和溶剂而调制浆料的工序。该浆料调制工序，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中，并且从溶剂罐2向浆料调制槽3投入溶剂。投入到浆料调制槽3的煤和溶剂，被搅拌机3a混合而成为由煤和溶剂构成的浆料。
[0024]煤对于溶剂的混合比率，例如，以干煤标准计为10?50重量％，更优选为20?35
重量％。
[0025](萃取工序)
[0026]萃取工序是加热经由浆料调制工序得到的浆料，萃取(使之溶解于溶剂)可溶于溶剂的煤成分的工序。该萃取工序，在图1中，由预热器5和萃取槽6实施。由浆料调制槽3调制的浆料被输送栗4供给到预热器5，被加热至既定温度后，被供给到萃取槽6，一边由搅拌机6a搅拌，一边以既定温度保持而进行萃取。
[0027]加热混合煤和溶剂所得到的浆料而萃取可溶于溶剂的煤成分时，对于煤拥有大的溶解力的溶剂，大部分情况下，是将芳香族溶剂(供氢性或非供氢性的溶剂)与煤混合，对其加热，萃取煤中的有机成分。
[0028]非供氢性溶剂主要是从煤的干馏生成物中精炼出的、以双环芳香族为主的作为溶剂的煤衍生物。该非供氢性溶剂在加热状态下仍稳定，因为与煤的亲和性优异，所以萃取到溶剂中的可溶成分(在此为煤成分)的比例(以下，也称为萃取率)高，另外，也是可以很容易地通过蒸馏等的方法回收的溶剂。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。
[0029]还有，上述的说明中，阐述的是以非供氢性化合物作为溶剂使用的情况，但是作为溶剂，当然也可以使用以四氢萘为代表的供氢性的化合物(含煤液化油)。使用供氢性溶剂时，无灰煤的收获率提高。
[0030]另外，溶剂的沸点没有特别限制。从萃取工序和分离工序中的压力降低、萃取工序中的萃取率、无灰煤取得工序等之中的溶剂回收率等观点出发，例如，优选使用沸点为180?300°C，特别是240?280°C的溶剂。在本实施方式中，溶剂的沸点是242°C左右。
[0031]萃取工序中的浆料的加热温度，只要是溶剂可溶成分能够溶解，便不特别加以限制，从溶剂可溶成分的充分溶解和萃取率提高的观点出发，例如，为300?420°C，更优选为360 ?400。。。
[0032]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提高的观点出发，例如，为10?60分钟。加热时间在图1中，是在预热器5和萃取槽6中加热的合计时间。
[0033]萃取槽6内的压力，虽然也根据萃取时的温度和使用的溶剂的蒸气压而有所不同，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，溶剂挥发而无法限制在液相，不能进行萃取。为了使溶剂限于液相，需要比溶剂的蒸气压更高的压力。另一方面，若压力过高，则机器的成本、运转成本变高，是不经济的。
[0034](分离工序)