固体燃料的制造方法以及固体燃料的制造装置与流程

本发明涉及固体燃料的制造方法以及固体燃料的制造装置。

背景技术：

以往，固体燃料作为火力发电等的燃料而被加以利用。另外，在日本，作为这种固体燃料，广泛利用烟煤。但是，由于烟煤逐年增产，致使现在存在枯竭的危险，作为替代烟煤的燃料，低品质煤的有效利用成为刻不容缓的课题。

但是，低品质煤不但发热量低，而且存在自燃的风险，因此对于其利用需要严格的工艺。关于这一点，为了有效地利用这样的低品质煤而提出了几种用于对低品质煤进行改性的工艺。但是，这些工艺中的大多数的处理条件为高温、高压，由此导致装置的制造成本增高，除此之外，包含伴随着低品质煤的化学变化而产生的大量热分解物质的废水的处理负担变大，从而难以实用。

为了解决这样的问题，本申请人作为用于有效地利用低品质煤的方法而提出了改性褐煤工艺。作为表示该改性褐煤工艺的文献，可举出专利第2776278号“将多孔煤作为原料的固体燃料及其制造方法”。该公报所记载的固体燃料的制造方法具备：将多孔煤与油分混合而获得原料浆料的工序；对原料浆料进行加热来促进多孔煤的脱水的工序；以及将脱水处理后的浆料固液分离的工序。该固体燃料的制造方法通过在同一路径上设置的预热器以及蒸发器对原料浆料的加热来促进多孔煤的脱水，其特征在于，在利用压缩器压缩由蒸发器产生的工艺蒸汽的基础上，将该工艺蒸汽依次用作蒸发器以及预热器的加热介质。

但是，该固体燃料的制造方法构成为，使原料浆料的全部容量通过蒸发器进行蒸发，因此，需要将蒸发器的出口侧的温度保持为一定以上。因此，该固体燃料的制造方法需要将朝蒸发器供给的原料浆料的温度预先增高至一定以上，并且需要升高工艺蒸汽朝蒸发器的供给温度。因而，在该固体燃料的制造方法中，蒸发器中的原料浆料与工艺蒸汽的温度差变小的可能性较高。其结果是，该固体燃料的制造方法存在换热效率降低、无法充分利用废热的可能性。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：专利第2776278号

技术实现要素：

发明要解决的课题

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供能够通过提高换热效率使浆料所含的水分有效地蒸发的固体燃料的制造方法以及固体燃料的制造装置。

用于解决课题的方案

为了解决所述课题而完成的发明提供一种固体燃料的制造方法，其具备：调制工序，在该调制工序中，通过粉状的低品质煤以及油分的混合来调制浆料；蒸发工序，在该蒸发工序中，通过加热使所述浆料所含的水分蒸发；以及固液分离工序，在该固液分离工序中，将所述蒸发工序后的浆料固液分离，其特征在于，所述蒸发工序具有：预热工序，在该预热工序中，将所述浆料在第一循环路径中预热；以及加热工序，在该加热工序中，将预热后的所述浆料在与所述第一循环路径不同的第二循环路径中加热。。

该固体燃料的制造方法具有：将浆料在第一循环路径中预热的预热工序；以及将预热后的浆料在与第一循环路径不同的第二循环路径中加热的加热工序，因此，能够在第一循环路径中预热浆料，并能够与基于该第一循环路径的预热独立地在第二循环路径中加热预热后的浆料。也就是说，该固体燃料的制造方法中，在第一循环路径使浆料的一部分蒸发，而不使浆料的全部容量通过第二循环路径，由此能够促进各个循环路径中的换热效率的最佳化。因此，该固体燃料的制造方法能够使所述浆料所含的水分有效地蒸发。

优选的是，在所述预热工序以及加热工序中，使用多管式热交换器，朝壳体侧供给加热介质，朝软管侧供给所述浆料。这样，在所述预热工序以及加热工序中，使用多管式热交换器，朝壳体侧供给加热介质，朝软管侧供给所述浆料，由此能够容易且可靠地预热以及加热所述浆料。

优选的是，作为所述预热工序以及加热工序中的任一方的加热介质使用在所述蒸发工序中产生的工艺蒸汽，作为另一方的加热介质使用外部导入蒸汽。这样，作为所述预热工序以及加热工序中的任一方的加热介质，使用在所述蒸发工序中产生的工艺蒸汽，由此能够有效地利用废热。另外，作为所述预热工序以及加热工序中的任一方的加热介质使用所述工艺蒸汽，作为另一方的加热介质使用外部导入蒸汽，由此能够容易且可靠地提高各个循环路径中的热交换率。此外，根据这样的结构，即便在因操作故障等而使工艺蒸汽的产生量减少的情况下，由于作为另一方的加热介质使用外部导入蒸汽，因此能够抑制所述浆料所含的水分的蒸发率的降低。

优选的是，所述预热工序的加热介质是所述工艺蒸汽，所述加热工序的加热介质是外部导入蒸汽。这样，作为所述预热工序的加热介质使用所述工艺蒸汽，作为所述加热工序的加热介质使用外部导入蒸汽，由此能够容易且可靠地提高所述预热工序中的所述浆料以及工艺蒸汽的热交换率。也就是说，通过对朝所述预热工序供给的具有一定程度的温度的浆料与工艺蒸汽进行热交换，能够有效地预热所述浆料，并且能够促进所述工艺蒸汽的冷凝。因此，通过提高所述预热工序中的所述工艺蒸汽的热交换率，能够有效地利用废热。

优选的是，作为所述预热工序的加热介质使用所述工艺蒸汽，作为所述加热工序的加热介质使用外部导入蒸汽，并且所述工艺蒸汽被压缩。这样，所述工艺蒸汽被压缩，由此能够进一步提高所述预热工序中的所述浆料以及工艺蒸汽的热交换率，从而能够进一步有效地利用废热。

另外，为了解决所述课题而完成的其他发明提供一种固体燃料的制造装置，其具备：浆料调制槽，其混合粉状的低品质煤以及油分；多个加热器，它们使所述浆料所含的水分蒸发；以及固液分离器，其从所述水分蒸发后的浆料中除去液体成分，其特征在于，所述多个加热器具有：第一热交换器，其在第一循环路径中对所述浆料进行预热；以及第二热交换器，其在与所述第一循环路径不同的第二循环路径中对预热后的所述浆料进行加热。

该固体燃料的制造装置具有在第一循环路径中对浆料进行预热的第一热交换器、以及在与所述第一循环路径不同的第二循环路径中对预热后的浆料进行加热的第二热交换器，因此能够在第一循环路径中预热浆料，并能够与基于该第一循环路径的预热独立地在第二循环路径中对预热后的浆料进行加热。也就是说，该固体燃料的制造装置在第一循环路径中使浆料的一部分蒸发，而不使浆料的全部容量通过第二循环路径，由此能够促进各个循环路径中的换热效率的最佳化。因此，该固体燃料的制造装置能够使所述浆料所含的水分有效地蒸发。

优选的是，所述固体燃料的制造装置还具备：分离槽，其从加热后的所述浆料中分离工艺蒸汽；以及路径，其供所述工艺蒸汽从分离槽朝第一热交换器或者第二热交换器供给。这样，通过使固体燃料的制造装置还具备：分离槽，其从加热后的所述浆料中分离工艺蒸汽；以及路径，其供所述工艺蒸汽从分离槽朝第一热交换器或者第二热交换器供给，由此能够有效地利用废热。另外，根据这种结构，能够可靠地控制所述工艺蒸汽的热量，并能够提高该工艺蒸汽与所述浆料的热交换率。

需要说明的是，在本发明中，“低品质煤”是指含有大量的水分且期望脱水的煤，例如是指以干重计包含20质量％以上的水分的煤。

发明效果

如以上说明的那样，本发明的固体燃料的制造方法以及固体燃料的制造装置能够通过提高换热效率使浆料所含的水分有效地蒸发。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的固体燃料的制造装置的示意图。

图2是示出与图1的固体燃料的制造装置不同的实施方式所涉及的固体燃料的制造装置的示意图。

具体实施方式

以下，适当参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

[第一实施方式]

<固体燃料的制造装置>

图1的固体燃料的制造装置1主要具备浆料调制槽2、多个加热器3、以及固液分离器4。另外，固体燃料的制造装置1具有：从由加热器3加热后的浆料中分离工艺蒸汽的分离槽5；对由分离槽5分离出的工艺蒸汽进行压缩的压缩器6；维持以及促进由加热器3加热后的浆料的加热状态的过热器7；接收由加热器3产生的冷凝液的冷凝液接收器8；对由分离槽5分离出的工艺蒸汽的一部分进行冷凝的冷凝器9；将从冷凝液接收器8或者冷凝器9供给的冷凝液油水分离的油水分离器10；以及贮存由油水分离器10分离出的油分的罐11。

(浆料调制槽)

浆料调制槽2将粉状的低品质煤x以及油分混合来调制浆料。作为浆料调制槽2的种类，并无特别限定，但典型地可举出具备搅拌机2a的轴流式搅拌机。需要说明的是，“粉状”例如是指粒径不足1mm的低品质煤的质量相对于低品质煤整体的质量的比例为80％以上。另外，“粒径”是指以jis-z-8815(1994)筛分试验法通则中的干式筛分为基准而测定出的值。

作为上述低品质煤，并无特别限定，例如可举出褐煤、褐炭、亚烟煤等。另外，作为上述褐煤，例如可举出维多利亚煤、北达科他煤、贝尔加煤等，作为上述亚烟煤，例如可举出西温格煤、宾努干煤、萨马兰格煤。

作为上述油分，只要能够提取上述低品质煤所含的非挥发性成分，并且能够溶解重质油分以及/或者上述非挥发性成分而实现低粘性化，则没有特别限定。其中，作为上述油分，优选为与重质油分以及非挥发性成分的亲和性、调制的浆料的可操作性、向上述低品质煤的细孔内进入的容易性等优异的低沸油分，从水分蒸发温度下的稳定性的观点出发，更优选沸点为100℃以上400℃以下的石油系油。另外，作为上述石油系油，例如可举出煤油、轻油、重油，其中优选为煤油。

需要说明的是，上述非挥发性成分是指低品质煤原本所含的非挥发性油分。该非挥发性成分由在浆料调制槽2中混合的上述油分提取而覆盖上述低品质煤的外表面以及细孔内的内表面，由此有助于防止上述低品质煤的自燃。作为这种非挥发性成分，例如可举出芳香族系的高分子有机化合物。

另外，上述重质油分例如是指在400℃下实质上也不显现蒸汽压的重质成分或者包含该重质成分的油。该重质油分与上述非挥发性成分相同，在低品质煤的细孔内覆盖活性点，由此有助于防止上述低品质煤的自燃。作为这种重质油分，例如可举出天然沥青、脂肪族系高分子有机化合物、芳香族系高分子有机化合物等。

(加热器)

多个加热器3使上述浆料所含的水分蒸发。多个加热器3具有：在第一循环路径对上述浆料进行预热的第一热交换器3a；以及在与第一循环路径不同的第二循环路径对由第一热交换器3a预热后的浆料进行加热的第二热交换器3b。

第一热交换器3a是多管式热交换器。第一热交换器3a的软管侧的一端通过配管12以及13与浆料调制槽2的底部连接。另外，第一热交换器3a的软管侧的一端也通过配管13与分离槽5的底部连接。此外，第一热交换器3a的软管侧的另一端通过配管14与分离槽5的侧壁上部连接。第一热交换器3a、将第一热交换器3a的软管侧的另一端与分离槽5的侧壁上部连接起来的配管14、分离槽5、以及将分离槽5的底部与第一热交换器3a的软管侧的一端连接起来的配管13形成上述第一循环路径。

第一热交换器3a从软管侧的一端导入从浆料调制槽2供给的上述浆料，并且将预热后的上述浆料通过与软管侧的另一端连接的配管14朝分离槽5供给。由浆料调制槽2调制的上述浆料被设置于配管12的泵15压送至第一热交换器3a。另外，从浆料调制槽2朝第一热交换器3a导入的浆料的导入量由配设于配管12的控制阀16调整。此外，利用配设于一端侧的配管13的泵17将朝分离槽5供给的上述浆料从软管侧的一端导入第一热交换器3a。需要说明的是，连接浆料调制槽2与第一热交换器3a的配管12在控制阀16的上游侧与同浆料调制槽2的侧壁上部连接的配管25连接。由此，从浆料调制槽2输送的上述浆料的一部分随着控制阀16对流量的调整，通过配管25向浆料调制槽2内回流。

另外，第一热交换器3a将从分离槽5的上部回收的工艺蒸汽作为加热介质从壳体侧的一端导入，并且将通过与朝软管侧导入的上述浆料的热交换而产生的工艺蒸汽的冷凝液从壳体侧的另一端朝冷凝液接收器8排出。具体而言，分离槽5的上部与第一热交换器3a的壳体侧的一端通过配管18以及19连接。根据这种结构，由分离槽5分离出的工艺蒸汽通过配管18以及19从壳体侧的一端导入。该配管18以及19形成将上述工艺蒸汽从分离槽5朝第一热交换器3a供给的路径。

第一热交换器3a除了导入从浆料调制槽2供给的上述浆料之外，还从软管侧的一端导入从分离槽5供给的上述浆料，适当升高从软管侧的一端导入的上述浆料的温度。因此，第一热交换器3a能够通过与上述工艺蒸汽的热交换而充分地升高上述浆料的温度。其结果是，利用第一热交换器3a，能够使通过连接软管侧的另一端与分离槽5的侧壁上部的配管14朝分离槽5供给的上述浆料的一部分在分离槽5内蒸发。

第二热交换器3b是多管式热交换器。第二热交换器3b的软管侧的一端通过配管20与分离槽5的底部连接。另外，第二热交换器3b的软管侧的另一端通过配管21与分离槽5的侧壁上部连接。第二热交换器3b、将第二热交换器3b的软管侧的另一端与分离槽5的侧壁上部连接起来的配管21、分离槽5、以及将分离槽5的底部与第二热交换器3b的软管侧的一端连接起来的配管20形成上述第二循环路径。

第二热交换器3b利用配设于配管20的泵22将朝分离槽5供给的上述浆料从软管侧的一端导入。另外，第二热交换器3b将加热后的上述浆料从软管侧的另一端通过将该软管侧的另一端与分离槽5的侧壁上部连接起来的配管21朝分离槽5供给。

另外，第二热交换器3b从壳体侧的一端导入从外部导入的外部导入蒸汽s，并且从壳体侧的另一端朝系统外排出在与上述浆料的热交换后产生的冷凝水w。

由于第二热交换器3b从软管侧的一端导入从分离槽5供给的上述浆料，因此从软管侧的一端导入的上述浆料的温度通过与外部导入蒸汽s的热交换而被充分升高。其结果是，利用第二热交换器3b，能够使通过配管21朝分离槽5供给的上述浆料在分离槽5内充分地蒸发。

(分离槽)

分离槽5从侧壁上部导入从第一热交换器3a的软管侧的另一端输送的预热后的上述浆料以及从第二热交换器3b的软管侧的另一端输送的加热后的上述浆料。另外，分离槽5在从自第一热交换器3a以及第二热交换器3b导入的上述浆料中分离出工艺蒸汽之后，通过配管18朝压缩器6供给。此外，分离槽5从底部朝第一热交换器3a供给上述工艺蒸汽分离后的浆料的一部分。另外，分离槽5从底部朝第二热交换器3b供给上述工艺蒸汽分离后的浆料的一部分。此外，分离槽5通过配管13以及23从第一循环路径朝过热器7供给上述工艺蒸汽分离后的浆料的一部分。需要说明的是，在分离槽5配设有搅拌机5a，利用该搅拌机5a搅拌分离槽5内的上述浆料。另外，利用配设于配管23的控制阀24在考虑到分离槽5内的液面高度的同时调整从分离槽5朝过热器7供给的浆料的供给量。

(压缩器)

压缩器6对从分离槽5供给的工艺蒸汽进行升压。压缩器6的入口侧通过配管18与分离槽5的上壁连接，并且，出口侧通过配管19与第一热交换器3a的壳体侧的一端连接。由压缩器6升压后的工艺蒸汽(以下也称作“压缩工艺蒸汽”。)通过配管19导入第一热交换器3a的壳体侧的一端，与从第一热交换器3a的软管侧的一端导入的上述浆料进行热交换。

需要说明的是，从分离槽5朝压缩器6的工艺蒸汽的供给量能够借助配设于连接分离槽5与压缩器6的配管18的第一压力控制阀26、以及配设于旁通压缩器6且连接分离槽5与冷凝器9的配管27的第二压力控制阀28来调整。

(过热器)

过热器7具有过热槽7a以及作为多管式热交换器的第三热交换器7b。过热器7防止从分离槽5供给的水分蒸发后的浆料(以下也称作“脱水浆料”。)的温度的降低而促进上述脱水浆料的脱水，并调整上述脱水浆料朝固液分离器4供给的供给量。

过热槽7a通过配管13以及23导入从分离槽5供给的脱水浆料。另外，过热槽7a通过连接其底部与第三热交换器7b的软管侧的一端的配管30将上述脱水浆料的一部分朝第三热交换器7b供给。此外，过热槽7a通过配管31从侧壁上部导入从第三热交换器7b的软管侧的另一端输送的热交换后的上述脱水浆料。另外，过热槽7a的底部通过配管32与固液分离器4连接。过热槽7a利用配设于配管32的泵33将上述脱水浆料的一部分朝固液分离器4供给。另外，从过热槽7a朝固液分离器4供给的上述脱水浆料的供给量由控制阀36调整。需要说明的是，在过热槽7a配设有搅拌机7c，利用该搅拌机7c搅拌过热槽7a内的上述脱水浆料。

第三热交换器7b在从软管侧的一端导入从过热槽7a供给的上述脱水浆料之后，将热交换后的上述脱水浆料从软管侧的另一端朝过热槽7a供给。另外，第三热交换器7b从壳体侧的一端导入从外部导入的外部导入蒸汽s，并且将在与上述脱水浆料的热交换后产生的冷凝水w从壳体侧的另一端朝系统外排出。过热槽7a内的上述脱水浆料被配设于配管30的泵35朝第三热交换器6b的软管侧的一端压送。

(固液分离器)

固液分离器4从上述脱水浆料中除去液体成分。详细来说，固液分离器4从自过热槽7a供给的上述脱水浆料中分离油分a。通过利用固液分离器4从上述脱水浆料分离油分a，获得固体成分b(滤饼)。作为固液分离器4，例如可举出利用离心分离法将上述脱水浆料分离成固体成分与油分的离心分离机。另外，作为固液分离器4，例如也可以采用沉降槽、过滤器、压榨机等。

需要说明的是，该固体燃料的制造装置1也可以进一步具有用于蒸发由固液分离器4分离出的固体成分b所含的油分的干燥机(未图示)。该固体燃料的制造装置1通过具有这种干燥机，能够使上述固体成分b所含的油分蒸发，从而制造粉末状的固体燃料。另外，当进行该干燥时，利用非挥发性成分覆盖低品质煤的外表面以及细孔内表面，由此能够获得防止自燃的粉末状的固体燃料。

此外，该固体燃料的制造装置1也可以进一步具有用于对如此获得的粉末状的固体燃料进行压缩成型的压缩成型机(未图示)。另外，作为上述压缩成型机，例如可举出压片成型机(压片机)、双辊成型机(辊压机)等。

<固体燃料的制造方法>

接着，对该固体燃料的制造方法进行说明。另外，以下，对使用了图1的该固体燃料的制造装置1的情况进行说明。该固体燃料的制造方法具备：通过粉状的低品质煤以及油分的混合来调制浆料的工序；通过加热使上述浆料所含的水分蒸发的工序；以及对上述蒸发后的浆料进行固液分离的工序。

(浆料调制工序)

使用浆料调制槽2进行上述浆料调制工序。作为在浆料调制工序中使用的低品质煤以及油分，与在图1的该固体燃料的制造装置1中使用的低品质煤以及油分相同。

(蒸发工序)

上述蒸发工序具有：在第一循环路径中预热上述浆料的工序；以及利用与上述第一循环路径不同的第二循环路径加热上述预热后的浆料的工序。使用多个加热器3以及分离器4进行上述蒸发工序。

(预热工序)

在上述预热工序中，从第一热交换器3a的软管侧的一端导入且从软管侧的另一端朝分离槽5供给在浆料调制工序中混合的上述浆料以及从分离槽5的底部通过配管13输送的上述浆料。另外，同时，在上述预热工序中，从第一热交换器3a的壳体侧的一端导入加热介质，从壳体侧的另一端排出通过与上述浆料的热交换使上述加热介质冷凝而产生的冷凝液。另外，作为朝第一热交换器3b的壳体侧的一端导入的加热介质，使用从分离槽5的上部通过配管18以及19供给的工艺蒸汽。详细来说，作为朝第一热交换器3b的壳体侧的一端导入的上述工艺蒸汽，使用由与配管18以及19连结的压缩器6压缩而成的压缩工艺蒸汽。

在上述预热工序中，除了在浆料调制工序中混合的上述浆料之外，还从第一热交换器3a的软管侧的一端导入从分离槽5的底部供给的上述浆料，因此，适当升高从软管侧的一端导入的上述浆料的温度。因此，上述预热工序能够通过上述浆料与工艺蒸汽的热交换来充分升高上述浆料的温度。其结果是，通过上述预热工序预热后的上述浆料的一部分在分离槽5内蒸发。

作为上述浆料朝第一热交换器3a供给的供给温度的下限，优选为60℃，更优选为63℃，进一步优选为65℃。另一方面，作为上述浆料朝第一热交换器3a供给的供给温度的上限，优选为90℃，更优选为85℃，进一步优选为80℃。在上述浆料朝第一热交换器3a供给的供给温度不足上述下限的情况下，存在通过与工艺蒸汽的热交换无法充分升高温度的可能性。反之，在上述浆料朝第一热交换器3a供给的供给温度超过上述上限的情况下，有可能无法增大热交换器3a内的交换热量、无法将工艺蒸汽的热量充分供给至上述浆料。另外，其结果是，存在工艺蒸汽在保持潜热的状态下不冷凝而被废弃的可能性。此外，在上述浆料朝第一热交换器3a供给的供给温度超过上述上限的情况下，上述浆料有可能在供给至第一热交换器3a之前蒸发，由此，有可能产生配管13内的堵塞。

作为上述压缩工艺蒸汽的压力的下限，优选为0.5mpag，更优选为0.53mpag，进一步优选为0.55mpag。另一方面，作为上述压缩工艺蒸汽的压力的上限，优选为0.65mpag，更优选为0.62mpag，进一步优选为0.6mpag。在上述压缩工艺蒸汽的压力不足上述下限的情况下，有可能无法与从第一热交换器3a的软管侧的一端导入的上述浆料充分地热交换。反之，在上述压缩工艺蒸汽的压力超过上述上限的情况下，存在设备成本以及运行成本增加的可能性。

另外，作为上述压缩工艺蒸汽的温度的下限，优选为185℃，更优选为190℃。另一方面，作为上述压缩工艺蒸汽的温度的上限，优选为205℃，更优选为200℃。在上述压缩工艺蒸汽的温度不足上述下限的情况下，有可能无法与从第一热交换器3a的软管侧的一端导入的上述浆料充分进行热交换。反之，在上述压缩工艺蒸汽的温度超过上述上限的情况下，存在设备成本以及运行成本增加的可能性。

需要说明的是，在上述预热工序中，从第一热交换器3a的壳体侧的另一端排出的冷凝液在输送至冷凝液接收器8之后，朝油水分离器10供给。由油水分离器10分离出的油分也可以在被泵29压送至罐11之后，被泵37朝浆料调制槽2压送，在上述浆料调制工序中进行再利用。另一方面，由油水分离器10分离出的水分作为废水c被泵38废弃。

(加热工序)

在上述加热工序中，从第二热交换器3b的软管侧的一端导入从分离槽5的底部供给的上述浆料，且从软管侧的另一端朝分离槽5供给。另外，同时，在上述加热工序中，从第二热交换器3b的壳体侧的一端导入加热介质，并且从壳体侧的另一端排出在与上述浆料的热交换后产生的冷凝水w。在上述加热工序中，作为朝第二热交换器3b的壳体侧的一端导入的加热介质使用外部导入蒸汽s。

作为上述外部导入蒸汽s朝第二热交换器3b供给的供给压力的下限，优选为0.4mpag，更优选为0.5mpag。另一方面，作为上述外部导入蒸汽s朝第二热交换器3b供给的供给压力的上限，优选为0.7mpag，更优选为0.6mpag。在上述外部导入蒸汽s朝第二热交换器3b供给的供给压力不足上述下限的情况下，存在饱和温度降低而无法将上述外部导入蒸汽s的温度升高至分离槽5内的温度以上、无法充分加热上述浆料的可能性。反之，在上述外部导入蒸汽s朝第二热交换器3b供给的供给压力超过上述上限的情况下，存在设备成本以及运行成本增加的可能性。

另外，作为上述外部导入蒸汽s朝第二热交换器3b供给的供给温度的下限，优选为150℃，更优选为155℃。另一方面，作为上述外部导入蒸汽s朝第二热交换器3b供给的供给温度的上限，优选为170℃，更优选为165℃。在上述外部导入蒸汽s朝第二热交换器3b供给的供给温度不足上述下限的情况下，存在上述外部导入蒸汽s的温度无法成为分离槽5内的温度以上、无法充分加热上述浆料的可能性。反之，在上述外部导入蒸汽s朝第二热交换器3b供给的供给温度超过上述上限的情况下，存在设备成本以及运行成本增加的可能性。

另外，作为分离槽5内的压力的下限，优选为0.2mpag，更优选为0.25mpag。另一方面，作为分离槽5内的压力的上限，优选为0.4mpag，更优选为0.35mpag。在分离槽5内的压力不足上述下限的情况下，存在无法充分提高上述浆料的蒸发率的可能性，并且存在为了提高浆料的蒸发率而需要过度提高外部导入蒸汽s的压力的可能性。反之，在分离槽5内的压力超过上述上限的情况下，存在设备成本增加的可能性。

(固液分离工序)

使用固液分离器4进行上述固液分离工序。上述固液分离工序从通过上述蒸发工序进行水分蒸发后的脱水浆料中除去液体成分。详细来说，在上述固液分离工序中，从上述脱水浆料中分离油分a。通过上述固液分离工序从上述脱水浆料中分离上述油分a，由此获得固体成分b(滤饼)。

需要说明的是，通过上述固液分离工序分离出的上述固体成分b通过另行设置的干燥工序进一步蒸发油分，由此作为粉末状的固体燃料而被获得。另外，在该干燥工序中，利用非挥发性成分覆盖低品质煤的外表面以及细孔内表面。由此，能够获得防止了自燃的粉末状的固体燃料。

(其他的工序)

该固体燃料的制造方法除了具有上述浆料调制工序、蒸发工序、固液分离工序以及干燥工序之外，还具有防止通过上述蒸发工序获得的脱水浆料的温度的降低并促进上述脱水浆料的脱水的过热工序、对通过上述干燥工序获得的粉末状的固体燃料进行压缩成型的压缩成型工序等。

<优点>

该固体燃料的制造方法具有在第一循环路径中预热浆料的工序、以及在与第一循环路径不同的第二循环路径中对预热后的浆料进行加热的工序，因此，能够在第一循环路径中预热浆料，并与基于该第一循环路径的预热独立地在第二循环路径中对预热后的浆料进行加热。也就是说，在该固体燃料的制造方法中，在第一循环路径使浆料的一部分蒸发，不使浆料的全部容量皆通过第二循环路径，由此能够促进各个循环路径中的换热效率的最佳化。因而，该固体燃料的制造方法能够使上述浆料所含的水分有效地蒸发。

该固体燃料的制造方法在上述预热工序以及加热工序中使用多管式热交换器，朝壳体侧供给加热介质，朝软管侧供给上述浆料，由此能够容易且可靠地预热以及加热上述浆料。

在该固体燃料的制造方法中，作为上述预热工序的加热介质而使用在上述蒸发工序中产生的工艺蒸汽，由此能够有效地利用废热。另外，在该固体燃料的制造方法中，作为上述预热工序的加热介质而使用在上述蒸发工序中产生的工艺蒸汽，作为上述加热工序的加热介质而使用外部导入蒸汽，由此能够容易且可靠地提高各个循环路径中的热交换率。此外，根据这样的结构，即便在因操作故障等而使工艺蒸汽的产生量减少的情况下，由于作为另一方的加热介质而使用外部导入蒸汽，因此也能够抑制上述浆料所含的水分的蒸发率降低。

在该固体燃料的制造方法中，作为上述预热工序的加热介质而使用上述工艺蒸汽，作为上述加热工序的加热介质而使用外部导入蒸汽，由此能够容易且可靠地提高上述预热工序中的上述浆料以及工艺蒸汽的热交换率。也就是说，在该固体燃料的制造方法中，由于朝上述预热工序供给的上述浆料具有一定程度的温度，因此通过使该浆料与工艺蒸汽热交换，能够有效地预热上述浆料，并且能够促进上述工艺蒸汽的冷凝。因此，该固体燃料的制造方法通过提高上述预热工序中的上述工艺蒸汽的热交换率，能够有效地利用废热。尤其是，该固体燃料的制造方法通过将朝第一热交换器3a导入的上述浆料的供给温度、由压缩器6升压后的压缩工艺蒸汽的压力等调整为上述范围，能够促进上述工艺蒸汽的全部冷凝，由此能够将由分离槽5分离出的工艺蒸汽的全部容量朝压缩器6供给。

该固体燃料的制造方法通过对上述工艺蒸汽进行压缩，进一步提高上述预热工序中的上述浆料以及工艺蒸汽的热交换率，由此能够进一步有效地利用废热。另外，该固体燃料的制造方法能够在上述预热工序中促进上述工艺蒸汽的冷凝，因此，能够将由上述蒸发工序产生的工艺蒸汽的足够量用于压缩。其结果是，能够显著地提高上述浆料以及工艺蒸汽的热交换量。

该固体燃料的制造装置1具有在第一循环路径中预热浆料的第一热交换器3a、以及在与上述第一循环路径不同的第二循环路径中对预热后的浆料进行加热的第二热交换器3b，因此，能够在第一循环路径中预热浆料，并且与基于该第一循环路径的预热独立地在第二循环路径中对预热后的浆料进行加热。也就是说，该固体燃料的制造装置1在第一循环路径中使浆料的一部分蒸发，不使浆料的全部容量均通过第二循环路径，由此能够促进各个循环路径中的热交换效率的最佳化。因而，该固体燃料的制造装置1能够使上述浆料所含的水分有效地蒸发。

该固体燃料的制造装置1具备从上述加热后的浆料中分离工艺蒸汽的分离槽5、以及从分离槽5朝第一热交换器3a供给上述工艺蒸汽的路径，因此，能够有效地利用废热。另外，该固体燃料的制造装置1能够可靠地控制上述工艺蒸汽的热量，并能够提高该工艺蒸汽与上述浆料的热交换率。

[第二实施方式]

<固体燃料的制造装置>

图2的固体燃料的制造装置41主要具备浆料调制槽2、多个加热器42、以及固液分离器4。图2的固体燃料的制造装置41除了使用了加热器42的预热以及加热的机制不同之外，均与图1的固体燃料的制造装置1相同。因而，以下仅对加热器42的结构以及使用了加热器42的预热以及加热的机制进行说明。

(加热器)

多个加热器42使由浆料调制槽2调制的浆料所含的水分蒸发。多个加热器42具有：在第一循环路径中对上述浆料进行预热的第一热交换器42a；以及在与第一循环路径不同的第二循环路径中对由第一热交换器42a预热后的浆料进行加热的第二热交换器42b。

第一热交换器42a是多管式热交换器。第一热交换器42a的软管侧的一端通过配管12以及43与浆料调制槽2的底部连接。另外，第一热交换器42a的软管侧的一端也通过配管43与分离槽5的底部连接。此外，第一热交换器42a的软管侧的另一端通过配管44与分离槽5的侧壁上部连接。第一热交换器42a、连接第一热交换器42a的软管侧的另一端与分离槽5的侧壁上部的配管44、分离槽5、以及连接分离槽5的底部与第一热交换器42a的软管侧的一端的管43形成第一循环路径。

第一热交换器42a从软管侧的一端导入从浆料调制槽2供给的上述浆料，并且通过与软管侧的另一端连接的配管44朝分离槽5供给预热后的上述浆料。另外，利用配设于一端侧的配管43的泵45将朝分离槽5供给的上述浆料从软管侧的一端导入第一热交换器42a。

另外，第一热交换器42a从壳体侧的一端导入从外部导入的外部导入蒸汽s，并且从壳体侧的另一端朝系统外排出在与上述浆料的热交换后产生的冷凝水w。

第一热交换器42a除了导入从浆料调制槽2供给的上述浆料之外，还从软管侧的一端导入从分离槽5供给的上述浆料，因此，从软管侧的一端导入的上述浆料的温度适当升高。因此，第一热交换器42a能够通过与上述外部导入蒸汽的热交换充分地升高上述浆料的温度。其结果是，利用第一热交换器42a，能够使通过配管44朝分离槽5供给的上述浆料的一部分在分离槽5内蒸发。

第二热交换器42b是多管式热交换器。第二热交换器42b的软管侧的一端通过配管46与分离槽5的底部连接。另外，第二热交换器42b的软管侧的另一端通过配管47与分离槽5的侧壁上部连接。第二热交换器42b、连接第二热交换器42b的软管侧的另一端与分离槽5的侧壁上部的配管47、分离槽5、以及连接分离槽5的底部与第二热交换器42b的软管侧的一端的配管46形成第二循环路径。

第二热交换器42b在配设于配管46的泵48的作用下从软管侧的一端导入朝分离槽5供给的上述浆料。另外，第二热交换器42b将加热后的上述浆料从软管侧的另一端通过连接该软管侧的另一端与分离槽5的侧壁上部的配管47朝分离槽5供给。

另外，第二热交换器42b将从分离槽5的上部回收的工艺蒸汽作为加热介质从壳体侧的一端导入，并且将通过与朝软管侧导入的上述浆料的热交换而产生的工艺蒸汽的冷凝液从壳体侧的另一端朝冷凝液接收器8排出。具体而言，分离槽5的上部与第二热交换器42b的壳体侧的一端通过配管18以及19连接。根据这种结构，将由分离槽5分离出的工艺蒸汽通过配管18以及19从壳体侧的一端导入。该配管18以及19形成从分离槽5朝第二热交换器42b供给上述工艺蒸汽的路径。

第二热交换器42b从软管侧的一端导入从分离槽5供给的上述浆料，因此，能够充分提高从软管侧的一端导入的上述浆料的温度。因此，朝第二热交换器42b导入的上述浆料在第二热交换器42b中与上述工艺蒸汽进行热交换，由此在分离槽5内充分蒸发。

<固体燃料的制造方法>

接着，对使用了图2的该固体燃料的制造装置41的该固体燃料的制造方法进行说明。该固体燃料的制造方法具备：通过粉状的低品质煤以及油分的混合来调制浆料的工序；通过加热使上述浆料所含的水分蒸发的工序；以及将上述蒸发后的浆料固液分离的工序。使用了该固体燃料的制造装置41的该固体燃料的制造方法中的浆料调制工序以及固液分离工序与使用了图1的固体燃料的制造装置1的该固体燃料的制造方法相同，因此省略说明。

(预热工序)

在上述预热工序中，将在浆料调制工序中混合的上述浆料以及从分离槽5的底部通过配管43输送的上述浆料从第一热交换器42a的软管侧的一端导入，且从软管侧的另一端朝分离槽5供给。另外，同时，在上述预热工序中，将加热介质从第一热交换器42a的壳体侧的一端导入，将通过与上述浆料的热交换冷凝上述加热介质而产生的冷凝水w从壳体侧的另一端排出。另外，作为朝第一热交换器42a的壳体侧的一端导入的加热介质，使用外部导入蒸汽s。

作为上述外部导入蒸汽s朝第一热交换器42a供给的供给压力的下限，优选为0.4mpag，更优选为0.5mpag。另一方面，作为上述外部导入蒸汽s朝第一热交换器32a供给的供给压力的上限，优选为0.7mpag，更优选为0.6mpag。在上述外部导入蒸汽s朝第一热交换器32a供给的供给压力不足上述下限的情况下，存在饱和温度降低而无法使上述外部导入蒸汽s的温度升高至分离槽5内的温度以上、无法充分加热上述浆料的可能性。反之，在上述外部导入蒸汽s朝第一热交换器32a供给的供给压力超过上述上限的情况下，存在设备成本以及运行成本增加的可能性。

另外，作为上述外部导入蒸汽s朝第一热交换器32a供给的供给温度的下限，优选为150℃，更优选为155℃。另一方面，作为上述外部导入蒸汽s朝第一热交换器32a供给的供给温度的上限，优选为170℃，更优选为165℃。在上述外部导入蒸汽s朝第一热交换器32a供给的供给温度不足上述下限的情况下，存在上述外部导入蒸汽s的温度无法成为分离槽5内的温度以上、无法充分加热上述浆料的可能性。反之，在上述外部导入蒸汽s朝第一热交换器32a供给的供给温度超过上述上限的情况下，存在设备成本以及运行成本增加的可能性。

需要说明的是，作为上述预热工序中的上述浆料朝第一热交换器42a供给的供给温度，能够设为与使用了图1的固体燃料的制造装置1的该固体燃料的制造方法相同。

(加热工序)

在上述加热工序中，将从分离槽5的底部供给的上述浆料从第二热交换器42b的软管侧的一端导入，且从软管侧的另一端朝分离槽5供给。另外，同时，在上述加热工序中，将加热介质从第二热交换器42b的壳体侧的一端导入，且将在与上述浆料的热交换后产生的冷凝液从壳体侧的另一端排出。另外，作为朝第二热交换器42b的壳体侧的一端导入的加热介质，使用从分离槽5的上部通过配管18以及19供给的工艺蒸汽。详细来说，作为朝第二热交换器42b的壳体侧的一端导入的上述工艺蒸汽，使用由与配管18以及19连结的压缩器6压缩后的压缩工艺蒸汽。

作为上述压缩工艺蒸汽的压力的下限，优选为0.5mpag，更优选为0.53mpag，进一步优选为0.55mpag。另一方面，作为上述压缩工艺蒸汽的压力的上限，优选为0.65mpag，更优选为0.62mpag，进一步优选为0.6mpag。在上述压缩工艺蒸汽的压力不足上述下限的情况下，存在无法与从第二热交换器42b的软管侧的一端导入的上述浆料充分进行热交换的可能性。反之，在上述压缩工艺蒸汽的压力超过上述上限的情况下，存在设备成本以及运行成本增加的可能性。

另外，作为上述压缩工艺蒸汽的温度的下限，优选为185℃，更优选为190℃。另一方面，作为上述压缩工艺蒸汽的温度的上限，优选为205℃，更优选为200℃。在上述压缩工艺蒸汽的温度不足上述下限的情况下，存在无法与从第二热交换器42b的软管侧的一端导入的上述浆料充分进行热交换的可能性。反之，在上述压缩工艺蒸汽的温度超过上述上限的情况下，存在设备成本以及运行成本增加的可能性。

需要说明的是，作为分离槽5内的压力，能够设为与使用了图1的固体燃料的制造装置1的该固体燃料的制造方法相同。

<优点>

在该固体燃料的制造方法中，作为上述加热工序的加热介质使用由上述蒸发工序产生的工艺蒸汽，由此能够有效地利用废热。另外，在该固体燃料的制造方法中，作为上述加热工序的加热介质使用由上述蒸发工序产生的工艺蒸汽，作为上述预热工序的加热介质使用外部导入蒸汽，由此能够可靠地控制上述工艺蒸汽的热量，并能够提高该工艺蒸汽与上述浆料的热交换率。此外，根据这样的结构，即便在因操作故障等而使工艺蒸汽的产生量减少的情况下，由于作为另一方的加热介质使用外部导入蒸汽，因此能够抑制上述浆料所含的水分的蒸发率的降低。

该固体燃料的制造装置41具备从上述加热后的浆料中分离工艺蒸汽的分离槽5、以及从分离槽5朝第二热交换器42b供给上述工艺蒸汽的路径，因此，能够可靠地控制上述工艺蒸汽的热量，并能够提高该工艺蒸汽与上述浆料的热交换率。

[其他的实施方式]

需要说明的是，本发明所涉及的固体燃料的制造方法以及固体燃料的制造装置除了上述方式之外，还能够以实施各种变更、改进的方式实施。例如，作为多个加热器，也可以使用具有分别独立的循环路径的3个以上的热交换器。该固体燃料的制造方法以及固体燃料的制造装置通过像这样使用3个以上的热交换器，能够进一步提高浆料的蒸发处理量。另外，在像这样使用3个以上的热交换器的情况下，作为至少一个热交换器的加热介质，优选使用工艺蒸汽。

该固体燃料的制造方法以及固体燃料的制造装置只要在第一循环路径中预热浆料，并且在与第一循环路径不同的第二循环路径中对预热后的浆料进行加热，也不一定作为在预热工序或者加热工序中使用的加热介质使用工艺蒸汽。另外，即便在预热工序或者加热工序中使用工艺蒸汽的情况下，也不一定对该工艺蒸汽进行压缩。

此外，在该固体燃料的制造方法以及固体燃料的制造装置中使用的热交换器并非必须是多管式热交换器。

另外，上述分离槽的脱水浆料无需从第一循环路径朝上述过热器供给，也可以从第二循环路径朝上述过热器供给。

实施例

以下，通过实施例进一步详细说明本发明，但本发明不限于这些实施例。

(实施例1)

使用图1的固体燃料的制造装置1，在通过浆料调制槽2中的低品质煤与煤油的混合来调制浆料之后，将该浆料供给至第一热交换器3a的软管侧的一端。另外，同时，对于来自分离槽5的底部的浆料，也与通过上述浆料调制槽2调制的浆料一起供给至第一热交换器3a的软管侧的一端。当测定朝第一热交换器3a供给的浆料的温度时，为65℃。另一方面，将由分离槽5分离并由压缩器6升压后的压缩工艺蒸汽供给至第一热交换器3a的壳体侧的一端。由压缩器6升压后的压缩工艺蒸汽的压力为0.58mpag，温度为193℃。

另外，将来自分离槽5的底部的浆料供给至第二热交换器3b的软管侧的一端。当测定朝第二热交换器3b供给的浆料的温度时，为148℃。另一方面，从第二热交换器3b的壳体侧的一端供给外部导入蒸汽。该外部导入蒸汽的供给压力为0.6mpag，供给温度为160℃。另外，当测定从第二热交换器3b的软管侧的另一端朝分离槽5输送的浆料的温度时，为146℃。需要说明的是，将分离槽5内的压力调整为保持0.30mpag。

(实施例2)

使用图2的固体燃料的制造装置41，在通过浆料调制槽2中的低品质煤与煤油的混合来调制浆料之后，将该浆料供给至第一热交换器42a的软管侧的一端。另外，同时，对于来自分离槽5的底部的浆料，也与通过上述浆料调制槽2调制的浆料一起供给至第一热交换器42a的软管侧的一端。当测定朝第一热交换器42a供给的浆料的温度时，为65℃。另一方面，从第一热交换器42a的壳体侧的一端供给外部导入蒸汽。该外部导入蒸汽的供给压力为0.60mpag，供给温度为160℃。

另外，将来自分离槽5的底部的浆料供给至第二热交换器42b的软管侧的一端。当测定朝第二热交换42b供给的浆料的温度时，为148℃。另一方面，将由分离槽5分离并由压缩器6升压后的压缩工艺蒸汽供给至第二热交换器42b的壳体侧的一端。由压缩器6升压后的压缩工艺蒸汽的压力为0.60mpag，温度为200℃。另外，当测定从第二热交换器42b的软管侧的另一端朝分离槽5输送的浆料的温度时，为150℃。需要说明的是，将分离槽5内的压力调整为保持0.30mpag。

[第一热交换器的传热性评价]

供给至实施例1的第一热交换器3a的壳体侧的一端的工艺蒸汽在热交换器3a的作用下全部冷凝。另外，由此，能够朝压缩器6供给全部的工艺蒸汽。此外，实施例1的第一热交换器3a的热交换量与实施例2的第一热交换器42a的热交换量相比增加3成。

[第二热交换器的传热性评价]

在实施例1的第二热交换器3b中浆料的供给温度以及排出温度整体上升，因此，外部导入蒸汽的热量被用作潜热而非显热，即便是较小的温度差，热交换量也增加。具体而言，实施例1的第二热交换器3b的传热系数与实施例2的第二热交换器42b的传热系数相比增加约5成。

本申请将申请日为2014年12月8日的日本专利申请、专利第2014-248405号作为基础申请而要求优先权。专利第2014-248405号通过参照而纳入到本说明书中。

产业上的可利用性

如以上说明的那样，本发明的固体燃料的制造方法以及固体燃料的制造装置能够通过提高换热效率使浆料所含的水分有效地蒸发，因此能够以低成本且高效率获得固体燃料。

附图标记说明：

1固体燃料的制造装置

2浆料调制槽

2a、5a、7c搅拌机

3加热器

3a第一热交换器

3b第二热交换器

4固液分离器

5分离槽

6压缩器

7过热器

7a过热槽

7b第三热交换器

8冷凝液接收器

9冷凝器

10油水分离器

11罐

12、13、14、18、19、20、21、23、25、27、30、31、32配管

15、17、22、29、33、35、37、38泵

16、24、26、28、36控制阀

41固体燃料的制造装置

42加热器

42a第一热交换器

42b第二热交换器

43、44、46、47配管

45、48泵

a油分

b固体成分

c废水

s外部导入蒸汽

x低品质煤

w冷凝水