JP2564174B2 - 石炭の急速熱分解装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、石炭の急速熱分解装置に関する。更に詳し
くは、新たな高温ガス発生装置を必要とせず、赤熱コー
クスの余熱を利用して低炭化度石炭を急速熱分解し、タ
ール油などの高付加価値化学原料を工業的有利に取得す
ることができる、石炭の急速熱分解装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来、石炭を熱分解してガス化し、都市ガス、産業用
燃料ガス、水性ガスなどに転換する方法が知られてい
る。石炭を熱分解してガス化するには、原料の微粉状の
石炭（微粉炭）と高温に加熱するための高温ガスとを、
反応器中で短時間接触させ、発生する熱分解反応生成物
を、逐次、チャー、タール油類、ガスなどに分離して回
収する方法が採られてきた（例えば、特開昭57−159886
号公報を参照）。

特開昭57−159886号公報には、石炭のガス化方法の発
明が記載されており、これによれば石炭をガス化する際
に必要な熱源は、原料石炭の一部を燃焼させる方法と、
石炭に高温リサイクルチャーを混合することによって確
保しているが、熱分解反応させるために高温ガス発生設
備を必要としている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の従来技術による方法では、微粉
炭を高温に加熱するための高温ガスを発生させる設備を
新たに設ける必要があることから、設備コストが高くな
るばかりでなく、高温ガス加熱用のエネルギーの面での
ランニングコストも高くなる、などの問題点があった。

本発明らは、上記のような従来の課題を解決し、高温
ガス発生設備および予熱装置などの設備費を可及的低減
するとともに、微粉炭を高温に加熱するための高温ガス
加熱用のエネルギーを大幅に節減し得る、工業的有利な
石炭の急速熱分解装置の提供することを目的として鋭意
検討の結果、赤熱コークスの余熱を利用して低炭化度石
炭を急速熱分解する装置によって、目的が達成できるこ
とが見出だし、本発明を完成した。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明は、コークス炉から
かま出しされる赤熱コークスの余熱を利用して石炭を急
速熱分解する装置において、コークス炉からかま出しさ
れる赤熱コークスを受けるコークス受器、赤熱コークス
と原料石炭フィーダーから供給される原料石炭とを接触
させて熱分解反応を行わせる反応管、熱分解反応の反応
生成物からチャーを分離するチャー分離器、および、冷
却器を介して液状生成物を分離する液状生成物分離器
が、それぞれ順次配置されてなることを特徴とする石炭
の急速熱分解装置を要旨とする。

［発明の実施の形態］ 本発明に係る急速熱分解装置は、コークス炉に連接し
てコークス受器が配置される。コークス受器は、コーク
ス炉からかま出しされる赤熱コークスを受ける機能を果
たす。コークス受器は移動可能にされており、コークス
受器の後方には反応管を配置する。反応管は、コークス
受器とチャー分離器との間に配置され、赤熱コークスに
原料石炭フィーダーから供給される原料石炭を接触さ
せ、赤熱コークスの顕熱によって原料石炭を急速熱分解
する機能を果たす。

原料石炭フィーダーは、コークス受器とチャー分離器
との間に配置した熱分解反応を行わせる反応管に原料石
炭をフィードする機能を果たす。原料石炭フィーダー
は、反応管のコークス受器に近い位置に配置する。

反応管内の温度は、原料石炭の種類にもよるが、600
〜1000℃の範囲で選ばれる。温度が600℃未満である
と、原料石炭のＣ−Ｃ結合の開裂が起こり難く、1000℃
を越えると一旦生成した分子量の大きいラジカル成分
が、重縮合してチャーへの転換がはげしくなるので、い
ずれも好ましくない。上記の温度範囲で特に好ましいの
は、650〜850℃の範囲である。

原料石炭フィーダーからフィードする原料石炭は、特
に制限はないが、低石炭化度の弱粘結炭または非粘結炭
などの低品位炭（亜歴青炭、褐炭）を使用することがで
きる。原料石炭は、粉砕して表面積を大きくしたものが
好ましく、その粒径分布は直径が3mm以下のものが80％
程度以下のものが好適であり、特に好ましいのは、200
メッシュ（74μ）のフィルターを通過するのが約70重量
％のボイラー用微粉炭に使用されるものである。

反応管内で原料石炭は赤熱コークスに接触し、赤熱コ
ークスの余熱によって急速に加熱され、熱分解反応を起
こし、原料石炭にはＣ−Ｃ結合の開裂が起こり、炭化水
素ガス、タール油類などの液状生成物が生成する。反応
管は、コークスの環式消化（CDQ）設備と組み合わせる
こともできる。

反応管内での原料石炭の滞留時間は、赤熱コークスの
温度、原料石炭の種類、粒径、熱分解によって得る目的
物の種類などによって変わるが10秒以内で選ぶことがで
きる。原料石炭の昇温速度は、反応管内の赤熱コークス
の温度、反応管内での原料石炭の滞留時間によって変わ
るが、数度〜10⁶℃／秒程度の急速加熱が適当である。

熱分解反応の反応生成物にはチャー、炭化水素ガス、
液状生成物を含むので、反応生成物をチャー分離器に移
送してチャーを分離し、残りを冷却機を装備した液状生
成物分離機に移送さて液状生成物を分離し、最後に炭化
水素ガスを得ることができる。液状生成物の分離・精製
は、コークス製造時に発生する副産物を回収、精製する
目的で設置されている既設の化工品回収精製設備を、そ
のまま利用することができるので、極めて有利である。

本発明に係る石炭の急速熱分解装置によって熱分解
し、得られた炭化水素ガス、タール油類などの液状生成
物等は、化学原料として活用することができる。

［実施例］ 以下、本発明に係る石炭の急速熱分解装置を、図面に
基づいて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えな
い限り、以下に記載の例に限定されるものではない。

第１図は、本発明に係る石炭の急速熱分解装置の一例
の概略図である。

第１図において、コークス炉（１）からかま出しされ
る赤熱コークスは、コークス受器（２）に受ける。コー
クス受器（２）と反応管（３）とを連結した後、所定粒
度に粉砕調整された原料石炭を、原料石炭フィーダー
（４）を通して、連続的に反応管（３）へ供給し、同時
にコークス受器（２）から反応管（３）へ前記赤熱コー
クスを送る。

原料石炭は赤熱コークスに接触して急速に加熱され、
熱分解反応を起こし、熱分解反応によって生成した反応
生成物は、まず、チャー分離器（５）に移送してチャー
を分離し、次いで、残りを冷却機（７）を装備した液状
生成物分離機（６）に移送して、液状生成物を分離・捕
集し、最後に、圧力調節バルブ（８）を経由して炭化水
素ガスを捕集することができる。

［発明の効果］ 本発明に係る石炭の急速熱分解装置は、次の様に特別
に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大
である。

（１）本発明に係る石炭の急速熱分解装置は、熱分解反
応に必要な熱源としてコークス炉からかま出しされる赤
熱コークスの余熱を活用するので、新たに高温ガス発生
設備を必要としな。

（２）また、コークスの乾式消化（CDQ）設備と組み合
わせて得られる利点もあり、従来の石炭の急速熱分解法
に比べ、安価な低品位炭から、化学原料として有用な炭
化水素ガス、タール油類などの液状生成物等を、格段に
安価に得ることができる。

（３）更に、本発明に係る石炭の急速熱分解装置によれ
ば、石炭の急速熱分解によって生成する炭化水素ガスお
よびタール油類などの液状生成物を、コークス製造時に
発生する副産物を回収・精製する既設の化工品回収精製
設備を、そのまま利用して回収・精製することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る石炭の急速熱分解装置の一例の
概略図である。 １……コークス炉、２……コークス受器 ３……反応管、４……原料石炭フィーダー ５……チャー分離器、６……液状生成物分離器 ７……冷却器、８……圧力制御バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−159886（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−80492（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−205485（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コークス炉からかま出しされる赤熱コーク
   スの余熱を利用して石炭を急速熱分解する装置におい
   て、コークス炉からかま出しされる赤熱コークスを受け
   るコークス受器、赤熱コークスと原料石炭フィーダーか
   ら供給される原料石炭とを接触させて熱分解反応を行わ
   せる反応器、熱分解反応の反応生成物からチャーを分離
   するチャー分離器、および、反応生成物から冷却器を介
   して液状生成物を分離する液状生成物分離器が、それぞ
   れ順次配置されてなることを特徴とする石炭の急速熱分
   解装置。