Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7316993B2 - Method for producing ashless coal - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7316993B2 - Method for producing ashless coal - Google Patents

Method for producing ashless coal Download PDF

Info

Publication number
JP7316993B2
JP7316993B2 JP2020205199A JP2020205199A JP7316993B2 JP 7316993 B2 JP7316993 B2 JP 7316993B2 JP 2020205199 A JP2020205199 A JP 2020205199A JP 2020205199 A JP2020205199 A JP 2020205199A JP 7316993 B2 JP7316993 B2 JP 7316993B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solvent
coal
formic acid
slurry
mixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020205199A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022092397A (en
Inventor
康爾 堺
竜一 小堀
憲幸 奥山
隆一 蘆田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2020205199A priority Critical patent/JP7316993B2/en
Priority to KR1020210171639A priority patent/KR102646022B1/en
Priority to CN202111475042.7A priority patent/CN114621799B/en
Publication of JP2022092397A publication Critical patent/JP2022092397A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7316993B2 publication Critical patent/JP7316993B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/02Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/04Raw material of mineral origin to be used; Pretreatment thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/02Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/04Solvent extraction of solutions which are liquid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/04Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Description

本発明は、無灰炭の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing ashless coal.

高炉用コークス等の製鉄用コークスとして、高強度のコークスが使用されている。高強度のコークスを得る場合、原料石炭としては、従来粘結性の高いいわゆる強粘結炭が使用されている。しかしながら、強粘結炭は比較的高価であるため、今日では、強粘結炭の使用量を少なくする技術が検討されている。 High-strength coke is used as iron-making coke such as blast furnace coke. In the case of obtaining high-strength coke, so-called high-coking coal, which is conventionally highly caking, is used as raw material coal. However, since hard-coking coal is relatively expensive, techniques for reducing the amount of hard-coking coal used are being studied today.

強粘結炭の使用量を抑制しつつ、高強度のコークスを得ることができる原料炭として、無灰炭を使用する試みがなされている。例えば特許文献1には、無灰炭を粘結材として使用し、この無灰炭を一般炭と混合した混合炭をコークス原料として使用する方法が提案されている。 Attempts have been made to use ashless coal as coking coal capable of obtaining high-strength coke while suppressing the amount of hard-coking coal used. For example, Patent Literature 1 proposes a method of using ashless coal as a caking additive and using mixed coal obtained by mixing this ashless coal with thermal coal as a coke raw material.

特開2015-193740号公報JP 2015-193740 A

特許文献1には、石炭と溶剤とを混合してスラリーを調製し、このスラリーから溶剤に可溶な石炭成分を含む溶液を分離したうえで、この溶液から溶剤を蒸発させることで無灰炭を製造することが記載されている。 In Patent Document 1, coal and a solvent are mixed to prepare a slurry, a solution containing a solvent-soluble coal component is separated from the slurry, and the solvent is evaporated from the solution to obtain ashless coal. It is stated that the production of

しかしながら、本発明者らが鋭意検討したところ、上記公報に記載されている無灰炭の製造方法については、石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上する観点で、さらなる改良の余地があることが分かった。 However, as a result of intensive studies by the present inventors, the method for producing ashless coal described in the above publication has room for further improvement from the viewpoint of improving the extraction rate of solvent-soluble components of coal. I found out.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することが可能な無灰炭の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing ashless coal that can improve the extraction rate of solvent-soluble components of coal.

本発明の一態様に係る無灰炭の製造方法は、石炭、溶剤及びギ酸の混合によりスラリーを調製するスラリー調製工程と、上記スラリー調製工程で調製されたスラリーの昇温により、上記溶剤に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出工程と、上記溶剤可溶成分が上記溶剤に溶出した溶液を上記スラリーから分離する分離工程と、上記分離工程で分離された上記溶液から上記溶剤を蒸発させる蒸発工程とを備える。 A method for producing ashless coal according to one aspect of the present invention includes a slurry preparation step of preparing a slurry by mixing coal, a solvent and formic acid, and raising the temperature of the slurry prepared in the slurry preparation step to add the above An elution step of eluting solvent-soluble components of coal, a separation step of separating a solution in which the solvent-soluble components are eluted in the solvent from the slurry, and evaporating the solvent from the solution separated in the separation step. and an evaporation step.

当該無灰炭の製造方法は、上記スラリー調製工程で、石炭、溶剤及びギ酸を混合したうえで、上記溶出工程でこのスラリーを昇温することによって、石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。より詳しく説明すると、石炭は300℃以上に昇温するとラジカル(石炭ラジカル)を生じるが、この石炭ラジカルが存在していると、上記溶出工程で石炭が重縮合して高分子化するため、溶剤可溶成分の抽出率が不十分となる。これに対し、当該無灰炭の製造方法は、石炭とギ酸とを混合した後にスラリーを昇温することで、石炭ラジカルを安定化することができる。その結果、石炭ラジカルに起因する石炭の重縮合を抑制し、石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。 In the method for producing ashless coal, coal, solvent and formic acid are mixed in the slurry preparation step, and the slurry is heated in the elution step to improve the extraction rate of solvent-soluble components of coal. can do. More specifically, coal generates radicals (coal radicals) when its temperature is raised to 300° C. or higher. Insufficient extraction of soluble components. On the other hand, the method for producing ashless coal can stabilize coal radicals by heating the slurry after mixing coal and formic acid. As a result, polycondensation of coal caused by coal radicals can be suppressed, and the extractability of solvent-soluble components of coal can be improved.

上記スラリー調製工程における上記石炭と上記ギ酸との混合温度としては、80℃以下が好ましい。このように、上記スラリー調製工程における上記石炭と上記ギ酸との混合温度が上記上限以下であることによって、上記石炭の溶剤可溶成分の抽出率を容易かつ確実に向上することができる。 The temperature for mixing the coal and the formic acid in the slurry preparation step is preferably 80° C. or lower. Thus, by setting the mixing temperature of the coal and the formic acid in the slurry preparation step to be equal to or lower than the upper limit, it is possible to easily and reliably improve the extraction rate of the solvent-soluble components of the coal.

上記スラリー調製工程で調製されるスラリーにおける上記ギ酸の含有量が、上記石炭及び上記ギ酸の合計含有量に対して6質量%以下であるとよい。このように、上記ギ酸の含有量が上記上限以下であることによって、低コストでかつ効率的に無灰炭を製造することができる。 The content of the formic acid in the slurry prepared in the slurry preparation step is preferably 6% by mass or less with respect to the total content of the coal and the formic acid. Thus, when content of the said formic acid is below the said upper limit, it is low-cost and ash-free coal can be manufactured efficiently.

以上説明したように、本発明の一態様に係る無灰炭の製造方法は、石炭の溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。 As described above, the method for producing ashless coal according to one aspect of the present invention can improve the extraction rate of the solvent-soluble components of coal.

図1は、本発明の一実施形態に係る無灰炭の製造方法を示すフロー図である。FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing ashless coal according to one embodiment of the present invention. 図2は、図1の無灰炭の製造方法を実施可能な無灰炭の製造装置を示す模式図である。FIG. 2 : is a schematic diagram which shows the manufacturing apparatus of the ash-free coal which can implement the manufacturing method of the ash-free coal of FIG. 図3は、No.1からNo.9の瀝青炭を用いたスラリーにおけるギ酸の含有量と石炭の溶剤可溶成分の抽出率との関係を示すグラフである。FIG. 1 to No. 9 is a graph showing the relationship between the content of formic acid in the slurry using bituminous coal No. 9 and the extraction rate of solvent-soluble components of the coal. 図4は、No.10からNo.12の瀝青炭を用いたスラリーにおけるギ酸の含有量と石炭の溶剤可溶成分の抽出率との関係を示すグラフである。FIG. 10 to No. 1 is a graph showing the relationship between the content of formic acid in slurries using 12 bituminous coals and the extraction rate of solvent-soluble components of coal.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。なお、本明細書に記載の数値については、記載された上限値と下限値とを任意に組み合わせることが可能である。本明細書では、組み合わせ可能な上限値から下限値までの数値範囲が好適な範囲として全て記載されているものとする。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. For the numerical values described in this specification, it is possible to arbitrarily combine the described upper limit values and lower limit values. In this specification, all numerical ranges from the upper limit to the lower limit that can be combined are described as suitable ranges.

[無灰炭の製造方法]
図1の無灰炭の製造方法(以下、「当該製造方法」ともいう。)は、石炭、溶剤及びギ酸の混合によりスラリーを調製するスラリー調製工程S1と、スラリー調製工程S1で調製されたスラリーの昇温により、上記溶剤に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出工程S2と、上記溶剤可溶成分が上記溶剤に溶出した溶液を上記スラリーから分離する分離工程S3と、分離工程S3で分離された上記溶液から上記溶剤を蒸発させる蒸発工程S4とを備える。蒸発工程S4では、上記溶剤を蒸発させることで、上記溶剤可溶成分を析出させる。この析出した溶剤可溶成分が、当該製造方法によって製造される無灰炭を構成する。なお、本発明において、「スラリー調製工程で調製されたスラリーを昇温する」とは、石炭とギ酸とを混合した後に、石炭とギ酸との混合物を昇温することを意味しており、溶剤の昇温時期を限定するものではない。
[Method for producing ashless coal]
The method for producing ashless coal in FIG. 1 (hereinafter also referred to as "the production method") includes a slurry preparation step S1 of preparing a slurry by mixing coal, a solvent and formic acid, and a slurry prepared in the slurry preparation step S1 Elution step S2 for eluting the solvent-soluble components of the coal into the solvent by raising the temperature, Separation step S3 for separating the solution in which the solvent-soluble components are eluted in the solvent from the slurry, and separation step S3 and an evaporation step S4 for evaporating the solvent from the separated solution. In the evaporation step S4, the solvent-soluble component is precipitated by evaporating the solvent. This precipitated solvent-soluble component constitutes the ashless coal produced by the production method. In the present invention, "increase the temperature of the slurry prepared in the slurry preparation step" means that after mixing coal and formic acid, the temperature of the mixture of coal and formic acid is increased. It does not limit the temperature rising time of.

まず、図2を参照して、当該製造方法を実施可能な無灰炭の製造装置(以下、「当該製造装置」ともいう。)の一例について説明する。 First, with reference to FIG. 2, an example of an ashless coal manufacturing apparatus (hereinafter also referred to as "the manufacturing apparatus") capable of implementing the manufacturing method will be described.

[無灰炭の製造装置]
当該製造装置は、石炭X、溶剤Y及びギ酸Fを混合するスラリー調製部1と、スラリー調製部1で調製されたスラリーSの昇温により、溶剤Yに石炭Xの溶剤可溶成分を溶出させる溶出部2と、上記溶剤可溶成分が溶剤Yに溶出した溶液LをスラリーSから分離する分離部3と、分離部3で分離された溶液Lから溶剤YR1を蒸発させる蒸発部(第1蒸発部4)とを備える。分離部3は、スラリーSを、溶液Lと溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液Mとに固液分離する。第1蒸発部4は、溶剤YR1の蒸発によって上記溶剤可溶成分を析出させる。この析出した溶剤可溶成分が、当該製造装置によって製造される無灰炭HPCを構成する。また、当該製造装置は、第1蒸発部4で蒸発した溶剤YR1を回収する第1回収ライン5と、分離部3で分離された固形分濃縮液Mからこの固形分濃縮液Mに含まれている溶剤YR2を回収する第2回収ライン6と、第1回収ライン5及び第2回収ライン6の一方又は両方で回収された溶剤をスラリー調製部1で再利用するための再利用ライン7とを備える。
[Ash-free coal manufacturing equipment]
The manufacturing apparatus includes a slurry preparation unit 1 for mixing coal X, solvent Y and formic acid F, and increasing the temperature of slurry S prepared in the slurry preparation unit 1 to elute solvent-soluble components of coal X into solvent Y. An elution part 2, a separation part 3 for separating the solution L in which the solvent-soluble component is eluted into the solvent Y from the slurry S, and an evaporating part (first and an evaporator 4). The separation section 3 solid-liquid separates the slurry S into a solution L and a solid content concentrate M containing solvent-insoluble components. The first evaporator 4 deposits the solvent-soluble components by evaporating the solvent YR1 . This precipitated solvent-soluble component constitutes the ashless coal HPC produced by the production apparatus. In addition, the manufacturing apparatus includes a first recovery line 5 for recovering the solvent YR1 evaporated in the first evaporator 4, and a solid content concentrated liquid M separated in the separation section 3. a second recovery line 6 for recovering the solvent YR2 that is in and

<スラリー調製部>
スラリー調製部1は、石炭Xを供給可能な石炭供給部11と、ギ酸Fを供給可能なギ酸供給部12と、石炭Xとギ酸Fとが混合される混合槽13と、溶剤Yが貯留される溶剤タンク14と、溶剤タンク14に貯留されている溶剤Yを圧送するポンプ15と、ポンプ15によって圧送される溶剤Yを加熱する予熱器16と、混合槽13から送られる石炭X及びギ酸Fと、溶剤タンク14から送られる溶剤Yとを混合する混合管17とを含む。石炭供給部11と混合槽13、ギ酸供給部12と混合槽13、混合槽13と混合管17、溶剤タンク14と混合管17は、それぞれ配管で接続されている。
<Slurry Preparation Department>
The slurry preparation unit 1 includes a coal supply unit 11 capable of supplying coal X, a formic acid supply unit 12 capable of supplying formic acid F, a mixing tank 13 in which coal X and formic acid F are mixed, and a solvent Y are stored. a solvent tank 14, a pump 15 for pressure-feeding the solvent Y stored in the solvent tank 14, a preheater 16 for heating the solvent Y pressure-fed by the pump 15, coal X and formic acid F sent from the mixing tank 13 and a mixing pipe 17 for mixing the solvent Y sent from the solvent tank 14 . The coal supply unit 11 and the mixing tank 13, the formic acid supply unit 12 and the mixing tank 13, the mixing tank 13 and the mixing pipe 17, and the solvent tank 14 and the mixing pipe 17 are connected by pipes.

(石炭供給部)
石炭供給部11としては、例えば常圧ホッパー又は加圧ホッパー等の公知のホッパーを用いることができる。
(Coal supply department)
As the coal supply unit 11, a known hopper such as a normal pressure hopper or a pressurized hopper can be used.

〔石炭〕
石炭Xの種類としては、特に限定されるものではなく、瀝青炭、又は瀝青炭よりも安価な劣質炭(例えば亜瀝青炭又は褐炭)等が挙げられる。中でも石炭Xとして瀝青炭を用いることで、無灰炭HPCの製造効率をより高めることができる。石炭Xの粒度としては、特に限定されるものではないが、細かく粉砕されたもの、例えば粒度が1mm以下のものが好適に用いられる。また、石炭Xとしては、塊炭を用いることもできる。塊炭は、粒度が大きいため、分離部3における分離の効率化を図ることができる。なお、「塊炭」とは、石炭全体の質量に対する粒度5mm以上の石炭の質量割合が50%以上の石炭を意味する。また、「粒度(粒径)」とは、JIS-Z8815(1994)のふるい分け試験通則に準拠して測定した値を意味する。石炭のふるい分けには、例えばJIS-Z8801-1(2019)に規定する金属製網ふるいを用いることができる。
〔coal〕
The type of coal X is not particularly limited, and includes bituminous coal, inferior coal that is cheaper than bituminous coal (for example, sub-bituminous coal or lignite), and the like. Among them, by using bituminous coal as coal X, the production efficiency of ashless coal HPC can be further enhanced. The particle size of the coal X is not particularly limited, but finely pulverized coal, for example, one having a particle size of 1 mm or less is preferably used. Moreover, as the coal X, lump coal can also be used. Lump coal has a large particle size, so the efficiency of separation in the separation unit 3 can be improved. In addition, "lump coal" means coal in which the mass ratio of coal having a particle size of 5 mm or more to the mass of the entire coal is 50% or more. The term "particle size (particle diameter)" means a value measured according to the general rules for sieving tests of JIS-Z8815 (1994). For sieving coal, for example, a metal mesh sieve specified in JIS-Z8801-1 (2019) can be used.

また、石炭Xとしては、最高流動度が1000ddpm未満の低流動度炭を用いることも好ましい。石炭Xとして、上記低流動度炭を用いることで、無灰炭の製造効率を維持しつつ、無灰炭の製造コストを削減することができる。 As the coal X, it is also preferable to use low-fluidity coal with a maximum fluidity of less than 1000ddpm. By using the low-fluidity coal as the coal X, the production cost of the ashless coal can be reduced while maintaining the production efficiency of the ashless coal.

(ギ酸供給部)
ギ酸供給部12としては、例えば公知の耐圧容器を用いることができきる。ギ酸Fは、石炭Xの昇温によって生じる石炭ラジカルを安定化できるようにギ酸供給部12から供給される。ギ酸Fは、ギ酸水溶液又はギ酸化合物の態様でギ酸供給部12から供給されてもよい。
(Formic acid supply unit)
As the formic acid supply unit 12, for example, a known pressure vessel can be used. The formic acid F is supplied from the formic acid supply unit 12 so as to stabilize the coal radicals generated by the temperature rise of the coal X. Formic acid F may be supplied from the formic acid supply unit 12 in the form of an aqueous formic acid solution or a formic acid compound.

(混合槽)
混合槽13は、石炭供給部11から供給される石炭Xとギ酸供給部12から供給されるギ酸Fとを混合可能に構成されている。混合槽13では、石炭Xと液体状態のギ酸Fとを混合する。石炭Xとギ酸Fとの混合温度の上限としては、80℃が好ましく、60℃がより好ましい。上記混合温度が上記上限を超えると、ギ酸Fの揮発量が多くなり、後述の溶出槽18において溶剤Yに石炭Xの溶剤可溶成分を十分に溶出させ難くなるおそれがある。一方、上記混合温度の下限としては、20℃が好ましく、25℃がより好ましい。上記混合温度が上記下限に満たないと、ギ酸Fの粘度が大きくなることで、ハンドリング性が低下するおそれがある。
(Mixing tank)
The mixing tank 13 is configured to mix the coal X supplied from the coal supply unit 11 and the formic acid F supplied from the formic acid supply unit 12 . In the mixing tank 13, coal X and liquid formic acid F are mixed. The upper limit of the mixing temperature of coal X and formic acid F is preferably 80°C, more preferably 60°C. If the mixing temperature exceeds the upper limit, the volatilization amount of the formic acid F increases, and it may become difficult to sufficiently elute the solvent-soluble components of the coal X into the solvent Y in the elution tank 18 described later. On the other hand, the lower limit of the mixing temperature is preferably 20°C, more preferably 25°C. If the mixing temperature is less than the above lower limit, the viscosity of the formic acid F increases, which may reduce the handleability.

混合槽13における混合後のギ酸Fの含有量(石炭X及びギ酸Fの合計含有量に対する含有量)の上限としては、6質量%が好ましく、3質量%がより好ましい。ギ酸Fの含有量が上記上限を超えると、無灰炭HPCの製造コストが高くなるおそれがある。一方、ギ酸Fの含有量の下限としては、特に限定されないが、石炭Xの溶剤可溶成分の抽出率を十分に大きくする観点から、例えば0.2質量%が好ましく、0.5質量%がより好ましい。 The upper limit of the content of formic acid F after mixing in the mixing tank 13 (content relative to the total content of coal X and formic acid F) is preferably 6% by mass, more preferably 3% by mass. If the content of formic acid F exceeds the above upper limit, the production cost of ashless coal HPC may increase. On the other hand, the lower limit of the content of formic acid F is not particularly limited, but from the viewpoint of sufficiently increasing the extraction rate of the solvent-soluble components of coal X, for example, 0.2% by mass is preferable, and 0.5% by mass is preferable. more preferred.

(溶剤タンク)
溶剤タンク14には、溶剤Yが貯留される。溶剤タンク14は、後述する再利用ライン7から送られた溶剤Yが還流するように構成されていてもよい。この構成によると、石炭Xの溶剤可溶成分の抽出率を大きくし、無灰炭HPCの製造効率を高めやすい。
(solvent tank)
A solvent Y is stored in the solvent tank 14 . The solvent tank 14 may be constructed so that the solvent YR sent from the reuse line 7 described later is circulated. According to this configuration, it is easy to increase the extraction rate of the solvent-soluble component of the coal X and improve the production efficiency of the ashless coal HPC.

〔溶剤〕
溶剤Yとしては、石炭Xの溶剤可溶成分を溶出可能なものであれば特に限定されないが、例えば石炭由来の二環芳香族化合物が好適に用いられる。この二環芳香族化合物は、基本的な構造が石炭の構造分子と類似していることから石炭との親和性が高く、比較的高い溶出率を得ることができる。石炭由来の二環芳香族化合物としては、例えば石炭を乾留してコークスを製造する際の副生油の蒸留油であるメチルナフタレン油、又はナフタレン油等を挙げることができる。
〔solvent〕
The solvent Y is not particularly limited as long as it can elute solvent-soluble components of the coal X, but for example, a coal-derived bicyclic aromatic compound is preferably used. Since this bicyclic aromatic compound has a basic structure similar to that of the structural molecule of coal, it has a high affinity with coal, and a relatively high elution rate can be obtained. Examples of the coal-derived bicyclic aromatic compound include methylnaphthalene oil, naphthalene oil, and the like, which are distillates of by-product oil in producing coke by carbonizing coal.

溶剤Yの沸点は、特に限定されないが、例えば溶剤Yの沸点の下限としては、180℃が好ましく、230℃がより好ましい。一方、溶剤Yの沸点の上限としては、300℃が好ましく、280℃がより好ましい。溶剤Yの沸点が上記下限未満であると、溶剤Yが揮発しやすくなるため、スラリーSにおける各成分の混合比の調整及び維持が困難となるおそれがある。逆に、溶剤Yの沸点が上記上限を超えると、第1蒸発部4で、石炭Xの溶剤可溶成分と溶剤Yとを分離し難くなるおそれがある。 Although the boiling point of the solvent Y is not particularly limited, for example, the lower limit of the boiling point of the solvent Y is preferably 180°C, more preferably 230°C. On the other hand, the upper limit of the boiling point of the solvent Y is preferably 300°C, more preferably 280°C. If the boiling point of the solvent Y is less than the above lower limit, the solvent Y tends to volatilize, which may make it difficult to adjust and maintain the mixing ratio of each component in the slurry S. Conversely, if the boiling point of the solvent Y exceeds the above upper limit, it may become difficult to separate the solvent-soluble component of the coal X and the solvent Y in the first evaporator 4 .

(ポンプ)
ポンプ15は溶剤タンク14と混合管17とを接続する配管に配置されている。ポンプ15の種類としては、溶剤タンク14に貯留されている溶剤Yを圧送できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば容積型ポンプ及び非容積型ポンプが挙げられる。上記容積型ポンプとしては、例えばダイヤフラムポンプ及びチューブフラムポンプが挙げられる。上記非容積型ポンプとしは、例えば渦巻ポンプが挙げられる。
(pump)
The pump 15 is arranged in a pipe connecting the solvent tank 14 and the mixing pipe 17 . The type of the pump 15 is not particularly limited as long as it can pump the solvent Y stored in the solvent tank 14, and examples thereof include positive displacement pumps and non-positive displacement pumps. Examples of positive displacement pumps include diaphragm pumps and tube diaphragm pumps. Examples of the non-displacement pump include a centrifugal pump.

(予熱器)
予熱器16は、溶剤Yを加熱できるものであればその具体的な構成は特に限定されるものではない。予熱器16としては、例えば抵抗加熱式ヒーター及び誘導加熱コイルが挙げられる。また、予熱器16としては、熱媒を用いて加熱するものを用いることも可能である。
(preheater)
The specific configuration of the preheater 16 is not particularly limited as long as the solvent Y can be heated. The preheater 16 includes, for example, a resistance heater and an induction heating coil. Moreover, as the preheater 16, it is also possible to use the thing which heats using a heat medium.

予熱器16による加熱後(予熱後)の溶剤Yの温度の下限としては、300℃が好ましく、350℃がより好ましい。一方、溶剤Yの温度の上限としては、480℃が好ましく、450℃がより好ましい。溶剤Yの温度が上記下限未満であると、石炭Xを構成する分子間の結合を十分に弱められず、石炭Xの溶剤可溶成分の抽出率が不十分となるおそれがある。逆に、溶剤Yの温度が上記上限を超えると、溶剤Yの温度を維持するための熱量が不必要に大きくなるため、無灰炭HPCの製造コストが増大するおそれがある。 The lower limit of the temperature of the solvent Y after heating (after preheating) by the preheater 16 is preferably 300°C, more preferably 350°C. On the other hand, the upper limit of the temperature of the solvent Y is preferably 480°C, more preferably 450°C. If the temperature of the solvent Y is less than the above lower limit, the bonds between the molecules constituting the coal X cannot be sufficiently weakened, and the extractability of the solvent-soluble components of the coal X may become insufficient. Conversely, when the temperature of the solvent Y exceeds the above upper limit, the amount of heat required to maintain the temperature of the solvent Y becomes unnecessarily large, which may increase the production cost of the ashless coal HPC.

(混合管)
混合管17は、混合槽13から送られる石炭X及びギ酸Fと、溶剤タンク14から送られる溶剤Yとを混合することでスラリーSを調製する。
(mixing tube)
The mixing pipe 17 prepares the slurry S by mixing the coal X and the formic acid F sent from the mixing tank 13 and the solvent Y sent from the solvent tank 14 .

スラリーS中の無水炭基準での石炭濃度の下限としては、5質量%が好ましく、10質量%がより好ましい。一方、上記石炭濃度の上限としては、40質量%が好ましく、30質量%がより好ましい。上記石炭濃度が上記下限未満であると、後述する溶出槽18における石炭Xの溶剤可溶成分の溶出量がスラリーSの処理量に対して少なくなるため、無灰炭HPCの製造効率が低下するおそれがある。逆に、上記石炭濃度が上記上限を超えると、溶剤Y中で石炭Xの溶剤可溶成分が飽和することで、上記溶剤可溶成分の溶出率が低下するおそれがある。 The lower limit of the coal concentration in the slurry S based on anhydrous coal is preferably 5% by mass, more preferably 10% by mass. On the other hand, the upper limit of the coal concentration is preferably 40% by mass, more preferably 30% by mass. If the coal concentration is less than the lower limit, the elution amount of the solvent-soluble component of the coal X in the elution tank 18, which will be described later, is less than the processing amount of the slurry S, so the production efficiency of the ashless coal HPC is reduced. There is a risk. Conversely, if the coal concentration exceeds the upper limit, the solvent-soluble components of the coal X are saturated in the solvent Y, and the elution rate of the solvent-soluble components may decrease.

<溶出部>
溶出部2は、混合管17と、混合管17の下流側に接続されている溶出槽18とを含む。
<Elution part>
The elution section 2 includes a mixing tube 17 and an elution tank 18 connected downstream of the mixing tube 17 .

(溶出槽)
溶出槽18は、攪拌機18a及びヒーター(不図示)を有する。溶出槽18には、混合管17内で混合されたスラリーSが送られる。より詳しくは、溶出槽18には、予熱器16で加熱された溶剤Yと、溶剤Yとの混合によって急速昇温された石炭X及びギ酸Fとを含むスラリーSが送られる。なお、「急速昇温」とは、例えば10℃/秒以上500℃/秒以下程度の加熱速度で加熱されることをいう。この急速昇温後のスラリーSの温度は、例えば350℃以上420℃以下程度である。
(Elution tank)
The elution tank 18 has a stirrer 18a and a heater (not shown). The slurry S mixed in the mixing pipe 17 is sent to the elution tank 18 . More specifically, the slurry S containing the solvent Y heated by the preheater 16 and the coal X and formic acid F rapidly heated by mixing with the solvent Y is sent to the elution tank 18 . Note that “rapid temperature rise” means heating at a heating rate of, for example, approximately 10° C./second or more and 500° C./second or less. The temperature of the slurry S after this rapid temperature rise is, for example, about 350° C. or more and 420° C. or less.

溶出槽18は、混合管17から送られたスラリーSの温度をヒーターによって維持しながら攪拌機18aによってスラリーSを攪拌する。これにより、溶出槽18は、溶剤Yに石炭Xの溶剤可溶成分を溶出させる。 The elution tank 18 stirs the slurry S with a stirrer 18a while maintaining the temperature of the slurry S sent from the mixing pipe 17 with a heater. Thereby, the elution tank 18 makes the solvent Y dissolve the solvent-soluble component of the coal X. As shown in FIG.

当該製造装置では、石炭Xと液体状態のギ酸Fとが混合された後、この石炭X及びギ酸Fの混合物が溶剤Yと混合されることで昇温される。石炭Xは、溶剤Yと混合されて300℃以上に昇温されることで石炭ラジカルを生じるが、昇温の際にギ酸Fが存在していることで石炭ラジカルを安定化することができる。その結果、石炭ラジカルに起因する石炭Xの重縮合を抑制し、石炭Xの溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。 In the manufacturing apparatus, after the coal X and the liquid formic acid F are mixed, the mixture of the coal X and the formic acid F is mixed with the solvent Y to raise the temperature. Coal X is mixed with solvent Y and heated to 300° C. or higher to generate coal radicals, but the presence of formic acid F during the temperature rise stabilizes the coal radicals. As a result, the polycondensation of the coal X caused by the coal radicals can be suppressed, and the extraction rate of the solvent-soluble components of the coal X can be improved.

溶出槽18の内部圧力の下限としては、1.1MPaが好ましく、1.5MPaがより好ましい。一方、溶出槽18の内部圧力の上限としては、5MPaが好ましく、4MPaがより好ましい。溶出槽18の内部圧力が上記下限未満であると、蒸発によって溶剤Yが減少することで石炭Xの溶剤可溶成分の溶出量が不十分となるおそれがある。逆に、上記内部圧力が上記上限を超えると、圧力を維持するためのコストの上昇に対して上記溶剤可溶成分の溶出量の増大効果が十分に得られないおそれがある。 The lower limit of the internal pressure of the elution tank 18 is preferably 1.1 MPa, more preferably 1.5 MPa. On the other hand, the upper limit of the internal pressure of the elution tank 18 is preferably 5 MPa, more preferably 4 MPa. If the internal pressure of the elution tank 18 is less than the above lower limit, the solvent Y may decrease due to evaporation, and the elution amount of the solvent-soluble component of the coal X may become insufficient. Conversely, if the internal pressure exceeds the upper limit, the effect of increasing the elution amount of the solvent-soluble component may not be sufficiently obtained with respect to the increase in cost for maintaining the pressure.

なお、溶出槽18における攪拌時間としては、特に限定されないが、上記溶剤可溶成分の溶出効率の観点から10分以上70分以下とすることができる。 The stirring time in the elution tank 18 is not particularly limited, but can be 10 minutes or more and 70 minutes or less from the viewpoint of the elution efficiency of the solvent-soluble components.

<分離部>
分離部3は、溶出槽18と配管によって接続されている。分離部3は、溶出槽18から送られたスラリーSを、遠心分離法又は重力沈降法等を用いて、上記溶剤可溶成分が溶剤Yに溶出した溶液Lと溶剤不溶成分及び溶剤Yを含む固形分濃縮液Mとに固液分離する。
<Separation part>
The separation section 3 is connected to the elution tank 18 by a pipe. Separation unit 3 separates slurry S sent from elution tank 18 using centrifugal separation method or gravity sedimentation method, etc., and contains solution L in which the solvent-soluble component is eluted into solvent Y, solvent-insoluble component, and solvent Y. Solid-liquid separation is performed with a solid content concentrated liquid M.

分離部3における固液分離方法としては、沈降速度を高めて分離効率を向上できる重力沈降法が好ましい。また、重力沈降法は、スラリーSを連続処理できる観点からも好ましい。スラリーSを重力沈降法により分離する場合、上記溶剤可溶成分を含む溶液Lは分離部3の上部に溜まる。この溶液Lは必要に応じてフィルターユニットを用いて濾過した後、第1蒸発部4に排出される。一方、上記溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液Mは、分離部3の下部に溜まり、後述する第2蒸発部19に排出される。 As a solid-liquid separation method in the separation unit 3, a gravity sedimentation method is preferable because it can increase the sedimentation velocity and improve the separation efficiency. Moreover, the gravity sedimentation method is also preferable from the viewpoint that the slurry S can be treated continuously. When the slurry S is separated by the gravity sedimentation method, the solution L containing the solvent-soluble components accumulates in the upper part of the separation section 3 . This solution L is discharged to the first evaporator 4 after being filtered using a filter unit as necessary. On the other hand, the solid content concentrate M containing the solvent-insoluble components accumulates in the lower portion of the separating section 3 and is discharged to the second evaporating section 19, which will be described later.

分離部3内は、加熱及び加圧されていることが好ましい。分離部3内の加熱温度の下限としては、300℃が好ましく、350℃がより好ましい。一方、分離部3内の加熱温度の上限としては、420℃が好ましく、400℃がより好ましい。上記加熱温度が上記下限未満であると、上記溶剤可溶成分が再析出し、分離効率が低下するおそれがある。逆に、上記加熱温度が上記上限を超えると、加熱のための運転コストが高くなるおそれがある。 The interior of the separation section 3 is preferably heated and pressurized. As a lower limit of the heating temperature in the separation part 3, 300 degreeC is preferable and 350 degreeC is more preferable. On the other hand, the upper limit of the heating temperature in the separation section 3 is preferably 420°C, more preferably 400°C. If the heating temperature is less than the lower limit, the solvent-soluble component may reprecipitate, resulting in a decrease in separation efficiency. Conversely, if the heating temperature exceeds the upper limit, the operating cost for heating may increase.

分離部3の内部圧力の下限としては、1MPaが好ましく、1.4MPaがより好ましい。一方、上記内部圧力の上限としては、3MPaが好ましく、2MPaがより好ましい。上記内部圧力が上記下限未満であると、上記溶剤可溶成分が再析出し、分離効率が低下するおそれがある。逆に、上記内部圧力が上記上限を超えると、加圧のための運転コストが高くなるおそれがある。 The lower limit of the internal pressure of the separation section 3 is preferably 1 MPa, more preferably 1.4 MPa. On the other hand, the upper limit of the internal pressure is preferably 3 MPa, more preferably 2 MPa. If the internal pressure is less than the lower limit, the solvent-soluble component may reprecipitate, resulting in a decrease in separation efficiency. Conversely, if the internal pressure exceeds the upper limit, the operating cost for pressurization may increase.

<第1蒸発部>
第1蒸発部4は、分離部3で分離した溶液Lから溶剤YR1を蒸発させる。第1蒸発部4は、溶剤YR1の蒸発によって溶剤可溶成分を無灰炭HPCとして析出させる。第1蒸発部4で析出した無灰炭HPCは、例えばコークスの原料石炭よりも高い発熱量を示す。さらにこの無灰炭HPCは、製鉄用コークスの原料として特に重要な品質である軟化溶融性が大幅に改善され、例えば原料石炭よりも遥かに優れた流動性を示す。そのため、この無灰炭HPCは、コークス原料に配合する原料炭として好適に用いられる。
<First evaporator>
The first evaporator 4 evaporates the solvent YR1 from the solution L separated by the separator 3 . The first evaporator 4 deposits the solvent-soluble component as ashless coal HPC by evaporating the solvent YR1 . The ashless coal HPC deposited in the first evaporator 4 exhibits a higher calorific value than, for example, coke raw coal. Furthermore, this ashless coal HPC has significantly improved softening meltability, which is a particularly important quality as a raw material for coke for ironmaking, and exhibits far superior fluidity to, for example, raw coal. Therefore, this ashless coal HPC is suitably used as coking coal to be mixed with coke raw material.

第1蒸発部4は、例えば蒸発分離器を用いた一般的な蒸留法によって溶剤YR1を蒸発させるよう構成されてもよく、スプレードライ法等の蒸発法によって溶剤YR1を蒸発させるよう構成されてもよい。 The first evaporator 4 may be configured to evaporate the solvent YR1, for example, by a general distillation method using an evaporation separator, or may be configured to evaporate the solvent YR1 by an evaporation method such as a spray drying method. may

<第1回収ライン>
第1回収ライン5は、第1蒸発部4で蒸発した溶剤YR1を回収し、再利用ライン7に送る。第1回収ライン5は、第1蒸発部4で蒸発した溶剤YR1を液化するための熱交換器(不図示)を有していてもよい。
<First collection line>
The first recovery line 5 recovers the solvent YR1 evaporated in the first evaporator 4 and sends it to the reuse line 7 . The first recovery line 5 may have a heat exchanger (not shown) for liquefying the solvent YR1 evaporated in the first evaporation section 4 .

<第2回収ライン>
第2回収ライン6は、分離部3で分離した固形分濃縮液Mが供給される第2蒸発部19と、第2蒸発部19と再利用ライン7とを接続する溶剤排出管20とを含む。第2蒸発部19は、固形分濃縮液Mから溶剤YR2を蒸発させて副生炭RCを得る。第2蒸発部19は、例えば蒸発分離器を用いた一般的な蒸留法によって溶剤YR2を蒸発させるよう構成されてもよく、スプレードライ法等の蒸発法によって溶剤YR2を蒸発させるよう構成されてもよい。溶剤排出管20は、第2蒸発部19で蒸発した溶剤YR2を回収し、再利用ライン7に送る。溶剤排出管20には、第2蒸発部19で蒸発した溶剤YR2を液化するための熱交換器(不図示)が配置されていてもよい。
<Second collection line>
The second recovery line 6 includes a second evaporator 19 to which the solid content concentrate M separated in the separation unit 3 is supplied, and a solvent discharge pipe 20 that connects the second evaporator 19 and the reuse line 7. . The second evaporator 19 evaporates the solvent YR2 from the solid content concentrated liquid M to obtain residue coal RC. The second evaporator 19 may be configured to evaporate the solvent YR2 by a general distillation method using an evaporator, for example, and is configured to evaporate the solvent YR2 by an evaporation method such as a spray drying method. may The solvent discharge pipe 20 recovers the solvent YR2 evaporated in the second evaporator 19 and sends it to the reuse line 7. A heat exchanger (not shown) for liquefying the solvent YR2 evaporated in the second evaporation section 19 may be arranged in the solvent discharge pipe 20 .

<再利用ライン>
再利用ライン7は、第1回収ライン5から送られた溶剤YR1及び第2回収ライン6から送られた溶剤YR2を溶剤タンク14に還流させる。なお、再利用ライン7は、第1回収ライン5から送られた溶剤YR1及び第2回収ライン6から送られた溶剤YR2の一方のみを溶剤タンク14に還流させるように構成されていてもよい。また、再利用ライン7は、第1回収ライン5から送られた溶剤YR1及び第2回収ライン6から送られた溶剤YR2の両方又はいずれか一方に分留処理を施したうえで、分留後の溶剤を溶剤タンク14に還流するように構成されていてもよい。
<Reuse line>
The reuse line 7 returns the solvent YR1 sent from the first recovery line 5 and the solvent YR2 sent from the second recovery line 6 to the solvent tank 14 . The reuse line 7 may be configured to return only one of the solvent YR1 sent from the first recovery line 5 and the solvent YR2 sent from the second recovery line 6 to the solvent tank 14. good. In the recycling line 7, both or one of the solvent YR1 sent from the first recovery line 5 and the solvent YR2 sent from the second recovery line 6 are subjected to fractional distillation, and then fractionated. It may be configured such that the solvent after distillation is refluxed to the solvent tank 14 .

当該製造装置は、スラリー調製部1で石炭X、溶剤Y及びギ酸Fを混合したうえで、溶出部2でこのスラリーSを昇温することによって、石炭Xの溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。 The manufacturing apparatus mixes coal X, solvent Y, and formic acid F in a slurry preparation unit 1, and then raises the temperature of this slurry S in an elution unit 2, thereby improving the extraction rate of solvent-soluble components of coal X. can do.

続いて、図2の製造装置を使用した場合を例にして、当該製造方法の各工程について詳説する。 Next, each step of the manufacturing method will be described in detail, taking the case of using the manufacturing apparatus of FIG. 2 as an example.

<スラリー調製工程>
スラリー調製工程S1はスラリー調製部1で行う。スラリー調製工程S1では、まず、石炭供給部11から供給された石炭Xとギ酸供給部12から供給されたギ酸Fとを混合槽13で混合する。
<Slurry preparation process>
The slurry preparation step S1 is performed in the slurry preparation section 1 . In the slurry preparation step S<b>1 , first, the coal X supplied from the coal supply unit 11 and the formic acid F supplied from the formic acid supply unit 12 are mixed in the mixing tank 13 .

スラリー調製工程S1における石炭Xとギ酸Fとの混合温度の上限としては、80℃が好ましく、60℃がより好ましい。上記混合温度が上記上限を超えると、ギ酸Fの揮発量が多くなり、石炭Xの昇温によって生じる石炭ラジカルを十分に安定化することができないおそれがある。一方、上記混合温度の下限としては、20℃が好ましく、25℃がより好ましい。上記混合温度が上記下限に満たないと、ギ酸Fの粘度が大きくなることで、ハンドリング性が低下するおそれがある。 The upper limit of the mixing temperature of the coal X and the formic acid F in the slurry preparation step S1 is preferably 80°C, more preferably 60°C. If the mixing temperature exceeds the upper limit, the volatilization amount of the formic acid F increases, and the coal radicals generated by the temperature rise of the coal X may not be sufficiently stabilized. On the other hand, the lower limit of the mixing temperature is preferably 20°C, more preferably 25°C. If the mixing temperature is less than the above lower limit, the viscosity of the formic acid F increases, which may reduce the handleability.

続いて、スラリー調製工程S1では、混合槽13で混合された石炭X及びギ酸Fを、溶剤タンク14から供給され、予熱器16で加熱された溶剤Yと混合する。すなわち、スラリー調製工程S1では、石炭Xとギ酸Fとの混合、及びこの混合物と溶剤Yとの混合の2段階の混合によってスラリーSを調製する。 Subsequently, in the slurry preparation step S1, the coal X and formic acid F mixed in the mixing tank 13 are mixed with the solvent Y supplied from the solvent tank 14 and heated by the preheater 16. That is, in the slurry preparation step S1, the slurry S is prepared by two-stage mixing of coal X and formic acid F and mixing of this mixture and solvent Y.

スラリー調製工程S1で調製されるスラリーSにおけるギ酸Fの含有量の上限としては、石炭X及びギ酸Fの合計含有量に対して6質量%が好ましく、3質量%がより好ましい。ギ酸Fの含有量が上記上限を超えると、無灰炭HPCの製造コストが高くなるおそれがある。一方、ギ酸Fの含有量の下限としては、特に限定されないが、石炭Xの溶剤可溶成分の抽出率を十分に大きくする観点から、例えば0.2質量%が好ましく、0.5質量%がより好ましい。 The upper limit of the content of formic acid F in slurry S prepared in slurry preparation step S1 is preferably 6% by mass, more preferably 3% by mass, relative to the total content of coal X and formic acid F. If the content of formic acid F exceeds the above upper limit, the production cost of ashless coal HPC may increase. On the other hand, the lower limit of the content of formic acid F is not particularly limited, but from the viewpoint of sufficiently increasing the extraction rate of the solvent-soluble components of coal X, for example, 0.2% by mass is preferable, and 0.5% by mass is preferable. more preferred.

<溶出工程>
溶出工程S2は溶出部2で行う。溶出工程S2では、混合管17内でスラリーSを昇温した後、溶出槽18で、スラリーSの温度を維持しつつスラリーSを攪拌する。溶出工程S2では、スラリーSの昇温及び攪拌によって、溶剤Yに石炭Xの溶剤可溶成分を溶出させる。溶出工程S2における昇温後のスラリーSの温度としては、350℃以上420℃以下程度とすることができる。
<Elution process>
The elution step S2 is performed in the elution section 2 . In the elution step S2, after the slurry S is heated in the mixing tube 17, the slurry S is stirred in the elution tank 18 while maintaining the temperature thereof. In the elution step S2, the temperature of the slurry S is increased and the solvent soluble components of the coal X are eluted into the solvent Y by stirring. The temperature of the slurry S after the temperature rise in the elution step S2 can be about 350° C. or higher and 420° C. or lower.

当該製造方法では、スラリー調製工程S1で石炭Xと液体状態のギ酸Fとが混合された後に、溶出工程S2でこのスラリーSを300℃以上に昇温する。石炭Xは、300℃以上に昇温されると石炭ラジカルを生じるが、昇温の際にギ酸Fが存在していることで石炭ラジカルを安定化することができる。具体的には、下記式1に表される反応によって水素及び電子が石炭Xに供給されることで、石炭ラジカルを安定化させることができる。その結果、石炭ラジカルに起因する石炭Xの重縮合を抑制し、石炭Xの溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。
HCOOH→CO+2H+2e ・・・1
In the production method, after the coal X and the liquid formic acid F are mixed in the slurry preparation step S1, the slurry S is heated to 300° C. or higher in the elution step S2. Coal X generates coal radicals when heated to 300° C. or higher, and the presence of formic acid F at the time of temperature elevation stabilizes the coal radicals. Specifically, the coal radicals can be stabilized by supplying hydrogen and electrons to the coal X by the reaction represented by the following formula 1. As a result, the polycondensation of the coal X caused by the coal radicals can be suppressed, and the extraction rate of the solvent-soluble components of the coal X can be improved.
HCOOH→CO 2 +2H + +2e ・・・1

溶出工程S2における溶出槽18の内部圧力及び攪拌時間としては、当該製造装置の溶出槽18において説明した通りとすることができる。 The internal pressure and stirring time of the elution tank 18 in the elution step S2 can be as described for the elution tank 18 of the manufacturing apparatus.

<分離工程>
分離工程S3は分離部3で行う。分離工程S3では、溶出工程S2によって処理されたスラリーSを、遠心分離法又は重力沈降法等を用いて、溶剤可溶成分が溶剤Yに溶出した溶液Lと溶剤不溶成分及び溶剤Yを含む固形分濃縮液Mとに固液分離する。
<Separation process>
The separation step S3 is performed in the separation section 3 . In the separation step S3, the slurry S processed in the elution step S2 is separated into a solution L in which the solvent-soluble components are eluted into the solvent Y, and solids containing the solvent-insoluble components and the solvent Y using a centrifugal separation method, a gravity sedimentation method, or the like. Solid-liquid separation is performed with the concentrated liquid M.

分離工程S3における分離部3内の加熱温度及び分離部3の内部圧力としては、当該製造装置の分離部3において説明した通りとすることができる。 The heating temperature in the separation section 3 and the internal pressure of the separation section 3 in the separation step S3 can be as described for the separation section 3 of the manufacturing apparatus.

<蒸発工程>
蒸発工程S4は第1蒸発部4で行う。蒸発工程S4では、分離工程S3で分離された溶液Lから溶剤YR1を蒸発させ、溶剤可溶成分を無灰炭HPCとして析出させる。蒸発工程S4によって得られた無灰炭HPCは、コークス原料に配合する原料炭として好適に用いられる。
<Evaporation process>
The evaporation step S<b>4 is performed in the first evaporation section 4 . In the evaporation step S4, the solvent YR1 is evaporated from the solution L separated in the separation step S3, and the solvent-soluble components are precipitated as ashless coal HPC. The ashless coal HPC obtained in the evaporation step S4 is suitably used as coking coal to be blended with the coke raw material.

なお、上述の各工程の他、当該製造方法は、蒸発工程S4で蒸発した溶剤YR1を回収する第1回収工程と、分離工程S3で分離された固形分濃縮液Mからこの固形分濃縮液Mに含まれている溶剤YR2を回収する第2回収工程と、上記第1回収工程及び上記第2回収工程の一方又は両方で回収された溶剤をスラリー調製工程S1で再利用させる再利用工程とを備えている。以下、上記第1回収工程、上記第2回収工程及び上記再利用工程の具体的な手順の一例について説明する。 In addition to the above steps, the production method includes a first recovery step of recovering the solvent YR1 evaporated in the evaporation step S4, and a solid content concentrate M separated in the separation step S3. A second recovery step of recovering the solvent YR2 contained in M, and a reuse step of reusing the solvent recovered in one or both of the first recovery step and the second recovery step in the slurry preparation step S1 and An example of specific procedures of the first recovery step, the second recovery step, and the recycling step will be described below.

<第1回収工程>
上記第1回収工程は第1回収ライン5で行う。上記第1回収工程では、蒸発工程S4で蒸発した溶剤YR1を回収し、再利用ライン7に送る。上記第1回収工程では、溶剤YR1を液化したうえで再利用ライン7に送ってもよい。
<First recovery step>
The first recovery step is performed in the first recovery line 5 . In the first recovery step, the solvent YR1 evaporated in the evaporation step S4 is recovered and sent to the reuse line 7. In the first recovery step, the solvent YR1 may be liquefied and sent to the recycling line 7 .

<第2回収工程>
上記第2回収工程は第2回収ライン6で行う。上記第2回収工程では、分離工程S3で分離された固形分濃縮液Mから溶剤YR2を蒸発させて副生炭RCを得る。上記第2回収工程では、蒸発によって副生炭RCから分離された溶剤YR2を回収し、再利用ライン7に送る。上記第2回収工程では、溶剤YR2を液化したうえで再利用ライン7に送ってもよい。
<Second recovery step>
The second recovery step is performed in the second recovery line 6 . In the second recovery step, the solvent YR2 is evaporated from the solid content concentrate M separated in the separation step S3 to obtain after-product coal RC. In the second recovery step, the solvent YR2 separated from the residue coal RC by evaporation is recovered and sent to the recycling line 7 . In the second recovery step, the solvent YR2 may be liquefied and sent to the recycling line 7 .

<再利用工程>
上記再利用工程は再利用ライン7で行う。上記再利用工程では、上記第1回収工程で回収された溶剤YR1及び上記第2回収工程で回収された溶剤YR2を溶剤タンク14に還流させる。溶剤タンク14に還流した溶剤Yは、スラリー調製工程S1で溶剤Yの一部として再利用される。なお、上記再利用工程では、上記第1回収工程で回収された溶剤YR1及び上記第2回収工程で回収された溶剤YR2の一方のみを溶剤タンク14に還流させてもよい。また、上記再利用工程では、上記第1回収工程で回収された溶剤YR1及び上記第2回収工程で回収された溶剤YR2の両方又はいずれか一方に分留処理を施したうえで、分留後の溶剤Yを溶剤タンク14に還流させてもよい。
<Reuse process>
The recycling process is performed in the recycling line 7 . In the recycling step, the solvent YR1 recovered in the first recovery step and the solvent YR2 recovered in the second recovery step are returned to the solvent tank 14 . The solvent YR returned to the solvent tank 14 is reused as part of the solvent Y in the slurry preparation step S1. In the reuse step, only one of the solvent YR1 recovered in the first recovery step and the solvent YR2 recovered in the second recovery step may be returned to the solvent tank 14. Further, in the recycling step, both or one of the solvent YR1 recovered in the first recovery step and the solvent YR2 recovered in the second recovery step is subjected to fractional distillation, and then fractionated. The solvent YR after distillation may be refluxed to the solvent tank 14 .

<利点>
当該製造方法は、スラリー調製工程S1で石炭X、溶剤Y及びギ酸Fを混合したうえで、溶出工程S2でこのスラリーSを昇温することによって、石炭Xの溶剤可溶成分の抽出率を向上することができる。そのため、当該製造方法によると、無灰炭HPCの製造効率を高めることができる。
<Advantages>
In the production method, coal X, solvent Y, and formic acid F are mixed in the slurry preparation step S1, and the temperature of the slurry S is raised in the elution step S2, thereby improving the extraction rate of the solvent-soluble components of the coal X. can do. Therefore, according to the said manufacturing method, the manufacturing efficiency of ash-free coal HPC can be improved.

[その他の実施形態]
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
[Other embodiments]
The above embodiments do not limit the configuration of the present invention. Therefore, in the above embodiment, the components of each part of the above embodiment can be omitted, replaced, or added based on the description of the present specification and common general technical knowledge, and all of them are interpreted as belonging to the scope of the present invention. should.

例えば当該製造方法は、上述の第1回収工程、第2回収工程及び再利用工程を備えていなくてもよい。この場合、当該製造装置は、上述の第1回収ライン、第2回収ライン及び再利用ラインを備えていなくてもよい。また、当該製造方法が、第1回収工程及び第2回収工程のうちの一方のみを備えている場合、当該製造装置は、第1回収工程に対応する第1回収ライン及び第2回収工程に対応する第2回収ラインのいずれか一方を備えていればよい。 For example, the manufacturing method may not include the above-described first recovery step, second recovery step, and recycling step. In this case, the manufacturing apparatus may not include the above-described first recovery line, second recovery line, and recycling line. Further, when the manufacturing method includes only one of the first recovery process and the second recovery process, the manufacturing apparatus corresponds to the first recovery line and the second recovery process corresponding to the first recovery process. Any one of the second recovery lines may be provided.

上記スラリー調製工程では、石炭、溶剤及びギ酸を同時に混合してもよい。この場合、例えば石炭、溶剤及びギ酸の混合後にスラリーを昇温すればよい。 In the slurry preparation step, coal, solvent and formic acid may be mixed at the same time. In this case, for example, the slurry may be heated after the coal, solvent and formic acid are mixed.

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples, but the present invention is not limitedly interpreted based on the description of these examples.

目開き1.0mmの篩を通過した粒子径1.0mm以下のNo.1からNo.12の瀝青炭をそれぞれ石炭として用い、溶剤として工業用の二環芳香族化合物である1-メチルナフタレンを用いて、石炭40gに対して溶剤240gを混合した。次に、この混合物に常温でギ酸を混合してスラリーを調製した。上述の手順で調製されたスラリーを、ステンレスフィルタを有する容量500ccのオートクレーブに投入し、2.0MPaの圧力条件で380℃に昇温した。さらに、温度を380℃に維持しつつ回転数600rpmで40分間攪拌し、溶剤に石炭の溶剤可溶成分を溶出させた。この攪拌の後、そのままの温度で急速濾過することで、溶剤可溶成分が溶剤に溶出した溶液をスラリーから分離した。上記溶液の分離後に残った固形分濃縮液をアセトンで洗浄したうえ、乾燥させて、廬残(溶剤不溶成分)の重量を測定した。スラリー調製前の石炭の重量と廬残の重量とを用いて、石炭の溶剤可溶成分の抽出率を算出した。No.1からNo.9の瀝青炭を用いたスラリーにおけるギ酸の含有量[質量%](石炭とギ酸との合計含有量に対するギ酸の含有量)と溶剤可溶成分の抽出率[質量%]との関係を図3に、No.10からNo.12の瀝青炭を用いたスラリーにおけるギ酸の含有量[質量%](石炭とギ酸との合計含有量に対するギ酸の含有量)と溶剤可溶成分の抽出率[質量%]との関係を図4に示す。 No. 1.0 mm or less in particle diameter passed through a sieve with an opening of 1.0 mm. 1 to No. 12 bituminous coals were used as the coal, and 1-methylnaphthalene, which is an industrial bicyclic aromatic compound, was used as the solvent, and 240 g of the solvent was mixed with 40 g of the coal. Next, this mixture was mixed with formic acid at room temperature to prepare a slurry. The slurry prepared by the above procedure was put into an autoclave with a capacity of 500 cc having a stainless filter, and heated to 380° C. under a pressure condition of 2.0 MPa. Furthermore, while maintaining the temperature at 380° C., the mixture was stirred at a rotation speed of 600 rpm for 40 minutes to elute out the solvent-soluble components of the coal into the solvent. After this stirring, the solution in which the solvent-soluble component was eluted into the solvent was separated from the slurry by rapid filtration at the same temperature. The solid content concentrate remaining after separation of the solution was washed with acetone and dried, and the weight of the residue (solvent-insoluble component) was measured. Using the weight of the coal before preparation of the slurry and the weight of the residue, the extractability of the solvent-soluble components of the coal was calculated. No. 1 to No. Fig. 3 shows the relationship between the formic acid content [% by mass] (content of formic acid relative to the total content of coal and formic acid) in the slurry using bituminous coal in No. 9 and the extraction rate [% by mass] of solvent-soluble components. , No. 10 to No. Fig. 4 shows the relationship between the formic acid content [% by mass] (content of formic acid relative to the total content of coal and formic acid) in the slurry using No. 12 bituminous coal and the extraction rate [% by mass] of solvent-soluble components. show.

図3及び図4に示すように、No.1からNo.12のいずれについても、スラリーにギ酸を含有させることで溶剤可溶成分の抽出率が大きくなっている。また、No.1からNo.12のいずれについても、ギ酸の含有量を0質量%から6質量%の間で増加することで、ギ酸の含有量の増加に対応して溶剤可溶成分の抽出率が総体的に増加している。このことから、石炭にギ酸を混合してスラリーを調製したうえで、このスラリーを昇温させることで、溶剤可溶成分の抽出率を向上できることが分かる。 As shown in FIGS. 1 to No. In any of No. 12, the extraction rate of solvent-soluble components is increased by including formic acid in the slurry. Also, No. 1 to No. 12, by increasing the formic acid content between 0% and 6% by mass, the extraction rate of the solvent-soluble components is generally increased corresponding to the increase in the formic acid content. there is From this, it can be seen that the extractability of solvent-soluble components can be improved by preparing a slurry by mixing formic acid with coal and then raising the temperature of this slurry.

以上説明したように、本発明の一態様に係る無灰炭の製造方法は、石炭の溶剤可溶成分の抽出率を高めることができるので、無灰炭を効率的に製造するのに適している。 As described above, the method for producing ashless coal according to one aspect of the present invention can increase the extraction rate of solvent-soluble components of coal, so it is suitable for efficiently producing ashless coal. there is

1 スラリー調製部
2 溶出部
3 分離部
4 第1蒸発部
5 第1回収ライン
6 第2回収ライン
7 再利用ライン
11 石炭供給部
12 ギ酸供給部
13 混合槽
14 溶剤タンク
15 ポンプ
16 予熱器
17 混合管
18 溶出槽
18a 攪拌機
19 第2蒸発部
20 溶剤排出管
F ギ酸
L 溶液
M 固形分濃縮液
S スラリー
X 石炭
Y、Y、YR1、YR2 溶剤
HPC 無灰炭
RC 副生炭
1 slurry preparation unit 2 elution unit 3 separation unit 4 first evaporation unit 5 first recovery line 6 second recovery line 7 reuse line 11 coal supply unit 12 formic acid supply unit 13 mixing tank 14 solvent tank 15 pump 16 preheater 17 mixing Pipe 18 Elution tank 18a Stirrer 19 Second evaporator 20 Solvent discharge pipe F Formic acid L Solution M Solid content concentrate S Slurry X Coal Y, YR , YR1 , YR2 solvent HPC Ash-free coal RC Residual coal

Claims (3)

石炭、溶剤及びギ酸の混合によりスラリーを調製するスラリー調製工程と、
上記スラリー調製工程で調製されたスラリーの昇温により、上記溶剤に上記石炭の溶剤可溶成分を溶出させる溶出工程と、
上記溶剤可溶成分が上記溶剤に溶出した溶液を上記スラリーから分離する分離工程と、
上記分離工程で分離された上記溶液から上記溶剤を蒸発させる蒸発工程と
を備える無灰炭の製造方法。
A slurry preparation step of preparing a slurry by mixing coal, a solvent and formic acid;
An elution step of eluting solvent-soluble components of the coal into the solvent by raising the temperature of the slurry prepared in the slurry preparation step;
A separation step of separating a solution in which the solvent-soluble component is eluted into the solvent from the slurry;
A method for producing ashless coal, comprising: an evaporation step of evaporating the solvent from the solution separated in the separation step.
上記スラリー調製工程における上記石炭と上記ギ酸との混合温度が80℃以下である請求項1に記載の無灰炭の製造方法。 The method for producing ashless coal according to claim 1, wherein the temperature of mixing the coal and the formic acid in the slurry preparation step is 80°C or less. 上記スラリー調製工程で調製されるスラリーにおける上記ギ酸の含有量が、上記石炭及び上記ギ酸の合計含有量に対して6質量%以下である請求項1又は請求項2に記載の無灰炭の製造方法。 The production of ashless coal according to claim 1 or 2, wherein the content of the formic acid in the slurry prepared in the slurry preparation step is 6% by mass or less with respect to the total content of the coal and the formic acid. Method.
JP2020205199A 2020-12-10 2020-12-10 Method for producing ashless coal Active JP7316993B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020205199A JP7316993B2 (en) 2020-12-10 2020-12-10 Method for producing ashless coal
KR1020210171639A KR102646022B1 (en) 2020-12-10 2021-12-03 Method for producing ash-free coal
CN202111475042.7A CN114621799B (en) 2020-12-10 2021-12-06 Method for producing ashless coal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020205199A JP7316993B2 (en) 2020-12-10 2020-12-10 Method for producing ashless coal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022092397A JP2022092397A (en) 2022-06-22
JP7316993B2 true JP7316993B2 (en) 2023-07-28

Family

ID=81897925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020205199A Active JP7316993B2 (en) 2020-12-10 2020-12-10 Method for producing ashless coal

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7316993B2 (en)
KR (1) KR102646022B1 (en)
CN (1) CN114621799B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7768511B2 (en) * 2022-05-27 2025-11-12 株式会社神戸製鋼所 Ashless coal manufacturing method and ashless coal manufacturing device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015074723A (en) 2013-10-09 2015-04-20 株式会社神戸製鋼所 Method for producing ashless coal
JP2018002924A (en) 2016-07-05 2018-01-11 株式会社神戸製鋼所 Method for reforming bony coal, coke manufacturing method, and pig-iron manufacturing method
JP2019077816A (en) 2017-10-26 2019-05-23 株式会社神戸製鋼所 Manufacturing method of ashless coal

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101020589A (en) * 2006-02-14 2007-08-22 北京国力源高分子科技研发中心 Prepn and application of free radical stabilizer
EP2072485B1 (en) * 2007-12-19 2012-06-20 Air Products and Chemicals, Inc. Stabilizers for the stabilization of unsaturated hydrocarbon-based precursor
JP4708463B2 (en) * 2008-09-29 2011-06-22 株式会社神戸製鋼所 Production method of ashless coal
JP6266409B2 (en) 2014-03-31 2018-01-24 株式会社神戸製鋼所 Coal mixture
JP2018024732A (en) * 2016-08-08 2018-02-15 株式会社神戸製鋼所 Production method of ashless coal and production apparatus for ashless coal
JP6827884B2 (en) * 2017-05-24 2021-02-10 株式会社神戸製鋼所 Ash-free coal manufacturing method and ash-free coal manufacturing equipment
EP3911722A4 (en) * 2018-12-05 2022-11-23 Controlamatics Corporation PROCESS FOR PRODUCING CLEAN COAL USING CHEMICAL PRE-TREATMENT AND A HIGH-SHEAR REACTOR

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015074723A (en) 2013-10-09 2015-04-20 株式会社神戸製鋼所 Method for producing ashless coal
JP2018002924A (en) 2016-07-05 2018-01-11 株式会社神戸製鋼所 Method for reforming bony coal, coke manufacturing method, and pig-iron manufacturing method
JP2019077816A (en) 2017-10-26 2019-05-23 株式会社神戸製鋼所 Manufacturing method of ashless coal

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022092397A (en) 2022-06-22
KR102646022B1 (en) 2024-03-12
KR20220082752A (en) 2022-06-17
CN114621799B (en) 2024-02-09
CN114621799A (en) 2022-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7134755B2 (en) coke production method
JP7316993B2 (en) Method for producing ashless coal
JP6203692B2 (en) Ashless coal manufacturing method and ashless coal manufacturing apparatus
WO2015182460A1 (en) Ashless coal manufacturing apparatus and ashless coal manufacturing method
CN110651027B (en) Ash-free coal manufacturing method and ash-free coal manufacturing device
KR101802681B1 (en) Ashless coal production method
JP7768511B2 (en) Ashless coal manufacturing method and ashless coal manufacturing device
JP6203698B2 (en) Production method of ashless coal
JP7787520B2 (en) Ashless coal manufacturing method and ashless coal manufacturing device
WO2018030161A1 (en) Method for producing ash-free coal and apparatus for producing ash-free coal
JP2020007466A (en) Manufacturing method of ashless coal
JP6815968B2 (en) Ash-free coal manufacturing method and ash-free coal manufacturing equipment
JP6618866B2 (en) Method for producing coking coal for coke production, device for producing coking coal for coke production, and method for producing coke for blast furnace
JP6632486B2 (en) Ashless coal production method and ashless coal production apparatus
CN108291164A (en) The manufacturing method of ashless coal
JP2019077816A (en) Manufacturing method of ashless coal
JP2018070772A (en) Method for producing molded coke and apparatus for manufacturing molded coke
CN107406781B (en) Method for producing ashless coal
JP2020002273A (en) Manufacturing method of coke
JP2020066722A (en) Method of producing coke
JP6461345B2 (en) Coke additive manufacturing method and manufacturing equipment
JP6602168B2 (en) Caking filler and method for producing coal pitch
JP2016050214A (en) Ashless coal production device and ashless coal production method

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20210405

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20210405

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221101

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230704

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230712

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230718

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7316993

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150