無灰煤的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于從煤中除去灰分而得到無灰煤的無灰煤的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)I中公開有一種無灰煤的制造方法。在該制造方法中，是將燃料煤中混合有粘結(jié)煤的煤原料與溶劑混合而調(diào)制漿料，加熱所得到的漿料，萃取可溶于溶劑的煤成分，并由萃取煤成分后的漿料通過重力沉降法，對(duì)于含有可溶于溶劑的煤成分的溶液，含有不溶于溶劑的煤成分的固體成分濃縮漿料進(jìn)行分離，從分離出的溶液中分離溶劑而得到無灰煤。另外，從分離出的固體成分濃縮漿料中分離溶劑而得到萃余煤。
[0003]無灰煤和萃余煤在其制造過程中，作為溶質(zhì)而存在于有機(jī)溶劑中，但若除去溶劑并進(jìn)行冷卻，則成為固體狀。作為除去溶劑(回收)的方法，在專利文獻(xiàn)2中，公開有一種噴霧干燥方法，其是將預(yù)熱的溶液從噴霧嘴噴霧到配設(shè)在主體容器內(nèi)的捕集板上，利用來自捕集板的傳熱而使溶液中的溶劑蒸發(fā)的方法。另外，在專利文獻(xiàn)3中，公開有一種溶劑回收方法，其是使用使溶液旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)分散機(jī)構(gòu)，朝向溶劑分離塔的被加熱的內(nèi)壁使溶液分散，從而使溶液中的溶劑揮發(fā)的方法。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本國特開2009-227718號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本國特開2007-3039號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本國特開2009-226259號(hào)公報(bào)
[0009]但是，在專利文獻(xiàn)2中，存在噴霧嘴堵塞這樣的問題。噴霧嘴的堵塞是由于在噴口之前溶劑揮發(fā)，氣體成分絕熱膨脹，溶液的溫度降低，固體成分析出而產(chǎn)生的。
[0010]另外，在專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3中，主要是利用外熱而使溶劑揮發(fā)，在處理途中沒有利用溶液具有的熱量和壓力。但是，假設(shè)是大量生產(chǎn)的連續(xù)過程時(shí)，則存在以下可能性，即，通過利用處理途中的溶液.固體成分濃縮漿料的特性、溶液.固體成分濃縮漿料具有的熱量和壓力，能夠如上述使溶劑揮發(fā)的裝置簡略化，或減少用于使溶劑揮發(fā)而投入的能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于，提供一種無灰煤的制造方法，其可以防止噴霧嘴的堵塞，并且減少溶劑的揮發(fā)所需要的投入能量，使溶劑揮發(fā)的裝置簡化。
[0012]本發(fā)明的無灰煤的制造方法，其特征在于，具備如下工序:混合煤和溶劑而得到漿料的漿料調(diào)制工序；加熱所述漿料而萃取可溶于溶劑的煤成分的萃取工序；將經(jīng)由所述萃取工序而得到的漿料，分離成溶解有可溶于溶劑的煤成分的溶液、和濃縮有不溶于溶劑的煤成分的固體成分濃縮漿料的分離工序；從經(jīng)由所述分離工序分離出的溶液中蒸發(fā)分離溶劑而得到無灰煤的無灰煤取得工序；從經(jīng)由所述分離工序分離出的固體成分濃縮漿料中蒸發(fā)分離溶劑而得到萃余煤的萃余煤取得工序，所述分離工序在加壓到溶劑的蒸氣壓以上的狀況下進(jìn)行，在所述萃余煤取得工序中，一邊將噴霧嘴的噴口的固體成分濃縮漿料的壓力保持在溶劑的蒸氣壓以上，一邊在設(shè)定為低于固體成分濃縮漿料的飽和壓力的閃蒸槽內(nèi)，從所述噴霧嘴使固體成分濃縮漿料噴霧，從而使溶劑從固體成分濃縮漿料中蒸發(fā)分離。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的無灰煤的制造方法，能夠防止噴霧嘴的堵塞，并且能夠減少溶劑的揮發(fā)所需的投入能量，使溶劑揮發(fā)的裝置簡化。
【附圖說明】
[0014]圖1是無灰煤制造設(shè)備的模式圖。
[0015]圖2是噴嘴流量的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖。
[0016]圖3是表示固體成分濃縮漿料的閃蒸試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果的圖。
[0017]圖4是表示溶液的閃蒸試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下，一邊參照附圖，一邊對(duì)于本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施的方式進(jìn)行說明。
[0019](無灰煤的制造方法)
[0020]用于本實(shí)施方式的無灰煤的制造方法的無灰煤制造設(shè)備100，如圖1所示，從無灰煤(HPC)制造工序的上游側(cè)起按順序，具備煤斗I ?溶劑罐2、漿料調(diào)制槽3、輸送栗4、預(yù)熱器5、萃取槽6、重力沉降槽7、過濾器單元8、和溶劑分離器9、10。
[0021]無灰煤的制造方法具有漿料調(diào)制工序、萃取工序、分離工序、無灰煤取得工序、和萃余煤取得工序。以下，對(duì)于各工序進(jìn)行說明。還有，在本制造方法中，對(duì)于作為原料的煤沒有特別限制，可以使用萃取率高的煙煤，也可以使用更廉價(jià)的高灰煤(次煙煤，褐煤)。另夕卜，所謂無灰煤是指灰分為5重量％以下，優(yōu)選為3重量％以下的煤。
[0022](漿料調(diào)制工序)
[0023]漿料調(diào)制工序是混合煤和溶劑而調(diào)制漿料的工序。該漿料調(diào)制工序，在圖1中，由漿料調(diào)制槽3實(shí)施。作為原料的煤從煤斗I被投入漿料調(diào)制槽3中，并且從溶劑罐2向漿料調(diào)制槽3投入溶劑。投入到漿料調(diào)制槽3的煤和溶劑，被攪拌機(jī)3a混合而成為由煤和溶劑構(gòu)成的漿料。
[0024]煤對(duì)于溶劑的混合比率，例如，以干煤標(biāo)準(zhǔn)計(jì)為10?50重量％，更優(yōu)選為20?35
重量％。
[0025](萃取工序)
[0026]萃取工序是加熱經(jīng)由漿料調(diào)制工序得到的漿料，萃取(使之溶解于溶劑)可溶于溶劑的煤成分的工序。該萃取工序，在圖1中，由預(yù)熱器5和萃取槽6實(shí)施。由漿料調(diào)制槽3調(diào)制的漿料被輸送栗4供給到預(yù)熱器5，被加熱至既定溫度后，被供給到萃取槽6，一邊由攪拌機(jī)6a攪拌，一邊以既定溫度保持而進(jìn)行萃取。
[0027]加熱混合煤和溶劑所得到的漿料而萃取可溶于溶劑的煤成分時(shí)，對(duì)于煤擁有大的溶解力的溶劑，大部分情況下，是將芳香族溶劑(供氫性或非供氫性的溶劑)與煤混合，對(duì)其加熱，萃取煤中的有機(jī)成分。
[0028]非供氫性溶劑主要是從煤的干餾生成物中精煉出的、以雙環(huán)芳香族為主的作為溶劑的煤衍生物。該非供氫性溶劑在加熱狀態(tài)下仍穩(wěn)定，因?yàn)榕c煤的親和性優(yōu)異，所以萃取到溶劑中的可溶成分(在此為煤成分)的比例(以下，也稱為萃取率)高，另外，也是可以很容易地通過蒸餾等的方法回收的溶劑。作為非供氫性溶劑的主要成分，可列舉作為雙環(huán)芳香族的萘、甲基萘、二甲基萘、三甲基萘等，作為其他的非供氫性溶劑的成分，包含具有脂肪族側(cè)鏈的萘類、蒽類、芴類，另外還包含其中具有聯(lián)苯和長鏈脂肪族側(cè)鏈的烷基苯。
[0029]還有，上述的說明中，闡述的是以非供氫性化合物作為溶劑使用的情況，但是作為溶劑，當(dāng)然也可以使用以四氫萘為代表的供氫性的化合物(含煤液化油)。使用供氫性溶劑時(shí)，無灰煤的收獲率提高。
[0030]另外，溶劑的沸點(diǎn)沒有特別限制。從萃取工序和分離工序中的壓力降低、萃取工序中的萃取率、無灰煤取得工序等之中的溶劑回收率等觀點(diǎn)出發(fā)，例如，優(yōu)選使用沸點(diǎn)為180?300°C，特別是240?280°C的溶劑。在本實(shí)施方式中，溶劑的沸點(diǎn)是242°C左右。
[0031]萃取工序中的漿料的加熱溫度，只要是溶劑可溶成分能夠溶解，便不特別加以限制，從溶劑可溶成分的充分溶解和萃取率提高的觀點(diǎn)出發(fā)，例如，為300?420°C，更優(yōu)選為360 ?400。。。
[0032]另外，加熱時(shí)間(萃取時(shí)間)也沒有特別限制，但從充分的溶解和萃取率提高的觀點(diǎn)出發(fā)，例如，為10?60分鐘。加熱時(shí)間在圖1中，是在預(yù)熱器5和萃取槽6中加熱的合計(jì)時(shí)間。
[0033]萃取槽6內(nèi)的壓力，雖然也根據(jù)萃取時(shí)的溫度和使用的溶劑的蒸氣壓而有所不同，但優(yōu)選為1.0?2.0MPa0萃取槽6內(nèi)的壓力比溶劑的蒸氣壓低時(shí)，溶劑揮發(fā)而無法限制在液相，不能進(jìn)行萃取。為了使溶劑限于液相，需要比溶劑的蒸氣壓更高的壓力。另一方面，若壓力過高，則機(jī)器的成本、運(yùn)轉(zhuǎn)成本變高，是不經(jīng)濟(jì)的。
[0034](分離工序)