无灰煤的制造方法技术

本发明专利技术的无灰煤的制造方法，具备如下工序：加热混合浆料的萃取工序；将该萃取工序后的浆料分离成固体浓缩液和上清液的固液分离工序；从上清液中通过薄膜蒸馏法除去溶剂的无灰煤取得工序；和从固体浓缩液中通过蒸发分离法而分离溶剂的溶剂回收工序，上清液中的固体成分的平均粒径为20μm以下。

The method of making ash free coal

The method of making ash free coal of the invention has the following process: the extraction process of heating the mixed slurry; separating the slurry after the extraction process into solid and liquid separation process of the solid concentrate and the supernatant; removing the coal ash free coal from the solvent by the film distillation; and through the evaporation from the solid concentrate. The average particle size of the solid components in the supernatant is less than 20 m under the solvent recovery process.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无灰煤的制造方法
本专利技术涉及无灰煤的制造方法
技术介绍
作为火力发电和锅炉的燃料或化学品的原料，煤被广泛地利用，作为环境对策之一，强烈希望开发出高效率地除去煤中的灰分的技术。例如，在利用燃气涡轮燃烧的高效率复合发电系统中，作为代替LNG等的液体燃料的燃料，尝试使用灰分被除去的无灰煤(Hypercoal)。另外，作为高炉用焦炭等的炼铁用焦炭的原料煤，可尝试使用无灰煤。作为无灰煤的制造方法，一般的方法是，加热将煤和溶剂混合的浆料，由此使煤中的可溶成分溶出到溶剂中，通过固液分离提取出吸收到可溶成分的溶液，从该溶液中使溶剂蒸发而只提取出煤的可溶成分。从萃取有煤中的可溶成分的溶液中回收蒸发出的溶剂，将其与新的煤混合而供给于无灰煤的制造中(例如参照日本国特开2005－120185号公报)。但是，含有煤的可溶成分的溶液，若其可溶成分浓度高，则显示出非常高的粘性，不容易使溶剂蒸发。因此，难以加大用于从煤中萃取可溶成分的溶剂的回收率，仅不能回收的部分需要补充新的溶剂，在无灰煤的制造中会消耗相当量的溶剂。现有技术文献专利文献专利文献1：日本国特开2005－120185号公报
技术实现思路
鉴于上述不良情况，本专利技术的课题在于，提供一种能够提高溶剂的回收率的无灰煤的制造方法。为了解决上述课题而做的专利技术，是由煤和溶剂的混合浆料制造无灰煤的方法，其特征在于，具备如下工序，加热上述混合浆料的萃取工序；将该萃取工序后的浆料分离成固体浓缩液和上清液的固液分离工序；从上述上清液中通过薄膜蒸馏法除去溶剂的无灰煤取得工序；和从上述固体浓缩液中通过蒸发分离法分离溶剂的溶剂回收工序，上述上清液中的固体成分的平均粒径为20μm以下。关于该无灰煤的制造方法，在固液分离工序中，因为是对于含有煤的可溶成分，固体成分的含有率十分小而能够成为薄膜状的上清液进行分离，所以可以通过薄膜蒸馏法分离溶剂，从而得到以煤的可溶成分为主成分的无灰煤。总之，该无灰煤的制造方法是在无灰煤取得工序中从上清液通过薄膜蒸馏法除去溶剂，从而能够比较高效率地使溶剂蒸发，因此能够提高溶剂的回收率。另外，在该无灰煤的制造方法中，通过使上述上清液中的固体成分的平均粒径为20μm以下，能够稳定形成上清液的薄膜，因此能够更确实地提高溶剂的回收率。还有，所谓“平均粒径”，意思是通过激光衍射法测量出的粒度分布中，体积累积值为50％(D50)的粒径。作为上述上清液中的固体成分的最大粒径，优选为50μm以下。如此，通过使上述上清液中的固体成分的最大粒径为上述上限以下，由此在无灰煤取得工序中，即使作为由刮板(刮擦工具)形成上清液的薄膜的装置构成时，固体成分也难以损伤刮板，因此能够持续地提高溶剂的回收率。还有，所谓“最大粒径”，意思是通过激光衍射法测量出的粒度分布中，体积为累积值为90％(D90)的粒径。在上述固液分离工序中，使用直径R[m]的沉降分离槽，上清液的流出量QOF[kg/s]和固体浓缩液的流出量QUF[kg/s]，使用从固体浓缩液中排出的固体成分的流量QUS[kg/s]、上清液中的固体成分的密度ρs[kg/m3]、上清液中的液体的密度ρl[kg/m3]，重力加速度g[m/s2]、上清液的粘度η[Pa·s]、以及固体浓缩液的固体成分含量的上限值Amax[质量％]，以满足下式(1)和式(2)方式确定即可。如此，上清液的流出量QOF和固体浓缩液的流出量QUF，通过满足下式(1)和式(2)，能够使上清液中的固体成分的最大粒径十分小，因此能够在无灰煤取得工序中稳定形成薄膜而更确实地提高溶剂的回收率。QOF/(R2π/4)≤(ρs－ρl)×g×0.005/(18η)…(1)QUF≥QUS/(Amax/100)…(2)作为上述上清液中的固体成分含量，优选为6质量％以下。如此，通过使上述上清液中的固体成分含量为上述上限以下，能够在无灰煤取得工序中比较稳定地形成薄膜，因此能够更进一步确实地提高溶剂的回收率。作为用于上述混合浆料的煤的最大粒径，优选为50μm以下。如此，通过使用于上述混合浆料的煤的最大粒径为上述上限以下，能够更稳定地形成上清液的薄膜，因此能够更确实地提高溶剂的回收率。在上述无灰煤取得工序之前，还具备通过闪急蒸馏法而减少上清液中的溶剂含量的浓缩工序，在上述浓缩工序中保持上清液的温度即可。如此，在上述无灰煤取得工序之前，还具备通过闪急蒸馏法从上清液中除去溶剂的浓缩工序，从而能够预先使上清液的溶剂含量充分降低，在无灰煤取得工序中充分减少残留在无灰煤中的溶剂的量。此外，通过在上述浓缩工序中保持上清液的温度，能够将经由浓缩工序而减少了溶剂量的上清液维持在适于薄膜蒸馏法的粘度，因此能够进一步确实地提高溶剂的回收率。作为上述浓缩工序后的上清液的溶剂含量，优选为5质量％以上、25质量％以下。如此，上述浓缩工序后的上清液的溶剂含量在上述范围内，无灰煤取得工序中的溶剂的分离更确实。如以上，本专利技术的无灰煤的制造方法，能够使溶剂的回收率提高。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的无灰煤的制造方法的步骤的流程图。图2是表示图1的无灰煤的制造方法所用的制造设备的构成的示意图。图3是表示与本专利技术的图1不同的实施方式的无灰煤的制造方法的步骤的流程图。图4是表示图3的无灰煤的制造方法所用的制造设备的构成的示意图。具体实施方式以下，一边适宜参照附图，一边详细说明本专利技术的实施的方式。[第一个实施方式]本专利技术的第一实施方式的无灰煤的制造方法，如图1所示，是由煤和溶剂的混合浆料制造无灰煤的方法，其具备如下工序：加热混合浆料的萃取工序(步骤S1)；将该萃取工序后的浆料分离成固体浓缩液和上清液的固液分离工序(步骤S2)；从上清液中通过薄膜蒸馏法除去溶剂的无灰煤取得工序(步骤S3)；和从固体浓缩液中通过蒸发分离法分离溶剂的溶剂回收工序(步骤S4)。该无灰煤的制造方法，例如能够使用图2所示的制造设备进行。图2的制造设备具备如下：调制煤和溶剂的混合浆料的浆料调制槽1；从浆料调制槽1送出混合浆料的泵2；加热从泵2送出的混合浆料的加热器3；由加热器3加热的浆料被供给于此，并将该浆料的温度保持在萃取温度，从而使煤中的可溶成分溶出到溶剂中的萃取槽4。另外，图2的制造设备具备如下：将在萃取槽4中使煤中的可溶成分溶出到溶剂中的浆料分离成固体浓缩液和上清液的固液分离器5；从经由固液分离器5得到的上清液通过薄膜蒸馏法使溶剂蒸发，分离得到无灰煤(HPC：HyperCoal)的薄膜蒸馏装置6；从经由固液分离器5得到的固体浓缩液，通过蒸馏法分离溶剂而得到萃余煤(RC：ResidueCoal)的蒸发分离装置7。图2的制造设备中，其构成方式为，能够回收由薄膜蒸馏装置6蒸发的溶剂和由蒸发分离装置7蒸发的溶剂。＜浆料调制槽＞浆料调制槽1是投入作为原料的煤和溶剂，对其进行搅拌而调制混合浆料的设备。因此，浆料调制槽1优选具有搅拌机(未图示)。＜泵＞泵2从浆料调制槽1将混合浆料供给到加热器3。图2的制造设备中，需要在加热器3、萃取槽4和固液分离器5的内部以加压状态保持浆料，以使浆料中的溶剂不会蒸发分离。因此，泵2加压送出混合浆料。作为该泵2的吐出压力，进而作为加热器3、萃取槽4和固液分离器5的内部压力的下限，优选为1MPa，更优选为2MPa。另一方面，作为泵2的吐出压力的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无灰煤的制造方法，其特征在于，是由煤和溶剂的混合浆料制造无灰煤的方法，具备如下工序：加热上述混合浆料的萃取工序；将该萃取工序后的浆料分离成固体浓缩液和上清液的固液分离工序；从上述上清液中通过薄膜蒸馏法除去溶剂的无灰煤取得工序；和从上述固体浓缩液中通过蒸发分离法而分离溶剂的溶剂回收工序，上述上清液中的固体成分的平均粒径为20μm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.13 JP 2016-0047471.一种无灰煤的制造方法，其特征在于，是由煤和溶剂的混合浆料制造无灰煤的方法，具备如下工序：加热上述混合浆料的萃取工序；将该萃取工序后的浆料分离成固体浓缩液和上清液的固液分离工序；从上述上清液中通过薄膜蒸馏法除去溶剂的无灰煤取得工序；和从上述固体浓缩液中通过蒸发分离法而分离溶剂的溶剂回收工序，上述上清液中的固体成分的平均粒径为20μm以下。2.根据权利要求1所述的无灰煤的制造方法，其中，上述上清液中的固体成分的最大粒径为50μm以下。3.根据权利要求1或权利要求2所述的无灰煤的制造方法，其中，在上述固液分离工序中，使用直径为R的沉降分离槽，上清液的流出量QOF和固体浓缩液的流出量QUF，使用从固体浓缩液中排出的固体成分的流量QUS、上清液中的固体成分的密度ρs、上清液中的液体的密度ρl、重力加速度g、上清液的粘度η、以及固体浓缩液的固体成...

【专利技术属性】
技术研发人员：堺康尔，奥山宪幸，吉田拓也，木下繁，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本,JP