无灰炭的制造方法技术

本发明专利技术提供一种无灰炭的制造方法，其特征在于，包含如下工序：第１浆料加热工序（Ｓ１），对混合有煤和芳香族溶剂的浆料进行加热处理；第１分离工序（Ｓ２），将该进行了加热处理的浆料分离成液体成分和固体成分；第２浆料加热工序（Ｓ３），将在该固体成分中加入氢供给性溶剂并混合成的浆料在第１浆料加热工序（Ｓ１）中的加热处理的温度以上的温度下进行加热处理；第２分离工序（Ｓ４），将该进行了加热处理的浆料分离成液体成分和固体成分；改性炭获得工序（Ｓ５），从该液体成分除去溶剂，获得无灰炭，进而，从通过第１分离工序分离的液体成分除去溶剂，获得无灰炭。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种作为非铁金属还原剂、结构材料碳、电气材料碳或它们的原料使用的。
技术介绍
目前，碳材料由于耐热性及化学稳定性优异，而且具有导电性，被广泛用作结构材料及电气材料。另外，由于碳在高温下显示还原许多金属氧化物的作用，因此，也用作硅及钛等的精炼中的还原剂。碳材料所要求的特性因其用途而多种多样，为了不使碳材料的特性劣化，要求灰分浓度低、热流动性优异等高品质的特性。因此，作为碳材料的原料炭，进行了从煤中提取在溶剂中可溶的成分、得到与原料煤相比品质更高的提取炭的尝试。作为这种低灰分的碳材料的原料炭，可以列举最近积极地进行开发的所谓的无灰炭(hyper-coal)(例如参照专利文献1)。在此，所谓无灰炭，是指通过用溶剂对煤进行提取处理，仅分离溶解于该溶剂的成分，其后除去溶剂而制成的炭。该无灰炭结构上具有从缩合芳香环为2 3个的较低分子量的成分至5、6个环左右的高分子量成分的宽的分子量分布。另外，无灰炭由于灰分在溶剂中不溶解，因此，基本上不含有灰分，在加热下显示高的流动性，热流动性优异。煤中也存在如粘结炭那样在400°C左右显示热塑性的物质，但是无灰炭一般与原料煤的品质无关，在200 300°C下熔融。该无灰炭可以用作碳材料的粗原料， 碳材料被用作以炼铁为代表的冶金用还原剂、结构材料及电极等电气材料等。但是，在无灰炭的制造中，存在不一定能够由所有种类的煤以高的收率得到无灰炭的问题。例如，在浙青炭中，煤化度比较低的煤容易溶解于溶剂，一般可得到高的收率(50 质量％左右以上)，但像亚浙青炭或褐煤那样的煤化度低的煤及浙青炭中的高煤化度的煤难以溶解于溶剂，收率变低。另一方面，为了不限于煤种类(品种)地实现高的提取率(溶剂中提取的煤成分的比例)，已知使用氢供给性溶剂的方法是有效的。作为氢供给性溶剂，可列举四氢化萘或四氢喹啉等部分氢化芳香族化合物、或者煤的加氢液化油等。这些溶剂具有在提取工序中将热分解生成的煤自由基氢化而使其稳定化的作用，因此，可以抑制煤的缩聚，以高的收率得到提取煤(溶剂没有氢供给性的情况下，不可避免地通过煤的缩聚生成很多不溶物)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2001-26791号公报
技术实现思路
但是，在现有的中，存在以下所示的问题。如上所述，根据用作原料的煤的煤种的不同，存在难以溶解于溶剂的煤，其与容易溶解于溶剂的煤种相比，有时不能得到高的无灰炭收率。另外，使用氢供给性溶剂的方法，从使煤溶解的观点出发是有效的，但存在如下问题(1)氢供给性溶剂与没有氢供给性的普通溶剂相比，一般价格昂贵；( 由于用于一次提取的溶剂失去大部分氢供给能力，因此，需要其再生(氢化处理)，在该处理中也花费成本；C3)对于即使不使用氢供给性溶剂也可以提取的成分，也会消耗氢供给性溶剂的氢，因此，氢供给性溶剂的利用效率低；(4)用氢供给性溶剂进行提取时，在提取工序中生成较多的轻质成分等，不能实用化。本专利技术是鉴于上述课题而完成的专利技术，其目的在于，提供一种， 所述方法无论原料煤的煤种，都可以高收率且廉价地得到无灰炭。本专利技术人等进行了潜心研究，结果针对关于用于廉价且高收率地得到提取炭(无灰炭)的方法，成功构建了一种不仅有效发挥氢供给性溶剂的优异的特性、而且无限地缩小其缺点的工艺。S卩，本专利技术的为用作非铁金属还原剂、结构材料碳、电气材料碳或它们的原料的，其特征在于，包含如下工序第1浆料加热工序，对混合有煤和芳香族溶剂的浆料进行加热处理；第1分离工序，将在所述第1浆料加热工序中进行了加热处理的浆料分离成溶解有煤的液体成分和含有灰分及不溶煤的固体成分；第2浆料加热工序，在通过所述第1分离工序而分离的固体成分中加入氢供给性溶剂并混合，对该混合成的浆料在所述第1浆料加热工序中的加热处理的温度之上的温度条件下进行加热处理；第2分离工序，将在所述第2浆料加热工序中进行了加热处理的浆料分离成溶解有煤的液体成分和含有灰分及不溶煤的固体成分；以及改性炭获得工序，从通过所述第2分离工序分离的液体成分除去溶剂，获得作为改性炭的无灰炭。其中，在所述改性炭获得工序中，在获得所述无灰炭的基础上，在所述改性炭获得工序中进一步从通过所述第1分离工序分离的液体成分除去溶剂，获得作为改性炭的无灰炭。根据这种制造方法，通过在第1浆料加热工序中将浆料在低于第2浆料加热工序中的加热处理的温度条件下进行加热处理，提取含有较多分子量较小的烷基等取代基的成分。另外，通过在第2浆料加热工序中将在通过第1分离工序分离的固体成分中加入氢供给性溶剂并混合而成的浆料以第1浆料加热工序中的加热处理的温度以上的温度条件下进行加热处理，进行煤的解聚，提取分子量比较大、难以熔融的成分。另外，进行来自氢供给性溶剂的氢转移，因此，可抑制煤的缩聚，容易提取煤成分。需要说明的是，下面，也将由通过所述第1分离工序分离的液体成分得到的无灰炭称为“第1无灰炭”、将通过所述第2分离工序分离的液体成分得到的无灰炭称为“第2无灰炭”。本专利技术的的特征在于，将通过所述改性炭获得工序除去的溶剂进行氢化处理，将该进行了氢化处理的溶剂供给到所述第2浆料加热工序，并循环使用。根据这种制造方法，通过对在改性炭获得工序中除去的溶剂即从液体成分分离的溶剂进行氢化处理，将溶剂成分中的2环芳香族化合物的一部分芳香环部分氢化，作为具有氢供给性的溶剂进行改性。通过将该改性的溶剂循环利用，可降低无灰炭的制造成本。根据本专利技术的，通过在煤成分的提取中并用芳香族溶剂和氢供给性溶剂，可以不受原料煤的煤种影响地抑制成本，并同时使无灰炭收率提高。而且，通过将用于煤的提取的溶剂循环使用，可以谋求无灰炭的制造成本的降低。附图说明图1是说明的工序的流程图。图2是表示的概略的示意图。图3是使用中的重力沉降法时的概略图。具体实施例方式下面，参照附图，对本专利技术的进行详细说明。需要说明的是，在参照的图面中，图1是说明的工序的流程图，图2是表示的概略的示意图，图3是使用中的重力沉降法时的概略图。《》本专利技术的为用作非铁金属还原剂、结构材料碳、电气材料碳或它们的原料的，如图1、2所示，包含如下工序第1浆料加热工序(Si)、 第1分离工序(S》、第2浆料加热工序(S； )、第2分离工序(S4)和改性炭获得工序(S5)。下面，对各工序进行说明。〈第1浆料加热工序(Sl)>第1浆料加热工序(Si)为将煤和芳香族溶剂混合而制备浆料、将含有该煤和芳香族溶剂的浆料进行加热处理的工序(第1浆料加热处理)。而且，通过将浆料进行加热处理，将煤成分加热提取在芳香族溶剂中。从经济观点考虑，作为原料的煤(以下也称为“原料煤”)优选使用几乎不具有软化熔融性的非微粘结炭或普通炭、作为低品质炭的褐煤、亚浙青炭等劣质炭。通过使用这些廉价的煤，可以更廉价地制造无灰炭，因此，可以实现经济性的提高。但是，使用的煤并不限于这些劣质炭，也可以使用浙青炭。需要说明的是，这里的劣质炭是指非微粘结炭、普通炭、低品质炭等煤。另外，所谓低品质炭，是指含有20质量％以上的水分而需要脱水的煤。这种低品质炭例如有褐煤、褐炭、亚浙青炭。例如，褐炭有维多利亚炭、北达科他炭、贝尔格炭等，亚浙青煤有西温格(日文原文西A > 二 )炭、宾努干(Birumgan)炭、萨马兰格(Samarangau)炭等。低品质炭本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种无灰炭的制造方法，其特征在于，其是作为非铁金属还原剂、结构材料碳、电气材料碳或它们的原料而使用的无灰炭的制造方法，包含如下工序：第１浆料加热工序，对混合有煤和芳香族溶剂的浆料进行加热处理；第１分离工序，将通过所述第１浆料加热工序进行了加热处理的浆料分离成溶解有煤的液体成分和含有灰分及不溶煤的固体成分；第２浆料加热工序，在通过所述第１分离工序分离的固体成分中加入氢供给性溶剂并混合，将该混合后的浆料在所述第１浆料加热工序中的加热处理的温度之上的温度条件下进行加热处理；第２分离工序，将通过所述第２浆料加热工序进行了加热处理的浆料分离成溶解有煤的液体成分和含有灰分及不溶煤的固体成分；以及改性炭获得工序，从通过所述第２分离工序分离的液体成分除去溶剂，获得作为改性炭的无灰炭，其中，在所述改性炭获得工序中，获得所述无灰炭，另外在所述改性炭获得工序中进一步从通过所述第１分离工序分离的液体成分中除去溶剂，获得作为改性炭的无灰炭。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：滨口真基，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP