(57)【要約】【課題】石炭を細かく粉砕する工程を排除でき、沈降分離を効率化できる無灰炭の製造装置および無灰炭の製造方法を提供すること。【解決手段】無灰炭の製造装置１は、溶剤を加熱する予熱器４と、石炭と溶剤とを混合してなるスラリーから溶剤に可溶な石炭成分を抽出すると共に、当該石炭成分を含む溶液部を重力沈降法により分離する重力沈降槽６と、予熱器４を通り一端が重力沈降槽６に接続される供給管１０と、供給管１０に設けられ、溶剤を重力沈降槽６に搬送するポンプ３と、ポンプ３及び予熱器４よりも下流側の供給管１０に接続され、溶剤が逆流してこないように供給管１０への供給部１７を加圧して供給管１０に石炭を供給するロックホッパ５（石炭供給手段）と、重力沈降槽６にて分離された溶液部から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る溶剤分離器７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤を加熱する予熱器と、
石炭と溶剤とを混合してなるスラリーから溶剤に可溶な石炭成分を抽出すると共に、前記石炭成分を含む溶液部を重力沈降法により分離する重力沈降槽と、
前記予熱器を通り一端が前記重力沈降槽に接続される供給管と、
前記供給管に設けられ、溶剤を前記重力沈降槽に搬送するポンプと、
前記ポンプ及び前記予熱器よりも下流側の前記供給管に接続され、溶剤が逆流してこないように前記供給管への供給部を加圧して前記供給管に石炭を供給する石炭供給手段と、
前記重力沈降槽にて分離された溶液部から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る溶剤分離器と、
を備える、無灰炭の製造装置。
【請求項２】
前記供給管が前記重力沈降槽の下端部に接続される、請求項１に記載の無灰炭の製造装置。
【請求項３】
石炭と溶剤とを混合してなるスラリーから無灰炭を得る無灰炭の製造方法であって、
溶剤を加熱する溶剤加熱工程と、
前記溶剤加熱工程で加熱された溶剤が流れる供給管に、溶剤が逆流してこないように前記供給管への供給部を加圧して石炭を供給することにより、供給された石炭と溶剤とを混合してスラリーとする石炭混合工程と、
前記石炭混合工程で得られたスラリーから溶剤に可溶な石炭成分を抽出すると共に、前記石炭成分を含む溶液部を重力沈降法により分離する抽出分離工程と、
前記抽出分離工程で分離された溶液部から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る無灰炭取得工程と、
を備える、無灰炭の製造方法。
【請求項４】
前記抽出分離工程において、
前記石炭混合工程で得られたスラリーを重力沈降槽の下端部に供給する、請求項３に記載の無灰炭の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭から灰分を除去した無灰炭を得るための無灰炭の製造装置および無灰炭の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無灰炭の製造方法としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。この無灰炭の製造方法は、石炭と溶剤とを混合してスラリーを調製するスラリー調製工程と、スラリー調製工程で得られたスラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭成分（以下、溶剤可溶成分とも記載する）を抽出する抽出工程と、抽出工程で溶剤可溶成分が抽出されたスラリーを重力沈降法により溶剤可溶成分を含む溶液部と溶剤に不溶な石炭成分（以下、溶剤不溶成分とも記載する）を含む固形分濃縮液とに沈降分離する分離工程と、分離工程で分離された溶液部から溶剤を分離して無灰炭（ＨＰＣ）を得る無灰炭取得工程とを備えるものである。そして、スラリー調製工程にて得られたスラリーは、ポンプにより抽出工程に搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２７７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、石炭と溶剤とを混合してなるスラリーをポンプで搬送するためには、ポンプ閉塞防止のため石炭を細かく（例えば大部分の石炭の粒度が１ｍｍ未満となるように）粉砕する必要がある。したがって、特許文献１に記載の無灰炭の製造方法においても、原料となる石炭を細かく粉砕する粉砕工程を要する。しかしながら、石炭を細かく粉砕する場合には、溶剤不溶成分（固形分）の粒度も自ずと小さくなる。その結果、重力沈降法による沈降分離に多大な時間がかかり、分離装置である重力沈降槽が大型化する問題がある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、石炭を細かく粉砕する工程を排除でき、沈降分離を効率化できる無灰炭の製造装置および無灰炭の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の無灰炭の製造装置は、溶剤を加熱する予熱器と、石炭と溶剤とを混合してなるスラリーから溶剤に可溶な石炭成分を抽出すると共に、前記石炭成分を含む溶液部を重力沈降法により分離する重力沈降槽と、前記予熱器を通り一端が前記重力沈降槽に接続される供給管と、前記供給管に設けられ、溶剤を前記重力沈降槽に搬送するポンプと、前記ポンプ及び前記予熱器よりも下流側の前記供給管に接続され、溶剤が逆流してこないように前記供給管への供給部を加圧して前記供給管に石炭を供給する石炭供給手段と、前記重力沈降槽にて分離された溶液部から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る溶剤分離器と、を備えるものである。
【０００７】
また、本発明の無灰炭の製造方法は、石炭と溶剤とを混合してなるスラリーから無灰炭を得る無灰炭の製造方法であって、溶剤を加熱する溶剤加熱工程と、前記溶剤加熱工程で加熱された溶剤が流れる供給管に、溶剤が逆流してこないように前記供給管への供給部を加圧して石炭を供給することにより、供給された石炭と溶剤とを混合してスラリーとする石炭混合工程と、前記石炭混合工程で得られたスラリーから溶剤に可溶な石炭成分を抽出すると共に、前記石炭成分を含む溶液部を重力沈降法により分離する抽出分離工程と、前記抽出分離工程で分離された溶液部から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る無灰炭取得工程と、を備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、石炭を細かく粉砕する工程を排除でき、沈降分離を効率化できる無灰炭の製造装置および無灰炭の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る無灰炭の製造装置を示す概略図である。
【図２】図１に示す重力沈降槽の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係る無灰炭の製造装置を示す概略図である。
【００１１】
（無灰炭の製造装置１の構成）
図１に示すように、本発明に係る無灰炭の製造装置１は、溶剤タンク２と、ポンプ３と、予熱器４と、ロックホッパ５（石炭供給手段）と、重力沈降槽６と、溶剤分離器７、８とを有している。そして、溶剤タンク２と重力沈降槽６とは供給管１０によって接続されている。
【００１２】
（ポンプ３）
ポンプ３は、溶剤タンク２に貯蔵された溶剤を供給管１０を介して重力沈降槽６に搬送するものであり、供給管１０に設けられている。溶剤はポンプ３により乱流状態で重力沈降槽６に搬送される。本願でいう「乱流状態」とは、例えばレイノルズ数Ｒｅが２１００以上の状態を言い、より好ましくはレイノルズ数Ｒｅが４０００以上の状態を言う。なお、溶剤は層流状態、即ち、レイノルズ数Ｒｅが２１００未満の状態で搬送されてもよい。
【００１３】
（予熱器４）
予熱器４は、ポンプ３によって搬送された溶剤を加熱するものであり、ポンプ３よりも下流側の供給管１０に設けられている。予熱器４は、溶剤を加熱できるものであれば特に限定されないが、一般的に熱交換器が用いられる。供給管１０内を流れる溶剤は、予熱器４を通る際に熱交換することにより加熱される。また、予熱器４は、溶剤の分子量などにもよるが、例えば溶剤を毎分当たり１０〜３０℃の加熱速度で加熱できる能力のあるものが用いられる。なお、本実施形態においては、ポンプ３によって搬送された溶剤を加熱しているが、先に予熱器４にて加熱した溶剤をポンプ３で搬送するようにしてもよい。即ち、ポンプ３と予熱器４との配置が逆であってもよい。
【００１４】
（ロックホッパ５）
ロックホッパ５（石炭供給手段）は、内部が高圧（例えば、１．０〜５．０ＭＰａ）の供給管１０内に石炭を供給する手段であり、ポンプ３及び予熱器４よりも下流側の供給管１０に接続されている。ロックホッパ５から石炭が供給管１０内に供給されることにより、供給管１０内で溶剤と石炭とが混合される。
【００１５】
ロックホッパ５は、常圧状態で使用される常圧ホッパ１１と、常圧状態と加圧状態で使用される加圧ホッパ１２と、常圧ホッパ１１と加圧ホッパ１２とを接続する接続部に設けられる弁１３と、加圧ホッパ１２と供給管１０とを接続する接続部に設けられる弁１４とを有している。加圧ホッパ１２には、窒素ガスなどのガスを供給する加圧ライン１５と、当該ガスを排気する排気ライン１６とが接続されている。
【００１６】
常圧ホッパ１１に貯蔵された石炭は、弁１４が閉の状態で弁１３を開とすることにより、まず加圧ホッパ１２に移送される（このとき加圧ホッパ１２は常圧状態である）。次に、弁１３を閉とし、加圧ライン１５を介して窒素ガスなどのガスを加圧ホッパ１２に供給する。その結果、加圧ホッパ１２を含む弁１３から弁１４までの空間部（以下、供給部１７と称する）が加圧され、加圧ホッパ１２が加圧状態となる。この際、供給部１７の圧力が供給管１０内の圧力と同等又はそれ以上となるように加圧されることが好ましい。そして、弁１４を開とすることにより、加圧ホッパ１２内の石炭が供給管１０に供給される。このように、ロックホッパ５の供給部１７を加圧しているので、溶剤が供給管１０からロックホッパ５に逆流することを防止しつつ、石炭を供給管１０に供給することができる。なお、加圧ライン１５及び排気ライン１６は、供給部１７のいずれかに接続されていればよく、必ずしも加圧ホッパ１２に接続される必要はない。
【００１７】
ここで、弁１３及び弁１４としては、特に限定されるものではないが、例えばゲートバルブ、ボールバルブ、フラップ弁、ロータリーバルブ等を使用することができる。また、ロックホッパ５は、本実施形態の構成に限られず、溶剤が供給管１０からロックホッパ５に逆流することを防止しつつ、石炭を供給管１０に供給することができるものであれば、その他の構成としてもよい。また、ロックホッパ以外の石炭供給手段を使用してもよい。
【００１８】
（重力沈降槽６）
重力沈降槽６は、石炭と溶剤とを混合してなるスラリーから溶剤可溶成分を抽出すると共に、溶剤可溶成分が抽出されたスラリーを重力沈降法により溶剤可溶成分を含む溶液部と溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液とに分離する装置である。重力沈降法とは、重力を利用して固形分を沈降させて固液分離する分離方法である。重力沈降法では、スラリーを槽内に連続的に供給しながら、溶剤可溶成分を含む溶液部を上部から、溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液を下部から排出することができるので、連続的な分離処理が可能となる。
【００１９】
重力沈降槽６は、圧力容器であり、図２に示すように、円筒状の胴部６ａと、胴部６ａの下端側に設けられ下部に向かうにつれて縮径する構成の底部６ｂとからなる。なお、重力沈降槽６は、円筒形状に限定されるものではなく、その他形状でもよい。また、底部６ｂも下部に向かうにつれて縮径する構成に限定されるものではなく、単に圧力容器の底板を底部６ｂとしてもよい。
【００２０】
（供給管１０）
供給管１０は、溶剤タンク２と重力沈降槽６とを接続する供給管である。供給管１０内では、予熱器４で加熱された溶剤とロックホッパ５から供給された石炭とが混合されスラリーとされる。また、供給管１０内では、溶剤と石炭とが混合されるのと同時に溶剤可溶成分の抽出が行われる。なお、本実施形態においては、供給管１０内及び重力沈降槽６内で溶剤可溶成分の抽出を行っているが、ロックホッパ５が接続される箇所から重力沈降槽６までの供給管１０の長さを十分な長さとすることにより、供給管１０内で抽出をほとんど完了させることも可能である。
【００２１】
供給管１０は、溶剤タンク２と重力沈降槽６とを直接接続している。ここで「直接接続する」とは、溶剤タンク２から供給管１０を介して搬送された溶剤が重力沈降槽６に供給されるまでの間に、溶剤がその他の装置に供給されることがないことを意味する。本実施形態においては、供給管１０にポンプ３やロックホッパ５が設けられ、また供給管１０は予熱器４内を通っているが、ポンプ３、予熱器４、及びロックホッパ５は、溶剤が供給される装置ではないので、「直接接続する」という文言を阻害するものではない。
【００２２】
また、供給管１０の一端は、重力沈降槽６の下端部６ｃに接続されている。さらに詳しくは、底部６ｂに接続されている。下端部６ｃとは、重力沈降槽６の高さＨに対して重力沈降槽６の下端から高さＨ×０．５までの範囲を言う。なお、底部６ｂは下端部６ｃの範囲内に含まれるものである。このように、供給管１０の一端が重力沈降槽６の下端部６ｃに接続されているので、スラリーが重力沈降槽６の下部に沈降している溶剤不溶成分（固形分）に衝突しながら重力沈降槽６内に供給される。その結果、供給管１０から重力沈降槽６内に供給されたスラリーに含まれる溶剤不溶成分が重力沈降槽６の下部に沈降している溶剤不溶成分に凝集されやすくなる。したがって、沈降分離速度が増し、沈降分離が効率化される。
【００２３】
さらに、供給管１０の一端は、図２に示すとおり、重力沈降槽６の下端部６ｃに鉛直方向に接続されることが好ましい。即ち、供給管１０内のスラリーが重力沈降槽６内に鉛直方向上向きに吐出されるように接続されていることを意味する。供給管１０の一端が重力沈降槽６の下端部６ｃに鉛直方向に接続されているので、スラリーが重力沈降槽６の下部に沈降している溶剤不溶成分と向流するように衝突しながら重力沈降槽６内に供給され、溶剤不溶成分がより凝集されやすくなる。なお、向流とは、ここでは、供給されるスラリーの流れの向きが、既に重力沈降槽６内にあるスラリーの沈降方向と向かい合う状態を言う。
【００２４】
供給管１０の一端は、重力沈降槽６の下端部６ｃ以外に接続されていてもよい。例えば、重力沈降槽６の中間部（高さＨ×０．５〜高さＨ０．７までの範囲）に接続されていてもよい。この場合、溶剤不溶成分が凝集される効果を得つつ、スラリーを供給することによって生じる下部に沈降している溶剤不溶成分の撹拌を防止する効果も期待できる。さらに、重力沈降槽６の上部（高さＨ×０．７〜高さＨまでの範囲）に接続されていてもよい（上部に接続するとは、重力沈降槽６の蓋６ｄに貫接することも含む）。この場合、スラリーが沈降するまでの時間を溶剤可溶成分の抽出時間に当てることができる。
【００２５】
（無灰炭の製造方法）
次に、本発明に係る無灰炭の製造方法について説明する。本発明に係る無灰炭の製造方法は、溶剤搬送工程、溶剤加熱工程、石炭混合工程、抽出分離工程、および無灰炭取得工程を有し、必要に応じて残渣炭取得工程をさらに有するものである。
【００２６】
（溶剤搬送工程）
溶剤搬送工程は、溶剤タンク２に貯蔵された溶剤をポンプ３により後工程に搬送する工程であり、溶剤は前記したとおり乱流状態（乱流化して）で後工程に搬送される。
【００２７】
ここで、溶剤は石炭を溶解するものであれば特に限定されないが、石炭由来の２環芳香族化合物が好適に用いられる。この２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、比較的高い抽出率を得ることができる。石炭由来の２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、ナフタレン油などを挙げることができる。
【００２８】
溶剤の沸点は、特に限定されないが、例えば抽出率、および、無灰炭取得工程あるいは残渣炭取得工程での溶剤回収率の観点から、１８０〜３００℃、特に２３０〜２８０℃のものが好適に用いられる。一方、溶剤の沸点が１８０℃よりも低い場合には、無灰炭取得工程あるいは残渣炭取得工程で溶剤を回収する場合に揮発による損失が大きくなり、溶剤の回収率が低下するおそれがある。また、溶剤の沸点が３００℃を超える場合にも、石炭と溶剤との分離が困難となり、溶剤の回収率が低下するおそれがある。
【００２９】
（溶剤加熱工程）
溶剤加熱工程は、ポンプ３により搬送された溶剤を加熱する工程であり、予熱器４にて行われる。より詳しくは、供給管１０内を流れる溶剤が予熱器４を通る間に加熱が行われる。予熱器４にて加熱された溶剤の温度は、抽出率の向上の観点から、３００〜４５０℃が好ましく、３５０〜４２０℃がより好ましい。なお、予熱器４を通る前の溶剤の温度は１００℃程度である。予熱器４での加熱時間は特に限定されるものではないが、およそ１０〜３０分間である。したがって、溶剤は、およそ毎分当たり１０〜３０℃の加熱速度で加熱されることになる。溶剤加熱工程は高圧下で行われ、その圧力は、溶剤の蒸気圧などにもよるが、１．０〜５．０ＭＰａの範囲が好ましい。圧力を溶剤の蒸気圧よりも高くしておかないと、溶剤が揮発して石炭の抽出が困難となるためである。
【００３０】
ここで、予熱器４にて加熱された溶剤の温度とは、予熱器４よりも下流側の供給管１０内を流れる溶剤の温度のことを言い、より詳しくは、予熱器４よりも下流側、かつロックホッパ５との接続部分よりも上流側の供給管１０内を流れる溶剤の温度のことを言う。ロックホッパ５から供給管１０に供給された石炭と混合される直前の溶剤の温度と言うこともできる。
【００３１】
なお、本実施形態では、溶剤加熱工程は溶剤搬送工程よりも後に行われているが、ポンプ３と予熱器４との順序を入れ替えるなどして、溶剤加熱工程が溶剤搬送工程よりも先に行われるようにしてもよい。
【００３２】
（石炭混合工程）
石炭混合工程は、石炭と溶剤とを混合してスラリーとする工程であり、供給管１０内で行われ、より詳しくは、供給管１０とロックホッパ５との接続部分周辺で行われる。
【００３３】
石炭の原料としては、様々な品質の石炭を用いることができるが、例えば瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭が好適に用いられる。また、石炭の粒度においては、塊炭が使用される。本願でいう「塊炭」とは、全石炭に対する、粒度が５ｍｍ以上の石炭の重量割合が５０％以上である石炭のことを言う。この塊炭は、細かく粉砕された石炭（例えば、全石炭に対する、粒度が１ｍｍ未満の石炭の重量割合が８０％以上である石炭）に比べて石炭の粒度が大きいため、分離工程での分離速度が早まり、沈降分離を効率化することができる。石炭の粒度（粒径）が５ｍｍ以上であるか否かなど、石炭の粒径を検証する場合、例えば、ＪＩＳ  Ａ  １１０２に規定されたふるい分け試験を用いることができる。なお、石炭の分離には例えば篩いを用いることができる。
【００３４】
ロックホッパ５から供給管１０に供給された石炭は、供給管１０内を流れる高温（３００〜４５０℃、より好ましくは３５０〜４２０℃）の溶剤と混合され急速昇温される。「急速昇温」とは、例えば毎秒当たり１０〜１００℃の加熱速度で加熱されることを言い、予熱器４での加熱速度よりも速い。その結果、溶剤と石炭とが混合してなるスラリーの温度は数秒〜数十秒で３００〜４２０℃程度となる（なお、石炭の顕熱分、スラリーの温度は予熱器４にて加熱された溶剤の温度よりも低下する）。
【００３５】
また、溶剤がポンプ３から乱流状態で搬送されるので、溶剤は供給管１０内に供給された石炭に激しく衝突する。その結果、石炭がよく溶解され、抽出率が向上する。また、溶剤と石炭とがよく混合されたスラリーとなる。
【００３６】
（抽出分離工程）
抽出分離工程は、石炭混合工程で得られたスラリーから溶剤可溶成分を抽出すると共に、重力沈降法により溶剤可溶成分を含む溶液部と溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液とに分離する工程であり、主に重力沈降槽６により行われる。なお、前記したとおり溶剤可溶成分の抽出の一部又は全部を供給管１０内で行ってもよい。分離された溶剤可溶成分を含む溶液部は、重力沈降槽６の上部に溜まり、必要に応じてフィルターユニット（不図示）にて濾過した後、溶剤分離器７に排出される。一方、溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液は、重力沈降槽６の下部に溜まり、溶剤分離器８に排出される。
【００３７】
ここで、溶剤可溶成分とは、溶剤に溶解され得る石炭成分であり、主として分子量が比較的小さく、架橋構造が発達していない石炭中の有機成分に由来するものである。また、溶剤不溶成分とは、溶剤により石炭成分の抽出を行っても、溶剤に溶解されずに残る灰分や当該灰分を含む石炭などの石炭成分であり、分子量が比較的大きく、架橋構造が発達した有機成分に由来するものである。
【００３８】
抽出分離工程でのスラリーの温度は、抽出率の向上の観点から、３００〜４２０℃、より好ましくは３５０〜４００℃である。即ち、石炭混合工程でのスラリーの温度を抽出分離工程においても維持するようにしている。３００℃より低い温度では、石炭を構成する分子間の結合を弱めるには不十分であり、抽出率が低下する。一方、４２０℃より高い温度でも、石炭の熱分解反応が活発になり、生成した熱分解ラジカルの再結合が起こるため、抽出率が低下する。３００〜４２０℃では、石炭を構成する分子間の結合が緩み、穏和な熱分解が起こり抽出率は高くなり、特に３５０〜４００℃では、抽出率が最も高くなる。
【００３９】
抽出分離工程での圧力は、抽出の際の温度や用いる溶剤の蒸気圧にもよるが、１．０〜３．０ＭＰａの範囲が好ましく、１．７〜２．３Ｍｐａの範囲がより好ましい。重力沈降槽６内でスラリーを維持する時間は、特に制限されるものではないが、３０〜１２０分間が好ましい。石炭として塊炭を使用しているので、沈降分離が効率化され、重力沈降槽６内でスラリーを維持する時間を短縮できる。
【００４０】
（無灰炭取得工程）
無灰炭取得工程は、分離工程で分離された溶剤可溶成分を含む溶液部から溶剤を蒸発分離して無灰炭（ＨＰＣ）を得る工程であり、溶剤分離器７で行われる。
【００４１】
蒸発分離とは、一般的な蒸留法や蒸発法（スプレードライ法等）等を含む分離方法である。分離して回収された溶剤は予熱器４よりも上流側の供給管１０へ循環して繰り返し使用することができる。溶剤の分離、回収により、溶液部から実質的に灰分を含まない無灰炭を得ることができる。無灰炭は、灰分をほとんど含まず、水分は皆無であり、また例えば原料炭よりも高い発熱量を示す。さらに、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、例えば原料炭よりも遥かに優れた性能（流動性）を示す。従って、無灰炭は、コークス原料の配合炭として使用することができる。なお、無灰炭とは、灰分が５重量％以下、好ましくは３重量％以下のもののことをいう。
【００４２】
（残渣炭取得工程）
残渣炭（副生炭）取得工程は、必要に応じて実施され、分離工程で分離された溶剤不溶成分を含む固形分濃縮液から溶剤を蒸発分離して残渣炭（ＲＣ）を得る工程であり、溶剤分離器８で行われる。残渣炭は副生炭とも称される。
【００４３】
固形分濃縮液から溶剤を分離する方法としては、前記した無灰炭取得工程と同様に、一般的な蒸留法や蒸発法（スプレードライ法等）等を含む分離方法を用いることができる。分離して回収された溶剤は予熱器４よりも上流側の供給管１０へ循環して繰り返し使用することができる。溶剤の分離、回収により、固形分濃縮液から灰分等を含む溶剤不溶成分が濃縮された残渣炭を得ることができる。残渣炭は、軟化溶融性は示さないが、含酸素官能基が脱離されているため、配合炭として用いた場合に、この配合炭に含まれる他の石炭の軟化溶融性を阻害するようなものではない。従って、この残渣炭は、コークス原料の配合炭の一部として使用することもできる。なお、残渣炭は回収せずに廃棄してもよい。
【００４４】
（効果）
次に、無灰炭の製造装置１の効果を説明する。本発明の無灰炭の製造装置１は、ロックホッパ５（石炭供給手段）がポンプ３よりも下流側の供給管１０に接続される。よって、従来技術（例えば、特許文献１）のように、石炭がポンプ３により搬送されることがないので、石炭を塊炭（全石炭に対する、粒度が５ｍｍ以上の石炭の重量割合が５０％以上である石炭）のまま無灰炭の製造装置１に供給することができる。その結果、石炭を細かく粉砕する工程を排除することができると共に、重力沈降槽６による分離速度が増し、沈降分離を効率化できる。
【００４５】
また、ポンプ３により溶剤が乱流状態で重力沈降槽６に搬送される。よって、溶剤と石炭とが供給管１０内でよく混合され、石炭成分の抽出が早く進む。したがって、抽出時間を短縮できる。
【００４６】
さらに、無灰炭の製造装置１は、ロックホッパ５（石炭供給手段）が予熱器４よりも下流側の供給管１０に接続される。よって、予熱器４で加熱された高温の溶剤が通る供給管１０内に石炭が供給され、石炭が急速昇温される。石炭が急速昇温されることで、溶剤可溶成分が抽出しやすくなる。したがって、抽出時間の短縮を図ることができる。
なお、溶剤可溶成分には、昇温により直ちに溶解する石炭成分と、昇温後例えば重力沈降槽６などでゆっくり熟成することにより溶解する石炭成分とがある。そして、急速昇温により、このゆっくり熟成することにより溶解する石炭成分が溶解しやすくなり、石炭の抽出時間が短縮される。
【００４７】
以上の効果により、沈降分離を効率化できると共に抽出時間を短縮することができる。その結果、重力沈降槽６を小型化でき、また、例えば抽出槽といった主に石炭成分の抽出を行う装置が不要となり、無灰炭の製造装置１の装置コスト、運転コストを削減できる。
【００４８】
また、供給管１０の一端は、重力沈降槽６の下端部６ｃに接続される。よって、スラリーが重力沈降槽６の下部に沈降している溶剤不溶成分（固形分）に衝突しながら重力沈降槽６内に供給される。その結果、供給管１０から重力沈降槽６内に供給されたスラリーに含まれる溶剤不溶成分が重力沈降槽６の下部に沈降している溶剤不溶成分に凝集されやすくなる。したがって、沈降分離速度が増し、沈降分離がさらに効率化される。
【００４９】
また、本発明の無灰炭の製造方法は、溶剤加熱工程と、石炭混合工程と、抽出分離工程と、無灰炭取得工程とを備える。上記の製造方法により、石炭を細かく粉砕する工程を排除することができ、無灰炭の沈降分離を効率化できるので、無灰炭を効率よく且つ安価に製造することができる。
【００５０】
さらに、石炭混合工程で得られたスラリーを重力沈降槽６の下端部６ｃに供給しているので、沈降分離をさらに効率化でき、無灰炭をさらに効率よく且つ安価に製造することができる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。
【符号の説明】
【００５２】
１  無灰炭の製造装置
２  溶剤タンク
３  ポンプ
４  予熱器
５  ロックホッパ（石炭供給手段）
６  重力沈降槽
６ｃ  下端部
７、８  溶剤分離器
１０  供給管
１７  供給部
【図１】
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【図２】
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