(57)【要約】      （修正有）【課題】無灰炭の流動性および膨張性を低下させることが可能な無灰炭の製造方法を提供する。【解決手段】無灰炭の製造方法は、スラリー調製工程、抽出工程、分離工程、無灰炭取得工程、および副生炭取得工程を有する。スラリー調製工程は、石炭と溶剤とを混合してスラリーを調製する工程であり、抽出工程では得られたスラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭成分を抽出し、次いで分離工程において前記抽出工程で得られたスラリーを、溶剤に可溶な石炭成分が溶解した溶液と、溶剤に不溶な石炭成分が濃縮した固形分濃縮液とに分離し、無灰炭取得工程では前記分離工程で分離された溶液から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得るとともに、前記無灰炭の表面を酸化させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭と溶剤とを混合して得られるスラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭成分を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程で得られたスラリーを、溶剤に可溶な石炭成分が溶解した溶液と、溶剤に不溶な石炭成分が濃縮した固形分濃縮液とに分離する分離工程と、
前記分離工程で分離された溶液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、
前記無灰炭取得工程において、前記無灰炭の表面を酸化させることを特徴とする無灰炭の製造方法。
【請求項２】
前記無灰炭取得工程において、不活性ガス中に混入させた酸素で前記無灰炭の表面を酸化させることを特徴とする請求項１に記載の無灰炭の製造方法。
【請求項３】
前記無灰炭取得工程は、
前記分離工程で分離された溶液から溶剤を蒸発分離することで、無灰炭に溶剤が残存してなる無灰炭混合物を得る無灰炭混合物取得工程と、
前記無灰炭混合物から残存する溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る無灰炭乾燥工程と、
を有し、
前記無灰炭乾燥工程において、前記無灰炭の表面を酸化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の無灰炭の製造方法。
【請求項４】
前記分離工程で分離された固形分濃縮液から溶剤を蒸発分離して副生炭を得る副生炭取得工程を更に備え、
前記副生炭取得工程において、前記副生炭の表面を酸化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無灰炭の製造方法。
【請求項５】
前記副生炭取得工程において、不活性ガス中に混入させた酸素で前記副生炭の表面を酸化させることを特徴とする請求項４に記載の無灰炭の製造方法。
【請求項６】
前記副生炭取得工程は、
前記分離工程で分離された固形分濃縮液から溶剤を蒸発分離することで、副生炭に溶剤が残存してなる副生炭混合物を得る副生炭混合物取得工程と、
前記副生炭混合物から残存する溶剤を蒸発分離して副生炭を得る副生炭乾燥工程と、
を有し、
前記副生炭乾燥工程において、前記副生炭の表面を酸化させることを特徴とする請求項４又は５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方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、無灰炭の製造方法が開示されている。この製造方法では、一般炭に粘結炭を混合した石炭原料と溶剤とを混合してスラリーを調製し、得られたスラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭成分を抽出し、石炭成分を抽出したスラリーから、重力沈降法により、溶剤に可溶な石炭成分を含む溶液と、溶剤に不溶な石炭成分を含む固形分濃縮液とを分離し、分離された溶液から溶剤を分離して無灰炭を得ている。
【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】
ところで、製鉄の高炉用の燃料であるコークスは、石炭を乾留することで製造される。石炭は３００℃を過ぎると熱分解してガスや液状物質を発生し、軟化溶融し、膨張する。そして、膨張と同時に粒子同士が接着し、さらに脱ガスして収縮し、コークスとなる。
【０００５】
ここで、コークスの原料となる石炭には、ある程度の流動性（軟化溶融性）と膨張性とが必要である。具体的には、コークスの原料炭は、ギーセラープラストメータ法による最高流動度（ｌｏｇＭＦ）が２〜３（ｌｏｇｄｄｐｍ）程度で、ジラトメータ法による全膨張率が７５％以下であることが好ましい。ところが、無灰炭は流動性が非常に優れた粘結材（石炭抽出成分）であり、流動性および膨張性が大きすぎる。具体的には、無灰炭は、ギーセラープラストメータ法による最高流動度（ｌｏｇＭＦ）が４．５（ｌｏｇｄｄｐｍ）以上であり、ジラトメータ法による全膨張率が２００％以上である。そのため、無灰炭のみを乾留してコークスを製造するのは困難である。無灰炭のみからコークスを製造するためには、無灰炭の流動性および膨張性をコークス製造に適した値まで低下させてやる必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、無灰炭の流動性および膨張性を低下させることが可能な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】
【０００７】
本発明における無灰炭の製造方法は、石炭と溶剤とを混合して得られるスラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭成分を抽出する抽出工程と、前記抽出工程で得られたスラリーを、溶剤に可溶な石炭成分が溶解した溶液と、溶剤に不溶な石炭成分が濃縮した固形分濃縮液とに分離する分離工程と、前記分離工程で分離された溶液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、前記無灰炭取得工程において、前記無灰炭の表面を酸化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の無灰炭の製造方法によると、無灰炭の流動性および膨張性を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】製造装置の模式図である。
【図２】流動性の測定結果を示すグラフである。
【図３】スチームチューブドライヤの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
（無灰炭製造設備の構成）
図１に示すように、無灰炭製造設備１００は、無灰炭（ＨＰＣ）製造工程の上流側から順に、石炭ホッパ１・溶剤タンク２、スラリー調製槽３、移送ポンプ４、予熱器５、抽出槽６、重力沈降槽７、フィルターユニット８、溶剤分離器９・１０、および、ドライヤ１１・１２を備えている。
【００１２】
ここで、本実施形態の無灰炭の製造方法は、スラリー調製工程、抽出工程、分離工程、無灰炭取得工程、および副生炭取得工程を有する。以下、各工程について説明する。なお、本製造方法において原料とする石炭に、特に制限はなく、抽出率の高い瀝青炭を用いてもよいし、より安価な劣質炭（亜瀝青炭、褐炭）を用いてもよい。また、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。
【００１３】
（スラリー調製工程）
スラリー調製工程は、石炭と溶剤とを混合してスラリーを調製する工程である。このスラリー調製工程は、図１中、スラリー調製槽３で実施される。原料である石炭が石炭ホッパ１からスラリー調製槽３に投入されるとともに、溶剤タンク２からスラリー調製槽３に溶剤が投入される。スラリー調製槽３に投入された石炭および溶剤は、攪拌機３ａで混合されて石炭と溶剤とからなるスラリーとなる。
【００１４】
溶剤に対する石炭の混合比率は、例えば、乾燥炭基準で１０〜５０重量％であり、より好ましくは、２０〜３５重量％である。
【００１５】
（抽出工程）
抽出工程は、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を抽出する（溶剤に溶解させる）工程である。この抽出工程は、図１中、予熱器５および抽出槽６で実施される。スラリー調製槽３にて調製されたスラリーは、移送ポンプ４によって、予熱器５に供給されて所定温度まで加熱された後、抽出槽６に供給され、攪拌機６ａで攪拌されながら所定温度で保持されて抽出が行われる。
【００１６】
石炭と溶剤とを混合して得られるスラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭成分を抽出するにあたっては、石炭に対して大きな溶解力を持つ溶媒、多くの場合、芳香族溶剤（水素供与性あるいは非水素供与性の溶剤）と石炭とを混合して、それを加熱し、石炭中の有機成分を抽出することになる。
【００１７】
非水素供与性溶剤は、主に石炭の乾留生成物から精製した、２環芳香族を主とする溶剤である石炭誘導体である。この非水素供与性溶剤は、加熱状態でも安定であり、石炭との親和性に優れているため、溶剤に抽出される可溶成分（ここでは石炭成分）の割合（以下、抽出率ともいう）が高く、また、蒸留等の方法で容易に回収可能な溶剤である。非水素供与性溶剤の主な成分としては、２環芳香族であるナフタレン、メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、トリメチルナフタレン等が挙げられ、その他の非水素供与性溶剤の成分として、脂肪族側鎖を有するナフタレン類、アントラセン類、フルオレン類、また、これらにビフェニルや長鎖脂肪族側鎖を有するアルキルベンゼンが含まれる。
【００１８】
なお、上記の説明では非水素供与性化合物を溶剤として用いる場合について述べたが、テトラリンを代表とする水素供与性の化合物（石炭液化油を含む）を溶剤として用いてもよいことは勿論である。水素供与性溶剤を用いた場合、無灰炭の収率が向上する。
【００１９】
また、溶剤の沸点は特に制限されるものではない。抽出工程および分離工程での圧力低減、抽出工程での抽出率、無灰炭取得工程などでの溶剤回収率などの観点から、例えば、１８０〜３００℃、特に２４０〜２８０℃の沸点の溶剤が好ましく使用される。
【００２０】
抽出工程でのスラリーの加熱温度は、溶剤可溶成分が溶解され得る限り特に制限されず、溶剤可溶成分の十分な溶解と抽出率の向上の観点から、例えば、３００〜４２０℃であり、より好ましくは、３６０〜４００℃である。
【００２１】
また、加熱時間（抽出時間）もまた特に制限されるものではないが、十分な溶解と抽出率の向上の観点から、例えば、１０〜６０分間である。加熱時間は、図１中、予熱器５および抽出槽６での加熱時間を合計したものである。
【００２２】
なお、抽出工程は、窒素などの不活性ガスの存在下で行う。抽出槽６内の圧力は、抽出の際の温度や用いる溶剤の蒸気圧にもよるが、１．０〜２．０ＭＰａが好ましい。抽出槽６内の圧力が溶剤の蒸気圧より低い場合には、溶剤が揮発して液相に閉じ込められず、抽出できない。溶剤を液相に閉じ込めるには、溶剤の蒸気圧より高い圧力が必要となる。一方、圧力が高すぎると、機器のコスト、運転コストが高くなり、経済的ではない。
【００２３】
（分離工程）
分離工程は、抽出工程で得られたスラリーを、重力沈降法により、溶剤に可溶な石炭成分が溶解した溶液と、溶剤に不溶な石炭成分（溶剤不溶成分、例えば灰分）が濃縮した固形分濃縮液（溶剤不溶成分濃縮液）とに分離する工程である。この分離工程は、図１中、重力沈降槽７で実施される。抽出工程で得られたスラリーは、重力沈降槽７内で、重力にて、溶液としての上澄み液と、固形分濃縮液とに分離される。重力沈降槽７の上部の上澄み液は、必要に応じてフィルターユニット８を経て、溶剤分離器９へ排出されるとともに、重力沈降槽７の下部に沈降した固形分濃縮液は溶剤分離器１０へ排出される。
【００２４】
重力沈降法は、スラリーを槽内に保持することにより、重力を利用して溶剤不溶成分を沈降・分離させる方法である。溶剤に可溶な石炭成分が溶解した溶液よりも比重が大きい、溶剤不溶成分（例えば灰分）は重力沈降槽７の下部に重力により沈降する。スラリーを槽内に連続的に供給しながら、上澄み液を上部から、固形分濃縮液を下部から連続的に排出することにより、連続的な分離処理が可能である。
【００２５】
重力沈降槽７内は、石炭から溶出した溶剤可溶成分の再析出を防止するため、保温（または加熱）したり、加圧したりしておくことが好ましい。保温（加熱）温度は、例えば、３００〜３８０℃であり、槽内圧力は、例えば、１．０〜３．０ＭＰａとされる。
【００２６】
なお、抽出工程で得られたスラリーから、溶剤に溶解している石炭成分を含む溶液を分離する方法として、重力沈降法以外に、濾過法、遠心分離法などがある。
【００２７】
（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液（上澄み液）から溶剤を蒸発分離して無灰炭（ＨＰＣ）を得る工程である。この無灰炭取得工程は、無灰炭混合物取得工程と、無灰炭乾燥工程とを有している。
【００２８】
＜無灰炭混合物取得工程＞
無灰炭混合物取得工程は、分離工程で分離された溶液から溶剤を蒸発分離することで、無灰炭に溶剤が残存してなる無灰炭混合物を得る工程である。この無灰炭混合物取得工程は、図１中、溶剤分離器９で実施される。重力沈降槽７で分離された溶液は、フィルターユニット８で濾過された後、溶剤分離器９に供給され、溶剤分離器９内で上澄み液から溶剤が蒸発分離される。ここで、溶液からの溶剤の蒸発分離は、窒素などの不活性ガスの存在下で行うことが好ましい。本実施形態において、溶剤分離器９は、フラッシュ蒸留法に用いられるフラッシュ蒸留槽である。フラッシュ蒸留法は、窒素ガス雰囲気にされた槽内に溶液を噴霧させて溶剤を蒸発分離するものである。
【００２９】
溶液（上澄み液）から溶剤を分離する方法は、フラッシュ蒸留法に限定されず、一般的な蒸留法、蒸発法などを用いることができる。溶剤分離器９にて分離された溶剤は、溶剤タンク２に戻されて、循環して繰り返し使用される。なお、溶剤を循環使用することは好ましいが必須ではない（後述する副生炭取得工程においても同様）。上澄み液から溶剤を分離することで、無灰炭に溶剤が、おおよそ２０重量％〜３０重量％の割合で残存してなる無灰炭混合物を得ることができる。
【００３０】
＜無灰炭乾燥工程＞
無灰炭乾燥工程は、無灰炭と溶剤との混合物である無灰炭混合物から残存する溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る工程である。この無灰炭乾燥工程は、図１中、ドライヤ１１で実施される。溶剤分離器９で得られた無灰炭混合物は、ドライヤ１１に供給され、ドライヤ１１内で無灰炭混合物から残存する溶剤が蒸発分離される。無灰炭混合物からの溶剤の蒸発分離は、窒素などの不活性ガスの存在下で行うことが好ましい。本実施形態において、ドライヤ１１は、キャリアガスとしての窒素ガスが内部を流通するスチームチューブドライヤである。無灰炭混合物から残存する溶剤を分離することで、実質的に灰分を含まない無灰炭（ＨＰＣ）を得ることができる。
【００３１】
無灰炭は、灰分をほとんど含まず、水分は皆無であり、原料石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（流動性）が大幅に改善され、原料石炭が軟化溶融性を有しなくとも、得られた無灰炭（ＨＰＣ）は良好な軟化溶融性を有する。したがって、無灰炭は、例えばコークス原料の配合炭として使用することができる。また、灰分をほとんど含まない無灰炭は、燃焼効率が高く且つ石炭灰の発生を低減できるので、ガスタービン燃焼による高効率複合発電システムのガスタービン直噴燃料としての用途も注目されている。
【００３２】
ここで、本実施形態においては、内部が窒素ガス雰囲気にされたドライヤ１１内に酸素を供給することで、窒素ガス中に混入させた酸素で無灰炭の表面の一部を酸化させている。なお、無灰炭の表面の全部を酸化させてもよい。窒素ガス中への酸素の混入割合は、酸化処理する無灰炭の量や温度、窒素ガスの流通量などの条件にもよるが、例えば、２１体積％以下程度にすることができる。
【００３３】
従来、石炭を低温（室温〜３８０℃付近）で酸化させると、流動性（軟化溶融性）および膨張性が低下することが知られている。そこで、無灰炭の表面の少なくとも一部を酸化させることで、無灰炭の流動性および膨張性をコークス製造に適した値まで低下させる。こうすれば、無灰炭のみからコークスを製造することができるようになる。
【００３４】
なお、無灰炭の表面を酸化させる方法としては、溶剤分離器９内に酸素を混入させることで、無灰炭混合物に含まれる無灰炭の表面を酸化させる方法と、ドライヤ１１内に酸素を混入させることで、無灰炭の表面を酸化させる方法と、ドライヤ１１から排出された無灰炭の表面を酸化させる方法とがある。ここで、溶剤分離器９で得られる無灰炭混合物よりも、ドライヤ１１で得られる無灰炭の方が、含有する溶剤の量が少ない。そのため、無灰炭混合物よりも無灰炭の方が、表面に酸素が触れ易く、酸化し易い。また、ドライヤ１１から排出された無灰炭よりも、ドライヤ１１内の無灰炭の方が、温度が高いので酸化し易い。以上の理由から、ドライヤ１１内に酸素を混入させる方法が、無灰炭の表面を酸化させる方法として最適である。さらに、ドライヤ１１がスチームチューブドライヤであれば、流通する窒素ガスの流れに乗って酸素が拡散されることで、無灰炭の表面に酸素が一層触れ易くなる。
【００３５】
（副生炭取得工程）
副生炭取得工程は、分離工程で分離された固形分濃縮液から溶剤を蒸発分離して副生炭を得る工程である。この副生炭取得工程は、副生炭混合物取得工程と、副生炭乾燥工程とを有している。
【００３６】
＜副生炭混合物取得工程＞
副生炭混合物取得工程は、分離工程で分離された固形分濃縮液から溶剤を蒸発分離することで、副生炭に溶剤が残存してなる副生炭混合物を得る工程である。この副生炭混合物取得工程は、図１中、溶剤分離器１０で実施される。重力沈降槽７で分離された固形分濃縮液は溶剤分離器１０に供給され、溶剤分離器１０内で固形分濃縮液から溶剤が蒸発分離される。ここで、固形分濃縮液からの溶剤の蒸発分離は、窒素などの不活性ガスの存在下で行うことが好ましい。本実施形態において、溶剤分離器１０は、フラッシュ蒸留法に用いられるフラッシュ蒸留槽である。
【００３７】
固形分濃縮液から溶剤を分離する方法は、フラッシュ蒸留法に限定されず、前記した無灰炭取得工程と同様に、一般的な蒸留法、蒸発法を用いることができる。溶剤分離器１０にて分離された溶剤は、溶剤タンク２に戻されて、循環して繰り返し使用される。固形分濃縮液から溶剤を分離することで、副生炭に溶剤が、おおよそ５重量％〜１０重量％の割合で残存してなる副生炭混合物を得ることができる。
【００３８】
＜副生炭乾燥工程＞
副生炭乾燥工程は、副生炭混合物から残存する溶剤を蒸発分離して副生炭を得る工程である。この副生炭乾燥工程は、図１中、ドライヤ１２で実施される。溶剤分離器１０で得られた副生炭混合物は、ドライヤ１２に供給され、ドライヤ１２内で副生炭混合物から残存する溶剤が蒸発分離される。副生炭混合物からの溶剤の蒸発分離は、窒素などの不活性ガスの存在下で行うことが好ましい。本実施形態において、ドライヤ１２は、キャリアガスとしての窒素ガスが内部を流通するスチームチューブドライヤである。副生炭混合物から残存する溶剤を分離することで、灰分などを含む溶剤不溶成分が濃縮された副生炭（ＲＣ、残渣炭ともいう）を得ることができる。
【００３９】
副生炭は、灰分が含まれるものの水分が皆無であり、発熱量も十分に有している。副生炭は軟化溶融性を示さないが、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。したがって、この副生炭は、通常の非微粘結炭と同様に、コークス原料の配合炭の一部として使用することができ、また、コークス原料炭とせずに、各種の燃料用として使用することも可能である。
【００４０】
ここで、本実施形態においては、内部が窒素ガス雰囲気にされたドライヤ１２内に酸素を供給することで、窒素ガス中に混入させた酸素で副生炭の表面の一部を酸化させている。なお、副生炭の表面の全部を酸化させてもよい。窒素ガス中への酸素の混入割合は、酸化処理する副生炭の量や温度、窒素ガスの流通量などの条件にもよるが、例えば、２１体積％以下程度にすることができる。
【００４１】
一般に、石炭は酸化すると発熱し、発熱が激しくなると自然発火する。そして、副生炭は溶剤に不溶な未溶解成分であり細孔が発達した構造を有するため、自然発火性が高い。そこで、副生炭を得る際に副生炭の表面をある程度酸化させておくことで、その後に副生炭が酸化する絶対量を減少させる。これにより、副生炭を自然発火しにくくすることができる。
【００４２】
なお、副生炭の表面を酸化させる方法としては、溶剤分離器１０内に酸素を混入させることで、副生炭混合物に含まれる副生炭の表面を酸化させる方法と、ドライヤ１２内に酸素を混入させることで、副生炭の表面を酸化させる方法と、ドライヤ１２から排出された副生炭の表面を酸化させる方法とがある。ここで、溶剤分離器１０で得られる副生炭混合物よりも、ドライヤ１２で得られる副生炭の方が、含有する溶剤の量が少ない。そのため、副生炭混合物よりも副生炭の方が、表面に酸素が触れ易く、酸化し易い。また、ドライヤ１２から排出された副生炭よりも、ドライヤ１２内の副生炭の方が、温度が高いので酸化し易い。以上の理由から、ドライヤ１２内に酸素を混入させる方法が、副生炭の表面を酸化させる方法として最適である。さらに、ドライヤ１２がスチームチューブドライヤであれば、流通する窒素ガスの流れに乗って酸素が拡散されることで、副生炭の表面に酸素が一層触れ易くなる。
【００４３】
（流動性測定）
次に、溶剤を５重量％含有する無灰炭を原料とし、原料の表面の一部を酸化させた無灰炭と原料とで、流動性をそれぞれ測定した。具体的には、無灰炭取得工程において、スチームチューブドライヤにより無灰炭混合物から残存する溶剤を蒸発分離して、原料である無灰炭を得るとともに、スチームチューブドライヤ内を流通する窒素ガス中に所定濃度の酸素を混入させることで、原料の表面の一部を酸化させた無灰炭を得た。両者について、ギーセラー流動度を測定した。その結果を図２に示す。
【００４４】
ここで、スチームチューブドライヤについて説明する。スチームチューブドライヤ１１は、図３に示すように、長尺円筒状の本体１２と、モータ等の駆動手段１３と、多数のスチームチューブ１４と、を有している。本体１２は、その中心線Ｏに沿って一端（図中左端）から他端（図中右端）に向かうに従って僅かに下向きになるように横方向に配されている。駆動手段１３は、本体１２をその中心線Ｏ回りに回転可能に支持している。多数のスチームチューブ１４は、本体１２の内壁側にそれぞれ中心線Ｏに平行に延びるように、かつ中心線Ｏを中心に同心円をなすように周方向および径方向に複数ずつ配列されて取り付けられており、内部に加熱媒体である蒸気が流通させられる。
【００４５】
また、本体１２の一端側には、モータ等の駆動手段１７により駆動されるスクリュウフィーダ１８が設けられている。このスクリュウフィーダ１８には、乾燥させられる処理物（無灰炭混合物）Ｗが供給される供給口１５と、キャリアガスである窒素ガスＧが吸引される吸引口１６とが設けられている。スクリュウフィーダ１８は、本体１２の回転を許容しつつスチームチューブ１４の内周側に挿入されるように本体１２に対して気密に配設されている。
【００４６】
一方、本体１２の他端側には、ボックス２１が設けられている。このボックス２１は、スチームチューブドライヤ１１によって乾燥された処理物（無灰炭）Ｗの排出口１９を下部に備えるとともに、窒素ガスＧの排気口２０を上部に備えている。ボックス２１は、本体１２の回転を許容しつつ本体１２内を気密に維持可能に配設されている。また、本体１２の他端には、多数のスチームチューブ１４への蒸気の供給管２２とドレン管２３とが設けられている。
【００４７】
このようなスチームチューブドライヤ１１において、スクリュウフィーダ１８の供給口１５から供給された処理物（無灰炭混合物）Ｗは、このスクリュウフィーダ１８によって本体１２の一端側から多数のスチームチューブ１４の内周に供給され、この本体１２の回転によって多数のスチームチューブ１４に接触しながら転動しつつ他端側に送り出され、その間にスチームチューブ１４を介して蒸気により間接的に加熱されて乾燥させられ、本体１２の他端側の排出口１９から乾燥した処理物（無灰炭）Ｗとして排出される。また、この乾燥によって処理物（無灰炭混合物）Ｗから蒸発した溶剤は、本体１２の一端側のスクリュウフィーダ１８の吸引口１６から吸引された窒素ガスＧとともに、同じく本体１２の他端側の排気口２０から排出され、回収される。
【００４８】
本実施形態においては、窒素ガスＧの流量を１．０Ｎｍ３／ｈ、本体１２内での処理物（無灰炭混合物）Ｗの滞留時間を９０分、スチーム圧力を２．５５ＭＰａ（２２５℃）として、無灰炭混合物から残存する溶剤を蒸発分離させた。そして、本体１２の片側を大気開放することで、酸素が微量に存在するようにした。
【００４９】
図２に示すように、原料は３２０℃付近から４３０℃付近の範囲において測定限界値に達した。一方、表面の一部が酸化された無灰炭は、３２０℃付近で原料のおよそ半分の流動性を示した。また、表面の一部が酸化された無灰炭は、３８０℃付近から４１０℃付近の範囲において測定限界値に達し、４１０℃よりも高い温度域では測定限界値よりも低い流動性を示した。このことから、無灰炭の表面を酸化させることで、無灰炭の流動性が低下することがわかる。
【００５０】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る無灰炭の製造方法によると、溶液から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る際に、無灰炭の表面を酸化させる。ここで、石炭を低温（室温〜３８０℃付近）で酸化させると、流動性（軟化溶融性）および膨張性が低下することが知られている。そこで、無灰炭の表面を酸化させることで、無灰炭の流動性および膨張性をコークス製造に適した値まで低下させる。こうすれば、無灰炭のみからコークスを製造することができるようになる。このように、無灰炭の表面を酸化させることで、無灰炭の流動性および膨張性を低下させることができる。
【００５１】
また、不活性ガス中に混入させた酸素で無灰炭の表面を酸化させる。不活性ガス中であれば、無灰炭の表面が酸素と反応し易くなるので、無灰炭の表面を好適に酸化させることができる。
【００５２】
また、無灰炭混合物取得工程で得られる無灰炭混合物よりも、無灰炭乾燥工程で得られる無灰炭の方が、含有する溶剤の量が少ない。そのため、無灰炭混合物よりも無灰炭の方が、表面に酸素が触れ易い。そこで、無灰炭乾燥工程において無灰炭の表面を酸化させることで、無灰炭の表面を好適に酸化させることができる。
【００５３】
また、固形分濃縮液から溶剤を蒸発分離して副生炭を得る際に、副生炭の表面を酸化させる。一般に、石炭は酸化すると発熱し、発熱が激しくなると自然発火する。そして、副生炭は溶剤に不溶な未溶解成分であり細孔が発達した構造を有するため、自然発火性が高い。そこで、副生炭を得る際に副生炭の表面をある程度酸化させておくことで、その後に副生炭が酸化する絶対量を減少させる。これにより、副生炭を自然発火しにくくすることができる。
【００５４】
また、不活性ガス中に混入させた酸素で副生炭の表面を酸化させる。不活性ガス中であれば、副生炭の表面が酸素と反応し易くなるので、副生炭の表面を好適に酸化させることができる。
【００５５】
また、副生炭混合物取得工程で得られる副生炭混合物よりも、副生炭乾燥工程で得られる副生炭の方が、含有する溶剤の量が少ない。そのため、副生炭混合物よりも副生炭の方が、表面に酸素が触れ易い。そこで、副生炭乾燥工程において副生炭の表面を酸化させることで、副生炭の表面を好適に酸化させることができる。
【００５６】
（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５７】
１  石炭ホッパ
２  溶剤タンク
３  スラリー調製槽
４  移送ポンプ
５  予熱器
６  抽出槽
７  重力沈降槽
８  フィルターユニット
９，１０  溶剤分離器
１１，１２  ドライヤ
１００  無灰炭製造設備
【図１】
2014152307.tif 000002
【図２】
2014152307.tif 000003
【図３】
2014152307.tif 000004