(57)【要約】【課題】  簡便な手段でコールタールの粘度を低下させ、コールタール中の固形物を効率的かつ安価に分離して除去する方法を提供する。【解決手段】  コールタールを蒸留して得られる吸収油を粘度低下剤としてコールタールに添加し、コールタールと粘度低下剤との混合液を遠心分離機に装入して遠心分離を行ない、分離された固形物を除去した混合液を蒸留塔に送給し、混合液から粘度低下剤を分離してコールタールを回収する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離機を用いて、コールタールに含まれる固形物を分離して除去するコールタール中の固形物の分離除去方法において、コールタールを蒸留して得られる吸収油を粘度低下剤として前記コールタールに添加し、前記コールタールと前記粘度低下剤との混合液を遠心分離機に装入して遠心分離を行ない、分離された前記固形物を除去した前記混合液を蒸留塔に送給し、前記混合液から前記粘度低下剤を分離して前記コールタールを回収することを特徴とするコールタール中の固形物の分離除去方法。
【請求項２】
前記粘度低下剤の含有量が、前記遠心分離を行なう前の前記混合液の質量に対して10〜15質量％の範囲内を満足することを特徴とする請求項１に記載のコールタール中の固形物の分離除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭を乾留する際に発生するコールタールに含まれる固形物（いわゆるアッシュ）を分離して除去する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭を乾留する際に乾留設備（たとえばコークス炉等）から排出されるガス（たとえばコークス炉ガス等）にはコールタールが含まれている。コールタールは、乾留設備から排出されるガスを回収して抽出する。しかし、石炭を乾留するとアッシュと呼ばれる固形物（たとえば灰分等）が発生して、ガスとともに排出され、ガスを回収して抽出したコールタール中に混入する。そのため、コールタールを利用するに先立って、コールタール中の固形物を除去する必要がある。
【０００３】
コールタール中の固形物を除去する技術は、従来から種々提案されている。これらの技術は、重力を利用した沈降分離（たとえば特許文献１，２，３参照）と遠心力を利用した遠心分離（たとえば特許文献４参照）に大別される。
沈降分離は、コールタールを貯留槽に収容して静止させ、固形物が底部に沈降した後、貯留槽からコールタールを取り出す技術である。しかしながらコールタールは粘度が高いので、固形物が沈降するには長時間を要する。したがって沈降分離では、単位時間あたりの分離能力が低いので、それを補うために貯留槽の容量を増大させる必要がある。
【０００４】
遠心分離は、コールタールを遠心分離機（たとえばスーパーデカンター等）に装入して高速で回転させ、固形物が遠心力方向に分離した後、遠心分離機からコールタールを取り出す技術である。しかしながらコールタールは粘度が高いので、固形物がコールタール中を移動するには長時間を要する。したがって遠心分離では、単位時間あたりの分離能力が低いので、それを補うために遠心分離機の回転速度を増加させる必要がある。
【０００５】
上記のような固形物の分離能力を向上するための対策（すなわち沈降分離における貯留槽の容量の増大，遠心分離における遠心分離機の回転速度の増加）は、いずれも大幅な設備投資が必要となるばかりでなく、メンテナンスの負荷も増大する。
固形物を分離するにあたってコールタールを昇温すれば粘度が低下するので、上記のような固形物の分離能力を向上するための対策は不必要である。しかし貯留槽や遠心分離機に、加熱装置と保温装置を付設する必要があるので、やはり大幅な設備投資が必要となるばかりでなく、メンテナンスの負荷も増大する。
【０００６】
そこで、粘度を低下させるための添加剤（以下、粘度低下剤という）をコールタールに添加することによって粘度を低下させる技術が検討されている。
特許文献５には、粗コールタールから分離したコールタールを添加してスラッジの粘性を低下させた後、スラッジを分離する技術が開示されている。この技術は、粗コールタールに静置分離（すなわち沈降分離）と遠心分離とを順次施し、分離されたスラッジにコールタールを添加することによってスラッジの粘性を低下させて処理する技術である。
【０００７】
しかしながら特許文献５に開示された技術では、粗コールタールからスラッジを分離するために静置分離器および遠心分離機を共に設置しなければならないので、やはり大幅な設備投資が必要となるばかりでなく、メンテナンスの負荷も増大する。
【特許文献１】特公平4-1792号公報
【特許文献２】特許第3308179 号公報
【特許文献３】特開平3-70792 号公報
【特許文献４】特開平6-33068 号公報
【特許文献５】特開2002-12872号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記のような問題を解消し、簡便な手段でコールタールの粘度を低下させ、遠心分離のみでコールタール中の固形物を効率的かつ安価に分離して除去する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者は、コークス炉で石炭を乾留し、発生したコークス炉ガスから抽出されたコールタールに粘度低下剤を添加して、コールタールの粘度を低下させ、さらに固形物を分離除去する技術について鋭意研究した。粘度添加剤としては、コールタールに溶解し、コールタールの粘度を低下させる物質を使用して種々実験を行なった。その結果、コールタールを蒸留して得られる吸収油を粘度低下剤としてコールタールに添加することによって、粘度を低下させることが可能であるという知見を得た。
【００１０】
粘度低下剤を添加することによって、加熱せずに、コールタールの粘度を低下できるので、加熱装置や保温装置を付設する必要はなく、設備投資やメンテナンスを軽減できる。さらに、粘度を低下させたコールタールを遠心分離機に装入して、遠心分離を行なうことによって固形物を効率良く分離して除去できる。
本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００１１】
すなわち本発明は、遠心分離機を用いて、コールタールに含まれる固形物を分離して除去するコールタール中の固形物の分離除去方法において、コールタールを蒸留して得られる吸収油を粘度低下剤としてコールタールに添加し、コールタールと粘度低下剤との混合液を遠心分離機に装入して遠心分離を行ない、分離された固形物を除去した混合液を蒸留塔に送給し、混合液から粘度低下剤を分離してコールタールを回収するコールタール中の固形物の分離除去方法である。
【００１２】
本発明では、粘度低下剤の含有量が、遠心分離を行なう前の混合液の質量に対して10〜15質量％の範囲内を満足することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡便な手段でコールタールの粘度を低下させ、遠心分離のみでコールタール中の固形物を効率的かつ安価に分離して除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明を適用する装置の例を模式的に示すフロー図である。
本発明では、図１に示すように、コールタール１に粘度低下剤２を添加した混合液３を遠心分離機６に装入して、遠心分離を行なう。粘度低下剤２は、コールタールを蒸留して得られる吸収油を使用する。吸収油を使用すれば、粘度低下剤２の材料費のみならず運搬費を削減できる。
【００１５】
遠心分離機６に装入される混合液３の粘度は、粘度低下剤２がその効果を発揮することによって、コールタール１に比べて低下する。
粘度低下剤２（すなわち吸収油）を使用するにあたって、下記の (1)式で算出される吸収油の含有量が、遠心分離を行なう前の混合液３の質量に対して10〜15質量％の範囲内を満足する必要がある。吸収油の含有量が10質量％未満では、粘度低減の効果が小さく、固形物の分離効果が低い。一方、吸収油の含有量が15質量％を超えると、総量が増えるため、蒸留する際のコストアップとなる。
【００１６】
吸収油の含有量（質量％）＝ 100×Ｍ2 ／Ｍmix 
＝ 100×Ｍ2 ／（Ｍ1 ＋Ｍ2 ＋Ｍ3 ）    ・・・ (1)
Ｍmix ：混合液の質量（kg）
Ｍ1  ：コールタールの質量（kg）
Ｍ2  ：吸収油の質量（kg）
Ｍ3  ：固形物の質量（kg）
遠心分離機６は、従来から知られているスーパーデカンター等の装置を使用する。遠心分離機６に装入される混合液３の粘度は低下しているので、混合液３中の固形物（すなわちコールタール中に混入していた固形物）を効率良く分離できる。したがって本発明で使用する遠心分離機６は、必ずしも回転速度の増加等の改造を施す必要はない。ただし遠心分離機６の回転速度を増加すれば、固形物の分離に要する時間が短縮されて、効率が一層向上することは言うまでもない。
【００１７】
なお、コールタール１に粘度低下剤２を添加して、コールタール１の粘度を低下させれば、沈降分離を採用することも可能である。しかし本発明では、固形物を効率良く（すなわち短時間で）分離するために、遠心分離を採用する。
遠心分離機６に装入された混合液３は、高速で回転することによって遠心力が付加される。その結果、混合液３中の固形物は回転軸から遠方へ移動していき、回転の中心部では固形物が減少する。このようにして固形物を分離した混合液３を遠心分離機６から取り出すことによって、固形物の少ない混合液３を得ることができる。分離された固形物は、スラッジ４として遠心分離機６から排出される。
【００１８】
遠心分離機６から取り出された混合液３は、蒸留塔７へ送給される。蒸留塔７では、混合液３を蒸留することによって、コールタール１と粘度低下剤２を分離する。すなわち、コールタール１と粘度低下剤２の沸点の温度差を利用して、蒸留塔７内でいずれか片方を蒸発させ、他方を蒸発させずに分離する。図１には、コールタール１を蒸発させずに留分として回収し、吸収油２を蒸発させてガスとして回収する例を示した。この方法は、コールタール１の沸点が粘度低下剤２より高い場合に採用する。
【００１９】
また、コールタール１の沸点が粘度低下剤２より低い場合には、コールタール１を蒸発させてガスとして回収し、吸収油２を蒸発させずに留分として回収する。その例については図示を省略する。
本発明で使用する蒸留塔７は、必ずしも新たな設備を設置する必要はない。従来からコークス炉ガスの精製工程に設置されている蒸留塔を使用して、コールタール１と粘度低下剤２とを分離することは可能である。ただし、コールタール１と粘度低下剤２とを分離するための専用設備を設置すれば、コールタール１の回収効率が改善される。
【００２０】
以上に説明した通り、本発明を適用することによって、大幅な設備投資を必要とせず、コールタール１中の固形物をコールタール中の固形物を効率的かつ安価に分離して除去できる。
【実施例】
【００２１】
コークス炉ガスを回収してコールタールを抽出し、図１に示す装置を用いて、そのコールタール中の固形物を除去した。その手順を以下に説明する。
コールタール１に粘度低下剤２を添加して、混合液３とした。粘度低下剤２は、コールタールを蒸留して得られる吸収油を使用した。粘度低下剤２（すなわち吸収油）とコータルタール１の混合比は、コールタール１の質量（固形物を含む）を 100質量部とし、吸収油を15質量部とした。この混合比を (1)式によって吸収油の含有量に換算すると、13.0質量％である。
【００２２】
コールタール１，粘度低下剤２および混合液３の80℃における粘度は、表１に示す通りである。表１から明らかなように、混合液３の粘度は、コールタール１に比べて低下した。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
この混合液３を遠心分離機６に装入して、遠心分離を行なった。遠心分離機６はスーパーデカンターを使用し、回転速度3000回／分で１分間、遠心分離を行なった。遠心分離によって固形物を除去した混合液３を蒸留塔７へ送給して、コールタール１と粘度低下剤２を分離した。こうして蒸留塔７から回収したコールタール１中の固形物の含有量を調査した。その結果を、精製したコールタールの固形物含有量として表２に示す。これを発明例とする。
【００２５】
一方、比較例として、粘度低下剤２（すなわち吸収油）を添加せず、コータルタール１を遠心分離機６に装入して、遠心分離を行なった。遠心分離機６は、発明例と同様にスーパーデカンターを使用し、発明例と同様に回転速度3000回／分で１分間、遠心分離を行なった。遠心分離によって固形物を除去したコールタール１は吸収油を分離する必要がないので蒸留塔７へ送給せず、固形物の含有量を調査した。その結果を、精製したコールタールの固形物含有量として表２に示す。
【００２６】
なお、コークス炉ガスから抽出したコールタール１中の固形物の含有量は、素材のコールタールの固形物含有量として表２に示す通りである。コールタール中の固形物の含有量は下記の (2)式で算出される値である。
固形物の含有量（質量％）＝ 100×Ｍ3 ／（Ｍ1 ＋Ｍ3 ）         ・・・ (2)
Ｍ1  ：コールタールの質量（kg）
Ｍ3  ：固形物の質量（kg）
【００２７】
【表２】
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【００２８】
表２から明らかなように、コールタール中の固形物含有量は、発明例の方が低減している。
表２に示した発明例の精製したコールタールの固形物含有量は、上記の通り、回転速度3000回／分で１分間、遠心分離を行なった場合のデータである。遠心分離を行なう際の回転速度の増加あるいは処理時間の延長によって、精製したコールタールの固形物含有量を一層低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を適用する装置の例を模式的に示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  コールタール
２  粘度低下剤
３  混合液
４  スラッジ
５  ポンプ
６  遠心分離機
７  蒸留塔
【図１】
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