(57)【要約】【課題】ガス化反応性が高くかつ揮発分が少ないガス化用炭材の製造方法及びガス化用炭材を提供する。【解決手段】本発明のガス化用炭材の製造方法は、熱分解反応により水素及び一酸化炭素を主成分とする燃料ガスを生成するガス化用炭材の製造方法であって、石炭及び溶剤を混合する工程と、混合工程で得られるスラリーを加熱する工程と、加熱工程で得られるスラリーから溶剤不溶成分が濃縮した固形分を分離する工程と、分離工程で得られる固形分を乾燥する工程とを備え、乾燥工程で得られるガス化用炭材の灰分が１２質量％以上３０質量％以下、燃料比が２．０以上５．０以下、細孔容積が０．８ｍＬ／ｇ以上である。本発明のガス化用炭材は、熱分解反応により水素及び一酸化炭素を主成分とする燃料ガスを生成するガス化用炭材であって、灰分が１２質量％以上３０質量％以下、燃料比が２．０以上５．０以下、細孔容積が０．８ｍＬ／ｇ以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分解反応により水素及び一酸化炭素を主成分とする燃料ガスを生成するガス化用炭材の製造方法であって、
石炭及び溶剤を混合する工程と、
上記混合工程で得られるスラリーを加熱する工程と、
上記加熱工程で得られるスラリーから溶剤不溶成分が濃縮した固形分を分離する工程と、
上記分離工程で得られる固形分を乾燥する工程と
を備え、
上記乾燥工程で得られるガス化用炭材の灰分が１２質量％以上３０質量％以下、燃料比が２．０以上５．０以下、細孔容積が０．８ｍＬ／ｇ以上であることを特徴とするガス化用炭材の製造方法。
【請求項２】
熱分解反応により水素及び一酸化炭素を主成分とする燃料ガスを生成するガス化用炭材であって、
灰分が１２質量％以上３０質量％以下、燃料比が２．０以上５．０以下、細孔容積が０．８ｍＬ／ｇ以上であることを特徴とするガス化用炭材。
【請求項３】
揮発分が３０質量％以下である請求項２に記載のガス化用炭材。
【請求項４】
炭素に対する水素の原子数比が０．７以下である請求項１又は請求項２に記載のガス化用炭材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化用炭材及びガス化用炭材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭のガス化は、石炭をガス化炉内で蒸し焼きにして熱分解反応を起こさせ、水素や一酸化炭素を主成分とするガスを生産する技術であり、高効率な石炭ガス化複合発電や水素製造に用いられる次世代石炭利用技術として期待されている。
【０００３】
例えば石炭をガス化して生じる生成ガスを利用するガス化発電システムとして、シフト蒸気を用いて上記生成ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変換するシフト反応器と、シフト反応後の上記生成ガス中の水分を除去するノックアウトドラムと、シフト反応後の上記生成ガスを燃料とするガスタービンとを備えるものが提案されている（特開２０１２−３６８６３号公報参照）。このガス化発電システムは、シフト反応器で反応しなかった余剰水蒸気を系外に排出せずにシフト反応蒸気として再利用することで、石炭のガス化により発生する熱エネルギーを有効に利用し、発電効率の向上を図っている。
【０００４】
ここで、石炭のガス化を高温で行う場合、高温雰囲気を生成するために石炭を部分燃焼させるが、この石炭の部分燃焼により石炭が持つエネルギーの一部が失われる。この部分燃焼による石炭が持つエネルギーの消失は、石炭のガス化を比較的低温で行うことで低減できる。そのため、流動層のガス化炉では比較的低温の１０００℃以下で操作される場合があるが、この場合、揮発分の熱分解で生成するタールに起因する閉塞等の不都合が生じ易い。従って、このようなガス化炉で用いるガス化用炭材としては、１０００℃以下のような比較的低温でもガス化が進行する高いガス化反応性、及び揮発分が少ないことが要求される。しかし、ガス化反応性が高くかつ揮発分が少ないガス化用炭材は、ほとんど存在しないことが実情である。例えばガス化反応性の高い褐炭や亜瀝青炭などは揮発分が多いため、これらをガス化用炭材として用いた場合、揮発分の熱分解でタールが生成され易く、タールに起因する閉塞等を抑制することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−３６８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、ガス化反応性が高くかつ揮発分が少ないガス化用炭材及びガス化用炭材の製造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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた発明は、熱分解反応により水素及び一酸化炭素を主成分とする燃料ガスを生成するガス化用炭材の製造方法であって、石炭及び溶剤を混合する工程と、上記混合工程で得られるスラリーを加熱する工程と、上記加熱工程で得られるスラリーから溶剤不溶成分が濃縮した固形分を分離する工程と、上記分離工程で得られる固形分を乾燥する工程とを備え、上記乾燥工程で得られるガス化用炭材の灰分が１２質量％以上３０質量％以下、燃料比が２．０以上５．０以下、細孔容積が０．８ｍＬ／ｇ以上であることを特徴とするガス化用炭材の製造方法である。
【０００８】
当該ガス化用炭材の製造方法により得られるガス化用炭材は、灰分及び燃料比が上記範囲内であることで揮発分を一定値以下に抑制しつつ、細孔容積が上記範囲内であることで、比較的高いガス化反応性が得られる。そのため、当該ガス化用炭材の製造方法により製造したガス化用炭材は、比較的低温でもガス化を効率的に進行させつつ、揮発分の熱分解によるタールの生成を抑制できるため、タールに起因する閉塞等の不都合が生じ難い。このように、当該ガス化用炭材の製造方法により、ガス化反応性が高くかつ揮発分が少ないガス化用炭材を容易に製造できる。ここで、「灰分」とは、無水ベース（ｄｂ；Ｄｒｙ  Ｂａｓｉｓ）での百分率を意味する。「燃料比」とは、ＪＩＳ−Ｍ８８１２（２００４）の工業分析方法に準拠して測定される揮発分に対する固定炭素の比（固定炭素［質量％］／揮発分［質量％］）を意味する。「細孔容積」とは、ＪＩＳ−Ｒ１６５５（２００３）に準拠して水銀圧入法により測定される値である。
【０００９】
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、熱分解反応により水素及び一酸化炭素を主成分とする燃料ガスを生成するガス化用炭材であって、灰分が１２質量％以上３０質量％以下、燃料比が２．０以上５．０以下、細孔容積が０．８ｍＬ／ｇ以上であることを特徴とするガス化用炭材である。
【００１０】
当該ガス化用炭材は、灰分及び燃料比が上記範囲内であることで揮発分が一定値以下に抑制されつつ、細孔容積が上記範囲内であることで、比較的高いガス化反応性が得られる。これにより、当該ガス化用炭材は、ガス化反応性が高くかつ揮発分が少ない。そのため、当該ガス化用炭材は、比較的低温でもガス化を効率的に進行させつつ、揮発分の熱分解によるタールの生成を抑制できるため、タールに起因する閉塞等の不都合が生じ難い。
【００１１】
当該ガス化用炭材の揮発分としては、３０質量％以下が好ましい。このように、揮発分が上記上限以下であると、揮発分の熱分解によるタールの生成をより抑制でき、タールに起因する閉塞等の発生をより抑制できる。ここで、「揮発分」とは、無水ベース（ｄｂ）での百分率を意味する。
【００１２】
当該ガス化用炭材の炭素に対する水素の原子数比としては、０．７以下が好ましい。このように、炭素に対する水素の原子数比が上記上限以下であると、揮発分をより低減し易い。そのため、揮発分の熱分解によるタールの生成をより抑制でき、タールに起因する閉塞等の発生をより抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明のガス化用炭材の製造方法は、ガス化反応性が高くかつ揮発分が少ないガス化用炭材を製造できる。また、本発明のガス化用炭材は、ガス化反応性が高くかつ揮発分が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス化用炭材の製造プロセスの一例を示す概略図である。
【図２】実施例で用いる石炭ガス化反応試験装置を示す概略図である。
【図３】実施例におけるガス化用炭材の細孔径に対する細孔容積の積分値を示すグラフである。
【図４】実施例におけるガス化時間に対する石炭チャー転換率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るガス化用炭材及びガス化用炭材の製造方法の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
［ガス化用炭材の製造方法］
当該ガス化用炭材の製造方法は、熱分解反応により水素及び一酸化炭素を主成分とする燃料ガスを生成するガス化用炭材の製造方法である。当該ガス化用炭材の製造方法は、石炭及び溶剤を混合する工程（混合工程）と、上記混合工程で得られるスラリーを加熱する工程（加熱工程）と、上記加熱工程で得られるスラリーから溶剤不溶成分が濃縮した固形分を分離する工程（分離工程）と、上記分離工程で得られる固形分を乾燥する工程（乾燥工程）とを主に備える。また、当該ガス化用炭材の製造方法は、上記分離工程で得られる溶剤可溶成分が溶解した上澄み液からの溶剤の分離により無灰炭を得る工程（無灰炭分離工程）を備える。
【００１７】
当該ガス化用炭材の製造方法は、例えば図１に示すガス化用炭材製造装置を用いて行うことができる。このガス化用炭材製造装置は、無灰炭と共にガス化用炭材を製造する装置であり、石炭供給部１、溶剤供給部２、スラリー調製槽３、予熱器４、抽出槽５、分離装置６、フィルターユニット７、第１溶剤分離器８及び第２溶剤分離器９を主に備える。
【００１８】
＜混合工程＞
上記混合工程は、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、スラリー調製槽３で行われる。
【００１９】
石炭供給部１から供給する石炭としては、様々な品質の石炭を用いることができる。例えば抽出率の高い瀝青炭や、より安価な劣質炭（亜瀝青炭や褐炭）が好適に用いられる。また、石炭を粒径で分類すると、細かく粉砕された石炭が好適に用いられる。ここで「細かく粉砕された石炭」とは、例えば石炭全体の質量に対する粒径１ｍｍ未満の石炭の質量割合が８０％以上である石炭を意味する。また、スラリー調製槽３で溶剤と混合する石炭として塊炭を用いることもできる。ここで「塊炭」とは、例えば石炭全体の質量に対する粒径５ｍｍ以上の石炭の質量割合が５０％以上である石炭を意味する。塊炭は、細かく粉砕された石炭に比べて石炭の粒径が大きいため、後述する分離装置６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。ここで、「粒径」とは、ＪＩＳ−Ｚ８８１５（１９９４）のふるい分け試験通則に準拠して測定した値をいう。なお、石炭の粒径による仕分けには、例えばＪＩＳ−Ｚ８８０１−１（２００６）に規定する金属製網ふるいを用いることができる。
【００２０】
石炭供給部１から供給する石炭の粒径１ｍｍ未満の粒子の含有量の下限としては、５質量％が好ましく、１０質量％がより好ましい。上記石炭の粒径は細かいほど好ましく、上記含有量は１００質量％以下であればよい。上記含有量が上記下限未満であると、溶剤と混合し難くなり、スラリーの調製時間が長くなるおそれがある。
【００２１】
溶剤は、石炭を溶解可能なものであれば特に限定されないが、上記溶剤として、例えば石炭由来の油分が好ましく使用される。石炭由来の油分とは石炭から生まれた油分のことであり、そのような石炭由来の油分として、例えば２環式芳香族化合物を主とする非水素供与性溶剤が好ましく使用される。この２環芳香族は、例えばナフタレン、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である。なお、上記溶剤は、沸点が１８０℃以上３００℃以下程度のものが好ましい。また、溶剤に対する原料石炭の濃度は、乾燥炭基準で１０質量％以上５０質量％以下程度とすることができる。
【００２２】
混合工程では、抽出された溶質の析出を防ぐため、石炭成分の抽出温度と同程度の温度でスラリーを調製することが好ましい。例えば上記スラリーを調製する場合、３００℃以上４２０℃以下で実施することが好ましい。また、攪拌機３ａでスラリーを撹拌することが好ましい。
【００２３】
＜加熱工程＞
上記加熱工程は、上記混合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（溶剤可溶成分）を抽出する工程であり、予熱器４及び抽出槽５で行われる。詳しくは、スラリー調製槽３で調製されたスラリーは、ポンプ１０によって、一旦予熱器４に供給されて所定温度まで加熱される。その後、加熱されたスラリーが抽出槽５に供給され、攪拌機５ａ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。
【００２４】
加熱工程での加熱時間（抽出時間）は５分以上９０分以下程度とすることができる。なお、上記加熱時間は、予熱器４及び抽出槽５での加熱時間を合計したものである。
【００２５】
加熱工程は不活性ガスの存在下で行うことが好ましい。また、加熱工程での圧力は、抽出の際の温度や用いる溶剤の蒸気圧によるものである。加熱工程での圧力としては、１ＭＰａ以上３ＭＰａ以下が好ましい。
【００２６】
＜分離工程＞
上記分離工程は、分離装置６を用いて、上記加熱工程で得られるスラリーから溶剤不溶成分が濃縮した固形分を分離する工程である。分離工程では、溶剤不溶成分が濃縮したスラリー部分である上記固形分と、溶剤可溶成分が溶解された溶液部分である上澄み液とが分離される。
【００２７】
上記溶剤不溶成分は、溶剤により石炭の溶解及び抽出を行っても、溶剤に溶解されずに残る灰分や灰分を含む石炭（すなわち副生炭）などの石炭成分である。一方、溶剤可溶成分は、溶剤に溶解され得る石炭成分であり、主として石炭に含まれていた有機成分に由来するものである。
【００２８】
分離装置６から排出された上澄み液は、フィルターユニット７を介して第１溶剤分離器８へ排出される。また、固形分は、第２溶剤分離器９へ排出される。
【００２９】
分離装置６でスラリーを維持する時間は、特に限定されるものではないが、通常は３０分以上１２０分以下程度で沈降分離を行うことができる。なお、石炭として塊炭を使用する場合には、沈降分離が効率化されるので、分離装置６内でスラリーを維持する時間を短縮できる。
【００３０】
＜無灰炭分離工程＞
無灰炭分離工程は、上記分離工程で分離された上澄み液から溶剤を分離して無灰炭ＨＰＣを得る工程であり、第１溶剤分離器８で行われる。
【００３１】
上澄み液から溶剤を分離する方法は、一般的な蒸留法や蒸発法（スプレードライ法等）等を用いることができる。分離して回収された溶剤Ｓは、スラリー調製槽３へ循環して繰り返し使用することができる。溶剤の分離及び回収により、上澄み液からは、実質的に灰分を含まない無灰炭ＨＰＣを得ることができる。無灰炭ＨＰＣは、灰分をほとんど含まず、水分は皆無であり、また原料石炭、例えば一般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、原料石炭、例えば一般炭よりも遥かに優れた性能（流動性）を示す。従って、無灰炭ＨＰＣは、コークス原料の配合炭として使用することができる。
【００３２】
＜乾燥工程＞
上記乾燥工程は、上記分離工程で得られる固形分を乾燥する工程であり、この乾燥により固形分から溶剤が分離されてガス化用炭材ＲＣが得られる。この乾燥工程は、第２溶剤分離器９で行われる。
【００３３】
上記固形分から溶剤を分離する方法は、上記無灰炭分離工程と同様に一般的な蒸留法や蒸発法等を用いることができる。分離して回収された溶剤Ｓは、スラリー調製槽３へ循環して繰り返し使用することができる。溶剤の分離及び回収により、固形分からは灰分等を含む溶剤不溶成分が濃縮されたガス化用炭材ＲＣを得ることができる。ガス化用炭材ＲＣは、水分が皆無であり、発熱量も十分に有している。また、乾燥工程で得られるガス化用炭材ＲＣは微粉状なので、粉砕する必要がなく、そのまま石炭ガス化に用いることができる。
【００３４】
［ガス化用炭材］
当該ガス化用炭材は、熱分解反応により水素及び一酸化炭素を主成分とする燃料ガスを生成するガス化用炭材であって、上記製造方法のように溶媒抽出法により石炭から溶剤不溶成分を分離することで得られる。
【００３５】
当該ガス化用炭材の灰分の下限としては、１２質量％であり、１５質量％が好ましい。一方、灰分の上限としては、３０質量％であり、２６質量％が好ましい。灰分が上記下限に満たないと、揮発分が多くなり易く、その結果、ガス化用原料として使用したときに発生するタールを十分に抑制できないおそれがある。逆に、灰分が上記上限を超えると、燃料比が大きくなり過ぎ易く、十分なガス化反応性が得られないおそれがある。
【００３６】
当該ガス化用炭材の燃料比の下限としては、２．０であり、２．１が好ましい。一方、燃料比の上限としては、５．０であり、４．０が好ましい。燃料比が上記下限に満たないと、当該ガス化用炭材がガス化し難くなるおそれがある。逆に、燃料比が上記上限を超えると、十分なガス化反応性が得られないおそれがある。
【００３７】
当該ガス化用炭材の細孔容積の下限としては、０．８ｍＬ／ｇであり、０．９ｍＬ／ｇが好ましい。一方、細孔容積の上限としては、２．０ｍＬ／ｇが好ましく、１．５ｍＬ／ｇがより好ましい。細孔容積が上記下限に満たないと、十分なガス化反応性が得られないおそれがある。逆に、細孔容積が上記上限を超えると、ガス化用炭材の製造が困難となり、製造コストが増加するおそれがある。通常、揮発分が少ないとガス化反応性が低下するが、細孔容積を大きくすることで、揮発分が少なくてもガス化反応性の低下を抑制することができる。
【００３８】
当該ガス化用炭材の揮発分の上限としては、３０質量％が好ましく、２５質量％がより好ましい。一方、揮発分の下限としては、１０質量％が好ましく、１５質量％がより好ましい。揮発分が上記上限を超えると、タールが発生し易くなり、閉塞等の不都合を十分に抑制できないおそれがある。逆に、揮発分が上記下限に満たないと、十分なガス化反応性が得られないおそれがある。
【００３９】
当該ガス化用炭材の炭素に対する水素の原子数比の上限としては、０．７が好ましく、０．６５がより好ましい。一方、上記炭素に対する水素の原子数比の下限としては、０．４が好ましく、０．４５がより好ましい。上記炭素に対する水素の原子数比が上記上限を超えると、タールが発生し易くなり、閉塞等の不都合を十分に抑制できないおそれがある。逆に、上記炭素に対する水素の原子数比が上記下限に満たないと、十分なガス化反応性が得られないおそれがある。
【００４０】
当該ガス化用炭材の炭素に対する酸素の原子数比の上限としては、０．１５が好ましく、０．１３がより好ましい。一方、上記炭素に対する酸素の原子数比の下限としては、０．０５が好ましく、０．０６がより好ましい。上記炭素に対する酸素の原子数比が上記上限を超えると、タールが発生し易くなり、閉塞等の不都合を十分に抑制できないおそれがある。逆に、上記炭素に対する酸素の原子数比が上記下限に満たないと、十分なガス化反応性が得られないおそれがある。
【００４１】
［利点］
当該ガス化用炭材の製造方法により得られるガス化用炭材は、灰分及び燃料比が上記範囲内であることで揮発分を一定値以下に抑制しつつ、細孔容積が上記範囲内であることで比較的高いガス化反応性が得られる。そのため、このガス化用炭材は、比較的低温でもガス化を効率的に進行させつつ、揮発分の熱分解によるタールの生成を抑制できるため、タールに起因する閉塞等の不都合が生じ難い。このように、当該ガス化用炭材の製造方法により、石炭ガス化用の燃料として好適に用いることができるガス化用炭材を製造できる。
【００４２】
［その他の実施形態］
なお、当該ガス化用炭材及びガス化用炭材の製造方法は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００４３】
当該ガス化用炭材の製造方法は、上述した工程以外の工程（例えば溶剤回収工程等）を有してもよい。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４５】
［実施例１］
原料石炭として豪州産瀝青炭（エクストラータ炭）、溶剤としてメチルナフタレンを用い、これらを混合して得たスラリーを抽出槽に入れ、３８０℃で１時間、抽出処理を行った。この抽出処理で得られたスラリーを沈降槽で固液分離し、沈降槽下部より排出された固形分から蒸溜法を用いて溶剤を分離し、実施例１のガス化用炭材を得た。
【００４６】
［実施例２］
原料石炭として豪州産瀝青炭（ストラットフォード炭）を用い、抽出温度を３６０℃とした以外は、実施例１のガス化用炭材と同様の方法により、実施例２のガス化用炭材を得た。
【００４７】
［実施例３］
原料石炭として豪州産瀝青炭（グレゴリー炭）を用いた以外は、実施例１のガス化用炭材と同様の方法により、実施例３のガス化用炭材を得た。
【００４８】
［実施例４］
原料石炭としてアフリカ産亜瀝青炭（オニヤマ炭）を用い、抽出温度を４００℃とした以外は、実施例１のガス化用炭材と同様の方法により、実施例４のガス化用炭材を得た。
【００４９】
［比較例１］
原料石炭としてインドネシア産瀝青炭（グニュンバヤン炭）を用いた以外は、実施例１のガス化用炭材と同様の方法により、比較例１のガス化用炭材を得た。
【００５０】
［比較例２］
原料石炭としてインドネシア産亜瀝青炭（ムリア炭）を用いた以外は、実施例１のガス化用炭材と同様の方法により、比較例２のガス化用炭材を得た。
【００５１】
［比較例３］
原料石炭として豪州産褐炭（ヤルーン炭）を用いた以外は、実施例１のガス化用炭材と同様の方法により、比較例３のガス化用炭材を得た。
【００５２】
［比較例４］
実施例１で原料石炭として用いた豪州産瀝青炭（エクストラータ炭）について、抽出処理を行わずに粉砕したものを比較例４のガス化用炭材とした。
【００５３】
＜ガス化用炭材の分析＞
実施例１〜４及び比較例１〜４のガス化用炭材の分析値を表１に示す。表１において、工業分析値は、無水ベース（％−ｄｂ）でＪＩＳ−Ｍ８８１２（２００４）の工業分析方法に準拠して測定した値であり、元素分析値は、無水無灰ベース（％−ｄ．ａ．ｆ．）でＪＩＳ−Ｍ８８１３（２００４）の元素分析方法に準拠して測定した値である。また、元素分析における酸素の含有量は、１００％から炭素、水素、窒素及び硫黄の含有量を減じて得た計算値である。また、上記工業分析方法に準拠して測定した固定炭素［質量％］及び揮発分［質量％］から燃料比を算出した。また、ＪＩＳ−Ｍ８８１４（２００３）の総発熱量の測定方法に準拠して高位発熱量を測定した。また、上記元素分析値から、炭素に対する水素の原子数比（Ｈ／Ｃ）、及び炭素に対する酸素の原子数比（Ｏ／Ｃ）を算出した。なお、実施例１〜４及び比較例１〜３のガス化用炭材の水分はいずれも０質量％であり、比較例４のガス化用炭材の水分は２．１質量％であった。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
＜石炭ガス化反応試験＞
実施例１及び比較例４のガス化用炭材について、図２の石炭ガス化反応試験装置を用いて、細孔容積及びガス化反応速度を測定した。
【００５６】
具体的には、サンプルＰとして実施例１及び比較例４のガス化用炭材を用い、まず、熱重量測定装置（ＴＧＡ）１１の反応管１２にサンプルＰを仕込んだ。次に、パージガスＧ１として、ガス送出装置１３から４ｗａｙバルブ１６を介して反応管１２内にアルゴンガスを送り込んだ。次に、４ｗａｙバルブ１６を切り替え、ＨＤＬＣポンプ１５から供給される水Ｗとガス送出装置１３から反応ガスＧ２として送出させる二酸化炭素ガスとを流れ発生装置１４で混合し、これらを混合した反応ガスを反応管１２内に流通させた。このとき、９００℃及び１０００℃でサンプルＰと反応ガスとを反応させ、ＴＧＡ１１の熱天秤によりサンプルＰの質量を測定し、その質量の減少状況を観察した。なお、ＴＧＡ１１におけるキャリアガスＧ３としてアルゴンガスを用いた。
【００５７】
（細孔容積測定）
サンプルＰとして用いた実施例１及び比較例４のガス化用炭材について、水銀圧入法により細孔容積を測定した。それぞれの細孔径に対する細孔容積の積分値を図３に示す。図３において、実線は実施例１のガス化用炭材の細孔容積の積分値を示し、破線は比較例４のガス化用炭材の細孔容積の積分値を示す。
【００５８】
（ガス化反応速度測定）
サンプルＰとして用いた実施例１及び比較例４のガス化用炭材についての９００℃及び１０００℃の雰囲気での質量変化を図４に示す。図４の縦軸は、ガス化用炭材の固体分である石炭チャーの転換率、すなわちガス化用炭材から熱分解ガスにより減少した質量割合である。つまり、図４は、ガス化時間に対するガス化用炭材のガス化により減少した質量割合を示すものであり、石炭チャーの転換率１００％とは、ガス化用炭材の全量がガス化したことを示す。なお、それぞれのサンプルＰの質量測定は途中で打ち切ったため、図４では打ち切った時点までの各曲線が記載されている。
【００５９】
＜測定結果＞
表１より、実施例１〜４のガス化用炭材は、揮発分が２５質量％以下と比較的小さいので、揮発分の熱分解によるタールの生成を抑制でき、石炭ガス化複合発電等のガス化用燃料として使用した場合、タールに起因する閉塞等の不都合が生じ難い。
【００６０】
また、図４より、１０００℃で反応させた実施例１及び比較例４を比較すると、１００％ガス化に要する時間は、実施例１で３０分程度、比較例４で６０分程度であり、比較例４に対して実施例１の方が、ガス化反応速度が２倍程度速いことがわかる。また、９００℃で反応させた場合も、比較例４に比べて実施例１の方が、ガス化反応速度が大幅に速いことがわかる。これは、図３に示すように、実施例１のガス化用炭材は細孔容積が０．８ｍＬ／ｇ以上と大きいので、揮発分が比較的小さくても比較的高いガス化反応性が得られるためである。従って、実施例１のガス化用炭材は、揮発分が比較的小さくても比較的高いガス化反応性が得られるので、石炭ガス化複合発電等のガス化用燃料として好適に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明のガス化用炭材の製造方法により、ガス化反応性が高くかつ揮発分が少ないガス化用炭材を製造できる。また、本発明のガス化用炭材は、石炭ガス化複合発電や水素製造に用いられるガスを生産するための燃料として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  石炭供給部
２  溶剤供給部
３  スラリー調製槽
３ａ  攪拌機
４  予熱器
５  抽出槽
５ａ  攪拌機
６  分離装置
７  フィルターユニット
８  第１溶剤分離器
９  第２溶剤分離器
１０  ポンプ
１１  ＴＧＡ（熱重量測定装置）
１２  反応管
１３  ガス送出装置
１４  流れ発生装置
１５  ＨＤＬＣポンプ
１６  ４ｗａｙバルブ
ＨＰＣ  無灰炭
Ｓ  溶剤
ＲＣ  ガス化用炭材
Ｇ１  パージガス
Ｇ２  反応ガス
Ｇ３  キャリアガス
Ｐ  サンプル
Ｗ  水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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