JP5657510B2 - 無灰炭の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、無灰炭の製造方法に関する。

従来より、石炭から灰分等を除去した無灰炭がある。特許文献１には、従来の無灰炭の製造方法が記載されている。この無灰炭の製造方法は、石炭と溶剤とを混合し、溶剤に溶解されない灰分と、溶剤に溶解される石炭成分とを分離し、溶剤に溶解された石炭成分から溶剤を分離することで無灰炭を得るものである。

なお、特許文献１には、一般炭に粘結炭を混合させて、溶剤不溶成分の沈降速度を向上させる技術が記載されている（特許文献１の請求項１、段落０００８等）。

無灰炭の適切な流動性（軟化溶融性）は、無灰炭の用途（コークスの原料用、ボイラ等の燃料用など）に応じて異なる。特に、無灰炭をコークスの原料として用いる場合は流動性の制御が重要である。

特開２００９−２２７７１８号公報

流動性を制御するために、流動性の異なる複数種の無灰炭を混合することが考えられる。しかしながら、複数種の無灰炭を混合する方法（個別に製造された無灰炭を混合する方法）では、流動性の高い部分と低い部分との偏り（流動性の偏在）が生じる。特に、流動性の偏在がある無灰炭をコークスの原料として用いた場合は、コークスの強度に偏りが生じてしまう。

そこで本発明は、無灰炭の流動性を制御できるとともに、無灰炭の流動性を均一にできる、無灰炭の製造方法を提供することを目的とする。

本発明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、前記スラリー調製工程で調製された前記スラリーを加熱して前記溶剤に可溶な前記石炭の成分を抽出する抽出工程と、前記抽出工程で抽出された抽出物から前記溶剤に可溶な前記石炭の成分を含む溶液部を分離する分離工程と、前記分離工程で分離された前記溶液部から前記溶剤を分離して無灰炭を得る無灰炭取得工程と、を備える。この無灰炭の製造方法は、無灰炭にしたときの流動性が異なる複数種の石炭、または無灰炭にしたときの流動性が異なる複数種の石炭の成分を、前記無灰炭取得工程よりも前の段階で混合する混合工程をさらに備える。前記無灰炭取得工程は、前記混合された複数種の石炭の成分を含む溶液部から前記溶剤を分離して無灰炭を得る工程である。

無灰炭の流動性を制御できるとともに、無灰炭の流動性を均一にできる。

無灰炭の製造方法を実施するための無灰炭製造装置の概略図である。 無灰炭の流動度と温度との関係を示すグラフである。

図１を参照して、無灰炭の製造方法を実施するための無灰炭製造装置１の概略について説明した後、無灰炭の製造方法について説明する。

無灰炭製造装置１は、原料の石炭（以下、単に「石炭」とも言う）から灰分（燃えない部分）を除去して無灰炭を製造する装置である。無灰炭製造装置１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槽２と、スラリー調製槽２に接続される予熱器３と、予熱器３を介してスラリー調製槽２に接続される抽出槽４と、抽出槽４に接続される溶液分離装置５と、溶液分離装置５にそれぞれ接続される溶剤回収装置６およびフィルタ７と、フィルタ７を介して溶液分離装置５に接続される溶剤回収装置８と、を備える。また、無灰炭製造装置１は、溶剤回収装置８及び溶剤回収装置６と、スラリー調製槽２と、を接続する溶剤循環路９を備える。

無灰炭の製造方法は、無灰炭製造装置１により行われ、石炭から灰分を除去して無灰炭を製造する方法である。無灰炭は、水分が皆無であり、灰分をほとんど含まない炭である。無灰炭は、原料の石炭よりも発熱量が高く、着火性や燃え切り性が良いので、例えばボイラ等の高効率な燃料として用いることができる。無灰炭は、原料の石炭よりも流動性（軟化溶融性）が高く、例えば製鉄用コークスの原料または原料の一部（配合炭）として用いることができる。無灰炭の製造方法は、工程順に、スラリー調製工程、予熱工程、抽出工程、分離工程、ろ過工程、無灰炭取得工程、及び循環工程を備える。さらに、無灰炭の製造方法は、無灰炭取得工程よりも前の段階で行われる混合工程と、混合割合決定段階とを備える。なお、無灰炭の製造方法は、分離工程の後に副生炭取得工程を備えても良い。

スラリー調製工程は、スラリー調製槽２で行われ、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。スラリー調製工程の詳細は次の通りである。フィーダ（図示なし）からスラリー調製槽２に石炭が供給される。溶剤循環路９からスラリー調製槽２に溶剤が供給される。スラリー調製槽２は、供給された石炭と溶剤とを混合してスラリーを調製する。溶剤に対する石炭の濃度は、乾燥炭基準で１０〜５０重量％の範囲が好ましく、１５〜３５重量％の範囲がより好ましい。そして、スラリー調製槽２から予熱器３を介して抽出槽４に、調製されたスラリーが供給される。

このスラリー調製工程で用いられる溶剤は、石炭を溶解させるものである。溶剤は、抽出される石炭の可溶成分の割合（抽出率）が高いものが好ましい。溶剤は、例えば芳香族化合物を含む溶剤（詳細は後述）であり、具体的に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やナフタレン油などである。溶剤の沸点は、抽出工程での抽出率および無灰炭取得工程での溶剤回収率が高いものが好ましく、例えば１８０〜３００℃が好ましく、２３０〜２８０℃がより好ましい。
以下、溶剤についてさらに詳しく説明する。溶剤は、例えば芳香族溶剤である。芳香族溶剤には非水素供与性溶剤と水素供与性溶剤とがある。
非水素供与性溶剤は、石炭誘導体であり、主に石炭の乾留生成物から精製した溶剤である。非水素供与性溶剤の主な成分は２環芳香族であり、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。非水素供与性溶剤のその他の成分は、それぞれ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、または、これらにビフェニルや長鎖脂肪族側鎖を付加したアルキルベンゼン等である。非水素供与性溶剤は、加熱状態でも安定であり、石炭に対して大きな溶解力を持つ（石炭との親和性に優れている）、石炭の成分の抽出率が高い。非水素供与性溶剤は、蒸留等の方法で容易に回収可能な溶剤である。
水素供与性化合物（石炭液化油を含む）は、例えば1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン等である。スラリー調製工程で用いられる溶剤として水素供与性溶剤を用いた場合、非水素供与性溶剤を用いた場合に比べ、無灰炭の収率が向上する。

予熱工程は、予熱器３で行われ、抽出槽４に導入されるスラリーを予め加熱する工程である。なお、予熱工程は行われなくても良い。

抽出工程は、抽出槽４で行われ、スラリー調製工程（スラリー調製槽２）で調製されたスラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭の成分（「溶剤可溶成分」とも言う）を抽出する工程である。抽出工程では、石炭中の有機成分が抽出される。抽出工程の詳細は次の通りである。抽出槽４に供給されたスラリーは、抽出槽４に設けられた攪拌機で攪拌されながら、所定温度に加熱保持される。これにより、スラリーから溶剤可溶成分が抽出される。ただし、抽出物には、溶剤可溶成分だけでなく、溶剤に不溶な灰分などの成分（「溶剤不溶成分」とも言う）も含まれる。そして、抽出槽４から溶液分離装置５に抽出物が供給される。

この抽出工程でのスラリーの加熱温度は、溶剤可溶成分が溶剤に溶解できるような温度とする。具体的には、スラリーの加熱温度は、例えば３００〜４２０℃の範囲が好ましく、３５０〜４００℃の範囲がより好ましい。
抽出工程でのスラリーの加熱時間（抽出時間）は、溶剤可溶成分の溶剤への十分な溶解が可能な時間とすることが好ましく、また、溶剤可溶成分の抽出率が十分高くなるような時間が好ましい。具体的には、加熱時間は、５〜６０分間の範囲が好ましく、２０〜４０分間の範囲がより好ましい。なお、予熱器３でスラリーを加熱した場合の加熱時間は、予熱器３および抽出槽４での加熱時間を合計したものとする。
抽出工程は、不活性ガス（例えば安価な窒素が好ましい）の存在下で行うことが好ましい。抽出工程でスラリーにかける圧力は、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の範囲が好ましい。

分離工程は、溶液分離装置５で行われ、抽出工程で抽出された抽出物から溶剤に可溶な石炭の成分を含む溶液部を分離する工程である。分離工程の詳細は次の通りである。溶液分離装置５は、供給された抽出物を、溶液部と固形分濃縮液とに分離する。溶液部とは、溶解された溶剤可溶成分と溶剤とを含む溶液の部分である。固形分濃縮液は、灰分など溶剤不溶成分を含む泥状流動体部分（スラリー部分）である。溶液分離装置５から溶剤回収装置６に固形分濃縮液が供給される。溶液分離装置５からフィルタ７を介して溶剤回収装置８に溶液部が供給される。溶液分離装置５は、例えば、重力沈降法により溶液部を分離する重力沈降槽、また例えば、ろ過法により溶液部を分離するろ過装置、また例えば、遠心分離法により溶液部を分離する遠心分離装置などである。

副生炭取得工程は、溶剤回収装置６で行われ、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。副生炭は、灰分などを含む溶剤不溶成分が濃縮された炭であり、例えばコークスの原料の配合炭の一部として使用することができる。副生炭取得工程の詳細は次の通りである。溶剤回収装置６は、供給された固形分濃縮液から溶剤を蒸発分離（蒸発分離については後述）させて溶剤を回収する。溶剤回収装置６により固形分濃縮液から溶剤が取り除かれることで副生炭が得られる。また、回収された溶剤は、溶剤回収装置６から溶剤循環路９を介してスラリー調製槽２に供給される。なお、副生炭取得工程は行われなくても良い。

ろ過工程は、フィルタ７で行われ、分離工程で分離された溶液部に混入している固形物をろ過する工程である。なお、ろ過工程は行われなくても良い。

無灰炭取得工程は、溶剤回収装置８で行われ、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を得る工程である。無灰炭取得工程の詳細は次の通りである。溶剤回収装置８は、供給された溶液部から溶剤を蒸発分離する。この蒸発分離は、例えば一般的な蒸留法や蒸発法（スプレードライ法等）等の分離方法によるものである。蒸発分離された溶剤は、溶剤回収装置８から溶剤循環路９を介してスラリー調製槽２に供給される。すなわち溶剤は、無灰炭製造装置１内を循環する（溶剤循環工程）。そして、溶剤回収装置８により溶液部から溶剤が取り除かれることで無灰炭が得られる。
また、無灰炭取得工程は、次に述べる混合工程で混合された複数種の石炭の成分を含む溶液部から溶剤を分離して無灰炭を得る工程である。なお、以下では各工程が行われる装置を括弧を付して示す場合がある。

（混合工程）
混合工程は、無灰炭にしたときの流動性（後述）が異なる複数種の石炭を混合する工程、または、無灰炭にしたときの流動性が異なる複数種の石炭の成分を混合する工程である。混合工程は、無灰炭取得工程よりも前の段階で、複数種の石炭または石炭の成分を混合する工程である。「無灰炭取得工程よりも前の段階」は、無灰炭を取得するための工程のうち無灰炭取得工程よりも前の段階を意味し、副生炭のみを取得するための工程に進んだ段階を含まない。複数種の石炭の成分を混合するタイミングには、例えば以下のパターンがある。

（Ｂ１）例えば、混合工程は、スラリー調製工程（スラリー調製槽２）よりも前の段階で行われる。具体的には例えば、スラリー調製槽２に供給する前に原料の石炭Ａと原料の石炭Ｂ１とを混合しておき、これらの混合物をスラリー調製槽２に供給する。また例えば、原料の石炭Ａと原料の石炭Ｂ１とを別個にスラリー調製槽２に供給して、スラリー調製槽２内で石炭Ａと石炭Ｂ１とを混合する。

（Ｂ２、Ｂ３）また例えば、混合工程は、スラリー調製工程（スラリー調製槽２）の後、かつ、抽出工程（抽出槽４）の前の段階で行われる（この場合、混合工程は「複数種の石炭を混合する工程」であるとする）。
具体的には例えば、石炭Ａを含むスラリーと、石炭Ｂ２とを混合する（石炭Ａを含むスラリーの上から石炭Ｂ２を添加する）。
また例えば、石炭Ａを含むスラリーと、石炭Ｂ２を含むスラリーとを混合しても良い。さらに詳しくは、第１のスラリー調製工程により石炭Ａを含むスラリーを調製し、これと並行して、第２のスラリー調製工程により石炭Ｂ２を含むスラリーを調製し、これらのスラリー同士を混合しても良い。
また例えば、予熱工程（予熱器３）を経た石炭Ａを含むスラリーと、石炭Ｂ３（又は石炭Ｂ３を含むスラリー）とを混合しても良い。

（Ｂ４）また例えば、混合工程は、抽出工程（抽出槽４）の後、かつ、分離工程（溶液分離装置５）の前の段階で行われる。具体的には、石炭Ａの成分を含む抽出物と、石炭Ｂ４の成分を含む抽出物とを混合する（この場合、混合工程は「複数種の石炭の成分を混合する工程」である）。さらに詳しくは、第１のスラリー調製工程及び第１の抽出工程により石炭Ａの成分を含む第１の抽出物を抽出し、これと並行して、第２のスラリー調製工程及び第２の抽出工程により石炭Ｂ４の成分を含む第２の抽出物を抽出し、これらの抽出物同士を混合する。

（Ｂ５、Ｂ６）また例えば、混合工程は、分離工程（溶液分離装置５）の後、かつ、無灰炭取得工程（溶剤回収装置８）の前の段階で行われる。具体的には例えば、石炭Ａの成分を含む溶液部と、石炭Ｂ５の成分を含む溶液部とを混合する。また例えば、第１のろ過工程（フィルタ７）を経た石炭Ａの成分を含む溶液部と、第２のろ過工程を経た石炭Ｂ６の成分を含む溶液部とを混合しても良い。

（混合割合決定段階）
混合割合決定段階は、混合工程で混合される複数種の石炭または石炭の成分の混合割合（以下、単に「混合割合」とも言う）を決定する段階である。混合割合決定段階は、上述した各工程（連続的に行われる一連の製造工程）に先立って事前に行われる（混合割合を予め準備しておく）。混合割合決定段階は、複数種の石炭または石炭の成分それぞれを無灰炭にしたときの流動性に関するデータＤ（以下、単に「データＤ」とも言う）に基づいて混合割合を決定する段階である。データＤは、複数種の石炭それぞれから実際に得られた無灰炭の流動性の指標であり、例えば後述する最高流動度ＭＦなどである。また、データＤは、複数種の石炭それぞれを無灰炭にしたときの流動性と関係がある指標であって、複数種の石炭それぞれを実際に無灰炭にしなくても得られる指標でも良い。データＤは、例えば下記変形例で説明する石炭の平均分子量でも良い。
次に、複数種の石炭それぞれから実際に無灰炭を得て流動性に関するデータＤを得る場合について説明する。混合割合決定段階は、複数種の石炭それぞれから無灰炭を得る個別無灰炭取得段階と、個別無灰炭取得段階で得られた無灰炭それぞれの流動性を測定する流動性測定段階とを備える。

個別無灰炭取得段階は、複数種の石炭それぞれから無灰炭を得る段階である。すなわち、単体の（１種の）第１の石炭（石炭Ａとする）から、第１の無灰炭（無灰炭αとする）を得る。さらに、単体の第２の石炭（石炭Ｂとする）から第２の無灰炭（無灰炭βとする）を得る。個別無灰炭取得段階は、例えば、無灰炭製造装置１と同様（同一でも良い）の装置により行っても良い。また例えば、個別無灰炭取得段階は、無灰炭製造装置１と同様の条件で動作する装置であって、無灰炭製造装置１をスケールダウンした簡易な構造の装置により行っても良い。

流動性測定段階は、個別無灰炭取得段階で得られた無灰炭α及びβそれぞれの流動性を測定する段階である。流動性の測定は、ＪＩＳ Ｍ８８０１で規定されたギーセラーブラストメータ法により行う。具体的には、流動性測定段階では、無灰炭α及びβそれぞれについて温度と流動度との関係を測定する（図２及び下記の表１に測定結果の例を示す）。流動度（１分間ごとの目盛分割流動度）は、試料の軟化溶融特性を表す単位［ｄｄｐｍ］で表される。流動性の測定により、例えば最高流動度ＭＦが得られる。最高流動度ＭＦが測定限界を超える場合は、軟化開始温度および固化温度から最高流動度ＭＦを推算する。なお、軟化開始温度、固化温度、流動度及び最高流動度の定義は、ＪＩＳ Ｍ８８０１の規定による。

この混合割合決定段階は、流動性測定段階で測定された流動性（無灰炭α及びβそれぞれの例えば最高流動度ＭＦ）に基づいて、複数種の石炭Ａ及びＢの成分の混合割合を決定する段階である。混合割合決定段階では、複数種の石炭Ａ及びＢの成分を混合して製造される無灰炭（無灰炭γとする）の流動性が、目的とする流動性になるように、混合割合が決定される。例えば、無灰炭αの流動性と無灰炭βの流動性との間の所定の流動性を持つ無灰炭γが得られるように、混合割合が決定される。

（混合される複数種の石炭の条件）
次に、混合工程で混合される複数種の石炭の条件を説明する。複数種の石炭は、無灰炭α又はβと、無灰炭γと、で流動性の相違が十分生じるように選択される。以下、無灰炭α及びβは、それぞれ単体の石炭Ａ及びＢから得ることが可能な無灰炭であれば良く、実際に得る必要はない（後述する（効果２）を除く）。

複数種の石炭の条件の詳細は次の通りである。複数種の石炭Ａ及びＢそれぞれから得られる無灰炭αと無灰炭βとで流動性に関するデータＤ（例えば最高流動度ＭＦ）が互いに異なる。好ましくは、複数種の石炭Ａ及びＢそれぞれから得られる無灰炭αと無灰炭βとの最高流動度ＬｏｇＭＦの差（差の絶対値）は、１．０（Ｌｏｇ（ｄｄｐｍ））以上である。なお、最高流動度ＭＦの対数をとったものが最高流動度ＬｏｇＭＦである。また、対数の底は１０である。例えば、無灰炭αの最高流動度ＬｏｇＭＦは４．０〜１１．０（Ｌｏｇ（ｄｄｐｍ））の範囲であり、無灰炭βの最高流動度ＬｏｇＭＦは１１．０〜２０．０（Ｌｏｇ（ｄｄｐｍ））の範囲である。

複数種の石炭は、具体的には例えば次の（１）〜（３）等である。（１）流動性が低いＭ炭（安価な一般炭）と流動性が高いＯ炭（高価な原料炭）。なお、Ｏ炭およびＭ炭の詳細は後述する。（２）単体で無灰炭にした時に流動性が大きい褐炭と、単体で無灰炭にした時に流動性が小さい瀝青炭。なお、瀝青炭は、他の種類の石炭と比べて抽出率（無灰炭回収率）が比較的高い。また、褐炭は安価な劣質炭である。（３）単体で無灰炭にしたときの流動性が異なる一般炭同士。その他、複数種の石炭の組み合わせは、様々な組み合わせが可能である。また、原料の石炭は、上記以外にも様々なものを用いることが可能であり、例えば、亜瀝青炭（安価な劣質炭）を用いても良い。

（実施例）
コークスの原料炭であるＯ炭と、一般炭（発電用、ボイラー用など）であるＭ炭とを混合して無灰炭を製造した。Ｏ炭及びＭ炭は、いずれも「れき青炭」であり、ＪＩＳ Ｍ１００２の規定ではＢまたはＣの区分に分類される。Ｏ炭自体は優れた流動性を示す強粘炭である。単体のＯ炭を原料として得られた無灰炭も優れた流動性を示す。Ｏ炭の水分量は２．０ｗｔ％、灰分量は９．４ｗｔ％である。Ｍ炭自体は、ほとんど流動性を示さない非粘結炭であり、コークスの原料としては使用できない。単体のＭ炭を原料として得られた無灰炭は流動性を示すが、Ｏ炭のみを原料として得られた無灰炭よりは流動性は小さい。Ｍ炭の水分量は１．９ｗｔ％、灰分量は１２．９ｗｔ％である。

以下の３種の無灰炭それぞれについて流動性を測定した。
・「Ｏ炭無灰炭」：単体のＯ炭を原料として製造した無灰炭
・「Ｍ炭無灰炭」：単体のＭ炭を原料として製造した無灰炭
・「Ｏ炭添加Ｍ炭無灰炭」：Ｍ炭を９０質量％、Ｏ炭を１０質量％の混合割合で混合して製造した無灰炭

各無灰炭の流動性の測定結果を表１に示す。また、各無灰炭の流動度と温度との関係を図２のグラフに示す。「Ｏ炭添加Ｍ炭無灰炭」は、「Ｍ炭無灰炭」よりも優れた流動性を示した。「Ｏ炭添加Ｍ炭無灰炭」の最高流動度ＭＦは、「Ｍ炭無灰炭」と「Ｏ炭無灰炭」との中間の最高流動度ＭＦとなった。

（効果）
次に、図１を参照して無灰炭の製造方法の効果を説明する。

（効果１）
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（スラリー調製槽２）と、スラリー調製工程で調製されたスラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭の成分を抽出する抽出工程（抽出槽４）と、抽出工程で抽出された抽出物から溶液部を分離する分離工程（溶液分離装置５）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を得る無灰炭取得工程（溶剤回収装置８）と、を備える。

無灰炭の製造方法は、無灰炭にしたときの流動性が異なる複数種の石炭、または無灰炭にしたときの流動性が異なる複数種の石炭の成分を混合する混合工程（符号Ｂ１〜Ｂ６参照）をさらに備える。無灰炭取得工程（溶剤回収装置８）は、混合された複数種の石炭の成分を含む溶液部から溶剤を分離して無灰炭を得る工程である。
この無灰炭取得工程（溶剤回収装置８）の段階では、無灰炭にしたときの流動性が異なる複数種の石炭の成分が溶液部（液体）に均一に混合されている。したがって、無灰炭の流動性を制御できるとともに、無灰炭の流動性を均一にできる。

この効果の詳細は次の通りである。
（流動性の制御）混合工程では、無灰炭にしたときの流動性が異なる複数種の石炭または石炭の成分が混合される。このとき混合される複数種の石炭または石炭の成分の混合割合に応じて、無灰炭中に含まれる各種有機成分の割合が決まる。この有機成分の割合に応じて、無灰炭の流動性が決まる。したがって、複数種の石炭または石炭の成分の混合割合に応じて、無灰炭の流動性を制御できる。その結果、用途に応じた流動性を持つ無灰炭を得ることができる。また、無灰炭の流動性を制御できる結果、原料の石炭が変わった場合に生じる無灰炭の流動性の変化を抑制できる。
（流動性の均一性）仮に、複数種の石炭それぞれから別個に無灰炭（固体）を製造し、製造された複数種の無灰炭を混ぜるとする。このように混ぜた無灰炭には、流動性が高い部分と低い部分との偏り（流動性の偏在）が生じやすい。流動性の偏在がある無灰炭をコークスの原料として用いると、コークスの強度の高い部分と低い部分との偏りが生じてしまう。一方、無灰炭取得工程よりも前の段階で複数種の石炭の成分を混合する場合、無灰炭取得工程の段階では複数種の石炭の成分が溶液部（液体）で均一に混合されている。よって、無灰炭の流動性を均一にできる。したがって、上記の流動性の偏在の問題を抑制できる。

（効果２）
無灰炭の製造方法は、混合工程で混合される複数種の石炭または石炭の成分の混合割合を事前に決定する混合割合決定段階をさらに備える。混合割合決定段階は、複数種の石炭または石炭の成分それぞれを無灰炭にしたときの互いに異なる流動性に関するデータに基づいて混合割合を決定する段階である。
混合割合決定段階で混合割合が事前（上記各工程よりも前）に決定されるので、無灰炭の流動性をより確実に制御できる。

（効果３）
混合割合決定段階は、複数種の石炭それぞれから無灰炭を得る個別無灰炭取得段階と、個別無灰炭取得段階で得られた無灰炭それぞれの流動性を測定する流動性測定段階と、を備える。混合割合決定段階は、流動性測定段階で測定された流動性に基づいて混合割合を決定する工程である。
この構成により、無灰炭の流動性をより確実に制御できる。

（効果６）
複数種の石炭それぞれから得られる無灰炭の最高流動度ＬｏｇＭＦの差は、１．０（Ｌｏｇ（ｄｄｐｍ））以上である。
最高流動度ＬｏｇＭＦの差が小さすぎると、複数種の石炭を混合しない場合と混合する場合とで無灰炭の流動性が変わらず（又はほぼ変わらず）、複数種の石炭を混合させる意味がなくなってしまう。一方、最高流動度ＬｏｇＭＦの差が上記の条件を満たす場合は、複数種の石炭を混合しない場合と混合する場合とで無灰炭の流動性を確実に変えることができる。

（変形例）
上述したように、混合割合決定段階は、複数種の石炭それぞれを無灰炭にしたときの流動性に関するデータＤに基づいて混合割合を決定する段階である。また、上述したように、データＤは、複数種の石炭それぞれを実際に無灰炭にしなくても得られるものでも良い。具体的には、データＤは、複数種の石炭Ａ及びＢそれぞれの平均分子量Ｍでも良い。以下、この点をさらに説明する。

混合割合決定段階は、複数種の石炭Ａ及びＢそれぞれの平均分子量Ｍを測定する分子量測定段階を備える。また、混合割合決定段階は、分子量測定段階で測定された平均分子量Ｍに基づいて複数種の石炭Ａ及びＢの混合割合を決定する段階である。
原料の石炭の平均分子量Ｍと、この単体の石炭から得られた無灰炭の流動性と、には相関関係がある。さらに詳しくは、平均分子量が小さい（低分子量の割合が多い）ほど流動範囲（軟化開始温度と固化温度との差）が広くなり、最高流動度ＭＦが大きくなる。平均分子量が大きい（高分子量の割合が多い）ほど流動範囲が狭くなり、最高流動度ＭＦが小さくなる。

（混合される複数種の石炭の条件）
混合工程で混合される複数種の石炭の条件は次の通りである。石炭Ａと石炭Ｂとで平均分子量Ｍは互いに異なる。好ましくは、石炭Ａと石炭Ｂとの平均分子量の差（差の絶対値）は、３０以上である。
なお、上述した最高流動度ＬｏｇＭＦの差の条件を満たすように、平均分子量Ｍの差を設定しても良い。また、この平均分子量Ｍの差の条件を満たした結果、上述した最高流動度ＬｏｇＭＦの差の条件が満たされることになっても良い。また、最高流動度ＬｏｇＭＦの差の条件と平均分子量の差との一方のみ満たしても良い。

（効果４）
次に、この変形例の無灰炭の製造方法の効果を説明する。混合割合決定段階は、複数種の石炭それぞれの平均分子量を測定する分子量測定段階を備える。混合割合決定段階は、分子量測定段階で測定された平均分子量に基づいて混合割合を決定する工程である。
よって、複数種の石炭それぞれから無灰炭を製造しなくても（上述した個別無灰炭取得段階を経なくても）、複数種の石炭それぞれを無灰炭にしたときの流動性に関するデータＤが得られる。

（効果５）
複数種の石炭それぞれの平均分子量Ｍの差は、３０以上である。
平均分子量の差が小さすぎる場合は、複数種の石炭の成分を混合しない場合と混合する場合とで無灰炭の流動性が変わらず（又はほぼ変わらず）、複数種の石炭の成分を混ぜる意味がなくなってしまう。一方、平均分子量Ｍの差が上記の条件を満たす場合は、複数種の石炭を混合しない場合と混合する場合とで無灰炭の流動性を確実に変えることができる。

（その他の変形例）
上述したように、混合割合決定段階では、複数種の石炭それぞれを無灰炭にしたときの流動性に関するデータＤに基づいて混合割合を決定した。このデータＤとして、最高流動度ＭＦおよび平均分子量Ｍの場合を説明した。しかし、データＤは、複数種の石炭それぞれを無灰炭にしたときの流動性と関係があれば他のものでも良い。具体的には例えば、データＤは、ある温度での流動度、固化温度、軟化開始温度、または流動範囲などでも良い。また例えば、データＤは、最高流動度ＭＦ、平均分子量Ｍ、ある温度での流動度、固化温度、軟化開始温度、及び流動範囲のうち２以上を組み合わせて算出した値などでも良い。

上記実施形態では、２種類の石炭を混合して無灰炭を製造する例を示したが、３種類以上の石炭を混合して無灰炭を製造しても良い。この場合、最高流動度ＬｏｇＭＦの差、および、平均分子量の差については、３種以上の石炭のうちこれらの値が最大のものと最小のものとの差が上記の条件を満たすようにする。

１ 無灰炭製造装置
２ スラリー調製槽
４ 抽出槽
５ 溶液分離装置
７ 溶剤回収装置

Claims (5)

1. 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、
   前記スラリー調製工程で調製された前記スラリーを加熱して前記溶剤に可溶な前記石炭の成分を抽出する抽出工程と、
   前記抽出工程で抽出された抽出物から前記溶剤に可溶な前記石炭の成分を含む溶液部を分離する分離工程と、
   前記分離工程で分離された前記溶液部から前記溶剤を分離して無灰炭を得る無灰炭取得工程と、
   を備える、無灰炭の製造方法において、
   無灰炭にしたときの流動性が異なる複数種の石炭、または無灰炭にしたときの流動性が異なる複数種の石炭の成分を、前記無灰炭取得工程よりも前の段階で混合する混合工程と、
   前記混合工程で混合される前記複数種の石炭または石炭の成分の混合割合を事前に決定する混合割合決定段階と、
   を備え、
   前記無灰炭取得工程は、前記混合された複数種の石炭の成分を含む溶液部から前記溶剤を分離して無灰炭を得る工程であり、
   前記混合割合決定段階は、前記複数種の石炭または石炭の成分それぞれを無灰炭にしたときの互いに異なる流動性に関するデータに基づいて前記混合割合を決定する段階であることを特徴とする無灰炭の製造方法。
2. 前記混合割合決定段階は、
   前記複数種の石炭それぞれから無灰炭を得る個別無灰炭取得段階と、
   前記個別無灰炭取得段階で得られた前記無灰炭それぞれの流動性を測定する流動性測定段階と、を備えるとともに、
   前記流動性測定段階で測定された前記流動性に基づいて前記混合割合を決定する段階である、請求項１に記載の無灰炭の製造方法。
3. 前記混合割合決定段階は、
   前記複数種の石炭それぞれの平均分子量を測定する分子量測定段階を備えるとともに、
   前記分子量測定段階で測定された前記平均分子量に基づいて前記混合割合を決定する段階である、請求項１に記載の無灰炭の製造方法。
4. 前記複数種の石炭それぞれの平均分子量の差は、３０以上である、請求項３に記載の無灰炭の製造方法。
5. 前記複数種の石炭それぞれから得られる無灰炭の最高流動度の差は、１．０（Ｌｏｇ（ｄｄｐｍ））以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無灰炭の製造方法。

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