石炭の低温可溶・流体化によるクリーン燃料への変換

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11218206
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 三浦 孝一 京都大学, 工学研究科, 教授 (40111942)
• 研究分担者: 中川 浩行 京都大学, 工学研究科, 助手 (40263115) ; 前 一廣 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70192325)
• キーワード: 石炭の前処理 / 石炭の高温抽出 / 褐炭の脱水 / クリーンコール

研究概要

石炭を水分、灰分、硫黄を含まないクリーンな液体燃料に変換できれば、今後、石炭を貴重な資源として積極的に利用していくことが可能になる。この観点から、本研究では、石炭の凝集構造を溶剤と熱エネルギーで緩和させ、できるだけ穏和な条件で、石炭中の溶解抽出成分のみを大量に取り出して低温可溶・流体化を図ると同時に、ほとんど灰分、硫黄を含まないクリーン燃料への変換する方法として以下の2項目について検討した。
(1)石炭のskimmingによるクリーン液体燃料の製造
流通式高温抽出装置を用いて、各種溶剤中、石炭を〜350℃程度まで昇温し溶解液のみを抽出することを試み、瀝青炭で60-80%もの無灰、低硫黄の抽出物を得ることに成功した。特に、タール工業で精製されるカルボール油を用いた場合にその効果は顕著で、80%ものクリーンな溶解液が得られた。
(2)褐炭の新規加圧脱水法の開発
高含水の低品位炭を(1)の方法で抽出し高圧液体の状態で脱水するとともに溶解液を回収することを試みた。この結果、60%も水分を含む豪州褐炭を150℃でフェノール/テトラリン混合溶剤で処理することで、液状水の状態で水分を除去でき数%の含水率まで低下させ得ることがわかった。また、このとき、気流乾燥の場合と異なり、褐炭構造の活性は維持されたままで、350℃において80%に近い溶解液を得られることを見出した。
以上の結果から、提案法は、石炭から低エネルギーでクリーンな液体燃料を製造する方法として有効であることが明らかになった。今後、以上の結果を踏まえて、溶剤の設計、抽出条件に加えて、溶解液の反応性についても検討していく予定である。

研究成果

• [文献書誌] K. Miura, K. Mae: "Extraction of Coal in Various Nonpolar Solvents below 350℃ using a Flow Reactor"Prospects for Coal Science in the 21^<th> Century, eds. B.Q.Li, Z.Y.Liu, Shanxi Sci. & Technol. Press. Vol. I. 211-214 (1999)
• [文献書誌] K. Miura, K. Mae: "Production of Valuable Chemicals in High Yield From Brown Coals by Combining Liquid Phase Oxidation and Proper Upgrading Method"Prospects for Coal Science in the 21^<th> Century, eds. B.Q.Li, Z.Y.Liu, Shanxi Sci. & Technol. Press. Vol. I. 901-904 (1999)
• [文献書誌] K. Mae, K. Miura: "Examination of relationship between coal structure and pyrolysis yields using oxidized brown coals having different macromolecular networks"Fuel. 79・3. 417-425 (2000)