JP2019026679A - 石炭の自然発火防止剤及び自然発火防止方法 - Google Patents

石炭の自然発火防止剤及び自然発火防止方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2019026679A
JP2019026679A JP2017144731A JP2017144731A JP2019026679A JP 2019026679 A JP2019026679 A JP 2019026679A JP 2017144731 A JP2017144731 A JP 2017144731A JP 2017144731 A JP2017144731 A JP 2017144731A JP 2019026679 A JP2019026679 A JP 2019026679A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coal
active ingredient
spontaneous ignition
surfactant
inhibitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017144731A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6909495B2 (ja
Inventor
邦弘 深江
Kunihiro Fukae
邦弘 深江
野村 尚史
Naofumi Nomura
尚史 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Katayama Chemical Inc
Original Assignee
Katayama Chemical Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Katayama Chemical Inc filed Critical Katayama Chemical Inc
Priority to JP2017144731A priority Critical patent/JP6909495B2/ja
Publication of JP2019026679A publication Critical patent/JP2019026679A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6909495B2 publication Critical patent/JP6909495B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)

Abstract

【課題】石炭の自然発火を防止する自然発火防止剤及び自然発火防止方法を提供する。【解決手段】有効成分としてモリブデン酸塩及び/又はタングステン酸塩を含有することを特徴とする石炭の自然発火防止剤。【選択図】なし

Description

本発明は、発電所、製鉄所、鉱山等の石炭置き場(貯炭場)に堆積された石炭の自然発火を防止する自然発火防止剤、及び自然発火防止方法に関する。
通常、発電所、製鉄所、鉱山等では、大量の石炭が石炭置き場に山積みされ、堆積、貯蔵されることが多い。このように山積みされた石炭(以下、石炭パイルと記載する。)は、長時間放置されると石炭パイル内部への空気の流入により、石炭に含まれる炭素や硫黄分等と空気中の酸素とが酸化反応を起こし、その反応熱が熱エネルギーとして石炭パイルの内部に蓄積され、時間の経過とともに石炭パイル内部の温度は上昇する。
そして、限界温度に達すると自然発火現象が生じる。特に石炭化度が低く揮発分或いは硫黄分が高い石炭は、長期貯炭により発熱しやすく、温度管理を怠ると自然発火を起こしやすい。堆積貯蔵された石炭パイルのこのような発火を伴う発熱は、管理上大きな問題である。
また、自然発火に至らない場合でも空気中の酸素により石炭表面の酸化がおこり、石炭の品質が劣化し商品価値が低下してしまう。よって、石炭の自然発火防止対策は重要であり、各種の方法が提案されている。
自然発火防止対策としては、従来から主に次の2つの対策が講じられてきた。1つ目は、石炭表面の空気の接触及び石炭パイル内への空気の流入を防ぎ酸化熱を生じさせない方法である。例えば、ブルドーザー等を用いた転圧による圧縮積み貯炭、水中貯炭及びサイロなどの容器内貯炭、或いは界面活性剤等による表面コーティングが挙げられる。
特に、界面活性剤等による表面コーティングの方法により、石炭表面或いは石炭パイル全体を被覆し酸化を防ぐ試みが多くされており(非特許文献1)、例えば、界面活性剤と水溶性粘結剤又は保水剤とを石炭表面に散布することにより水膜を形成させて酸化を防止する方法(特許文献1、2)、樹脂エマルジョンや油脂、鉱油等の油類のエマルジョンを散布する方法(特許文献3)、SBRラテックスを散布する方法(特許文献4)等がある。
自然発火防止対策の2つ目は、熱放散させて、石炭パイル内の温度を一定温度で維持させる方法である。例えば、石炭が疎水性であることから常時散水により乾燥を防ぐほか、界面活性剤を用いて石炭を濡れやすくしたうえで、比較的少量の散水によって水分を保持させる方法等がある。
また、近年では、酸化防止及び熱放散による自然発火防止対策も講じられており、例えば、石炭表面或いは石炭パイル内部の隙間に尿素及びチオ尿素を含む自然発火防止剤を添加することにより、石炭パイル内部で発熱反応が進行した場合でも、尿素が熱分解によりアンモニアと炭酸ガスに分解されることで、急激な温度上昇が防止され、さらに、チオ尿素が酸化を防止する方法(特許文献5)等も開示されている。
特公昭57−14719号公報 特開昭56−133392号公報 特開昭56−151791号公報 特許第3948447号公報 特開2005−194447号公報
「石炭の酸化反応におよぼす界面活性剤の影響 −自然発火抑制のための炭壁注入剤の研究(第1報)−」日本鉱業会誌/98 1135(’82-9)p.939<19>−946<26>(大塚一雄、宮腰宏ら)
従来の自然発火防止対策のうち、圧縮積み、水中貯炭及びサイロ等の容器内貯炭等は貯炭管理運用面から小規模貯炭では可能であるが、発電所、製鉄所、鉱山等の、石炭が原料若しくは燃料として大量使用又は加工される大規模貯炭では困難である。また、散水による方法では、用水確保の問題が生じる。
一方、樹脂等を用いて石炭を被覆し皮膜を形成することは上記対策と比較しより経済性が高い。しかしながら、石炭表面或いは石炭パイル表面に皮膜を形成する際に、皮膜強度や均一性が天候に左右されやすく、又形成された皮膜が石炭パイルの自重により沈み込み、表面に歪みが生じ、これに皮膜が追従できず、その結果として皮膜に亀裂が生じるケースがあった。そのため、皮膜による外気や水分の遮断は困難であり、費用の割には効果が乏しいものであった。
また、熱放散により石炭パイル内部の急激な温度上昇を防止する方法においても、石炭表面及び石炭パイルの隙間に存在する水分や尿素は、貯炭期間中に蒸発又は熱分解され、消失するため、結果的に長期にわたる効果は期待できないのが現状である。
従って、従来提案されている方法の欠点を克服することのできる石炭等の自然発火防止剤、自然発火防止方法が望まれている。
本発明は、上記現状に鑑み、石炭の自然発火を防止する自然発火防止剤及び自然発火防止方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、石炭等と馴染みが悪いことで知られている金属塩の中でも、モリブデン酸塩及びタングステン酸塩は石炭等の発熱を抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
なお、本明細書において「石炭」とは、石炭自体、及び石炭に対して用途に応じて粉砕、粒度調整、塊成、凝集及び造粒等の前処理を施したものも含む。
すなわち、本発明は、有効成分としてモリブデン酸塩及び/又はタングステン酸塩を含有することを特徴とする石炭の自然発火防止剤である。
モリブデン酸塩は、モリブデン酸アンモニウム及び/又はモリブデン酸ナトリウムであることが好ましい。
また、タングステン酸塩は、タングステン酸カリウムであることが好ましい。
上記自然発火防止剤は、さらに界面活性剤を含有することが好ましい。
また、上記界面活性剤は、ジオクチルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンステアリルアミン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン合成アルコールエーテル及びポリオキシエチレンポリオキシプロピレンイソデシルエーテルから選択される少なくとも一種であることが好ましい。
また、上記自然発火防止剤は、上記有効成分が、10〜50重量%含有されていることが好ましい。
また、上記自然発火防止剤は、石炭が、瀝青炭、亜瀝青炭及び褐炭から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
また、本願発明は、石炭に、上記自然発火防止剤を接触させることを特徴とする石炭の自然発火防止方法でもある。
上記自然発火防止方法では、自然発火防止剤を有効成分換算で対石炭濃度が400ppm以上となるように石炭に接触させることが好ましい。
また、上記自然発火防止剤が有効成分及び界面活性剤を含有する場合、上記有効成分と上記界面活性剤とを、同時又は別々に、石炭に接触させることが好ましい。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の石炭の自然発火防止剤(以下、単に自然発火防止剤ともいう。)は、有効成分としてモリブデン酸塩及び/又はタングステン酸塩を、5〜90重量%含有することが好ましく、10〜50重量%含有することがより好ましい。この含有量の下限を下回ると、石炭に自然発火防止剤を接触させる際に有効成分の接触比率が低くなる。その結果、例えば、石炭の品質に悪影響が生じたり、自然発火防止剤の使用量が不充分となることが原因で自然発火防止効果に悪影響を及ぼしたりする可能性が生じる。また、上限範囲を超えると、一液化が困難になる場合があり、取り扱いに不具合が生じる場合が懸念される。ただし、有効成分とその他助剤とを個別に使用する場合は、この限りでは無い。なお、一液化とは、有効成分が任意の配合比率である5〜90重量%の範囲内で製剤品中に存在し、溶解・懸濁又は分散している状態で、予め設定された性状を維持する事を指し、この場合に一液化されていると表現する。
また、本発明の自然発火防止剤は、さらに界面活性剤を含有することで濡れ性の悪い石炭等表面に対し、有効成分をより多く接触させることができる。上記界面活性剤は特に限定されず、一般に用いられる界面活性剤を単独又は併用により用いることができるが、石炭への馴染み性を有することが好ましい。
界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤および天然由来の界面活性剤が挙げられる。
例えば、脂肪族モノカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、N−アシルサルコシン塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、ジオクチルスルホコハク酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩などのアニオン界面活性剤;アルキルアミン塩、第4級アンモニウム塩などのカチオン界面活性剤;高級アルコールエチレンオキサイド付加物〔エチレンオキサイドは以下、(E.O)と略す〕、アルキルフェノール(E.O)付加物、脂肪酸(E.O)付加物、多価アルコール脂肪酸エステル(E.O)付加物、高級アルキルアミン(E.O)付加物、ポリオキシエチレンステアリルアミン、脂肪酸アミド(E.O)付加物、油脂の(E.O)付加物、プロピレンオキサイド〔以下、(P.O)と略す〕(E.O)共重合体、アルキルアミン(P.O)(E.O)共重合体付加物、グリセリンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトールおよびソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル、アルキロールアミド、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン合成アルコールエーテル(合成アルコールエーテルEO/PO)、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンイソデシルエーテル(イソデシルエーテルEO/PO)等のノニオン界面活性剤;
アミノ酸型両性界面活性剤、ベタイン型両性界面活性剤などの両性界面活性剤
などが挙げられる。
本発明の自然発火防止剤に用いられる界面活性剤は、好ましくは合成アルコールエーテルEO/PO及び/又はイソデシルエーテルEO/POである。
また、石炭が瀝青炭又は亜瀝青炭である場合、本発明の自然発火防止剤に用いられる界面活性剤は、好ましくは合成アルコールエーテルEO/PO及び/又はイソデシルエーテルEO/POである。これらの界面活性剤を含有することにより、移送・堆積された石炭の自然発火をより効果的に抑制することができる。
また、本発明の自然発火防止剤に用いられる界面活性剤は、ジアルキルスルホコハク酸を含んでもよい。ジアルキルスルホコハク酸を含有することにより、移送及び/又は堆積された石炭等の発熱抑制(自然発火防止)に加え、粉塵の飛散防止効果も期待することができる。
また、本発明の自然発火防止剤は、瀝青炭、亜瀝青炭及び褐炭から選択される少なくとも1種の石炭に用いられることが好ましい。
瀝青炭の自然発火防止剤としては、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム及びタングステン酸カリウムから選択される少なくとも1種の有効成分を含有することが好ましい。有効成分としてモリブデン酸アンモニウム及び/又はタングステン酸カリウムを含有する場合は、界面活性剤と併用することがより好ましい。一方、有効成分としてモリブデン酸ナトリウムを含有する場合は、界面活性剤と併用せずモリブデン酸ナトリウム単体で用いることがより好ましい。
また、瀝青炭の自然発火防止剤として、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム及びタングステン酸カリウムから選択される少なくとも1種の有効成分を含有する場合は、有効成分が、好ましくは5〜90重量%含有されており、更に好ましくは、有効成分が10〜50重量%含有されている。有効成分の含有量が50重量%を超えると一液化が困難になる場合があり、取り扱いに不具合が生じる場合が懸念される。ただし、有効成分とその他助剤とを個別に使用する場合はこの限りでは無い。また有効成分の含有量が5重量%を下回ると石炭に自然発火防止剤を接触させる際に有効成分の接触比率が低くなる。その結果、例えば、石炭の品質に悪影響が生じたり、自然発火防止剤の使用量が不充分となることが原因で自然発火防止効果に悪影響を及ぼしたりする可能性が生じる。
亜瀝青炭の自然発火防止剤としては、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム及びタングステン酸カリウムから選択される少なくとも1種の有効成分を含有することが好ましい。自然発火防止剤が有効成分として、モリブデン酸アンモニウム及び/又はタングステン酸カリウムを含有する場合は、さらに界面活性剤を含有させることで、自然発火防止効果をより効果的に得ることができる。一方、有効成分としてモリブデン酸ナトリウムを含有する場合は、界面活性剤と併用せずモリブデン酸ナトリウム単体で用いることがより好ましい。
また、亜瀝青炭の自然発火防止剤としては、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム及びタングステン酸カリウムから選択される少なくとも1種の有効成分を含有する場合は、有効成分が、好ましくは5〜90重量%含有されており、更に好ましくは、有効成分が10〜50重量%含有されている。有効成分の含有量が50重量%を超えると一液化が困難になる場合があり、取り扱いに不具合が生じる場合が懸念される。ただし、有効成分とその他助剤とを個別に使用する場合は、この限りでは無い。また有効成分の含有量が5重量%を下回ると、石炭に自然発火防止剤を接触させる際に有効成分の接触比率が低くなる。その結果、例えば、石炭の品質に悪影響が生じたり、自然発火防止剤の使用量が不充分となることが原因で自然発火防止効果に悪影響を及ぼしたりする可能性が生じる。
本発明は、石炭に上記自然発火防止剤を接触させることを特徴とする石炭の自然発火防止方法(以下、単に自然発火防止方法ともいう。)でもある。
本発明の自然発火防止方法では、自然発火防止剤を有効成分換算で対石炭濃度が400ppm以上となるように石炭に接触させることが好ましく、800ppm以上とすることが更に好ましい。また、自然発火防止剤は有効成分換算で対石炭濃度が20000ppm以下となるように石炭に接触させることが好ましく、10000ppm以下であることが更に好ましい。
石炭に対する自然発火防止剤における有効成分の添加濃度が上記下限よりも低いと、充分な自然発火防止効果が得られない可能性がある。一方、自然発火防止剤における有効成分の添加濃度が上記上限よりも高いと、費用面上及び石炭の品質上好ましくない。
瀝青炭の自然発火防止剤の有効成分としてモリブデン酸アンモニウム及び/又はタングステン酸カリウムを含有する場合は、有効成分換算で対石炭濃度が400ppm以上となるように石炭に添加されることが好ましい。
また、瀝青炭の自然発火防止剤の有効成分としてモリブデン酸ナトリウムを含有する場合は、有効成分換算で対石炭濃度が800ppm以上となるように石炭に添加されることが好ましく、より好ましくは1000ppm以上である。
また、瀝青炭の自然発火防止剤の有効成分としてモリブデン酸アンモニウム及び/又はタングステン酸カリウムを含有する場合は、さらに界面活性剤を含有してもよい。
亜瀝青炭の自然発火防止剤がモリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム及びタングステン酸カリウムからなる有効成分の少なくとも一種を含有する場合は、有効成分換算で対石炭濃度が800ppm以上となるように石炭に添加されることが好ましく、1000ppm以上となるように石炭に添加されることがより好ましい。
また、亜瀝青炭の自然発火防止剤の有効成分としてモリブデン酸ナトリウムを含有する場合は、有効成分換算で対石炭濃度が1000ppm以上となるように石炭に添加されることが好ましく、より好ましくは1200ppm以上である。
また、亜瀝青炭の自然発火防止剤の有効成分として、タングステン酸カリウムを含有する場合は、さらに界面活性剤を含有してもよい。
また、亜瀝青炭の自然発火防止剤の有効成分として、モリブデン酸アンモニウムを含有する場合は、さらに界面活性剤を含有することが好ましい。
また、上記自然発火防止方法では、自然発火防止剤が有効成分及び界面活性剤を含有する場合、上記有効成分と上記界面活性剤とを、同時又は別々に、石炭に接触させることが好ましい。
なお、有効成分と界面活性剤とを同時に石炭に接触させる場合とは、有効成分と界面活性剤とを予め混合した後に同一散布手段により石炭に添加してもよいし、有効成分と界面活性剤とを、別々の散布手段を用いて同一時間帯で石炭に添加することとしてもよい。一方、有効成分と界面活性剤とを別々に石炭に接触させる場合は、有効成分と界面活性剤とを別々の容器に入れ、同一の散布手段により異なる時間帯で石炭に添加してもよいし、別の散布手段により、異なる時間帯で石炭に添加してもよい。
上記有効成分と上記界面活性剤とを別々に石炭に接触させる場合、界面活性剤を石炭に接触させた後に有効成分を石炭に接触させることが好ましい。このような順とすることで、石炭表面の濡れ性、浸透性及び/又は保湿性が界面活性剤により改善され、より効果的に有効成分を石炭等表面及び石炭パイルの隙間に添加できるためである。
本発明の自然発火防止剤を石炭等に接触させる方法としては、従来から知られている散布方法を用いることができ、石炭置き場に貯蔵されている石炭パイルに対し、スプレーノズルやレインガン等の散布手段を用いて散布してもよいし、ベルトコンベア等の移送手段上の石炭等に対して、スプレーノズルのような散布手段を用いて散布してもよい。
本発明によれば、発電所、製鉄所、鉱山等で山積みされている石炭の自然発火を効果的に防止することができる。さらに、石炭の保管管理を容易にするだけでなく、石炭の品質の劣化も防止することができる。
図1は本発明の評価方法であるサンドバス法試験のイメージ図である。
以下に本発明の実施例を示し、更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
自然発火防止剤について下記サンドバス法試験を行い、下記の基準で評価した。
[サンドバス法]
石炭の自然発火は、空気中の酸素が石炭と結びつくことから始まり、化学反応に発展し、部分的に異常な発熱、蓄熱が起こり温度上昇を伴い、ついに着火燃焼に至る現象である。そのため、石炭の自然発火の主原因は石炭の酸化反応であるといえる。この反応速度は、外気温度の上昇や自己発熱(蓄熱)によっても加速されることが一般的に知られている。
本サンドバス法では、ステンレス製容器内に前処理を施した石炭試料を充填し、サンドバス内に静置させ、均一かつ継続的な外部加熱を石炭試料に与えるものである。サンドバス法を用いることにより、外気温度の上昇による石炭試料の酸化反応を促し、発生した熱を保温することを両立している。
石炭試料において酸化反応が生じている場合、サンドバスの熱媒体である海砂温度と連動し、海砂温度と石炭試料温度とは等しくなる。一方、石炭試料において酸化反応が抑制されている場合は、石炭試料温度の上昇が緩やかになり、海砂温度と石炭試料温度との差温(ΔT)が検出される。石炭試料温度が所定温度に達するまで、サンドバスを徐々に加熱し海砂温度を上昇させ、上記差温(ΔT)を連続的に測定、記録した。試験結果の評価では、定点(石炭試料温度50度及び100℃)における上記差温(ΔT)を計算し、下記評価基準に基づき評価を行った。
[前処理方法]
下記(1)に記載の試験石炭を砕き、1mmの篩で篩分けたもの(すなわち1mm以下に粒径調整されたもの)と、1〜2mmに粒径調整されたものを準備した。次に、粒径調整された石炭試料のいずれか40gに対し、任意に希釈した下記(4)に記載の自然発火防止剤(以下「薬剤」ともいう。)含有水溶液を、石炭試料に対し10%濃度滴下し、充分に攪拌混合させ、自然発火防止剤が添加された石炭試料を得た。得られた石炭試料を107℃±2℃に調整された乾燥炉に置き2時間乾燥させた後、デシケーター内で放冷させ、水分の影響が除外された薬剤混合石炭試料を得た。
なお、乾燥条件は、JIS_M_8812(2004)石炭含水率測定を参照して決定した。
また、Blank試験については、上述の工程で自然発火防止剤の代わりに水を用いて同様の操作を行った。
(1)試験石炭種
市販瀝青炭:市販品(採掘場所・銘柄指定不可)
アダロ炭:インドネシア産の亜瀝青炭
(2)有効成分
モリブデン酸アンモニウム(日本無機化学工業 モリブデン酸アンモニウム)
モリブデン酸ナトリウム(日本無機化学工業 モリブデン酸ナトリウム(結晶))
タングステン酸カリウム(Wako タングステン(VI)酸カリウム)
四ホウ酸ナトリウム(キシダ化学 四ホウ酸ナトリウム 10水和物 一級)
水酸化マグネシウム(キシダ化学 試薬)
(3)界面活性剤
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム(三洋化成工業 サンモリンOT-70)
ステアリルアミンEO付加物 20mol(青木油脂工業 ブラウノンS−220KA)
合成アルコールエーテルEO/PO(青木油脂工業 ブラウノンDAP−1008)
イソデシルエーテルEO/PO(青木油脂工業 ワンダーサーフ ID−90)
なお、以下の表1〜4に記載の合成アルコールエーテルEO/POとイソデシルエーテルEO/POとを組合せた混合界面活性剤の含有比は、2:1である。
(4)自然発火防止剤(薬剤)
<配合例1> 上記(2)の有効成分を含有する自然発火防止剤
<配合例2> 上記(2)の有効成分と上記(3)の界面活性剤を1:1で含有する自然発火防止剤
(実施例1)
瀝青炭を砕き、1mm以下又は1mm〜2mmに粒径調整された石炭試料を得た。次に、石炭試料40gに対し、モリブデン酸アンモニウムが0.040g添加されるように、1.0wt%モリブデン酸アンモニウム水溶液4gを滴下し、充分に攪拌混合させ、薬剤が添加された石炭試料を得た。得られた石炭試料を107℃±2℃に調整された乾燥炉に置き、2時間乾燥させた後、デシケーター内で放冷させて、水分の影響が除外された薬剤混合石炭試料(有効成分の対石炭濃度は1000ppm)を得た。
(実施例2〜10、比較例1、5及び6)
薬剤の種類及び対石炭濃度を下記表1に記載のように変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、実施例2〜10及び比較例1、5及び6の薬剤混合石炭試料を得た。例えば、表1において有効成分の対石炭濃度が4000ppmと示されている場合は、石炭試料40gに対し、薬剤中の有効成分が0.16g添加されるように4.0wt%有効成分混合水溶液を4g滴下した。
なお、薬剤が有効成分及び界面活性剤を含む場合は、有効成分と界面活性剤との含有比率が1:1となるように混合させた。
(比較例2)
瀝青炭を砕き、1mm以下又は1mm〜2mmに粒径調整された石炭試料を得た。次に、石炭試料40gに対し、界面活性剤(ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム+ステアリルアミンEO付加物20mol(含有比1:1))が0.0304g添加されるように、0.76wt%界面活性剤含有水溶液4gを滴下し、充分に攪拌混合させ、薬剤が添加された石炭試料を得た。得られた石炭試料を107℃±2℃に調整された乾燥炉に置き、2時間乾燥させた後、デシケーター内で放冷させて、水分の影響が除外された薬剤混合石炭試料(界面活性剤の対石炭濃度は760ppm)を得た。
(比較例3及び4)
界面活性剤の種類及び対石炭濃度を下記表1に記載のように変更した以外は比較例2と同様の操作を行い、比較例3及び4の薬剤混合石炭試料を得た。
(参考例1〜3)
薬剤の種類及び対石炭濃度を下記表2に記載のように変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、参考例1〜3に記載の薬剤混合石炭試料を得た。
なお、薬剤が有効成分及び界面活性剤を含む場合は、有効成分と界面活性剤との含有比率が1:1となるように混合させた。
(薬剤混合石炭試料の評価方法)
得られた薬剤混合石炭試料をステンレス製容器に40g充填し、サンドバス内に静置させた。薬剤混合石炭試料及び海砂にそれぞれ熱電対を挿入し、薬剤混合石炭試料の温度が所定温度に達するまで、サンドバスを徐々に加熱した。加熱速度は3℃/分とした。薬剤混合石炭試料の温度が50℃及び100℃における海砂の温度を測定した。各温度における海砂温度と薬剤混合石炭試料温度との差をΔT2で示す。
ΔT2(50℃)=海砂の温度−薬剤混合石炭試料(50℃)
ΔT2(100℃)=海砂の温度−薬剤混合石炭試料(100℃)
また、モリブデン酸アンモニウム水溶液の代わりに水を用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、Blank石炭試料を得た。得られたBlank石炭試料を用いて、薬剤混合石炭試料と同様の方法で温度測定を行い、Blank石炭試料の温度が50℃及び100℃における海砂の温度を測定した。各温度における海砂温度とBlank石炭試料温度との差をΔT1で示す。
ΔT1(50℃)=海砂の温度−Blank石炭試料(50℃)
ΔT1(100℃)=海砂の温度−Blank石炭試料(100℃)
石炭試料温度50℃及び100℃におけるΔT1及びΔT2との差を計算した結果を表1に記載した。
また、ΔT1及びΔT2との差を、下記のような評価基準で分類した。
◎:試料温度50℃及び100℃において「ΔT2−ΔT1≧10」を満たす
○:試料温度50℃及び100℃において「ΔT2−ΔT1≧5」を満たす
△:試料温度50℃及び100℃において「ΔT2−ΔT1≧2」を満たす
×:試料温度50℃又は100℃において「ΔT2−ΔT1<2」を満たす
Figure 2019026679
表1の結果から、瀝青炭の自然発火防止剤の有効成分として、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム及びタングステン酸カリウムから選択される少なくとも一種を含有する場合は、Blank石炭試料と比較し薬剤混合石炭試料の温度上昇が抑えられていた。すなわち、薬剤混合石炭試料の酸化反応が抑制されており、自然発火防止効果が得られたといえる。また、モリブデン酸アンモニウム及び/又はタングステン酸カリウムは、単体及び界面活性剤との併用で薬剤混合石炭の温度上昇抑制効果を発揮しており、モリブデン酸ナトリウムは単体での使用により、効果的に薬剤混合石炭の温度上昇を抑制できた。
一方、有効成分として四ホウ酸ナトリウム10水和物及び水酸化マグネシウムのいずれかを含有する場合は、Blank石炭試料と比較し、薬剤混合石炭試料の温度上昇が抑えられておらず、自然発火防止効果は確認できなかった。
Figure 2019026679
上記表2は、石炭試料として瀝青炭を用い、有効成分として尿素を含む公知の自然発火防止剤を本サンドバス法で試験した結果である。石炭に対する有効成分の濃度が低い場合(参考例1)は、石炭試料の温度上昇は抑えられていないが、有効成分の濃度が高い場合(参考例2及び3)は、石炭試料の温度上昇が抑えられていた。よって、本サンドバス法の試験に基づき、自然発火防止効果を確認できることが本試験によっても確認することができた。
(実施例101)
亜瀝青炭を砕き、1mm以下もしくは1mm〜2mmに粒径調整された石炭試料を得た。次に、モリブデン酸アンモニウムと界面活性剤(合成アルコールエーテルEO/PO+イソデシルエーテルEO/PO)とが1:1の比率で含有された3.2%モリブデン酸アンモニウム水溶液を調製した。石炭試料40gに対し、モリブデン酸アンモニウムが0.16g添加されるように、3.2wt%モリブデン酸アンモニウム水溶液5gを滴下し、充分に攪拌混合させ、薬剤が添加された石炭試料を得た。得られた石炭試料を107℃±2℃に調整された乾燥炉に置き、2時間乾燥させた後、デシケーター内で放冷させて、水分の影響が除外された薬剤混合石炭試料(有効成分の対石炭濃度は4000ppm)を得た。
(実施例102及び103、比較例101〜106、参考例101及び102)
薬剤の種類及び対石炭濃度を下記表3、4に記載のように変更した以外は実施例101と同様の操作を行い、実施例102及び103、比較例101〜106、並びに参考例101及び102の薬剤混合石炭試料を得た。
なお、自然発火防止剤中の有効成分の有無、界面活性剤の有無、及び有効成分と界面活性剤との配合量は、全て瀝青炭に対する試験と同様の操作を行い、薬剤混合石炭試料を得た。
得られた薬剤混合石炭試料を上述の「薬剤混合石炭試料の評価方法」にて評価した結果を下記表3及び4に記載した。
Figure 2019026679
表3の結果から、亜瀝青炭の自然発火防止剤の有効成分として、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム及びタングステン酸カリウムから選択される少なくとも一種を含有する場合は、Blank石炭試料と比較し薬剤混合石炭試料の温度上昇が抑えられていた。すなわち、薬剤混合石炭試料の酸化反応が抑制されており、自然発火防止効果が得られたといえる。また、モリブデン酸アンモニウム及びタングステン酸カリウムは、界面活性剤との併用で温度上昇が抑えられていた。
一方、有効成分として四ホウ酸ナトリウム10水和物及び水酸化マグネシウムのいずれかを含有する場合は、Blank石炭試料と比較し、薬剤混合石炭試料の温度上昇が抑えられておらず、自然発火防止効果は確認できなかった。
Figure 2019026679
上記表4は、石炭試料として亜瀝青炭を用い、有効成分として尿素を含む公知の自然発火防止剤を本サンドバス法で試験した結果である。自然発火防止剤が有効成分としての尿素、及び界面活性剤を含有することにより、石炭試料の温度上昇が抑えられていた。亜瀝青炭は瀝青炭と比較し炭化度が低く、揮発成分が多く含まれることで、石炭表面の濡れ性、浸透性及び/又は保湿性が悪いと考えられる。参考例101及び102の結果から、界面活性剤を含有することにより石炭表面の性質が改善され、有効成分が効果的に石炭表面に添加され、効果的に石炭試料の温度上昇が抑えられたものと考えられる。
1 サンドバス
2 試料
3 サンドバス用熱電対
4 試料用熱電対
5 サンドバス内の海砂

Claims (10)

  1. 有効成分としてモリブデン酸塩及び/又はタングステン酸塩を含有することを特徴とする石炭の自然発火防止剤。
  2. モリブデン酸塩は、モリブデン酸アンモニウム及び/又はモリブデン酸ナトリウムである請求項1記載の石炭の自然発火防止剤。
  3. タングステン酸塩は、タングステン酸カリウムである請求項1又は2記載の石炭の自然発火防止剤。
  4. さらに界面活性剤を含有する請求項1、2又は3記載の石炭の自然発火防止剤。
  5. 界面活性剤は、ジオクチルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンステアリルアミン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン合成アルコールエーテル及びポリオキシエチレンポリオキシプロピレンイソデシルエーテルから選択される少なくとも一種である請求項4記載の石炭の自然発火防止剤。
  6. 有効成分が、10〜50重量%含有されている請求項1、2、3、4又は5記載の石炭の自然発火防止剤。
  7. 石炭は、瀝青炭、亜瀝青炭及び褐炭から選択される少なくとも1種である請求項1、2、3、4、5又は6記載の石炭の自然発火防止剤。
  8. 石炭に、請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の石炭の自然発火防止剤を接触させることを特徴とする石炭の自然発火防止方法。
  9. 自然発火防止剤を有効成分換算で対石炭濃度が400ppm以上となるように石炭に接触させる請求項8記載の石炭の自然発火防止方法。
  10. 自然発火防止剤が有効成分及び界面活性剤を含有する場合、前記有効成分と前記界面活性剤とを、同時又は別々に、石炭に接触させる請求項8又は9記載の石炭の自然発火防止方法。

JP2017144731A 2017-07-26 2017-07-26 石炭の自然発火防止剤及び自然発火防止方法 Active JP6909495B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017144731A JP6909495B2 (ja) 2017-07-26 2017-07-26 石炭の自然発火防止剤及び自然発火防止方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017144731A JP6909495B2 (ja) 2017-07-26 2017-07-26 石炭の自然発火防止剤及び自然発火防止方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019026679A true JP2019026679A (ja) 2019-02-21
JP6909495B2 JP6909495B2 (ja) 2021-07-28

Family

ID=65475686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017144731A Active JP6909495B2 (ja) 2017-07-26 2017-07-26 石炭の自然発火防止剤及び自然発火防止方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6909495B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115109601A (zh) * 2022-06-30 2022-09-27 广东电网有限责任公司 一种环保阻燃剂及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5398315A (en) * 1977-02-09 1978-08-28 Ibigawa Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing antiioxidable carbon products
JPH09256015A (ja) * 1996-03-25 1997-09-30 Kobe Steel Ltd 微粉炭搬送性向上剤
JP2000096040A (ja) * 1998-09-25 2000-04-04 Lion Corp 石炭の貯蔵安定化剤
JP2005194447A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Taiho Ind Co Ltd 石炭の自然発火防止剤、及び自然発火防止方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5398315A (en) * 1977-02-09 1978-08-28 Ibigawa Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing antiioxidable carbon products
JPH09256015A (ja) * 1996-03-25 1997-09-30 Kobe Steel Ltd 微粉炭搬送性向上剤
JP2000096040A (ja) * 1998-09-25 2000-04-04 Lion Corp 石炭の貯蔵安定化剤
JP2005194447A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Taiho Ind Co Ltd 石炭の自然発火防止剤、及び自然発火防止方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115109601A (zh) * 2022-06-30 2022-09-27 广东电网有限责任公司 一种环保阻燃剂及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
JP6909495B2 (ja) 2021-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104194902B (zh) 一种硬度高的硬膜防锈油的制备方法
US7785553B2 (en) Reducing explosive potential of ammonium nitrate
JP2016501175A (ja) 粉塵抑制を改良した粒状肥料
WO2006041515A1 (en) Product for dust control and freeze control
CN104910997A (zh) 一种燃煤锅炉除焦添加剂及其制备方法
JP6909495B2 (ja) 石炭の自然発火防止剤及び自然発火防止方法
JP6235997B2 (ja) 水系冷却剤
US11214747B2 (en) Multi-functional foam concentrate-type agent for inhibiting spontaneous ignition of soft coal
US5576056A (en) Composition and method for inhibiting coal oxidation
SA516371667B1 (ar) طريقة وتركيب للتحكم بالغبار
CA2950583C (en) A metal powder composition
JPH08151287A (ja) 硝酸アンモニウムプリル用の被覆材
JP2014111720A (ja) 粉塵の飛散防止方法およびそれに用いる粉塵の飛散防止剤
JPS5998194A (ja) 水系石炭スラリ−
JP7324454B2 (ja) 固体原燃料の発熱遅延剤及び発熱遅延方法
KR20150145850A (ko) 분진 비산 방지용 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 분진 비산 방지 방법
JP2005194447A (ja) 石炭の自然発火防止剤、及び自然発火防止方法
US9045809B2 (en) Reclaiming and inhibiting activation of DRI fines
JP4226173B2 (ja) 炭素質粉体の昇温・自然発火抑制剤
US20050161234A1 (en) Method for suppression and prevention of coal fires
JPS6368691A (ja) 滑剤
US9464338B2 (en) Reclaiming and inhibiting activation of DRI dust and fines
CN106854481A (zh) 燃煤锅炉的除焦添加剂及其制备工艺
JP2020176184A (ja) 石炭の自然発火抑制方法、貯炭設備及び搬送設備
EP3368642B1 (en) A method of performing a treatment of a particulate raw material

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200707

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210513

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210601

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210628

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6909495

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150