JP2020514520A5

JP2020514520A5 -

Info

Publication number: JP2020514520A5
Application number: JP2019557527A
Authority: JP
Filing date: 2018-01-05
Publication date: 2021-02-12

Description

本発明の目的は、従来の気体状炭化水素燃料に匹敵する体積エネルギー密度を有する固体燃料粒子の可燃性気体浮遊物を提供することである。
非限定的な一実施形態では、固形燃料粒子は、３０μｍ未満のサイズと２７８０ｋｃａｌ／ｋｇ（５０００Ｂｔｕ／ｌｂ）を超えるエネルギー密度を有する。別の非限定的な実施形態では、固形燃料粒子は、３０μｍ未満のサイズと５００ｋｇ／ｍ^３を超える密度とを有する。さらに別の非限定的な実施形態では、固形燃料粒子は、２７８０ｋｃａｌ／ｋｇ（５０００Ｂｔｕ／ｌｂ）を超えるエネルギー密度と５００ｋｇ／ｍ^３を超える密度を有する。当然のことながら、固形燃料粒子のサイズ、エネルギー密度、および密度の値は、様々であり得る。例えば、瀝青炭は、ドライベースで、６９５０〜８３３９ｋｃａｌ／ｋｇ（１２，５００〜１５，０００Ｂｔｕ／ｌｂ）のエネルギー密度を有するが、低いランクの石炭やバイオソリッドは、ドライベースで、５５５９〜７２２７ｋｃａｌ／ｋｇ（１０，０００〜１３，０００Ｂｔｕ／ｌｂ）のエネルギー密度を有する。固形燃料に結合した水は、エネルギー密度を低下させる。部分的に酸化された固形燃料粒子は、酸化されていない燃料粒子に比べて低い燃料密度を有する。

微細な石炭粒子などの微細固形燃料粒子は、空気中に浮遊させた状態で輸送することができる。空気中の微細固形燃料粒子の混合物は、パイプラインで輸送されて熱を生成して仕事をする為に使用する側で燃焼される時に、可燃性気体のようにふるまう。輸送に使用されるそのような混合物は、物質の新しい組成物である。以下に示す表２は、標準状態の空気中に浮遊している微細固形燃料粒子の混合物の例の重量パーセント、体積パーセント、および体積エネルギー密度の概要である。粉炭を以下の表にある微細固形燃料粒子として使用した。石炭微粒子は、１２００ｋｇ／ｍ^３の密度と、８０６１Ｋｃａｌ／ｋｇ（１４，５００Ｂｔｕ／ｌｂ）の熱量とを有する。天然ガスは、最も一般に使用される可燃性気体である。上記５０重量％の微細固形燃料粒子の混合物は、９８６０Ｋｃａｌ／ｍ^３（３９，１２０Ｂｔｕ／ｍ^３）の体積エネルギー密度を有し、これは、天然ガスに類似する。５０重量％の固形燃料粒子の体積パーセントは、０．１％である。重量と体積の割合が増えるにしたがって、空気中に微細固形燃料粒子を浮遊させることによって形成される可燃性気体の体積エネルギー量は、増大し続ける。９５重量％の固形燃料粒子の混合物の体積パーセントは、わずか１．９％で、体積エネルギー密度は、１８４０４９Ｋｃａｌ／ｍ^３（７２９，８７７Ｂｔｕ／ｍ^３）であり、これは、標準状態における天然ガスの体積エネルギー量よりも約２０倍大きい。

Claims

空気、酸素、窒素、又はそれらの混合物から選択されるキャリアガスと、
前記キャリアガス内に浮遊している固体燃料粒子と、からなる可搬性可燃性気体浮遊物であって、
前記固体燃料粒子は、４０μｍ未満の粒子サイズを有する石炭由来の固体炭素質物質の粒子からなる、可搬性可燃性気体浮遊物。
前記石炭由来の固体炭素質物質に結合する分散剤をさらに含む、請求項１に記載の可搬性可燃性気体浮遊物。
前記分散剤は有機酸からなる、請求項２に記載の可搬性可燃性気体浮遊物。
前記分散剤はクエン酸である、請求項３に記載の可搬性可燃性気体浮遊物。
前記分散剤は、直鎖状、環状、飽和型、または不飽和型のカルボン酸およびポリカルボン酸から選択される、請求項３に記載の可搬性可燃性気体浮遊物。
前記固体燃料粒子は、３０μｍ未満の平均粒子サイズを有する、請求項１に記載の可搬性可燃性気体浮遊物。
前記固体燃料粒子は、２０μｍ未満の粒子サイズを有する、請求項１に記載の可搬性可燃性気体浮遊物。
前記固体燃料粒子は、１０μｍ未満の粒子サイズを有する、請求項１に記載の可搬性可燃性気体浮遊物。
前記固体燃料粒子は、５μｍ未満の粒子サイズを有する、請求項１に記載の可搬性可燃性気体浮遊物。
前記可燃性気体浮遊物は、２０３〜１０１３２ｋＰａ（２〜１００ａｔｍ）の範囲の圧力を有する、請求項１に記載の可搬性可燃性気体浮遊物。
可燃性気体浮遊物を形成するために、空気、酸素、窒素、又はそれらの混合物から選択されるキャリアガスに固体燃料粒子を浮遊させる工程であって、前記固体燃料粒子は、４０μｍ未満の粒子サイズを有する石炭由来の固体炭素質物質の粒子からなる、前記キャリアガスに固体燃料粒子を浮遊させる工程と、
前記可燃性気体浮遊物を２０３〜１０１３２ｋＰａ（２〜１００ａｔｍ）の輸送に適した圧力に加圧する工程とからなり、
前記固体燃料粒子は、輸送中にキャリアガス中に浮遊しているまま維持することができるために十分に小さなサイズを有する、可燃性気体浮遊物を輸送する方法。
前記固体燃料粒子は、２０μｍ未満の粒子サイズを有する石炭由来の固体炭素質物質の粒子からなる、請求項１１に記載の可燃性気体浮遊物を輸送する方法。
可燃性気体浮遊物を形成するために、空気、酸素、窒素、又はそれらの混合物から選択されるキャリアガスに固体燃料粒子を浮遊させる工程であって、前記固体燃料粒子は、４０μｍ未満の粒子サイズを有する石炭由来の固体炭素質物質の粒子からなる、前記キャリアガスに固体燃料粒子を浮遊させる工程と、
前記固体燃料粒子の沈降速度を上回る速度で気体燃料分配パイプラインの中を通って前記可燃性気体浮遊物を流す工程と、
からなる可燃性気体浮遊物を輸送する方法。
前記固体燃料粒子は、３０μｍ未満の平均粒子サイズを有し、前記速度は、３．２５×１０^−２ｍ／ｓを上回る、請求項１３に記載の可燃性気体浮遊物を輸送する方法。
前記固体燃料粒子は、１０μｍ未満の粒子サイズを有し、前記固体燃料粒子の量は、６３０４〜３０２６０Ｋｃａｌ／ｍ ^３（２５，０００〜１２０，０００Ｂｔｕ／ｍ ^３）の範囲の体積エネルギー密度を有する可搬性可燃性気体浮遊物を形成するように選択される、請求項１に記載の可搬性可燃性気体浮遊物。
前記固体燃料粒子は、加圧された天然ガス分配パイプラインを用いて輸送される間、前記キャリアガスに浮遊した状態で維持される、請求項１３に記載の方法。