JP2511129B2 - 高濃度石炭水スラリの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高品質の石炭水スラリが得られ所要動力の
少い高濃度（石炭濃度60〜75％程度）の石炭水スラリ
（以後単にCWMと呼ぶ）の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のCWM製造は湿式チューブミルを使用するのが一
般的であり、その代表例を第４図に示す。

原炭は原炭ホッパー１から排出されて破砕機２により
破砕されて破砕炭ホッパー３に送られ、破砕炭供給ライ
ン４を通ってボール10が充填された湿式チューブミル13
に送られる。湿式チューブミル13内の石炭濃度は、粉砕
性や製品CWM品質に大きな影響を与えるために、一定に
コントロールする必要があるので、破砕炭ホッパー３内
の破砕炭の水分量を検知し、これを入力信号ライン８に
より演算器７に送り、必要な水分供給量が計算されてラ
イン９により水流量調節計11に与えられて所定の水量が
水供給ライン12を通ってチューブミル13に送られる。ま
た、CWMの粘土特性を向上させるための添加剤は、ライ
ン５を通ってチューブミル13に供給される。チューブミ
ル13は、高粘性湿式粉砕を行なうために、ミル出口CWM
中には、燃焼性や貯蔵性に悪影響を与える粗粒炭がかな
り含まれているので、これを取り除くためにスクリーン
16を内蔵した分級器15に送られ、ここで粗粒CWMと製品C
WMに分けられ、前者はライン６を通って再びチューブミ
ル13の入口に戻され、後者はライン17を通って製品CWM
貯蔵タンク18に送られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の方法には、次の問題がある。

（１）上記従来の方法では、添加剤を加えた状態で湿式
チューブミル13で湿式粉砕するが、スケールアップする
に従ってミル内のスラリー温度が上昇する。CWM用添加
剤はある温度以上になると、効果が著しく損われる性質
があるので、添加剤の温度制約上からスケールアップに
は限界がある。

（２）湿式チューブミル13で高粘性湿式粉砕を行なって
いるので、粗粒が多く、分級してもなお製品のCWM中に
かなりの粗粒が含まれるのが避けられない。

（３）製品CWM濃度は、破砕炭水分を検知し、これに基
づいて湿式チューブミル13に水分を供給することによっ
てコントロールされるが、破砕炭ホッパー内の破砕炭水
分は実際にはかなりバラツイており、水分の検知誤差が
そのまま製品CWM濃度誤差となる。

（４）石炭性状が変化した場合、特に粉砕性が異る石炭
の場合には、製品のCWMの粒度分布が異って来る。製品C
WMの粒度は、通常75ミクロンパス量、150ミクロン残量
又は300ミクロン残量で規制されることが多いが、粉砕
し易い石炭の場合には前述の粒度が同じでも、微粒が出
来過ぎて粉砕動力が無駄になるばかりか、品質にも悪影
響を及ぼす場合もある。

（５）チューブミルは竪型ローラミルよりも所要動力が
高く、かつ高粘性スラリーの粉砕を行っているために一
層所要動力が高くなり、経済的な粉砕方法とは言えな
い。

本発明は、上記の問題を解消することができる高濃度
（通常石炭濃度60〜75％）の石炭スラリーの製造方法を
提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の高濃度石炭水スラリの製造方法は次の手段を
講じる。

分級器を備えた竪型ローラミルにより石炭を乾式粉砕
することにより得られる粉砕炭と製品スラリの１部を超
微粉砕して得られる超微粒スラリに水と添加剤を加えて
製品スラリより石炭濃度が１〜４％高い状態で混練機に
おいて強剪断力混合を行った上、攪拌槽で濃度調整水を
加えて製品スラリ濃度に調節する。

〔作用〕

本発明は次の作用を奏することができる。

（ｉ）本発明では、先ず分級器付き竪型ローラミルで石
炭が粉砕されるが、このときに竪型ローラミルの乾式粉
砕によって非常にシャープな粒度分布の粉砕炭が得られ
る。第２図は分級器付き竪型乾式ローラミルと湿式チュ
ーブミルでの粉砕炭の代表的粒径の比較を示したもので
あるが、同じ75ミクロン以下量で比較すると、前者は後
者よりも粗粒（ここでは150ミクロン以上量で表示）が
大巾に少いことが分る。これは分級器による粗粒カット
効果によるものである。

また、竪型ローラミルによる粉砕炭中の水分は、非常
に安定しており、製品CWMの濃度制御は容易にかつ正確
に行うことが可能である。

（ii）乾式の竪型ローラミルは百ton/h級の大容量機も
実績があり、CWM濃度を70％とすると140ton-CWM/h級と
なり実際上、スケールアップの問題はまったくない。

（iii）乾燥粉砕炭によりCWMを製造する場合の大きな問
題は、乾燥粉砕炭と水、添加剤とのなじみが悪いことで
あった。これは湿式と異り、粉砕により活性化した石炭
表面が空気と触れるために不活性となることが原因と考
えられる。

本発明では、混練機で高濃度の製品CWM濃度（石炭濃
度60〜75％程度）よりも１〜４％高い濃度で強剪断力混
合しているために、粒子相互の摩砕が盛んになり、粉砕
炭表面が再活性化し、粉砕炭と水、添加剤とのなじみが
非常に良くなり、かつ、混合作用が向上する。この再活
性化したかどうかの判断は、混合により生じる超微粒
（ここでは代表として１ミクロン以下量）生成量が目安
となる。超微粒生成量が多いということは、石炭表面に
強い剪断力が作用した証拠だからである。

第３図は高濃度の製品CWMを製造する際の混練機にお
ける混合濃度と超微粒生成量との実験例を示したもので
あるが、濃度が高くなると超微粒生成量が増加する。し
かし濃度が高くなり過ぎると共廻り現象（スラリが攪拌
翼について廻る現象）が生じて来るので、超微粒生成量
は逆に減少してしまうので、本発明では、混練に当って
の石炭濃度を製品CWM濃度よりも１〜４％高目に設定し
た。

なお、第３図は、製品スラリの石炭の濃度66％の場合
を示すが、石炭濃度60〜75％程度の高濃度の製品をCWM
スラリにおいては、石炭濃度が変っても第３図と同様な
関係が満足されることが、本発明者の実験によって確認
された。

（iv）以上のように、高濃度混合すると粉砕炭のなじみ
が良くなるが、この状態では粘度が高いために、製品CW
Mの設定濃度になるように濃度調整水を添加して所定の
濃度160〜75％とすることによって、低粘度で非常に良
好な高濃度の製品CWMが得られる。

（ｖ）また、本発明は、上記の作用に加えて、最終製品
スラリの１部を超微粉砕して得られる超微粒スラリを混
練機に投入しており、竪型ローラミルによる粉砕と上記
超微粉砕に粉砕機能を分担させており、粉砕性の異る石
炭に対しても、超微粒スラリの混合割合を調整すること
によって、常に一定の望ましい粒度分布をもつスラリが
製造されると共に、混合性が向上して混練機の所要動力
が低下し、かつ、超微粒スラリ製造に当って発火のおそ
れもない。

〔実施例〕

第１図により本発明の一実施例を説明する。

原炭ホッパ１より竪型乾式ローラミル19に投入された
石炭は、ミル19内のローラ21とテーブル22で粉砕され
て、粉砕炭はミル19下部より流入した熱風により乾燥さ
れながら、回転式分級器20に送り込まれ、ここで粉砕炭
中の粗粒が除去される。このようにして、竪型乾式ロー
ラミルによって粒度分布のシャープな粉砕炭が得られ
る。ミル用熱風は、送風機23によりライン25から燃料油
タンク30から燃料油ライン28を経て燃料油が供給される
ラインコンバスター36に送られ、高温熱風となってライ
ン26に至る。通常竪型ミルで必要な熱風温度は200〜400
℃であり、高温熱風はライン24より送り込まれる冷風と
混合されて適正温度に調整されてライン27よりミルに送
り込まれる。

粗粒が除去された粉砕炭はライン31,33を通ってサイ
クロン32とバグフィルター34に送られ、ここで空気と分
離され、空気はライン35より系外に出される。分離回収
された粉砕炭はライン37,38よりコンベア39により混練
機40に送られる。混練機にはライン５と41により添加剤
（乾炭量に対して0.5〜0.7％）と水が供給され、またラ
イン42より後述する超微粒ミル53からの超微粒CWMも供
給される。混練機40内の石炭濃度は、最終製品スラリの
濃度より１〜４％高くなるように水の供給量が制御され
る。粉砕炭、水及び添加剤と超微粒は混練機40で十分に
強剪断を与えられた状態で混合され、この際粉砕炭表面
が摩砕されて活性化されたなじみの良いCWMとなり、こ
れがポンプ44によりライン43,45を通って攪拌槽46に送
られる。ここで製品CWM濃度60〜75％になるようにライ
ン41″より水が供給され、十分な攪拌混合が行われて、
低粘度の良質な高濃度の製品CWMとなり、ポンプ48によ
りライン47,49を通り、製品CWM貯蔵タンク18に送られ
る。

また、製品CWMの１部がポンプ51によりライン50,52を
通って超微粒ミル53に送られ、超微粒が製造され、これ
が上記のようにライン42をへて混練機40に送られ、スラ
リ中の石炭の粒度分布が調整される。

本実施例と従来の湿式チューブミルを用いた従来方法
による実験結果を第１表に示す。

同表から明らかなように、炭種が変っても、本実施例
においては、75ミクロン以下の量が安定し、燃焼性や貯
蔵安定性に悪影響を与える粗粒の量が著しく低減した望
ましい粒度分布をもち、かつ低粘度で良質の高濃度CWM
が得られることが判明した。

〔発明の効果〕 本発明は次の効果を奏することができる。

（１）竪型ローラミルを使用することにより、従来の湿
式チューブミルでは限界のあったスケールアップの問題
を解消することができ、また竪型ローラミルの粉砕炭中
水分は非常に安定しているので、製品CWMの濃度コント
ロールが容易で正確である。

（２）分級器を備えた竪型ローラミルを使用しているの
で、燃焼性や貯蔵安定性に悪影響を与える粗粒を、従来
より大巾に低減することができる。

（３）混練機で製品スラリより石炭濃度が１〜４％高い
状態で強剪断力混合を行なうことによって、粉砕炭表面
を活性化して水と添加剤とのなじみを良好にすると共に
混合効果を向上させることができる。その上でこれに水
を加えて所定の高濃度のスラリとすることによって、低
粘度で良質の高濃度CWMを製造することができる。

（４）また、製品CWMの一部を超微粉砕して得られる超
微粒スラリを混練機に投入し、竪型ローラミルと超微粒
ミルに粉砕機能を分担しているので、粉砕性の異る石炭
に対しても、常に一定の理想的粒度分布を得ることがで
きると共に、混練機に投入される超微粒スラリは混合性
にすぐれ混練機の所要動力を低下させることができ、か
つ、超微粒スラリ製造に当って発火のおそれもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るCWM製造方法のシステ
ム図、第２図は分級器付き竪型ローラミルと湿式チュー
ブミルを用いた場合における粗粒量の違いを示す実験結
果のグラフ、第３図は本発明の上記実施例において、混
練濃度と１ミクロン以下量の生成量との関係を示す実験
結果のグラフ、第４図は従来の湿式チューブミルを用い
たCWM製造方法を示すシステム図である。 １……原炭ホッパー、５……添加剤供給ライン、18……
製品CWM貯蔵タンク、19……竪型乾式ミル、20……回転
式分級器、21……ローラ、22……テーブル、23……送風
機、24……冷風ライン、25,26,27……熱風ライン、28…
…燃料油ライン、29……燃料輸送ライン、30……燃料油
タンク、31……微粉炭輸送ライン、32……サイクロン、
33,35……排気ライン、34……バグフィルター、36……
ラインコンバスター、37,38……微粉炭排出ライン、39
……コンベア、40……混練機、41,41′,41″……水供給
ライン、42……超微粒CWM輸送ライン、44,48,51……ポ
ンプ、43,45,47,49,50,52……CWM輸送ライン、46……攪
拌槽、53……超微粒ミル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植松 良茂 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (56)参考文献 特開 昭61−283691（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−147088（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分級器を備えた竪型ローラミルにより石炭
   を乾式粉砕することにより得られる粉砕炭と製品スラリ
   の１部を超微粉砕して得られる超微粒スラリに水と添加
   剤を加えて製品スラリより石炭濃度が１〜４％高い状態
   で混練機において強剪断力混合を行った上、攪拌槽で濃
   度調整水を加えて製品スラリ濃度に調整することを特徴
   とする高濃度石炭水スラリの製造方法。