JP2631826B2 - 高濃度石炭・水スラリーの製造方法 - Google Patents
高濃度石炭・水スラリーの製造方法Info
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- JP2631826B2 JP2631826B2 JP19246895A JP19246895A JP2631826B2 JP 2631826 B2 JP2631826 B2 JP 2631826B2 JP 19246895 A JP19246895 A JP 19246895A JP 19246895 A JP19246895 A JP 19246895A JP 2631826 B2 JP2631826 B2 JP 2631826B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭、水及び分散
剤を混合して高濃度石炭・水スラリーを製造する方法、
詳しくは、製品石炭・水スラリーのレオロジーの粘度指
数を一定範囲内に調整することにより、安定性、ストレ
ーナーや振動フルイ通過性、貯蔵タンクからの払い出し
性、ボイラでの噴霧性に優れた高濃度石炭・水スラリー
を低コストで製造する方法に関するものである。高濃度
石炭・水スラリーとは、微粉砕した石炭と水と若干の添
加剤とからなる石炭濃度６０〜８０重量％の混合物で、
脱水を行うことなくそのままボイラ等の燃焼装置で燃焼
可能な流体燃料のことである。
剤を混合して高濃度石炭・水スラリーを製造する方法、
詳しくは、製品石炭・水スラリーのレオロジーの粘度指
数を一定範囲内に調整することにより、安定性、ストレ
ーナーや振動フルイ通過性、貯蔵タンクからの払い出し
性、ボイラでの噴霧性に優れた高濃度石炭・水スラリー
を低コストで製造する方法に関するものである。高濃度
石炭・水スラリーとは、微粉砕した石炭と水と若干の添
加剤とからなる石炭濃度６０〜８０重量％の混合物で、
脱水を行うことなくそのままボイラ等の燃焼装置で燃焼
可能な流体燃料のことである。
【０００２】
【従来の技術】従来、特公平２−５２９５７号公報に
は、湿式ボールミルから排出された石炭・水スラリーを
撹拌処理することによって、スラリーの降伏値を０．１
〜２０dyne／cm2 に入るように調整して、安定化された
石炭・水スラリー（ｃｏａｌ ｗａｔｅｒ ｍｉｘｔｕ
ｒｅ、ＣＷＭ）を製造する方法が記載されている。ま
た、特開昭５９−１８２８９５号公報には、湿式ミル後
流で、高濃度石炭・水スラリーのみかけ粘度を測定し、
そのみかけ粘度により湿式ミル粉砕、混合時間を調整す
る高濃度石炭・水スラリーの製造方法が記載されてい
る。
は、湿式ボールミルから排出された石炭・水スラリーを
撹拌処理することによって、スラリーの降伏値を０．１
〜２０dyne／cm2 に入るように調整して、安定化された
石炭・水スラリー（ｃｏａｌ ｗａｔｅｒ ｍｉｘｔｕ
ｒｅ、ＣＷＭ）を製造する方法が記載されている。ま
た、特開昭５９−１８２８９５号公報には、湿式ミル後
流で、高濃度石炭・水スラリーのみかけ粘度を測定し、
そのみかけ粘度により湿式ミル粉砕、混合時間を調整す
る高濃度石炭・水スラリーの製造方法が記載されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特公平２−５２９５７
号公報記載の方法によって、ＣＷＭのレオロジーの粘度
指数もある程度調整可能であるが、撹拌処理によって調
整する場合には、所要動力が増大するとともに、調整可
能な範囲が小さくなる。また、特開昭５９−１８２８９
５号公報には、ＣＷＭの粘度指数については何も言及さ
れていない。石炭の炭種・炭質によっては製品ＣＷＭの
粘度指数が適切な範囲からかなり外れる場合もあり、撹
拌処理のみでは対応できない場合がある。なお、これま
での本発明者らの調査結果では、pH調整によってＣＷＭ
の粘度指数を調整するという技術的思想は見当たらなか
った。
号公報記載の方法によって、ＣＷＭのレオロジーの粘度
指数もある程度調整可能であるが、撹拌処理によって調
整する場合には、所要動力が増大するとともに、調整可
能な範囲が小さくなる。また、特開昭５９−１８２８９
５号公報には、ＣＷＭの粘度指数については何も言及さ
れていない。石炭の炭種・炭質によっては製品ＣＷＭの
粘度指数が適切な範囲からかなり外れる場合もあり、撹
拌処理のみでは対応できない場合がある。なお、これま
での本発明者らの調査結果では、pH調整によってＣＷＭ
の粘度指数を調整するという技術的思想は見当たらなか
った。
【０００４】湿式ボールミルから排出された石炭・水ス
ラリーを撹拌処理することによって、粘度低下、安定性
改善効果があることは、これまでに確認できていた。ま
た、石炭・水スラリーの粘度指数も撹拌処理による付与
エネルギーの大小によって、ある程度調整できることが
明らかになっている。しかし、撹拌処理条件によっての
み粘度指数を調整しようとする場合、撹拌機の撹拌速度
と処理量の変動範囲が比較的小さいために、適切な範囲
まで石炭・水スラリーの粘度指数を調整できない場合が
あった。また、粘度指数を下げる場合、撹拌機の回転数
を上げるなどの方法によって付与エネルギーが増大する
ため、製造動力原単位が大幅に増加するという欠点があ
った。
ラリーを撹拌処理することによって、粘度低下、安定性
改善効果があることは、これまでに確認できていた。ま
た、石炭・水スラリーの粘度指数も撹拌処理による付与
エネルギーの大小によって、ある程度調整できることが
明らかになっている。しかし、撹拌処理条件によっての
み粘度指数を調整しようとする場合、撹拌機の撹拌速度
と処理量の変動範囲が比較的小さいために、適切な範囲
まで石炭・水スラリーの粘度指数を調整できない場合が
あった。また、粘度指数を下げる場合、撹拌機の回転数
を上げるなどの方法によって付与エネルギーが増大する
ため、製造動力原単位が大幅に増加するという欠点があ
った。
【０００５】発明者らは以上の点に鑑み、ＣＷＭの粘度
指数の調整方法について鋭意検討した結果、pH調整を行
うこと、又は増粘用助剤を添加混合することが、粘度指
数調整に効果が大きいことを見い出した。本発明は、上
記の知見に基づきなされたもので、本発明の目的は、Ｃ
ＷＭの粘度指数を効率的に調整することにより、製造動
力原単位を大幅に低減することができる、安定性、スト
レーナーや振動フルイの通過性、貯蔵タンクからの払い
出し性、ボイラでの噴霧性に優れた高濃度石炭・水スラ
リーの製造方法を提供することにある。
指数の調整方法について鋭意検討した結果、pH調整を行
うこと、又は増粘用助剤を添加混合することが、粘度指
数調整に効果が大きいことを見い出した。本発明は、上
記の知見に基づきなされたもので、本発明の目的は、Ｃ
ＷＭの粘度指数を効率的に調整することにより、製造動
力原単位を大幅に低減することができる、安定性、スト
レーナーや振動フルイの通過性、貯蔵タンクからの払い
出し性、ボイラでの噴霧性に優れた高濃度石炭・水スラ
リーの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の高濃度石炭・水スラリーの製造方法は、
石炭、水及び分散剤の混合工程及び石炭の湿式粉砕工程
を含む高濃度石炭・水スラリーの製造方法において、pH
調整剤を添加混合して石炭・水スラリーのpHを調整する
ことにより、製品石炭・水スラリーのレオロジーの粘度
指数を０．６〜０．９、望ましくは０．７〜０．８５の
範囲に調整することを特徴としている。製品石炭・水ス
ラリーのレオロジーの粘度指数が０．９を超える場合
は、アルカリ性のpH調整剤を添加して石炭・水スラリー
のpHを０．３〜２．５の範囲内で上昇させることによ
り、製品石炭・水スラリーのレオロジーの粘度指数を
０．６〜０．９、望ましくは０．７〜０．８５の範囲に
調整する。また、製品石炭・水スラリーのレオロジーの
粘度指数が０．６未満の場合、酸性のpH調整剤を添加し
て石炭・水スラリーのpHを０．３〜１．０の範囲内で低
下させることにより、製品石炭・水スラリーのレオロジ
ーの粘度指数を０．６〜０．９、望ましくは０．７〜
０．８５の範囲に調整する。
めに、本発明の高濃度石炭・水スラリーの製造方法は、
石炭、水及び分散剤の混合工程及び石炭の湿式粉砕工程
を含む高濃度石炭・水スラリーの製造方法において、pH
調整剤を添加混合して石炭・水スラリーのpHを調整する
ことにより、製品石炭・水スラリーのレオロジーの粘度
指数を０．６〜０．９、望ましくは０．７〜０．８５の
範囲に調整することを特徴としている。製品石炭・水ス
ラリーのレオロジーの粘度指数が０．９を超える場合
は、アルカリ性のpH調整剤を添加して石炭・水スラリー
のpHを０．３〜２．５の範囲内で上昇させることによ
り、製品石炭・水スラリーのレオロジーの粘度指数を
０．６〜０．９、望ましくは０．７〜０．８５の範囲に
調整する。また、製品石炭・水スラリーのレオロジーの
粘度指数が０．６未満の場合、酸性のpH調整剤を添加し
て石炭・水スラリーのpHを０．３〜１．０の範囲内で低
下させることにより、製品石炭・水スラリーのレオロジ
ーの粘度指数を０．６〜０．９、望ましくは０．７〜
０．８５の範囲に調整する。
【０００７】製品石炭・水スラリーの粘度指数は、つぎ
のように定義付けられる。すなわち、製品石炭・水スラ
リーのレオロジー特性は、共軸二重円筒型粘度計Ｒｏｔ
ｏｖｉｓｃｏ ＲＶ−２０、センサーシステムＭＶ−２
Ｐを用いて測定する。測定温度は２５℃、測定プログラ
ムモードは静置時間３分、ずり速度上昇時間３分、ずり
速度保持時間３分、ずり速度下降時間３分及び最大ずり
速度１５０s -1の条件で測定する。得られるレオグラム
からずり速度降下時の１００s -1でのみかけ粘度を読み
取り、これを代表粘度とする。そして、ずり速度上昇時
の曲線を指数則流体モデルの式τ＝ａＤn で近似し、こ
の指数ｎを粘度指数とする。なお、τ：ずり応力、Ｄ：
ずり速度、ａ：定数である。
のように定義付けられる。すなわち、製品石炭・水スラ
リーのレオロジー特性は、共軸二重円筒型粘度計Ｒｏｔ
ｏｖｉｓｃｏ ＲＶ−２０、センサーシステムＭＶ−２
Ｐを用いて測定する。測定温度は２５℃、測定プログラ
ムモードは静置時間３分、ずり速度上昇時間３分、ずり
速度保持時間３分、ずり速度下降時間３分及び最大ずり
速度１５０s -1の条件で測定する。得られるレオグラム
からずり速度降下時の１００s -1でのみかけ粘度を読み
取り、これを代表粘度とする。そして、ずり速度上昇時
の曲線を指数則流体モデルの式τ＝ａＤn で近似し、こ
の指数ｎを粘度指数とする。なお、τ：ずり応力、Ｄ：
ずり速度、ａ：定数である。
【０００８】石炭・水スラリーの粘度指数が上記の範囲
未満の場合は、低ずり速度でのみかけ粘度が高くなり、
ストレーナーや振動ふるいの通過性が低下したり、ある
いは貯蔵タンクからの払い出し、ボイラでのバーナーか
らの噴霧が困難になる傾向があり、一方、上記の範囲を
超える場合は、低ずり速度でのみかけ粘度が低くなり、
沈降安定性が低下し、貯蔵時や輸送時に石炭粒子が沈降
して硬い沈降物層を形成しやすくなる。アルカリ性のpH
調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウ
ム、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウ
ムなどを挙げることができる。また、酸性のpH調整剤と
しては、炭酸、塩酸、硫酸、酢酸、又はこれらの金属塩
などを挙げることができる。アルカリ性のpH調整剤を添
加して石炭・水スラリーのpHを０．３〜２．５の範囲内
で上昇させるに際し、この範囲未満の場合は、粘度指数
低下の効果がほとんど現れない傾向があり、一方、この
範囲を超える場合は、粘度指数が低下しすぎるとともに
混入するアルカリ金属、アルカリ金属土類元素の量が増
加し、スラリーを燃焼した際にスラッギングやファウリ
ングを引き起こす原因となる傾向がある。また、酸性の
pH調整剤を添加して石炭・水スラリーのpHを０．３〜
１．０の範囲内で低下させるに際し、この範囲未満の場
合は、粘度指数増大効果がほとんど現れない。一方、こ
の範囲を超える場合は、粘度指数が増大しすぎるととも
にスラリーが酸性となって、装置材料の腐食の原因とな
る。
未満の場合は、低ずり速度でのみかけ粘度が高くなり、
ストレーナーや振動ふるいの通過性が低下したり、ある
いは貯蔵タンクからの払い出し、ボイラでのバーナーか
らの噴霧が困難になる傾向があり、一方、上記の範囲を
超える場合は、低ずり速度でのみかけ粘度が低くなり、
沈降安定性が低下し、貯蔵時や輸送時に石炭粒子が沈降
して硬い沈降物層を形成しやすくなる。アルカリ性のpH
調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウ
ム、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウ
ムなどを挙げることができる。また、酸性のpH調整剤と
しては、炭酸、塩酸、硫酸、酢酸、又はこれらの金属塩
などを挙げることができる。アルカリ性のpH調整剤を添
加して石炭・水スラリーのpHを０．３〜２．５の範囲内
で上昇させるに際し、この範囲未満の場合は、粘度指数
低下の効果がほとんど現れない傾向があり、一方、この
範囲を超える場合は、粘度指数が低下しすぎるとともに
混入するアルカリ金属、アルカリ金属土類元素の量が増
加し、スラリーを燃焼した際にスラッギングやファウリ
ングを引き起こす原因となる傾向がある。また、酸性の
pH調整剤を添加して石炭・水スラリーのpHを０．３〜
１．０の範囲内で低下させるに際し、この範囲未満の場
合は、粘度指数増大効果がほとんど現れない。一方、こ
の範囲を超える場合は、粘度指数が増大しすぎるととも
にスラリーが酸性となって、装置材料の腐食の原因とな
る。
【０００９】また、本発明の高濃度石炭・水スラリーの
製造方法は、石炭、水及び分散剤の混合工程及び石炭の
湿式粉砕工程を含む高濃度石炭・水スラリーを製造方法
において、増粘用助剤を添加混合することにより、製品
石炭・水スラリーのレオロジーの粘度指数を０．６〜
０．９の範囲に調整することを特徴としている。増粘用
助剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）
のアルカリ金属塩などの増粘剤、ザンサンガム、グアー
ガムなどの多糖類、カオリン、ベントナイト、モンモリ
ロナイト、アタパルジャイトクレーなどの粘土鉱物から
なる群より選ばれた少なくとも１種の物質を挙げること
ができる。これらの増粘用助剤は、pH調整剤と併用する
ことも可能である。
製造方法は、石炭、水及び分散剤の混合工程及び石炭の
湿式粉砕工程を含む高濃度石炭・水スラリーを製造方法
において、増粘用助剤を添加混合することにより、製品
石炭・水スラリーのレオロジーの粘度指数を０．６〜
０．９の範囲に調整することを特徴としている。増粘用
助剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）
のアルカリ金属塩などの増粘剤、ザンサンガム、グアー
ガムなどの多糖類、カオリン、ベントナイト、モンモリ
ロナイト、アタパルジャイトクレーなどの粘土鉱物から
なる群より選ばれた少なくとも１種の物質を挙げること
ができる。これらの増粘用助剤は、pH調整剤と併用する
ことも可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の高濃度石炭・水
スラリーの製造方法の一例を示すフローシートである。
原料石炭は粗粉砕機１０で粗粉砕された後、水及び分散
剤とともに湿式ボールミルなどの高濃度湿式粉砕機１２
に導入される。なお、高濃度とは、石炭濃度６０〜８０
重量％のことを言う。湿式粉砕機１２から排出された石
炭・水スラリーは、振動ふるい、オートストレーナなど
の粗粒除去機１４に導入されて粗粒が除去された後、ラ
インミキサーなどの撹拌混合機１６で撹拌混合され、つ
いで、冷却器１８で冷却されて製品石炭・水スラリー
（製品ＣＷＭ）となる。
スラリーの製造方法の一例を示すフローシートである。
原料石炭は粗粉砕機１０で粗粉砕された後、水及び分散
剤とともに湿式ボールミルなどの高濃度湿式粉砕機１２
に導入される。なお、高濃度とは、石炭濃度６０〜８０
重量％のことを言う。湿式粉砕機１２から排出された石
炭・水スラリーは、振動ふるい、オートストレーナなど
の粗粒除去機１４に導入されて粗粒が除去された後、ラ
インミキサーなどの撹拌混合機１６で撹拌混合され、つ
いで、冷却器１８で冷却されて製品石炭・水スラリー
（製品ＣＷＭ）となる。
【００１１】上記の構成は、一般的なＣＷＭの製造工程
であるが、この構成において、湿式粉砕機１２の入口、
粗粒除去機１４と撹拌混合機１６との間、又は／及び撹
拌混合機１６に直接にpH調整剤を添加し、撹拌処理を行
いＣＷＭの粘度指数を０．６〜０．９の範囲に調整す
る。粘度指数が０．９を超える場合には、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸マグネシウムなどのアルカリ性のpH調整剤を
添加し、pHを０．３〜２．５の範囲内で増大させて粘度
指数を０．６〜０．９の範囲に調整する。粘度指数が
０．６未満の場合は、炭酸、塩酸、硫酸、酢酸又はこれ
らの金属塩などの酸性のpH調整剤を添加し、pHを０．３
〜１．０の範囲内で低下させて粘度指数を０．６〜０．
９の範囲に調整する。pH調整剤を添加するとともに、湿
式粉砕機１２又は／及び撹拌混合機１６の回転数と処理
量を調整して付与エネルギーを変化させ、粘度指数を
０．６〜０．９の範囲に調整する。すなわち、粘度指数
を下げる場合は、撹拌回転数を上げ、粘度指数を上げる
場合は、撹拌回転数を下げる。pH調整剤以外に、増粘用
助剤としてＣＭＣのアルカリ金属塩などの増粘剤、ザン
サンガム、グアーガムなどの多糖類又は／及びカオリン
やベントナイト、モンモリロナイト、アタパルジャイト
クレーなどの粘土鉱物を添加混合する方法も有効であ
る。この場合の添加位置は、pH調整剤の添加位置と同じ
である。勿論、pH調整剤と増粘用助剤とを同時に添加す
ることも可能である。
であるが、この構成において、湿式粉砕機１２の入口、
粗粒除去機１４と撹拌混合機１６との間、又は／及び撹
拌混合機１６に直接にpH調整剤を添加し、撹拌処理を行
いＣＷＭの粘度指数を０．６〜０．９の範囲に調整す
る。粘度指数が０．９を超える場合には、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸マグネシウムなどのアルカリ性のpH調整剤を
添加し、pHを０．３〜２．５の範囲内で増大させて粘度
指数を０．６〜０．９の範囲に調整する。粘度指数が
０．６未満の場合は、炭酸、塩酸、硫酸、酢酸又はこれ
らの金属塩などの酸性のpH調整剤を添加し、pHを０．３
〜１．０の範囲内で低下させて粘度指数を０．６〜０．
９の範囲に調整する。pH調整剤を添加するとともに、湿
式粉砕機１２又は／及び撹拌混合機１６の回転数と処理
量を調整して付与エネルギーを変化させ、粘度指数を
０．６〜０．９の範囲に調整する。すなわち、粘度指数
を下げる場合は、撹拌回転数を上げ、粘度指数を上げる
場合は、撹拌回転数を下げる。pH調整剤以外に、増粘用
助剤としてＣＭＣのアルカリ金属塩などの増粘剤、ザン
サンガム、グアーガムなどの多糖類又は／及びカオリン
やベントナイト、モンモリロナイト、アタパルジャイト
クレーなどの粘土鉱物を添加混合する方法も有効であ
る。この場合の添加位置は、pH調整剤の添加位置と同じ
である。勿論、pH調整剤と増粘用助剤とを同時に添加す
ることも可能である。
【００１２】
実施例１ 表１に示す性状の石炭（オーストラリア産、マウントソ
ーレ炭）、水及びポリスチレンスルホン酸系分散剤（東
ソー株式会社製、ポリナスＰＳ−１）を湿式ボールミル
に入れて湿式粉砕を行い、表２に示す条件で高濃度石炭
・水スラリー製造し、さらに、高速撹拌機で５０００rp
m 、１０分間撹拌処理した。すなわち、供試炭を粗粉砕
し、３．０mm以下が約９５％の粒度に調整した後、これ
をドライベースで３kg秤取し、所定のスラリー濃度及び
添加率となるよう水及び分散剤を加え、内径３００mm、
長さ３００mmの回分式ボールミルに投入した。続いて調
製スラリーの粒度が２００メッシュ通過８１±２％の範
囲に入るよう粉砕を行った。粉砕後のスラリーを所定の
サンプル容器に３６０g 秤取し、撹拌機（特殊機化工業
製Ｔ．ＫオートホモミキサーＭ型）により５０００rpm
にて１０分間混練処理してＣＷＭサンプルとした。この
場合、後述のように分散剤添加時にpH調整剤を添加した
ＣＷＭサンプル、及びpH調整剤を添加しないＣＷＭサン
プルを調製した。
ーレ炭）、水及びポリスチレンスルホン酸系分散剤（東
ソー株式会社製、ポリナスＰＳ−１）を湿式ボールミル
に入れて湿式粉砕を行い、表２に示す条件で高濃度石炭
・水スラリー製造し、さらに、高速撹拌機で５０００rp
m 、１０分間撹拌処理した。すなわち、供試炭を粗粉砕
し、３．０mm以下が約９５％の粒度に調整した後、これ
をドライベースで３kg秤取し、所定のスラリー濃度及び
添加率となるよう水及び分散剤を加え、内径３００mm、
長さ３００mmの回分式ボールミルに投入した。続いて調
製スラリーの粒度が２００メッシュ通過８１±２％の範
囲に入るよう粉砕を行った。粉砕後のスラリーを所定の
サンプル容器に３６０g 秤取し、撹拌機（特殊機化工業
製Ｔ．ＫオートホモミキサーＭ型）により５０００rpm
にて１０分間混練処理してＣＷＭサンプルとした。この
場合、後述のように分散剤添加時にpH調整剤を添加した
ＣＷＭサンプル、及びpH調整剤を添加しないＣＷＭサン
プルを調製した。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】上記の方法によってスラリーを製造する際
に、pH調整を行わない場合にはスラリーのpHが７．５で
スラリーの粘度指数が０．９５であった。そこで、pH調
整剤として水酸化ナトリウム８規定水溶液を用い、ボー
ルミルに原料を投入する際に添加した。得られた各種ス
ラリーのうち、代表粘度が０．９±０．１Pa・s の範囲
のスラリーのpHと粘度指数との関係を図２に示す。pH調
整を行いpHを８以上に調整したものは、粘度指数が０．
６〜０．９の適切な範囲に入った。
に、pH調整を行わない場合にはスラリーのpHが７．５で
スラリーの粘度指数が０．９５であった。そこで、pH調
整剤として水酸化ナトリウム８規定水溶液を用い、ボー
ルミルに原料を投入する際に添加した。得られた各種ス
ラリーのうち、代表粘度が０．９±０．１Pa・s の範囲
のスラリーのpHと粘度指数との関係を図２に示す。pH調
整を行いpHを８以上に調整したものは、粘度指数が０．
６〜０．９の適切な範囲に入った。
【００１６】本実施例におけるＣＷＭの分析方法及びレ
オロジーの測定方法について説明する。ＣＷＭ品質はＣ
ＣＵＪ（財団法人石炭利用総合センター、Ｃｅｎｔｅｒ
ｆｏｒ Ｃｏａｌ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｊａｐ
ａｎ）統一法に準じて測定した。すなわち、石炭濃度は
ＪＩＳ Ｍ８８１１の全水分測定法に準拠し、ＣＷＭサ
ンプルを１０７℃で恒量乾燥した残量のサンプルに対す
る質量％で表示した。粒度分布はＣＷＭサンプルを約５
０g 秤取し、水で希釈し、ＪＩＳ Ｋ ００６９に準じ
て標準ふるいを用い湿式ふるい分け法で測定した。レオ
ロジー特性は共軸二重円筒型粘度計Ｒｏｔｏｖｉｓｃｏ
ＲＶ−２０、センサーシステムＭＶ−２Ｐを用いて測
定した。測定温度は２５℃、測定プログラムモードは静
置時間３分、ずり速度上昇時間３分、ずり速度保持時間
３分、ずり速度下降時間３分および最大ずり速度１５０
s -1の条件で測定した。得られたレオグラムからずり速
度降下時の１００s -1でのみかけ粘度を読み取り、これ
を代表粘度とした。そして、ずり速度上昇時の曲線を指
数則流体モデルの式τ＝ａＤn で近似し、この指数ｎを
粘度指数とした。なお、τ：ずり応力、Ｄ：ずり速度、
ａ：定数である。レオグラムの一例を図５に示す。
オロジーの測定方法について説明する。ＣＷＭ品質はＣ
ＣＵＪ（財団法人石炭利用総合センター、Ｃｅｎｔｅｒ
ｆｏｒ Ｃｏａｌ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｊａｐ
ａｎ）統一法に準じて測定した。すなわち、石炭濃度は
ＪＩＳ Ｍ８８１１の全水分測定法に準拠し、ＣＷＭサ
ンプルを１０７℃で恒量乾燥した残量のサンプルに対す
る質量％で表示した。粒度分布はＣＷＭサンプルを約５
０g 秤取し、水で希釈し、ＪＩＳ Ｋ ００６９に準じ
て標準ふるいを用い湿式ふるい分け法で測定した。レオ
ロジー特性は共軸二重円筒型粘度計Ｒｏｔｏｖｉｓｃｏ
ＲＶ−２０、センサーシステムＭＶ−２Ｐを用いて測
定した。測定温度は２５℃、測定プログラムモードは静
置時間３分、ずり速度上昇時間３分、ずり速度保持時間
３分、ずり速度下降時間３分および最大ずり速度１５０
s -1の条件で測定した。得られたレオグラムからずり速
度降下時の１００s -1でのみかけ粘度を読み取り、これ
を代表粘度とした。そして、ずり速度上昇時の曲線を指
数則流体モデルの式τ＝ａＤn で近似し、この指数ｎを
粘度指数とした。なお、τ：ずり応力、Ｄ：ずり速度、
ａ：定数である。レオグラムの一例を図５に示す。
【００１７】実施例２ 表３に示す性状の石炭（オーストラリア産、レミントン
炭）、水及びポリスチレンスルホン酸系分散剤（東ソー
株式会社製、ポリナスＰＳ−１）を湿式ボールミルに入
れて湿式粉砕を行い、表４に示す条件で高濃度石炭・水
スラリー製造し、さらに、高速撹拌機で５０００rpm 、
１０分間撹拌処理した。なお、詳細なＣＷＭサンプル調
製方法は、実施例１の場合と同様である。
炭）、水及びポリスチレンスルホン酸系分散剤（東ソー
株式会社製、ポリナスＰＳ−１）を湿式ボールミルに入
れて湿式粉砕を行い、表４に示す条件で高濃度石炭・水
スラリー製造し、さらに、高速撹拌機で５０００rpm 、
１０分間撹拌処理した。なお、詳細なＣＷＭサンプル調
製方法は、実施例１の場合と同様である。
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】上記の方法によってスラリーを製造する際
に、pH調整を行わない場合にはスラリーのpHが４．９で
スラリーの粘度指数が０．９〜０．９５であった。そこ
で、pH調整剤として水酸化ナトリウム８規定水溶液を用
い、ボールミルに原料を投入する際に添加した。得られ
た各種スラリーのうち、代表粘度が１．０±０．１Pa・
s の範囲のスラリーのpHと粘度指数との関係を図３に示
す。pH調整を行いpHを７以上に調整したものは、粘度指
数が０．６〜０．９の適切な範囲に入った。
に、pH調整を行わない場合にはスラリーのpHが４．９で
スラリーの粘度指数が０．９〜０．９５であった。そこ
で、pH調整剤として水酸化ナトリウム８規定水溶液を用
い、ボールミルに原料を投入する際に添加した。得られ
た各種スラリーのうち、代表粘度が１．０±０．１Pa・
s の範囲のスラリーのpHと粘度指数との関係を図３に示
す。pH調整を行いpHを７以上に調整したものは、粘度指
数が０．６〜０．９の適切な範囲に入った。
【００２１】実施例３ 表５に示す性状の石炭（オーストラリア産、ワークワー
ス炭）、水及びポリスチレンスルホン酸系分散剤（東ソ
ー株式会社製、ポリナスＰＳ−１）を湿式ボールミルに
入れて湿式粉砕を行い、表６に示す条件で高濃度石炭水
スラリー製造し、さらに高速撹拌機で５０００rpm 、１
０分間撹拌処理した。上記によってスラリーを製造する
際に、pH調整を行わない場合にはスラリーのpHが８．２
でスラリーの粘度指数が０．５４であった。そこでpH調
整剤として炭酸ナトリウム水溶液を用い、ミルに原料を
投入する際に添加した。得られた各種スラリーのうち、
代表粘度が１．０±０．１Pa・s の範囲のスラリーのpH
と粘度指数との関係を図４に示す。pH調整を行いpHを
７．９以下に調整したものは、粘度指数が０．６〜０．
９の適切な範囲に入った。
ス炭）、水及びポリスチレンスルホン酸系分散剤（東ソ
ー株式会社製、ポリナスＰＳ−１）を湿式ボールミルに
入れて湿式粉砕を行い、表６に示す条件で高濃度石炭水
スラリー製造し、さらに高速撹拌機で５０００rpm 、１
０分間撹拌処理した。上記によってスラリーを製造する
際に、pH調整を行わない場合にはスラリーのpHが８．２
でスラリーの粘度指数が０．５４であった。そこでpH調
整剤として炭酸ナトリウム水溶液を用い、ミルに原料を
投入する際に添加した。得られた各種スラリーのうち、
代表粘度が１．０±０．１Pa・s の範囲のスラリーのpH
と粘度指数との関係を図４に示す。pH調整を行いpHを
７．９以下に調整したものは、粘度指数が０．６〜０．
９の適切な範囲に入った。
【００２２】
【表５】
【００２３】
【表６】
【００２４】実施例４ 表１に示す性状の石炭、水及びポリスチレンスルホン酸
系分散剤（東ソー株式会社製、ポリナスＰＳ−１）を湿
式ボールミルに入れて湿式粉砕を行い、表７に示す条件
で高濃度石炭・水スラリー製造し、さらに、高速撹拌機
で５０００rpm、１０分間撹拌処理した。なお、詳細な
ＣＷＭサンプル調製方法は、実施例１の場合と同様であ
る。
系分散剤（東ソー株式会社製、ポリナスＰＳ−１）を湿
式ボールミルに入れて湿式粉砕を行い、表７に示す条件
で高濃度石炭・水スラリー製造し、さらに、高速撹拌機
で５０００rpm、１０分間撹拌処理した。なお、詳細な
ＣＷＭサンプル調製方法は、実施例１の場合と同様であ
る。
【００２５】
【表７】
【００２６】上記方法によってスラリーを製造する際
に、ＣＭＣのアルカリ金属塩無添加の場合にはスラリー
の粘度指数が０．９６であった。一方、増粘用助剤とし
てＣＭＣのアルカリ金属塩又はベントナイトを用い、ボ
ールミルに原料を投入する際に添加した場合には、表８
に示すように、スラリーの粘度指数が０．７５〜０．８
６となった。
に、ＣＭＣのアルカリ金属塩無添加の場合にはスラリー
の粘度指数が０．９６であった。一方、増粘用助剤とし
てＣＭＣのアルカリ金属塩又はベントナイトを用い、ボ
ールミルに原料を投入する際に添加した場合には、表８
に示すように、スラリーの粘度指数が０．７５〜０．８
６となった。
【００２７】
【表８】
【００２８】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） pH調整剤の添加、又は増粘用助剤の添加によ
り、製品高濃度石炭・水スラリーの粘度指数を容易に調
整することができ、撹拌回転数を上げるなどの方法によ
り付与エネルギーを増大させて粘度指数を調整する場合
に比べて、製品石炭・水スラリーの製造動力原単位を大
幅に低減させることができる。 （２） 製品高濃度石炭・水スラリーの粘度指数を確実
に一定範囲内に調整することができ、安定性、ストレー
ナーや振動フルイの通過性、貯蔵タンクからの払い出し
性、ボイラでの噴霧性に優れた石炭・水スラリーを容易
に、かつ、安価に製造することができる。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） pH調整剤の添加、又は増粘用助剤の添加によ
り、製品高濃度石炭・水スラリーの粘度指数を容易に調
整することができ、撹拌回転数を上げるなどの方法によ
り付与エネルギーを増大させて粘度指数を調整する場合
に比べて、製品石炭・水スラリーの製造動力原単位を大
幅に低減させることができる。 （２） 製品高濃度石炭・水スラリーの粘度指数を確実
に一定範囲内に調整することができ、安定性、ストレー
ナーや振動フルイの通過性、貯蔵タンクからの払い出し
性、ボイラでの噴霧性に優れた石炭・水スラリーを容易
に、かつ、安価に製造することができる。
【図１】本発明の高濃度石炭・水スラリーの製造方法の
一例を示す系統図である。
一例を示す系統図である。
【図２】実施例１における結果を示し、製品ＣＷＭのpH
と粘度指数との関係を示すグラフである。
と粘度指数との関係を示すグラフである。
【図３】実施例２における結果を示し、製品ＣＷＭのpH
と粘度指数との関係を示すグラフである。
と粘度指数との関係を示すグラフである。
【図４】実施例３における結果を示し、製品ＣＷＭのpH
と粘度指数との関係を示すグラフである。
と粘度指数との関係を示すグラフである。
【図５】ＣＷＭのレオロジー特性を示し、ずり速度とみ
かけ粘度との関係を示すグラフである。
かけ粘度との関係を示すグラフである。
１０ 粗粉砕機 １２ 湿式粉砕機 １４ 粗粒除去機 １６ 撹拌混合機 １８ 冷却器
Claims (5)
- 【請求項１】 石炭、水及び分散剤の混合工程及び石炭
の湿式粉砕工程を含む高濃度石炭・水スラリーの製造方
法において、pH調整剤を添加混合して石炭・水スラリー
のpHを調整することにより、製品石炭・水スラリーのレ
オロジーの粘度指数を０．６〜０．９の範囲に調整する
ことを特徴とする高濃度石炭・水スラリーの製造方法。 - 【請求項２】 石炭、水及び分散剤の混合工程及び石炭
の湿式粉砕工程を含む高濃度石炭・水スラリーの製造方
法において、製品石炭・水スラリーのレオロジーの粘度
指数が０．９を超える場合、アルカリ性のpH調整剤を添
加して石炭・水スラリーのpHを０．３〜２．５の範囲内
で上昇させることにより、製品石炭・水スラリーのレオ
ロジーの粘度指数を０．６〜０．９の範囲に調整するこ
とを特徴とする高濃度石炭・水スラリーの製造方法。 - 【請求項３】 石炭、水及び分散剤の混合工程及び石炭
の湿式粉砕工程を含む高濃度石炭・水スラリーの製造方
法において、製品石炭・水スラリーのレオロジーの粘度
指数が０．６未満の場合、酸性のpH調整剤を添加して石
炭・水スラリーのpHを０．３〜１．０の範囲内で低下さ
せることにより、製品石炭・水スラリーのレオロジーの
粘度指数を０．６〜０．９の範囲に調整することを特徴
とする高濃度石炭・水スラリーの製造方法。 - 【請求項４】 石炭、水及び分散剤の混合工程及び石炭
の湿式粉砕工程を含む高濃度石炭・水スラリーの製造方
法において、増粘用助剤を添加混合することにより、製
品石炭・水スラリーのレオロジーの粘度指数を０．６〜
０．９の範囲に調整することを特徴とする高濃度石炭・
水スラリーの製造方法。 - 【請求項５】 増粘用助剤が、カルボキシメチルセルロ
ースのアルカリ金属塩、ザンサンガム、グアーガム、ベ
ントナイト、カオリン、モンモリロナイト、アタパルジ
ャイトクレーからなる群より選ばれた少なくとも１種の
物質である請求項４記載の高濃度石炭・水スラリーの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19246895A JP2631826B2 (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 高濃度石炭・水スラリーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19246895A JP2631826B2 (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 高濃度石炭・水スラリーの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0920897A JPH0920897A (ja) | 1997-01-21 |
| JP2631826B2 true JP2631826B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=16291803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19246895A Expired - Lifetime JP2631826B2 (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 高濃度石炭・水スラリーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2631826B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019182268A1 (ko) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 주식회사 코리아진텍 | 석탄 첨가제 제조방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102559308A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-07-11 | 临沂实能德环保燃料化工有限责任公司 | 一种水煤浆制造方法 |
| KR101582537B1 (ko) * | 2014-05-19 | 2016-01-06 | 한국에너지기술연구원 | 석탄 슬러리 및 그의 점도 조절 방법 |
-
1995
- 1995-07-05 JP JP19246895A patent/JP2631826B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019182268A1 (ko) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 주식회사 코리아진텍 | 석탄 첨가제 제조방법 |
| JP2021516722A (ja) * | 2018-03-19 | 2021-07-08 | コリア ジンテックＫｏｒｅａ Ｊｉｎｔｅｃｈ | 石炭添加剤の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0920897A (ja) | 1997-01-21 |
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