JP2733126B2 - 石炭粉末の水スラリー用分散安定剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭粉末の水スラリー用分散安定剤に関す
る。更に詳しくは石炭粉末を水中に分散させパイプライ
ン輸送が可能な状態に分散安定化させる分散安定剤に関
する。

〔従来の技術及びその課題〕

近年、石油資源の枯渇により埋蔵量が多く且つ、偏在
せず世界中に存在する石炭資源の利用が再認識されてい
る。しかしながら石炭の場合は石油とは異なり固体であ
るためパイプラインによる輸送が不可能であり取り扱い
上著しく不利である。このようなことより取り扱い上の
欠点を改善するために石炭を粉末化し、水中に分散させ
てスラリー状にして輸送する方法が種々検討されてい
る。

しかしながら、この場合も石炭濃度を上げると著しく
増粘し、流動性を失う。また石炭濃度を下げると輸送効
率が低下し、更に脱水工程にも費用がかかることになり
実用的でない。これは、石炭−水スラリー中の石炭粒子
同士が水中で凝集することにより、粘度の増大及び流動
性の減少を起こさせるからである。この対策として界面
活性剤である分散剤を加えることにより石炭粒子に分散
剤が吸着して石炭粒子をバラバラにほぐす作用や石炭粒
子が互いに凝集するのを防ぐ作用が知られており、種々
の分散剤が使用されている。しかし、今日使用されてい
る、例えばナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン
縮合物、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム等は分散安
定性や流動性に関し、実用上満足すべきものではなかっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らはかかる従来の石炭−水スラリーの欠点で
ある分散安定性の改良と流動性の向上をはかるべく鋭意
検討した結果、フェノールスルホン酸塩と該フェノール
スルホン酸塩に対して特定割合のフェノールとを中性以
上のアルカリ領域でホルムアルデヒドと共縮合させるこ
とにより分散安定性と流動性に優れた効果を持つ共縮合
物が得られることを見出し本発明を完成した。

すなわち、本発明はフェノールスルホン酸塩と該フェ
ノールスルホン酸塩に対し４〜30モル％のフェノールと
をアルカリ性でホルムアルデヒドと共縮合させた共重縮
合物を含有する石炭粉末の水スラリー用分散安定剤を提
供するものである。

本発明ではフェノールスルホン酸塩とフェノールをpH
7以上のアルカリ性領域でホルマリン縮合することによ
り、介在するフェノールにより立体的な分子構造をもつ
重縮合物となり、石炭の分散性に有効な構造と分子量分
布を有する重縮合物となるものと推察され、一般のフェ
ノールスルホン酸ホルマリン縮合物（例えば、特開昭58
−53988号公報）やナフタレンスルホン酸縮合物の直線
状縮合物とは異なるものである。

本発明に使用するフェノールスルホン酸塩としては、
フェノールスルホン酸の水酸化ナトリウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、アンモニア水、トリエタノールア
ミン塩等のアルカリとの有機あるいは無機の中和塩が挙
げられるが、特に溶解度の大きい水酸化ナトリウム、水
酸化カリウムによる塩が好ましい。

また、フェノールスルホン酸塩の他にスルホメチル基
を導入したフェノールの使用も可能である。

本発明において、共縮合反応に用いるフェノールスル
ホン酸塩とフェノールのモル比は、フェノールスルホン
酸塩１モルに対してフェノールが４〜30モル％であり、
８〜15モル％が特に好ましい。フェノールのモル比が４
モル％未満では縮合が進まず、分散性に有効な重縮合物
に至らない低縮合物となる。また、フェノールのモル比
が30モル％を超えると高分子量部分の多い分子量分布幅
の広い重縮合物となり、有効な分散性が得られない。

また、本発明にはフェノールをスルホン化するに際し
て、未反応フェノールが残存している反応物をそのまま
原料としても良い。

本発明による重縮合物の製造に使用するホルムアルデ
ヒドは、濃度が30〜45重量％の水溶液であるホルマリン
が好ましい。

ホルムアルデヒドの反応モル比は、メチロール付加、
メチレン縮合に必要なモル比で、フェノール骨格に対
し、１〜２モル程度で良く、特に限定するものではな
い。

本発明の重縮合体は、重縮合体の平均分子量が500〜4
0000の範囲であれば良く、1000〜20000程度がより好ま
しい。

以下に本発明の分散安定剤の製造法の一例を示すが、
これによって本発明は何ら限定されるものではない。

反応容器中にフェノールスルホン酸ナトリウム塩、フ
ェノール、ホルマリン（37％ホルムアルデヒド水）、水
を所定量仕込み、pHを8.5に調整し、還流下において５
〜30時間攪拌する（第一工程）。次いで30℃に冷却し、
pH10.5に調整する。更に還流下で２〜３時間攪拌（第二
工程）して冷却し、本発明の分散剤を得る。

本発明の分散安定剤を添加することで得られる石炭粉
末の水スラリーは高濃度でも粘度の上昇が少なく流動性
が良好で且つ長期分散安定性を保つためパイプライン輸
送、タンク貯蔵、ボイラー直接燃焼が可能である。

〔実施例〕

以下、実施例について具体的に説明するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない。

〈石炭−水スラリーの調整〉 第１表に示す石炭粉末に、第２表に示す原料比及び重
合条件にて得られた分散安定剤の水溶液を第３表に示す
如き添加量となるように添加し、ホモミキサー（特殊機
化工業製）で５分間分散攪拌して石炭−水スラリーを調
製した。

なお、ホルムアルデヒドとしてはホルマリン（37％ホ
ルムアルデヒド水）を用いホルマリンモル比は、ホルム
アルデヒド分としてフェノールスルホン酸ナトリウム塩
に対して２モルとした。また反応時のpHは第一工程が8.
5、第二工程が10.5であった。

〈流動性の評価〉 上記で得られた石炭−水スラリーについて25℃に於い
て粘度（cps）を測定した。粘度の低いものが流動性の
良い事を示している。

〈石炭−水スラリーの安定性の評価〉 スラリーの安定性は該スラリーを調製後30日および60
日間静置した後、直径5mmのステンレス棒（重量50g）を
スラリー中に静かに入れその沈降状態を観察した。その
結果を第３表に示す。

〈結果〉 第３表実施例の結果から明らかなように、本発明の分
散剤を用いて調整した石炭−水スラリーは粘度低下によ
る流動性が顕著であり、且つ分散安定性においても30
日、60日経過後も厚密のない優れたスラリーであること
を示している。

〔発明の効果〕 本発明によれば、従来のナフタレンスルホン酸ナトリ
ウムホルマリン縮合物やポリスチレンスルホン酸ナトリ
ウム等に比べより高い分散安定性及び流動性を石炭−水
スラリーに付与し得る分散安定剤が得られる。

また、本発明の分散安定剤は石炭に限定するものでは
なく固体燃料類、例えば石油コークス等にも使用が可能
である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フェノールスルホン酸塩と該フェノールス
   ルホン酸塩に対して４〜30モル％のフェノールとをアル
   カリ性でホルムアルデヒドと共縮合させた共重縮合物を
   含有することを特徴とする石炭粉末の水スラリー用分散
   安定剤。