JP4529471B2 - Method and apparatus for producing hydrophilic coal slurry - Google Patents

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本発明は、親水性石炭スラリの製造方法及び装置に関し、更に詳しくは、簡単な方法により石炭を親水性に改質して流動性に優れた親水性石炭スラリを得ることができる親水性石炭スラリの製造方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a method and an apparatus for producing a hydrophilic coal slurry, and more specifically, a hydrophilic coal slurry capable of obtaining a hydrophilic coal slurry having excellent fluidity by modifying coal to be hydrophilic by a simple method. The present invention relates to a manufacturing method and apparatus.

近年、石油資源の枯渇の問題から代替エネルギーの開発が望まれており、代替エネルギーの1つとして石炭の利用が研究されている。石炭は、石油、重油等の液体燃料に比して搬送等のハンドリングの面で難点を有し、このために従来から石炭を液化或いはガス化する改質技術が種々提案されている。   In recent years, the development of alternative energy has been desired due to the problem of exhaustion of petroleum resources, and the use of coal has been studied as one of alternative energy. Coal has difficulties in handling such as transportation compared to liquid fuels such as petroleum and heavy oil, and various reforming techniques for liquefying or gasifying coal have been proposed for this purpose.

このような石炭の改質技術の1つとして、石炭、コークス、チャー、ピッチ、コールタール、重質油及びアスファルト等の炭素質物質を、常圧、減圧または高圧下で熱分解してガス状炭化水素及び/または液状炭化水素を製造するに際し、炭素質物質にベーター線またはガンマー線を照射しながら、ガス雰囲気下で、前記炭素質物質を熱分解するものがある(例えば、特許文献1参照)。   As one of such coal reforming technologies, carbonaceous materials such as coal, coke, char, pitch, coal tar, heavy oil and asphalt are pyrolyzed under normal pressure, reduced pressure or high pressure to form a gaseous state. When producing hydrocarbons and / or liquid hydrocarbons, there is one that thermally decomposes the carbonaceous material in a gas atmosphere while irradiating the carbonaceous material with beta rays or gamma rays (see, for example, Patent Document 1). ).

また、A.硫黄を含有する炭素質材料を用意すること、B.前記炭素質材料を塩基の存在下で活性酸素源と接触させること、そして前記炭素質材料の硫黄含有量を減少するのに効果のある量の前記活性酸素と前記塩基を使用すること、とC.前記炭素質材料を一種類の放射線等のエネルギー源に曝露し前記炭素質材料の硫黄含有量を更に減少するのに効果のある条件下に置くことからなる硫黄含有炭素質材料から硫黄を除去するプロセスがある(例えば、特許文献2参照)。
特開平05−059371号公報 特表2002−524651号公報
A. Providing a carbonaceous material containing sulfur; Contacting the carbonaceous material with a source of active oxygen in the presence of a base, and using an amount of the active oxygen and the base effective to reduce the sulfur content of the carbonaceous material; and C . Removing sulfur from a sulfur-containing carbonaceous material comprising exposing the carbonaceous material to an energy source such as radiation and subjecting the carbonaceous material to conditions effective to further reduce the sulfur content of the carbonaceous material; There is a process (for example, see Patent Document 2).
JP 05-059371 A JP 2002-524651 A

前記特許文献1では、石炭熱分解の生成物の量と質を制御するために、熱分解の温度と、放射線の線量と、熱分解のガス雰囲気の3つを制御するようにしている。そして、炭素を温度700℃の水素ガス雰囲気下で、放射線を照射しながら熱分解(分子構造の変化)を行わせると固体生成物の量が10〜80%の範囲内で減少し、その分だけ液体生成物及び気体生成物の量が増加したとしている。また、石炭液化について、450℃、170気圧の水素雰囲気下で、硫化鉄+硫黄の触媒を使うことにより55%の液状炭化水素が得られたが、放射線を照射することにより、450℃、10気圧の水素雰囲気下で同上の触媒を用いて、70〜75%の液状炭化水素を得たとしている。更に、テトラリン等の水素供与性の有機溶剤を添加すると、石炭の液体生成物が多く生成されたとしている。   In Patent Document 1, in order to control the quantity and quality of coal pyrolysis products, the pyrolysis temperature, radiation dose, and pyrolysis gas atmosphere are controlled. When carbon is subjected to thermal decomposition (change in molecular structure) while irradiating with radiation in a hydrogen gas atmosphere at a temperature of 700 ° C., the amount of the solid product is reduced within a range of 10 to 80%. Only the amount of liquid product and gas product is said to have increased. In addition, regarding coal liquefaction, 55% liquid hydrocarbon was obtained by using an iron sulfide + sulfur catalyst in a hydrogen atmosphere at 450 ° C. and 170 atm. It is assumed that 70 to 75% of liquid hydrocarbon was obtained using the same catalyst under atmospheric hydrogen atmosphere. Furthermore, when a hydrogen-donating organic solvent such as tetralin is added, a large amount of coal liquid product is generated.

しかし、前記特許文献1に示される方法は、石炭を気化するには700℃の水素ガス雰囲気を保持し、石炭を液化する場合でも450℃、10気圧という高温、高圧を維持する必要がある。このように特許文献1では高温、高圧を保持する必要があるために装置構造が複雑になり、また取扱い制御も面倒になる問題がある。更に、熱分解によって液体以外に気体、固体も生成されるために、各生成物を別個に貯蔵する必要があり、また、例えば目的とする液体生成物を所要量だけ取り出すようにするための制御も面倒である。更に、液体生成物を多く取り出すためには多量の水素供与性の有機溶剤を添加する必要があり、よって有機溶剤添加のための材料、装置も必要となりコストが増加する問題がある。   However, in the method disclosed in Patent Document 1, it is necessary to maintain a hydrogen gas atmosphere at 700 ° C. to vaporize coal, and to maintain a high temperature and high pressure of 450 ° C. and 10 atm even when liquefying coal. As described above, in Patent Document 1, since it is necessary to maintain a high temperature and a high pressure, there is a problem that the structure of the apparatus becomes complicated and handling control becomes troublesome. Further, since gas and solid are generated in addition to the liquid by pyrolysis, it is necessary to store each product separately, and for example, control for taking out a desired amount of the desired liquid product. Is also troublesome. Further, in order to take out a large amount of liquid product, it is necessary to add a large amount of a hydrogen-donating organic solvent. Therefore, a material and an apparatus for adding the organic solvent are also required, which increases the cost.

一方、前記特許文献2は、炭素質材料から硫黄を除去する方法に関するものであり、過酸化水素等の過酸化物質(活性酸素源)と、水酸化ナトリウム等の水酸化物(活性酸素発生作用物)とを混合して発熱による加熱と活性酸素の生成とを行い、これに、エーテル等の溶剤と炭素質材料とを混合したものを加えて、放射線で曝露することにより、分子構造の変化と硫黄の遊離とを行うようにしたものである。   On the other hand, Patent Document 2 relates to a method for removing sulfur from a carbonaceous material, and is a peroxide (active oxygen source) such as hydrogen peroxide and a hydroxide (active oxygen generating action) such as sodium hydroxide. And the like, and heat generation by generation of heat and generation of active oxygen, and a mixture of a solvent such as ether and a carbonaceous material is added to this and exposed to radiation to change the molecular structure. And release of sulfur.

従って、特許文献2では、過酸化物質(活性酸素源)と水酸化物(活性酸素発生作用物)を用いることが必須であり、よってこれらを混合・供給するための装置、エーテル等の溶剤と炭素質材料とを混合・供給するための装置、及びこれらの混合物を収容する反応装置が必要であり、設備が非常に複雑・大型化してコストが増加する問題がある。また、前記過酸化物質(活性酸素源)と水酸化物(活性酸素発生作用物)を混合して発熱によって加熱を行うようにしたものであるため制御も難しいという問題がある。   Therefore, in Patent Document 2, it is essential to use a peroxide material (active oxygen source) and a hydroxide (active oxygen generating agent). Therefore, an apparatus for mixing and supplying these, a solvent such as ether, An apparatus for mixing and supplying the carbonaceous material and a reaction apparatus for containing these mixtures are required, and there is a problem that the equipment becomes very complicated and large, and costs increase. In addition, since the peroxide substance (active oxygen source) and hydroxide (active oxygen generating agent) are mixed and heated by heat generation, there is a problem that control is difficult.

更に、前記特許文献2でも、硫黄ガスと、軽油製品と、脱硫原油製品と、水+塩が反応生成物として取り出されることになるため、各生成物を別個に貯蔵する必要があり、また、例えば目的とする液体生成物を所要量だけ取り出すようにするための制御も面倒である。   Furthermore, also in the said patent document 2, since sulfur gas, a light oil product, a desulfurized crude oil product, and water + salt will be taken out as a reaction product, it is necessary to store each product separately, For example, the control for taking out a desired amount of the desired liquid product is also troublesome.

上記特許文献1及び2に示すように、石炭を含む炭素質材料を熱分解する際に、放射線被曝によって石炭の分子構造を変化させて、気体、液体、固体等に分離して取り出す方法、及び同時に硫黄を除去する方法については開示されているが、石炭をそのまま流動性を有する親水性石炭スラリとして得るようにした技術は現在存在しない。   As shown in Patent Documents 1 and 2, when pyrolyzing a carbonaceous material containing coal, a method of changing the molecular structure of the coal by radiation exposure, separating it into a gas, a liquid, a solid, and the like, and At the same time, a method for removing sulfur is disclosed, but there is currently no technique for obtaining coal as a hydrophilic coal slurry having fluidity as it is.

本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、簡単な方法により石炭を親水性に改質して流動性に優れた親水性石炭スラリを得ることができる親水性石炭スラリの製造方法及び装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a method and apparatus for producing a hydrophilic coal slurry capable of obtaining a hydrophilic coal slurry excellent in fluidity by reforming coal to be hydrophilic by a simple method. The purpose is to provide.

本発明は、石炭を水に混合して石炭水スラリを作成し、この石炭水スラリに放射線を照射して炭素の二重結合を解離させると共に水中に親水基を生成させ、該親水基が解離した炭素と結びつくことにより改質された親水性石炭スラリを製造することを特徴とする親水性石炭スラリの製造方法、に係るものである。   The present invention creates a coal water slurry by mixing coal with water and irradiates the coal water slurry with radiation to dissociate carbon double bonds and generate hydrophilic groups in the water. The present invention relates to a method for producing a hydrophilic coal slurry, characterized by producing a modified hydrophilic coal slurry by being combined with carbon.

また、前記石炭水スラリに改質促進剤を添加することは好ましく、前記改質促進剤にはFe、Ni、Co、Cuの少なくとも1つ、或いはこれらの化合物の少なくとも1つを用いることが好ましい。   Further, it is preferable to add a modification accelerator to the coal water slurry, and it is preferable to use at least one of Fe, Ni, Co, Cu, or at least one of these compounds as the modification accelerator. .

また、前記石炭水スラリにアルカリ剤を添加することは好ましく、前記アルカリ剤には水酸化ナトリウムを用いることが好ましい。   Moreover, it is preferable to add an alkali agent to the coal water slurry, and sodium hydroxide is preferably used as the alkali agent.

また、前記石炭水スラリに脱硫剤を添加することは好ましく、前記脱硫剤にはCa、Ba、Sr、Raの少なくとも1つ、或いはこれらの化合物の少なくとも1つを用いることが好ましい。   Moreover, it is preferable to add a desulfurization agent to the coal water slurry, and it is preferable to use at least one of Ca, Ba, Sr, and Ra, or at least one of these compounds as the desulfurization agent.

本発明は、遮蔽壁に包囲された照射室と、該照射室に配置した放射線源と、水に石炭を混合する石炭水スラリ製造装置と、該石炭水スラリ製造装置で製造した石炭水スラリを前記照射室の放射線源に接近させた後離反させて照射室から取り出すようにしたスラリ輸送装置とを備えたことを特徴とする親水性石炭スラリの製造装置、に係るものである。   The present invention relates to an irradiation chamber surrounded by a shielding wall, a radiation source disposed in the irradiation chamber, a coal water slurry production apparatus that mixes coal with water, and a coal water slurry produced by the coal water slurry production apparatus. An apparatus for producing a hydrophilic coal slurry, comprising: a slurry transporting device that is made to approach the radiation source in the irradiation chamber and then separate from the irradiation chamber to be taken out from the irradiation chamber.

また、前記スラリ輸送装置は石炭水スラリを搬送するパイプラインであってもよく、更に、石炭水スラリを収容した容器を搬送する搬送装置であってもよい。   The slurry transporting device may be a pipeline that transports coal water slurry, and may be a transport device that transports a container containing coal water slurry.

本発明では、石炭を水に混合して石炭水スラリを作成し、この石炭水スラリに放射線を照射するという簡単な方法、装置により、石炭を親水性に改質して流動性に優れた親水性石炭スラリを製造できる優れた効果を奏し得る。   In the present invention, a coal water slurry is prepared by mixing coal with water, and a simple method and apparatus for irradiating the coal water slurry with radiation. The effect which can manufacture a property coal slurry can be produced.

親水性石炭スラリは流動性に優れているので、輸送、貯蔵等のハンドリング性が向上し、よって石炭の大幅な利用拡大が可能になる効果がある。   Since the hydrophilic coal slurry is excellent in fluidity, handling properties such as transportation and storage are improved, so that the use of coal can be greatly expanded.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の親水性石炭スラリの製造装置の形態の一例を示す全体概略平面図であって、図中1は遮蔽壁2によって包囲された照射室であり、該照射室1の中央部には放射線源3が配置されている。4は前記遮蔽壁2の外部に設けられた石炭水スラリ製造装置であり、該石炭水スラリ製造装置4は石炭5と水6を混合して石炭水スラリ7を作成するようになっている。   FIG. 1 is an overall schematic plan view showing an example of the form of the apparatus for producing a hydrophilic coal slurry of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an irradiation chamber surrounded by a shielding wall 2, and the central portion of the irradiation chamber 1 is shown. The radiation source 3 is arranged in the. 4 is a coal water slurry production apparatus provided outside the shielding wall 2, and the coal water slurry production apparatus 4 mixes coal 5 and water 6 to create a coal water slurry 7.

そして、前記石炭水スラリ製造装置4と遮蔽壁2の内部との間には、石炭水スラリ製造装置4で製造した石炭水スラリ7を、石炭水スラリ製造装置4に備えたポンプ等からなる送出手段(図示せず)により、前記放射線源3の外周に迂回するようにしたパイプライン8からなるスラリ輸送装置9を設けている。このとき、前記スラリ輸送装置9内部を流動する石炭水スラリ7は常温で輸送されるようにしている。   And between the said coal water slurry manufacturing apparatus 4 and the inside of the shielding wall 2, the coal water slurry 7 manufactured with the coal water slurry manufacturing apparatus 4 consists of the pump with which the coal water slurry manufacturing apparatus 4 was equipped, etc. By means (not shown), there is provided a slurry transporting device 9 comprising a pipeline 8 that is detoured around the outer periphery of the radiation source 3. At this time, the coal water slurry 7 flowing inside the slurry transporting device 9 is transported at room temperature.

前記石炭水スラリ製造装置4で水6に混合する石炭5は、できれば細かく粉砕された石炭(通常微粉炭として用いられている粒径70μm程度の粉炭)を使用することができる。前記石炭水スラリ7の溶液は中性でも酸性でもアルカリ性でもよい。   The coal 5 mixed with the water 6 by the coal water slurry production apparatus 4 can use finely pulverized coal (pulverized coal having a particle size of about 70 μm, which is usually used as pulverized coal), if possible. The coal water slurry 7 solution may be neutral, acidic or alkaline.

更に、前記石炭水スラリ製造装置4で作成される石炭水スラリ7には、改質促進剤10、アルカリ剤11、脱硫剤12等を添加することができる。   Further, a reforming accelerator 10, an alkali agent 11, a desulfurizing agent 12, and the like can be added to the coal water slurry 7 created by the coal water slurry production apparatus 4.

前記改質促進剤10としてはFe、Ni、Co、Cu等の金属の少なくとも1つ、或いはこれらの化合物の少なくとも1つを用いることができ、改質促進剤10を添加することにより、放射線を照射した時の改質効果を高めることができる。   As the modification accelerator 10, at least one of metals such as Fe, Ni, Co, and Cu, or at least one of these compounds can be used. By adding the modification accelerator 10, radiation can be emitted. The modification effect when irradiated can be enhanced.

また、前記アルカリ剤11には水酸化ナトリウムを用いることができ、アルカリ剤11を添加して石炭水スラリ7をアルカリ性に保持することにより、石炭水スラリ7に放射線を照射した時のOHラジカルの生成を高めることができる。   Moreover, sodium hydroxide can be used for the alkali agent 11, and by adding the alkali agent 11 to keep the coal water slurry 7 alkaline, the OH radicals when the coal water slurry 7 is irradiated with radiation are added. Generation can be increased.

また、前記脱硫剤12にはCa、Ba、Sr、Ra等の少なくとも1つ、或いはこれらの化合物の少なくとも1つを用いることができ、脱硫剤12は石炭水スラリ7に添加するとイオン化され、これにより、石炭水スラリ7中に硫酸塩の沈殿物を生成するので硫黄を分離して取り出すことができる。   The desulfurizing agent 12 may be at least one of Ca, Ba, Sr, Ra, etc., or at least one of these compounds. The desulfurizing agent 12 is ionized when added to the coal water slurry 7, Thus, a sulfate precipitate is generated in the coal water slurry 7, so that sulfur can be separated and taken out.

前記放射線源3には種々の放射線発生物、放射線発生装置を用いることができる。例えば、高レベル放射性廃棄物をガラス固化したガラス固化体を用いた場合には、137Csから放射される0.66MeVのγ線となるが、60Coから放射される1.33MeVのγ線、その他のγ線、或いはX線や電子線等を用いることができる。X線を用いる場合には、直接X線源を用いてもよいが、γ線等の放射線や電子線等を鉛等の第3の物体に照射することで制動放射等の物理的現象により間接的に生成したX線を用いることもできる。このとき、石炭水スラリ7に照射する放射線源3による放射線の強さは、石炭の改質を有効に行わせる上で大きい線量の方が良い。 Various radiation generators and radiation generators can be used for the radiation source 3. For example, when using a vitrified material obtained by vitrifying high-level radioactive waste, 0.66 MeV gamma rays emitted from 137 Cs are obtained, but 1.33 MeV gamma rays emitted from 60 Co are obtained. Other γ rays, X-rays, electron beams, or the like can be used. In the case of using X-rays, an X-ray source may be used directly, but indirect due to a physical phenomenon such as bremsstrahlung by irradiating a third object such as lead with radiation such as gamma rays or electron beams. X-rays generated automatically can also be used. At this time, the intensity of the radiation from the radiation source 3 applied to the coal water slurry 7 is preferably a large dose in order to effectively reform the coal.

以下に上記形態の作用を説明する。   The operation of the above embodiment will be described below.

図1の石炭水スラリ製造装置4では、例えば70μm程度の粒径の石炭5と水6とを混合することにより石炭水スラリ7を作成する。このとき、この石炭水スラリ7には改質促進剤10としてFe、Ni、Co、Cu等の金属或いはこれらの化合物の少なくとも1つを添加することができ、また、前記アルカリ剤11として水酸化ナトリウムを添加することができ、また、脱硫剤12としてCa、Ba、Sr、Ra或いはこれらの化合物の少なくとも1つを添加することができる。   In the coal water slurry manufacturing apparatus 4 of FIG. 1, for example, coal water slurry 7 is created by mixing coal 5 and water 6 having a particle diameter of about 70 μm. At this time, a metal such as Fe, Ni, Co, Cu or at least one of these compounds can be added to the coal water slurry 7 as the reforming accelerator 10, and the alkali agent 11 can be hydroxylated. Sodium can be added, and Ca, Ba, Sr, Ra or at least one of these compounds can be added as the desulfurizing agent 12.

更に、前記放射線源3には、例えば、高レベル放射性廃棄物をガラス固化したガラス固化体、或いは他のγ線源、或いはX線や電子線等を用いることができる。   Further, the radiation source 3 may be, for example, a vitrified body obtained by vitrifying high-level radioactive waste, another γ-ray source, or an X-ray or electron beam.

前記石炭水スラリ製造装置4で作成した石炭水スラリ7は、該石炭水スラリ製造装置4に備えたポンプ等からなる輸送手段(図示せず)によって、常温のままパイプライン8からなるスラリ輸送装置9により前記放射線源3の外周を迂回するように照射室1に供給され、このとき、図2に示すように石炭水スラリ7は放射線源3からの放射線の照射を受けて改質され、親水性石炭スラリ7aとなって取り出される。   The coal water slurry 7 produced by the coal water slurry production apparatus 4 is a slurry transportation apparatus comprising a pipeline 8 at room temperature by a transportation means (not shown) comprising a pump or the like provided in the coal water slurry production apparatus 4. 9 is supplied to the irradiation chamber 1 so as to bypass the outer periphery of the radiation source 3. At this time, as shown in FIG. 2, the coal water slurry 7 is modified by receiving radiation from the radiation source 3 to be hydrophilic. The coal slurry 7a is taken out.

即ち、前記石炭水スラリ7が放射線の照射を受けると、[化1]に示すように、炭素Cの二重結合が放射線により解離されて不対電子を有するC、COOH等を生成する。一方、水中には水酸基OH-が放射線の作用を受けてOHラジカルを生成する。 That is, when the coal water slurry 7 is irradiated with radiation, as shown in [Chemical Formula 1], the double bond of carbon C is dissociated by radiation to generate C, COOH, etc. having unpaired electrons. On the other hand, the hydroxyl group OH receives the action of radiation to generate OH radicals in water.

Figure 0004529471
Figure 0004529471

このOHラジカルは、非常に反応性が強く、このためにOHラジカルは前記石炭の解離された炭素Cと結合し、これによって石炭は親水基OHを有するものに改質され、前記親水性石炭スラリ7aが生成する。   This OH radical is very reactive. For this reason, the OH radical binds to the carbon C dissociated from the coal, whereby the coal is modified to have a hydrophilic group OH, and the hydrophilic coal slurry. 7a is generated.

上記OHラジカルによる改質反応は、従来の石炭改質方法で用いられてきた水素化による改質反応よりも反応性が大きいことが考えられ、このために従来のように高温雰囲気を必要とすることなく、常温においても放射線による石炭の改質が可能になる。   The reforming reaction by the OH radical is considered to be more reactive than the reforming reaction by hydrogenation that has been used in the conventional coal reforming method, and for this reason, a high temperature atmosphere is required as in the past. Without modification, it is possible to modify coal by radiation even at room temperature.

前記石炭水スラリ製造装置4において作成される石炭水スラリ7に、Fe、Ni、Co、Cu等の金属或いはこれらの化合物の少なくとも1つからなる改質促進剤10を添加すると、前記石炭水スラリ7に放射線を放射する際における放射線照射効果を高めることができ、これによって前記改質反応が更に高められる。また、上記したようにFe等を石炭水スラリ7に添加することにより、親水性石炭スラリ7aを燃料として使用した際における燃料としての燃焼効果も向上させることができる。   When the reforming accelerator 10 made of at least one of metals such as Fe, Ni, Co, and Cu or these compounds is added to the coal water slurry 7 created in the coal water slurry manufacturing apparatus 4, the coal water slurry 7 can increase the radiation irradiation effect when radiating radiation, thereby further enhancing the modification reaction. Further, by adding Fe or the like to the coal water slurry 7 as described above, the combustion effect as a fuel when the hydrophilic coal slurry 7a is used as a fuel can be improved.

また、前記石炭水スラリ製造装置4において作成される石炭水スラリ7に、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤11を添加すると、石炭水スラリ7はアルカリ性に保持され、これによって石炭水スラリ7に放射線を照射した時のOHラジカルの生成が高まり、よって前記改質反応が更に高められる。   Further, when an alkali agent 11 such as sodium hydroxide is added to the coal water slurry 7 created in the coal water slurry manufacturing apparatus 4, the coal water slurry 7 is kept alkaline, thereby irradiating the coal water slurry 7 with radiation. The generation of OH radicals when irradiated is increased, and thus the reforming reaction is further enhanced.

また、前記石炭水スラリ製造装置4において作成される石炭水スラリ7に、Ca、Ba、Sr、Ra或いはこれらの化合物の少なくとも1つからなる脱硫剤12を添加すると、脱硫剤12はイオン化され、これにより、石炭水スラリ7中に硫酸塩の沈殿物を生成するので硫黄を分離して取り出すことができる。   Further, when a desulfurization agent 12 made of at least one of Ca, Ba, Sr, Ra or these compounds is added to the coal water slurry 7 created in the coal water slurry production apparatus 4, the desulfurization agent 12 is ionized, Thereby, since a sulfate precipitate is generated in the coal water slurry 7, sulfur can be separated and taken out.

即ち、前記石炭水スラリ7が放射線の照射を受けると、[化2]に示すように、炭素Cと硫黄Sの二重結合が放射線により解離されて不対電子を有する硫黄Sが生成され、一方、水中には放射線の作用によりOHラジカルが生成されるので、このOHラジカルが前記解離した硫黄Sと結合して硫酸塩となる。   That is, when the coal water slurry 7 is irradiated with radiation, as shown in [Chemical Formula 2], the double bond of carbon C and sulfur S is dissociated by radiation to generate sulfur S having unpaired electrons, On the other hand, since OH radicals are generated in water by the action of radiation, the OH radicals combine with the dissociated sulfur S to form sulfates.

Figure 0004529471
Figure 0004529471

硫酸塩は沈降して分離できるので、パイプライン8の下流に設けた硫黄分離装置13によって分離・除去することができる。   Since the sulfate can be settled and separated, it can be separated and removed by the sulfur separation device 13 provided downstream of the pipeline 8.

従って、図1の装置で製造された親水性石炭スラリ7aは、パイプライン8によるスラリ輸送装置9によって目的場所までそのまま輸送することができる。   Therefore, the hydrophilic coal slurry 7a manufactured by the apparatus of FIG. 1 can be transported as it is to the destination by the slurry transporting device 9 by the pipeline 8.

図3は、本発明の親水性石炭スラリの製造装置の形態の他の例を示す全体概略平面図であり、基本構造は図1の形態と同様であり石炭水スラリ製造装置4とスラリ輸送装置9の構成のみが相違しているので、この相違した構成のみについて説明する。   FIG. 3 is an overall schematic plan view showing another example of the form of the hydrophilic coal slurry production apparatus of the present invention, the basic structure of which is the same as that of FIG. 1, and the coal water slurry production apparatus 4 and the slurry transport apparatus. Since only the configuration of 9 is different, only this different configuration will be described.

図3のスラリ輸送装置9は、図4に示す如く、内部に石炭水スラリ7を収容するようにした容器14を、前記放射線源3と遮蔽壁2の外部との間で循環搬送できるようにエンドレスに設置したベルトコンベア等の搬送装置15を有している。   As shown in FIG. 4, the slurry transporting device 9 of FIG. 3 can circulate and convey the container 14 in which the coal water slurry 7 is accommodated between the radiation source 3 and the outside of the shielding wall 2. It has a conveying device 15 such as a belt conveyor installed at the endless.

前記石炭水スラリ製造装置4は、水6に石炭5を混合し、更に必要に応じて前記改質促進剤10、アルカリ剤11、脱硫剤12等を添加した石炭水スラリ7を、前記容器14に充填して搬送装置15上に載置する機能と、放射線の照射により親水性石炭スラリ7aを生成した容器14を搬送装置15上から取り出して親水性石炭スラリ7aを貯蔵する貯槽16に供給する機能とを有している。尚、前記スラリ輸送装置9は、石炭水スラリ7を放射線源3に接近させて放射線照射を行った後にそこから離反して取り出せる機能を有していれば良く、従ってリフトやクレーン等の種々の方式を用いることができる。   The coal water slurry production apparatus 4 mixes coal 5 with water 6 and further adds coal water slurry 7 to which the reforming accelerator 10, alkali agent 11, desulfurization agent 12 and the like are added as necessary. The container 14 in which the hydrophilic coal slurry 7a is generated by irradiation with radiation and the container 14 in which the hydrophilic coal slurry 7a is generated by being irradiated with radiation is taken out from the transport device 15 and supplied to the storage tank 16 for storing the hydrophilic coal slurry 7a. It has a function. The slurry transporting device 9 only needs to have a function of taking the coal water slurry 7 close to the radiation source 3 and irradiating it with radiation. A scheme can be used.

前記貯槽16に貯留された親水性石炭スラリ7aは、輸送管17によって目的場所まで輸送することができる。   The hydrophilic coal slurry 7 a stored in the storage tank 16 can be transported to a destination by a transport pipe 17.

上記したように、石炭5と水6を混合した石炭水スラリ7に放射線を照射して改質を行った親水性石炭スラリ7aは、親水性であるために水と分離しにくく、しかも流動性を有しているので、例えば石炭の採掘現場に本発明の装置を設置し、製造した親水性石炭スラリ7aをそのままパイプライン8や輸送管17によって港等の遠隔地まで大量に安定して容易に輸送することができ、よって石炭の大幅な利用拡大を図ることが可能になる。   As described above, the hydrophilic coal slurry 7a, which is modified by irradiating the coal water slurry 7 in which the coal 5 and the water 6 are mixed with each other, is difficult to separate from water because it is hydrophilic, and is also fluid. Therefore, for example, the apparatus of the present invention is installed at a coal mining site, and the manufactured hydrophilic coal slurry 7a is easily and stably supplied in large quantities to a remote place such as a port by a pipeline 8 or a transport pipe 17 as it is. Therefore, it is possible to greatly expand the use of coal.

なお、本発明の親水性石炭スラリの製造方法及び装置は、上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   In addition, the manufacturing method and apparatus of the hydrophilic coal slurry of this invention are not limited to an above-described form, Of course, various changes can be added within the range which does not deviate from the summary of this invention.

本発明の親水性石炭スラリの製造装置の形態の一例を示す全体概略平面図である。It is a whole schematic plan view which shows an example of the form of the manufacturing apparatus of the hydrophilic coal slurry of this invention. 図1をII方向から見た正面図である。It is the front view which looked at FIG. 1 from the II direction. 本発明の親水性石炭スラリの製造装置の形態の他の例を示す全体概略平面図である。It is a whole schematic plan view which shows the other example of the form of the manufacturing apparatus of the hydrophilic coal slurry of this invention. 図3をIV方向から見た正面図である。It is the front view which looked at FIG. 3 from IV direction.

符号の説明Explanation of symbols

1 照射室
2 遮蔽壁
3 放射線源
4 石炭水スラリ製造装置
5 石炭
6 水
7 石炭水スラリ
7a 親水性石炭スラリ
8 パイプライン
9 スラリ輸送装置
10 改質促進剤
11 アルカリ剤
12 脱硫剤
14 容器
15 搬送装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Irradiation chamber 2 Shielding wall 3 Radiation source 4 Coal water slurry production apparatus 5 Coal 6 Water 7 Coal water slurry 7a Hydrophilic coal slurry 8 Pipeline 9 Slurry transport apparatus 10 Modification accelerator 11 Alkaline agent 12 Desulfurization agent 14 Container 15 Conveyance apparatus

Claims (10)

石炭を水に混合して石炭水スラリを作成し、この石炭水スラリに放射線を照射して炭素の二重結合を解離させると共に水中に親水基を生成させ、該親水基が解離した炭素と結びつくことにより改質された親水性石炭スラリを製造することを特徴とする親水性石炭スラリの製造方法。   Coal is mixed with water to create a coal water slurry, and this coal water slurry is irradiated with radiation to dissociate double bonds of carbon and generate hydrophilic groups in the water, and the hydrophilic groups are combined with the dissociated carbon. A method for producing a hydrophilic coal slurry, characterized by producing a modified hydrophilic coal slurry. 前記石炭水スラリに、改質促進剤を添加することを特徴とする請求項1に記載の親水性石炭スラリの製造方法。   The method for producing a hydrophilic coal slurry according to claim 1, wherein a reforming accelerator is added to the coal water slurry. 前記改質促進剤に、Fe、Ni、Co、Cuの少なくとも1つ、或いはこれらの化合物の少なくとも1つを用いることを特徴とする請求項2に記載の親水性石炭スラリの製造方法。   The method for producing a hydrophilic coal slurry according to claim 2, wherein at least one of Fe, Ni, Co, Cu, or at least one of these compounds is used as the modification accelerator. 前記石炭水スラリに、アルカリ剤を添加することを特徴とする請求項1に記載の親水性石炭スラリの製造方法。   The method for producing a hydrophilic coal slurry according to claim 1, wherein an alkaline agent is added to the coal water slurry. 前記アルカリ剤に、水酸化ナトリウムを用いることを特徴とする請求項4に記載の親水性石炭スラリの製造方法。   The method for producing a hydrophilic coal slurry according to claim 4, wherein sodium hydroxide is used as the alkali agent. 前記石炭水スラリに、脱硫剤を添加することを特徴とする請求項1に記載の親水性石炭スラリの製造方法。   The method for producing a hydrophilic coal slurry according to claim 1, wherein a desulfurizing agent is added to the coal water slurry. 前記脱硫剤に、Ca、Ba、Sr、Raの少なくとも1つ、或いはこれらの化合物の少なくとも1つを用いることを特徴とする請求項6に記載の親水性石炭スラリの製造方法。   The method for producing a hydrophilic coal slurry according to claim 6, wherein at least one of Ca, Ba, Sr, and Ra, or at least one of these compounds is used as the desulfurizing agent. 遮蔽壁に包囲された照射室と、該照射室に配置した放射線源と、水に石炭を混合する石炭水スラリ製造装置と、該石炭水スラリ製造装置で製造した石炭水スラリを前記照射室の放射線源に接近させた後離反させて照射室から取り出すようにしたスラリ輸送装置とを備えたことを特徴とする親水性石炭スラリの製造装置。   An irradiation chamber surrounded by a shielding wall, a radiation source disposed in the irradiation chamber, a coal water slurry production apparatus that mixes coal with water, and a coal water slurry produced by the coal water slurry production apparatus An apparatus for producing a hydrophilic coal slurry, comprising: a slurry transport device that is made to approach a radiation source and then separate from the radiation chamber to be taken out from the irradiation chamber. 前記スラリ輸送装置が、石炭水スラリを搬送するパイプラインであることを特徴とする請求項8に記載の親水性石炭スラリの製造装置。   The said slurry transport apparatus is a pipeline which conveys coal water slurry, The manufacturing apparatus of the hydrophilic coal slurry of Claim 8 characterized by the above-mentioned. 前記スラリ輸送装置が、石炭水スラリを収容した容器を搬送する搬送装置であることを特徴とする請求項8に記載の親水性石炭スラリの製造装置。   The said slurry transport apparatus is a conveying apparatus which conveys the container which accommodated the coal water slurry, The manufacturing apparatus of the hydrophilic coal slurry of Claim 8 characterized by the above-mentioned.
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