JP7324454B2 - 固体原燃料の発熱遅延剤及び発熱遅延方法 - Google Patents
固体原燃料の発熱遅延剤及び発熱遅延方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7324454B2 JP7324454B2 JP2019163695A JP2019163695A JP7324454B2 JP 7324454 B2 JP7324454 B2 JP 7324454B2 JP 2019163695 A JP2019163695 A JP 2019163695A JP 2019163695 A JP2019163695 A JP 2019163695A JP 7324454 B2 JP7324454 B2 JP 7324454B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw fuel
- solid raw
- coal
- retardant
- exothermic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Fireproofing Substances (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Description
そして、限界温度に達すると自然発火現象が生じる。石炭の自然発火性は、石炭の種類や粒子径などによって大きく異なり、石炭化度が低く揮発分或いは硫黄分が高い石炭や、石炭粒子が小さな石炭は、長期貯炭により発熱しやすく、温度管理を怠ると自然発火を起こしやすい。堆積貯蔵された石炭パイルのこのような発火を伴う発熱は、管理上大きな問題である。
また、自然発火に至らない場合でも空気中の酸素により石炭表面の酸化がおこり、石炭の品質が劣化し商品価値が低下してしまう。よって、石炭の酸化防止対策は重要である。
以上のような状況から、石炭の自然発火防止対策・酸化防止対策は、各種の方法が提案されている。
特に、界面活性剤等による表面コーティングの方法により、石炭表面或いは石炭パイル全体を被覆し酸化を防ぐ試みが多くされており(非特許文献1)、例えば、界面活性剤と水溶性粘結剤又は保水剤とを石炭表面に散布することにより水膜を形成させて酸化を防止する方法(特許文献1)、界面活性剤、繊維及び結合剤を体積した石炭に散布し、石炭表面に良好な皮膜を形成する方法(特許文献2)、樹脂エマルジョンや油脂、鉱油等の油類のエマルジョンを散布する方法(特許文献3)、SBRラテックスを散布する方法(特許文献4)等がある。また、石炭パイルの表面に藻類を含有する散布液を散布することにより、石炭の表面に付着した藻類と散布液中の水とで、石炭パイルへの空気の通気を抑制し、石炭の酸化を防ぐことで品質劣化や自然発火を防ぐと共に、発塵を防ぐことが可能な貯炭場の石炭パイルの自然発火・発塵の防止方法がある(特許文献5)。
また、近年では、酸化防止及び熱放散による自然発火防止対策も講じられており、例えば、石炭表面或いは石炭パイル内部の隙間に尿素及びチオ尿素を含む自然発火防止剤を添加することにより、石炭パイル内部で発熱反応が進行した場合でも、尿素が熱分解によりアンモニアと炭酸ガスに分解されることで、急激な温度上昇が防止され、さらに、チオ尿素が酸化を防止する方法(特許文献6)等も開示されている。
一方、樹脂等を用いて石炭等の原燃料を被覆し皮膜を形成することは上記対策と比較しより経済性が高い。しかしながら、石炭等の原燃料表面或いは原燃料パイル表面に皮膜を形成する際に、皮膜強度や均一性が天候に左右されやすく、また、形成された皮膜が原燃料パイルの自重により沈み込み、表面に歪みが生じ、これに皮膜が追従できず、その結果として皮膜に亀裂が生じるケースがあった。そのため、皮膜による外気や水分の遮断は困難であり、費用の割には効果が乏しいものであった。
従って、従来提案されている方法の欠点を克服することのできる石炭等の原燃料の自然発火防止剤、自然発火防止方法が望まれている。
本発明の発熱遅延剤は、上記ポリビニルアルコールが、1~30重量%含有されていることが好ましい。
また、本発明の発熱遅延剤は、上記界面活性剤が、0.1~15重量%含有されていることが好ましい。
また、上記界面活性剤が、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤及びノニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明の発熱遅延剤は、さらに重合度が3~500のポリエチレングリコールを含有することが好ましい。
また、上記ポリエチレングリコールが、1~30重量%含有されていることが好ましい。
本発明の発熱遅延剤が用いられる固体原燃料は、石炭、コークス、鉄鉱石、焼結鉱、製鉄所ダスト、木質チップ、木質ペレット、RDF及びRPFからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明の固体原燃料の発熱遅延方法は、上記固体原燃料の発熱遅延剤を有効成分換算で対固体原燃料濃度が0.1ppm以上となるように固体原燃料に接触させることが好ましい。
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、固体原燃料の平均粒径は、本発明が属する技術分野において通常用いられる方法(例えば、櫛などを用いる方法)で測定することができる。
有効成分として重合度が100~500のポリビニルアルコール(以下、特定の重合度のポリビニルアルコールともいう)を含むことで、山積み(野積み)された固体原燃料のパイル表面及びパイル内部に有効成分である特定の重合度のポリビニルアルコールが接触し、固体原燃料自体の表面及び固体原燃料パイルの表面に皮膜が形成される。そのため、固体原燃料の表面及び固体原燃料パイルの表面のいずれにおいても皮膜が形成され、固体原燃料パイル表面の皮膜に亀裂が入っても、固体原燃料表面に皮膜が形成されているため、固体原燃料と空気との接触が抑制される。すなわち、空気中の酸素と固体原燃料との反応が抑制され、反応熱(酸化熱)による発熱の発生を抑制し、固体原燃料の温度上昇を充分に遅延させることができる。
重合度が100未満のポリビニルアルコールは、分子量が小さい為、固体原燃料のパイル表面に留まるポリビニルアルコールが減少し、固体原燃料パイル表面での皮膜の形成が不充分になると考えられる。そのため、固体原燃料パイル表面において空気中の酸素との反応による反応熱(酸化熱)が生じ、発熱遅延効果を充分に発揮し得ないと考えられる。
また、重合度が500を超えるポリビニルアルコールは、分子量が大きい為、固体原燃料のパイル内部に浸透するポリビニルアルコールが減少し、固体原燃料パイル内部での皮膜の形成が不充分となると考えられる。そのため、パイル表面の皮膜に亀裂が生じた場合、パイル内部に空気が流入し、固体原燃料パイル内部で空気中の酸素との反応による反応熱(酸化熱)が生じ、発熱遅延効果を充分に発揮し得ないと考えられる。
上記界面活性剤としては、例えば、脂肪族モノカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、N-アシルサルコシン塩、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等のジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩などのアニオン界面活性剤;アルキルアミン塩、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム(塩化ドデシルジメチルベンジルアンモニウムや塩化テトラデシルジメチルベンジルアンモニウム等)のような第4級アンモニウム塩などのカチオン界面活性剤;高級アルコールエチレンオキサイド付加物、〔エチレンオキサイドは以下(E.O)と略す〕、アルキルフェノール(E.O)付加物、脂肪酸(E.O)付加物、多価アルコール脂肪酸エステル(E.O)付加物、高級アルキルアミン(E.O)付加物、ポリオキシエチレンステアリルアミン、脂肪酸アミド(E.O)付加物、油脂の(E.O)付加物、プロピレンオキサイド〔以下、(P.O)と略す〕共重合体、アルキルアミン(P.O)(E.O)共重合付加物、グリセリンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトールおよびソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、多価アルコールアルキルエーテル、アルキロールアミド、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンイソデシルエーテル(イソデシルエーテルEO/PO)やポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどのノニオン界面活性剤;アミノ酸型両性界面活性剤、ベタイン型両性界面活性剤などの両性界面活性剤などが挙げられる。なかでも、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤及びノニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも1種の界面活性剤が好ましい。
また、本発明の発熱遅延剤が、アニオン界面活性剤としてジアルキルスルホコハク酸を含有する場合、ジアルキルスルホコハク酸の含有量が、0.1~15重量%であることが好ましく、0.1~10重量%であることがより好ましい。0.1重量%未満では発熱遅延効果が期待できず、15重量%を超えて含有してもコストメリットがなく、製剤安定性の点で好ましくない。
また、本発明の発熱遅延剤が用いられる固体原燃料が石炭である場合、固体状の瀝青炭、固体状の亜瀝青炭及び固体状の褐炭から選択される少なくとも1種の固体状石炭であることが好ましい。
本発明の発熱遅延方法では、発熱遅延剤を有効成分換算で対固体原燃料濃度が0.1ppm以上となるように石炭に接触させることが好ましく、1ppm以上となるように石炭に接触させることがより好ましい。また、発熱遅延剤は有効成分換算で対固体原燃料濃度が10000ppm以下となるように固体原燃料に接触させることが好ましく、5000ppm以下となるように固体原燃料に接触させることがより好ましい。
固体原燃料に対する発熱遅延剤における有効成分の添加濃度が0.1ppmよりも低いと、充分な発熱遅延効果が得られない可能性がある。一方、発熱遅延剤における有効成分の添加濃度が10000ppmよりも高いと、費用面上及び固体原燃料の品質上好ましくない。
(実施例1)
下記表1に記載の薬剤を調製し、得られた薬剤を希釈し、希釈薬剤1gを下記表1の薬剤濃度(対固体状の試料)となるように固体状の試料(亜瀝青炭A)(粒径が1~2mmの試料と1mm未満の試料とを1:1で混合したもの)10gに滴下し、充分に混合後、窒素雰囲気下105℃で1時間乾燥した。乾燥後の薬剤混合試料を試料容器(石英セル)に入れ、これを、常温の試験装置内部に導入した。なお、試験装置内は、窒素環境下に制御されている(窒素導入量2ml/min)。その後、窒素下で60分かけて試料を130℃まで均一に加熱し、温度が130℃に到達し安定した後、60分間窒素下で断熱制御を行った。その後、窒素から空気に切り替え、試料の発熱挙動を観察・記録した。窒素から空気に切り替えた時点での温度(130℃)から200℃に到達するまでの時間を測定した。結果を表1に示す。
実施例1で用いた薬剤を下記表1に記載の実施例2~5の薬剤に変更した以外は、実施例1と同様にして、薬剤混合試料の発熱挙動を観察・記録した。結果を表1に示す。
実施例1で用いた希釈薬剤1gの代わりにイオン交換水1gを用いた以外は実施例1と同様にして、試料の発熱挙動を観察・記録した。結果を表1に示す。
実施例1で用いた薬剤を下記表1に記載の比較例1及び2の薬剤に変更した以外は、実施例1と同様にして薬剤混合試料の発熱挙動を観察・記録した。結果を表1に示す。
(ポリビニルアルコール)
PVA1:重合度100 けん化度65%
PVA2:重合度350 けん化度65%
PVA3:重合度100 けん化度80%
PVA4:重合度350 けん化度80%
PVA5:重合度500 けん化度70%
PVA6:重合度2500 けん化度90%
PVA7:重合度1000 けん化度100%
PVA8:重合度240 けん化度60%
(界面活性剤)
界面活性剤A:ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム
界面活性剤B:ポリオキシエチレンステアリルアミン(EO付加モル:20)
界面活性剤C:塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム(アルキルは、主にドデシルまたはテトラデシルである)
界面活性剤D:ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンイソデシルエーテル
(EO/PO=80/20、分子量=700)
(ポリエチレングリコール)
ポリエチレングリコールA:(重合度:20)
ポリエチレングリコールB:(重合度:8)
(その他)
グリセリン:精製グリセリン
一方、比較例1及び2に係る薬剤混合試料は、P/Bが、1.2未満であり、窒素から空気に切り替えた後の薬剤混合試料の温度上昇が参考例1(ブランク)に対し緩やかになっているものの、充分な発熱遅延効果が示されていないことが確認された。
以上の結果から、特定の重合度のポリビニルアルコールを含有する薬剤を用いることにより、固体原燃料(石炭)の発熱を充分に遅延できることを確認した。
下記表2に記載の薬剤を調製し、得られた薬剤を希釈し、希釈薬剤1gを下記表2の薬剤濃度(対固体状の試料)となるように固体状の試料(亜瀝青炭B)(粒径が1~2mmの試料と1mm未満の試料とを1:1で混合したもの)10gに滴下し、充分に混合後、窒素雰囲気下105℃で1時間乾燥した。乾燥後の薬剤混合試料を試料容器(石英セル)に入れ、これを、常温の試験装置内部に導入した。なお、試験装置内は、窒素環境下に制御されている(窒素導入量2ml/min)。その後、窒素下で60分かけて試料を130℃まで均一に加熱し、温度が130℃に到達し安定した後、60分間窒素下で断熱制御を行った。その後、窒素から空気に切り替え、試料の発熱挙動を観察・記録した。窒素から空気に切り替えた時点での温度(130℃)から200℃に到達するまでの時間を測定した。結果を表2に示す。
実施例6で用いた薬剤を下記表2に記載の実施例7~12の薬剤に変更した以外は、実施例6と同様にして、薬剤混合試料の発熱挙動を観察・記録した。結果を表2に示す。
実施例6で用いた希釈薬剤1gの代わりにイオン交換水1gを用いた以外は実施例6と同様にして、試料の発熱挙動を観察・記録した。結果を表2に示す。
実施例6で用いた薬剤を下記表2に記載の比較例3~6の薬剤に変更した以外は、実施例6と同様にして薬剤混合試料の発熱挙動を観察・記録した。結果を表2に示す。
一方、比較例3~6に係る薬剤混合試料は、P/Bが、1.2未満であり、窒素から空気に切り替えた後の薬剤混合試料の温度上昇が参考例2(ブランク)に比較し緩やかになっているものの、充分な発熱遅延効果が示されていないことが確認された。
以上の結果から、特定の重合度のポリビニルアルコールを含有する薬剤を用いることにより、固体原燃料(石炭)の発熱を充分に遅延できることを確認した。
(実施例13及び14)
実施例13では、下記表3に記載の薬剤Hを調製し、得られた薬剤を希釈し希釈薬剤を、亜瀝青炭Cが野積みされている石炭パイルの中腹の3m四方を試験区画とし、ここに散布した。なお、薬剤の対石炭濃度が下記表3に記載の濃度となるように薬剤散布を行った。その後、試験区画(3m四方)のほぼ中心部、深さ150cm程度の位置に熱電対を挿入し、30日間に渡って温度変化を観察・記録した。結果を下記表4及び5に示す。
また、実施例14では、薬剤Hの代わりに薬剤Iを用いた以外は実施例13と同様にして、亜瀝青炭Cの温度変化を観察・記録した。結果を下記表4及び5に示す。
(参考例3)
実施例13で用いた希釈薬剤の代わりに水を用いた以外は実施例13と同様にして、亜瀝青炭Cの温度変化を観察・記録した。結果を表4及び5に示す。
また、薬剤Iは、薬剤Hの成分に加え、凍結防止剤であるグリセリンや3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールを含み、対石炭薬剤濃度が薬剤Hと比較し10分の1の100ppmでの散布であっても、参考例3と比較し、温度測定開始から30日後の石炭パイル温度が10℃以上低く、優れた発熱遅延効果を確認した。
Claims (9)
- 重合度が100~500のポリビニルアルコールと界面活性剤とを含有する固体原燃料の発熱遅延剤。
- ポリビニルアルコールが、1~30重量%含有されている請求項1記載の固体原燃料の発熱遅延剤。
- 界面活性剤が、0.1~15重量%含有されている請求項1又は2記載の固体原燃料の発熱遅延剤。
- 界面活性剤が、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤及びノニオン界面活性剤からなる群から選択される少なくとも1種である請求項1~3のいずれか1項に記載の固体原燃料の発熱遅延剤。
- さらに重合度が3~500のポリエチレングリコールを含有する請求項1~4のいずれか1項に記載の固体原燃料の発熱遅延剤。
- ポリエチレングリコールが、1~30重量%含有されている請求項5記載の固体原燃料の発熱遅延剤。
- 固体原燃料は、石炭、コークス、鉄鉱石、焼結鉱、製鉄所ダスト、木質チップ、木質ペレット、RDF及びRPFからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1~6のいずれか1項に記載の固体原燃料の発熱遅延剤。
- 固体原燃料に、請求項1~7のいずれか1項に記載の固体原燃料の発熱遅延剤を接触させることを特徴とする固体原燃料の発熱遅延方法。
- 発熱遅延剤を有効成分換算で対固体原燃料濃度が0.1ppm以上となるように固体原燃料に接触させる請求項8に記載の固体原燃料の発熱遅延方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019163695A JP7324454B2 (ja) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 固体原燃料の発熱遅延剤及び発熱遅延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019163695A JP7324454B2 (ja) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 固体原燃料の発熱遅延剤及び発熱遅延方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021042285A JP2021042285A (ja) | 2021-03-18 |
JP7324454B2 true JP7324454B2 (ja) | 2023-08-10 |
Family
ID=74862911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019163695A Active JP7324454B2 (ja) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | 固体原燃料の発熱遅延剤及び発熱遅延方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7324454B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005194447A (ja) | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Taiho Ind Co Ltd | 石炭の自然発火防止剤、及び自然発火防止方法 |
JP2011251782A (ja) | 2010-05-31 | 2011-12-15 | Kyushu Electric Power Co Inc | 貯炭場の石炭パイルの自然発火・発塵の防止方法及び石炭混合燃料 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3929544B2 (ja) * | 1997-03-19 | 2007-06-13 | 新日本製鐵株式会社 | 野積み石炭の表面被覆方法 |
-
2019
- 2019-09-09 JP JP2019163695A patent/JP7324454B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005194447A (ja) | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Taiho Ind Co Ltd | 石炭の自然発火防止剤、及び自然発火防止方法 |
JP2011251782A (ja) | 2010-05-31 | 2011-12-15 | Kyushu Electric Power Co Inc | 貯炭場の石炭パイルの自然発火・発塵の防止方法及び石炭混合燃料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021042285A (ja) | 2021-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6790245B2 (en) | Control of dust | |
US4801635A (en) | Composition and method for dust control | |
US9133408B2 (en) | Reducing sulfur gas emissions resulting from the burning of carbonaceous fuels | |
KR20070025945A (ko) | 코크스 제조용 원료탄의 부피밀도 향상제와 부피밀도향상방법 및 코크스 제조방법 | |
KR101941475B1 (ko) | 자연발화 방지제 및 이를 이용한 저탄장 자연발화 방지방법 | |
CN104910997A (zh) | 一种燃煤锅炉除焦添加剂及其制备方法 | |
US5415795A (en) | Methods for controlling dust in high temperature systems by contacting dust with an aqueous sodium silicate solution | |
CA3002604A1 (en) | Grinding additive for carbonaceous solid | |
JP7324454B2 (ja) | 固体原燃料の発熱遅延剤及び発熱遅延方法 | |
JP5643967B2 (ja) | 貯炭場の石炭パイルの自然発火・発塵の防止方法及び石炭混合燃料 | |
US5576056A (en) | Composition and method for inhibiting coal oxidation | |
JP6198241B2 (ja) | 粉塵の飛散防止方法およびそれに用いる粉塵の飛散防止剤 | |
US20190127492A1 (en) | Biopolymers having coiled nanostructures and processes incorporating the biopolymers | |
US11214747B2 (en) | Multi-functional foam concentrate-type agent for inhibiting spontaneous ignition of soft coal | |
JPS5998194A (ja) | 水系石炭スラリ− | |
JP6909495B2 (ja) | 石炭の自然発火防止剤及び自然発火防止方法 | |
JP4569172B2 (ja) | 粉塵防止剤 | |
KR102560877B1 (ko) | 석탄의 자연발화 방지제 | |
US20080242796A1 (en) | Self-Dispersing Waxes as Polymer Suspension Aids | |
EP0077909A2 (en) | High consistency-aqueous slurry of powdered coal | |
RU2532771C2 (ru) | Способ ингибирования выброса твердых частиц во время трения термообработанных железорудных окатышей и применение спиртового побочного продукта для ингибирования выброса твердых частиц | |
KR100767766B1 (ko) | 브렌딩 오일 | |
JP2005194447A (ja) | 石炭の自然発火防止剤、及び自然発火防止方法 | |
JPS6158119B2 (ja) | ||
JP7344519B2 (ja) | 固体燃料及び/又は鉄鋼原料の粉塵飛散抑制剤および固体燃料及び/又は鉄鋼原料の粉塵飛散抑制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220905 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230619 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230627 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230721 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7324454 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |