JPH01101395A - 高濃度石炭−水スラリ−用減粘剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は石炭−水スラリー用減粘剤、より詳述すれば微
粉度を水に分散させ、ポンプ輸送が可能な高濃度石炭−
水スラリーを提供するための減粘剤に関する。

（従来の技術） 近年石油資源の枯渇により１石炭の利用が再認識され、
その利用法が種々検討されている。

ところが石炭は石油と異なり、固体であるため。

ポンプ輸送ができない。

そのため石炭を粉体化して水中に分散し、水スラリーに
する方法が種々検討されているが、しかしながらこの方
法は、Ｉ石炭製度を上げていくと著しく増粘性、流動性
がなくなるため、ポンプ輸送が困難になってくる。

一方１石ｊＲｅ度を下げると輸送効率が低下し、さらに
燃焼前に脱水工程が心安となってきて、費用がかかるた
めに実用的でない。

（発明が解決しようとする問題点） 未発ＩＪ１は、前記の問題点を解決し、高濃度の石炭−
水スラリーを流動化し、ポンプ輸送を可能にする石炭二
本スラリー用減粘剤を提供することを課題とするもので
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は１石炭−水スラリーの粘度を低下させ流動性と
安定性を向上させるために用いる高濃度石炭−水スラリ
ー用減粘剤であって、■活性水素を分子内に少なくとも
１個以上有する化合物に、エチレンオキシドを３０重Ｑ
％以上含有するアルキレンキシドを付加して得た分子Ｈ
４ｏ　ｏ　ｏないし６０万のポリエーテル化合物と■エ
ステル化剤を１反応させて得たポリエーテルの半エステ
ル化物またはその塩を含有することを特徴とする高濃度
石炭−水スラリー用減粘剤である。

未発ＩＪ１で使用するポリエーテル化合物としては、７
１ｒＩ性水累を分子内に少なくとも１個以上有する化合
物に、エチレンオキシドを３０７＜、Ｈ％以上含有する
アルキレンキシドを伺加した化合物で１分子量４０００
ないし６０万、好ましくは６０００ないし３０万のもの
が挙げられる。

活性水素を分子内に少なくとも１個以上有する化合物と
しては、例えば脂肪族アルコール、脂環族アルコール、
芳香族アルコール、脂肪族アミン、脂環族アミン、芳香
族アミン、上記多価アルコール、１−記多価アミン、フ
ェノール類、アミド類、脂肪族カルボン酸、脂環族カル
ボン酸、−芳香族カルポン酸またはこれらの化合物の誘
導体、または水、アンモニア、尿素、ジシアンジアミド
、ハロゲン化有機物質またはシアネート化合物等であり
、アルキレンオキシドと反応できる活性水素基を分子内
に１個以上有していればよく好ましくは分子内に３個以
上、より好ましくは５個以上有する化合物である。

エチレンオキシドを３０重量％以上含有するアルキレン
キシドとしては、エチレンオキシド単独またはエチレン
オキシドを３０重量％以上含有しおよび他のフルキレン
オキシドとして例えばプロピレンオキシド、エチレンオ
キシド等を含有するものが挙げられ、好ましくは付加す
るアルキレンオキシドのすべてがエチレンオキシドから
構成されるものがよい。

またエチレンオキシドとエチレンオキシド以外のフルキ
レンオキシドの配列はブロック共重合型、ランダム重合
型のいずれでもよいが、ブロック共重合型が一般的であ
る。

本発明で使用するエステル化剤としては例えばコハク酸
、マレイン酸、フタール酸またはこれらの無水物等が挙
げられる。

本発明にかかる高濃度石炭−水スラリー用減粘剤は、前
記分子Ｊｌ　４０００ないし６０万のポリエーテル化合
物の末端水酸基と前記エステル化剤を１反応させて得ら
れるポリエーテルの半エステル化物で、これらは分子中
にポリオキシアルキレン基を有するカルボン酸であり、
またはその塩である。

ポリエーテル化合物どエステル化剤を反応させる場合、
ポリエーテル化合物の末端水酸基に対し０．１〜２．０
当量、好ましくは０．５〜１．０当量のエステル化剤で
容易に反応し半ｎステル化することができる。

また、ポリエーテルの半エステル化物の塩の型態として
は、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム
などの金属１ｆ！、またはアンモニウム１１．ジメチル
アミン、トリエチルアミンなどのアミンＪＪＪ、モノエ
タノールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノール
アミンなどのフルカノールアミン塩等が挙げられる。

かかる減粘剤は、石炭−水スラリーに対して０．０１〜
５．０重埴％１好ましくは０．０３〜２．０重量％添加
することによりすぐれた効果を発揮する。

石）Ｉ−水スラリーの流動性の限界は石炭の種類や粒度
によって異なるが、一般に減粘剤を添加しなければ石炭
濃度が５０ｆｆ！量％前後で流動性がなくなるが１未発
ＩＪ１の減粘剤を添加すれば著しく粘度が低下するため
、石炭濃度が６１重、ｌＪ％以上、　４．７に７０重量
％以１−においても流動性を有するものである。さらに
スクリーン化した石炭を用いた場合は石７％　Ｌ度がさ
らに数ポイント、−・股的には３〜１０ポイント上昇す
る。

また本発明の減粘剤は、他の界面活性剤と併用して使用
することもできる。

減粘剤の添加方法および石炭−水スラリーの製造方法に
関しては１石炭をあらかじめ乾式で粉砕した後、減粘剤
水溶液中に混合する方法、または石炭−水スラリーをつ
くった後、減粘剤を添加する方法、またはミル中へ石炭
、水、減粘剤を加え、石炭を粉砕シながら混合する方法
等それぞれの方法において、石炭の代りにクリーン化し
た石炭を用いて混合する方法等、任意の方法が実施でき
る。

石炭−水スラリーに使用される一石炭は無煙）父、瀝青
炭、亜瀝青炭、褐炭、またはそれらをクリーン化したも
のなど、どのような石炭であってもよい、また水スラリ
ー中の石炭粒度も粉末であればどのような粒度であって
もよいが、現在火力発電所で燃焼される微粉炭は２００
メツシュパス７０％以上のものであるから。

この粒度が微粉炭の粒度の１］安である。しかし本発明
の減粘剤は粒度によって影響されるものではなく、どの
ようなれ径の石炭粉末に対してもすぐれた効果を発揮す
る。

またクリーン化した石炭は石炭中より無機物、例えば灰
およびイオウなどを除去したものである０石炭をクリー
ン化する方法としては、例えば用液分離法、Ｏｉｌ　Ａ
ｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ法（以下ＯＡ法という）、浮
遊選炭法などがある。しかしながらこれら以外の方法で
もよく特に限定するものではない。

ＯＡ法について記すと、石炭を乾式あるいは湿式で粉砕
した後、水スラリーを調整し、適量の油を添加するか、
あらかじめ石炭に油をコートした後、水スラリーを調整
し、Ｐ！拌することにより石炭の有機分と無機物との油
および水に対する濡れの差を利用して、選択的に石炭の
有機分を濡らす油をバインダーにして石炭有機分の凝集
を起こさせる。一方無機物は油との親和力が弱いため、
水中にＴＬ離するので、凝集した石炭の水分離を行なえ
ば同時に無機物を除去することができる方法である。Ｏ
Ａ法の石炭−水スラリー中の石炭濃度は通常ｌＯ〜６５
！ｌ！量％である。

ＯＡ法において用いる油は原油あるいは原油から得られ
る各種留分１例えば灯油、軽油、へ重油、　ｆ３ｒ：ｒ
！、油、Ｃ！＋！油などや、タールまたは頁岩油または
エチレン分解残油または各種配合油などで、一般に燃料
として用いられている油や、潤滑油、洗浄油などの鉱物
油である。またベンゼン、トルエン、キシレン、動物油
など水に不溶の油も用いられるが中でもＣ重油、タール
残渣油などの重質油類は安価であるため特に好ましい、
この油は無機物除去処理しようとする石炭−水スラリー
中の石）にに対して一般的に３０爪六％以下の量で充分
である。

また浮遊選炭法は既存の選１焚法で微粉炭−水スラリー
中に極く少量の油を加え攪拌することにより泡立たせて
、フロスを生成させる０本方法もＯＡ法回様、石炭の有
機分がフロス油膜に付着するが、無機物は水中に遊離し
、石炭有機分と分離することができる方法である。

浮遊選炭法において用いる油は、タービネオイル、ター
ル、へ重油、Ｃ重油、軽油、灯油である。

上記方法によりｆｉｌｏ重量％以上の無機物が石炭より
除去されるのが一般的である。

このようにしてクリーン化した石炭を使用すればクリー
ン化していない石炭にくらべて本発明の添加剤の効果は
著しく優れ、数ポイント高汝度の石炭−水スラリーを得
ることができる。

さらに、クリーン化した石炭を用いた場合１本効果以外
にも燃焼時のボイラー腐食が抑制され、灰の除去設備、
脱硫設備への負担が軽減される等のメリットが非常に大
きい。

（発明の効果） 本発明の減粘剤が優れた効果を発揮する理由は、その４
、シ殊構造により粒子表面に強固に吸着した後、多数の
エーテル結合が周囲の水を水和して、この水を潤滑油的
作用を有する構造にかえるため、石炭粒子は一時粒子と
して安定し。

流動性が向上し、同時に著しい粘度低下を起こすものと
考えられる。

また脱灰等のクリーン化した石炭を使用すればさらにそ
の効果が上昇するのは、脱灰することによって、親木性
が大きく微粒子でその表面積が大きい灰が除去されるこ
とにより、有機性が向上した石炭表面に、本発明の減粘
剤が効果的に作用するため、それによって石炭濃度の上
昇をはかることができる。

本発明の減粘剤は、石炭を水中に安全に分散する効果に
も優れており、長期間、例えば１ケ月間静置しても水分
離を生ぜず、均質な石炭−水スラリーを保持している。

（実施例） 以下に実施例を示す、実施例−中％は重量による。

実施例１ 所定ｒ＆ｔの第１表に示す減粘剤を溶解した水溶液に、
２００メツシュ８０％パスまで粉砕した石炭を室温にて
かきまぜながら加え、所定濃度の石炭−水スラリーを調
整する。このスラリーの粘度を２５℃にて測定し、また
流動性を観察する。さらにこのスラリーを５００−のシ
リンダーに１８０１の高さまで入れ、１力月間静置した
後、上層（」二部から１ｃＩＩ）下Ｐ！Ｉ（底部から１
ｃ−）の石炭濃度を測定する。試験結果を第２表に示す
。

第２表に示すとおり１本発明の減粘剤を添加すると石炭
濃度７２〜７４％においても粘度は１１００〜２７００
ｃｐであり、極めて流動性が良好である。またスラリー
は１力月間静置した後も石炭沈降がほとんど生じておら
ず非常に安定である。これに対し一般の７ニオン界面活
性剤を添加したり、減粘剤無添加の場合は、石炭濃度５
０％において粘度が２００００ｃｐ以上になり、全く流
動しない。

実施例２ クリーン化した石炭を使用して実施例１と同様に所定濃
度のクリーン石炭−水スラリーを調整する０石炭粒度は
２００メツシュ８０％パスのものである。このスラリー
の粘度を２５℃にて測定し、また流動性をも観察する。

このスラリーを１ケ月間静置した後、実施例１と同様上
層、下層の石炭濃度を測定する。

試験に用いた本発明の減粘剤は第１表に示すとおりであ
る。試験結果を第３表に示す。

第３表に示すとおりクリーン化石炭−水スラリーに本発
明の減粘剤を添加すると石炭濃度が７５〜７８％でも粘
度が１１００〜２６００ｃｐであり、Ｊ４！めて流動性
が良好である。またスラリーは１ケ月間静置した後も石
炭沈降がほとんど生じておらず、非常に安定である。−
力木ｊＡす１以外の減粘剤を添加したり、減粘剤無添加
の場合は石Ｑ’ｔＪ度５０％において粘度が２０，００
０ｃｐ以上になり、全く流動しない。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）石炭−水スラリーの粘度を低下させ、流動性と安
   定性を向上させるために用いる高濃度石炭−水スラリー
   用減粘剤であって、 （ａ）活性水素を分子内に少なくとも１個以上有する化
   合物に、エチレンオキシドを３０重量％以上含有するア
   ルキレンキシドを付加して得た分子量４０００ないし６
   ０万のポリエーテル化合物と（ｂ）エステル化剤を、反
   応させて得たポリエーテルの半エステル化物またはその
   塩を含有することを特徴とする高濃度石炭−水スラリー
   用減粘剤。
2. （２）高濃度石炭−水スラリーの石炭濃度が６１重量％
   以上、好ましくは７０重量％以上である特許請求の範囲
   （１）項記載の高濃度石炭−水スラリー用減粘剤。
3. （３）石炭が無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭またはク
   リーン化した石炭である特許請求の範囲第（１）項また
   は第（２）項記載の高濃度石炭−水スラリー用減粘剤。