JPH01215888A - 高寿命高濃度石炭−水スラリ−用添加剤 - 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、高寿命高濃度石炭−水スラリー用添加剤、よ
り詳述すればポンプ輸送可能で、そのまま発電所等のボ
イラー燃料として使用できる寿命の長い高濃度石ｊ２−
水スラリー川添加剤に関するものである。

（従来の技術） 近年石油資源の枯渇や価格の高Ｉ搭により石炭の利用が
再認識され、その利用方法が種々検討されている。

ところが、石炭は固体であり、ポンプ輸送ができないの
で、ポンプ輸送が可能であり、かつそのまま発電所等の
ボイラー燃料として燃焼することができる微粉炭の水ス
ラリーが注口されている。

しかし薬剤を用いずに、石炭と水のスラリーを製造する
と、スラリーの粘度が高くなるので石炭濃度の高い水ス
ラリーを製造することができない。

石炭濃度が低ければ輸送効率が低下し、さらに燃焼前に
脱水工程が必要となるため費用がかかる。

そこで高濃度石炭−水スラリーの粘度を下げる減粘剤に
ついて研究が行なわれている。

例えば、特開昭５６−２１Ｅｔ３Ｂ号及び同５Ｂ−１３
６６６５５には、縮合度が１．２〜３０のナフタレンス
ルホン酸のホルマリン縮合物又はその１ム孟が、この目
的に有用であることが記載されている。

しかし、これらの先行技術に記載されたナフタレンスル
ホン酸のホルマリン１１？Ｉ合物メはその１１工は、分
散効果が十分でなく、石炭濃度が６０数２をこえると夕
・イラクンシーが生じ、ポンプ輸送が困難となることが
わかった。

また製造したスラリーの経時変化、つまり経時的に粘度
上ｙ１を起したり、沈降や圧密を生じ多くの問題があっ
た。

より詳述すれば、先行技術にはナフタレンスルホン醇ホ
ルマリン縮合物（縮合度４）が記載されている。しかし
ながらこれらは、スラリーの安定性評価が実施されてお
らず、また石炭濃度も６０重量％以下であり、極めて不
適切であった。

事実これらの添加剤は全く効果がなく、１ケ月後スラリ
ーの粘度が１００００ｃｐｓ近くに増粘し、自己流動刊
を）ｒっだスラリーをつくることができず、長期間製造
直後の流動性を保ち、沈降の無いスラリーは得られなか
った。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、前記の問題点を解決し、低粘度かつ寿命の長
い自己流動性を持った高濃度石炭−水スラリ−１１’ｌ
添加剤を提ｕ１、することを課題とするものである。

（課題を解決するための−ｒ段） 石炭を水の存在下で粉砕しζ高濃度石炭−水スラリーを
製造する際に添加される添加剤であって。

該添加剤が ナフタレン４０〜７０重−計％、 アルキルナフタレン１０〜４０正量％、アセナフテン１
〜２０　Ｂ、　ｇ１％及びジフェニル１〜１５東量％を
必須成分として含有する混合物をスルホン化し、 次にホルムアルデヒドで縮合させて得られる化合物又は
その塩 であることを特徴とする高ノｊ命高濃度石炭−水スラリ
ー用添加剤である。

本発明の故、加Δすとして使用する、かかる化合物又は
その１！２としてはナフタレンどアルキルナフタレン；
例えばエチルナフタレン、プロビルナックレノ、ブチル
ナフタレン等とアセナフテンとジフェニルとを必須成分
として含有する混合物を、公知の方法で、スルホン化し
次にホルムアルデヒドで縮合させて得たスルホン酩ホル
ムアルデヒド縮合物又はその塩等が挙げられる。

−に記混合物は４成分を必須とするもので、且つその混
合割合はナフタレン４０〜７０重量％、アルキルナフタ
レンｌＯ〜４０ｒｆＬ量％、アセチ２フフ１〜２０重量
％及びジフェニル１〜１５重量％であることが必要であ
る。

混合物において４成分のいずれの成分が欠けた場合、肖
られる添加剤は分散力が不１−分となり、結果として高
濃度のスラリーが得られない。

同様に、４成分の混合割合が上記範囲外である場合、得
られる添加剤を配合してム寿命の長い自己流動性を持っ
たスラリーは得られない。

これら混合物をスルホン化し、ホルムアルデヒドで縮合
させて得られる１ヒ合物又はその塩は、平均基１ｄ合度
がｌＯ〜５００好ましくは３５〜１００である。

平均縮合度が１０未満の場合、７すられる添加剤は分散
力が不１−分となり、結果として高濃度のスラリーが闇
！ｔられない。

また平均縮合度が５００を超えた場合、粘度が−ＩＬｙ
１シ流動性のある添加剤をｔすることかできない。

尚、上記化合物又はその塩の平均縮合度は、ＧＰＣ分析
による玉量平均分子量から求めたものである。

ここで訂うＧＰＣの測定条件は次の通りである。

カラムニＴＳＫ　ＧＥＬ’Ｇ−４０００８讐トＧ−３０
０［ＩＳＷ＋ガードカラ１、（東汀ンーダ） カラ１、す・イズ　７．５＋ｎｍφＸ　６００ｍｍ　Ｘ
　２本カラム温度、室１１１Ａ 移動相ニアセトニトリル１０．０５Ｍ酢酪ナトリウムー
４０／’Ｇ。

流速　０．８５１１１．ｆＪ、　／　ｍｉｎ検出２：（
、紫外線吸収検出器　波長２５４　ｎｍ標帖物質、ポリ
クチレンスルホン醇ナトリウム分子砥１６００〜８５０
００ （Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｇｏ、）
また上記化合物の１１２としてはす；・リリウム、カリ
ウム等のアルカリ金属、またはマグネシウム、カルシウ
ム笠のアルカリ土類金属、アンモニア、アミン等が挙げ
られる。

次に、添加剤の使用量は、石炭−水スラリーに対して０
．０１〜５．０重量％、好ましくは０．０３〜２．０重
ノａ％であり、この星で優れた効果を発揮する。

−・般に添加剤を用いなければ、石炭−水スラリーは、
石炭濃度が５０重量％前後で流動性が無くなるが、本発
明の添加剤を使用すれば著しく粘度が低下するため１石
炭−度６０重量％以上、特に６４重量％以上においても
流動性を有するものとなり、スラリーの経時変化も全く
見られず、１ケ月間静置しておいても石炭の凝集及び沈
降も生しておらず、タンク内からポンプによって容易に
払い出すことができる。

さらにクリーン化した石炭を用いた石炭−水スラリーの
場合、石炭濃度が哉ポイ７）」二”Ａする。

添加剤を使用して製造される石炭−水スラリーは湿式に
て製造され、几体的には粉砕機へ石炭と水と添加剤を加
え石）Ｘを粉砕しながら製造する。

この時の添加剤は、最初に一括添加しても良く、また途
中において多段に分割添加しても良い。

また−度、低濃度で石炭と水を粉砕機に入れ、低濃度の
スラリーを製造した後、脱水してそこへ添加剤を添加し
てノアを合する方Ｕ：でも良い。

しかし本発明は、これらの特定の製造方法に限定される
ものてはなく、石炭を水中で粉砕する工程を含む製造方
法すべてを対象としたものである。

石炭−水スラリーの製造で使用される石炭は、無煙炭、
舒青炭、亜瀝青炭、褐炭、又はそれらをクリーン化した
石炭等、どのような石炭であっても良い。

クリーン化した石炭とは、石炭中より無機物、例えば灰
及びイオウ等を除去したものである。

石炭をクリーン化する方法としては、例えば重液分離方
法、Ｏｉｌ　ＡｇｇｌｏＩ＋１ｅｒａｔｉｏｎ法（以下
ＯＡ法という）、浮遊選炭法等がある。しかしながらこ
れら以外の方法でも良く、特に限定するものではない。

このようなり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、数ポイント高濃度の石炭−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使用した場合、本効果以外
にも燃焼時のボイラー腐蝕が抑制され、灰の除去設備、
脱硫設Ｗｆｔへの負担が軽減される等のメリットが非常
に大きい。

また使用される石炭粒度は、どのような粒度であっても
良いが、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重量％以−Ｌのものであるから、この才
立度が目安である。

しかし本発明の添加剤は粒度によって、影響されるもの
ではなく、どのような粒径に対しても優れた効果を発揮
する。

（ｆ′［川） 本発明に従って得られる添加剤は、石炭を水中に安定に
分散させる効果に優れていおり、それらを石炭−水スラ
リーに添加した場合、スラリーの経時変化及び１ケ月間
静置後の石炭の凝集、沈降等が全く認められず、タンク
内からポンプによって容易に払い出すことが可能な低粘
度かつ寿命の長い自己流動性高濃度石炭−水スラリーが
得られる。このように、本発明に従って得られる添加剤
が優れた姓能を有する理由を考察すれば、本発明の添加
剤は縮合度が大きい分だけ立体的なカサバリが大きく、
石炭と水の界面にて作用する場合カサパリの大きいもの
ほど石炭粒子同志の凝集を防ぎ、分散力を向−１ニさせ
るためと占えられる。

またこれによって１石炭の凝集沈降をも防止しているの
で、スラリーの経時変化かほとん起らないものと考えら
れる。

さらに伺言すれば、出発物質となる混合物にア七六フテ
ン、ジフェニルが含まれているため石炭粒子に対する吸
着性を増加させ石炭粒子同志のネッツトワーク構造を長
期にわたって医持できることから、ノｆ命の長い自己流
動性（低粘度）高濃度石炭−水スラリーが得られるもの
と考えられる。

−力、従来の添加剤を使用した場合、スラリーの安定性
に問題があり、経時粘度Ｉ　Ｊ７及び凝集物の発生等が
認められ、製造直後の流動性が長期間持続する高濃度石
炭−水スラリーは得られない。

（実施例） 以下に本発明の実施例を示す。

尚、実施例中「％Ｊは、１重量％」を表す。

実施例１゜ Ｈ青炭と第１表に示す添加剤を用いて次の２種の方法で
石炭−水スラリーを製造した。

石炭は乾式ミルで粒径的２ｍｍに粉砕したものを用いた
。

（Ａ）法：粗砕片（約３■以下）と水と添加剤を所定量
ボールミルに投入して、石炭粒 度が２００メツシュ通過量８０％にな るまで粉砕した。

（Ｂ）７Ｊ：：粗砕片（約３ｍｍ以下）と水を所定量ボ
ールミルに没入して、石炭濃度４０％ で、石炭粒度が２００メツシュ通過量 ８０％のスラリーを製造した。

この後、所定濃度まで脱水し、そこへ 添加剤を加え、ラボデイスパーにて攪 拌しスラリーをイＩノだ。

製造したスラリーは以下に示す試験方法により評価した
。

ｌ）スラリー粘度。

２５℃にてハーケ回転粘度計、 ズリ速度１’ＱＯ８ｅｃ−１で測定した。

２）スラリーの寿命： ボット法にて測定した。

すなわち製造したスラリーを２５０　、ｗ文の広口ビン
に入れて１ケ月間静置した後、ポリビンからスラリーを
自然落下によって払い出し、５ｍｍの篩を通過させる。

この時ポリヒフ内に残った量および５ｍｍ篩上のスラリ
ー量を凝集量として測定し１、全スラリーに対する凝集
：Ｊ（％）を求めた。

また１ケ月間静１δ後のスラリー粘度も測定した。

凝集量が小さく、粘度が製造直後と変っていないスラリ
ー程、寿命の長い良好なスラリーである。

評価結果をｔ５２表に示す。

第２表から明らかなように本発明に従い、（Ａ）法また
は（Ｂ）法で石炭−水スラリーを湿式製造することによ
り、石炭濃度７７％で粘度が１’ＯＯＯｃ　ｐの流動性
の良い石炭−水スラリーが得られた。

またスラリーは１ケ月間静置した後も凝集物がほどんど
なく、スラリー粘度もほとんど上宿しておらず、寿命の
長い高濃度石炭−水スラリーを得ることができた。

一方、本発明の必須要件を満たさない比較例の場合、縮
合度の低いナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合
物は石炭濃度６０％で粘度が１３００〜１４００ｃｐと
流動性は良かったが１ケ月間静置後の粘１バが１０００
０ｃｐ程度となり、極めて流動性が悪く、かつ凝集量が
非常に多く、タンク等からの払い出しに不適当であった
。

実施例２゜ 石炭は実施例１同様のものを用い、添加剤は第１表に示
したものを用いた。

石炭−水スラリーの製造方法は脱灰した石炭を用いて、
次の２種の方Ｖ、で実施した。

（Ｃ）／ｌ１ｉＯＡ法によってクリーン化した石炭と水
と添加剤を所定量ボールミルに投入 して、石炭粒度が２００メ、シュ通過 Ｉ７；ｇｏ％になるまで粉砕した。

（Ｄ）／ｌ１．粗砕片（約３ｍｍ以下）と水を所定量ボ
ールミルに投入して、石炭濃度１５％ で、石炭粒度が２００メ・ンシュ通過量８０％のスラリ
ーを製造した。

このスラリーを浮選法にて脱灰し、所 定濃度まで脱水した。

そこへ添加剤を加え、ラボデイスパー にて攪拌しスラリーを得た。

製造した最終スラリーは実施例１と同様の試験方法によ
り二゛１・価した。

評価結果を第３表に示す。

第３表から明らかなように本発明に従い、クリーン化し
た石炭を用い、 （Ｃ）　沃または（Ｄ）法で石炭−水スラリーを湿式製
造することにより、石ｉ５濃度８０％で粘度が１０００
ｃｐ以下の流動性の良い石炭−水スラリーが得られた。

またスラリーは１ケ月間静置した後も凝集物がほどんど
なく、スラリー粘度もほどんど上昇しておらず、寿命の
長い高濃度石炭−水スラリーを得ることができた。

−・方、比較例に示す縮合度の小さいナフタレンスルホ
ン酸ホルムアルデヒド縮合物は、石炭濃度６７％ですで
にスラリー粘度が９０００Ｃｐ以」二となり、流動性が
悪い。

（発明の効果） 以」−説明した通り、本発明は、長期間にわたり自己流
動性を保つ高′ｃｉ度石炭−氷スラリー用添加剤を提供
しうることにより、石炭スラリーを利用する各種ＩＣ２
に貢献し得る。

４、ν詐出願人 第−工業製薬株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）石炭を水の存在下で粉砕して高濃度石炭−水スラ
   リーを製造する際に添加される添加剤であって、 該添加剤が ナフタレン４０〜７０重量％、 アルキルナフタレン１０〜４０重量％、 アセナフテン１〜２０重量％及び ジフェニル１〜１５重量％を必須成分として含有する混
   合物をスルホン化し、次にホルムアルデヒドで縮合させ
   て得られる化合物又はその塩 であることを特徴とする高寿命高濃度石炭−水スラリー
   用添加剤。