JPH0128798B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は石炭・水スラリーの流動性改良法に関
するものであり、更に詳しくは石炭粉末の水スラ
リー調製に際し、或る特定の分散剤を加えること
によつて、パイプライン輸送性の優れた石炭・水
スラリーを造る方法に係るものである。 近年、石油供給事情の悪化に伴ない石油代替エ
ネルギー源として資源的に豊富であり且つ埋蔵地
域も広く世界各地に分布している石炭が見直され
て来ている。 しかし、石炭はバルクマテリアルであつてハン
ドリングの面で種々の問題を抱えている。特に液
体である石油と異なり、その輸送には莫大な設備
投資と動力、労力を要し、また石炭粉末の場合に
は発塵による作業環境の悪化や自然発火に対する
対策を講ずる必要もある。 之等の問題解決策として古くから石炭の液下や
ガス化が検討されているが、実用化には未だ可成
りの時間が掛かると言われている。 そのつなぎとして、或いは液化やガス化の際の
原料供給法として考えられているのが石炭粉末を
水や石油、メタノールなどの液体中に分散させる
ことによる流体化である。 この中で石炭粉末を水中に分散させてスラリー
化する方法は媒体が水であるため種々の利点を有
し既に山元からの石炭の長距離陸上パイプライン
輸送において実用化されている。 しかしながらスラリー中の石炭濃度を高くする
とスラリーの流動性が著しく悪くなるため、現状
では45〜60重量％の石炭濃度で実施されている。
従つて現時点では輸送効率や脱水効率、排水処理
費、ボイラーでの直接燃焼の場合の燃焼効率など
の面で問題があり、広く普及するには至つていな
い。 従来、この石炭粉末・水スラリー中の石炭濃度
を少しでも高めるべく石炭粉末の粒度調整や分散
剤の添加によるスラリー粘度の低減などの方法が
種々提案されて来た。 例えば特開昭53−581には水酸化アンモニウム
と共に有機スルホン酸塩やリグニンスルホン酸塩
を添加して高濃度石炭・水スラリーを得る方法が
開示されているが、一般にリグニンスルホン酸塩
の添加によりスラリー粘度は可成り低下するが、
未だ満足出来るものではないため工業的に採用さ
れていないのが実情である。 本発明者等はリニユーアブルな資源であるリグ
ニンをこの分野で何とか活用すべく、石炭粉末と
リグニン誘導体の相互作用について種々検討を積
み重ねて来た結果、部分脱スルホンリグニンスル
ホン酸誘導体が所謂リグニンスルホン酸塩よりも
石炭・水スラリーの分散剤として優れていること
を見出し、本発明に到達した。 本発明において部分脱スルホンリグニンスルホ
ン酸誘導体とは亜硫酸パルプ蒸解排液ないし、そ
れより分別して得られるリグニンスルホン酸
（塩）を公知の如く、高温で酸化し、スルホン化
度がフエニルプロパン単位当り0.35モル以下にな
るまで部分脱スルホン化したものないし、それを
更に２次的に化学処理したもので之等の部分脱ス
ルホンリグニンスルホン酸誘導体は未処理のもの
に比べて部分スルホン化後の時点で、カルボキシ
ル基やフエノール性水酸基が多く、スルホン基や
アルコール性水酸基が少ない。部分脱スルホン化
の方法としては最も一般的には最初のPHが９以上
で、150〜200℃で処理する方法が挙げられるが、
この方法に限定されるものではなく、より低PHで
熱処理することによつて部分脱スルホン化を行な
つたものでも差支えない。 また亜硫酸パルプ排液をその侭部分脱スルホン
化処理した場合は、その反応生成物をその侭用い
てもよいし、或いは反応生成物から高分子量区分
のみを分別して用いても何れでもよい。 部分脱スルホンリグニン誘導体の添加量は石炭
粉末の絶乾重量100重量部に対し0.4〜２重量部で
ある。0.4重量部より少ないと流動性改良効果は
小さく、また２重量部より多くしても効果の上乗
せは殆んど期待出来ないか、逆に悪くなる。添加
は石炭粉末・水スラリー調製時でもよいし、或い
は石炭粉砕時でも何れでもよい。 本発明方法はスラリー中の石炭濃度の如何に拘
わらず効果があるが、特に石炭濃度60重量％以上
の高濃度スラリーにおいてその意義が大きい。 なお本発明方法において、更に流動性改良剤と
してポリオキシアルキレンアルキルフエニルエー
テル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、カルボキ
シメチルセルロース、ポリアクリル酸塩、縮合リ
ン酸塩など公知の添加剤を併用することも可能で
ある。 部分脱スルホン化リグニンスルホン酸塩の添加
による石炭粉末の分散性向上の機構は詳細には不
明であるが、通常のスルホン化物に比し、部分脱
スルホン化工程でのスルホン基及びアルコール性
水酸基の減少及びフエノール性水酸基、カルボキ
シル基の増加が、可成り疎水性を有する石炭粉末
粒子と有利な電荷バランスを形成して分散を促進
するものと考えられる。 以下、実施例により本発明を更に説明するが、
本発明は之等の実施例により限定されるものでは
ない。 実施例 １ 商品名：サンエキス252（山陽国策パルプ社製
品．濃度43％、主成分リグニンスルホン酸ナトリ
ウム）を40％NaOHでPH12とした後、160〜170
℃で30分間アルカリ空気酸化し、フエニルプロパ
ン単位当りのスルホン化度が0.34モルの部分脱ス
ルホンリグニンスルホン酸ナトリウムを主成分と
する反応生成物（以下、DSL−１と記す）を得
た。処理前のサンエキスのリグニンスルホン酸ナ
トリウムのスルホン化度は0.46モルであつた（比
較例１）。 またサンエキス252の固形分に対し45重量％の
NaOHを加えた液を170〜180℃で60分間、アル
カリ空気酸化処理した後、H₂SO₄を加えてPH３
とし、部分脱スルホンリグニンスルホン酸を分別
沈澱せしめた。この沈澱をNaOHでPH８に中和
し、純度90％、スルホン化度0.15モルの部分脱ス
ルホンリグニンスルホン酸ナトリウム（DSL−
２）を得た。 このDSL−１、DSL−２、サンエキス252を
各々固形分換算で対石炭絶乾重量0.3、0.5、1.0、
2.0、2.5％相当量溶解した各水溶液169ｇに200メ
ツシユ80％パスにまで微粉砕した三池炭331ｇ
（水分1.9％）を加え、日本特殊機化工業社製、T.
Kホモミキサーを用いて8000rpmで40分間撹拌
し、石炭濃度65％の石炭・水スラリーを調製し
た。 このスラリーの液温を20℃に調整し、Ｂ型回転
粘度計でスラリー粘度を測定し第１表の結果を得
た。粘度の測定はローター回転開始４分後に行な
い、３号ローター、30rpm換算値で示した。

【表】 本発明の方法によるスラリーは比較例及び参考
例のスラリーより見掛粘度が可成り低く、良い流
動性を示した。 実施例 ２ 商品名：サンエキスＣ（山陽国策パルプ社製品、
主成分リグニンスルホン酸カルシウム）にその含
有カルシウムの1/2量と当モルのH₂SO₄を加え、
含有カルシウムの1/2を石膏として分別除去して
得られた液を熱風入口温度200℃のスプレードラ
イヤー中に噴霧して瞬間的に気相脱スルホン化反
応を行ない、更に得られた粉末を水に溶解しCa
（OH）₂でPH６に中和して不溶解分を除去してス
ルホン化度0.29モルの部分脱スルホンリグニンス
ルホン酸カルシウムを主成分とする反応生成物
（DSL−３）を得た。処理前のサンエキスＣのリ
グニンスルホン酸カルシウムのスルホン化度は
0.50モルであつた。（比較例２）。このDSL−３、
サンエキスＣを各々固形分換算で対石炭絶乾重量
1.0％添加し、実施例１に準じた方法で石炭濃度
63重量％及び65重量％のスラリーを調製した。 得られたスラリーの液温を20℃に調整後、実施
例１と同じ方法でスラリー粘度を測定し、第２表
の結果を得た。

【表】 本発明の方法によるスラリーは、濃度が低い場
合も、高い場合も何れも比較例より見掛粘度が低
く、良い流動性を示した。 実施例 ３ 商品名：バニレツクスＮ（山陽国策パルプ社製
品、部分脱スルホンリグニンスルホン酸ナトリウ
ム）及びそれを常法によりスルホメチル化して得
らたもの（DSL−４）を固形分換算で対石炭絶
乾重量0.8％添加し、実施例１と同じ方法で石炭
濃度65重量％のスラリーを調製した。バニレツク
スＮのスルホン化度は0.13モル、またそれをスル
ホメチル化したDSL−４のスルホン化度は0.43モ
ルである。 第３表は上記の各スラリーの粘度を液温20℃で
測定した結果を示したもので、何れも充分低い粘
度値を有し、流動性が良いことが判る。

【表】 以上の実施例に示される様に部分脱スルホン化
リグニンスルホン酸塩の添加により、従来の無処
理の亜硫酸パルプ排液の添加に比較して、スラリ
ーの見掛粘度は飛躍的に低下し（第１〜３表）、
流動性が向上して本発明が完成された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石炭粉末・水スラリーの調製に際し亜硫酸パ
   ルプ蒸解排液を酸化してフエニルプロパン単位当
   りのスルホン化度0.35モル以下に部分脱スルホン
   化したリグニンスルホン酸誘導体を分散剤として
   石炭粉末絶乾重量100重量部に対し0.4〜２重量部
   を添加することを特徴とする石炭・水スラリー流
   動性改良方法。 ２ 石炭・水スラリー中の石炭濃度が60重量％以
   上である特許請求の範囲第１項記載の方法。