JPH0132874B2

JPH0132874B2 -

Info

Publication number: JPH0132874B2
Application number: JP56193318A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Tategami; Masato Ogura; Masahiro Niwano; Masaru Oota
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1989-07-10
Also published as: JPS5893791A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、石炭、含水ヒドロゲルおよび油から
なる石炭−油組成物に関するものである。さらに詳しくは、微粉末状石炭を含水ヒドロゲ
ルと共に油中に安定的の分散させた、石炭−油組
成物に関するものである。石炭は古くから火力発電をはじめ製鉄、一般家
庭および工業用燃料源として使用されてきたが、
重油や灯油などの油と比較して塊状物であること
から、その取扱い、輸送および燃焼方法に難点が
あり、経済的には不利である。従つて、現在のと
ころ主たる燃焼源は殆んど気体、液体燃料に依存
している。しかしながら、価格変動がはげしいこ
と、石油埋蔵量に限界があることなどから、エネ
ルギー源の多様化が必要となつてきた。その方策
として石炭のガス化や液化が考えられているが、
近年、特に石炭と石油の混合によつてエネルギー
に占める石油の依存度をできるだけ低下させ、エ
ネルギー源の多様化と安定化とを画ろうとする工
夫が活発化してくる。この石炭−油混合燃料等の
開発においても最も重要な点は微粉状石炭の沈降
を抑えて液体としての流動性を保持することであ
る。石炭粉末を石油に分散させる提案は数多く行わ
れているが、分散安定性、流動性の点でまだ不十
分である。例えば特開昭54−100403号公報には、
「固体粒子状炭素質材料（石炭等）、液体炭化水素
燃料（石油等）、極性液体凝集化第３相（水、ホ
ルムアミド等）、並びに第３相中可溶性の湿潤剤
よりなる燃料スラリー。」が記載されており、石
炭と水で濡らす事によつて石炭粉末を石油等に分
散させた燃料スラリーを増粘させることなしに安
定化する方法が示されているが、スラリーの分散
安定性という点では十分ではない。本発明者らは、大量輸送に適した流動性を有
し、かつ、長時間安定な石炭−油スラリーを得べ
く鋭意研究を重ねた結果、石炭、含水ヒドロゲル
および油からなる石炭−油組成物が、微粉末状石
炭を長時間安定に油中の分散させることを見い出
し、本発明を完成するに至つた。すなわち、本発明は石炭、含水ヒドロゲルおよ
び油からなる石炭−油組成物を提供するものであ
る。以下に本発明を詳細に説明する。本発明組成物に使用する石炭は例えば、無煙
炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭等の各種石炭で、種
類や産地にかかわらず、また、化学組成や水分含
有量にもかかわりなく、いかなるものも利用でき
る。このような石炭は通常、湿式または乾式粉砕
機により微粉炭とし使用される。粉砕方法として
は、湿式粉砕法の方が組成物の混和性が良くか
つ、粉砕時の自然発火や粉塵が防止できるため更
によい。微粉炭の粒度は燃焼性より判断して、通常石炭
を200メツシユ通過70〜80％程度に微粉砕したも
のが好ましく、更に粒度の小さいものも好適であ
るが、微粒炭−油混合物の安定性等の物性に関す
る限り、更に粒度の大きいものでもよい。石炭の
含有量は本組成物中の約20〜80重量％とされる。石炭含有率が80重量％以上の場合は粘度が著し
く高くなり、流動性を失うため好ましくなく、一
方、20重量％以下の場合は石炭含有に伴う経済面
の利点が低下し好ましくない。さらに好ましくは
石炭含有率は30〜60重量％に調整使用される。本発明の組成物において、含水ヒドロゲルまた
はヒドロゲルと水が石炭−油組成物の分散安定性
改良のために添加される。そして、かかる含水ヒドロゲルの石炭−油中へ
の存在により、従来の石炭−油混合物又は、これ
らに水等を添加した混合物に比較して石炭の分散
安定性が顕著に改善されるものである。その作用
機構は、混合物中の石炭粒子のまわりに含水した
ヒドロゲル粒子が集合し、その集合体が油中で一
種のエマルジヨン状態となつて分散安定化するも
のと考えられる。従来の例えば特開昭54−100403
号記載の方法では石炭粒子はその表面の一部が添
加された水等で濡れる程度であり、従つて十分な
分散安定化効果が得られなかつたものと思われ
る。本発明組成物に用いる含水ヒドロゲル用ヒドロ
ゲルとしては水吸収性のものであれば、いかなる
ものでも良いが、吸収量の自重の50倍以上のもの
が添加量が少なくて経済的であるということで好
ましい。このようなヒドロゲルとしては、寒天ゲル、ポ
リエチレンオキシド、ポリアクリル酸、ポリビニ
ルピロリドン、スルホン化ポリスチレン、ポリア
クリル酸ソーダ等の架橋体、カルボキシメチルセ
ルロースの架橋体等のセルロース誘導体、架橋ポ
リアクリロニトリルあるいはデンプン−アクリロ
ニトリルグラフト共重合体加水分解物の塩、デン
プン−アクリル酸またはアクリル酸塩グラフト共
重合体、その架橋物、酢酸ビニル−アクリル酸メ
チル共重合体加水分解物の塩、アクリル酸または
アクリル酸塩の架橋重合体、アクリル酸またはア
クリル酸塩自己架橋重合体、ポバールまたはイソ
ブチレン重合体と無水マレイン酸反応物、ヒドロ
キシアクリレート重合体等をあげることができ
る。含水ヒドロゲルの使用量は組成物中の0.001〜
30重量％、好ましくは0.01〜５重量％の割合で添
加される。含水ヒドロゲルの添加割合が0.001重量％より
少ないと分散安定性の改善効果が僅かであり好ま
しくないし、他方多量に用いる場合は特に問題な
いのであるが経済性により決められる。通常、乾
燥ヒドロゲル基準で0.0001〜１重量％である。含
水ヒドロゲルはヒドロゲルに予め水を含有せしめ
たものを添加してもよいしまたヒドロゲルと水を
添加して含水ヒドロゲルとなしてもよい。ヒドロゲルまたは含水ヒドロゲルは、石炭の粉
砕前、粉砕時、または粉砕後に添加することがで
き、石炭／油組成物に均一に存在させるためには
石炭の粉砕前または粉砕時に添加するのがより望
ましい。本発明組成物に用いる油とは石油原油、原油か
ら得られる各種留分、例えば、灯油、軽油、Ａ重
油、Ｂ重油、Ｃ重油等やエチレン分解残油、クレ
オソート油、アントラセン油、各種配合油等の一
般に燃焼として用いられる油や廃油、例えばガソ
リンスタンド廃油、鉄工所廃油、石油タンカーや
その他船舶の廃油、一般化学工場廃油等を言い、
その相互の混合物をも含む。中でも石油原油およ
びＢ重油、Ｃ重油の利用が好ましい。本発明組成物の調合に当り、水がヒドロゲルの
含水化のために使用されるが、過剰の水が組成物
に存在してもよい。以上、詳述した本発明の組成物は石炭100重量
部に対してオイルの割合が20重量部という少い量
でもペースト化できるために輸送が可能であり、
また油の割合を高めても石炭が沈降し難いという
効果を発揮する。また、本発明の組成物に対して
界面活性剤または／および水溶性高分子を添加す
ることにより混和性、流動性を改善し、パイプラ
インを通じて輸送する際に、より効率よく行なう
ことができる組成物を提供することができ、輸送
動力を軽減することができる。界面活性剤としては、陰イオン性、非イオン
性、陽イオン性または両性イオン性のいずれでも
よい。陰イオン性界面活性剤としては、脂肪酸
塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼン
スルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸
塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン
酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリ
ン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エス
テル塩、リグニンスルホン酸塩など、非イオン性
界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキル
エーテル、ポリオキシエチレンアルキルフエノー
ルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステ
ル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステ
ル、オキシエチレンオキシプロピレンブロツクコ
ポリマーなど、陽イオン性界面活性剤としては、
アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩など、
両性イオン性界面活性剤としては、アルキルベタ
インなどをあげることができる。界面活性剤の添加量は本組成物中に一般に10重
量％以下、好ましくは0.001〜５重量％の範囲が
用いられる。本界面活性剤の混合により石炭−油
混合物の流動性を未使用の場合の約２〜20倍とな
すことができる。かかる組成物は固形分濃度約80
重量％でも流動化可能であり、極めて興味をひく
ものである。水溶性高分子としては−OH、−CONH₂、−
COOH、−NH₂、−COO^-、−SO₃ ^-、−NH₃ ⁺基など
の親水基を有する架橋のない高分子が用いられ
る。それらを具体的に例示すれば、デンプン、デ
ンプン誘導体、セルロース、カルボキシメチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロ
キシプロピルセルロースなどのセルロース誘導
体、タンニン、リグニンスルホン酸、アルギン
酸、アルギン酸ソーダ、アラビアゴム、トラガン
トガムなどの天然水溶性高分子およびポリアクリ
ル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルア
ルコール、ポリエチレンオキシド、架橋型ポリア
クリル酸、ポリビニルピロリドンなどの合成水溶
性高分子などをあげることができる。これらの水
溶性高分子の添加はヒドロゲルを更に効果的に分
散せしめるものである。水溶性高分子の添加量は本組成物中に一般に10
重量％以下、好ましくは0.001〜５重量％の範囲
が用いられる。以下に実施例によつて本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。なお実施例中のヒドロゲルの吸収率は吸収率＝（吸収ヒドロゲル重量）／（乾燥ヒド
ロゲル重量）（ｇ／ｇ）で表示した。実施例１〜４、比較例１〜４ 200メツシユ、80％パスまで微粉砕したオース
トラリア産の石炭〔灰分８重量％（JIS Ｍ 8812
に準拠）、水分９重量％（JIS Ｍ 8811に準拠）、
揮発分27.5重量％（JIS Ｍ 8812に準拠）〕の第
１表に示した量、第１表に示した種類および量の
ヒドロゲル、第１表に示した種類および量の石
油、第１表に示す量の水および第１表に示した種
類および量の水溶性高分子または界面活性剤を混
合し、ホモミキサーにより5000rpmで１分間撹拌
して石炭、ヒドロゲルおよび水、場合により水溶
性高分子、界面活性剤から成る石炭−油分散体を
調製した。この石炭−油分散体の分散安定性（石炭の沈降
状況を目視により観察）を調べた。その結果を第
１表に示した。また、60℃、30日間放置したこの
石炭−油分散体を長さ８cm、直径２cmφで、直径
0.1cmφのオリフイスを有する容量20c.c.のシリン
ジ中に満たし、このシリンジのプランジヤーに一
定速度で力をかけ該オリフイスを経て、該分散体
を押出し分散安定性を調べたその結果を第１表に
示した。

【表】以上の結果から明らかなように、本発明の石炭
−油組成物は90日以上にもわたつて分散安定性、
流動性に優れるものである。それに対し、従来の
石炭−油混合物又はこれらに水を添加した混合物
は、１月以内で石炭と油が分離する。すなわち、
従来の石炭−油混合物は分散安定性に劣り、長期
保存する場合は撹拌などの再分散操作を必要とす
るのに対して、含水ヒドロゲルまたは含水ヒドロ
ゲルと界面活性剤および／または水溶性高分子を
石炭−油混合物に添加することにより分散安定性
が著しく改善される。従つて、本発明組成物は従
来の石炭−油混合物と比較して顕著にすぐれた分
散安定性を有するので、輸送、貯蔵に際して安定
でありさらにパイプライン、タンカー輸送に適し
た流動性を与えるので石炭石油混合燃料として有
用である。

Claims

【特許請求の範囲】１石炭、含水ヒドロゲルおよび油からなる石炭
−油組成物。２石炭20〜80重量％、含水ヒドロゲル0.001〜
30重量％及び残部が油からなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の石炭−油組成物。３石炭、含水ヒドロゲル、界面活性剤または／
および水溶性高分子ならびに油からなる石炭−油
組成物。４石炭20〜80重量％、含水ヒドロゲル0.001〜
30重量％、界面活性剤または／および水溶性高分
子10重量％以下ならびに残部が油からなることを
特徴とする特許請求の範囲第３項記載の石炭−油
組成物。