JPH0237392B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は低粘度で流動性が良く、ポンピング可
能な炭素質微粉体の高濃度水スラリーに関する。 近年の著しい石油価格の高騰に加えて原油埋蔵
量の低下、あるいは外交戦略に使用するなどエネ
ルギー源の枢要を石油に依存する体制が崩れ、エ
ネルギー源の多様化が急務となつている。エネル
ギー資源として石油の他に石炭、原子力、天然ガ
ス、水力、太陽エネルギーなど多くのものが実用
に供され、さらに利用量の拡大が検討されている
が、その中でも石炭は埋蔵量が多く、単位熱量当
りの価格が安いことから、使用量の拡大を図るた
め種々の検討がなされるようになつた。 しかし、石炭は固体であるために輸送、貯蔵、
燃焼、燃焼灰の処理など取扱上並びに使用上の問
題点が多い。特に石炭を燃料とする場合、燃焼速
度や燃焼効率の向上のために微粉化することが一
般的であるが、微粉炭の取り扱いは公害の発生、
自然発火の危険は勿論、採炭地からの搬出、貨車
や船への積み下し、貯炭場への積み付けなど輸送
上解決すべき多くの問題がある。この輸送上の問
題解決とハンドリングコストの低減を図る一方法
として、石炭の微粉体を水、メタノール、燃料油
などの液体中に分散されてパイプライン輸送する
方法が提案されている。 しかし、燃料油中に石炭の微粉体を分散させる
方法は石油資源を使用すること、燃料油の供給地
が近くに必要なことなどの制約があり、一般的な
方法ではない。またメタノールなど安価な有機化
合物を使用する方法は、有機化合物のコストが燃
料に適しているか、あるいは他の用途に容易に転
用できるか、石炭との比重差から輸送可能な程度
に分散安定性が得られるなど解決すべき課題が多
い。 一方、石炭の微粉体を水に分散させた所謂石炭
水スラリーの輸送は媒体の水が比較的入手しやす
く、非常に安価であるため実用価値が最も高く、
すでに一部で実用化されている。しかし、この石
炭水スラリーは石炭濃度を高くすると流動性のな
い湿潤微粉体の集塊物へと急激に変わるため、従
来、石炭濃度を50数％以上にすることができなか
つた。そこで現在、石炭水スラリーの輸送コスト
を下げるために水の割合を減らし、高濃度の石炭
水スラリーを得ることが望まれている。 本発明の目的は約55重量％以上の高濃度であり
ながら流動性が良くポンピング可能な炭素質微粉
体の水スラリーを提供することである。 本発明者らは上記目的を達成するために鋭意研
究を重ねた結果、微細な粒度の炭素質微粉体と、
特定の平均重合度をもつポリスチレンスルホン酸
塩とを併用することによりその目的を達成し得る
ことを見出し本発明を完成した。 すなわち、本発明は、実質的に粒径１mm未満で
あつて、かつ200メツシユふるい通過分が50重量
％以上の粒度を有する炭素質微粉体55〜75重量
％、及び平均重合度10〜400のポリスチレンスル
ホン酸塩0.05〜3.0重量％を含有することを特徴
とする炭素質微粉体の高濃度水スラリーを提供す
るものである。 本発明によれば炭素質微粉体を55〜75重量％の
高濃度で含有し、低粘度で、流動性が良く、ポン
ピングが可能な炭素質微粉体水スラリーを得るこ
とができる。 本発明において用いる炭素質微粉体としては、
褐炭、亜瀝青炭、瀝青炭、無煙炭等の各種の石
炭、これらの各種の石炭から製造されたコーク
ス、石油コークス、化学プラントから副生するカ
ーボンブラツク、有機物として炭化して得られる
カーボンブラツクなどを必要に応じて粉砕して得
られる炭素質微粉体が適当である。炭素質微粉体
の粒度は実質的に１mm以上のものがなければ使用
できる。しかし、粒度の粗い場合は使用時に再粉
砕する必要を生じることもあるので、200メツシ
ユふるい通過分（約74μ以下）が50重量％以上、
好ましくは65〜95重量％の範囲にあるものを用い
る。 本発明で用いるポリスチレンスルホン酸塩は平
均重合度10〜400の、アルカリ金属塩またはアル
カリ土類金属塩が適当である。 このポリスチレンスルホン酸塩は、単独だ用い
てもよいし、また２種以上を併用してもよい。こ
の使用量は炭素質微粉体水スラリーの0.05〜3.0
重量％の範囲内で選ばれる。 本発明のスラリーを形成する場合、低粘度で流
動性のよい水スラリーを得るために炭素質微粉体
と水との混合物にポリスチレンスルホン酸塩をそ
のままあるいは約５〜50重量％程度の濃度の水溶
液として添加する方法が好ましい。炭素質微粉体
と水との予備混合物の調製は、クラツシヤーやボ
ールミル等の粉砕機を用いて所望の粒度にまで乾
式粉砕して得た炭素質微粉体に、炭素質微粉体中
の含有水分量およびポリスチレンスルホン酸塩中
の水分量を考慮して最終高濃度水スラリー中の炭
素質微粉体濃度が55〜75重量％の範囲となるよう
に水を添加し、ニーダー、コニーダー、バンバリ
ーミキサー等の混練機を用いて均一混合する方
法；ボールミルやロツドミル等の粉砕機を用いて
所望の粒度にまで、所要量を超える水の存在下で
炭素質原料を水中粉砕した後ポリスチレンスルホ
ン酸塩中の水分量を考慮して最終高濃度水スラリ
ー中の炭素質微粉体濃度が55〜75重量％の範囲内
になるように脱水する方法；炭素質原料と水とを
所定濃度となるように混合してボールミル、ロツ
ドミル等の各種粉砕機を用いて所望の粒度まで粉
砕して均一混合物を得る方法などの種々の方法を
採用できる。 本発明のスラリーを得るための好ましい態様
は、炭素質微粉体と水との予備混合物にポリスチ
レンスルホン酸塩を添加し、ニーダー、コニーダ
ー、バンバリーミキサー、エクストルーダー等の
混練機を用いて混練均一分散させて高濃度水スラ
リーを製造する方法である。 本発明で用いるポリスチレンスルホン酸塩は比
較的分子量の大きいポリアニオン系の有機化合物
であるが、その効果を高めるためにあるいは低粘
度の流動性のよい水スラリーを得るために、カセ
イソーダ、炭酸ソーダ第一リン酸ソーダ、第二リ
ン酸ソーダ、アンモニア、アルカノールアミン類
などのPH調整剤や、ケイ酸ソーダ、メタケイ酸ソ
ーダ、トリポリリン酸ソーダ、メタリン酸ソーダ
などの無機分散剤を併用できる。これらの併用し
うる化合物は予め水に溶かして添加してもよい
し、水スラリー製造後に添加してもよい。 本発明の炭素質微粉体の高濃度水スラリーは高
濃度に炭素質微粉体を含有するにもかかわらず、
低粘度で流動性が良く、ポンピング可能なため、
輸送コストが削減でき、燃焼等の使用時に脱水し
ないで使用することも可能であり、脱水して使用
する場合でも脱水量が少なくて済むので経済的で
ある。 次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説
明する。実施例において使用した炭素質微粉体の
種類と粒度を表―１に、使用した石炭の一般的性
状を表―２に、及び使用したポリスチレンスルホ
ン酸塩の種類を表―３に示す。

【表】

【表】

【表】 実施例 炭素質微粉体の高濃度水スラリーを以下の２方
法に従つて調整した。 Ａ法： 炭素質微粉体340ｇ（乾燥基準）と水を、分散
剤に含まれる水の添加量分を差し引いて、最終水
スラリーで水分が25〜45重量％になるように双軸
型Ｚ翼ニーダーに加え、20〜50r.p.mの回転数で
30分間均一混合し、次に分散剤を最終水スラリー
に対して有効分で0.05〜3.0重量％になるように
添加し、更に30分間ニーダーで混練して均一分散
させる。併用化合物を使用する場合は最終に添加
して更に20分間ニーダーで混合する。 Ｂ法： 最終スラリーで25〜45重量％に相当する水にや
はり最終水スラリーに対して有効分で0.05〜3.0
重量％の分散剤を溶解し、これに炭素質微粉体
340ｇ（乾燥基準）を加え、双軸型Ｚ翼ニーダー
で20〜50r.p.mの回転数で60分間均一混合する。
併用化合物を使用する場合は最後に添加して更に
20分間ニーダーで混合する。 Ａ法又はＢ法で調整した水スラリーの粘度及び
石炭濃度を測定した。粘度はＢ型粘度計（東京計
器製造所社製）を用いて20℃で測定し、石炭濃度
は全重量から水分、分散剤及び併用化合物の重量
を差し引いて石炭重量を求め、石炭重量の全重量
に対する％として計算した。ただし、水分はJIS
―K2275によつた。結果を表―４に示す。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 実質的に粒径が１mm未満であつて、かつ200
   メツシユふるい通過分が50重量％以上の粒度を有
   する炭素質微粉体55〜75重量％、及び平均重合度
   10〜400のポリスチレンスルホン酸塩0.05〜3.0重
   量％を含有することを特徴とする炭素質微粉体の
   高濃度水スラリー。