JPH0323117B2 - - Google Patents

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JPH0323117B2
JPH0323117B2 JP58501616A JP50161683A JPH0323117B2 JP H0323117 B2 JPH0323117 B2 JP H0323117B2 JP 58501616 A JP58501616 A JP 58501616A JP 50161683 A JP50161683 A JP 50161683A JP H0323117 B2 JPH0323117 B2 JP H0323117B2
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slurry
surfactant
coal
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JP58501616A
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JPS59500970A (ja
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Maito Mikeru Masuiesen
Rarusu Ingemaru Giruberugu
Karuru Marutein Edoin Herusuten
Gonuoru Birugito Tora Karurotsuson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KARUBOGERU AB
Nouryon Surface Chemistry AB
Original Assignee
KARUBOGERU AB
Berol Kemi AB
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Publication date
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Publication of JPH0323117B2 publication Critical patent/JPH0323117B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • C10L1/322Coal-oil suspensions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • C10L1/326Coal-water suspensions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S516/00Colloid systems and wetting agents; subcombinations thereof; processes of
    • Y10S516/01Wetting, emulsifying, dispersing, or stabilizing agents

Description

請求の範囲 1 微粉砕炭素質物質の形態の固体燃料および
0.02〜2重量%の界面活性剤の水性スラリであつ
て、該スラリの固形物含量が65〜90重量%である
ものにおいて、 前記界面活性剤が、多量部分として、(1)疎水性
部分と親水性部分とを有するアルキレンオキシド
付加物であつて、前記親水性部分が40〜200個の
アルキレンオキシド単位の長さのポリアルキレン
オキシド鎖を1個以上有している水溶性非イオン
界面活性剤を含有し、少量部分として、(2)イオン
界面活性剤を含有することを特徴とする固体燃料
の水性スラリ。 2 前記イオン界面活性剤のイオン電荷がその疎
水性部分にある請求の範囲第1項記載のスラリ。 3 前記イオン界面活性剤が次の二般式: (式中のR1およびR2は水素原子または1〜22
個の炭素原子を有するアルキル基を示し、ただし
R1の炭素原子とR2の炭素原子との和は6個以上
であり、Z1は−SO3H基、 −CH2N+HR3R4X-基または−
CH2N+R3R4R5X-基(式中のR3,R4およびR5
1〜4個の炭素原子を有するアルキル基および/
またはヒドロキシアルキル基、Xは陰イオンを示
す)を示し、nは40〜200である)で表される請
求の範囲第2項記載のスラリ。 4 前記非イオン界面活性剤が次の一般式: RO(CH2CH2O)oH (式中のRは10〜24個の炭素原子を有する脂肪
族基またはアシル基、あるいは12〜54個の炭素原
子を有する置換アリール基を示し;nは40以上で
100未満、または40〜200であつて、後者の場合に
エチレンオキシ単位対R基中の炭素原子数の比は
Rが脂肪族基またはアシル基の場合に3.5〜6.0で
あり、Rが置換アリール基の場合に3.0〜5.5であ
る)で表わされる請求の範囲第1項記載のスラ
リ。 5 nが50〜150である請求の範囲第4項記載の
スラリ。 6 前記界面活性剤が前記スラリの0.05〜0.8重
量%の分量で前記スラリ中に混入されている請求
の範囲第1項記載のスラリ。 7 微粉砕炭素質物質の形態の固体燃料および
0.02〜2重量%の界面活性剤の水性スラリであつ
て、該スラリの固形物含量が65〜90重量%である
ものを製造するに当たり、 a 一つ以上の微粒砕工程において炭素質出発物
質を水と共に20〜50重量%の固形物含量で湿式
微粉砕する工程と; b 前記炭素質出発物質の無機物質を、所要に応
じて前記出発物質の炭素質物質から分離する工
程と; c 前記炭素質物質を最終スラリの固形物含量に
実質的に等しい固形物含量まで脱水する工程
と; d この脱水みた炭素質物質に、多量成分とし
て、(1)疎水性部分と親水性部分とを有するアル
キレンオキシド付加物であつて、前記親水性部
分が40〜200個のアルキレンオキシド単位の長
さのポリアルキレンオキシド鎖を1個以上有し
ている水溶性非イオン界面活性剤を含有し、少
量成分として、(2)イオン界面活性剤を含有する
前記界面活性剤を添加しそのなかに分布させる
工程と からなることを特徴とする固体燃料の水性スラリ
の製造方法。 8 前記界面活性剤が前記スラリの0.05〜0.8重
量%の分量で工程d)に添加する請求の範囲第7
項記載の方法。 9 前記脱水した炭素質物質に、前記アルキレン
オキシド付加物のほかに、安定剤、消泡剤、PH調
節剤および抗菌剤からなる群から選定した他の添
加剤を添加する請求の範囲第7項記載の方法。 明細書 本発明は微粉砕炭素質物質の形態の固体燃料、
1種の非イオン界面活性剤および1種のイオン界
面活性剤の水性スラリに関するものである。また
本発明はかかる水性スラリの製造方法に関するも
のである。 本発明において使用する用語「固体燃料」は
種々のタイプの炭素質物質、例えば歴青炭、無煙
炭、亜歴青炭、褐炭、チヤコール、石油コークス
または他の固体の製油所副生物あるいはこれらの
混合物を意味する。 今日熱の発生は大部分が液体または気体燃料の
燃焼に基づいており、従つて現存プラントはかか
る物理的形態の燃料の輸送、貯蔵および燃焼に適
合している。塊炭への転換は大規模な改造および
新規な投資を伴い、従つて石炭を液体または気体
の燃料生成物に転化する種々の方法に大きな関心
が示されてきたのは勿論のことである。石炭をメ
タノールまたは炭化水素に化学的に転化するほか
に、種々の液体、例えばメタノール、油、水と油
との混合物、または水単独中における石炭粉末ス
ラリを製造することも提案されている。これらの
代替物のうち、石炭と水とのスラリは他のものよ
り著しく実際的で経済的な利点を与え、その理由
は主としてこのスラリが高い引火点を有し、また
液体キヤリヤ媒体用の原料価格が安いからであ
る。 石炭/水スラリに対して多くの要求がなされて
いるが、最も重要な必要条件はスラリが高い炭素
含量を有しかつしばらくの間貯蔵した後でも均質
であることである。さらに、スラリのポンプ輸送
および燃焼室でのスラリの細分化が容易になるほ
どスラリ粘度が低いことが重要である。またスラ
リはPHの変動の影響を受け難くまたタンク、パイ
プライン、ポンプおよびノズルに対する腐食性が
小さい必要がある。 微粉砕固体燃料のスラリを製造することおよび
かかるスラリを種々の添加剤によつて程度の差は
あるにしても安定化することは既知である。従来
技術の例は米国特許第4217109号明細書であり、
これは選択的吸着により石炭粒子および他の物質
の粒子を異なるように帯電させて石炭の精製のほ
か懸濁液の安定化を容易にする分散剤を含有して
いる石炭/水スラリを開示している。この米国特
許明細書によれば分散剤を高分子電解質またはポ
リ燐酸塩から選定する。 しかも、公開されたPCT出願PCT/US80/
01419から石炭の粒度分布を特定の方法で制御す
ることにより石炭と水との高濃度スラリを製造す
ることおよび石炭粒子に特定の表面電荷を付与す
る界面活性剤を添加することが既知である。使用
されている界面活性剤は市販の分散剤である。ス
ラリ特性は正確な粒度分布と個々の粒子の界面電
荷との組合せに著しく左右され、個々の粒子の界
面電荷は正確な分量の分散剤を添加することによ
り達成される。しかし、実際に実施する場合に
は、必要となる正確な粒度分布を商業的規模で再
現可能に達成すること、あるいはスラリ特性を例
えば装置の腐食または石炭の浸出によるスラリの
イオン汚染が増大する条件下に維持するのは極め
て困難である。 さらに、フランス国特許明細書第1308112号か
ら親水性部分が5〜35個のエチレンオキシド単位
から構成されているのが好ましいアルキレンオキ
シド付加物を使用することによつて低濃度石炭懸
濁液の粘度を低下させることは既知である。 英国特許明細書第1429934号は液体に可溶性で
あるブロツクと不溶性であるブロツクとからなる
ブロツク共重合体により微粒状物質を液体中に分
散させる方法に関するものである。ポリ(t−ブ
チルスチレン)が可溶性ブロツクの一例として挙
げられている。微粒状物質は極めて微細な粒子
で、50Å〜10μmの粒度であるのが好ましい。微
粒状物質の一例はカーボンブラツクである。 1982年11月9日付けにて公告された米国特許第
4358293号明細書および1982年8月11日付けにて
公開された対応するEPC出願第82300448.6号、公
開第0057576号は100個以上の繰返しエチレンオキ
シド単位を有する非イオン界面活性剤が分散剤と
して使用されている水性石炭分散液を開示してい
る。 本発明は微粉砕した炭素質固体燃料の高濃度水
性スラリの粘度および安定性を改善することを目
的とする。ここに高濃度水性スラリとは固形物含
量が65〜90重量%、好ましくは70〜80重量%であ
る水性スラリを意味する。 この目的を実現するために、水性スラリ中に界
面活性剤を全スラリの0.02〜2.0重量%の濃度で
混入し、前記界面活性剤の多量部分を疎水性部分
と親水性部分とを有するアルキレンオキシド付加
物であつて、前記親水性部分が40〜200個、好ま
しくは50〜150個のアルキルキレンオキシド単位
の長さを有するポリアルキレンオキシド鎖を1個
以上有している非イオン物質とし、前記界面活性
剤の少量部分をイオン物質とする。 この非イオン物質は、次式: RO(CH2CH2O)oH (式中のRは10〜24個の炭素原子を有する脂肪
族基またはアシル基、あるいは12〜54個の炭素原
子を有する置換アリール基を示し;nは40以上で
100未満、または40〜200であつて、後者の場合に
エチレンオキシ単位対R基中の炭素原子数の比は
Rが脂肪族基またはアシル基の場合に3.5〜6.0で
あり、Rが置換アリール基の場合に3.0〜5.5であ
る)で表わされる化合物であるのが好ましう。 ここに用語「界面活性」とは温度20℃の1%ア
ルキレンオキシド付加物水溶液がジユヌーイ
(Du Nouy)リング法によつて測定した場合に50
ダイン/cm未満の表面張力を有することを意味す
る。40〜49ダイン/cmの表面張力を有するアルキ
レンオキシド付加物が特に適当である。 上述のように、界面活性剤の多量部分は非イオ
ンである、すなわち電荷を全く有していない。非
イオン物質のほかにイオン物質が存在していて、
その疎水性部分は静電引力によつて燃料粒子に対
する比較的強い吸着を示す。静電引力によるかか
る比較的強い吸着は、炭素質燃料の表面が負の電
荷を示すか正の電荷を示すかによつて界面活性剤
をその疎水性部分において陽イオンとするか陰イ
オンとすることにより実現される。イオン物質を
含有させることにより非イオン界面活性剤の吸着
が増強される。これは非イオン界面活性剤のみを
使用する場合と較べて全必要界面活性剤量を減少
することができる。界面活性剤の組合せにより実
現される効率の増大はあるいはまた含水量を低下
させるためあるいは水性スラリの安定性を改善す
るために利用される。イオン物質およびその相対
的使用量の選定は固体燃料粒子の表面特性に従つ
て行う。表面が圧倒的に負の電荷を示す場合には
陽イオン界面活性剤を選定し、反応の場合には陰
イオン界面活性剤を選定する。非イオン界面活性
剤量に対するイオン界面活性剤使用量は粒子表面
の帯電程度によつて左右される。普通イオン物質
は全界面活性剤量の0.1〜33、好ましくは0.5〜
25、一層好ましくは2〜8%の分量で添加する。 かかる非イオン界面活性剤とイオン界面活性剤
との組合せは、非イオン界面活性剤の疎水性部分
が燃料粒子の表面に吸着され、他方アルキレンオ
キシド付加物の親水性部分であるポリアルキレン
オキシド鎖が水層を燃料粒子の表面に結合させる
ので、高濃度燃料スラリの立体的安定化を達成す
ることができる。各粒子の表面が吸着されたアル
キレンオキシド付加物によつて覆われている場合
には、水性スラリ中の各燃料粒子はかかる結合水
層すなわち外被によつて取巻かれる。各燃料粒子
の回りのかかる水層は水性スラリの内部摩擦を減
少するので、燃料粒子は互に通りすぎる滑り運動
を行うことができ、この滑り運動は燃料粒子間の
引力によつて影響されることがない。少量のイオ
ン界面活性剤の存在は非イオン界面活性剤の吸着
を増大し、従つて立体的安定性を一層増大する。 本発明の特徴は請求の範囲から明らかである。 従つて本発明の一つの面においては、微粉砕炭
素質物質の形態の固体燃料および0.02〜2重量%
の界面活性剤の水性スラリであつて、該スラリの
固形物含量が65〜90重量%であるものを提供し、
前記水性スラリは前記界面活性剤が、多量部分と
して、(1)疎水性部分と親水性部分とを有するアル
キレンオキシド付加物であつて、前記親水性部分
が40〜200個のアルキレンオキシド単位の長さの
ポリアルキレンオキシド鎖を1個以上有している
水溶性非イオン界面活性剤を含有し、少量部分と
して、(2)イオン界面活性剤を含有することを特徴
する。 本発明の他の面においては、微粉砕炭素質物質
の形態の固体燃料および0.02〜2重量%の界面活
性剤の水性スラリであつて、該スラリの固形物含
量が65〜90重量%であるものを製造する方法を提
供し、該方法は: a 一つ以上の微粒砕工程において炭素質出発物
質を水と共に20〜50重量%の固形物含量で湿式
微粉砕する工程と; b 前記炭素質出発物質の無機物質を、所要に応
じて前記出発物質の炭素質物質から分離する工
程と; c 前記炭素質物質を最終スラリの固形物含量に
実質的に等しい固形物含量まで脱水する工程
と; d この脱水みた炭素質物質に、多量成分とし
て、(1)疎水性部分と親水性部分とを有するアル
キレンオキシド付加物であつて、前記親水性部
分が40〜200個のアルキレンオキシド単位の長
さのポリアルキレンオキシド鎖を1個以上有し
ている水溶性非イオン界面活性剤を含有し、少
量成分として、(2)イオン界面活性剤を含有する
前記界面活性剤を添加してそのなかに分布させ
る工程と からなることを特徴とする。 本発明のさらに他の面においては、微粉砕炭素
質物質の形態の固体燃料および0.02〜2重量%の
界面活性剤の水性スラリであつて、該スラリの固
形物含有量が65〜90重量%であるものを製造する
のに使用する助剤において、前記助剤が次の一般
(式中のR1およびR2は水素原子または1〜22
個の炭素原子を有するアルキル基を示し、ただし
R1の炭素原子とR2の炭素原子との和は6個以上
であり、Z1は−SO3H基、−CH2N+HR3R4X-基ま
たは−CH2N+R3R4R5X-基(式中のR3,R4およ
びR5は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基
および/またはヒドロキシアルキル基、Xは陰イ
オンを示す)を示し、nは40〜200である)で表
わされるイオン界面活性剤であることを特徴とす
る固体燃料の水性スラリを製造するのに使用する
助剤を提供する。 強調する必要があるのは、本発明が、上述のよ
うに、濃厚な水性スラリ、すなわち固形物含量が
65〜90重量%、好ましくは70〜80重量%であるス
ラリに関するものであることである。このことは
水がスラリの少量部分を占めるにすぎず、35重量
%未満、好ましくは20〜30重量%の含量で存在す
ることを意味する。本発明者等は、従来技術によ
り得られている特性および主張されている利点の
多くは含水量が約40重量%以上である比較的低濃
度のスラリに関するものであり、固形物含量を65
重量%より多量まで増大し、同時にスラリの充分
なポンプ輸送性および安定性を保持することは不
可能であることを見い出した。 しかし、本発明においては驚くべきことには、
疎水性部分と親水性部分とを有するアルキレンオ
キシド付加物であつて、前記親水性部分が40個以
上のアルキレンオキシド単位の長さのポリアルキ
レンオキシド鎖を1個以上有している、すなわち
前記親水性部分が所定の最小長さを有する親水性
鎖を有している水溶性非イオン界面活性剤と、イ
オン界面活性剤とを組合せて添加することにより
これらの問題を解消できることを見い出した。親
水性鎖のかかる最小長さは65重量%を越える固形
物含量において安定で低粘度の、すなわちポンプ
輸送可能な燃料スラリを達成するのに必須の要件
であることを見い出した。実際に、親水性鎖の長
さには上限はないが、実際上および経済上の理由
から、本発明の範囲においては、その鎖長を最高
200個のアルキレンオキシド単位に限定するのが
好ましい。本発明の最良の結果は親水性鎖中に50
〜150個のアルキレンオキシド単位を有するアル
キレンオキシド付加物を使用する場合に得られ
る。なお、親水性鎖中のアルキレンオキシド単位
がエチレンオキシドから構成されているのが特に
好ましい。 スラリの振動に伴うことのあるスラリの貯蔵お
よび輸送中におけるスラリの安定性、すなわち固
形物からの水の分離に対するスラリの抵抗性およ
びスラリのレオロジー特性は親水性鎖のアルキレ
ンオキシド単位の好適範囲内に最適になる。従つ
て、親水性鎖が短かすぎる(アルキレンオキシド
単位数が40個未満である)場合には、スラリが数
日間振動を受けると分離および沈降が起る。ま
た、スラリのレオロジーは親水性鎖の長さが200
個より多数あるいは150個より多数のアルキレン
オキシド単位まで増加するにつれて低下すること
が見い出された。 上述のような親水性部分のほかに、本発明に係
る非イオン界面活性剤はまた疎水性部分を有し、
この疎水性部分は微粉砕炭素質物質の表面への吸
着に適合している。 非イオン界面活性剤は、水素および炭素および
場合によつてはさらに酸素あるいは硫素からなり
エチレンオキシド、プロピレンオキシドまたはブ
チレンオキシドと反応性の1〜20個の水素を有す
る有機化合物に、40個以上のアルキレンオキシド
単位を有するアルキレンオキシド鎖を有する非イ
オン界面活性剤が得られるように、2〜4個の炭
素原子を有するアルキレンオキシドを付加するこ
とにより得ることができる。この種の化合物は次
の一般式 R〔Y(A)oH〕n () (式中のRは有機化合物の残基、Yは酸素また
は硫黄原子、Aは2〜4個の炭素原子を有するア
ルキレンオキシド基、nは40〜200、好ましくは
50〜150の整数、mは1〜20の整数を示し、なお
40個以上の繰返しアルキレンオキシド単位例えば
エチレンオキシド単位は鎖を形成する)で表わす
ことができる。 Rが低分子化合物あるいは不充分な疎水特性を
有する化合物から得られたものである場合には、
プロピレンオキシドおよび/またはブチレンオキ
シドを付加してブロツクを形成させて、最終化合
物に充分な界面活性剤を付与するのに充分に大き
い疎水性の残基を得る必要がある。 他の可能性は疎水基に導入することにより化合
物を変性することであるが、この場合新しい最
終化合物は40個以上のアルキレンオキシド基例え
ばエチレンオキシド基からなるポリアルキレング
リコール鎖を1個以上有している必要があること
が観察された。 アルキレンオキシドが付加される有機化合物は
1〜40個の炭素原子を有する単官能性または多官
能性のヒドロキシおよび/またはカルボキシ化合
物、またはいくつかの水酸基および/またはカル
ボキシル基を有するオリゴマー化合物または重合
体化合物とすることができる。適当な単官能性の
ヒドロキシ化合物およびカルボキシ化合物の例は
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノ
ール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、酢
酸、プロピオン酸、ブタン酸、ヘキサン酸および
2−エチル−ヘキサン酸である。多官能性のヒド
ロキシ化合物およびカルボキシ化合物の例はグリ
セリン、トリメチロールプロパン、ブチレングリ
コール、ブタントリオール、ヘキサントリオー
ル、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ソル
ビタン、糖類、例えばサツカロース、グルコー
ス、アラビノース、アルクトース、マンノース、
デキストロース、乳糖およびマルトース、コハク
酸、グルタン酸、アジピン酸、セバシン酸、フタ
ル酸、イソフタル酸、ドデカンジカルボン酸およ
びレゾルシノールである。 多官能性化合物をベースとする特に好ましい非
イオンアルキレンオキシド付加物はいわゆるブロ
ツク共重合体で、これはエチレンオキシド、プロ
ピレンオキシドおよび場合によつてはブチレンオ
キシドからなるブロツクから作られている。プロ
ピレンオキシド部分あるいはその代りのブチレン
オキシド部分のモル重量は1500〜4000の範囲であ
るのが好ましいが、ポリエチレンオキシド部分は
モル重量が2000〜10000であるのが好ましい。 式で表わされる化合物の他の例は次の一般式 R3−S−(A)oH () (式中のR3は1〜24個の炭素原子を有する炭
化水素基または、好ましくは、(A)oH基を示し、
各Aは2〜4個の炭素原子を有するアルキレンオ
キシド基を示し、n=40以上、好ましくは50〜
200である)で表わされるアルコキシル化硫黄化
合物である。 有機化合物が10〜24個の炭素原子を有するカル
ボン酸であるかあるいは12〜54個の炭素原子を有
する芳香族ヒドロキシ化合物である場合には、疎
水基は該化合物に充分な表面活性を付与するのに
充分に大きく、そのためプロピレンオキシドおよ
び/またはブチレンオキシドの付加により疎水性
部分を増大する必要がない。これらの化合物は次
の一般式 RO(CH2CH2O)oH () (式中のRは10〜24個好ましくは14〜24個の炭
素原子を有する脂肪族基またはアシル基、あるい
は全部で12〜54個好ましくは14〜42個の炭素原子
を有する置換アリール基を示し、nは40〜200で
ある)で表わすことができる。nが40以上で100
未満であるか、あるいはnが40〜200であつて、
後者の場合にエチレンオキシ単位対R基中の炭素
原子数の比はRが脂肪族基またはアシル基を示す
場合に3.5〜6.0であり、Rが置換アリール基を示
す場合に3.0〜5.5であるかかる化合物が特に好ま
しい。 この種に適当な有機化合物の例はデシルアルコ
ール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコー
ル、セチルアルコール、ステアリルアルコール、
エイコシルアルコール、オレイルアルコール、シ
クロドデカノール、シクロヘキサンデカノール、
オクチルフエノール、ノニルフエノール、ドデシ
ルフエノール、ヘキサデシルフエノール、ジブチ
ルフエノール、ジオクチルフエニル、ジノニルフ
エノール、ジドデシルフエノール、ジヘキサデシ
ルフエノール、トリノニルフエノール、カプリン
酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸およびア
ラキン酸である。 さらに本発明に係る特定の界面活性剤を例示す
るために、次式 (式中のR1はアルキル基、R2はアルキル基ま
たは水素原子を示し、nは40以上で100未満、適
当には50以上で100未満、好ましくは50〜90、あ
るいはnは40〜200、好ましくは50〜150であり、
後者の場合にはエチレンオキシ単位対置換フエニ
ル基中の炭素原子数の比は3.0〜5.5である)で表
わされる有用な化合物の例を示す。二置換化合
物、特にR1およびR2がノニル基を示す化合物が
特に好ましい。 本発明において使用できるアルキレンオキシド
付加物の他の例はOH基のうちの若干またはすべ
てが40〜200個のアルキレンオキシド基好ましく
はエチレンオキシド基でアルコキシル化されてい
るポリアルキルフエノールポリメチレンまたはポ
リアルキルナフタリンポリメチレン化合物であ
る。すべてのOH基がアルコキシル化されている
場合には、ポリアルキルフエノールポリメチレン
化合物は次の一般式: (上式において R=1〜20個の炭素原子を有するアルキル基 n=40〜200 m=1〜20 である)で表わされる。 イオン界面活性剤は、原則として、既知のイオ
ン界面活性化合物から自由に選択することができ
る。広く市販されている最も適当な種類の陰イオ
ン化合物のうちの若干のものは次式: R−COOH;R−OSO3H;
【式】
【式】
【式】 (式中のRは8〜22個の炭素原子を有する疎水
基、nは1または2の整数を示す)で表わされる
化合物あるいはそのアルカリ金属塩、アルカリ土
類金属塩、アンモニウム塩または有機アンモニウ
ム化合物との塩である。陰イオン界面活性剤のう
ち特に次式: (式中のR1,R2およびR3は互に独立に1〜18
個の炭素原子を有するアルキル基または水素原子
を示すが、アルキル基中の全炭素原子数は6〜22
個である)で表わされるアルキルアリールスルフ
オネート、またはそのアルカリ金属塩、アルカリ
土類金属塩、アンモニウム塩またはそのアミン化
合物との塩を挙げることができる。 他の適当な陰イオン界面活性剤は脂肪族サルフ
エートおよびホスフエート例えばアルキルサルフ
エートおよびホスフエートで、これらの化合物は
次の一般式 R−OSO3Hおよび (式中のRは10〜22個の炭素原子を有する直鎖
または分枝鎖の飽和または不飽和の脂肪族基、n
は1または2の整数を示す)で表わされる化合
物、あるいはそのアルカリ金属塩、アルカリ土類
金属塩、アンモニウム塩またはそのアミン化合物
との塩により例示することができる。アルキルサ
ルフエートの特定例としてはラウリルサルフエー
ト、ミリスチルサルフエート、ステアリルサルフ
エートおよびオレイルサルフエートを挙げること
ができる。 他の陰イオン界面活性化合物は次の一般式: (式中のRは8〜22個の炭素原子を有する直鎖
または分枝鎖の飽和または不飽和の脂肪族基、ア
ルキル基中に全部は6〜27個の炭素原子を有する
モノアルキル、ジアルキルまたはトリアルキル置
換フエニル基、または全部で8〜22個の炭素原子
を有するアルキル−シクロアルキル基を示し、
(OCoH2opはアルキレングリコール鎖を示し、こ
の式中のnは2,3および/または4の整数、p
は1〜10の整数を示し、R1は水素原子または上
述のR基またはR(OCoH2op基のいずれか一方を
示す)で表わされるエーテルサルフエートおよび
エーテルホスフエート;あるいはそのアルカリ金
属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩また
はそのアミン化合物との塩である。 適当な陽イオン界面活性剤は第三窒素原子また
は第四窒素原子に結合した1個以上の長い疎水性
鎖を示す界面活性剤である。これらの界面活性剤
は水溶性であるかあるいは水中で分散性であるこ
とが必要である。 かかる陽イオン界面活性剤の例は次の一般式: (式中のR1は8〜22個の炭素原子を有する直
鎖または分枝鎖の飽和または不飽和の脂肪族基ま
たはフエニルアルキル基中に全部で7〜22個の炭
素原子を有する未置換または置換のフエニルアル
キル基、または全部で8〜22個の炭素原子を有す
るアルキル−シクロアルキル基、R3およびR4
互に独立にメチル基、エチル基またはヒドロキシ
エチル基、R2はR1基またはR3基と同一のもの、
Aは陰イオンを示す)で表わされる8〜22個の炭
素原子を有し1〜2個の疎水基を有する第四アン
モニウム化合物である。 他の適当な陽イオン界面活性剤は次の一般式: R1R2N(R3) (式中のR1,R3およびR2は上述の第四アンモ
ニウム化合物に関する式中のものと同一のものを
示す)で表わされる第三アンモニウム化合物であ
る。 特に適当なイオン界面活性剤はこの化合物の疎
水性部分に位置するイオン基、すなわちこの化合
物の疎水性部分の直ぐ隣にあるかあるいはこの化
合物の疎水性部分中に混入されているイオン基
と、自由に結合した非イオンアルキレンオキシド
鎖とを有する界面活性剤である。かかるイオン化
合物は水溶性エチレンオキシド鎖を有しているの
で立体的安定性の増大を助ける。 他の特に適当なイオン界面活性剤の例は次式: (式中のR1およびR2は互に独立に1〜24個の
炭素原子を有する脂肪族基、または(B)n(A)o
H基(式中のBは3〜4個の炭素原子を有するオ
キシアルキレン基、Aはオキシエチレン基、mは
0〜50の数、nは2〜150、好ましくは5〜100、
特に好ましくは10〜90の整数を示す)で表わされ
る化合物、またはその第四化合物である。R1基、
R2基および(B)n(A)oH基は界面活性剤が得
られるように互に調整する。 密接に関連している種類の他の化合物は次式: (式中のR1は8〜24個の炭素原子を有する脂
肪族基またはH(A)a(B)b基、Aはオキシエチ
レン基、Bは3〜4個の炭素原子を有するオキシ
アルキレン基、aは40以上、好ましくは50〜150、
bは10〜25の数、nは2〜6の数、mは1〜3の
数を示す)で表わされる化合物である。かかる化
合物の例の分子量が約14000〜20000に達しエチレ
ンオキシド含量が約70〜80重量%に達するようプ
ロピレンオキシドおよび/またはブチレンオキシ
ドおよびエチレンオキシドが付加されているアル
キレンジアミン、ジアルキレントリアミンまたは
トリアルキレンテトラミンからの反応生成物であ
る。 他の適当な化合物は一般式: (式中のR1およびR2は水素原子または1〜22
個の炭素原子を有するアルキル基を示し、ただし
R1の炭素原子とR2の炭素原子との和は6個以上
であり、Z1は−SO3H基、−CH2N+HR3R4X-基ま
たは−CH2N+R3R4R5X-基(式中のR3,R4およ
びR5は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基
および/またはヒドロキシアルキル基、Xは陰イ
オンを示す)を示し、nは40〜200、好ましくは
50〜150、最も好ましくは60〜90を示す)で表わ
される化合物またはその塩である。 これらの最後に述べた化合物においてR1およ
びR2は普通水素原子あるいはブチル基、オクチ
ル基、ノニル基またはドデシル基を示す。これら
の化合物は、非イオン界面活性エチレンオキシド
付加物と併用すると、極めて好ましい特性を有
し、かかる併用によつて極めて高い固形物濃度、
満足できる安定性および低い粘度を示す水性固体
燃料スラリを製造することができる。 式の化合物は当業数によつてそれ自体知られ
ている方法によつて製造することができる。 イオン成分が陽イオン化合物である場合に最も
好ましい組合せは第三または第四の窒素化合物を
含有するものである。 本発明の水性スラリ中の界面活性剤濃度は水性
スラリに対して全体で0.02〜2重量%である。本
発明に係る界面活性剤の濃度はスラリの0.05〜
0.8重量%であるのが好ましい。 また、本発明に係る上述の特定の界面活性化合
物のほかに、本発明に係る界面活性化合物の効果
を高めるかあるいは他の効果をもたらす他の従来
の添加剤、例えば抗菌剤、消泡剤、PH調節剤、お
よび従来の安定剤を本発明のスラリに混入するこ
とができる。 従来の安定化剤の添加は分散剤の親水性部分が
比較的短い場合に特に適している。従来の安定化
剤の例は保護コロイド、例えばキサンタンガム、
セルロース誘導体、例えばカルボキシメチルセル
ロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース、クレー、例えばアタ
パルジヤイト、海泡石、ベントナイト、水酸化ア
ルミニウム、シリカゲル、セルロース懸濁液、カ
ーボンブラツク、殿粉および殿粉誘導体である。 特定の界面活性化合物に加えて他の添加剤を使
用する場合には、従来の安定化剤は最高1重量
%、好ましくは最高0.2重量%の濃度まで添加し、
他方消泡剤は最高0.1重量%の濃度まで添加する
のが通例であつて、これらの濃度はすべてスラリ
の重量に対する値である。PH調節剤はアルカリ金
属の水酸化物、例えば水酸化ナトリウムであるの
が好ましく、このPH調節剤をスラリのPHがアルカ
リ側、例えばPH10以上になるような分量で添加し
て、輸送および貯蔵装置における腐食の問題を解
消する。 さらに、本発明の水性スラリは多量成分として
微粉砕炭素質物質の形態の固体燃料を含有する。
上述のように、炭素質物質は歴青炭、無煙炭、亜
歴青炭、亜炭、木炭および石油コークスの中から
選択する。添加剤により調節される固形物含量を
無視する場合には、スラリの微粉砕炭素質物質含
量はスラリの固形物含量と等しくすることができ
る、すなわちこれは全スラリ重量に対して65〜90
重量%、好ましくは70〜80重量%である。微粉砕
炭素質物質を処理してその疎水性を増大する必要
はない。 微粉砕炭素質物質の粒度は本発明のスラリの安
定性に関して重要な役割を示す。最適粒度に到達
するにはいくつかの考慮を払う必要がある。光ず
第一に、不純物を含有する固体燃料、例えば石炭
を選鉱して有機物質から無機不純物を除去する必
要がある。粒度は不純物の満足できる脱離が行わ
れるように適合させる必要がある。第二に、燃料
スラリは炎中における燃料粒子の完全燃焼を確保
するために100〜250μm以下の粒度であるのが好
ましい。また粒子の100μmより大きい部分を少
量にして、バーナおよびスラリを取扱うための他
の装置の摩耗を最小にするのが望ましい。第三
に、粒度分布はスラリの最小含水量、最低粘度お
よび最大安定性が最大限に伴われるようにする必
要があるのは勿論である。 粒度分布に関する最後に述べた必要条件は、本
発明に係る特定の界面活性化合物の好ましい特性
の故に、高濃度の水性固体燃料スラリの場合に普
通である程厳密なものではなく、本発明では商業
的製造条件下において普通であるようなある程度
の粒度分布の変動が許容され、この際スラリの粘
度または安定性は損われない。さらに特に、本発
明においては粒度が0.1〜350μm、好ましくは1
〜250μmの範囲内である必要があること見い出
した。しかし、最高の結果を得るには、粒度が約
200μm以下である必要がある。 いくつかの適用例、例えば流動床で燃料スラリ
を燃焼させる場合または高炉内に燃料スラリを噴
射する場合には、微粉砕炭素質物質の粒度は特に
厳密なものではなく、燃料スラリは全く困難を生
ずることなく比較的大きい粒子を含むことができ
る。しかし、粒子が大きすぎる場合には粒子が沈
降する危険が生ずることがあるので、粒度は約
0.5mmより大きくしてはならない。 これまで本発明をその固体燃料の水性スラリに
関する面に関して説明した。 次に本発明の水性スラリの製造方法を歴青炭形
態の固体燃料に関して説明する。基本的技術は、
他の固体燃料、例えば亜歴青炭、無煙炭、褐炭、
チヤコール、石油コークスおよび他の固体の製油
所副生物等、またはこれらの組合せの場合と、こ
れらの種類の燃料があらゆる点で同様に処理され
ている訳ではないとしても、同じである。従つ
て、ある固体燃料は以下に言及する石炭に適用さ
れる後述の精製工程を必要としないが、水に対す
る親和力の大きいいくつかの燃料(木炭、亜炭
等)は疎水特性を増大するための表面処理を必要
とし、ある場合には種類の異なる石炭の機械的特
性の差異によつて後述の歴青炭用装置とは異なる
微粉砕装置が必要になる。 適当な出発物質はある一定の程度まで粉砕して
から水分を除く石炭中の無機物質含量が約5〜20
重量%まで減少するように常法で一次選鉱した歴
青炭である。この結果生成する生成物を次に第一
微粉砕工程に適当な粒度まで常法によつて小さく
する、この際この微粉砕工程はボールミルまたは
ロツドミルにおける湿式微粉砕操作であるのが好
ましい。 この第一微粉砕工程によつて次の三つの目的が
達成される: 1 石炭中の無機不純物の充分な放出が行われる
最大粒度まで微粉砕すること。 2 意図する用途に適した最大粒度、すなわち反
応圏、例えば炎のなかで完全燃焼することがで
きる大きさまで微粉砕すること。 3 燃料のレオロジー特性に適した粒度分布まで
微粉砕すること。 1および2の目的を達成するために満たす必要
のある条件は一方では石炭の鉱物学により、他方
では適用方法によつて決まる。上述のように、約
0.5mmの粒度より大きくてはならず、通常350μm
以下とする。普通、最大粒度が約100〜200μmで
あるのが好ましい。 粒度分布に関して、粒子集合体の粒度分布を最
適にして粒子集合体の孔隙数、すなわち固体物質
で占られていない容積を最小にできることはよく
知られている。本発明においては低水分、低粘度
および満足できる安定性を有する組成を得るため
に特定の分布が絶対に必要になることはない。多
数の石炭の種類を調査した結果、石炭の種類およ
び微粉砕方法の両者によつて左右されるが、粒形
の異なる組成物が微粉砕操作後の粒子集合体中に
確認されることが分つた。このことはすべての石
炭の種類についてまたすべての微粉砕操作、すな
わち微粉砕循環路(milling circuit)およびこれ
に含まれるミルのタイプについて最適含水量およ
び最適粘度が得られかつ当業者によつて確定する
ことのできる所定の粒度分布が存在することを意
味する。 さらに、かかる組成物の粒子の幾何学的形状は
レオロジーおよび安定性に影響を及ぼすことがあ
る。従つて、微粉砕循環路に対してあるミルのタ
イプを選択して、例えば等軸線粒子または平円盤
状および薄片状の粒子に支配的な位置を与え、か
くして各特定用途に好適であるように組成物の最
終特性に影響を及ぼすことができる。 しかし、本発明の重要な面は低含水量の有用な
燃料を生成するための安定作用および粘度低下作
用をする添加剤が特定の粒度分布に厳密に左右さ
れる訳ではないことである。他方、組成物中の固
体物質含量を最大にするような粒度分布も、既知
の原理に従つて作るのが好都合であり、粒形を制
御することにより追加の利点を得ることができ
る。 ミルの種類が異なると幾何学的形状が異なる粒
子が生成する傾向を以下に例示する: −ハンマミル:歴青炭を微粉砕した際に等軸線粒
子が支配的。 −ロツドミルにおける湿式微粉砕:歴青炭を微粉
砕した際に不規則にとがつた針状粒子が支
配的。 −スゼゴ(Szego)ミル (カナダ・トロントのジエネラル ・コミユーシヨン社製):歴青炭を微粉砕した
際に平坦な薄片状粒子。 適当なる粒度分布の若干例を以下に示す: 1 米国バージニア州所在のユナイテツド・コー
ル・コンパニーズからの歴青炭(ウイドウ・ケ
ネデイ・シーム(Widow Kennedy Seam)) 組成: 固定炭素:65% 揮発性成分:28% 無機質成分: 7% 下記の粒度分布のものは固形分を83.5%以下
(全固体物質部分、乾燥物質の重量%)含有する
最終組成物であつた: 200μm未満 100% 150μm未満 91% 100μm未満 78% 75μm未満 71% 45μm未満 58.5% 25μm未満 47% 2 カナダ国スコテイア所在のケープ・ブレト
ン・デベロツプメント・コーポレーシヨンから
の歴青炭 (ハーバー シーム (Harbour Seam)) 組成: 固定炭素:63.5% 揮発性成分:34.0% 無機質素分: 2.5% 下記の粒度分布のものは固形分78%以下(乾燥
物質の重量%)を含む最終組成物であつた: 200μm未満 100% 150μm未満 91% 100μm未満 78% 75μm未満 71% 45μm未満 58.5% 25μm未満 47% 最も代表的な場合には、第一微粉砕工程ではボ
ールミルおよび/またはロツドミルにおける湿式
微粉砕を用いる。このことは、それぞれの石炭の
種類の特徴ある微粉砕特性によつて選択すること
ができ当業者に知られている他の従来のミルのタ
イプの使用を妨げるものではない。1個または数
個のミルと分級装置とを備えるミル循環路は上述
の1〜3の条件が満されるように設計する。1個
のミルまたは数個の同じタイプのミルに通すと適
当な分布になるのは例外的な場合だけで適当な粒
度分布を達成するには微粉砕循環路を特別に設計
する必要がある。大部分の場合に、最良の結果は
異なる部分に分割することを基礎とする微粉砕循
環路を使用して得られ、かかる微粉砕循環路によ
り特定の粒度分布を与える石炭の自然の傾向に反
対作用を及ぼすことができる。 これらの微粉砕操作において出合う困難の一つ
は、これら粒度分布では粒子が中間範囲に集中す
るので粒度分布が狭くなりすぎることにあり、こ
のことは固体物質の体積濃度が不充分であること
を意味する。これはミル循環路を例えば下記のよ
うにして設計することにより改善することができ
る。 石炭を水と一緒に湿式微粉砕用ボールミルに導
入する。最終生成物より粗粒である第一微粉砕工
程からの微粉砕生成物を、望ましい最大の大きさ
より小さい粒度を有する物質を通すことのできる
篩に導く。この篩を通らない粗粒物質を第二ボー
ルミルに導き、ここでサイズリダクシヨンを行つ
て最終生成物の細粒部分を増加させる。ボールミ
ルの後に配置されている液体サイクロンはボール
ミルからの微粉砕生成物を細粒部分と粗粒部分と
に分離し、粗粒部質をボールミルに再循環する。
細粒部分は篩に再循環し、かくして篩によつて決
まる最大の大きさを有し所望範囲内において粗粒
および細粒の両者含む最終生成物を得る。 上述の例は第一微粉砕工程に関する微粉砕循環
路の考えられる唯一の解決では全くなく、単に従
来の微粉砕技術を使用することにより適当な微粉
砕生成物を得ることができる方法を示そうとする
ものにすぎない。粒度および粒度分布、並びに自
由に使用できる石炭の種類の性質にとつて有効で
ある上述の原理を熟知している当業者等は、既知
タイプのミルに基づいた作動ミル循環路を試験お
よび構成することができる。 水相中に懸濁されている第一微粉砕工程からの
微粉砕生成物を所要に応じて分離プロセスに導
き、ここで無機成分を実質的に有機の固体燃料成
分から分離することができる。この分離プロセス
は普通下記のいずれかの処理を含む1工程または
2工程以上の泡沫浮選からなる、 有機成分をその自然の浮選性を利用すること
により、またはこの浮選性が不充分である場合
には浮選性を高める浮選剤、例えばケロシンま
たは燃料油により浮揚させる。同時に、黄鉄鉱
をこれに例えばFeCl3、カルシウムイオンまた
は気泡に対する黄鉄鉱の親和力を弱める他の添
加剤を添加することによつて不動態化すること
ができる。このようにして精製を行うと、石炭
の種類によつて、石炭精製物中の灰分が1〜5
%になることが見い出された;あるいは 石炭が不動態化され無機成分が無機成分を選
択的に疎水性にする疎水性化添加剤により浮揚
除去されるように浮選を逆に行う。 また浮選を中間生成物に関する中間微粉砕工程
間の部分工程で行なつてさらに無機物質を放出し
かつ最終精製物の純度を高めることができる。 浮選のほかにも、精製法としては他の物理的分
離方法、例えばハイインテンシテイ−磁気分離法
および湿潤相中の細粒に使用できる他の既知精製
法がある。 浮選は、第一微粉砕工程からの微粉砕生成物と
比較した場合に、粒度分布にある変化をもたらす
ことがある。従つて、ある場合には主として粒子
集合体の最も微細な粒子の損失を補なうために精
製物粒子の所定の部分流に対して第二微粉砕工程
を実施する必要がある。 ミルタイプの選定は所定の部分物質量、普通全
量の5〜25%を所定の最大粒度まで微粉砕する必
要性によつて左右され、ミルタイプの選定は望ま
しい最終粒度分布を知つている当業者にとつては
困難なことではない。 第一微粉砕工程、あるいは第二微粉砕工程があ
ればこの工程からの精製物は約20〜50重量%、普
通約25重量%の固形物含量を有する。従つてこの
精製物を好ましくは最終組成物の含水量より1ま
たは2%単位低い含水量まで脱水する必要があ
り、その理由は使用添加剤を水溶液の形態で使用
するのが好ましいからである。 脱水は通常2工程、すなわち濃縮した後に真空
ろ過機またはフイルタープレスのいずれかでろ過
することによつて行なう。ある場合には、凝集剤
をシツクナー中に存在させることができるが、凝
集剤が本発明に係る組成物用の添加剤と相互作用
しないことが条件になる。 著しく低い含水量、例えば20重量%以下の含水
量が望ましい場合には、微粉砕された充分に純粋
な乾燥石炭生成物を混入することによつて脱水を
完結することができる。 脱水後に、得られたろ過ケークに少なくとも本
発明に係る界面活性化合物を含む1種または2種
以上の添加剤を添加する。添加剤は、上述のよう
に水溶液の形態で供給され、ろ過ケークに混入さ
れる。混合方法および装置は混合物ができるだけ
均質になるように、また粒子表面が添加剤によつ
てできるだけ完全に覆われるように設計する。 脱水を行ない添加剤を供給した後に、組成物は
ポンプ輸送可能であり、使用者までさらに輸送す
るために貯蔵タンクにポンプ輸送される。 本発明の燃料スラリの用途は明白であるが、自
明の輸送および取扱い用(この燃料スラリは、例
えばパイプラインで輸送するために、ポンプ輸送
可能である)のほかに下記の用途に特に言及す
る。 この燃料スラリは工業用バーナ、加熱プラント
または蒸気および熱水を製造するため発電プラン
トと加熱プラントとを組み合わせたプラントで直
接燃焼することができる。本発明の燃料スラリは
現在使用されている従来の燃料、例えば油または
石炭粉末の代りに用いることができ、これにより
一層良好な燃料の節約並びに取扱いおよび輸送に
関する著しい利点が得られる。 本発明の燃料スラリの燃焼およびガス化は加圧
下に操作するプラントで行なうことができ、その
結果としてこの燃料スラリを油の代りに使用する
場合には一層良好な燃料の節約となり、またこの
燃料スラリを従来の固体燃料の代りに使用する場
合には取扱いが一層容易になる。テキサコ型の加
圧反応器におけるガス化、加圧流動床における燃
焼、および高炉の羽口レベルにおける燃料スラリ
の噴射を例として挙げることができる。 本発明の燃料スラリの有用性にとつて特に重要
なのは下記の特性である。 燃料スラリは噴霧することができる、すなわち
バーナノズル等においてこの燃料を分散させるこ
とにより個々の粒子の凝集体の数が最小になる。
かかる凝集体は特に本発明に係る特定の分散剤に
よつて反対作用を受ける。 またこの燃料スラリを加圧反応器に対して噴射
する場合には種々のタイプのスプレツダ
(spreader)を経て噴射する際に高剪断速度でし
かも高圧でポンプ輸送することができる。 この燃料スラリは低含水量であり、このことは
燃焼プロセスにとつて極めて重要であり、特に合
成ガスの製造に関連するガス化において重要であ
り、この際燃料の含水量を30重量%より可成り低
く維持できるので著しく高い収率が得られる。 製造プロセスにおける精製工程の結果として、
この燃料スラリは無機不純物、例えば硫黄化合物
および他の無機成分の含量が低い。 本発明およびその利点をさらに説明するために
以下に実施例を掲げるが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。実施例1および2で使用した
微粉砕炭素質物質は米国東部産の歴青炭、特に米
国バージニア州所在のユナイテツド・コール・コ
ンパニーズ(ウイドウケネデイー・シーム)から
の歴青炭から成る。この石炭の組成は既に詳細に
記載した。ロツドミルおよびボールミルで湿式微
粉砕した後に、上述の粒度分布を有する粒子を得
た。この石炭粉末の比表面積は4.5m2/gで、こ
れは窒素吸着によるBET法によつて測定した。 実施例 1 スラリを −石炭粉末 68重量部 −エトキシル化(100E0) ジノニルフエノールと第四エトキシル化ヤシ油
とアミンとの比75/25の界面活性剤混合物
0.35重量部 −水 31.65重量部 から作つた。 このスラリを作るために、乾燥石炭粉末を水と
混合し、次いで非イオン界面活性剤とイオン界面
活性剤との75/25混合物を添加して全固形物含量
68%のスラリを得た。 このスラリのレオロジーデータをコントラブス
レオマツト(Contraves Reomat)11粘度計に
より測定した。0から450S-1まで2.21分間加速
し、450S-1で5.0分間保ち、2.21分間の減速を行
つた場合に得られた結果を第1表に示す。
【表】 実施例 2 スラリを −石炭 81.0重量部 −実施例1の75/25界面活性剤混合物0.77重量部 −水 18.23重量部 から作つた。 このスラリを作るために、実施例1と同様に操
作した。レオロジー特性は第2表から明らかであ
る。
【表】 上述の実施例1および2に記載した方法により
作つたスラリを4週間にわたつて静止状態および
振動状態で貯蔵並びに船で輸送することにより実
際に試験した。固形物からの水の分離は認められ
なかつた。 実施例3〜8 石炭含量72重量%の石炭水スラリを、80個のオ
キシエチレン単位を有するジノニルフエノールポ
リエチレングリコールエーテルおよびイオン化合
物をイオン化合物とジノニルフエノールポリエチ
レングリコールエーテルとのモル比が0.01になる
ようにスラリの0.5重量%混入することにより作
つた。使用したイオン化合物は次表に示す通りで
ある。 使用した石炭はケープブレトン社からの東部カ
ナダ産高揮発性歴青炭で、その粒度分布は既述の
通りである。このスラリを充分混合し、次いで20
℃に24時間維持し、しかる後に測定システム125
(DIN基準)を使用してコントラブス、レオマツ
ト115同軸シリンダ粘度計において試料を0から
100S-1まで5分間加速することにより粘度を測定
した。粘度は492および1008S-1で計算した。 次の結果を得た:
【表】
【表】 実施例 9 実施例3におけると同様の方法で、石炭水スラ
リを作つたが、ジノニルフエノール ポリエチレ
ングリコールエーテルの代りに CH3CH2C(CH2OH)3+45PO+120EO から得た非イオン化合物をスラリの1.12重量%の
分量で使用した。スラリ粘度は492S-1および
1008S-1の剪断速度においてそれぞれ0.580Pa・s
および0.413Pa・sであつて。イオン化合物の存
在していない場合の対応する値は0.835Pa・sお
よび0.470Pa・sであつた。 実施例 10 2種のスラリを作つた。一方のスラリは界面活
性剤としてエトキシル化(80EO)ジノニルフエ
ノール(界面活性剤A)を使用して作り、他方の
スラリは前記界面活性剤とエトキシル化ジノニル
フエノール(80EO)−メチル−ジメチルアミン
(界面活性剤B)とから成る界面活性剤A96重量
%および界面活性剤B4重量%の割合の混合物を
使用して作つた。これらのスラリは次の方法で調
製した。 水および界面活性剤を入れた250mlビーカーに
ノバ・スコチア、シドニー所在のケープ・ブレト
ン・デベロツプメント・コンパニー(ハーバーシ
ーム)からの微粉砕高揮発性歴青炭を添加した。
この混合物をプロペラによつて2100rpmの速度で
15分間かきまぜた。消泡剤を添加した。さらにこ
の混合物をプロペラによつて今度は250rpmの速
度でさらに15分間かきまぜた。24時間後に測定系
125(DIN基準)を使用してコントラブス・レオ
マツト115同軸シリンダ粘度計でそのレオロジー
を測定した。試料は0から451.5S-1の剪断速度で
加速し、粘度は100S-1で計算した。 試料は次の組成を有していた: 全水分 26.5重量% 全界面活性剤含量 0.55重量% 消泡剤 0.04重量% 石炭含量 72.9重量% スラリのPH 2.7重量% スラリの密度 1.19g/cm3 試料の粘度は下記の通りであつた: 界面活性剤Aのみを含有するスラリの粘度 0.73Pas 界面活性剤AとBとの混合物を含有する スラリの粘度 0.63Pas 実施例 11 エトキシル化(80EO)ジノニルフエノール
(界面活性剤A)とエトキシル化(80EO)ジノニ
ルフエノール−スルホン酸ナトリウム塩(界面活
性剤B)とを界面活性剤Bが界面活性剤の全添加
量に対してそれぞれ0.00,0.34および0.72重量%
の割合になるように混合することにより得た界面
活性剤混合物を種々の分量で使用してスラリを作
つた。 実施例10に記載したと同じ種類の石炭粉末を使
用した。スラリは密度1.19g/cm3、水分26.6重量
%で、このスラリは実施例10に記載した方法によ
つて作り、評価した。 その結果を次表に示す:
【表】 この表から粘度および最低粘度を与えるのに必
要な界面活性剤量が界面活性剤混合物中へのイオ
ン化合物(界面活性剤B)の混入によつて低下す
ることが分る。
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