JPH0329274B2 - - Google Patents

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JPH0329274B2
JPH0329274B2 JP21173485A JP21173485A JPH0329274B2 JP H0329274 B2 JPH0329274 B2 JP H0329274B2 JP 21173485 A JP21173485 A JP 21173485A JP 21173485 A JP21173485 A JP 21173485A JP H0329274 B2 JPH0329274 B2 JP H0329274B2
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JP
Japan
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coal
slurry
highly concentrated
filled
water slurry
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JP21173485A
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JPS6270492A (en
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Hayamizu Ito
Shuhei Tatsumi
Yoshitaka Kajihata
Shoichi Takao
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃焼性および貯蔵安定性に優れた石
炭、オイルコークス、石油系ピツチなどの炭素質
固体を高濃度に含む水スラリー(以下、高濃度石
炭・水スラリーという)の製造方法およびその装
置に関するものである。 〔従来の技術〕 近年、石油供給の不安定化のため、石炭、オイ
ルコークス、石油系ピツチなどの炭素質固体を有
効利用する技術開発が進められている。たとえ
ば、これらの炭素質固体の有効利用技術として
は、熱分解、ガス化、燃焼あるいは鉄鋼業におけ
る高炉吹込重油の代替燃料、セメントキルンの重
油の代替燃料など種々のものが考えられる。しか
しこのような各種利用技術において、炭素質固体
は常温で固体であるために、ハンドリングが困難
である上、粉塵飛散による公害発生や粉塵爆発の
危険があるなどの短所があり、利用が困難になつ
ている。したがつてこうした炭素質固体の流体化
を図り、ハンドリングを容易にし公害発生や危険
を防止することが望まれる。一方、炭素質固体の
輸送コストを下げるためにも、流体化して輸送す
るのが効果的である。 以上のような目的のために、炭素質固体を流体
化する方法として、スラリー化するのが効果的で
あるが、このスラリーを熱分解、ガス化、燃焼あ
るいは高炉への吹込、セメントキルンの燃料など
に利用するためには、スラリーを高濃度化すると
ともに、スラリー中に懸濁する固形物粒子が沈降
して固液分離が起こることを防止する必要があ
る。 従来、高濃度石炭・水スラリー製造用の湿式粉
砕機として、第5図に示すような、1室型のボー
ルミル1に石炭、水、分散剤を供給し、粉砕混合
して安定なスラリーを得る方式や、第6図に示す
ような、1室型のロツドミル2に石炭、水、分散
剤を供給し、粉砕混合して安定なスラリーを得る
方式が知られている。また2室以上からなるボー
ルミルを用いて安定なスラリーを得る方法も知ら
れている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 高濃度石炭・水スラリーは、燃焼性および貯蔵
安定性を高めるために、粗粒(150μm以上)含有
割合が少ないことが望ましく、またスラリー粘度
を低減させるために、微粒(10μm以下)含有割
合が多いことが望ましい。 しかしながら、第5図に示すようなボールミル
1を用いると、粗粒含有割合が多くなり、また第
6図に示すようなロツドミル2を用いると、スラ
リー粘度が高く、粉砕動力が大きくなつて非経済
的であるなどの問題点が生じる。 本発明は上記の問題点を解決するためになされ
たもので、燃焼性および貯蔵安定性に優れた高濃
度石炭・水スラリーの製造方法およびその装置の
提供を目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本発明の高濃度石炭・水スラリーの製造方法
は、第1図を参照して説明すれば、石炭、水、分
散剤を混合して高濃度石炭・水スラリーを製造す
る方法において、石炭をロツド式湿式粉砕部3に
より粉砕し、ついでボール式湿式粉砕部4により
粉砕することを特徴としている。 また本発明の装置は、湿式粉砕機の回転円筒を
多孔仕切板により長手方向に2室以上に仕切り、
入口側の室にロツドを、それ以降の室にボールを
充てんしたことを特徴としている。 以下、本発明の装置を図面に基づいて詳細に説
明する。第2図は本発明の装置の一例を示してい
る。湿式粉砕機の回転円筒5を多孔仕切板6によ
り長手方向に2室に仕切り、入口7側の1室目に
ロツド8を充てんしてロツド式湿式粉砕部3を形
成し、2室目にボール10を充てんしボール式湿
式粉砕部4を形成する。9は混合機、11は出口
である。 第3図は本発明の装置の他の例を示している。
すなわち、回転円筒5を2枚の多孔仕切板6で3
室に仕切り、入口7側の1室目にロツド8を充て
んしてロツド式湿式粉砕部3を形成し、2室目お
よび3室目にボール10を充てんしてボール式湿
式粉砕部4a,4bを形成したものである。 第2図および第3図に示すように、ロツド式湿
式粉砕部3とボール式湿式粉砕部4とを一体化す
る場合は、制御系が1つになるので低コストにな
るという利点がある。 本発明において用いられる分散剤としては、ア
ニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤
などを単独でまたは組み合わせて用いられ、炭種
によつて適宜選択される。具体的には、アニオン
系界面活性剤としては、脂肪油硫酸エステル塩、
高級アルコール硫酸エステル塩、非イオンエーテ
ル硫酸エステル塩、オレフイン硫酸エステル塩、
アルキルアリルスルホン酸塩、二塩基酸エステル
スルホン酸塩、ジアルキルスルホこはく酸塩、ア
シルザルコシネート、アルキルベンゼンスルホン
酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチ
レンアルキル(アルキルフエノール)硫酸エステ
ル塩、アルキルリン酸エステル塩、ジアルキルス
ルホコハク酸エステル塩、アクリル酸もしくは/
および無水マレイン酸共重合体、多環式芳香族ス
ルホン化物もしくはホルマリン化合物などが使用
され、カチオン系界面活性剤としては、アルキル
アミン塩、第4級アミン塩などが使用され、ノニ
オン系界面活性剤としては、ポリオキシアルキル
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、オキシエチレン・オキシプロピレン
ブロツクポリマー、ポリオキシエチレンアルキル
アミン、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、アルキルト
リメチルアンモニウムクロライド、アルキルジメ
チルベンジルアンモニウムクロライド、アルキル
ピリジニウム塩、ポリオキシエチレン脂肪酸エス
テル、脂肪族アルコールポリオキシエチレンエー
テル、アルキルフエノールポリオキシエチレンエ
ーテル、多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸
のエタノールアマイドなどが用いられ、両性系界
面活性剤としては、アルキルベタインなどが使用
され、また1,2,3モノアミン、ジアミンなど
のアミン化合物、高級アルキルアミノ酸などが用
いられ、望ましくは、ナフタリンスルホン酸ナト
リウム、そのホルマリン縮合物、ジシクロペンタ
ジエンのスルホン化物のナトリウム塩と酢酸ナト
リウムとの共重合物などが用いられ、炭素質固体
に対して0.001〜5重量%、望ましくは0.05〜1.5
重量%添加される。 また本発明においては、必要に応じて安定化剤
を添加するが、安定化剤としては、カルボキシメ
チルセルロースのアルカリ金属塩(CMC)、ビド
ロキシエチルセルロース(HEC)、ポリアクリル
酸のアルカリ金属塩、ポリビニールアルコール、
デンプン、カラヤガム、カラヤガムとポリアクリ
ルアミドの混合物、ポリアクリレートで変性した
多糖類、アルギン酸のアルカリ金属塩、ベントナ
イト、アラビヤガム、グアーガム、ローカストビ
ーンガム、トラガントガム、ブリテイツシユガ
ム、セネガールガム、クリスタルガムなどのガム
類などが用いられ、炭素質固体に対して0.0001〜
5.0重量%、望ましくは0.001〜1.5重量%添加され
る。 安定化剤は通常、ボール式湿式粉砕機出口また
はボール式湿式粉砕機の1/2より後部に供給され
る。 〔実施例〕 以下、実施例および比較例を挙げる。 実施例 内径480mm、長さ960mmで入口から480mmのとこ
ろに多孔仕切板を設け、1室目にロツドを、2室
目にボールを充てんした湿式粉砕機を用い、第2
図に示すフローに従つて、HGI50の石炭を高濃
度で粉砕し、スラリー濃度66%、200メツシユ通
過量80%の高濃度石炭・水スラリーを製造した。
なお分散剤としてナフタレンスルホン酸ホルムア
ミド縮合物のナトリウム塩を対石炭当り0.8重量
%添加し、安定化剤としてカルボキシメチルセル
ロースのナトリウム塩を対石炭当り0.005重量%
添加した。結果は次表、第4図に示す如くであつ
た。 比較例 1 実施例に用いたのと同寸法の粉砕機で多孔仕切
板のない粉砕機(ボールのみ充てん)を用いて、
第7図に示すフローに従つて、実施例と同じ濃
度、粒度の高濃度石炭・水スラリーを製造した。
原料石炭、分散剤、安定化剤の種類、添加率は実
施例と同様であつた。結果は次表、第4図に示す
如くであつた。 比較例 2 内径480mm、長さ960mmのロツド式湿式粉砕機
(寸法は実施例と同じ)を用いて、第8図に示す
フローに従つて、実施例と同じ濃度、粒度の高濃
度石炭・水スラリーを製造した。原料石炭・分散
剤、安定化剤の種類、添加率は実施例と同様であ
つた。結果は次表、第4図に示す如くであつた。
[Industrial Application Field] The present invention is applicable to water slurry containing a high concentration of carbonaceous solids such as coal, oil coke, and petroleum pitch, which have excellent combustibility and storage stability (hereinafter referred to as high concentration coal/water slurry). ) and its apparatus. [Prior Art] In recent years, due to the instability of petroleum supply, the development of technology for effectively utilizing carbonaceous solids such as coal, oil coke, and petroleum-based pitch has been progressing. For example, various techniques for effectively utilizing these carbonaceous solids include pyrolysis, gasification, combustion, alternative fuels for blast furnace-injected heavy oil in the steel industry, and alternative fuels for heavy oil in cement kilns. However, in these various utilization technologies, carbonaceous solids are difficult to handle because they are solid at room temperature, and there is a risk of pollution due to dust scattering and dust explosions, making it difficult to use carbonaceous solids. It's summery. Therefore, it is desirable to convert these carbonaceous solids into a fluid to facilitate handling and prevent pollution and danger. On the other hand, in order to reduce the cost of transporting carbonaceous solids, it is effective to transport them in the form of a fluid. For the above purposes, it is effective to make a slurry as a method of fluidizing carbonaceous solids, but this slurry can be pyrolyzed, gasified, combusted, blown into a blast furnace, or used as fuel for a cement kiln. In order to use the slurry, it is necessary to make the slurry highly concentrated and to prevent solid particles suspended in the slurry from settling and solid-liquid separation. Conventionally, as a wet pulverizer for producing highly concentrated coal/water slurry, coal, water, and a dispersant are supplied to a one-chamber ball mill 1 as shown in Fig. 5, and pulverized and mixed to obtain a stable slurry. There are known methods such as the one shown in FIG. 6, in which coal, water, and a dispersant are supplied to a one-chamber rod mill 2, and then pulverized and mixed to obtain a stable slurry. A method of obtaining a stable slurry using a ball mill consisting of two or more chambers is also known. [Problems to be solved by the invention] In order to improve combustibility and storage stability, it is desirable that the content of coarse particles (150 μm or more) is low in the highly concentrated coal/water slurry, and in order to reduce the slurry viscosity. It is desirable that the content of fine particles (10 μm or less) be high. However, when a ball mill 1 as shown in Fig. 5 is used, the content of coarse particles increases, and when a rod mill 2 as shown in Fig. 6 is used, the slurry viscosity is high and the grinding power becomes large, making it uneconomical. Problems arise, such as being a target. The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a method for producing a highly concentrated coal/water slurry having excellent combustibility and storage stability, and an apparatus therefor. [Means and effects for solving the problems] The method for producing a highly concentrated coal/water slurry of the present invention will be described with reference to FIG. - The method for producing water slurry is characterized in that coal is pulverized by a rod-type wet pulverizer 3 and then pulverized by a ball-type wet pulverizer 4. Moreover, the apparatus of the present invention partitions the rotating cylinder of the wet crusher into two or more chambers in the longitudinal direction by a porous partition plate,
It is characterized by the fact that the chamber on the entrance side is filled with rods, and the chambers after that are filled with balls. Hereinafter, the apparatus of the present invention will be explained in detail based on the drawings. FIG. 2 shows an example of the apparatus of the present invention. The rotating cylinder 5 of the wet crusher is divided into two chambers in the longitudinal direction by a porous partition plate 6, the first chamber on the inlet 7 side is filled with rods 8 to form the rod type wet crushing section 3, and the second chamber is filled with balls. 10 to form a ball type wet grinding section 4. 9 is a mixer, and 11 is an outlet. FIG. 3 shows another example of the device of the invention.
In other words, the rotating cylinder 5 is separated by two porous partition plates 6.
The first chamber on the entrance 7 side is filled with rods 8 to form a rod-type wet grinding section 3, and the second and third chambers are filled with balls 10 to form ball-type wet grinding sections 4a and 4b. was formed. As shown in FIGS. 2 and 3, when the rod-type wet grinding section 3 and the ball-type wet grinding section 4 are integrated, there is an advantage that the cost is reduced because there is only one control system. As the dispersant used in the present invention, anionic, cationic, nonionic surfactants, etc. may be used alone or in combination, and are appropriately selected depending on the type of coal. Specifically, anionic surfactants include fatty oil sulfate salts,
Higher alcohol sulfate salts, nonionic ether sulfate salts, olefin sulfate salts,
Alkylaryl sulfonate, dibasic acid ester sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, acyl sarcosinate, alkylbenzene sulfonate, alkyl sulfate ester salt, polyoxyethylene alkyl (alkylphenol) sulfate ester salt, alkyl phosphoric acid Ester salt, dialkyl sulfosuccinate ester salt, acrylic acid or/
and maleic anhydride copolymers, polycyclic aromatic sulfonates, or formalin compounds, etc. As cationic surfactants, alkyl amine salts, quaternary amine salts, etc. are used, and nonionic surfactants Examples include polyoxyalkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenol ether, oxyethylene/oxypropylene block polymer, polyoxyethylene alkylamine, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, alkyltrimethylammonium chloride, alkyldimethylbenzylammonium chloride. , alkylpyridinium salts, polyoxyethylene fatty acid esters, aliphatic alcohol polyoxyethylene ethers, alkylphenol polyoxyethylene ethers, polyhydric alcohol fatty acid esters, fatty acid ethanolamides, etc. As amphoteric surfactants, alkyl Betaine, etc. are used, and amine compounds such as 1,2,3 monoamines and diamines, higher alkyl amino acids, etc. are used, and preferably sodium naphthalene sulfonate, its formalin condensate, and the sodium salt of sulfonated dicyclopentadiene are used. and sodium acetate, and the amount is 0.001 to 5% by weight, preferably 0.05 to 1.5% by weight based on the carbonaceous solid.
% by weight is added. In addition, in the present invention, a stabilizer is added as necessary, and examples of the stabilizer include alkali metal salts of carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose (HEC), alkali metal salts of polyacrylic acid, and polyacrylic acid. vinyl alcohol,
Gums such as starch, karaya gum, mixtures of karaya gum and polyacrylamide, polysaccharides modified with polyacrylates, alkali metal salts of alginic acid, bentonite, gum arabic, guar gum, locust bean gum, tragacanth gum, britain gum, Senegal gum, crystal gum, etc. etc. are used, and 0.0001~ for carbonaceous solids
It is added in an amount of 5.0% by weight, preferably 0.001 to 1.5% by weight. The stabilizer is usually supplied at the outlet of the ball wet mill or at the rear of the ball wet mill. [Example] Examples and comparative examples are listed below. Example Using a wet crusher with an inner diameter of 480 mm and a length of 960 mm, a porous partition plate was installed 480 mm from the inlet, the first chamber was filled with rods, the second chamber was filled with balls, and the second chamber was filled with rods and balls.
Following the flow shown in the figure, coal with an HGI of 50 was pulverized to a high concentration to produce a highly concentrated coal/water slurry with a slurry concentration of 66% and a 200 mesh passing rate of 80%.
As a dispersant, 0.8% by weight of sodium salt of naphthalene sulfonic acid formamide condensate was added based on coal, and as a stabilizer, 0.005% by weight of sodium salt of carboxymethyl cellulose was added based on coal.
Added. The results were as shown in the following table and Figure 4. Comparative Example 1 Using a pulverizer of the same size as that used in the example but without a porous partition plate (filling only balls),
According to the flow shown in FIG. 7, a highly concentrated coal/water slurry having the same concentration and particle size as in the example was produced.
The types and addition rates of raw material coal, dispersant, and stabilizer were the same as in Examples. The results were as shown in the following table and Figure 4. Comparative Example 2 Using a rod-type wet crusher with an inner diameter of 480 mm and a length of 960 mm (dimensions are the same as in the example), highly concentrated coal and water with the same concentration and particle size as in the example were prepared according to the flow shown in Figure 8. A slurry was produced. The types and addition rates of raw coal, dispersant, and stabilizer were the same as in the examples. The results were as shown in the following table and Figure 4.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、従来の
ロツドミルを用いる場合に比べて、微粒含有割合
が多く、製品スラリー粘度が低く、粉砕動力が小
なく経済的であり、また従来のボールミルを用い
る場合に比べて、粗粒含有割合が小さく、燃焼性
および貯蔵安定性に優れた高濃度石炭・水スラリ
ーの製造が可能となる。
As explained above, the present invention has a higher proportion of fine particles, lower product slurry viscosity, and less grinding power, making it more economical than using a conventional ball mill. Compared to the conventional method, it is possible to produce a highly concentrated coal/water slurry with a lower coarse particle content and excellent combustibility and storage stability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の方法の一例を示す説明図、第
2図および第3図は本発明の装置の一例を示す説
明図、第4図は実施例および比較例におけるスラ
リーの粒度分布図、第5図および第6図は従来の
装置の一例を示す説明図、第7図および第8図は
比較例における説明図である。 1…ボールミル、2…ロツドミル、3…ロツド
式湿式粉砕部、4,4a,4b…ボール式湿式粉
砕部、5…回転円筒、6…多孔仕切板、7…入
口、8…ロツド、9…混合機、10…ボール、1
1…出口。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the method of the present invention, FIGS. 2 and 3 are explanatory diagrams showing an example of the apparatus of the present invention, and FIG. 4 is a particle size distribution diagram of slurry in Examples and Comparative Examples. FIGS. 5 and 6 are explanatory diagrams showing an example of a conventional device, and FIGS. 7 and 8 are explanatory diagrams of a comparative example. 1... Ball mill, 2... Rod mill, 3... Rod type wet grinding section, 4, 4a, 4b... Ball type wet grinding section, 5... Rotating cylinder, 6... Porous partition plate, 7... Inlet, 8... Rod, 9... Mixing Machine, 10...Ball, 1
1...Exit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 石炭、水、分散剤を混合して高濃度石炭・水
スラリーを製造する方法において、石炭をロツド
式湿式粉砕部により粉砕し、ついでボール式湿式
粉砕部により粉砕することを特徴とする高濃度石
炭・水スラリーの製造方法。 2 湿式粉砕機の回転円筒を多孔仕切板により長
手方向に2室以上に仕切り、入口側の室にロツド
を、それ以降の室にボールを充てんしたことを特
徴とする高濃度石炭・水スラリーの製造装置。
[Claims] 1. A method for producing a highly concentrated coal/water slurry by mixing coal, water, and a dispersant, including pulverizing the coal in a rod-type wet pulverizer and then in a ball-type wet pulverizer. A method for producing a highly concentrated coal/water slurry characterized by: 2. A highly concentrated coal/water slurry characterized in that the rotating cylinder of a wet crusher is partitioned into two or more chambers in the longitudinal direction by a porous partition plate, and the chamber on the inlet side is filled with rods, and the subsequent chambers are filled with balls. Manufacturing equipment.
JP21173485A 1985-09-25 1985-09-25 Production of high-concentration coal-water method and apparatus for slurry Granted JPS6270492A (en)

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