JPH0340077B2

JPH0340077B2 -

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Publication number: JPH0340077B2
Application number: JP57051951A
Authority: JP
Priority date: 1982-03-30
Filing date: 1982-03-30
Publication date: 1991-06-17
Also published as: JPS58168693A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は石炭を湿式ミル中で粉砕して水スラ
リーを製造する方法に関する。石炭はその形状が固体であるために永い間石油
に燃料としての王座をゆずつていたが、石油シヨ
ツクを機に石炭の見直しが行なわれ、石炭石油混
合燃料（COM）で代表されるように、石炭を粉
末とし、媒体と混合することにより石炭を流体と
して取り扱おうという試みが盛んに行なわれてい
る。しかし、石炭石油混合燃料の場合には、約半
分が石油であるという欠点を避けて通ることがで
きず、さらに別のスラリー燃料の開発が望まれて
いる。近年、水を媒体として用い、高濃度に石炭を分
散させた流体としてのスラリーをパイプライン輸
送や石油タンカーなどによる輸送にも適したもの
とし、さらに各種ボイラーにおける石油の代替燃
料として用いようとする試みがなされている。こ
のスラリーの場合には、媒体が水であるところか
ら、特に船舶輸送などの際に余分な水を運ぶため
のコストアツプや燃料として用いる際の発熱量低
下のトラブルが生じる。これらの問題を最小限にするためには、できる
だけスラリー中の石炭濃度を高くする必要があ
り、その際には界面活性剤などの分散剤が不可欠
となる。しかし、これらの界面活性剤も高価であ
るために、できるだけ少量の添加量ですむような
対策を講じなければならない。ところで、石炭−水スラリーを製造する方法と
しては、粉塵発生や発火のトラブルが妨げ、また
選炭してから乾燥せずに直接粉砕できるというメ
リツトから、乾燥石炭粉末を水に混合してスラリ
ーを製造するよりも、湿式ミル中で石炭を水の存
在下で湿式粉砕してスラリーを製造する方法が用
いられる。従つて、湿式ミルで高濃度の石炭スラリーを製
造するには、あらかじめ界面活性剤などの分散剤
をミル中に添加しなければならないが、この場合
石炭が粉砕されていくに従つて次々と石炭の新し
い活性な表面が露出してくるために、界面活性剤
が必要以上に石炭表面に吸着される。したがつ
て、それだけ界面活性剤が余分に必要となり、結
果として石炭−水スラリーのコストアツプとな
る。この発明者らは、上記の問題を解決するために
鋭意検討した結果、石炭−水スラリーを湿式ミル
を用いて製造するに際して、界面活性剤を石炭の
粉砕中と粉砕後に分けて添加することにより、少
ない添加量で低粘度の石炭−水スラリーが得られ
ることを見い出した。また、上記二段階添加法に
おいて、粉砕時および粉砕後のいずれか一方また
は両方に添加する界面活性剤の１部をアルカリ性
物質と置換し、あるいは上記一方の界面活性剤の
全部をアルカリ性物質に置換しても、上記と同様
の効果が得られることを見い出した。すなわち、この発明は、石炭を水と分散剤との
存在下で湿式粉砕する工程と、この工程後さらに
分散剤を加えて混合する工程とを含み、かつ上記
両工程に用いる分散剤の一方が界面活性剤または
これとアルカリ性物質との混合系からなり、他方
が界面活性剤および／またはアルカリ性物質から
なることを特徴とする石炭−水スラリーの製造法
に係るものである。この発明の実施態様としては、第一に、湿式粉
砕時の分散剤が界面活性剤またはこれとアルカリ
性物質との混合系からなり、かつ粉砕後に加える
分散剤が界面活性剤、アルカリ性物質または両者
の混合系からなる態様があり、第二に、湿式粉砕
時の分散剤としてアルカリ性物質だけを用い、粉
砕後に加える分散剤が界面活性剤またはこれとア
ルカリ性物質との混合系からなる態様とが含まれ
る。いずれの態様をとるときでも、従来に比して
非常に少ない界面活性剤量で高濃度でかつ低粘度
の石炭−水スラリーを得ることが可能である。この発明で用いうる界面活性剤には陽イオン界
面活性剤、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活
性剤および両性界面活性剤があり、とくに陰イオ
ン界面活性剤と非イオン界面活性剤が好ましい。陰イオン界面活性剤としては、リグニンスルホ
ン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルナフ
タレンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン
酸塩、これらスルホン酸塩類のホルムアルデヒド
縮合物、ポリオキシアルキレンアルキルフエニル
エーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレン
アルキエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアル
キレン多価アルコールエーテル硫酸エステル塩、
アルキル硫酸エステル塩、脂肪酸塩、ポリアクリ
ル酸塩、ポリメタクリル酸塩、重合性カルボン酸
（アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等）
とビニル化合物（α−オレフイン、スチレン等）
との共重合物の塩等がある。非イオン界面活性剤としては、ポリオキシアル
キレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン
アルキルフエニルエーテル、ポリオキシアルキレ
ンアルキルアミン、ポリオキシアルキレン脂肪酸
アミド、ポリオキシアルキレン多価アルコールエ
ーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、
ポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エス
テル、多価アルコール脂肪酸エステル等がある。陽イオン界面活性剤としては、アルキルトリメ
チルアンモニウムハライド、ジアルキルジメチル
アンモニウムハライド、トリアルキルメチルアン
モニウムハライド、アルキルジメチルベンジルア
ンモニウムハライド、アルキルピリジニウムハラ
イド、アルキルキノリニウムハライド等の第四級
アンモニウム塩のほか、アミンの酢酸塩やハロゲ
ン化水素酸塩等のアミン塩がある。また、両性界
面活性剤としては、アルキルベタイン、アルキル
グリシン等がある。これら界面活性剤の使用量は、アルカリ性物質
との併用系とするかどうかなどによつて異なる
が、一般には粉砕時および粉砕後の使用量の合計
量がスラリー中の石炭に対して0.05〜３重量％、
好ましくは0.1〜0.7重量％となるようにするのが
よい。このうち、粉砕時に添加する場合の添加量
としては、0.02〜２重量％、好適には0.05〜0.5重
量％であり、また粉砕後に添加する場合の添加量
としては、0.02〜２重量％、好適には0.05〜0.5重
量％である。この発明において粉砕時および粉砕後に共に界
面活性剤を添加する態様をとる場合には、両界面
活性剤は同一であつても異なるものであつてもよ
い。さらに、異なるものを用いる場合に、陽イオ
ン、陰イオン、非イオンおよび両性の界面活性剤
を混合によつて粘度低下効果が損なわれない範囲
内で任意に組み合せたものであつてもよい。この発明において上記の界面活性剤と併用する
ことができるアルカリ性物質としては、たとえば
カセイソーダ、カセイカリ、水酸化カルシウム、
アンモニア、低級アミンなどが挙げられる。この
アルカリ性物質を使用する場合の使用量は、一般
には粉砕時および粉砕後の合計量がスリラー中の
石炭に対して0.02〜２重量％、好ましくは0.04〜
0.5重量％とするのがよい。このうち、粉砕時に
添加する場合の添加量としては通常0.02〜0.3重
量％、粉砕後に添加する場合の添加量としては通
常0.02〜0.3重量％とすればよい。この発明においては、まず、石炭を水と界面活
性剤および／またはアルカリ性物質との存在下で
湿式粉砕する。ここに適用される石炭としては、
瀝青炭および亜瀝青炭を使用できるが、固有水分
の少ない瀝青炭が好ましい。粉砕手段はとくに限
定されず、ボールミルなどの通常の湿式粉砕に用
いられているものがいずれも使用可能である。粉
砕粒度は200メツシユ篩を通過する量が50重量％
以上であることが必要であり、粒度分布について
はとくに規定されない。このように湿式粉砕したのち、この系内にさら
に界面活性剤および／またはアルカリ性物質のな
かから選ばれた適宜の分散剤（湿式粉砕工程でア
ルカリ性物質だけを用いたときには界面活性剤ま
たはこれとアルカリ性物質との混合系に限られ
る）を添加し、均一に撹拌混合する。この混合手
段としては、ホモミキサー、ラインミキサーなど
の高速撹拌機が用いられる。かくして得られるこの発明に係る石炭−水スラ
リーは、石炭濃度50〜80重量％、好ましくは60〜
75重量％のものであつて、分散剤の使用量が従来
方法に比して非常に少ないにもかかわらず低い粘
度を有しており、その利用価値はきわめて大であ
る。なお、この発明の方法により得られる石炭−水
スラリーには、上述した分散剤以外の添加剤とし
て、棒錆剤や金属イオン封鎖剤などの各種添加剤
を、必要に応じて添加することができる。これら
の添加剤は、前記の湿式粉砕時および粉砕後の混
合工程で添加してもよいし、その後に添加するよ
うにしてもよい。つぎに、この発明の実施例を記載してより具体
的に説明する。なお、以下の実施例で用いた三池
炭およびブレアソール炭の性状分析値はつぎのと
おりである。三池炭ブレアソール炭灰分（重量％） 19.6 7.2 揮発分（重量％） 38.8 27.1 固定炭素（重量％） 39.9 57.1 固有水分（重量％） 2.6 4.4 実施例１容量５のボールミル（ボール充填率30容量
％）に、粒径４mm以下に粗粉砕した水分含有量４
重量％の三池炭（瀝青炭）364.6ｇをとり、これ
に所定量の界面活性剤を溶解させた水溶液115.4
ｇを加え、30分間粉砕することにより、石炭粉末
の粒度が200メツシユ通過68〜75重量％のスラリ
ーを得た。このスラリーを240ｇとり、さらに所
定量の界面活性剤を溶解した水溶液10ｇを加えて
特殊機化工業(株)製ホモジナイザーＭ型を用いて、
4000r.p.m.で５分間撹拌した。こうして得られた
固形分70重量％の本発明方法による石炭−水スラ
リーの25℃における粘度をＢ型粘度計を用いて測
定した。比較のため、同じボールミルに三池炭364.6ｇ
をとり、これに所定量の界面活性剤を溶解させた
水溶液135.4ｇを加え、30分間分砕して調製した
固型分70重量％の石炭−水スラリーの25℃におけ
る粘度をＢ型粘度計を用いて測定した。以上の結果をつぎの第１表に記す。なお、表中
の添加量とは、スラリー中の石炭に対する分散剤
（界面活性剤）の添加量（重量％）を示したもの
である。

【表】

【表】 (注) 〓〓はエチレンオキシドの付加モル数
実施例２容量20のボールミル（ボール充填率30容量
％）に、粒径４mm以下に粗分砕した水分含量６重
量％のブレアソール炭1340ｇをとり、これに所定
量の界面活性剤またはアルカリ性物質を溶解させ
た水溶液560ｇを加え、30分間撹拌することによ
り、石炭粉末の粒度が200メツシユ通過70〜75重
量％のスラリーを得た。このスラリーを380ｇと
り、さらに所定量の他の界面活性剤またはアルカ
リ性物質を溶解した水溶液20ｇを加えて、特殊機
化工業(株)製ホモジナイザーＭ型を用いて、4000r.
p.m.で５分間撹拌した。こうして得られた固型分
63重量％の本発明の方法による石炭−水スラリー
の25℃における粘度をＢ型粘度計を用いて測定し
た。比較のため、同じボールミルにブレアソール炭
1340ｇと所定量の界面活性剤または界面活性剤と
アルカリ性物質の混合物を溶解させた水溶液660
ｇをとり、30分間分砕して固型分63重量％の石炭
−水スラリーを得た。この25℃における粘度をＢ
型粘度計を用いて測定した。以上の結果をつぎの第２表に記す。なお、表中
の〔〕は前記第１表の場合と同じであり、また
表中の添加量とは、スラリー中の石炭に対する分
散剤（界面活性剤またはアルカリ性物質）の添加
量（重量％）を示したものである。

【表】

【表】以上の第１表、第２票の結果から明らかなよう
に、石炭−水スラリーを湿式分砕で調製するに際
して、この発明の方法に従つて界面活性剤ないし
アルカリ性物質を粉砕中と粉砕後との二段階で添
加することにより、粉砕中のみに添加する場合に
比べて、少ない添加量で低粘度の石炭−水スラリ
ーが得られることがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

１石炭を水と分散剤との存在下で湿式粉砕する
工程と、この工程後さらに分散剤を加えて混合す
る工程とを含み、かつ上記両工程に用いる分散剤
の一方が界面活性剤またはこれとアルカリ性物質
との混合系からなり、他方が界面活性剤および／
またはアルカリ性物質からなることを特徴とする
石炭−水スラリーの製造法。