JPH0344597B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、石油コークス、重質油、脱れきアス
フアルト、石炭液化残渣、石炭などの炭素含有組
成物を１台の粉砕機にて処理して、中間部分の少
ない粒度分布の高濃度スラリーを製造する方法に
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、石油コーク
ス、重質油、脱れきアスフアルト、石炭液化残
渣、石炭などの各種炭素含有組成物を有効利用す
る技術開発が進められている。たとえば石油コー
クス、重質油、脱れきアスフアルト、石炭液化残
渣、石炭など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。 特開昭58−93792号公報には、石炭を乾式粉砕
機で粉砕した後、微粉砕炭の一部を低濃度水スラ
リー調整器に導入して低濃度スラリーを調整し、
ついで、このスラリー、微粉炭の一部および気泡
連行剤の一部を混合器に導入し攪拌・混合して気
泡含有型中濃度水スラリーを製造し、ついで、こ
れを混合器に導入し、微粉炭および気泡連行剤と
共に混合し、これを繰り返しながら石炭濃度を
除々に高めていく高濃度スラリーの製造方法が記
載されている。 また、実開昭56−48543号公報には、石炭と石
油との混合体であるCOMを湿式粉砕用のミルに
導入し、ここで石炭を粉砕した後、ベルトがメツ
シユ状になつているベルトコンベア上に落下さ
せ、ここで粗大粒子は捕促されて前記ミルに循環
され、微小粒子および石油分はベルトコンベアを
通過して貯蔵タンクに貯蔵されるようにした
COM燃料の石炭粒子均一化装置が記載されてい
る。 また、特開昭58−96691号公報には、石炭を粗
粉砕機で粉砕した後、水、または水と分散剤とと
もに湿式ボールミルに導入して微粉砕し、微粉砕
炭の一部を湿式ボールミルの入口に循環して高濃
度スラリーを製造する方法が記載されている。 また、特開昭58−136698号公報には、原炭を粗
粉砕機で粗粉砕した後、水およびスラリー分散剤
とともに湿式粉砕機に導入して微粉砕してスラリ
ーとし、スラリーの一部を湿式粉砕機入口に循環
して高濃度スラリーを製造する方法が記載されて
いる。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、前記のような各種利用技術において、
炭素含有組成物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
素含有組成物の流体化を図り、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、炭素含有組成物の輸送コストを下げる
ためにも、液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、炭素含有組成物を
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濃度が高い方が望まし
い。また、輸送効率を高めるためにもやはり濃度
が高い方が望ましい。すなわち濃度が無水分基準
で55重量％以上、粘度が25℃で1000cp程度以下
の性状を有するスラリーであることが要求され、
こうした性状のスラリーを製造しなければならな
い。 炭素含有組成物を粉砕して流動性のある高濃度
スラリーを調製する場合、スラリーが同一濃度に
おいては、粒径が小さくなる程粘度が増加するた
め、直接燃焼を目的とした高濃度スラリーの調製
は困難なことであり、従来は添加剤を加えるなど
の手段が講じられている。 本発明者らは、高濃度スラリーを製造すべく鋭
意研究を重ねた結果、石炭を粉砕して高濃度スラ
リーを製造する際、添加剤量が石炭表面積に比例
して増加し経済性が低下するため、超微粉砕炭
（数μ程度以下）の含有量を減少させることによ
つて粉砕炭表面積を小さくし、添加剤量の減少を
図ることができることを知見した。すなわち本発
明者らは、供試炭として大同炭を用い粉砕粒度構
成の各種のものを調製し、粉砕炭表面積と同一濃
度のスラリーを調製するに必要なスラリー分散剤
量との関係を実験し、その結果を第１図に示し
た。 第１図から明らかなように、同一濃度のスラリ
ーを調製するに必要なスラリー分散剤量は、粉砕
炭表面積が小さい程少なくなつていることがわか
る。なお第１図は70％スラリーを調製する場合の
グラフである。 上記の知見をもとにスラリー製造方法について
さらに研究を進めた結果、粉砕工程と分級工程と
を組み合わせることによつて、粉砕機中の細粒を
速やかに粉砕機から取り出し、過剰な微粉砕を防
ぐことができ、また粗粒を循環して粉砕すること
によつて、粒度分布は粉砕機だけで粉砕するのに
較べて分布が狭くなり、ロージン・ラムラー線図
における傾きが大きくなり、さらに分級を多区分
に行い、中間領域の粒度分布を除くことによつ
て、最終製品の粒度分布は範囲の狭い、中間部分
の少ない粒度分布になり、より細密充填できる粉
砕物を得ることができることを知見し、本発明を
完成させるに至つた。 第２図は本発明者らが行つた実験結果を示して
おり、湿式粉砕、分級循環しない乾式粉砕、分級
循環した乾式粉砕の各粒度分布を示している。第
２図から、分級循環することによつて、過粉砕を
防ぎ1μ以下の超微粒子の生成が少ないことがわ
かる。 ところで、特開昭58−93792号公報では、分級
器が用いられていないので、粒度調整が困難であ
り、乾式粉砕によつてできる粒度分布に限定さ
れ、実開昭56−48543号公報では、粗粒の低減が
できるのみで、微粒の割合を少なくすることがで
きず、特開昭58−96691号公報、特開昭58−
136698号公報では、やはり分級器を置いていない
ため、循環粉砕によつて微粒子の割合が増加する
ので、粒子の表面積を低減できず、粒子表面に吸
着して分散効果を発揮する添加剤の量が多く必要
となつてしまう。 〔課題を解決するための手段および作用〕 上記の目的を達成するために、本発明の炭素含
有組成物の水スラリーの製造方法は、第３図およ
び第４図を参照して説明すれば、つぎの（ａ）〜
（ｄ）の４工程、すなわち、 (a) 炭素含有組成物を乾式粉砕機２により粉砕す
る工程、 (b) 粉砕物を少なくとも３区分に分級する工程、 (c) 最終区分から偶数番目の領域の粉砕物を前記
粉砕機２入口に戻して再び粉砕する工程、 (d) 最終区分の粉砕物および最終区分から奇数番
目の領域の粉砕物を混合器７に導入し水とスラ
リー分散剤とを加えて混合する工程、 とを包含することを特徴としている。 本発明において、分級操作は通常、粉砕物粒径
の1500μ〜1μの間で３〜４区分または５区分以上
に分級するが、望ましくは粉砕物粒径の500μ〜
10μの間で３〜４区分に分級する。たとえば３区
分では＋200μ、＋77μ、−77μの順に分級し、４区
分では＋400μ、＋200μ、＋77μ、−77μの順に分級す
る。 以下、本発明の構成を図面に基づいて説明
する。 第３図は一例として４区分に分級する場合を示
している。原料（炭素含有組成物）を粗粉砕機１
（たとえばハンマークラツシヤー、ジヨウクラツ
シヤーなど）で粗粉砕した後、粗粉砕炭を乾式粉
砕機２（ボールミル、ロツドミル、ケージミル、
ローラミルなど）により粉砕した後、粉砕物を分
級器３，４，５（重力式分級器、遠心式分級器、
回転式分級機など）、捕集器６（バグフイルタ、
サイクロンなど）により４区分に分級する。分級
器３，５よりの粉砕物を粉砕機２の入口に戻して
再び粉砕し、分級器４、捕集器６からの粉砕物を
混合器７（二軸横型ニーダー、二軸堅型ニーダ
ー、攪拌槽など）に導入し、水とスラリー分散剤
を加えて混合して水スラリーを製造する。原料の
乾燥は、熱風発生炉８からの熱風、または燃焼排
ガスを用い、粉砕前に単独で行う場合も有り、ま
た粉砕と同時に行う場合もある。一方、分級操作
は通常、粉砕後行われるが、粉砕と同時に行われ
ることもある。さらに乾燥に使われた排ガスは気
流分級用ガスとして用いられる。分級された粉砕
機２の入口に循環される粗粒部分の粉砕物に占め
る割合は、通常、５〜75重量％、望ましくは10〜
50重量％である。また分級されスラリー調製用に
混合される粗粒と細粒（４区分では第２区分と第
４区分、後述の３区分では第１区分と第３区分）
の割合は、通常、粗粒部分が10〜90重量％、望ま
しくは20〜70重量％である。 第４図は一例として３区分に分級する場合を示
している。本例の場合は、分級器４からの粉砕物
を粉砕機２の入口に戻して再び粉砕し、分級器３
および捕集器６からの粉砕物を混合器７に導入す
る。他の構成は第３図の場合と同様である。 本発明におけるように、粉砕を乾式で行うと、
湿式粉砕法に較べて分散質のない乾式の方が、超
微粉の生成が仰制され、さらに先に述べたよう
に、粉砕機中から細粉を速やかに取り出し過粉砕
を防ぐことによつて、超微粉の生成が最も少ない
粉砕方法となる。超微粉の生成は粉砕物の表面積
を大きくし、高価なスラリー分散剤の添加率の増
大につながり、経済的な面におけるスラリーの高
濃度化を妨げるものである。したがつて本発明
は、超微粉の生成を仰制し、スラリー分散剤の添
加量の少ない低コストのスラリー製造を可能とす
る。 本発明において用いられるスラリー分散剤とし
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、ジアルキルスルホコハク
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、両性係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る。 〔実施例〕 つぎに本発明の実施例について説明する。 実施例 １ 次表の性状の供試石炭を粗粉砕機で９メツシユ
ふるい上が３％になるように粗粉砕し、乾燥させ
た後、乾式ボールミルに導入し微粉砕した。乾式
ボールミルへの石炭の供給量は30Kg／Ｈにて粉砕
した。得られた粉砕炭は重力式気流分級器にて
400μ以上、400〜200μ、200〜77μ、77μ以下の４
区分に分級した。400μ以上、200〜77μの粉砕物
はボールミル入口に循環し、400〜200μ、77μ以
下の粉砕物は二軸堅型ニーダーに導入した。粉砕
物の循環比は約45重量％であつた。また400〜
200μと77μ以下の粉砕物の割合は400〜200μが約
50重量％であつた。このようにして得られた粉砕
物の粒度分布を第５図に示した。この粉砕物に水
とノニオン系スラリー分散剤を添加し混合してス
ラリーを調製した。スラリー分散剤は純分で
290g／Ｈ、水10Kg／Ｈを添加し、固形分72％、
スラリー分散剤対石炭１％のスラリーを得た。こ
のスラリーの粘度をＢ型粘度計（東京計器製）を
用いて測定したところ950cp（25℃）であつた。

【表】

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の方法は、粉砕機
中から細粉を速やかに取り出して過粉砕を防ぎ、
微粉の割合を少なくすることによつて、粒子の表
面積を低減させ、粒子表面に吸着して分散効果を
発揮するスラリー分散剤の添加量が少なくて済む
経済的なスラリー製造が可能となるという顕著な
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は粉砕炭表面積とスラリー分散剤添加率
との関係を示すグラフ、第２図は湿式粉砕、分級
循環しない乾式粉砕、分級循環した乾式粉砕の各
粒度分布を示すロージン・ラムラー線図、第３図
は本発明の炭素含有組成物の水スラリーの製造方
法の一例を示す工程説明図、第４図は本発明の他
の例を示す工程説明図、第５図は実施例における
水スラリーの粒度分布を示すロージン・ラムラー
線図である。 １…粗粉砕機、２…乾式粉砕機、３，４，５…
分級器、６…捕集器、７…混合器、８…熱風発生
炉。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ つぎの（ａ）〜（ｄ）の４工程、すなわち、 (a) 炭素含有組成物を乾式粉砕機２により粉砕す
   る工程、 (b) 粉砕物を少なくとも３区分に分級する工程、 (c) 最終区分から偶数番目の領域の粉砕物を前記
   粉砕機２入口に戻して再び粉砕する工程、 (d) 最終区分の粉砕物および最終区分から奇数番
   目の領域の粉砕物を混合器７に導入し水とスラ
   リー分散剤とを加えて混合する工程、 とを包含することを特徴とする炭素含有組成物の
   水スラリーの製造方法。