JPH0357956B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0357956B2
JPH0357956B2 JP58188450A JP18845083A JPH0357956B2 JP H0357956 B2 JPH0357956 B2 JP H0357956B2 JP 58188450 A JP58188450 A JP 58188450A JP 18845083 A JP18845083 A JP 18845083A JP H0357956 B2 JPH0357956 B2 JP H0357956B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coal
alcohol
weight
salts
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58188450A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6081293A (en
Inventor
Tetsuya Ooishi
Hiroshi Oosuga
Akio Hiugaji
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.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Mitsui Mining Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Mitsui Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc, Mitsui Mining Co Ltd filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to JP18845083A priority Critical patent/JPS6081293A/en
Publication of JPS6081293A publication Critical patent/JPS6081293A/en
Publication of JPH0357956B2 publication Critical patent/JPH0357956B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Description

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

本発明は、パイプライン輸送並びに燃焼の流動
特性に優れた石炭−アルコール分散燃料に関す
る。 近年、石炭を燃料とするべく、その取扱いに関
する多くの研究がなされ、例えば粉末状石炭を燃
料油または水等に分散させてスラリーを形成さ
せ、これをパイプラインで輸送することが行われ
ているが、何れも石炭量が20〜40重量%と低かつ
たり、燃焼時の発熱量の低下等の問題があつて低
コスト化を解決するには到つていない。 上記の欠陥を克服する方法として、粉末状石炭
とアルコールとの混合燃料が注目をあびている。
しかしながら、粉末状石炭とアルコールとを単に
混合しただけでは、比重差のため粉末状石炭は沈
降分離し、凝結して流動性を失うため満足な混合
燃料は得られない。 したがつて、安定性を向上する添加剤を見出す
ことも重要な課題の1つであり、例えば特開昭57
−149391等にその例を見ることができるが、1重
量%以上の添加剤を用いた場合においても船舶輸
送等に要求される振動安定性が悪く実用化は難し
い。 又、特開昭53−55304では、石炭粒子の大部分
が100メツシユ以下である微粉炭をメタノールに
分散することにより可燃性のシユード、シキソト
ロピー性懸濁体が得られることが示されている。
該懸濁体は、貯蔵中弱く撹拌するだけで懸濁状態
が維持でき、パイプライン中をポンプで送る際に
も分離しないように保持され、シユア・シンニン
グ・レオロジー性を有していて、静置中の粘度よ
りも低い見かけ粘度でポンプ輸送が可能な性質を
有する。しかしながら、撹拌を停止しておくと貯
蔵容器の底部に懸濁微粉炭の一部が沈積して堅い
石炭の層、いわゆる圧密層を形成する。この圧密
層は、強力な撹拌を行うことにより流動性を回復
し得る場合もあるが、場合によつては完全に回復
することが難しい為、該懸濁体の製造地から消費
地までの輸送及び貯蔵を考えるとき、技術的、経
済的に大きな問題となり、実用性のあるものとい
うことは出来ない。 一方、石炭粒子が小さく、懸濁状態に保たれて
いるコロイド状懸濁液の場合には、沈降分離が生
じがたく且つ安定性は良好であるが、粉砕コスト
が高くなり、又著しい高粘度を示しポンプ輸送が
難しくなる欠陥があり、満足な粉末状石炭−アル
コールの懸濁体は得られない。 又、粉末状石炭とアルコールとを単に混合した
懸濁体は、石炭濃度を高くすると著しく増粘し、
流動性がなくなるためパイプライン輸送や噴霧燃
焼が困難となり、石炭濃度を下げると輸送効率が
低下し、技術的、経済的に大きな問題となり実用
的でない。 本発明者等は、粉末状石炭とアルコールとの混
合物を主成分とする燃料の上記した欠陥を克服す
る為鋭意検討した結果、特定の構造の添加剤を使
用することにより、粘度を低下させパイプライン
輸送並びに燃焼の流動特性に優れた効果が得られ
ることを見出して本発明に到達した。 すなわち、本発明は、粉末状石炭とアルコール
との混合物を主成分とする石炭−アルコール分散
燃料において、リグニンスルホン酸およびそれら
の塩を脱スルホン化して得られるスルホン化度
(フエニルプロパン単位)0.25当量以下の部分脱
スルホン化リグニンスルホン酸からなる酸および
それらの塩の1種または2種以上を0.005〜5重
量%の範囲で含有することを特徴とする石炭−ア
ルコール分散燃料である。 本発明によれば、上記した特定の添加剤を使用
することにより、粘度を低下させパイプライン輸
送並びに燃焼の流動特性に優れ、更には静置した
該スラリーの上下層間灰分量差が大きく、脱灰性
が優れた石炭−アルコール燃料が得られる。 上記のリグニンスルホン酸およびそれらの塩と
しては、例えば針葉樹材、広葉樹材の木材チツプ
やその他のリグニンを含むものを原料としてパル
プ製造する際、亜硫酸水塩素亜硫酸溶液で蒸煮し
得られる蒸煮廃液や場合によつてはβ−ナフチル
アミン塩酸塩、アクリフラビン、チオフラビン、
石灰等の沈澱剤による沈澱法、塩析法、透析法お
よび抽出法等によつてヘキソース、ペントース等
の単糖類、糖変成物、無機物等を分離精製したリ
グニンスルホン酸およびそれらの塩等が有用であ
るが、リグニンスルホン酸および/又はそれらの
塩を主成分としたものであればよく、リグニン原
料、糖その他の成分の含有量、化学処理方法等に
よつて限定されるものではない。 本発明に用いられる部分脱スルホン化リグニン
スルホン酸からなる酸およびそれらの塩として
は、上記したようなリグニンスルホン酸および/
又はそれらの塩を脱スルホン化して得られる化合
物であるが、該化合物のスルホン化度がフエニル
プロパン単位0.06〜0.25当量、好ましくは0.06〜
0.2当量以下のものである。例えば亜硫酸パルプ
蒸煮廃液あるいはそれより分離精製したリグニン
スルホン酸および/又はそれらの塩を高温酸化
し、脱スルホン化して得られる化合物からなる酸
およびそれらの塩、更にはそれらに含まれる糖変
成物、無機物等を分離精製した化合物等が有用で
ある。 これらの部分脱スルホン化リグニンスルホン酸
からなる酸およびそれらの塩は、未処理のものに
比し、カルボキシル基やフエノール性水酸基の含
有量が多く、一方スルホン基やアルコール性水酸
基は少なく、又分子量は約3万以下と著しく小さ
い。これらの部分脱スルホン化リグニンスルホン
酸からなる酸およびそれらの塩、特にこれらのス
ルホン化度(フエニルプロパン単位)が0.25当量
以下のものは、アルコール相溶性、石炭−アルコ
ールスラリーの減粘効果が極めて良好であり、リ
グニンスルホン酸およびそれらの塩とは、化学
的、物理的性質について全く異なつた性状を示
す。 本発明の石炭−アルコール分散燃料に用いられ
る特定の添加剤は、上記した部分脱スルホン化リ
グニンスルホン酸からなる酸および/又はそれら
の塩であり、好ましくは1価、2価または3価の
金属塩、アンモニウム塩もしくはアミン塩であ
る。これらの塩は、酸あるいは塩基のいずれか一
方が過剰であつてもよく、また塩を作成後利用し
ても、酸と対になる塩基を別々に利用してもかま
わない。 塩を形成する金属としては、リチウム、ナトリ
ウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、悪
鉛、カドミウム、バリウム、アルミニウム、鉛、
スズ、銅、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニ
ツケル等が有用である。 又塩を形成するアミンとしては、脂肪族アミ
ン、脂環族アミン、芳香族アミン、アルカノール
アミン、ピリジンとその誘導体、4級化したNを
有する化合物等があり、例えばメチルアミン、エ
チルアミン、ブチルアミン、オクチルアミン、ラ
ウリルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミ
ン、ジメチルアミン、N−メチル−ラウリルアミ
ン、ジラウリルアミン、トリメチルアミン、N,
N−ジメチル・ラウリルアミン、エチレンジアミ
ン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリア
ミン、牛脂アルキルアミン、シクロヘキシルアミ
ン、シクロヘキシルジアミン、トリエチレンジア
ミン、モルホリン、モノエタノールアミン、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、モノイ
ソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミ
ン、トリイソプロパノールアミン、アニリン、P
−トルイジン、m−トルイジン、ニトロアニリ
ン、ベンジルアミン、ピリジン、フエニレンジア
ミン、ベンジジン等が有用である。 該部分脱スルホン化リグニンスルホン酸からな
る酸およびそれらの塩は、公知の化合物であり、
公知の方法で製造することができ、亜硫酸パルプ
蒸煮廃液あるいは分離精製されたリグニンスルホ
ン酸およびそれらの塩を例えば苛性ソーダ等のア
ルカリ存在下、初期PHを9以上、温度100〜300℃
好ましくは150〜250℃で、空気あるいは酸素を圧
入し、高温酸化して脱スルホン化を行わしめ、場
合によつては還元性糖類の糖変成物、無機物等の
反応副生物を分離除去し、更には造塩反応によつ
て得られるが、これらに限定されるものではな
く、より低いPHで熱処理し脱スルホン化して得ら
れるもの等でもよい。 本発明にかかる添加剤の具体例としては、下記
の合成例、製品があげられるが、これらはその一
例であり、これらに限定されるものではない。 部分脱スルホン化リグニンスルホン酸ソーダ
塩 (製品名「バニレツクスHW」山陽国策パル
プ(株)製) 部分脱スルホン化リグニンスルホン酸ソーダ
塩 (製品名「バニレツクスRN」山陽国策パル
プ(株)製) 部分脱スルホン化リグニンスルホン酸ソーダ
塩 (製品名「Marasperse CB」Marathon社
製) 本発明の液体−固体分散燃料に用いられる特定
の添加剤の添加量は、石炭の種類、粒度分布など
によつて異なるが、一般的には分散燃料全重量に
対し0.005〜5重量%、好ましくは0.01〜2重量
%の範囲となる割合である。添加量が、0.005重
量%未満の場合は十分な流動性向上効果が得難い
ため好適でなく、5重量%を超える場合は経済的
に不利であるばかりでなく逆に流動性を損い本発
明の石炭−アルコール分散燃料の優れた物性が得
られない為好ましくない。 又本添加剤は、その他の減粘剤例えばアクリル
酸等の不飽和酸の単独又は共重合体からなる塩、
クエン酸等の脂肪酸塩、不飽和芳香族化合物から
なる重合体のスルホン酸塩、ナフタリンスルホン
酸や石油スルホン酸のホルマリン縮合物からなる
塩等のアニオン性界面活性剤、アミン、縮合リン
酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩等のイオン性化合物等、
安定剤例えばカルボン酸、アルコール、アミン、
ポリプロピレングリコール、フエノール性水酸基
を有する化合物等分子中に少なくとも1個の活性
水素を有する化合物を出発物質とするアルキレン
オキシド付加物で分子中エチレンオキシド含有率
が80重量%以上且つその数平均分子量が1000〜10
万の化合物等の非イオン性界面活性剤、更にはこ
れらの硫酸エステル、リン酸エステル化物、N,
N,N−ジステアリル・メチルアンモニウム・ベ
タイン等の両性界面活性剤、超微粒シリカ、カー
ボンブラツク、ベントナイト等の無機物等と併用
してもよい。 本発明の添加剤は、単独のまゝ使用してもよい
が、有効に機能させるために、予め溶剤例えば
水、低級アルコール、アセトン、トルエンおよび
これらの混合物等にとかり、使用することが好ま
しい。又その添加方法は、例えば石炭とアルコー
ルとの混合物の湿式粉砕時に加えてもよく、又は
石炭粉砕時、又は予め粉砕された石炭とアルコー
ルの混合時、又は混合後に加えてもよく、いずれ
の方法によつても本発明の効果を達成することが
できる。 本発明の石炭−アルコール分散燃料に用いられ
る粉末状石炭とは、無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、
褐炭の中から選ばれる少なくとも1種の石炭を粉
砕したもので、石炭の種類や産地にかかわりな
く、又化学組成や水分含有量にもかかわりなく、
いかなるものも利用できる。又石炭粒子の大きさ
については、粒子の大きさにかかわらず、本発明
のすぐれた添加剤を使用することにより粘度を低
下させパイプライン輸送並びに燃焼の流動特性に
優れた効果を示すが、石炭粒子が4メツシユ以下
であり、しかもこれらの大部分の粒子が16メツシ
ユ以下であることが本発明の目的を達成する為特
に好ましい。この粉末状石炭の混合量は、最終液
体−固体分散燃料に対して30〜80重量%であるこ
とが好ましく、80重量%を超える粉末状石炭をア
ルコールと混合した場合は、粘度が著しく高くな
り流動性を失うため好適でなく、30重量%未満の
量を混合した場合は、石炭−アルコール分散燃料
の経済性が少なくなるばかりでなく、本発明の石
炭−アルコール分散燃料の優れた物性が得られな
い為好ましくない。従つて通常30〜80重量%、更
に好ましくは40〜70重量%の範囲である。 又、本発明の石炭−アルコール分散燃料には、
その最終石炭−アルコール分散燃料に対して30重
量%以下の量の水分を含ませることができる。水
分の量が30重量%を超える場合は、該石炭−アル
コール分散燃料の輸送費、貯蔵費、その他一般管
理費が高くなり、更に燃焼時に水の蒸発熱による
熱損失が大きくなるため本発明の目的を達成する
ことが出来ない。尚該石炭−アルコール分散燃料
中の水分の量は、目的に合せて最適なものとする
ことができるが、例えば、燃焼排ガス中のNOX
と煤塵を少なくするためには、5〜10重量%の水
分を含むことが好ましい。水分は石炭中の水分で
通常まかなわれるが、別途添加調整するか、実施
者において適宜選択できる。 本発明の石炭−アルコール分散燃料に用いられ
るアルコールは、炭素数1〜4個を有する低級脂
肪族アルコールのうち少なくとも1種からなり、
例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、
n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコ
ール、n−ブチルアルコール、tert−ブチルアル
コール、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール等であり、経済性及び物理的性質からメチル
アルコールが特に好ましく、又該アルコール中
に、工業的に製造する時に含有される化合物、溶
剤、水等の有機化合物、無機化合物が含まれても
よい。 本発明による石炭−アルコール分散燃料は、粘
度が低く流動特性に優れ、パイプライン輸送や噴
霧燃焼を容易に行うことができる。 更に、かかる本発明の石炭−アルコール分散燃
料は、静置後上下層間の石炭中灰分量差が著し
く、石炭−アルコール中からの灰分の分離が可能
となる。これは、該分散燃料に用いられる添加剤
が、該スラリー中の石炭粒子の石炭質に吸着し、
電荷を賦与することによりスラリー中に分散さ
せ、一方石炭粒子中の灰分質は、凝集を起こし沈
降するためと考えられる。 次に本発明を合成例及び実施例により詳細に説
明する。 合成例 1 リグニンスルホン酸ナトリウム溶液〔製品名
「サンエキス252」山陽国策パルプ(株)製品、濃度43
重量%、該リグニンスルホン酸ナトリウムのスル
ホン化度(フエニルプロパン単位当り)0.46当
量〕232.6gに苛性ソーダ50.0g加えた液を170〜
200℃、1.5時間酸素圧入し酸化処理した後、硫酸
を加えPH2.5とし、脱スルホン化リグニンスルホ
ン酸を沈澱せしめ、部分脱スルホン化リグニンス
ルホン酸(A−1)を得た。このもののスルホン
化度(フエニルプロパン単位当り)(JISK3362−
1978および硫酸バリウム重量法により測定)は、
0.06当量であつた。この部分脱スルホン化リグニ
ンスルホン酸(A−1)を苛性ソーダでPH7.5に
中和し、純度92%の部分脱スルホン化リグニンス
ルホン酸ナトリウム(A−2)を得た。 合成例 2 リグニンスルホン酸ナトリウム溶液〔製品名
「サンエキス252」山陽国策パルプ(株)製品、濃度43
重量%、該リグニンスルホン酸ナトリウムのスル
ホン化度(フエニルプロパン単位当り)0.46当
量〕に40%苛性ソーダ液を加えてPH12とした後、
150〜180℃で60分間、空気を圧入し酸化処理し
た。これに硫酸を加えPH2.5とし、脱スルホン化
リグニンスルホン酸を沈澱せしめ、部分脱スルホ
ン化リグニンスルホン酸(A−3)を得た。この
もののスルホン化度(フエニルプロパン単位当
り)(JISK3362−1978および硫酸バリウム重量法
により測定)は、0.23当量であつた。この部分脱
スルホン化リグニンスルホン酸(A−3)を苛性
ソーダでPH9とし、純度95%の部分脱スルホン化
リグニンスルホン酸ナトリウム(A−4)を得
た。 合成例 3 リグニンスルホン酸ナトリウム溶液〔製品名
「サンエキス252」山陽国策パルプ(株)製品、濃度43
重量%、該リグニンスルホン酸ナトリウムのスル
ホン化度(フエニルプロパン単位当り)0.46当
量〕に40%苛性ソーダ液を加えてPH12とした後、
150〜180℃で30分間、空気を圧入し酸化処理し
た。これに硫酸を加えPH2.5とし、脱スルホン化
リグニンスルホン酸を沈澱せしめ、部分脱スルホ
ン化リグニンスルホン酸(A−5)を得た。この
もののスルホン化度(フエニルプロパン単位当
り)(JISK3362−1978および硫酸バリウム重量法
により測定)は、0.32当量であつた。この部分脱
スルホン化リグニンスルホン酸(A−5)を苛性
ソーダでPH8とし、純度92%の部分脱スルホン化
リグニンスルホン酸ナトリウム(A−−6)を得
た。 実施例 1 合成例1より得られた部分脱スルホン化リグニ
ンスルホン酸ナトリウム(A−2)を3.0g、メ
チルアルコール207g、水30gを1000mlのビーカ
ーに入れ、ホモミキサーを用いて室温で1000rpm
の条件下で10分間撹拌し混合した。次に粉末状亜
瀝青炭(100メツシユ通過97.5重量%、200メツシ
ユ通過75.2重量%、350メツシユ通過53.6重量%、
水分5.0重量%、灰分14.8重量%)360gを入れ、
1000rpmの条件下で20分間撹拌して石炭−アルコ
ールスラリー600gを得た。 このものの粘度(*1)は、1400cpであつた。
次に脱灰性(灰分量)試験(*2)を行なつた結
果、石炭中灰分量は、上層9.8重量%、中層11.2
重量%、下層20.8重量%であり、上下層試料間の
石炭中灰分量の差は著しく大きかつた。この石炭
とアルコールとの混合物を主成分とする石炭−ア
ルコール分散燃料は、粘度が低く流動性に優れ、
パイプライン輸送並びに噴霧燃焼が容易であり、
更に脱灰性が良好なものであつた。 (*1) 粘度測定 二重円筒型粘度計(ハーケ社製、ローター
MV)を用い、液温20℃、回転数5rpmで測
定した。分散燃料の粘度が低い程、流動性が優
れていることを示す。 (*2) 脱灰性(灰分量)試験 上記の石炭−アルコール分散燃料を500mlメ
スシリンダー(内径50m/m)に500mlの量を
入れ、室温にて3日間静置させる。静置経時
後、このシリンダー中該分散燃料の上部170ml
を取り出して上層試料とし、次に残存330mlの
上部170mlを中層試料、下部160mlを下層試料と
する。これらの試料中の石炭中灰分量を
JISM8812により測定した。層間での石炭中灰
分量の差が大きい程、脱灰性が良好であること
を示す。 実施例 2 合成例1〜3で得られた部分脱スルホン化リグ
ニンスルホン酸及びそれらの塩、部分脱スルホン
化リグニンスルホン酸塩を主成分とする製品等を
用い、実施例1と同様の方法で石炭/添加水/ア
ルコールの割合、添加剤の種類、量をかえて、石
炭とアルコールとの混合物を主成分とする液体−
固体燃料を調整した。これらの粘度及び脱灰性に
ついて第1表に示した。又添加剤を使用しない場
合、本発明の添加剤以外のものを使用した場合を
比較例として第1表に併記した。尚実施例及び比
較例に使用した石炭の性状を第2表に示した。 第1表に示した如く、本発明の液体−固体分散
燃料は、特定の添加剤を用いることにより、炭
種、アルコールによらず、粘度を低下させパイプ
ライン輸送並びに燃焼の流動特性に優れた効果が
あり、更に脱灰性が良好であることが分つた。 一方、比較例に示した部分脱スルホン化しない
リグニンスルホン酸塩は、粘度が著しく高い為パ
イプライン輸送、燃焼の流動特性を著しく損じ
た。更には脱灰性も不良であり、良好な分散燃料
を得ることができなかつた。 さらに参考例1、2に示すように、部分スルホ
ン化リグニンスルホン酸塩におけるスルホン化度
と減粘効果との関係はスルホン化度0.25当量(フ
エニルプロパン単位)付近で、減粘効果に差異を
生じていることがわかる。 また、参考例3に石炭スラリー系におけるリグ
ニンスルホン酸塩の効果を示した。すなわち石炭
−水スラリーに「リグニンスルホン酸塩」は非常
に減粘効果があり、脱灰性が優れているのにくら
べ、石炭−アルコールスラリーでは減粘効果は殆
んど認められない。すなわち、分散媒が水とアル
コールでは、界面状態、スラリー性状等が全く異
質であることがわかつた。
The present invention relates to a coal-alcohol dispersion fuel that has excellent flow characteristics for pipeline transportation and combustion. In recent years, much research has been conducted on the handling of coal in order to use it as fuel. For example, powdered coal has been dispersed in fuel oil or water to form a slurry, and this has been transported by pipeline. However, all of them have problems such as low coal content of 20 to 40% by weight and a decrease in calorific value during combustion, so they have not been able to solve the problem of cost reduction. A mixed fuel of powdered coal and alcohol is attracting attention as a way to overcome the above-mentioned deficiencies.
However, simply mixing powdered coal and alcohol does not provide a satisfactory mixed fuel because the powdered coal settles and separates due to the difference in specific gravity, condenses, and loses fluidity. Therefore, finding additives that improve stability is one of the important issues.
An example of this can be seen in -149391, but even when 1% by weight or more of additives are used, the vibration stability required for ship transportation etc. is poor and it is difficult to put it into practical use. Furthermore, JP-A No. 53-55304 discloses that a combustible shudder and thixotropic suspension can be obtained by dispersing pulverized coal in which most of the coal particles are 100 mesh or less in methanol.
The suspension can be maintained in a suspended state with only mild agitation during storage, will not separate when pumped through pipelines, has sheer thinning rheology, and is static. It has the property of being able to be transported by pump with an apparent viscosity lower than the viscosity during storage. However, if the stirring is stopped, a portion of the suspended pulverized coal will settle at the bottom of the storage vessel, forming a hard coal layer, a so-called consolidation layer. The fluidity of this consolidated layer can be recovered by strong stirring, but in some cases it is difficult to recover completely, so the suspension must be transported from the place of manufacture to the place of consumption. When considering storage and storage, it becomes a big problem technically and economically, and it cannot be said to be practical. On the other hand, in the case of a colloidal suspension in which the coal particles are small and kept in a suspended state, sedimentation and separation are difficult to occur and the stability is good, but the grinding cost is high and the viscosity is extremely high. However, it is difficult to pump, and a satisfactory powdered coal-alcohol suspension cannot be obtained. Furthermore, a suspension obtained by simply mixing powdered coal and alcohol becomes significantly thicker when the coal concentration is increased.
The lack of fluidity makes pipeline transportation and spray combustion difficult, and lowering the coal concentration reduces transportation efficiency, which poses major technical and economical problems and is impractical. The inventors of the present invention have made extensive studies to overcome the above-mentioned defects in fuels whose main components are mixtures of powdered coal and alcohol, and have found that by using additives with a specific structure, they can lower the viscosity and The present invention was achieved by discovering that excellent effects can be obtained on the flow characteristics of line transportation and combustion. That is, the present invention provides a coal-alcohol dispersion fuel mainly composed of a mixture of powdered coal and alcohol, with a degree of sulfonation (phenylpropane units) of 0.25 obtained by desulfonating ligninsulfonic acid and salts thereof. The present invention is a coal-alcohol dispersion fuel characterized by containing an acid consisting of partially desulfonated lignin sulfonic acid and one or more salts thereof in an amount of 0.005 to 5% by weight or less. According to the present invention, by using the above-mentioned specific additive, the viscosity is reduced and the fluidity characteristics for pipeline transportation and combustion are excellent, and furthermore, the difference in ash content between the upper and lower layers of the slurry left still is large, and the slurry is removed. A coal-alcohol fuel with excellent ash properties can be obtained. The above-mentioned lignin sulfonic acids and their salts include, for example, the cooking waste liquid obtained by steaming in a sulfite-hydrochlorine-sulfite solution when pulp is produced from wood chips of softwood or hardwood, or other materials containing lignin. β-naphthylamine hydrochloride, acriflavine, thioflavin,
Lignosulfonic acids and their salts are useful after separating and purifying monosaccharides such as hexoses and pentoses, sugar modifications, inorganic substances, etc. by precipitation methods using precipitating agents such as lime, salting out methods, dialysis methods, extraction methods, etc. However, it is sufficient that the main component is lignin sulfonic acid and/or a salt thereof, and is not limited by the lignin raw material, the content of sugar and other components, the chemical treatment method, etc. The acids and salts thereof consisting of partially desulfonated ligninsulfonic acid used in the present invention include the above-mentioned ligninsulfonic acids and/or
or a compound obtained by desulfonating a salt thereof, the degree of sulfonation of the compound is from 0.06 to 0.25 equivalent of phenylpropane unit, preferably from 0.06 to 0.25 equivalent.
It is 0.2 equivalent or less. For example, acids and salts thereof consisting of compounds obtained by high-temperature oxidation and desulfonation of sulfite pulp cooking waste liquid or ligninsulfonic acid and/or salts thereof separated and purified therefrom, as well as sugar modifications contained therein; Compounds obtained by separating and purifying inorganic substances are useful. These partially desulfonated lignin sulfonic acid acids and their salts have a higher content of carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups than untreated ones, but have a lower content of sulfonic groups and alcoholic hydroxyl groups, and have a lower molecular weight. is extremely small, less than 30,000. These partially desulfonated lignin sulfonic acids and their salts, especially those with a degree of sulfonation (phenylpropane units) of 0.25 equivalent or less, are alcohol compatible and have a low viscosity effect on coal-alcohol slurries. It has extremely good chemical and physical properties that are completely different from ligninsulfonic acid and its salts. The specific additive used in the coal-alcohol dispersion fuel of the present invention is an acid consisting of the above-mentioned partially desulfonated lignin sulfonic acid and/or a salt thereof, preferably a monovalent, divalent or trivalent metal. salt, ammonium salt or amine salt. In these salts, either the acid or the base may be in excess, and the salt may be used after being prepared, or the acid and the base to be paired may be used separately. Metals that form salts include lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, bad lead, cadmium, barium, aluminum, lead,
Useful materials include tin, copper, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, and the like. Examples of amines that form salts include aliphatic amines, alicyclic amines, aromatic amines, alkanolamines, pyridine and its derivatives, and compounds having quaternized N, such as methylamine, ethylamine, butylamine, Octylamine, laurylamine, stearylamine, oleylamine, dimethylamine, N-methyl-laurylamine, dilaurylamine, trimethylamine, N,
N-dimethyl laurylamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, tallow alkylamine, cyclohexylamine, cyclohexyldiamine, triethylenediamine, morpholine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanol Amine, aniline, P
-Toluidine, m-toluidine, nitroaniline, benzylamine, pyridine, phenylenediamine, benzidine, and the like are useful. The partially desulfonated lignin sulfonic acid and salts thereof are known compounds,
It can be produced by a known method, and sulfite pulp cooking waste liquid or separated and purified ligninsulfonic acid and its salts are mixed in the presence of an alkali such as caustic soda at an initial pH of 9 or higher and at a temperature of 100 to 300°C.
Preferably at 150 to 250°C, air or oxygen is injected and high temperature oxidation is performed to effect desulfonation, and in some cases, reaction by-products such as sugar modifications of reducing sugars and inorganic substances are separated and removed. Further, it can be obtained by a salt-forming reaction, but is not limited thereto, and it may also be obtained by heat treatment at a lower pH and desulfonation. Specific examples of the additive according to the present invention include the following synthesis examples and products, but these are just examples and are not limited thereto. Partially desulfonated sodium lignin sulfonate salt (product name “Vanirex HW” manufactured by Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd.) Partially desulfonated sodium lignin sulfonate salt (product name “Vanirex RN” manufactured by Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd.) Sulfonated lignin sulfonic acid sodium salt (product name: "Marasperse CB" manufactured by Marathon) The amount of the specific additive used in the liquid-solid dispersion fuel of the present invention varies depending on the type of coal, particle size distribution, etc. , generally in a proportion ranging from 0.005 to 5% by weight, preferably from 0.01 to 2% by weight, based on the total weight of the dispersed fuel. If the amount added is less than 0.005% by weight, it is difficult to obtain a sufficient effect of improving fluidity, so it is not suitable, and if it exceeds 5% by weight, it is not only economically disadvantageous but also impairs the fluidity of the present invention. This is not preferred because the excellent physical properties of the coal-alcohol dispersion fuel cannot be obtained. This additive may also be used with other thinning agents, such as salts consisting of mono or copolymers of unsaturated acids such as acrylic acid,
Fatty acid salts such as citric acid, sulfonates of polymers made of unsaturated aromatic compounds, anionic surfactants such as salts of formalin condensates of naphthalene sulfonic acid and petroleum sulfonic acids, amines, condensed phosphates, Ionic compounds such as silicates and carbonates, etc.
Stabilizers such as carboxylic acids, alcohols, amines,
An alkylene oxide adduct starting from a compound having at least one active hydrogen in the molecule, such as polypropylene glycol or a compound having a phenolic hydroxyl group, with an ethylene oxide content of 80% by weight or more in the molecule and a number average molecular weight of 1000 to 1000. Ten
Nonionic surfactants such as 10,000 compounds, as well as sulfuric acid esters, phosphoric acid esters, N,
It may be used in combination with amphoteric surfactants such as N,N-distearyl methylammonium and betaine, and inorganic substances such as ultrafine silica, carbon black and bentonite. The additive of the present invention may be used alone, but in order to function effectively, it is preferable to dissolve it in advance in a solvent such as water, lower alcohol, acetone, toluene, or a mixture thereof. . The addition method may be, for example, during wet pulverization of a mixture of coal and alcohol, or during coal pulverization, or during or after mixing of pre-pulverized coal and alcohol. The effects of the present invention can also be achieved by. The powdered coal used in the coal-alcohol dispersion fuel of the present invention includes anthracite coal, bituminous coal, subbituminous coal,
It is a product made by pulverizing at least one type of coal selected from lignite, regardless of the type or origin of the coal, or regardless of its chemical composition or moisture content.
Anything can be used. Regarding the size of coal particles, the use of the excellent additive of the present invention shows an excellent effect on the flow characteristics of pipeline transportation and combustion by lowering the viscosity regardless of the particle size. In order to achieve the object of the present invention, it is particularly preferable that the particles have a size of 4 meshes or less, and most of these particles have a size of 16 meshes or less. The amount of powdered coal mixed is preferably 30 to 80% by weight based on the final liquid-solid dispersion fuel, and if more than 80% by weight of powdered coal is mixed with alcohol, the viscosity will increase significantly. This is not suitable because of loss of fluidity, and if less than 30% by weight is mixed, not only will the economic efficiency of the coal-alcohol dispersion fuel decrease, but also the excellent physical properties of the coal-alcohol dispersion fuel of the present invention will not be obtained. I don't like it because I can't do it. Therefore, it is usually in the range of 30 to 80% by weight, more preferably 40 to 70% by weight. Moreover, the coal-alcohol dispersion fuel of the present invention includes:
Water can be included in an amount of up to 30% by weight of the final coal-alcohol dispersion fuel. If the amount of water exceeds 30% by weight, transportation costs, storage costs, and other general administrative costs for the coal-alcohol dispersion fuel will increase, and furthermore, heat loss due to heat of evaporation of water during combustion will increase. unable to achieve the goal. The amount of water in the coal-alcohol dispersed fuel can be optimized depending on the purpose, but for example, NO
In order to reduce the amount of soot and dust, it is preferable that the water content be 5 to 10% by weight. Moisture is usually provided by the moisture in the coal, but it can be added separately or selected as appropriate by the operator. The alcohol used in the coal-alcohol dispersion fuel of the present invention consists of at least one type of lower aliphatic alcohol having 1 to 4 carbon atoms,
For example, methyl alcohol, ethyl alcohol,
These include n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, etc. Methyl alcohol is particularly preferred from the viewpoint of economic efficiency and physical properties. Compounds contained during production, solvents, organic compounds such as water, and inorganic compounds may be included. The coal-alcohol dispersion fuel according to the present invention has a low viscosity and excellent flow characteristics, and can be easily transported by pipeline and spray-combusted. Furthermore, in the coal-alcohol dispersed fuel of the present invention, the difference in the ash content in the coal between the upper and lower layers after standing is significant, making it possible to separate the ash content from the coal-alcohol. This is because the additives used in the dispersed fuel are adsorbed onto the coal particles in the slurry, and
This is thought to be due to the fact that the coal particles are dispersed in the slurry by being charged, while the ash in the coal particles coagulates and settles. Next, the present invention will be explained in detail with reference to synthesis examples and examples. Synthesis Example 1 Sodium ligninsulfonate solution [Product name: “Sun Extract 252” manufactured by Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd., concentration 43
Weight %, degree of sulfonation (per phenylpropane unit) of the sodium lignin sulfonate 0.46 equivalent] 232.6 g and 50.0 g of caustic soda added to 170 ~
After oxidation treatment at 200° C. for 1.5 hours by introducing oxygen under pressure, sulfuric acid was added to adjust the pH to 2.5 to precipitate desulfonated ligninsulfonic acid to obtain partially desulfonated ligninsulfonic acid (A-1). Degree of sulfonation (per phenylpropane unit) of this product (JISK3362-
1978 and barium sulfate gravimetric method)
It was 0.06 equivalent. This partially desulfonated ligninsulfonic acid (A-1) was neutralized to pH 7.5 with caustic soda to obtain partially desulfonated sodium ligninsulfonate (A-2) with a purity of 92%. Synthesis Example 2 Sodium ligninsulfonate solution [Product name: “Sun Extract 252” manufactured by Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd., concentration 43
% by weight, degree of sulfonation (per phenylpropane unit) of 0.46 equivalents] of the sodium ligninsulfonate] was adjusted to pH 12 by adding 40% caustic soda solution,
Oxidation treatment was performed at 150 to 180°C for 60 minutes by pressurizing air. Sulfuric acid was added to the mixture to adjust the pH to 2.5, and desulfonated ligninsulfonic acid was precipitated to obtain partially desulfonated ligninsulfonic acid (A-3). The degree of sulfonation (per phenylpropane unit) of this product (measured by JISK3362-1978 and barium sulfate gravimetry) was 0.23 equivalent. This partially desulfonated ligninsulfonic acid (A-3) was adjusted to pH 9 with caustic soda to obtain partially desulfonated sodium ligninsulfonate (A-4) with a purity of 95%. Synthesis Example 3 Sodium ligninsulfonate solution [Product name: “Sun Extract 252” manufactured by Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd., concentration 43
% by weight, degree of sulfonation (per phenylpropane unit) of 0.46 equivalents] of the sodium ligninsulfonate] was adjusted to pH 12 by adding 40% caustic soda solution,
Oxidation treatment was performed at 150 to 180°C for 30 minutes by pressurizing air. Sulfuric acid was added to the mixture to adjust the pH to 2.5, and desulfonated ligninsulfonic acid was precipitated to obtain partially desulfonated ligninsulfonic acid (A-5). The degree of sulfonation (per phenylpropane unit) of this product (measured by JISK3362-1978 and barium sulfate gravimetry) was 0.32 equivalent. This partially desulfonated ligninsulfonic acid (A-5) was adjusted to pH 8 with caustic soda to obtain partially desulfonated sodium ligninsulfonate (A-6) with a purity of 92%. Example 1 3.0 g of partially desulfonated sodium ligninsulfonate (A-2) obtained from Synthesis Example 1, 207 g of methyl alcohol, and 30 g of water were placed in a 1000 ml beaker, and heated at 1000 rpm at room temperature using a homomixer.
The mixture was stirred and mixed for 10 minutes under these conditions. Next, powdered subbituminous coal (97.5% by weight after 100 meshes, 75.2% by weight after 200 meshes, 53.6% by weight after 350 meshes,
Add 360g (moisture 5.0% by weight, ash content 14.8% by weight),
The mixture was stirred at 1000 rpm for 20 minutes to obtain 600 g of coal-alcohol slurry. The viscosity (*1) of this product was 1400 cp.
Next, as a result of a demineralization (ash content) test (*2), the ash content in the coal was 9.8% by weight in the upper layer and 11.2% in the middle layer.
The difference in ash content in the coal between the upper and lower layer samples was extremely large. This coal-alcohol dispersion fuel, which is mainly composed of a mixture of coal and alcohol, has low viscosity and excellent fluidity.
Easy to transport by pipeline and spray combustion;
Furthermore, the demineralization property was good. (*1) Viscosity measurement Double cylindrical viscometer (manufactured by Haake, rotor
MV) at a liquid temperature of 20°C and a rotation speed of 5 rpm. The lower the viscosity of the dispersed fuel, the better the fluidity. (*2) Deashing property (ash content) test Pour 500 ml of the above coal-alcohol dispersion fuel into a 500 ml measuring cylinder (inner diameter 50 m/m) and let it stand at room temperature for 3 days. After standing for a while, the upper 170ml of the dispersed fuel in this cylinder
Take out the remaining 330 ml and use it as the upper layer sample, then use the upper 170 ml of the remaining 330 ml as the middle layer sample and the lower 160 ml as the lower layer sample. The amount of ash in the coal in these samples is
Measured according to JISM8812. The larger the difference in the ash content in the coal between layers, the better the deashing performance. Example 2 Using the partially desulfonated lignin sulfonic acids and their salts obtained in Synthesis Examples 1 to 3, and the products containing partially desulfonated lignin sulfonates as main components, the same method as in Example 1 was carried out. A liquid whose main component is a mixture of coal and alcohol by changing the ratio of coal/added water/alcohol and the type and amount of additives.
Adjusted solid fuel. The viscosity and demineralization properties of these are shown in Table 1. Furthermore, cases in which no additives were used and cases in which additives other than the additives of the present invention were used are also listed in Table 1 as comparative examples. Table 2 shows the properties of the coal used in the Examples and Comparative Examples. As shown in Table 1, by using specific additives, the liquid-solid dispersion fuel of the present invention can reduce the viscosity regardless of coal type or alcohol, and has excellent fluidity characteristics for pipeline transportation and combustion. It was found to be effective and to have good demineralization properties. On the other hand, the lignin sulfonate shown in the comparative example that was not partially desulfonated had a significantly high viscosity, which significantly impaired the fluidity characteristics for pipeline transportation and combustion. Furthermore, the deashing properties were also poor, making it impossible to obtain a good dispersed fuel. Furthermore, as shown in Reference Examples 1 and 2, the relationship between the degree of sulfonation and the thinning effect in partially sulfonated lignin sulfonate is that the degree of sulfonation is around 0.25 equivalent (phenylpropane unit), and there is no difference in the thinning effect. It can be seen that this is occurring. Further, Reference Example 3 shows the effect of lignin sulfonate in a coal slurry system. In other words, ``lignin sulfonate'' has a very thinning effect on coal-water slurry and has excellent deashing properties, whereas coal-alcohol slurry has almost no thinning effect. That is, it was found that the interfacial state, slurry properties, etc. are completely different when the dispersion medium is water and alcohol.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 粉末状石炭とアルコールとの混合物を主成分
とする石炭−アルコール分散燃料において、リグ
ニンスルホン酸およびそれらの塩を脱スルホン化
して得られるスルホン化度(フエニルプロパン単
位)0.06〜0.25当量の部分脱スルホン化リグニン
スルホン酸からなる酸およびそれらの塩の1種ま
たは2種以上を0.005〜5重量%の範囲で含有す
るものであつて、静置状態において、上層が下層
に比して低灰分のスラリーを形成せしめ、該上層
を採取して得られる低灰分の流動性に優れた石炭
−アルコール分散燃料。 2 塩を形成する対イオンが、1価、2価または
3価の金属、アンモニウムもしくはアミンである
特許請求の範囲第1項記載の石炭−アルコール分
散燃料。
[Claims] 1. Degree of sulfonation (phenylpropane units) obtained by desulfonating lignin sulfonic acid and salts thereof in a coal-alcohol dispersion fuel containing a mixture of powdered coal and alcohol as the main component. It contains 0.06 to 0.25 equivalents of an acid consisting of partially desulfonated lignin sulfonic acid and one or more of their salts in a range of 0.005 to 5% by weight, and in a standing state, the upper layer is larger than the lower layer. A coal-alcohol dispersion fuel that forms a slurry with a low ash content compared to the above, and has excellent fluidity with a low ash content obtained by collecting the upper layer. 2. The coal-alcohol dispersion fuel according to claim 1, wherein the counter ion forming the salt is a monovalent, divalent or trivalent metal, ammonium or amine.
JP18845083A 1983-10-11 1983-10-11 Liquid-solid dispersed fuel Granted JPS6081293A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18845083A JPS6081293A (en) 1983-10-11 1983-10-11 Liquid-solid dispersed fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18845083A JPS6081293A (en) 1983-10-11 1983-10-11 Liquid-solid dispersed fuel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6081293A JPS6081293A (en) 1985-05-09
JPH0357956B2 true JPH0357956B2 (en) 1991-09-03

Family

ID=16223903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18845083A Granted JPS6081293A (en) 1983-10-11 1983-10-11 Liquid-solid dispersed fuel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6081293A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62241993A (en) * 1986-04-15 1987-10-22 Mitsui Mining Co Ltd Coal-methanol slurry and production thereof
WO1996009361A1 (en) * 1994-09-19 1996-03-28 Material Transportation Technologies Pty. Ltd. A slurry modifier and method of treating a slurry

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57149391A (en) * 1981-03-13 1982-09-14 Nippon Oil & Fats Co Ltd Additive for coal/alcohol slurry
JPS5845287A (en) * 1981-09-14 1983-03-16 Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd Improving method for fluidity of coal-water slurry

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57149391A (en) * 1981-03-13 1982-09-14 Nippon Oil & Fats Co Ltd Additive for coal/alcohol slurry
JPS5845287A (en) * 1981-09-14 1983-03-16 Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd Improving method for fluidity of coal-water slurry

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6081293A (en) 1985-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU557408B2 (en) An aqueous slurry of a solid fuel and a process and means for the production thereof
JPS6226359B2 (en)
CN104194847A (en) Coal water slurry additive containing cardanol sulfonate and application of coal water slurry additive
JPS6148985B2 (en)
JPH0357956B2 (en)
US4802891A (en) Coal-methanol slurry and its production process
JPH0236160B2 (en) KONODOSEKITANN MIZUSURARIIYOGENNENZAI
JPS5823887A (en) Viscosity reducing agent for coal-water slurry in high concentration
JPS5847092A (en) Viscosity depressant for highly concentrated coal/water slurry
JPS6023487A (en) Viscosity-reducing agent for coal-water slurry having high concentration
JPH0225955B2 (en)
JPS5943093A (en) Viscosity reducing agent for highly concentrated coal/ water slurry
JPS5980320A (en) Dispersing stabilizer for aqueous coal powder slurry
JPS58176294A (en) Fine coal powder/alcohol composition and preparation thereof
KR900004528B1 (en) A process for the production and an addition of high concentrated coal - water sturry
JPS5918791A (en) Manufacture of slurry of granulate of pulverized coal
JPS63258989A (en) Additive for high-concentration coal-water slurry having long life
JPS6015495A (en) Dispersion stabilizer for aqueous slurry of dust coal
JPS591595A (en) Viscosity depressant for highly concentrated coal/water slurry
JPS58213095A (en) Viscosity depressant for concentrated coal/water slurry
JPS594690A (en) Viscosity-reducing agent for high concentration coal-water slurry
JPH0132875B2 (en)
JPH0192293A (en) Additive for long-life and high-concentration coal-water slurry
JPS60258292A (en) Additive for coal-water slurry
JPS6011589A (en) Dispersion stabilizer for aqueous slurry of dust coal

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees