JPH0362757B2

JPH0362757B2 -

Info

Publication number: JPH0362757B2
Application number: JP60183340A
Authority: JP
Inventors: Hayamizu Ito; Shuhei Tatsumi; Yoshitaka Kajihata; Shoichi Takao
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-08-21
Filing date: 1985-08-21
Publication date: 1991-09-26
Also published as: JPS6243488A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、流動性が良好で、安定性に優れ、直
接燃焼の可能な低コストの炭素質固体・水スラリ
ー組成物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焼など
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、安定な石炭・水スラリー組成物として、
粒径調整された石炭、増粘剤、界面活性剤および
水からなるスラリー組成物、石炭、特定の陰イオ
ンのアルカリ金属塩、界面活性剤および水からな
るスラリー組成物、特開昭59−100191号公報に示
されるように、固体燃焼、リグニンスルホン酸の
アルカリ金属塩、カルボキシメチルセルロースの
アルカリ金属塩（CMC）および水からなるスラ
リー組成物、特開昭59−4691号公報に示されるよ
うに、炭素質物質、ナフタリンスルホン酸塩、カ
ラヤガムおよび水からなるスラリー組成物が知ら
れている。また、特開昭58−23887号公報には、石炭−水
スラリーの粘度を低下させ、流動性を向上させる
ために、カルボキシメチルセルロースまたはその
塩を添加することが記載されている。特開昭58−117283号公報には、ナフタリン系分
散剤を含む石炭スラリー組成物が記載されてい
る。特開昭58−122990号公報には、不飽和カルボン
酸重合体、ナフタリンのスルホン化物もしくはそ
の塩を含む石炭・水スラリー組成物が記載されて
いる。特開昭58−122991号公報には、ポリエーテルポ
リオール化合物、ナフタリンのスルホン化物を含
む石炭・水スラリー組成物が記載されている。特開昭59−4691号公報には、ナフタリン系分散
剤、カラヤガムを含む炭素質物質・水スラリーが
記載されている。特開昭59−100191号公報には、リグニンスルホ
ン酸のアルカリ金属塩とカルボキシメチルセルロ
ースのアルカリ金属塩とを使用する固体燃料−水
スラリーの製法が記載されている。〔発明が解決しようとする課題〕しかし上記の従来技術による石英・水スラリー
は、実用面において満足な安定性が得られず、か
つ分散剤のコストが高く、かつ安定化剤の添加量
も多いので、コストが嵩むという問題点を有して
いた。本発明者らは上記の諸点に鑑み、炭素質固体・
水スラリー組成物について鋭意研究を進めた結
果、ナフタリンもしくはクレオソート油のスルホ
ン化物、その塩またはこれらの脂肪族アルデヒド
付加縮合物からなる分散剤と、ヒドロキシエチル
セルロースまたはポリアクリル酸ナトリウムから
なる安定化剤とを組み合わせると、安定化の効果
が顕著であり、しかも安定化剤添加率が減少する
ことを知見した。本発明は上記の知見に基づいてなされたもの
で、安価で流動性および安定性の良好な炭素質固
体・水スラリー組成物を提供することを目的とす
るものである。〔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、本発明の炭素質
固体・水スラリー組成物は、つぎの(a)〜(d)の４成
分、すなわち、 (a) 石炭、オイルコークス、石油系ピツチなどの
炭素質固体粉末、 (b) ナフタリンもしくはクレオソート油のスルホ
ン化物、その塩またはこれらの脂肪族アルデヒ
ド付加縮合物、あるいはスルホン酸基含有アミ
ノトリアジンの脂肪族アルデヒド縮合生成物ま
たはこれらの塩からなる群から選ばれる分散剤
の１種または２種以上、 (c) ヒドロキシエチルセルロース（以下、HEC
という）またはポリアクリル酸ナトリウムから
なる安定化剤の１種または２種、 (d) 水、を主成分とすることを特徴としている。また本発明の炭素質固体・水スラリー組成物の
各組成の割合は、 (a) 40〜90重量％ (b) 0.01〜５重量％ (c) 0.001〜1.0重量％ (d) 10〜60重量％である。本発明において用いられる分散剤としては、特
開昭58−117283号公報に示されるように、ナフタ
リンもしくはクレオソート油のスルホン化物、そ
れらの塩またはこれらの脂肪族アルデヒド付加縮
合物、あるいはスルホン酸基含有アミノトリアジ
ンの脂肪族アルデヒド縮合生成物またはこれらの
塩が挙げられる。これらのスルホン化物の塩とし
ては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の
塩、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類
金属の塩およびアンモニウムまたはアミン塩が使
用できる。これらの分散剤は、それぞれスルホン
化物を脂肪族アルデヒドで付加縮合したもの、あ
るいは脂肪族アルデヒドで付加縮合した後スルホ
ン化したもののいずれでもよい。また、この中で
は特にホルマリン縮合したものが有効であり、縮
合度は1.2〜30が好ましく、1.2〜10が一層好まし
い。縮合度が1.2以下では縮合による効果が少な
く、逆に30を越えると高分子量化し、溶融性が劣
るなどの点で実用的ではない。本発明において用いる「クレオソート油」と
は、石炭乾留タール中の沸点200℃以上の中性油
またはそのアルキル化物をいう。従来クレオソー
ト油の定義は種々なされているが、日本工業規格
JISK2439（1978）によれば、コールタールを蒸留
して得られる中油以上の留出油の混合物で、中
油・重油・アントラセン油などの各留分からナフ
タリン・アントラセンなどの結晶物を分離し、フ
エノール類・ピリジン類などを分離回収したうえ
で、それらの留分を適宜配合して一定の規格のも
のとした製品であつて、１号、２号および３号の
３種に分類される。例えばクレオソート油１号は
比重1.03以上、水分３％以下、沸点235℃以下の
もの25％以下、沸点235〜315℃のもの40％以上で
あつて、315℃以下で50％以上が留出する多種化
合物の混合物である。本発明における分散剤の製造用出発原料として
は、上記JIS K2439（1978）に規定するクレオソ
ート油を各種成分の混合物のまま、または該クレ
オソート油を分留して得られる留分、例えば沸点
200〜250℃、240〜260℃、250〜270℃、270〜300
℃等の各留分がすべて利用できる。また上記クレ
オソート油および留分をアルキル化したものを利
用することもできる。アルキル化の方法は特に限
定されない。発煙硫酸または濃硫酸を用いたスル
ホン化の際に対応するアルコールを併存させてお
いて、スルホン化とアルキル化を同時に行う方法
もある。また本発明に用いるスルホン酸基を含有するア
ミノトリアジンと脂肪族アルデヒドとの縮合生成
物は、アミノ−Ｓ−トリアジン縮合物である。そ
の１例は、特公昭43−21659号公報明細書に記載
の技法により製造される縮合物である。これら縮
合物は、一般には脂肪族アルデヒド、好ましくは
ホルムアルデヒドの存在下で、アミノ−Ｓ−トリ
アジン、例えば、メラミン、ヘキサメチロールメ
ラミン、アセトグアナミンまたはベンゾグアナミ
ンと縮合せしめ、ついでスルホン化剤、例えば亜
硫酸、硫酸、スルホン酸、重亜硫酸またはそれら
の塩やジスルフアイト、ジチオナイト、ピロ亜硫
酸塩などを用いてスルホン化するか、或いはアミ
ノ−Ｓ−トリアジンスルホン酸を、アルデヒド好
ましくはホルムアルデヒドと縮合させることによ
り得られる。本発明の好ましい一態様であるスル
ホン化メラミン樹脂はメラミンとホルムアルデヒ
ドとを用い、Na₂S₂O₃（またはNaHSO₃）を加え
て反応させて得られるスルホン酸基含有縮合生成
物である。本発明において安定化剤として用いるHEC
（Hydroxyethylcellulose）は、主原料がセルロ
ース（パルプ）、エチレンオキサイドおよび苛性
ソーダで、セルロースに親水性のヒドロキシエチ
ル基（−CH₂CH₂OH）を付加して、水に可溶な
性質を与えたものである。すなわち、まずセルロ
ースに苛性ソーダを反応させるとアルカリセルロ
ースが生成し、これにエチレンオキサイドを作用
させると、セルロースの水酸基がエーテル結合で
ヒドロキシエチル基に置換されて、水溶性のヒド
ロキシエチルセルロースが生成する。〔実施例〕以下、実施例および比較例を挙げて説明する。比較例１第１表に示す性状の石炭を予め３mm以下に粗粉
砕した後、第２表に示す各種分散剤を対石炭当り
0.6重量％となる量、水に添加し、この水溶液と
粗粉砕炭を湿式ミルに連続的に供給して粉砕混合
し、石炭濃度67重量％、粒度が200mesh pass
（74μｍ以下）80±３重量％のスラリーを製造し
た。このスラリーを第１図に示す静置槽１に投入
した後、上、中、下層のサンプリング取出口２，
３，４より定期的に少量のサンプルを取り出し、
濃度分析を行い沈降分離の状況を調べた。５は石
炭・水スラリーである。なお数値の単位はmmであ
る。試験結果を第４表の一部（安定化剤の添加率
０の部分）に示す。なお静置槽試験の結果、上層
と下層から取り出したスラリーサンプルの濃度分
析値の差が３重量％以内である期間を安定期間と
した。

【表】

【表】実施例１比較例１の方法と同様にして製造したスラリー
（同様に分散剤を添加したもの）を攪拌槽に入れ、
これに第３表に示す安定化剤を対石炭当り0.003
重量％、0.007重量％、0.015重量％添加混合し安
定化処理したスラリーを、第１図に示す静置槽１
に投入した後、比較例１と同様にして沈降分離の
状況を調べた。試験結果を第４表に示す。

【表】

【表】実施例２（比較例２を含む）第５表に示す性状の石炭を予め４mm以下に粗粉
砕した後、リグニンスルホン酸ナトリウムまたは
ナフタリン系分散剤（ナフタリンスルホン酸ナト
リウムのホルマリン縮合物を使用）を対石炭当り
0.7重量％添加し、湿式ミルで65重量％の水スラ
リーを調整した。これらの水スラリーにHECまたはポリアクリ
ル酸ナトリウムを対石炭当り0.005〜0.20重量％
の範囲で種々添加して、第１図に示す静置槽１に
よる安定性の評価を行つた。結果は第２図、第３
図に示す如くであつた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明はナフタリン系分
散剤と、HECまた／およびポリアクリル酸ナト
リウムからなる安定化剤とを組み合せることを特
徴としており、従来のリグニンスルホン酸ナトリ
ウムなどの分散剤と、安定化剤との組合せより
も、安定化剤の添加量をより少なくすることがで
き、しかもより長い安定期間を得ることができる
とともに、コストの低減を図ることができるとい
う効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例および比較例において用いた静
置槽の説明図、第２図および第３図はナフタリン
系分散剤使用スラリー、リグニンスルホン酸ナト
リウム使用スラリーに本発明における安定化剤を
添加した場合の安定化剤添加率と静置安定期間と
の関係を示すもので、第２図はHECを添加した
場合の線図、第３図はポリアクリル酸ナトリウム
を添加した場合の線図である。１……静置槽、２……上層取出口、３……中層
取出口、４……下層取出口、５……石炭・水スラ
リー。

Claims

【特許請求の範囲】１つぎの(a)〜(d)の４成分、すなわち、 (a) 石炭、オイルコークス、石油系ピツチなどの
炭素質固体粉末、 (b) ナフタリンもしくはクレオソート油のスルホ
ン化物、その塩またはこれらの脂肪族アルデヒ
ド付加縮合物、あるいはスルホン酸基含有アミ
ノトリアジンの脂肪族アルデヒド縮合生成物ま
たはこれらの塩からなる群から選ばれる分散剤
の１種または２種以上、 (c) ヒドロキシエチルセルロースまたはポリアク
リル酸ナトリウムからなる安定化剤の１種また
は２種、 (d) 水、を主成分とすることを特徴とする炭素質固体・ス
ラリー組成物。