JPH0367557B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、特定の分散剤を含有する固形燃料ス
ラリー組成物に関する。
従来の技術
従来、石油を主体としたエネルギー構造がとら
れてきたが、近年石油資源の枯渇により、石炭、
石油コークス、ピツチなどの固形燃料が再認識さ
れ、その利用法が種々検討されている。
しかしながら、これらの固形燃料は、石油など
の液体燃料と異なり固体であるため、通常のパイ
プライン、タンクローリーなどによる輸送が困難
である。
このため、従来、これらの固形燃料の輸送手段
として、該固形燃料を粉末化し、水と混合した水
スラリー組成物とする方法、あるいはこのような
水スラリー組成物に界面活性剤を添加し固形燃料
の水への分散性、安定性を高める手段などが提案
されるようになつた。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、かかる前者の水スラリー組成物
は、固形燃料の濃度を上げると該組成物の粘度が
上昇し流動性が悪化し、一方濃度を下げるとスラ
リーの安定化が妨げられる上、燃焼効率が悪化す
るなどの問題点を有する。
また、後者の界面活性剤を添加した水スラリー
組成物においても、分散性、スラリーの経時安定
性が未だ充分満足できる域に達していない。
本発明は、これら従来の技術的課題を背景にな
されたもので、特定の新規な分散剤を採用するこ
とにより、従来の分散剤に比しスラリーに高い流
動性を与えることができ、しかも長時間放置して
も高い流動性を保つことが可能な固形燃料スラリ
ー組成物を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段
即ち本発明は、ジシクロペンタジエンとα,β
−不飽和ジカルボン酸無水物との付加共重合体の
スルホン化物を分散剤として、固形燃料を水に分
散させたことを特徴とする固形燃料スラリー組成
物を提供するものである。
本発明に使用される分散剤は、ジシクロペンタ
ジエンとα,β−不飽和ジカルボン酸無水物との
付加共重合体のスルホン化物(以下「スルホン化
物」ということがある)である。
ここでα,β−不飽和ジカルボン酸無水物とし
ては、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水
イタコン酸などを挙げることができるが、反応
性、品質、経済性などの点から好ましくは無水マ
レイン酸である。
本発明において、分散剤として使用される前記
スルホン化物は、通常、ジシクロペンタジエンと
α,β−不飽和ジカルボン酸無水物とより付加共
重合体を製造した後スルホン化するが、これに限
定されるものではなく、ジシクロペンタジエンを
予めスルホン化した後α,β−不飽和ジカルボン
酸無水物と付加共重合することによつても得るこ
とができる。
本発明の分散剤は、ジシクロペンタジエンと
α,β−不飽和ジカルボン酸無水物の付加共重合
体のスルホン化物よりなるが、かかる付加共重合
体には、これらと更に共重合可能な他の単量体を
共重合することも可能である。
かかる他の単量体としては、オレフイン性二重
結合を有する脂肪族、脂環族、芳香族の炭化水
素、不飽和アミド、不飽和アルコール、不飽和エ
スチル、不飽和ニトリル、不飽和カルボン酸のエ
ステル、不飽和スルホン酸およびそのエステルな
ど、または脂肪族、脂環族、芳香族のアルコール
またはフエノール、またはアミノ基、エステル
基、ニトリル基、スルホン基を有するアルコール
またはジオールなど1種以上を任意の割合で用い
ることができる。この他の単量体の具体例として
は、例えばスチレン、ブタジエン、イソプレン、
メチルメタアクリレート、エチルアクリレート、
ブチルアクリレート、アクリル酸、メタクリル
酸、アクリロニトリルなどを挙げることができ
る。
このように、他の単量体を共重合させることに
よつて、また使用する他の単量体の種類を変える
ことによつて、スルホン化物の界面活性特性、付
加共重合体の重合収率、共重合比、ゲル化度など
を変えることができ、得られる組成物のスラリー
分散性を更に改善することもできる。
また、使用する固形燃料の種類によつて、共重
合する他の単量体の種類、量を適宜選択すること
により、その固形燃料の分散に適した分散剤を選
択することができる。
このようなスルホン化物を構成する単量体成分
の割合は、特に限定されるものではないが、α,
β−不飽和ジカルボン酸無水物1モルあたりジシ
クロペンタジエン0.5〜モル、好ましくは0.8〜1.5
モル、他の単量体0〜1モルの範囲が好ましい。
この際、α,β−不飽和ジカルボン酸無水物の含
量が過度に低い場合はゲル化して目的とする付加
共重合体が得られ難く、逆に過度に多くなるとス
ルホン基の導入の面で困難が生じ、固形燃料の分
散性が低下する。
スルホン化物の分子量は、水性分散剤としての
機能を果たす範囲内であれば、特に制限されない
が、通常は重量平均分子量で500〜100000、特に
好ましくは2000〜20000である。分子量が小さい
と分散性能が不充分であり、大きすぎると凝集剤
として作用するようになり分散性能が低下する。
次ぎに、かかるスルホン化物の製造方法の一具
体例を示すと次の通りである。
即ち、まずジシクロペンタジエンとα,β−不
飽和ジカルボン酸無水物および必要に応じて添加
される他の単量体を常法に準じてラジカル共重合
することによつて付加共重合体が得られる。この
重合反応は、通常、溶媒の存在下もしくは不存在
下にラジカル開始剤を用いて40〜100℃の温度で
2〜20時間重合することによつて行われる。この
際に重合温度が高くなるにつれてゲル化ジシクロ
ペンタジエンの分解が生じ易くなるので注意を要
する。また、反応に供する単量体の仕込み組成
は、目的とする付加共重合体に応じて適宜選択さ
れる。重合に用いられるラジカル開始剤は、例え
ばポリカルボン酸系重合体の合成に際して一般に
使用されているものであればいずれでもよく、そ
の具体的な例として、ベンゾイルパーオキサイ
ド、t−ブチルパーオキシビバレイトなどのごと
きパーオキシド系、α,α′−アゾビスイソブチロ
ニトリル、α,α′−アゾ−α−エチルブチロニト
リルなどのごときアゾビス系開始剤、レドツクス
系開始剤、過硫酸塩、過酸化水素などが例示され
る。
また、重合溶媒は必ずしも用いる必要はない
が、重合体のゲル化防止の点からシクロヘキサ
ン、アセトン、メチルエチルケトン、ジオキサ
ン、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエンなどのご
とき溶媒を用いることができる。
かくして得られた付加共重合体は、次いで水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水な
どのごときアルカリ水溶液中で中和され、ここで
酸無水物基の少なくとも一部が塩を形成している
付加共重合体の塩が得られる。かかる塩の具体例
としては、ナトリウム塩、カリウム塩などのごと
きアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、
カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土
類金属塩などが例示されるが、通常は性能および
経済性の見地からナトリウム塩、アンモニウム塩
が好ましい。
また、スルホン基および酸無水物基の中和の度
合は、重合体塩が水溶性または水分散性となる範
囲内で適宜選択すればよく、更にスルホン基およ
び酸無水物基がそれぞれ異なつた塩を形成してい
てもよい。
続いて、この付加共重合体の塩は、重亜硫酸塩
で代表されるスルホン化剤を反応せしめることに
よつてジシクロペンタジエンに起因する重合体中
の二重合にスルホン基を導入することにより目的
とする水性重合体塩が合成される。
反応に用いられるスルホン化剤としては、一般
に重亜硫酸のナトリウム塩、カリウム塩、アンモ
ニウム塩などの重亜硫酸塩が用いられるが、場合
によつては亜硫酸ガスを用いて系中で亜硫酸塩を
調製し、それを反応に供することもできる。また
反応に際しては、反応促進剤として酸化剤を併用
することが好ましく、その具体例としては、例え
ば過硫酸カリウムなどの過酸化物、硝酸カリウ
ム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウムなどの硝
酸塩、過酸化水素、酸素、有機過酸化物などが例
示される。
反応に供されるスルホン化剤の使用割合は、目
的とする生物に応じて適宜選択されるが、一般に
反応が定量的に進行するところから、理論量また
はやや過剰とするだけで充分である。
即ち、ジシクロペンタジエンを基準として該ジ
シクロペンタジエン1モルに対し0.5〜2モルが
好ましくは0.8〜1.2モルである。また、反応時の
PHは、8以下、好ましくは7〜5に制御すること
が適切であり、PHの値が過度に大きくなると反応
性が阻害され、逆に過度に小さくなると付加共重
合体塩の溶解性が劣るようになる。しかし、前記
のごときPHの範囲内であれば、反応性は速やかに
進行するので、反応条件は、通常、反応温度;室
温〜130度、反応時間;1〜24時間程度で充分で
ある。
本発明において分散剤として使用されるスルホ
ン化物中のスルホン基の含有量は、スルホン化反
応の条件、反応に供する付加共重合体の使用量な
どによつて異なるが、通常は付加共重合体中に存
在するジシクロペンタジエン単位の少なくとも20
モル%以上、好ましくは40モル%以上がスルホン
化したものが、得られる組成物の分散性の点から
好ましい。
本発明で使用されるスルホン化物のカチオン種
は、特に限定されるものでないが、水溶性にする
ためには、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、アンモニウム、アミンなどが好ましい。
前記アルカリ金属としては、ナトリウム、カリ
ウムなどを、アミンとしてはメチルアミン、エチ
ルアミン、プロピルアミン、ジメチルアミン、ジ
エチルアミン、トリエチルアミン、ブチルアミ
ン、ジブチルアミン、トリブチルアミンなどのア
ルキルアミン、エチレンジアミン、ジエチレント
リアミン、トリエチレンテトラミンなどのポリア
ミン、モルホリン、ピペリジンなどを、アルカリ
土類金属としてはカルシウム、マグネシウムなど
を例示することができる。
またこれらのカチオン種は、種々のイオン交換
技法により他種のカチオン種と相互に交換するこ
とが可能である。
かくして水性重合体塩(スルホン化物)の水溶
液が調製されるが、本発明においては、必要に応
じて水溶液から水性重合体塩を分離乾燥すること
によつて固形の水性重合体塩を得ることができ
る。
このような本発明の分散剤として使用されるス
ルホン化物の構造は、赤外線吸収スペクトルによ
つて1420および1580cm1付近におけるカルボキシ
ル基の吸収、1045および1200cm1付近におけるス
ルホン酸基の吸収により確認でき、これらの組成
比は電位差、電導度などの酸・アルカリ滴定によ
り知ることができる。また、核磁気共鳴スペクト
ルによるジシクロペンタン環などの存在によつて
その構造を確認することができる。
このようにして得られたスルホン化物を本発明
の分散剤として用いる場合には、固形燃料の種
類、粒径などによつて特性が変わるため一義的に
決めることはできないが、通常、重量平均分子量
が500〜100000、好ましくは2000〜20000である。
スルホン化物の重量平均分子量が低すぎると分
散性能が不充分であり、一方大きすぎると凝集剤
として作用するようになり分散性能が低下する。
また、本発明のスルホン化物は、イオン交換法
あるいは中和反応などにより酸型、またはアルカ
リ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミ
ンなどの塩に相互に交換することができる。
次ぎに、本発明に用いられる固形燃料は、石
炭、石油コークス、ピツチおよび木炭である。
石炭は、褐炭、亜瀝青炭、瀝青炭、無煙炭など
何れであつてもよく、またこれらをクリーン化し
た石炭でもよく特に制限はない。
石油コークスは、石油精製の際に蒸留による重
質残留として得られるアスフアルト、ピツチなど
を更に高温で熱分解して分解油を留出させた残留
コークスのことであり、一般に無材質を含有する
石炭に比較すると極めて水に濡れ難いものであ
る。
ピツチは、石油蒸溜の際の重質残留物および石
炭乾溜により得られるタールを蒸溜し油分を残し
た重質残留物であり、その軟化点は50〜180℃の
ものが好ましく、50℃より低いと粉砕が困難であ
る。ピツチは、石炭に比べると灰分および水分を
殆ど含まず、高発熱量のスラリー燃料とすること
ができる。
これらの固形燃料の粒度は、粉末であればどの
ような粒度であつてもよいが、現在火力発電所で
燃焼される微粉炭は、200メツシユパス分70重量
%以上のものであるから、この粒度が一応の目安
となる。
しかし、本発明に使用される分散剤は、固形燃
料の粒度および固形燃料の種類によつて影響され
るものではなく、どのような固形燃料粉末に対し
ても優れた効果を発揮する。
本発明の分散剤は、1種以上、必要に応じて後
記する界面活性剤、添加剤などと併用して、特に
限定されないが、濃度50〜85重量%の固形燃料ス
ラリーに添加される。
分散剤の添加量は、大きくなるほどスラリーの
粘度は低下するため、所望の粘度に応じた添加量
を選ぶことができ、スラリー組成物全量に対し、
通常、0.01〜10重量%でよいが、作業性および経
済性の観点から0.05〜1重量%が好ましい。
本発明のスラリー組成物に必要に応じて使用さ
れる界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン
系界面活性剤などが挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、例えばアルキ
ルポリエーテルアルコール、アルキルアリルポリ
エーテルアルコール、ポリオキシエチレン脂肪酸
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、ポリアルキレンオキサイドブロツク共
重合体などがあり、それらを配合したエチレンオ
キサイド系、ジエタノールアミン系、アンヒドロ
ソルビトール系、グリコシド系、グルコンアミド
系、グリセリン系、グリシドール系などの市販の
製品を分散剤あるいは粒子の湿潤剤として用いる
ことができる。
アニオン性界面活性剤としては、例えばドデシ
ルベンゼンスルホン酸塩、オレイン酸塩、アルキ
ルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハ
ク酸塩、リグニンスルホン酸塩、アルコールエト
キシサルフエイト、第2級アルカンスルホネー
ト、α−オレフインスルホン酸、タモールなどが
あり、それらを配合したカルボン酸系、硫酸エス
テル系、スルホン酸系、燐酸エステル系、アルキ
ルアリルスルホネート系などの市販の製品を分散
剤あるいは湿潤剤として用いることができる。
添加剤としては、例えば固形燃料中の灰分に含
まれる多価金属トラツプ用のキレート剤、テトラ
ポリ燐酸カリウム、クエン酸ソーダ、グルコン酸
ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、ポリカルボン酸
などがある。
また、発泡を抑えるために消泡剤を添加するこ
ともできる。消泡剤としては、例えばシリコンエ
マルジヨンなどが用いられる。冬期の凍結を防止
するため、凝固点降下剤を添加することも可能で
ある。凝固点降下剤としては、例えばエチレング
リコールなどの低級アルコール、または多価アル
コールなどが用いられる。
本発明のスラリー組成物の製造方法は、特に限
定されず、所望の方法で固形燃料、水および本発
明に用いられる分散剤を混合することからなる。
例えば固形燃料を予め乾式で粉砕した後、分散
剤を溶かした水溶中に混合する方法、スラリーを
作つた後分散剤を添加する方法、ミル中に固形燃
料、水、分散剤を加えて、該燃料を粉砕しながら
混合する方法など、任意の方法が実施できる。
作 用
固形燃料スラリー組成物中に本発明の分散剤が
存在すると、該燃料粒子表面に該分散剤が吸着さ
れ、得られる静電力と分散剤自体の比較的大きい
立体障害により粒子相互の接近が妨げられ、その
結果組成物の粘度低下と安定した分散性が得られ
る。
実施例
以下、実施例を挙げ本発明を更に詳細に説明す
る。なお実施例中%とあるのは、重量基準であ
る。
参考例 1
撹拌装置、温度計を備えてなる1の三ツ口フ
ラスコにに、まず酢酸エチル200gを仕込み、次
いでこれにジシクロペンタジエン132g、無水マ
レイン酸98g(モル比1:1)およびベンゾイル
パーオキサイド3gを加え、密閉して強撹拌下で
混合しながら、温度70〜78℃で8時間にわたり反
応させた。その後室温まで放冷後、反応混合物を
取り出し3のトルエン中に加えて充分混合し、
重合体を析出させた。この重合体を濾別後、トル
エンでよく洗浄した後、充分乾燥したところ、
135gの共重合体が得られた。この共重合体の重
量平均分子量は、4100であり、ジシクロペンタジ
エンと無水マレイン酸の組成モル比は、1:
0.74、沃素価は65であつた。
次ぎに、撹拌装置、温度計を備えてなる2の
ステンレス製オートクレーブに1Nの水酸化ナト
リウム250mlを仕込み、これに前記共重合体50g
を溶かし、更に35%亜硫酸水素ナトリウム水溶液
59gおよび硝酸カリウム1gを加え、90℃で6時
間反応させた。反応前と反応後のPHは、それぞれ
6.0と7.2であつた。このようにして得られたスル
ホン化物の4%水溶液の表面張力は、69.9dyne/
cmであり、反応前の57.3dyne/cmから大幅に上昇
していた。また、このものの重量平均分子量は、
5380であつた。このスルホン化物を参考例1と
し、第1表に示す。
参考例 2〜5
参考例1に準じ、重合反応における仕込みモル
比、ベンゾイルパーオキサイド量、反応温度およ
び反応時間を適宜変化させることにより、第1表
に示す性状を有する付加共重合体を得、このもの
を参考例1と同様にしてスルホン化した。この結
果を第1表に示す。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to solid fuel slurry compositions containing specific dispersants. Conventional technology Traditionally, an energy structure based on petroleum has been adopted, but due to the depletion of petroleum resources in recent years, coal,
Solid fuels such as petroleum coke and pituti are being rediscovered, and various ways to use them are being considered. However, unlike liquid fuels such as petroleum, these solid fuels are solid and therefore difficult to transport by ordinary pipelines, tank trucks, and the like. For this reason, conventional methods for transporting these solid fuels include pulverizing the solid fuel and mixing it with water to form a water slurry composition, or adding a surfactant to such a water slurry composition to produce the solid fuel. Measures have been proposed to improve the dispersibility and stability of fluorophores in water. Problems to be Solved by the Invention However, in the former water slurry composition, when the solid fuel concentration is increased, the viscosity of the composition increases and the fluidity deteriorates, while when the concentration is decreased, the stabilization of the slurry is impaired. In addition, there are problems in that combustion efficiency is deteriorated. Furthermore, even in the latter water slurry composition containing a surfactant, the dispersibility and stability of the slurry over time have not yet reached a fully satisfactory level. The present invention was made against the background of these conventional technical problems, and by employing a specific new dispersant, it is possible to give a slurry higher fluidity than conventional dispersants, and it can also last for a long time. An object of the present invention is to provide a solid fuel slurry composition that can maintain high fluidity even after being left for a long time. Means for Solving the Problems That is, the present invention provides dicyclopentadiene and α, β
- Provides a solid fuel slurry composition characterized in that solid fuel is dispersed in water using a sulfonated addition copolymer with an unsaturated dicarboxylic anhydride as a dispersant. The dispersant used in the present invention is a sulfonated product (hereinafter sometimes referred to as "sulfonated product") of an addition copolymer of dicyclopentadiene and an α,β-unsaturated dicarboxylic acid anhydride. Here, examples of the α,β-unsaturated dicarboxylic acid anhydride include maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, etc., but maleic anhydride is preferable from the viewpoint of reactivity, quality, economical efficiency, etc. It is. In the present invention, the sulfonated product used as a dispersant is usually produced by producing an addition copolymer from dicyclopentadiene and an α,β-unsaturated dicarboxylic acid anhydride and then sulfonating the product, but is not limited thereto. It can also be obtained by pre-sulfonating dicyclopentadiene and then addition copolymerizing it with an α,β-unsaturated dicarboxylic acid anhydride. The dispersant of the present invention is composed of a sulfonated addition copolymer of dicyclopentadiene and α,β-unsaturated dicarboxylic acid anhydride. It is also possible to copolymerize the monomers. Such other monomers include aliphatic, alicyclic, and aromatic hydrocarbons having olefinic double bonds, unsaturated amides, unsaturated alcohols, unsaturated ethyls, unsaturated nitriles, and unsaturated carboxylic acids. esters, unsaturated sulfonic acids and their esters, or aliphatic, alicyclic, aromatic alcohols or phenols, or alcohols or diols having amino groups, ester groups, nitrile groups, or sulfonic groups. Can be used in proportions. Specific examples of other monomers include styrene, butadiene, isoprene,
Methyl methacrylate, ethyl acrylate,
Mention may be made of butyl acrylate, acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, and the like. In this way, by copolymerizing other monomers and by changing the type of other monomers used, the surface active properties of the sulfonated product and the polymerization yield of the addition copolymer can be changed. , copolymerization ratio, degree of gelation, etc., and the slurry dispersibility of the resulting composition can be further improved. Further, by appropriately selecting the type and amount of other monomers to be copolymerized depending on the type of solid fuel used, a dispersant suitable for dispersing the solid fuel can be selected. The ratio of monomer components constituting such a sulfonated product is not particularly limited, but may be α,
0.5 to 1 mol of dicyclopentadiene, preferably 0.8 to 1.5 mol of dicyclopentadiene per mol of β-unsaturated dicarboxylic acid anhydride
mol, preferably in the range of 0 to 1 mol of other monomers.
At this time, if the content of α,β-unsaturated dicarboxylic acid anhydride is too low, it will gel and it will be difficult to obtain the desired addition copolymer, and if it is too high, it will be difficult to introduce the sulfone group. occurs, and the dispersibility of the solid fuel decreases. The molecular weight of the sulfonated product is not particularly limited as long as it functions as an aqueous dispersant, but the weight average molecular weight is usually 500 to 100,000, particularly preferably 2,000 to 20,000. If the molecular weight is too small, the dispersion performance will be insufficient, and if the molecular weight is too large, it will act as a flocculant, resulting in a decrease in the dispersion performance. Next, a specific example of a method for producing such a sulfonated product is as follows. That is, an addition copolymer is first obtained by radical copolymerization of dicyclopentadiene, α,β-unsaturated dicarboxylic acid anhydride, and other monomers added as necessary according to a conventional method. It will be done. This polymerization reaction is usually carried out using a radical initiator in the presence or absence of a solvent at a temperature of 40 to 100°C for 2 to 20 hours. At this time, care must be taken because gelled dicyclopentadiene tends to decompose as the polymerization temperature increases. Furthermore, the composition of the monomers used in the reaction is appropriately selected depending on the desired addition copolymer. The radical initiator used in the polymerization may be any one commonly used in the synthesis of polycarboxylic acid polymers, and specific examples thereof include benzoyl peroxide, t-butyl peroxybivalate, etc. Peroxide type initiators such as α,α′-azobisisobutyronitrile, azobis type initiators such as α,α′-azo-α-ethylbutyronitrile, redox type initiators, persulfates, peroxides, etc. Examples include hydrogen. Although it is not necessary to use a polymerization solvent, solvents such as cyclohexane, acetone, methyl ethyl ketone, dioxane, ethyl acetate, butyl acetate, and toluene can be used in order to prevent gelation of the polymer. The addition copolymer thus obtained is then neutralized in an aqueous alkaline solution such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia, etc., where at least a portion of the acid anhydride groups form a salt. A salt of the copolymer is obtained. Specific examples of such salts include alkali metal salts such as sodium salts, potassium salts, ammonium salts, amine salts,
Examples include alkaline earth metal salts such as calcium salts and magnesium salts, but sodium salts and ammonium salts are usually preferred from the viewpoints of performance and economy. In addition, the degree of neutralization of the sulfone group and the acid anhydride group may be appropriately selected within the range that makes the polymer salt water-soluble or water-dispersible. may be formed. Subsequently, the salt of this addition copolymer is prepared by introducing a sulfonic group into the polymerization caused by dicyclopentadiene by reacting with a sulfonating agent, typically a bisulfite. An aqueous polymer salt is synthesized. As the sulfonating agent used in the reaction, bisulfites such as sodium, potassium, and ammonium salts of bisulfite are generally used, but in some cases, sulfites are prepared in the system using sulfite gas. , it can also be subjected to a reaction. In addition, during the reaction, it is preferable to use an oxidizing agent as a reaction accelerator. Specific examples thereof include peroxides such as potassium persulfate, nitrates such as potassium nitrate, sodium nitrate, and ammonium nitrate, hydrogen peroxide, oxygen, Examples include organic peroxides. The proportion of the sulfonating agent to be used in the reaction is appropriately selected depending on the target organism, but since the reaction generally proceeds quantitatively, it is sufficient to use a stoichiometric amount or a slight excess. That is, based on dicyclopentadiene, the amount is 0.5 to 2 mol, preferably 0.8 to 1.2 mol, per 1 mol of dicyclopentadiene. Also, during the reaction
It is appropriate to control the PH to 8 or less, preferably 7 to 5; if the PH value becomes too large, the reactivity will be inhibited, and if the PH value becomes too small, the solubility of the addition copolymer salt will be poor. It becomes like this. However, as long as the pH is within the above range, the reactivity proceeds rapidly, and the reaction conditions are usually a reaction temperature of room temperature to 130 degrees Celsius and a reaction time of about 1 to 24 hours. The content of sulfone groups in the sulfonated compound used as a dispersant in the present invention varies depending on the conditions of the sulfonation reaction, the amount of addition copolymer used for the reaction, etc. at least 20 of the dicyclopentadiene units present in
It is preferred that at least mol%, preferably at least 40 mol%, be sulfonated from the viewpoint of dispersibility of the resulting composition. The cation species of the sulfonate used in the present invention is not particularly limited, but in order to make it water-soluble, hydrogen atoms, alkali metals, alkaline earth metals, ammonium, amines, etc. are preferred. Examples of the alkali metal include sodium and potassium, and examples of the amine include alkylamines such as methylamine, ethylamine, propylamine, dimethylamine, diethylamine, triethylamine, butylamine, dibutylamine, and tributylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, etc. Examples of alkaline earth metals include polyamines, morpholine, piperidine, etc., and calcium, magnesium, etc. as alkaline earth metals. These cationic species can also be interchanged with other cationic species by various ion exchange techniques. An aqueous solution of the aqueous polymer salt (sulfonated product) is thus prepared, but in the present invention, a solid aqueous polymer salt can be obtained by separating and drying the aqueous polymer salt from the aqueous solution, if necessary. can. The structure of the sulfonated product used as the dispersant of the present invention can be confirmed by infrared absorption spectrum by the absorption of carboxyl groups around 1420 and 1580 cm 1 and the absorption of sulfonic acid groups around 1045 and 1200 cm 1 . These composition ratios can be determined by acid/alkali titration such as potential difference and conductivity. Furthermore, the structure can be confirmed by the presence of dicyclopentane rings and the like in nuclear magnetic resonance spectroscopy. When using the sulfonated product obtained in this way as a dispersant of the present invention, the weight average molecular weight is usually is 500 to 100,000, preferably 2,000 to 20,000. If the weight average molecular weight of the sulfonated product is too low, the dispersion performance will be insufficient, while if it is too large, it will act as a flocculant, resulting in a decrease in the dispersion performance. Further, the sulfonated product of the present invention can be mutually exchanged into an acid form or a salt of an alkali metal, alkaline earth metal, ammonium, amine, etc. by an ion exchange method or a neutralization reaction. Next, the solid fuels used in the present invention are coal, petroleum coke, pitch and charcoal. The coal may be lignite, subbituminous coal, bituminous coal, anthracite, or any other coal, and there is no particular restriction on the coal. Petroleum coke is residual coke produced by distilling asphalt, pitch, etc., which are obtained as heavy residues from distillation during petroleum refining, at higher temperatures to distill cracked oil, and is generally made from coal containing non-materials. It is extremely difficult to get wet with water compared to . Pituchi is a heavy residue obtained by distilling tar obtained from petroleum distillation and coal dry distillation, leaving an oil content, and its softening point is preferably 50 to 180 °C, but lower than 50 °C. and is difficult to crush. Pitch contains almost no ash and moisture compared to coal, and can be used as a slurry fuel with a high calorific value. The particle size of these solid fuels may be any particle size as long as it is powder, but since the pulverized coal currently burned in thermal power plants is 70% by weight or more for 200 mesh passes, this particle size is suitable. is a rough guideline. However, the dispersant used in the present invention is not affected by the particle size and type of solid fuel, and exhibits excellent effects on any solid fuel powder. The dispersant of the present invention is added to the solid fuel slurry at a concentration of 50 to 85% by weight, although it is not particularly limited, in combination with one or more surfactants, additives, etc., which will be described later as necessary. The larger the amount of dispersant added, the lower the viscosity of the slurry, so the amount added can be selected according to the desired viscosity, and the amount of dispersant added can be selected according to the desired viscosity.
Usually, it may be 0.01 to 10% by weight, but from the viewpoint of workability and economy, 0.05 to 1% by weight is preferable. Surfactants that may be used as needed in the slurry composition of the present invention include nonionic surfactants, anionic surfactants, and the like. Examples of nonionic surfactants include alkyl polyether alcohols, alkylaryl polyether alcohols, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, and polyalkylene oxide block copolymers. Commercially available products, such as those based on diethanolamines, diethanolamines, anhydrosorbitols, glycosides, gluconamides, glycerols, and glycidols, can be used as dispersants or particle wetting agents. Examples of the anionic surfactant include dodecylbenzene sulfonate, oleate, alkylbenzene sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, lignin sulfonate, alcohol ethoxysulfate, secondary alkanesulfonate, and α-olefin sulfonate. , tamol, etc., and commercially available products such as carboxylic acid type, sulfuric acid ester type, sulfonic acid type, phosphoric acid ester type, and alkylaryl sulfonate type containing these can be used as dispersants or wetting agents. Examples of additives include chelating agents for trapping polyvalent metals contained in ash in solid fuels, potassium tetrapolyphosphate, sodium citrate, sodium gluconate, sodium polyacrylate, and polycarboxylic acids. Moreover, an antifoaming agent can also be added to suppress foaming. As the antifoaming agent, for example, silicone emulsion is used. Freezing point depressants can also be added to prevent freezing in winter. As the freezing point depressant, for example, a lower alcohol such as ethylene glycol, or a polyhydric alcohol is used. The method for producing the slurry composition of the present invention is not particularly limited, and consists of mixing solid fuel, water, and the dispersant used in the present invention in a desired manner. For example, solid fuel is dry-pulverized in advance and then mixed into an aqueous solution containing a dispersant, a slurry is made and then the dispersant is added, or the solid fuel, water, and dispersant are added to a mill and the Any method can be used, such as mixing the fuel while pulverizing it. Effect When the dispersant of the present invention is present in the solid fuel slurry composition, the dispersant is adsorbed onto the surface of the fuel particles, and the resulting electrostatic force and the relatively large steric hindrance of the dispersant itself prevent the particles from approaching each other. This results in reduced viscosity and stable dispersion of the composition. Examples Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Note that % in the examples is based on weight. Reference Example 1 First, 200 g of ethyl acetate was charged into a three-necked flask (1) equipped with a stirrer and a thermometer, and then 132 g of dicyclopentadiene, 98 g of maleic anhydride (molar ratio 1:1), and 3 g of benzoyl peroxide were added. was added, and the mixture was sealed and reacted at a temperature of 70 to 78° C. for 8 hours while mixing under strong stirring. Then, after cooling to room temperature, the reaction mixture was taken out and added to toluene in step 3 and mixed thoroughly.
A polymer was precipitated. After separating this polymer by filtration, it was thoroughly washed with toluene and thoroughly dried.
135 g of copolymer was obtained. The weight average molecular weight of this copolymer was 4100, and the composition molar ratio of dicyclopentadiene and maleic anhydride was 1:
0.74, and the iodine value was 65. Next, 250 ml of 1N sodium hydroxide was charged into a stainless steel autoclave equipped with a stirring device and a thermometer, and 50 g of the copolymer was added to this.
Dissolve and then add 35% sodium bisulfite aqueous solution
59 g and 1 g of potassium nitrate were added, and the mixture was reacted at 90° C. for 6 hours. The PH before the reaction and after the reaction are respectively
It was 6.0 and 7.2. The surface tension of the 4% aqueous solution of the sulfonate thus obtained is 69.9dyne/
cm, which had significantly increased from 57.3 dyne/cm before the reaction. In addition, the weight average molecular weight of this substance is
It was 5380. This sulfonated product is referred to as Reference Example 1 and is shown in Table 1. Reference Examples 2 to 5 According to Reference Example 1, by appropriately changing the charging molar ratio, amount of benzoyl peroxide, reaction temperature and reaction time in the polymerization reaction, an addition copolymer having the properties shown in Table 1 was obtained, This product was sulfonated in the same manner as in Reference Example 1. The results are shown in Table 1.
【表】
実施例1〜5、比較例1〜3
石炭は、オーストリア産で200メツシユパス分
を76%含有し、灰分6.5%、硫黄1.6%を含むもの
を用いた。水の中に予め第2表に記載した分散剤
(対石炭0.5%)を入れ、その中に所定量の石炭粒
子を徐々に入れ、ホモミキサーによつて3000rpm
で15分間撹拌して濃度70%の石炭スラリーを調整
した。
またこのようにして得られた石炭スラリーの粘
度を25℃において測定した。
その結果を第2表に示した。またその後、スラ
リーを放置し経時的に粘度を測定しその安定性を
見た。
第2表から本発明の石炭スラリー組成物が優れ
ていることが分かる。[Table] Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 3 Coal produced in Austria and containing 76% 200 mesh coal, 6.5% ash, and 1.6% sulfur was used. Add the dispersant listed in Table 2 (0.5% based on coal) into water, gradually add a predetermined amount of coal particles into the water, and mix at 3000 rpm with a homomixer.
A coal slurry with a concentration of 70% was prepared by stirring for 15 minutes. The viscosity of the coal slurry thus obtained was also measured at 25°C. The results are shown in Table 2. After that, the slurry was left to stand and its viscosity was measured over time to check its stability. It can be seen from Table 2 that the coal slurry composition of the present invention is excellent.
【表】
実施例6〜10、比較例4〜6
200メツシユパス分を70%含有し、灰分0.65%、
硫黄0.30%を含む石油コークスを用いた。水の中
に予め第3表に記載した分散剤を入れ、その中に
所定量の石油コークスを徐々に入れ、ホモミキサ
ーによつて3000rpmで15分間撹拌して石油コーク
ス水スラリーを調整した。
石油コークス濃度は70%、分散剤の添加量は対
石油コークス0.5%一定とした。
このようにして得られたスラリー粘度を25℃に
おいて測定し、結果を第3表に示した。またスラ
リーを30日放置した後、スラリー粘度も測定し、
その安定性を調べた。第3表から本発明の石油コ
ークス水スラリー組成物の優れていることが分か
る。[Table] Examples 6 to 10, Comparative Examples 4 to 6 Contains 70% of 200 mesh pass, ash content of 0.65%,
Petroleum coke containing 0.30% sulfur was used. A dispersant listed in Table 3 was added to water in advance, and a predetermined amount of petroleum coke was gradually added thereto, followed by stirring at 3000 rpm for 15 minutes using a homomixer to prepare a petroleum coke water slurry. The petroleum coke concentration was 70%, and the amount of dispersant added was constant at 0.5% of the petroleum coke. The viscosity of the slurry thus obtained was measured at 25°C and the results are shown in Table 3. In addition, after the slurry was left for 30 days, the slurry viscosity was also measured.
We investigated its stability. It can be seen from Table 3 that the petroleum coke water slurry composition of the present invention is superior.
【表】【table】
【表】
実施例11〜15、比較例7〜9
固形燃料として軟化点120℃の石油ピツチをミ
ルで乾式粉砕した200メツシユパス分を73%含む
ものを用いた以外実施例6と同様にしてピツチス
ラリーを製造した。その結果を第4表に示す。[Table] Examples 11 to 15, Comparative Examples 7 to 9 Pitch slurry was prepared in the same manner as in Example 6, except that 73% of 200 mesh pass obtained by dry-pulverizing petroleum pitch with a softening point of 120°C in a mill was used as the solid fuel. was manufactured. The results are shown in Table 4.
【表】
発明の効果
本発明の固形燃料スラリー組成物は、前記の如
き特定の分散剤を選択することにより、従来の技
術に比しスラリー粘度を低下させることができ、
従つてスラリー粘度の分散性、流動性が良好であ
り、発泡性も少なく、パイプラインによる輸送に
好適である。[Table] Effects of the Invention By selecting the specific dispersant as described above, the solid fuel slurry composition of the present invention can reduce the slurry viscosity compared to the conventional technology,
Therefore, the slurry has good viscosity dispersibility and fluidity, has little foaming property, and is suitable for transportation by pipeline.
Claims (1)
ルボン酸無水物との付加共重合体のスルホン化物
を分散剤として、固形燃料を水に分散させたこと
を特徴とする固形燃料スラリー組成物。1. A solid fuel slurry composition characterized in that solid fuel is dispersed in water using a sulfonated addition copolymer of dicyclopentadiene and α,β-unsaturated dicarboxylic acid anhydride as a dispersant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27415584A JPS61152796A (en) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | Solid fuel slurry composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27415584A JPS61152796A (en) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | Solid fuel slurry composition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS61152796A JPS61152796A (en) | 1986-07-11 |
JPH0367557B2 true JPH0367557B2 (en) | 1991-10-23 |
Family
ID=17537794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27415584A Granted JPS61152796A (en) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | Solid fuel slurry composition |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS61152796A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6443597A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-15 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | Solid fuel slurry composition |
JPS6456791A (en) * | 1987-08-28 | 1989-03-03 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | Slurry composition of solid fuel |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP27415584A patent/JPS61152796A/en active Granted
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Publication number | Publication date |
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JPS61152796A (en) | 1986-07-11 |
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