JPH04114093A - 高寿命石炭―水スラリー組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、湿式法で製造される石炭−水スラリー組成物
、さらに詳しくはポンプ輸送可能でそのまま発電所等の
ボイラー燃料として使用できる高寿命石炭−水スラリー
組成物に関するものである。

（従来の技術） 近年石油資源の枯渇や価格の高脇により石炭の利用が再
認識され、その利用方法が種々挽割されている。ところ
が石炭は固体であり、ポンプ輸送ができないので、ポン
プ輸送が可能であり、かつそのまま発電所等のボイラー
燃料として燃焼することができる微粉炭の水スラリーが
注目されている。しかし薬剤を用いずに石炭と水のスラ
リーを製造すると、スラリーの粘度が高くなるので石炭
濃度の高い水スラリーを製造することができない。

また、石炭と一口に言っても褐炭、亜瀝青炭。

瀝ｒｆ炭、無煙炭と幅広く、また灰分が３％以下の低灰
分含有石炭から２０％以上の高灰分含有石炭まで千差万
別である そこでこれらの石炭に応じた粘度の低い水スラリーを製
造するための添加剤について研究が行なわれている。

例えば、灰分が３％以下の低灰分含有石炭についてはす
でに未発明者らは特開昭６３−２５８９９０号公報に開
示している。

しかしながら、灰分が２０％以上の高灰分含有石炭につ
いては適した添加剤が無いのが実情であった。事実、特
開昭５６−２１６３６号公報や同５６−１３６６６５号
公報に開示された縮合度が１．２〜３０のナフタレンス
ルホン酸のホルマリン縮合物またはその塩を用いても高
灰分含有石炭には全く適さずスラリーは製造できなかっ
た。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、これらの開題点を解決し、寿命の長い自己泣
動性を持った高寿命石炭−水スラリー組成物を提供する
こゝとを課題とする。

（ｆｆ１題を解決するための手段） 本発明の高寿命石炭−水スラリー組成物は（Ａ）灰分を
２０％以上有する石炭と （Ｂ）リグニンスルホン酸ナトリウムと（Ｃ）リン酸塩
、ヒドロキシカルボン酸塩およびポリ（メタ）アクリル
酸塩からなる群より選ばれた少なくとも一種と （Ｄ）水 からなる高寿命石炭−水スラリー組成物において、（Ｂ
）と（Ｃ）の割合（重量）が１０／９０〜６０／４０で
、かつ（Ｂ）と（Ｃ）の合計が組成物中に０．１〜１．
０％存在するように添加することを要旨とするものであ
る。

本９．明における（Ａ）成分の石炭としては、灰分が２
０９６以上含まれていることを必須条件とし。

具体的には褐炭、亜ＵＷ炭、瀝青炭、無煙炭等が挙げら
れる。

（Ｂ）成分のりゲニンスルホン酸ナトリウムとしては、
木材チップをスルホン化して得られるものが挙げられ、
具体的には化学処理工程で加水分解反応、酸化反応、脱
スルホン化反応または脱メチル化反応等を受けた変性リ
グニンスルホン酸ナトリウムまたは縮合反応による縮合
リグニンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。

（Ｃ）成分のリン酸塩としては、ビロリン酸、へキサメ
タリン酸、トリポリリン酸等、ヒドロキシカルボン酸塩
としてはクエン酸、酒石酸、リンゴ酸、ブドウ酸、タル
トロン酸、サリチル酸等の、いずれもナトリウム塩、カ
リウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、アンモニウ
ム塩が挙げられ、さらにポリ（メタ）アクリル触塩とし
ては好ましくは分子量が１万以下のものが挙げられる。

尚、これらの塩タイプとしては、例えばナトリウム塩、
カリウム塩などのアルカリ金属塩、カルシウム塩、マグ
ネシウム塩などのアルカリ土類金！Ａ塩、アンモニウム
塩またはアミン塩などが挙げられる。

本発明の高寿命石炭−水スラリー組成物は、上記の通り
、（Ａ）成分と（Ｂ）成分と（Ｃ）成分に（Ｄ）成分の
水からなり（Ｂ）と（Ｃ）の割合が１０／９０〜６０／
４０でかつ（Ｂ）と（Ｃ）の合計が組成物中に０．１〜
１．０％存在するように添加することを必須とするもの
である。（Ｂ）と（Ｇ）の割合がこの範囲から外れた場
合、スラリーはゲル化し、Ｕ的とする組成物を得ること
ができない、また（Ｂ）と（Ｃ）の合計が０．１％より
少ないとスラリーはゲル化し、１％より多いとスラリー
の粘度が急激に上昇する。

従って（Ｂ）と（Ｃ）の割合と（Ｂ）と（Ｃ）の合計の
添加量を守ることが特に重要である。

本発明の（Ｂ）成分と（Ｃ）成分を使用して製造される
石炭−水スラリー組成物は湿式にて製造され、Ａ体重に
は粉砕機へ（Ａ）成分の高灰分含有石炭と（Ｂ）および
（Ｃ）　Ｉｊｉ、分の添加剤と（Ｄ）成分の水を加え、
石炭を粉砕しながら製造する。

この時の（Ｂ）および（Ｃ）成分は最初に一括添加して
も良く、また途中において多段に分割添加しても良い、
また、−度、低濃度で石炭と水を粉砕機に入れ、低濃度
のスラリーを製造した後、脱水してそこへＣＢ）および
（Ｃ）成分を添加して混合する方法でも良い。

（Ｂ）および（Ｃ）成分は分割して使用するのではなく
、あらかじめ混合しておき、同時に使用することが好ま
しい。

しかし、末完ｕｌｊは、これらの特定の製造方法に限定
されるものではなく、石炭を水中で粉砕する工程を含む
製造方法すべてを対象としたものである。

また水スラリー中の石炭粒度もどのような粒度であって
もよいが、現在火力発電所で燃焼される微粉炭は２００
メツシュパス７０％以上のものであるから、この粒度が
目安である。

しかし、本発明の石炭−水スラリー組成物は。

粒度によって影響されるものではなく、どのような粒径
においても高寿命の石炭−水スラリー組成物を提供する
ものである。

（作用） 一般に添加剤を用いなければ１石炭−水スラリーは、石
炭濃度が５０％前後で流動性が無くなるが、高灰分含有
石炭を用いると石炭濃度４０％でも流動性のあるスラリ
ーを得ることはできない、しかしながら、本発明の（Ｂ
）　Ｊｊｉ：分とＣＣ）　Ｉ＆、分を（Ａ）成分の高灰
分含有石炭に用いると、著しく粘度が低下し、石炭濃度
６０％以上、特に６５％以上においても流動性を有する
ものとなり、スラリーの経時変化も全く見られず、１ケ
月間静置しておいても石炭の凝集及び沈降も全く生じて
おらず、タンク内から容易に払い出すことのできる高寿
命石炭−水スラリー組成物を得ることができる。

（実施例） 以下に本発明の実施例および比較例を示す。

これらの中の％は重量基準である。

実施例 第１表に用いた石炭の灰分含有量および（Ｂ）成分と（
Ｃ）成分の種類について示す、なお１石炭−水スラリー
は次の２種の方法で製造した。なお。

石炭は乾式ミルで粒径的２ｍｍに粗粉砕したものを用い
た。

（Ａ）法：粗砕炭（約３１以下）と水と添加剤を所定量
ボールミルに投入して、石炭粒 度が２００メツシュ通過［６０％にな るまで粉砕した。

（Ｂ）法：粗砕炭（約３ｓ＋ｍ以下）と水を所定量ボー
ルミルに投入して、石ｔｅ度３０ ％で１石炭粒度が２００メツシュ通過 ｉ６０％のスラリーを製造した。この 後所定濃度まで脱水し、そこへ添加剤 を加え、ラボデイスパーにて攪拌しス ラリーを得た。

なお、製造したスラリーは以下に示す試験方法により評
価した。

ｌ）スラリー粘度：２５℃にてハーケ回転粘度計、ズリ
速度１００５ｅｃ−１で測定した。

２）スラリーの寿命：ポット法にて測定した。

すなわち製造したスラリーを２５０ｍＪＬの広口ポリビ
ンに入れて１ケ月間静置した後、ポリビンからスラリー
を自然落下によって払い出し、５腸膳の篩を通過させる
。

この時ポリビン内に残った星および５■■篩上のスラリ
ー量を凝集量として測定し、全スラリーに対する凝集率
（％）を求めた。

また１ケ月静ｉ後のスラリー粘度も測定した。

凝栗督が小さく、粘度が製造ｖｉ後と変わっていないス
ラリー程、寿命の長い良好なスラリーである。

評価結果を第２表に示す。

第２表から明らかなように本発明に従い、（Ａ）法また
はＣＢ）法で石炭−水スラリーを湿式製造することによ
り、石炭濃度６５％で粘度が８５０ｃｐ前後の流動性の
良いスラリーが得られた。

また、スラリーは１ヶ月静ｚした後も凝集物が５％と以
下と少なく、スラリー粘度もほとんど上昇しておらず、
寿命の長い高濃度石炭−水スラリー組成物を得ることが
できた。

一方、本発明の必須条件を満たさない比較例の場合、各
々（Ｂ）成分単独、（Ｃ）成分単独では粘度が１０００
０ｃｐとなり流動性が悪かった。また（Ｂ）成分と（Ｃ
）成分の配合比、及びＣＢ）成分と（Ｃ）成分の添加量
が本発明の条件を満たさない場合、スラリー粘度が２０
００ｃｐ以上となり粘度が高かった。

（発Ｉｙ１の効果） 本発明に従って得られる石炭−水スラリー組成物は、ス
ラリーの経時変化、及び１ケ月間静ｚ後の石炭の凝集、
沈降等が全く認められず、タンク内からポンプによって
容易に払い出すことが可能な、低粘度かつ寿命の長い自
己流動性高濃度石炭水スラリーを提供する。

すなわち、（Ｂ）成分と（Ｃ）成分とを（Ａ）成分であ
る灰分が２０％以上含有される高灰分含有石１にに極め
て限定した組み合わせ、限定した添加量で使用したとき
にのみ効果を発揮することを見出したものである。

このように、末完ＩＪＪに従って得られる（Ｂ）成分と
（Ｃ）成分の併用がすぐれた性能を有する理由を考察す
れば、（Ｂ）成分のりゲニンスルホン酸ナトリウム塩は
比較的水中での解離が大きく、しかもそのネジ殊構造に
よって１粒子表面に強固に吸着した後、静電気要因によ
り、粒子の凝集を防ぎ、これによって石炭の凝集沈降を
防止し、スラリーの経時変化がほとんど起こらないもの
と考えられる。

また（Ｃ）成分のリン醒塩あるいはヒドロキシカルボン
酸塩あるいはポリ（メタ）アクリル酸塩は石炭粒子より
剥離してくる重金ｊ！類灰分に選択的に吸着し、灰粒子
表面に吸着層を形成し、石炭粒子同様状粒子を分散させ
る効果に優れ、凝集を防止するものと考えられる。

但し、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分単独の使用では、これら
の効果が発揮されず、両者を本発明の割合で使用した時
に始めて、相剰効果によって上記の機能が発揮されてく
ると考えられる。

従って、（Ａ）成分である２０％以上灰分を含有する石
炭に（Ｂ）成分と（Ｃ）成分を使用する場合、（Ｂ）　
ｒ＆分と（Ｃ）成分の割合、添加量を守ることは特に重
要である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）灰分を２０％以上有する石炭と （Ｂ）リグニンスルホン酸ナトリウムと （Ｃ）リン酸塩、ヒドロキルカルボン酸塩およびポリ（
   メタ）アクリル酸塩からなる群より選ばれた少なくとも
   一種と （Ｄ）水 からなる高寿命石炭−水スラリー組成物において、（Ｂ
   ）と（Ｃ）の割合（重量）が１０／９０〜６０／４０で
   、かつ（Ｂ）と（Ｃ）の合計が組成物中に０．１〜１．
   ０％存在するように添加することを特徴とする高寿命石
   炭−水スラリー組成物。