JPH04314787A - 石炭水スラリ用分散安定化剤 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は石炭粉末を水中に分散さ
せパイプライン輸送可能な状態に分散、安定化させる石
炭水スラリ用分散安定化剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年エネルギ源として見直されてきた石
炭について、石油に比べその欠点である固体であること
に伴なうハンドリング上の問題を解決すべく、石炭粉末
を水中に分散させてスラリ状にし、パイプライン輸送を
解決し石炭の用途を拡げようとする試みが種々なされて
いる。

【０００３】流動性があり、しかも高濃度である石炭水
スラリを調整するために、分散化剤である界面活性剤を
加えて、その作用により石炭粒子をばらばらにほぐす作
用や、分散した石炭粒子が互に凝集するのを防ぐ作用な
どを起し、良好な分散状態を作り出すことを期待して各
種の分散化剤が開発されている。

【０００４】分散化剤を用いた場合、石炭濃度を高めス
ラリの粘度を高くすることで貯蔵安定時の安定性を確保
できるものもあるが、スラリは図１（レオロジー測定例
）の■の部分にその事例を示したように、僅かな石炭濃
度の変化で、その見掛け粘度が著しく変化する範囲であ
る。

【０００５】この現象は石炭水スラリをプラントで製造
しようとしたとき、石炭濃度の調整を厳密に管理するこ
とを要求するものであり、原料石炭の水分含有量等の性
状のばらつきを考慮すれば、プラントとしては非常に複
雑でかつ制御を厳密に行うことが要求され、必然的にプ
ラントの価格を押し上げることになる。

【０００６】この他、石炭水スラリは高濃度でハンドリ
ングした場合、含まれる石炭粒子同志がこすれ合って微
粒子化することで、その体積濃度が増加することによる
スラリ粘度の上昇、分散剤の不足等が発生することも実
験により確められている。

【０００７】上述のような理由により、石炭水スラリは
図１の■の領域で示すような石炭濃度の変化が比較的ス
ラリ粘度に影響を与えない領域で製造することが望まし
いが、その場合の欠点は貯蔵時に石炭粒子の分離現象が
発生し、そのために閉塞、堆積等の故障につながる他、
スラリとして濃度不均一という使用上の問題を引き起す
。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】既存の分散剤と石炭及
び水からなる石炭水スラリでは、低粘度のスラリを作れ
ばその安定性に問題があり、高粘度のスラリでは製造技
術上に問題がある。このような観点から問題の発生しに
くい低濃度で、安定性に必要な粘度を付与する製造方法
が必要となってくる。分散剤の他に増粘剤が石炭水スラ
リ製造用として配給され、スラリの性能を高めるよう工
夫されるわけである。既にこの種の増粘剤としてはキサ
ンタンガム、グアーガム、カルボキシメチルセルローズ
等に代表される多糖類が公知であるが、これらは有機物
であるため用いたときの腐敗等化学変化が予想され、そ
の対策として防腐剤等の併用が必要になっている。

【０００９】本発明は上記水準に鑑み、増粘効果を有し
化学変化を受けにくく、かつ資源的に豊富で安価な石炭
水スラリを製造することが目的とし、公知の分散剤と組
合せて使用することで、高濃度でしかも安定な石炭水ス
ラリ製造のための分散安定化剤を提供しようとするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明はスチレンスルホ
ン酸重合物又はその塩と粘土鉱物を含むことを特徴とす
る石炭水スラリ用分散安定化剤である。

【００１１】本発明で使用するスチレンスルホン酸重合
物又はその塩としては分子量１，０００〜１，０００，
０００のものが好ましく、塩としてはナトリウム塩、カ
ルシウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩などがあ
げられる。

【００１２】また、粘土鉱物としてはモンモリロナイト
、ベントナイト、アタバルジャイト、セピオライト及び
スメクタイトなどが使用される。

【００１３】スチレンスルホン酸重合物又はその塩と粘
土鉱物との混合比は、スチレンスルホン酸重合物又はそ
の塩／粘土鉱物＝０．１ｗｔ％／０．０１ｗｔ％〜５ｗ
ｔ％／５ｗｔ％の範囲が好ましい。

【００１４】本発明の石炭水スラリ用分散安定化剤を適
用できる石炭の種類としては、サクソンベール炭（豪州
）、セロホン炭（コロンビア）、グリーンヒルズ炭（カ
ナダ）、ワークワース炭（豪州）、レミントン炭（豪州
）などがあげられる。

【００１５】

【作用】上述の石炭水スラリ用分散安定化剤を用いてス
ラリを調整する。石炭水はスラリ状態で灰分の影響の比
較的弱いニュートン流体的挙動を示し易いものがある。 一方灰分の影響の大きな石炭のスラリは、灰粒子の懸濁
による増粘等により流動性をさまたげられるのが、ポリ
カルボン酸の灰分の影響を抑制する公知の薬剤により、
スラリの安定性を維持する範囲内で流動化を制御できる
。しかし灰分の影響の小さい石炭のスラリでは、流動性
はよいが、貯蔵安定性のために増粘等によりスラリ性状
の改善の必要がある。

【００１６】本発明の石炭水スラリ用分散安定化剤は通
常の調整で貯蔵安定性に劣る石炭水スラリのスラリ性状
を改善するために用いる。

【００１７】

【実施例】本発明の石炭水スラリ用分散安定化剤は、ス
チレンスルホン酸重合物等の石炭分散剤とコロイド状で
水中に懸濁できる粘土鉱物類とからなるものである。本
分散安定化剤は、石炭分散剤による分散効果と、粘土鉱
物類による増粘性によって貯蔵安定化効果を複合させる
ためのもので、石炭分散剤中に粘土鉱物類をあらかじめ
分散させたものである。以下実施例により説明する。

【００１８】（例１）モンモリロナイトを主成分とする
市販のベントナイトをボールミルで粉砕して微粒子（１
μ以下９９％）を調整し、これを希アルカリ〔ＮａＯＨ
，Ｃａ（ＯＨ）２　，Ｍｇ（ＯＨ）２　等〕水溶液でペ
ースト化してスチレンスルホン酸重合物のナトリウム塩
（平均分子量：１０，０００）水溶液に分散させた。ス
チレンスルホン酸重合物のナトリウム塩の濃度を１５ｗ
ｔ％、ベントナイトの濃度を３．８ｗｔ％となるように
調整した。この混合分散剤を使用し豪州炭のサクソンベ
ール炭の微粉末（７２μ以下８０％）を使用し、６５ｗ
ｔ％のスラリを調整した。スチレンスルホン酸重合物の
ナトリウム塩は対石炭０．８ｗｔ％、ベントナイトは対
石炭０．２ｗｔ％となるように調整した。

【００１９】一方、ベントナイトを含まない添加剤での
スラリも同様の手法で調整し、双方のレオロジ測定を実
施した結果を図１に合せて示した。

【００２０】図１で■はベントナイトを含む添加剤の場
合、■は添加しない場合で、この比較から、ベントナイ
トを含む添加剤のレオロジーカーブの昇速時と降速時の
えがくヒステリシスの量はほとんど変化させずに、粘度
を増加させ、安全性を増大させることができることを示
している。この粘度の増加は貯蔵安定性の増大につなが
り良好な結果を与える。

【００２１】調整したこれらのスラリをガラス製シリン
ダに貯蔵し、石炭の沈降状況を経日変化で測定した結果
を表１に示した。表１により粘土粒子を含む添加剤がス
ラリの貯蔵安定性に大きく寄与していることは明らかで
ある。

【表１】表１　　堆積物形成比率（単位：ｗｔ％）

【０
０２２】（例２）通常の調整方法では貯蔵安定性がかな
り劣る中国産の神木炭に対して粘土粒子を含むスラリ分
散安定化剤の効果を測定した。粘土としてはアタバルジ
ャイトを使用し、ボールミルで微粉砕（１μ以下９９％
）した後、アルカリ水溶液でペースト状にし、水で希釈
後静置し、上澄みをとり、その中の粘土分を乾燥、灰化
により測定し、スチレンスルホン酸塩重合物の水溶液に
上澄みを加え、スチレンスルホン酸塩重合物１５ｗｔ％
、アタバルジャイト３．８ｗｔ％となるように調整して
スラリ分散安定化剤とした。スラリは神木炭の乾微粉（
７２μ以下８０％）を使用し、６１ｗｔ％となるように
調整してスチレンスルホン酸塩重合物を対石炭０．８ｗ
ｔ％、アタルバルジャイト０．２ｗｔ％とした。

【００２３】このスラリと別にスチレンスルホン酸塩重
合物０．８ｗｔ％のスラリを調整し、それぞれをガラス
製シリンダに静置貯蔵した試験結果を表２に示した。こ
れによっても例１と同様、粘土鉱物を加えたスラリ分散
安定化剤の有効性が示された。

【表２】表２　　堆積物形成比率（単位：ｗｔ％）

【０
０２４】

【発明の効果】本発明の石炭水スラリ用分散安定化剤に
より、石炭水スラリの静置安定性を増大させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の効果に関係するレオロジー測定例を示
す図表。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スチレンスルホン酸重合物又はその塩
   と粘土鉱物を含むことを特徴とする石炭水スラリ用分散
   安定化剤。