JPH0517784A - 高濃度石炭−水スラリー用添加剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高濃度石炭−水スラリーを得るための添加
剤。 【構成】 （アルキル）ナフタレンスルホン酸と、不飽
和化合物くり返し単位からなるポリマーのスルホン化物
をアルデヒドで反応せしめた縮合物、又はその塩を必須
成分として含有することを特徴とする高濃度石炭−水ス
ラリー用添加剤。 【効果】 石炭濃度が高く、長期間に亙り自己流動性を
保つ、高濃度石炭−水スラリーが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湿式法で製造される石
炭−スラリー用添加剤、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
高濃度石炭−水スラリーを得るための添加剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年石油資源の枯渇や価格の高騰により
石炭の利用が再確認され、その利用方法が種々検討され
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。石炭濃度が低ければ輸送効率が低下し、さら
に燃焼前に脱水工程が必要となるため費用がかかる。そ
こで高濃度石炭−水スラリーの粘度を下げる減粘剤につ
いて研究が行われている。

【０００３】従来、これらの減粘剤としては、ナフタレ
ンスルホン酸ホルマリン縮合物塩（特開昭５６−２１６
３６号）や、アクリル酸またはメタクリル酸と他のビニ
ルモノマーの共重合物（特開昭５６−５７８９０号）、
ポリスチレンスルホン酸塩や、他のビニルモノマーとの
共重合物（特開昭５７−１４５１８７）、アルキレンオ
キシド鎖を有するビニルモノマーを含む共重合物（特開
昭６２−１２１７８９）、リグニンスルホン酸（特開昭
５８−４５２８７）等多くの特許出願がなされている。
又、特開平１−１１５４４５号には分散剤組成物とし
て、ナフタレンとスチレン−マレイン酸共重合体のスル
ホン化物をホルマリン縮合したものが有効であることが
記載されているが、これらはいずれも相応の効果を有す
るものの、実用性の観点からは高濃度化性及び長期安定
性において不充分であった。

【０００４】

【問題を解決するための手段】この発明は、このような
従来の問題点に着目してなされたものである。すなわ
ち、（アルキル）ナフタレンスルホン酸と下記の（Ｉ）
式で示されるくり返し単位からなるポリマーのスルホン
化物をアルデヒドで反応せしめた縮合物、又はその塩を
必須成分として含有することを特徴とする高濃度石炭−
水スラリー用添加剤。

【化２】 ……（Ｉ） Ｒ₁ は水素又は炭素数１〜４のアルキル基 Ａは（１）炭素数２−１８のオレフィン （２） 〃 不飽和モノカルボン酸 （３）不飽和カルボン酸エステル （４）アルキレンオキシド付加ビニルモノマー （５）炭素数２−１８の不飽和スルホン酸 （６） 〃 不飽和アルコール の中から選ばれる１種以上のモノマー ｍ，ｎは整数でｍ／ｎ＝１０／０〜１／９を満たす範囲

【０００５】（アルキル）ナフタレンとしては、ナフタ
レン、メチルナフタレン、ブチルナフタレン等が使用さ
れる。式（Ｉ）に示すポリマー（以下、本ポリマーとい
う。）としては、具体的にはポリスチレンおよびスチレ
ンや炭素数１〜４のアルキル基を有するアルキルスチレ
ンと他のビニルモノマーとの共重合物があげられる。他
のビニルモノマーとしては、エチレン、プロピレン、イ
ソブチレン、ブタジエン、イソプレン等の炭素数２−１
８のオレフィン類、アクリル酸、メタクリル酸等の炭素
数２−１８の不飽和モノカルボン酸類、アクリル酸エチ
ル、メタクリル酸メチル、マレイン酸モノブチルエステ
ル、イタコン酸、ジエチルエステル等の不飽和カルボン
酸エステル類、エチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド、α−オレフィンエポキシド等が
付加されたアリルアルコール、アクリル酸、マレイン
酸、アクリルアミド等のアルキレンオキシド付加ビニル
モノマー類、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸等
の炭素数２−１８の不飽和スルホン酸類、アリルアルコ
ール等の炭素数２−１８の不飽和アルコール類があげら
れ、この中の１種以上のモノマーが共重合に供される。
ビニルモノマーの１種以上との共重合物が使用される。
本ポリマーにおけるスチレン骨格を有するモノマーと他
のビニルモノマーの組成比は１０／０〜１／９（モル
比）であり、分子量は、重量平均分子量で１０００〜２
０万、好ましくは２０００〜１０万である。

【０００６】スルホン化剤としては、硫酸、発煙硫酸、
無水硫酸、クロル硫酸等を用いる。本ポリマーのスルホ
ン化物は、本ポリマーをスルホン化剤にてスルホン化し
てもよいし、重合原料として、スチレンスルホン酸等の
予めスルホン化されたモノマーを使用して本ポリマーを
製造してもよい。

【０００７】縮合反応に用いるアルデヒドとしては、ホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド
等があげられるが、ホルムアルデヒドが一般的である。

【０００８】中和塩としては、Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金
属塩、Ｃａ，Ｍｇ等のアルカリ土類金属塩，ＮＨ₃ ，ア
ミン等があげられる。

【０００９】本発明の組成物において、ナフタレンと本
ポリマーの組成比は９／１〜１／９（重量比）が好適で
ある。石炭−水スラリーに使用される石炭は、無煙炭、
瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭又はそれらをクリーン化した石
炭など、どのような石炭であってもよい。ここに、クリ
ーン化した石炭というのは、石炭中より無機物、例えば
灰分及び硫黄などを除去したものである。因に、クリー
ン化方法としては、例えば重液分離方法、油凝集法（Ｏ
ｉｌ Ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ法；以下ＯＡ法とい
う）、浮遊選炭法等があるが、その他の精炭法でも利用
できる。なお、本発明添加剤の効果は、対象石炭の粒度
に左右されないので、水スラリー中の石炭粒度も任意で
あるが、現在火力発電所が使用している微粉炭は、２０
０メッシュ、通過量７０％以上のものであるから、この
程度の粒度が大凡の目安となる。

【００１０】本発明の添加剤は、石炭−水スラリーを湿
式法にて調製する際、最初から一括して添加されても又
は調製の途中で分割して添加されてもよい。或はまた、
石炭−水スラリーの調製後に添加されてもよい。この
他、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、濃縮したものに添加し、混合する方法も
有用である。但し、本発明思想はこれらの特定の調製法
とは関係がなく、添加剤が最終的にスラリー中に実質的
均一に溶解又は分散しておれば足りるから、任意のスラ
リー製造法を採用することができる。

【００１１】本発明の添加剤の使用量は、石炭−水スラ
リーに対して、０．０１〜５．０重量％、好ましくは
０．０３〜２．０重量％であり、この量ですぐれた効果
を発揮する。

【００１２】石炭−水スラリーの流動性の限界は、石炭
の種類や粘度によって異なるが、一般に添加剤を用いな
ければ、石炭濃度５０％前後で流動性がなくなるが、本
発明の添加剤を用いれば、著しく粘度が低下するため、
石炭濃度を６０％以上、更に６４％以上でも流動性を有
するものである。また、スラリーの経時変化もなく、通
常、添加剤を用いなければ、静置後数時間から沈降がは
じまるが、本発明の添加剤を用いれば、１ケ月以上安定
な石炭−水スラリーが得られる。また、本発明の添加剤
は構成される原料が、実用的なものであり、極めて経済
的に製造できることより、総合的に石炭−水スラリーを
実用ならしめるものである。

【００１３】

【実施例】以下、実施例及び比較例により、発明の添加
剤の効果を示すが、本発明はこれによって制限を受ける
ものではない。表１に示す添加剤と表２に示す石炭を用
い下記に示した方法で石炭−水スラリーを製造した。な
お、使用した石炭は予め乾式ミルで粒径３ｍｍ以下に粗
砕したものを用いた。

【００１４】石炭−水スラリーの製造法：所定量の粗砕
炭（粒径約３ｍｍ以下）と水と添加剤とをボールミール
に投入して、石炭粒度２００メッシュ、通過量が８０％
になるまで粉砕する。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。 １）スラリー粘度：２５℃にてハーケ回転粘度計によ
り、ズリ速度１００ｓｅｃ^-1で測定した。 ２）スラリーの寿命：ポット法にて測定。即ち、製造し
たスラリーを２５０ｍｌ容の広口瓶に入れ、１ケ月静置
後、瓶からスラリーを自然落下によって払い出し、５ｍ
ｍの篩を通過させた。この際、瓶内に残った量及び５ｍ
ｍ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ケ月間静置後の
スラリー粘度も測定した。凝集量が小さく、粘度が製造
直後のそれと近いスラリー程、寿命の長い良好なスラリ
ーである。評価結果を表３に示す。 表３から明らかなように、本発明の添加剤を含むスラリ
ーは、粘度が低く１ケ月間静置後でも殆ど上昇しておら
ず、良好である。これに反し、比較例の場合は、スラリ
ー粘度が高く、１ケ月静置後も自己流動性を持ったスラ
リーは得られない。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】

【表３】

【００１８】

【発明の効果】本発明により、石炭濃度が高く、長期間
に亙り自己流動性を保つ、高濃度石炭−水スラリーが得
られるので、火力発電、その他、石炭スラリーを利用す
る分野の産業に多大の便益がもたらされる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｆ 228/02 ＭＮＲ 7242−4Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 （アルキル）ナフタレンスルホン酸と下
   記の（Ｉ）式で示されるくり返し単位からなるポリマー
   のスルホン化物をアルデヒドで反応せしめた縮合物、又
   はその塩を必須成分として含有することを特徴とする高
   濃度石炭−水スラリー用添加剤。 【化１】 ……（Ｉ） Ｒ₁ は水素又は炭素数１〜４のアルキル基 Ａは（１）炭素数２−１８のオレフィン （２） 〃 不飽和モノカルボン酸 （３）不飽和カルボン酸エステル （４）アルキレンオキシド付加ビニルモノマー （５）炭素数２−１８の不飽和スルホン酸 （６） 〃 不飽和アルコール の中から選ばれる１種以上のモノマー ｍ，ｎは整数でｍ／ｎ＝１０／０〜１／９を満たす範囲