JPH0762364A - 固体燃料−水スラリ及びその製造方法 - Google Patents

固体燃料−水スラリ及びその製造方法

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JPH0762364A
JPH0762364A JP21611193A JP21611193A JPH0762364A JP H0762364 A JPH0762364 A JP H0762364A JP 21611193 A JP21611193 A JP 21611193A JP 21611193 A JP21611193 A JP 21611193A JP H0762364 A JPH0762364 A JP H0762364A
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JP
Japan
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solid fuel
slurry
water
weight
coal
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JP21611193A
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English (en)
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Morihiko Sawada
守彦 沢田
Takao Wada
孝夫 和田
Takashi Hongo
孝 本郷
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】低灰分で燃料効率が高く、燃焼時に低融点灰に
よる付着物生成及び金属腐食のない、固体燃料−水スラ
リ及びその製造方法を提供する。 【構成】灰分3重量%以下の亜瀝青炭、オイルコ−クス
及び水からなる固体燃料−水スラリ、及び上記亜瀝青炭
とオイルコ−クスとを湿式粉砕し、得られるスラリにさ
らに両者を添加して湿式粉砕する固体燃料−水スラリの
製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は低粘度かつ高濃度の固体
燃料−水スラリ及びその製造方法に関し、さらに詳しく
は、低灰分の亜瀝青炭及びオイルコ−クスからなる固体
燃料−水スラリ並びにその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】特開昭59-145291 号公報及
び同59-15486号公報には石炭、オイルコ−クス及び水か
らなる固体燃料−水スラリが開示されている。そして上
記の特開昭59-165486 号公報の実施例1には、灰分0.2
重量%のオイルコ−クスを湿式粉砕してスラリを調製
し、ついでこのスラリと灰分13.9重量%の石炭とを湿式
粉砕して、固体燃料−水スラリを調製する方法が記載さ
れている。
【0003】また、特開昭63-172791 号公報にも石炭−
オイルコ−クス−水からなるスラリが開示されている。
この公報の2 ペ−ジ右上欄3 〜7 行には、オイルコ−ク
スは固定炭素が多いために、石炭に比較して燃焼性が良
くない旨が記載されており、同公報3 ペ−ジ左上欄2 〜
6 行には、オイルコ−クスを石炭と混合することによっ
て、オイルコ−クスの燃焼性が改善される旨が開示され
ている。これらの公開公報には単に石炭−オイルコ−ク
ス−水スラリを開示しているだけであり、このスラリの
調製に用いられる石炭についての具体的記載はまったく
ない。
【0004】他方、石炭−水スラリについては数多くの
提案がされている。一般に石炭−水スラリの調製に用い
られる石炭は、ボイラ又は熱炉用燃料として通常使用さ
れている瀝青炭である。瀝青炭は固有水分が比較的少な
いので、スラリ中の石炭濃度を高めることが可能であ
る。また、瀝青炭は適度な揮発分を有しており、燃焼性
も良好である。石炭−水スラリには、貯蔵安定性に加え
て、スラリ中の石炭濃度を高めること、燃焼性が良好で
あることが、スラリの燃料効率の観点から要望されてい
る。このことが、石炭−水スラリの調製において瀝青炭
が常用される理由の一つである。
【0005】亜瀝青炭は、瀝青炭に比較して、石炭化度
が低く、揮発分が高く、燃焼性は良好であるものの、固
有水分が多いために、石炭−水スラリの原料として使用
してもスラリ中の石炭濃度を高められないことが当業者
に容易に予測される。スラリ中の低い石炭濃度は低いス
ラリの発熱量をもたらし、石炭−水スラリに要求される
上記の特性を満足することができない。この理由によ
り、亜瀝青炭は石炭−水スラリの原料としては適当でな
いと当業者に広く信じられてきた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、石炭及
び水からなるスラリの調製原料として適当でないと考え
られてきた亜瀝青炭を石炭成分とする、石炭、オイルコ
−クス及び水からなるスラリを提供することにある。本
発明の別の目的は、スラリ中の石炭濃度が高く、かつ燃
焼性が良好である、石炭、オイルコ−クス及び水からな
るスラリを提供することにある。本発明のさらに別の目
的は、上記のスラリを効率的に調製する、石炭、オイル
コ−クス及び水からなるスラリの製造方法を提供するこ
とにある。
【0007】本発明によれば、灰分 3重量%以下の亜瀝
青炭10〜70重量部及びオイルコ−クス90〜30重量部から
なる固体燃料を、スラリ 100重量部に対して50〜80重量
部含有する固体燃料−水スラリが提供される。さらに、
本発明によれば、幾何平均径20mm以下、灰分 3重量%以
下の亜瀝青炭及び/又はオイルコ−クスからなる固体燃
料と水との混合物を湿式粉砕して幾何平均径 150μm 以
下の固体燃料−水スラリを得る第一工程、第一工程で得
られた固体燃料−水スラリと幾何平均径20mm以下、灰分
3重量%以下の亜瀝青炭及び/又はオイルコ−クスから
なる固体燃料及び水との混合物を湿式粉砕する第二工程
からなる、上記固体燃料−水スラリが製造方法が提供さ
れる。
【0008】まず、本発明の固体燃料−水スラリを説明
する。本発明における亜瀝青炭は、ASTMの石炭分類
によって、含水無鉱物質基準の発熱量が4610 kcal/kg以
上、5830 kcal/kg未満の石炭、及び発熱量が5830kcal/k
g 以上、6390kcal/kg 未満でかつ揮発分を定量した後の
残渣が固まりとならない石炭と定義されているものであ
る。本発明におけるオイルコ−クスは、石油精製の重質
残渣油を炭化して得られる炭素質物質である。炭化の方
法によってディレ−ドコ−クスとフル−ドコ−クスとに
大別されるが、本発明において両者を使用することがで
きる。オイルコ−クスは灰分の含有量が少なく、発熱量
が高く、かつ一般に粉砕に要する動力が少ないという特
徴を有している一方で、燃焼性が良好でないという特徴
を併せ有している。
【0009】本発明の固体燃料−水スラリの特徴は、固
体燃料として上記の亜瀝青炭及びオイルコ−クスを併用
することである。この併用により、以下のような優れた
効果が達成される。亜瀝青炭は瀝青炭に比較して揮発分
が多く燃焼性が良好であるため、燃焼性が良好でないオ
イルコ−クスを一成分として含む固体燃料−水スラリの
燃焼性が高められる。他方、亜瀝青炭単独ではその高い
固有水分のためにスラリ中の固体燃料濃度を高くするこ
とが困難であるが、オイルコ−クスと併用することによ
って、全体の固体燃料の濃度を高めることが容易であ
る。また、本発明の固体燃料−水スラリは低灰分である
ため、既存の重油焚きボイラに、直接あるいはわずかの
改造を加えて、適用することができる。
【0010】本発明の一成分であるオイルコ−クスは、
前記したように灰分の絶対量は少ないものの、灰にはバ
ナジウムが多量含有されており、単独で水スラリとして
使用すると、ボイラ中での燃焼時に五酸化バナジウムの
ような低融点の灰の付着物がボイラ伝熱面等に生成して
伝熱効率を低下させたり、ガスの流通を妨げたりする。
さら上記の五酸化バナジウムと三酸化硫黄、硫酸ナトリ
ウムのような硫黄化合物との共存在下に金属部の腐食を
引き起こすことがある。
【0011】本発明における亜瀝青炭はアルミナ、酸化
マグネシウム、酸化カルシウムのような高融点の金属酸
化物を含有しており、亜瀝青炭とオイルコ−クスとを併
用することによって、前記の低融点の灰の付着及びこれ
に伴うガスの流通阻害を低減させることができるだけで
なく、金属部の腐食も低減させることができる。
【0012】本発明における亜瀝青炭の灰分は3 重量%
以下であることが必要である。亜瀝青炭の灰分が3 重量
%を越えると、スラリ燃焼後の灰処理の問題が発生す
る。亜瀝青炭の硫黄分は、前記の低融点物の生成及び金
属腐食を防止する観点から、1重量%以下、特に0.5 重
量%以下であることが好ましい。亜瀝青炭は灰分及び硫
黄分が一般に少ないが、これらが上記範囲を越える場合
には、それ自体公知の選炭あるいは脱灰処理によって、
上記範囲内に調整することも可能である。
【0013】亜瀝青炭の使用割合は亜瀝青炭とオイルコ
−クスとの合計量100 重量部に対して10〜70重量部、好
ましくは10〜50重量部である。亜瀝青炭の使用割合が10
重量部より少ないと、スラリの燃焼性の改善効果が少な
くなり、またスラリ燃焼時の灰の付着及び金属の腐食を
防止する効果が少なくなる。亜瀝青炭の使用割合が70重
量部より多いと、オイルコ−クスを用いることによる、
固体燃料全体としての灰分含有量の低減、高い発熱量、
粉砕動力の低減の効果が失われると同時に、スラリ中の
固体燃料の高い濃度を達成できなくなる。
【0014】亜瀝青炭及びオイルコ−クスからなる固体
燃料の使用割合はその水スラリ100重量部に対して50〜8
0重量部、好ましくは60〜75重量部である。固体燃料の
割合が50重量部より少ないと、スラリの発熱量が低下
し、水の蒸発に要する熱量の損失が増大するばかりでな
く、スラリの輸送効率も低下し、経済的でなくなる。固
体燃料の割合が80重量部を越えると、スラリの粘度が著
しく高くなり、その取扱いが困難となる。
【0015】本発明の固体燃料−水スラリ中の固体燃料
粒子の幾何平均径は75μm 以下であることが、スラリ中
の粗大粒子の割合を少なくしてスラリの燃焼性を良くす
るうえで好ましい。また、対数正規分布におけるスラリ
中の固体燃料粒子の幾何標準偏差σg が3.5 〜12である
ことが、スラリ中の固体燃料の濃度を高め、かつ過度に
微粉砕された固体燃料粒子の割合を少なくする上で好ま
しい。
【0016】本明細書における幾何平均径及び幾何標準
偏差σg は、それぞれ、粉末の粒度及びその分布を規定
するために一般的に採用されている用語であり、対数正
規分布での粒径と積算通過重量%との関係からつぎのよ
うに定義される。 幾何標準偏差:積算通過重量%が50%に相当する粒径。 幾何標準偏差σg :幾何平均径と積算通過重量%が15.8
7 %に相当する粒径との比(幾何平均径/積算通過重量
%が15.87 %に相当する粒径)σg1、及び積算通過重量
%が84.13 %に相当する粒径と幾何平均径との比(積算
通過重量%が84.13 %に相当する粒径/幾何平均径)σ
g2との算術平均。
【0017】本発明の固体燃料−水スラリは、スラリ中
の高い固体燃料の割合に伴う粘度の上昇を抑制するため
に、分散剤のような添加剤を含有することができる。分
散剤の具体例としては、ナフタレンスルホン酸塩、石油
スルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩、これらのホルマ
リン縮合物、ポリオキシアルキレンアルキルエ−テルの
硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルアリ−
ルエ−テルの硫酸エステル塩、ポリグリセリンの硫酸化
物、メラミン樹脂のスルホン酸塩が挙げられる。分散剤
の使用量は、固体燃料−水スラリ100 重量部に対して一
般には0.01〜3重量部である。分散剤に加えて、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウムのよ
うなpH調整剤をスラリに加えることもできる。
【0018】本発明の固体燃料−水スラリは、燃焼ガス
中の硫黄酸化物をより低減させる目的で、脱硫剤を含有
することもできる。脱硫剤の具体例としては、上記のpH
調整剤として使用されるアルカリ金属塩基、水酸化カル
シウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化マ
グネシウムのようなアルカリ土類金属塩基又はその塩、
アルカリ土類金属酸化物が挙げられる。脱硫剤の使用量
は通常固体燃料−水スラリ100 重量部に対して0.1 〜 5
重量部である。
【0019】つぎに第一工程及び第二工程からなる本発
明の固体燃料−水スラリの製造方法を説明する。このス
ラリは、固体燃料として亜瀝青炭とオイルコ−クスとを
併用することを除いて、例えば、特開昭63-189495 号公
報に記載の方法に従って調製することができる。上記公
報の記載は本明細書の一部として参照される。第一工程
においては、幾何平均径20mm以下、灰分 3重量%以下の
亜瀝青炭及び/又はオイルコ−クスからなる固体燃料を
水及び必要に応じて添加剤と共に湿式粉砕して幾何平均
径 150μm 以下の固体燃料−水スラリを調製する。
【0020】原料の固体燃料中の亜瀝青炭とオイルコ−
クスとの比率については特別の制限はないが、一般には
亜瀝青炭が10〜70重量部でありオイルコ−クスが90〜30
重量部である。第一工程においては、この工程で得られ
るスラリ100 重量部に対して固体燃料が通常30〜80重量
部、好ましくは50〜70重量部になるように、固体燃料と
水との割合を調節する。固体燃料の割合が過度に小さい
と粉砕の効率が低下すると共に脱水のような追加の処理
を必要とし、その割合が過度に大きいと粉砕操作が困難
となったり第二工程へのスラリの移送が困難となったり
する。
【0021】第一工程で得られるスラリ中の固体燃料粒
子の幾何平均径は150 μm 以下であることが必要であ
る。その幾何平均径が150 μm より大きくなると、第二
工程へのスラリの移送が困難となり、かつ第二工程での
粉砕効率も低下する。
【0022】第二工程においては、第一工程で得られた
スラリに、幾何平均径20mm以下の固体燃料を水及び必要
に応じて添加剤と共に湿式粉砕して、本発明の固体燃料
−水スラリを調製する。第二工程で新たに供給される固
体燃料中の亜瀝青炭及びオイルコ−クスは、最終製品で
ある固体燃料中の両者の割合を満足する量比に調節され
る。
【0023】第一工程及び第二工程で使用される粉砕機
については特別の制限はなく、それ自体公知の粉砕機、
例えばボ−ルミル、チュ−ブミル、ロッドミル、アトリ
ッションミル、ハンマ−ミルを採用することができる。
【0024】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示す。実施例及び
比較例における粉砕機として、第一工程ではボ−ルミル
を使用し、第二工程ではロッドミルを使用した。以下に
おいて「部」はすべて「重量部」である。 実施例1〜3 第1表に示す配合割合であり、幾何平均径が約 8mmであ
る亜瀝青炭及びオイルコ−クスの混合物、水及び添加剤
をボ−ルミルにに供給して湿式粉砕した。添加剤の使用
割合は水100 重量部に対して0.2 重量部であった。得ら
れたスラリに上記の亜瀝青炭及びオイルコ−クスの混合
物をさらに加えて水及び添加剤と共に湿式粉砕して、固
体燃料−水スラリを調製した。製造条件及び得られたス
ラリの性状を表1に示す。
【0025】比較例1及び2 亜瀝青炭及びオイルコ−クスを併用することなく、それ
ぞれ単独を使用した以外は実施例1を繰り返した。結果
を表2に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】表1及び表2から、本発明の固体燃料−水
スラリは硫黄分が少なく、揮発分が多く、燃焼性に優れ
ており、しかも灰の融点が高く、高発熱量、低灰分及び
低粘度の優れた固体燃料−水スラリであることが理解さ
れる。尚、表1及び表2中の製品スラリの性状の欄にお
ける分析値(工業分析値)及び全硫黄値はいずれも無水
ベイスである。
【0029】参考例1 実施例2で製造された固体燃料−水スラリを小型ボイラ
で燃焼した。燃焼効率及び排ガス中のSOX 値を表3に示
す。 参考例2 実施例2で製造された固体燃料−水スラリに脱硫剤とし
ての炭酸カルシウムを固体燃料100 部当たり1.4 部(Ca
/Sモル比=0.4 )添加したスラリを参考例1と同様にし
て燃焼した。結果を表3に示す。 参考例3 実施例2で製造された固体燃料−水スラリに脱硫剤とし
ての水酸化マグネシウムを固体燃料100 部当たり0.8 部
(Mg/Sモル比=0.4 )添加したスラリを参考例1と同様
にして燃焼した。結果を表3に示す。 比較参考例1 比較例1で製造された固体燃料−水スラリを参考例1と
同様にして燃焼した。結果を表3に示す。
【0030】
【表3】
【0031】表3から、本発明の固体燃料−水スラリは
燃焼性が良好であり、SOx 発生量が低く、また脱硫剤の
添加により、さらにSOx 発生量を低減できることが明ら
かである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】灰分 3重量%以下の亜瀝青炭10〜70重量部
    及びオイルコ−クス90〜30重量部からなる固体燃料を、
    スラリ 100重量部に対して50〜80重量部含有する固体燃
    料−水スラリ。
  2. 【請求項2】幾何平均径20mm以下、灰分 3重量%以下の
    亜瀝青炭及び/又はオイルコ−クスからなる固体燃料と
    水との混合物を湿式粉砕して幾何平均径 150μm 以下の
    固体燃料−水スラリを得る第一工程、第一工程で得られ
    た固体燃料−水スラリと幾何平均径20mm以下、灰分 3重
    量%以下の亜瀝青炭及び/又はオイルコ−クスからなる
    固体燃料及び水との混合物を湿式粉砕する第二工程から
    なる請求項1記載の固体燃料−水スラリの製造方法。
JP21611193A 1993-08-31 1993-08-31 固体燃料−水スラリ及びその製造方法 Pending JPH0762364A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002070634A1 (en) * 2001-03-05 2002-09-12 Enitecnologie S.P.A. Aqueous dispersions of heavy oil residues
KR101032276B1 (ko) * 2009-08-28 2011-05-06 한국에너지기술연구원 탈황공정을 포함한 청정석탄의 제조 방법

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