JPS588719B2

JPS588719B2 - 石炭を脱灰造粒して輸送する方法

Info

Publication number: JPS588719B2
Application number: JP56052421A
Authority: JP
Inventors: 永森茂; 永田健一; 加藤裕一; 佐藤勝美; 矢野卓史
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1981-04-09
Filing date: 1981-04-09
Publication date: 1983-02-17
Also published as: AU547437B2; JPS57167392A; CA1168871A; AU8238282A; US4455148A; DE3213307A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は石炭を脱灰造粒して輸送する方法に関し、より
詳細には石炭粒子表面に微粉炭と油とからなるバインダ
ーを付着した石炭粒子が相互に親和性を有することを利
用して脱灰と造粒を一工程で行なう方法に関する。

従来、石炭を燃料として大量に使用するに際し、下記の
問題点が指摘されている。

（１）石炭中に含まれる土や岩石にもとづく大量の灰が
発生する。

（２）固体のままの運搬は煩雑で費用がかかり、炭塵の
飛散や自然発火の危険性もある。

これに対して、（１）については比重選による選炭工場
の設置、（２）に対しては石炭の水スラリー輸送や石炭
一油混合燃料（以下ＣＯＭと略記する）の開発など個別
の解決策がとられている。

ところが近年、（１）、（２）の課題を同時に解決せん
とする総合的な石炭処理、輸送方法が注目され、（Ａ）
米国特許第４１２６４２６号（シェルインターナショナ
ル社）に開示された方法、（Ｂ）ブロークンヒル社の方
法、および（Ｃ）脱灰ＣＯＭ化する方法などが提案され
ている。

（Ａ）は石炭を水スラリー輸送後に、到着点でスラリー
に油を加え、いわゆる油添凝集（ＯｉｌＡｇｇｌｏｍｅ
ｒａｔｉｏｎｉｎＷａｔｅｒ，以下ＯＡＷと略記す
る。

）の原理によって脱灰と造粒を行なう方法である。

また（Ｂ）は石炭の水スラリーの輸送管路の起点あるい
は途中で軽油を水中に分散させた乳化油を加え、管路内
でＯＡＷを進め管の終端において造粒を完了させる方法
である。

（Ｃ）には、石炭と油の混合物中に水を添加し、灰分の
みを水で捕集、分離して、石炭・油混合物（脱灰ＣＯＭ
）を得る方法（米国特許第４０３３７２９号）や、通常のＯＡＷ法で純炭の凝集物
を発生せしめた後に、第２次の油を多量に加えて、この
凝集物を水中から捕獲、分離し、脱灰ＣＯＭを得る方法
（特公昭４７−３７０９５号などがある。

しかしながら、これら（Ａ）〜（Ｃ）に共通することは
いずれも輸送の上流側に石炭の水スラリー輸送を配置し
、後流側にＯＡＷを配置していることであり、本質的に
下記のような欠点がある。

（１）炭質の変動に対応したＯＡＷの運転制御が不可能
である。

同一の山元でも、炭質の大巾な変動は当然ありえること
であり、灰分の含有率の変動、石炭表面の親油性も大巾
に変化する。

ＯＡＷぱ石炭の親油性を利用するものであるから、炭質
の変化に対応して添加油は制御されねばならない。

しかしながら、管内に滞留する石炭量が数万トンにも達
することを考慮すると、ＯＡＷ装置の入口で炭質の変動
を分析しても、いわゆる“おくれ“のためにもはや対処
の方法もなく、異常なスラリーのままで系外に吐出せざ
るを得す、重大な環境汚染事故にもつながることになる
。

（２）スラリー輸送中の石炭の粉化量に対応したＯＡＷ
の運転制御がほとんど不可能である。

ＯＡＷにおいては、添加油量は石炭の粉径に左右され、
微粉が多いほど油を多く必要とする，しかも炭質の変動
は、粉化の率をも変化させる６しかしながら、粉化率を
事前に見積ることは困難であり、炭質の変動も加わると
、粉化量に対応した油量の添加はほとんど不可能となる
。

（３）ＯＡＷの操作には過犬な動力と時間を要し、装置
の大容量化が困難である。

たとえば５００万トン／年の石炭を輸送する場合、石炭
濃度３０重量％のスラリーとすると、２０００ｍ’／Ｈ
の流量のＯＡＷ装置を必要とする。

ところで発明者らの試算によれば、ＯＡＷに必要な動力
は石炭スラリ−１ｎ３あたり２〜６ＫＷ｛であり、従っ
て、２０００ｎ３／Ｈを処理するのに４０００〜１２０
００κＷの攪拌機をつげた内容積１０００〜２０００Ｗ
３のＯＡＷ装置が必要となり、かかる大容量装置の実用
化は困難である。

（４）上喧（Ｃ）で述べた脱灰ＣＯＭを得る方法は、油
を対石炭基準で５０ｗｔ％以上使用し、最終的にこの油
を燃焼してしまうので経済的でない。

石油の枯渇対策としての石炭利用がさげばれている現在
、このように多量の石油を使用するのは時代の要請に逆
行するものである。

（５）従来のＯＡＷは、原炭を粉砕し、純炭と灰分の粒
子とに分離し、その純炭のみを凝集させてとり出そうと
するものであるが、実際には粉砕炭中には純炭分で囲ま
れた灰分粒子も存在し、これが純炭として造粒物中に入
ってしまうという本質的な大きな欠点がある。

このことが脱灰性能を脱灰率値で３０〜４０％以上に向
上できない理由であった。

そこで本発明は、かかる従来法が有する本質的な欠点を
解消せんとするものであり、適用炭種を拡大し、炭質の
変動に対応することができ、スラリー輸送時の粉化を防
止し、脱灰性能の向上と添加油量の低減をはかり、更に
操作動力と処理時間を低減することができるなどの特色
を有するものである。

すなわち本発明は、従来のＯＡＷ法が石炭の水スラリー
中に油を混合して油を石灰に選択的に付着せしめるもの
であり、従って石炭の親油性の程度、さらに灰分粒子の
分布状態によって従来法の成否が決することに着目して
なされたものであり、石炭の親油性に左右されずに石炭
表面に油を付着せしめること、さらに灰分の分布状態に
左右されずに、たとえば周囲な純炭でとりかこまれたよ
うな炭分を除去できることを見出し、本発明を完成した
。

本発明は微粉炭と油を混合してペースト状のバインダー
を製造し、このバインダーを粉炭と乾式で混合してバイ
ンダーを前記粉炭の粒子表面に付着せしめ、このバイン
ダーが粒子表面に付着した粉炭に水を加えて水スラリー
状とし、このスラリーを攪拌してバインダーが付着した
粉炭の粒子を凝集させ、転動させて粉炭の造粒炭を形成
せしめることを特徴とする石炭を脱灰造粒して輸送する
方法である。

また本発明は、造粒炭を形成せしめると共に、粉炭中の
灰分を水中に懸濁させ、次いで前記造粒炭を灰分から分
離して水力輸送することを特徴とするものである。

更に本発明は、灰分から分離して得られた造粒炭を比重
選別して灰分の少ない造粒炭を水力輸送し、一方、灰分
の多い造粒炭を再粉砕して微粉炭となし、この微粉炭に
油を加えて灰分を造粒、分離し、残部をバインダーとし
て使用することを特徴とする石炭を脱灰造粒して輸送す
る方法である。

以下、本発明を工程図にもとづき具体的に説明する。

第１図は本発明の実施例を示し、まず石炭１を粉砕機２
で粉砕する。

粉砕機２には、ケージミル、ロツドミルあるいはボール
ミル等が用いられる。

粉砕粒径は脱灰率との関係において適宜、選択すること
ができ、たとえば石炭を５０μ以下に微粉化すれば、後
述の脱灰工程において脱灰率を５０％以上に向上させる
ことができる。

しかし粒径が微小になればなる程、後述するバインダー
の対石炭使用量が増大する。

一方、石炭を５＃ｍ以下の平均径０．７Ｉｎ程度の粗粉
とすると、バインダー量は５重量％程度ですむが、脱灰
率は３５〜４５％に低下する。

すなわち最終的には、石炭の用途を考慮したうえで、脱
灰率とバインダー量のいずれを優先するかにもとづき、
粉砕、粒径が決定される。

粉砕機２の下流には、分級機３を配置しても良く、粗粒
炭２８を除去し、微粉炭２７のみを次段の造粒工程に送
る部分造粒の方法を採用することもできる。

ただし、この場合には炭質が低灰分であって、かつ運搬
中に粉化されにくい石炭を用いるのが好ましい。

粉砕機２で粉砕した石炭２６あるいは２７を乾式の攪拌
機４に送り、バインダー３８を加えて攪拌する。

攪拌機４の粉体容器の空間は空気で良いが、褐炭のよう
に操作中に酸化が急速に進む炭質のときには、窒素ガス
雰囲気とすることが好ましい。

バインダー３８は石炭微粉末と石油、人造石油等の油と
、好ましくは界面活性剤とから、後述するようにして製
造されるが、このバインダー３８の対石炭添加量は前述
のように粉砕した石炭の粒径との関連において決定され
、粒径がたとえば５０μ以下では少くとも２０重量％が
必要であり、粒径が０．７ｍｍ程度ではバインダーは５
重量％程度で良い。

バインダーは後述のように石炭の表面に油を付着させる
機能を有し、石炭が微粉化される程、表面積が増大し、
従ってバインダーの使用量も増加する。

攪拌機４としては、固体の混合用機が適宜用いられるが
、ヘンシエルタイプの粉末ミキサー、あるいは偏心回転
レーキ付の傾斜回転皿型のミキサーが好ましくは用いら
れる。

この攪拌機４によって、石炭の粉層中にバインダーを分
散させて石炭粉体粒子の表面にバインダーが均一に付着
されると同時に、石炭粒子同志が摩擦されるので石炭の
表面の酸化膜が除去され、また石炭表面の付着水のバイ
ンダーとの置換が促進される。

なお、攪拌機４における滞留時間は通常３〜１０分であ
り、攪拌翼周速は一般に３〜３０ｍ／ｓである。

バインダー３８は、攪拌機４内に必要量を一気に投入し
ても良いが、石炭粉層を攪拌しながらバインダー３８を
ノズルから噴霧すれば、バインダーが細かく分散され、
より早く石炭表面に付着されるので好ましい。

以上の操作によって石炭粉末粒子の表面をバインダーの
薄膜でお＼うことができる。

次にバインダーの付着した石炭粒子２９を混合槽５に送
り、ここで水４０を加え石炭濃度３０〜６０重量％の石
炭の水スラリ−３０を得る。

石炭濃度が３０重量％以下では、整形機６で石炭粒子の
相互の衝突の機会が少なく、凝集に時間がか＼るうえに
、余分の水を運動させるので動力エネルギーの無駄を生
ずる。

また６０重量％以上では、石炭濃度が高すぎて灰分粒子
の放出がさえぎられ、また整形機６への供給時の流動性
が欠けるので好ましくない。

なお、混合槽５としては、縦型攪拌機付の槽型のものが
通常用いられる。

得られたスラリ−３０を湿式の整形機６に供給する。

整形機６は、親水性である灰分粒子から付着バインダー
を水中に放出させて裸の粒子として水分に分散させ、一
万、バインダー膜でおＮわれだ石炭粒子を、あたかも水
中に分散した油滴同志の凝集のように相互に凝集させる
機能を有するものであり、通常の攪拌機付きの槽が広く
用いられるが，縦型または横型の筒中に多段串型のプロ
ペラを設けたものが好ましい。

整形機６における滞留時間は一般に約１５分であり、プ
ロペラ周速度は６〜３０ｍ／ｓである。

この整形機６０筒内の前半（上流側）においては、回転
プロペラの発生する強いせん断力によって灰分粒子はそ
の付着バインダーを水中に放出し、裸の粒子として水中
に分散し、一方、同時にバインダー膜でお〜われだ石炭
粒子は互に凝集する。

整形機６０箇中の後半（下流側）では、この石炭凝集物
はプロペラ回転による遠心力によって筒の内壁に押しつ
けられた状態で転動し、最終的に球状の造粒炭となる。

この転勤の条件は通常では６〜３０１／ｓで１０分以下
である。

次いで造粒炭と灰分粒子を含む水スラリー３１を目開き
０．３〜Ｑ．７ｍｍの箭７に流し込み、箭７上に粒径０
．３〜０．５ｒｔ以上の造粒炭３３を得る。

また、箭下には灰分粒子の水スラリ−３２を得る。

灰分粒子の水スラリ−３２は固液分離機８で灰分粒子２
１と清澄水３９に分離される。

なお、固液分離機８としては、たとえば粘土を含む排水
の処理に用いられるものが適肖である。

清澄水３９は、混合槽５への添加用として用いられ、必
要に応じて系外から水２２が補給される。

灰分粒子２１ぱ、たとえば石炭の掘削跡の埋戻しに用い
られる。

次にバインダー３８の製造法について述べる。

箭７上に得た造粒炭３３を比重選別機９に投入し、精製
造粒炭３４を浮上物として、高灰分の造粒炭３５を沈降
物として夫々得る。

高灰分の造粒炭３５には、灰分粒子の周囲を炭素が囲ん
だような形態の石炭粒子、あるいは造粒炭と同等の粒径
の灰分粒子が含まれている。

比重選別機９としては重液サイクロンまたは水選ジグ等
が使用できるが、造粒炭は粒径が確実に整っているので
分離効率が良好である。

分離比率は造粒炭の流量を基準にして浮上物を９０％、
沈降物を１０％程度にして操作される。

沈降した高灰分の造粒炭３５は、バインダー製造の系統
に送られ、一万、浮上した精製造粒炭３４は水スラリー
として使用目的地への輸送に供される。

まず、高灰分の造粒炭３５を湿式の粉砕機１０、たとえ
ばチューブボールミルに油、たとえば重油１７と共に供
給し、ｌＯμ以下に粉砕すると同時に混合して石炭分と
灰分の微粒子と重油のペースト状の混合物３６を得る。

粉砕度が１０μ以上では、油から粒子が分離してしまい
、混合物として一体的に挙動しないようになるので好ま
しくない。

また油の添加量は、得られたペースト中の固形物（石炭
＋灰分）含有率が通常、３０〜６０重量％になるように
する。

ペースト中の固形物含有率が３０重量％以下では、油添
量低城の効果が少なくなり、また６０重量％以上では粘
度が高くなり石炭表面に薄く展伸できないので好ましく
ない。

バインダーに用いる油としては、石炭から得られる人造
石油、コールタール油、原油から得られる軽灯油、重油
、アスファルト等が適宜用いられる。

もし、油の粘度が高い場合は、適当に昇温して、粘度を
調整する。

次に高速攪拌槽１１で、界面活性剤１８と水１９を加え
、灰分粒子の造粒を行なう。

高速攪拌槽１１は翼車周速５〜１５ｍ／ｓで、平均滞留
時間５〜１５分の仕様のものが通常用いられる。

界面活性剤１８としては下記第１表に示すような、非イ
オン系のものが用いられ、添加量はバインダー３８全量
の０．５〜１．０重量％である。

水１９の添加量は高灰分造粒炭３５の１０〜３０重量％
である。

か＼る高速攪拌槽１１における界面活性剤１８および水
１９の添加は、造粒炭３５中に含まれる灰分がバインダ
ー中に残存したま又で石炭１に添加されることを回避す
るために好ましい処置ではあるが、これに限定されるも
のではな《、造粒炭３５中に残存する灰分の量によって
は粉砕機１０で得られた微粉炭と油との混合物を、直ち
にペーストとして攪拌機４に添加することもできる。

ただし、ＲはＣ６〜Ｃ２ｏのアルキル基、ｎは１〜３０
の整数。

高速攪拌槽１１中では、灰分粒子は重油中で水を結合剤
として凝集し、造粒灰を生ずる。

一方の石炭粒子は微粉状のままで重油中に分散している
。

得られたこの混合物３７は篩またはバスケット形遠心分
離機１２などで造粒灰２０と石炭微粒子と重油とからな
るバインダー３８に分離され、バインダー３８は前記の
ように攪拌機４に供給される。

なお、造粒灰２０は石炭掘削跡の埋戻しなどに用いられ
る。

以上、バインダー製造を高灰分の造粒炭３５を原料とす
る場合を例により説明したが、精製造粒炭３４を原料と
することもできるし、あるいは、石炭１とは炭質の異な
る石炭を用いてバインダーを製造し、このバインダーを
攪拌機４に混合しても良い。

一方、前述のようにして得られた精製造粒炭３４は、輸
送媒体２３、たとえば水、重油、軽油などと混合槽１３
で混合し、濃度を調整したうえで、スラリー輸送管４１
，４２．４３を経て消費地に水力輸送される。

輸送にあたっては、たとえばスラリー輸送ポンプ１４，
１５が１００ｋｍ毎に配置される。

これらのポンプは一般の土砂等輸送用のものでも良い。

精製造粒炭３４は整形機６内でプロペラ周速５〜３０ｍ
／ｓの場合でも粉化しないことが判っているから、これ
らポンプ１４，１５でも、また輸送管４１，４２，４３
内でも勿論粉化することがない。

到着地では、固液分離機１６で輸送媒体２５たとえば水
と造粒炭２４に分離され、造粒炭は目的とする用途に供
される。

固液分離機１６として、０．３〜ｌｍｍの振動篩を用い
れば、造粒炭２４の付着水分は１２重量％に出来る。

またＩＯＯＧ程度灼かご型遠心分離機を用いれば、同水
分は７重量％以下に出来る。

また、スラリー輸送管４３を船舶輸送、または車輌輸送
とすることもできる。

この場合は、たとえば船積み直前の篩による脱水、ある
いは船艙の底の金網を通しての脱水をすれば余分の水を
運ぶことがなくなる。

もしも原料炭１が低灰分の石炭であって、脱灰する必要
がなく、水力輸送の合理化のための造粒のみを油添量を
最低限界に押えて実施することを目的とすれば良い場合
には、前記第１図において比重選別機９、およびバイン
タ二製造用の高速攪拌槽１１と遠心分離器１２を省略し
、設備投資を軽減することもできる。

次に本発明を原理的面から、従来のＯＡＷ法と比較しな
がら、ミクロ的に説明する。

第２図Ａ−Ｄは従来のＯＡＷ法の原理構成図であり、第
３図Ａ−Ｆは本発明の原理構成図である。

第２図Ａは石炭の水スラリーを示し、水Ｗ中に石炭Ｃお
よび灰分Ａの粒子が浮遊している状態を現わしている。

これに油を添加すると第２図Ｂのようになり、石炭粒子
Ｃおよび灰分粒子Ａの間に油の粒子Ｂが分散され、次に
この油の粒子Ｂに第２図Ｃに示すように、親油性の石炭
粒子Ａに選択的に付着して石炭粒子Ｐを形成し、この油
が付着した石炭粒子Ｐは第２図Ｄに示すように凝集し、
水中転動によって造粒されて造粒炭Ｑが形成される。

一方、灰分粒子は親水性なので水中に愁濁し続け、最後
に造粒炭Ｑが灰分粒子の水スラリーから篩分けされる。

すなわち、この原理構成図から、従来のＯＡＷ法の成否
は、石炭の親油性の程度如何にかかつていることがわか
る。

したがって褐炭のように親油性のない石炭ではほとんど
造粒できず、精製造粒炭回収率の低下、灰分スラリーへ
の油分放出の増加など、従来の問題点は、ほとんどすべ
て上述のように石炭の親油性に起因すると云える。

これに対して本発明の原理構成は、第３図Ａに示すよう
に、微粉炭と油を混合してバインダーＺを製造し、この
バインダー２を大気中で粉炭Ｃと乾式混合するので、粉
炭Ｃと灰分粒子Ａの表面にバインダー２が付着した粉炭
Ｘが形成される。

このとき、バインダー２の製造に用いた炭種と、粉炭Ｃ
の炭種とを同一種にすれば、バインダーＺは粉炭Ｃにな
じみ易い、いわゆる親石炭性のバインダーとなり、バイ
ンダーＺは粉炭Ｃ上に良好に付着される。

また乾式混合では粉炭Ｃの粒子同志がこすり合わされて
、石炭表面の付着水分や酸化膜が排除され、石炭の新鮮
な表面にバインダー２の膜が形成される。

次に第３図Ｂに示すように、水Ｗを添加して水中で攪拌
すると、親水性の灰分粒子Ａからはバインダーがはずれ
て灰分粒子Ａは裸で水中に分散する。

更に攪拌を続けると第３図Ｃに示すようにバインダー２
の膜が付着した石炭粒子Ｘは凝集し、かつ水中転動によ
って凝集粒子Ｙが形成される。

最後に、第３図Ｄに示すように灰分スラリーＴを篩分け
し、第３図Ｅに示すような高灰分造粒炭Ｓと第３図Ｆに
示すような精製造粒炭Ｒとを比重分離し、精製造粒炭Ｒ
は水力輸送される。

すなわち、第３図Ａ−Ｆから明らかなように、本発明で
は炭種の程度如何にかかわらず、油の付着ができる特徴
がある。

かかる本発明によれば、下記のような諸効果が奏せられ
る。

（１）微粉炭と油とを混合したペースト状のバインダー
を乾式攪拌によって直接石炭粒子の表面に付着させるの
で、炭質、特に親油性の程度によってバインダー付着が
支配されることがない。

特にバインダー製造に用いた微粉炭と処理される粉炭と
が同質、すなわち親炭性であれば良好なバインダー付着
が可能になる。

従って従来は全く不可能であった炭種、たとえば褐炭の
脱灰造粒処理が可能になる。

（２）本発明では上述のように石炭の微粉炭が添加され
たペースト状のバインダーを用いるので、バインダーの
流動性が低下しており、従って従来のように油のみを添
加する場合に比較して、油の消費量を４０〜６０％に減
少させることができる。

（３）従来のように、石炭の水スラリーに油を添加して
石炭に油を付着させるには、多量のスラリー媒体（水）
を攪拌するので非常に大きな動力エネルギーを要する。

しかし本発明では気中でバインダーを直接付着させるの
で、極端に動力が少なくてもすむ。

（４）石炭の表面が酸化されていると、親油性がとぼし
くなり、従来のＯＡＷ法では脱灰造粒が困難になるが、
本発明ではバインダーの付着に際して石炭粒子がこすり
合わされるので酸化膜を除去しつつバインダーが付着さ
れ、酸化の程度は問題にならない。

（５）付着水分の多い石炭も、前記こすり合わせによっ
て石炭表面で水とバインダーとの置換が行なわれ、脱水
しながらバインダーを付着させることができる。

（６）石炭中の土、岩石などの灰分の水中への分散は、
灰分が親水性であることを利用している。

一般に岩石や土の親水性は、その吸着水が圧力換算で１
００００ｋｇ／ｃａ２に達する程の強力なものである。

したがって、炭種を問わず、一たんバインダーで包まれ
た灰分粒子中の灰分を効率的に水中に放出することがで
き、脱灰が効果的に行なわれる。

（７）造粒炭を比重（浮沈）選別するため、この段階ま
で除去できなかった灰分、すなわち純炭で周囲をかこま
れた灰分粒子を沈降除去することができる。

造粒炭の浮沈選別は、粒径が整っているので従来の石炭
そのものの浮沈選別に比較して非常に分離効率が良い。

（８）灰分を低減した造粒炭をスラリー輸送するため、
灰分を輸送する無駄が軽減する。

（９）本発明は上述のようにバインダーを用いる方法な
ので、一般炭（燃料炭）の他に原料炭（コークス炭）に
もそのまま適用可能である。

また、本発明はオイルシェール、褐炭、亜歴青炭、歴青
炭の全ての性質に適用できる。

以下、実施例にもとづき、本発明を更に詳細に説明する
。

実施例１前記第１図に示した工程に従い、パイロットプラントを
建設し、その運転結果にもとづき下記のような検討を行
なった。

なお、パイロットプラントは粉砕機２から比重選別機９
までの脱灰造粒過程は石炭流量１００ｋｇ／Ｈの仕様と
し、混合槽１３から脱水用の篩１６までの造粒炭スラリ
ー輸送過程は石炭換算で１０Ｔｏｎ／Ｗ）仕様とした。

（１）脱灰率北極圏産の褐炭を用い、脱灰率と乾式攪拌機４における
攪拌時間との関係について検討した。

結果を第４図に示す。

なお、褐炭の粉砕粒径は平均０．７７７であった。

また第４図で、攪拌時間ゼロの数値（◎印）は乾式攪拌
を省略し、湿式整形機６のみを従来のＯＡＷ法と同様に
運転した場合を示している。

ただし、全プロセスの消費動力（ＫＷ）はすべて同一に
合わせた。

第４図から明らかなように、従来法では脱灰率が３０％
であったものが、乾式攪拌機４を組み入れることによっ
て、脱灰率が約５０％に向上していることがわかる。

なお脱灰率（η）の定義は次式に従った。

Ａａ：造粒炭の灰分Ａｒ：原炭の灰分Ｒ：物質回収率（２）純炭回収率上記（１）と同様にして、総炭回収率と乾式攪拌時間と
の関係を検討した。

結果を第５図に示す。第５図から、従来法の回収率９４
％が９９％にまで改善されることが理解できる。

（３）廃水中の放出油分量上記（１）と同様にして廃水中への放出油分量（対油添
量％）と乾式攪拌時間との関係をしらべた。

結果を第６図に示す。第６図から明らかなように、放出
油分量も約９％から約１．５％に大巾に改善されている
。

また、上言（１）〜（３）において従来のＯＡＷ法（◎
印）と同一の値を得る条件では、処理に必要な動力は従
来法の約１／２であった。

これは、従来法では油付着を行なうとき、必然的に水を
乱流攪拌しなければならず、本発明ではこの水の攪拌動
力が省略されたためである。

実施例２豪州産の高灰分の歴青炭を用い、実癩例１と同様に実験
を行なった。

なお油にぱＣ重油を用いた。結果を下記第２表に示す。

第２表から明らかなように、従来法と同程度の脱灰率を
達成するのに必要な油量はほｇ半減されている。

実施例３豪州産の高水分の褐炭を用い、実施例１と同様に実験を
行なった。

結果を下記第３表に示す。従来法ではコールタール添加
によって、しかも３０重量％の添加でのみ造粒可能であ
った。

しかし、近年のようにコールタールの大量入手が困難に
なると、工業的には成立しがたくなる。

一方、本発明では、約半量のＣ重油の添加で造粒可能と
なり、油添量の著るしい改善が明らかである。

またこの原炭の粉砕粒径の変化と、重油添加量との関係
を検討した。

結果を第７図に示す。ただし、原炭の粒径分布は標準の
ロジン・ラムラー線図で傾斜が４５°（ｔａｎθ−１）
程度のものであった。

第７図から明らかなように、油添量が従来のＯＡＷ法（
直線Ｇ）に比較して、本発明（直線Ｈ）では約１／２に
低減している。

実症例４実癩例２と同様の原炭を用い、実施例１と同様にして造
粒炭の比重分離と灰分含有量との関係をしらべた。

結果を第８図に示す。第８図において曲線ＪのＫ点（◎
印）は原炭の灰分（３３重量％）を示し、Ｋ点からＬ点
（△印〕に至る破線は、いわゆる原炭の比重分離曲線で
あり、従来の原炭の比重分離では、たとえば処理すべき
石炭全量の２０重量％の沈炭を棄却すれば、Ｌ点の灰分
２０重量％の精製炭が得られる。

比重分離は水中で行なうのが普通であるから、得られた
精製炭を工程の下流側で更に脱灰するには、従来のＯＡ
Ｗ法の適用も考えられる。

しかしながら前記実施例１〜３におけるＯＡＷ法との比
較の優劣もさることながら、Ｌ点で棄却される沈炭中に
は約１５重量％の純炭が含まれているので、この棄却は
エネルギ経済上、また環境保全上大きな問題となる。

これに対して曲線ＭのＮ点（○印）は本発明の方法によ
る造粒炭の比重分離前の灰分を示す。

すなわち、前記第１図の造粒炭３３を示している。

Ｎ点からＯ点（×印）への曲線は、この造粒炭の比重分
離曲線である。

本発明では造粒炭を比重分離し、たとえば２０重量％の
沈炭部分をバインダー製造に活用できるので、精製炭と
して出荷される（Ｏ点）の灰分を１１重量％とすること
ができる。

バインダー製造工程に戻される沈炭中には、約４５重量
％の純炭が含まれ、これは処理前の石炭の約７重量％に
相当するが、前記第１図の攪拌槽１１から分離機１２に
おいて、この純炭分の約６０％は重油と混合状態の親石
炭性のバインダーの製造原料となる。

このように本発明では油添量を半減し、純炭回収率を９
８％以上に確保しながら、極めて高い脱灰率を達成する
ことができる。

実施例５造粒炭の水力輸送は、いわゆる微粉炭のスラリー輸送よ
りも増径されている理由から、限界流速も太き《なり流
送困難と判断しやすい。

しかし、実施例１のパイロットプラントの、口径３Ｂ、
全長１００ｍの配管を５０重量％の造粒炭含炭率で流し
た結果、微粉炭スラリ一の標準流速１．５ｍ／ｓで十分
な浮遊流送ができることが確認された。

造粒炭では高比重（ρ≧２）の灰分が除去された上に、
重油（ρ−０．９〜０−９５）を含むため真比重が小さ
くなっていること、さらに本発明の乾式攪拌を入れた造
粒操作によって、粒中の空隙に空気が含まれていること
、等の効果によって水力輸送性が確保できたのである。

さらに豪州東部産の歴青炭では、微粉炭スラリーとする
と、ＰＨが３〜５の強酸となり管腐蝕の問題が出たが、
同石炭な造粒後に水で運ぶ場合には、ＰＨは７．３（中
性）を維持し、管腐蝕が発生しないことも確認された。

また、水力輸送時の造粒炭の粉化については、遠心ポン
プを１８５回通し、さらに配管を９Ｈ流送する過酷なテ
ストを実施したところ、０．５ｍｍ径以上の供試造粒炭
から０．５Ｉｍ径以下のものが全量の１０％程度発生し
た。

しかしこの０．５Ｌｍ以下のものもミクロン粒子ではな
く、なお凝集物であって下流での篩において脱水不良を
生せしめるものではないことが確認できた。

このように本発明は、従来の微粉炭スラリー輸送の下流
にＯＡＷを配置する案よりもより合理的であることが証
された。

灰分の輸送の無駄が軽減されるという大きな効果はいう
までもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実椎例を示す工程図、第２図Ａ−Ｄは
従来の油添凝集法の原理構成図、第３図Ａ−Ｆは本発明
の原理構成図、第４図は本発明の脱灰率と乾式攪拌時間
との関係を示す図、第５図は本発明の純炭回収率と乾式
攪拌時間との関係を示す図、第６図は本発明の廃水中へ
の放出油分量と乾式攪拌時間との関係を示す図、第７図
は本発明および従来の油添凝集法における重油添加量と
原炭の粉砕径との関係を示す図、第８図は本発明および
原石炭そのままの比重分離における浮揚炭重量比と灰分
との関係を示す図である。１・・・・・石炭、２・・・・粉砕機、４・・・・・攪
拌機、５・・・・・・混合槽、６・・・・・・整形機、
７・・・・・・篩、９・・・・・・比重選別機、１０・
・・・・・粉砕機。

Claims

【特許請求の範囲】１微粉炭と油を混合してペースト状のバインダーを製
造し、このバインダーと粉炭を乾式で混合して、このバ
インダーを前記粉炭に付着せしめ、このバインダーが付
着した前記粉炭に水を加えてスラリー状となし、このス
ラリーを攪拌して前記バインダーが付着した粉炭な凝集
、転動させて前記粉炭の造粒炭を形成せしめることを特
徴とする石炭を脱灰造粒して輸送する方法。２微粉炭と油を混合してペースト状のバインダーを製
造し、このバインダーと粉炭を乾式で混合して、このバ
インダーを前記粉炭に付着せしめ、このバインダーが付
着した前記粉炭に水を加えてスラリー状となし、このス
ラリーを攪拌して前記バインダーが付着した粉炭を凝集
、転動させて前記粉炭の造粒炭を形成せしめると共に、
前記粉炭中の灰分を水中に懸濁させ、次いで前記造粒炭
を前記灰分から分離して水力輸送することを特徴とする
石炭を脱灰造粒して輸送する方法。３微粉炭と油を混合してペースト状のバインダーを製
造し、このバインダーと粉炭を乾式で混合して、このバ
インダーを前記粉炭に付着せしめ、このバインダーが付
着した前記粉炭に水を加えてスラリー状となし、このス
ラリーを攪拌して前記バインダーが付着した粉炭を凝集
、転動させて前記粉炭の造粒炭を形成せしめると共に、
前記粉炭中の灰分を水中に懸濁させ、次いで前記造粒炭
を前記灰分から分離し、得られた造粒炭を比重選別して
灰分の少ない造粒炭を水力輸送し、一方、灰分の多い造
粒炭を再粉砕して微粉炭となし、この微粉炭に油を加え
て灰分を造粒、分離し、残部を前記バインダーとして使
用することを特徴とする石炭を脱灰造粒して輸送する方
法。