JPS59115392A

JPS59115392A - 脱灰高濃度石炭水スラリプロセス

Info

Publication number: JPS59115392A
Application number: JP22393882A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Muranaka; 廉村中; Ryuichi Kaji; 梶　隆一; Hideo Kikuchi; 菊池　秀雄
Original assignee: Babcock Hitachi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1982-12-22
Filing date: 1982-12-22
Publication date: 1984-07-03
Also published as: JPH0225395B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は石炭の脱灰と高濃度水スラリプロセスに係り、
特に輸送や燃焼を高効率化するために有効な、低灰分で
粘性の低い高濃度石炭水スラリプロセスに関するもので
ある。

〔従来技術〕

従来よシ石炭の脱灰プロセス及び高濃度石炭水スラリプ
ロセスはそれぞれ単独には公知である。

公知の石炭脱灰プロセスとしては、微粉砕した石炭にケ
ロシンや高分子の添加剤を加えて炭分を凝縮させて灰分
と炭分とを分離する方法がとられていたが、この方法で
脱灰した炭分を高濃度石炭の水スラリとした場合には凝
縮した炭分が水中に分散しにくい状態となっているため
スラリの粘度が著しく高くなる欠点があった。

また、高濃度石炭水スラリプロセスとしては、石炭を湿
式粉砕し、所定の粘径分布となるように粒径調整した後
、低粘度化のために陰イオン系の界面活性剤を加え、高
濃度石炭水スジＶｔ得る方法が知られているが、この方
法と前述の脱灰プロセスとを組み合せた場合には、添加
剤として加えた界面活性剤が脱灰プロセスにおいて悪影
響を及ぼす。すなわち、活面活性剤を添加した後では凝
縮剤を加えても炭分の凝縮が起シにくくなシ、炭分と灰
分の分離が行えないという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、灰分含有量が石炭重量に対し１０ｗｔ
％以下で、かつスラリ中の石炭濃度が６５〜ｓｏｗ　ｔ
％でスラリ粘度が２０００Ｃｐ以下の低粘度の石炭水ス
ラリ金製造できるプロセスを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴とするところは、微粉砕した石炭を固体重
量濃度２０ｗｔ％以下の低濃度水スラリとし、浮遊選鉱
法により灰分を分離した炭分を遠心分離によシ水分を除
去し、石灰濃度を６５〜８０％に調整し、低粘度化のだ
めの調整剤を添加することにある。

〔発明の実施例〕

本発明のプロセスは第１図に示す如く、大きく分けると
粗粉砕、微粉砕、脱灰、濃縮唐整の４つの工程よシなる
。

第２図に各工程をよシ詳細に示している。図において、
石炭サイロ１１の塊炭をフィーダー２に？　ｌ）　り、
、ラシャ−１３へ供給し粗粉砕する０粗粉砕された石炭
はホッパー１４に貯えられフィーダー５により次の微粉
砕工程に送られる。これまでが粗粉砕工程である。

フィーダー５によシ送られてきた石炭に水タンク１６の
水をポンプ１７によって供給したのち混合し固体重量濃
度が約７０Ｗ　ｔ％の水スラリとし、これを湿式ホール
ミル１８によシ微粉砕する。ボールミルによシ微粉砕さ
れたスラリに水タンク５゜をの水、ポンプ５１によシ供給し、固体重量濃度が約２０
ｗｔ％程度の低濃度スラリとしスクリーン３４によって
粒径５００μｍ以上の粗粒炭を除去し、それ以下の粒径
の微粉炭（灰分も含む）が調整槽１９に送られる。スク
リーン３４で除去された粗粒炭は再びボールミル１８に
送られここで微粉砕される。

調整槽１９には起泡調整剤として酢酸水溶液がタンク２
８、ポンプ５２にょシ供給され、石炭濃度が２０ｗｔ％
以下、好ましくは１０ｗｔ％以下の水スラリに調整され
、脱灰用のスラリとなる。

脱灰用スラリはスラリポンプ２ｏにょシ脱灰塔２３に供
給される。との脱灰塔には油タンク２９の油を蒸発装置
２１で蒸気化した起泡剤がコンプレッサ２２によって圧
縮された空気とともに送υ人まれる。この油蒸気と空気
は脱灰塔２３円で気泡となり、アトマイザ２４の陶にょ
シ微細気泡となる。微細気泡中の油蒸気は凝縮して水と
の界面に油膜を形成する。脱灰塔２３内で発生する微細
気泡の大きさは油膜の表面張力にょシ決るので微細な気
泡を作るため脱灰用スラリには酢酸などの起泡調整剤を
添加している。気泡を形成する油膜に親油性の炭質分が
付着して気泡とともに浮上するのでこれを脱灰炭として
回収する。この分離法は気泡選鉱法として、選鉱に用い
られる方法である。この方法では石炭の粒径が５００μ
ｍ以上の粒子が含まれていると気泡への付着力よりも重
力の方が大きくなって回豚されず塔２３の底部に沈降す
るので、脱灰用スラリには５００μｍ以上の粗大粒子が
含まれないようにスクリーン３４で除去している。脱灰
塔２３の底部には灰質分が残渣として残るので足期的に
バルブ５４を開いて、残渣をシックナー３０に導き、起
泡調整剤を含む水分を分離し、固形分は残渣タンク３１
に送る。以上が脱灰工程″ｃあり、脱灰塔２３から得ら
れる脱灰炭は固体重量濃度が２０〜３Ｑｗｔ％の低濃度
のスラリ状態である。したがって、次の濃縮調整工程に
おいて、粘性全２０００ｃｐ以下に保ちつつ高濃度化を
計る。

濃縮工程においては、まず脱灰炭スラリを２分して、一
方は遠心分離機２５で脱水して固体重量濃度が８０〜ｃ
＋ｏｗｔ％の高濃度スラリとする。

他方はシックナー２６で固形分で沈降分離して固体重量
濃度が３０〜５０ｗｔ％の低濃度スラリとする。低濃度
スラリには陰イオン系界面活性剤をタンク３２よｐ供給
し、混合槽５６で混合したものと高濃度スラリと全混合
槽２７にて混合し、固体重量濃度が６５〜８０ｗｔ％の
高濃度スラリとする。

混合槽２７にはスラリの長期にわたる安定性つまり長期
間低粘度を保つために水酸化ナトリウムなどのｐＨ調整
剤をタンク３５よシ供給し、混合槽２７内のｐＨが８程
度になるよう調整する。

濃縮工程の遠心分離機２５及びシックナー２６で分離さ
れた水分には起泡調整剤を含むのでタンク３３に溜めら
れ起泡調整剤タンク２８に戻され繰シ返し使用される。

また、シックナー３０で分離された水分もタンク３３を
介して同様にタンク２８に戻される。

以上の如くして低粘度の脱灰高濃度石炭水スラリか得ら
れるものであるが、次に脱灰工程における脱灰性能と脱
灰用スラリの固体重量濃度との関係について説明する６
第３図は炭質外回収速度及び脱灰率とスラリの固体重量
濃度との関係を示している。この特性は第２図の実施例
において脱灰塔２３に供給する脱灰用スラリの固体重量
濃度と炭質外回収速度定数Ｖとの関係、及びスラリの固
体重量濃度と脱灰率Ｃとの関係をオーストラリア炭につ
いて実測したものを示している。この特性から明らかな
如く、スラリの固体重量濃度が高くなるにつれ脱灰率Ｃ
はゆるやかに悪くなり、炭質外回収速度定数Ｖはスラリ
の固体重量濃度が１０Ｗｊ％を越すと急激に低下する特
性を示している。

速度定数Ｖは一定量の炭質外を回収するに要する時間の
逆数であるから、■が大きい程炭質分の回収が短時間に
行えることを意味しており、この特性によれば、固体重
量濃度が２０ｗ　ｔ％以上では脱灰塔での連続的な脱灰
処理が不可能となる。連続的な脱灰処理を行うためには
固体重量濃度はｉｏｗｔ％程度でちることが好ましい。

一方、脱灰率は大きい程好ましいが実用上は原料炭の灰
分比は１２〜１６ｗｔ％であるから、脱灰率は４０％以
上あれば灰分比は１０ｗｔ％以下となシ十分である。固
体重量濃度が低いということはそれだけ水分が多くなる
ので脱灰性能つまシ速度定数Ｖや脱灰率Ｃが許容しうる
範囲で出来る限υ高濃度であることが好ましい訳である
。かかる観点より本発明においては、脱灰用のスラリの
固体重量濃度は２０ｗｔ％以下好ましくはｔ□ｗｔ％が
適している。

尚、第３図はオーストラリア産炭について実測したもの
であるが、他の燃料炭についての実測もはｙ同様の結果
を示しておシ、特に炭質外回収速度定数の絶対値は原料
炭の炭質外の多少により＝化するが、固体重量濃１１５
ｗｔ％近傍で速度定数Ｖが急激に低下する傾向は同じで
あった。

次に濃縮調整工程において、混合槽２７内のスラリのＩ
）Ｈの調整について説明する。従来高濃度石炭水スラリ
ではスラリの流動性を良くするためスラリに界面活性剤
を添加して石炭粒子底面の摩擦係数を小さくして低粘性
化を計る方法が知られているが、単に界面活性剤の添加
のみでは低粘性化には限界のあることが判明した。殊に
、スラリ全長時間放置した場合、徐々に粘性が高くなる
傾向がちシ、粘性の安定化という点で問題があった。

粘性の安定化を高める方法として、スラリのｐＨを調整
し、石炭粒子のゼータ電位を大きくして、粒子同志の反
発力を高めることが効果的であることが判った。そこで
オーストラリア産炭について、粒度を調整したスラリに
ｐＨ調整剤としてカ性ソーダを添加し、その添加量を変
えてスラリ粘度を測定した結果全第４図に示す。このス
２りの固体重量濃度は７５ｗｔ％一定に保ちながら測定
した。

その結果、ｐｎが８．５以上になると、１６００Ｃｐ程
度で一定となることが判った。オーストラリア産炭以外
の石炭についても試験したが、粘性の値は多少ばらつく
がＩ）Ｈが８．５以上では、最小値を示す傾向は同じで
あった。また、ｐＨを高くしたもの程、スラリ全長期間
放置しても粘度の変化幅（一様に高くなる傾向）は小さ
いことが判った。

したがって、タンク３５よシ混合槽２７に供給されるｐ
Ｈ調整剤は槽２７内のｐＨが８．５程度になるように調
整することが好ましい。ｐ　Ｈｆ　８．５に保つために
は石炭の重量に対し０．２％の力性ソーダを添加すれば
良いことがわかった。

第５図はスラリ固体重量濃［７１ｗｔ％のオーストラリ
ア産炭について、石炭重量の０．５％の陰イオン界面活
性剤を添加したものＡと、それに更に石炭重量の０．２
％の力性ソーダを添加したものＢとのスラリ粘度を測定
した結果を示している。

この測定結果よシ明らかな如く、界面活性剤と、ｐＨ調
整剤とを添加したスラリＢは、ｐＨ調整剤を添加しない
ものＡに比べて、粘度は半分以下に低減することができ
た。しかもＢの方は、長時間の放置に対しても粘性の変
化幅は小さいことが確認され、粘性の安定性も優れてい
る。

尚、界面活性剤、ｐＨ調整剤は、ス２りの燃焼によって
有害物質を発生しないことが要求されるが、本実施例と
して説明した物質は、いずれも有害物質を生成しないこ
とが確認された。

また、第２図の実施例でスラリの濃縮工程を遠心分離機
２５とシックナー２６とに分けて行ったが、遠心分離機
だけによって行うこともできる。

その場合には界面活性剤は混合槽２７に加えれば良い。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明プロセスによれば、石炭に対
する灰分重量比が１９ｗｔ％以下で、かつスラリ中の石
炭濃度が６５Ｗ【％以上でスラリ粘度が２０００ｃｐ以
下の低粘度の石炭のスラ２すを製造することが可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明プロセスの工程を示す概略図、第２図は
プロセスの概要フロー図、第３図はスラリ中の石炭濃度
が脱灰に及ぼす影響を示す特性図、第４図はスラリ粘度
に及ぼすｐ）ｌの影響を示す特性図、第５図は脱灰調整
されたスラリの粘性を示す図である。１１・・・石炭サイロ、１３・・・クラッシャー、１８
・・・湿式ボールミル、２３・・・脱灰塔、２５・・・
遠心分離機、２６・・・シックナー、３５・・・ｐＨ調
整剤タンク。朗体ｉ量　濃屓（Ｗｔ″／＝）ＰＨ

Claims

【特許請求の範囲】１、石炭の粉砕物を水と混合して固体重量濃度を２０ｗ
ｔ％以下の低濃度スラリとし、これに起泡剤を添加して
、浮遊選鉱法によシ脱灰した後脱水して濃縮化処理を行
い、固体重量濃度を６５〜ｓｏｗ　ｔ％に調整し、更に
、低粘度化のための調整剤を添加することを特徴とする
脱灰高濃度石炭水スラリプロセス。２、特許請求の範囲第１項記載において、前記調整剤は
Ｊ）Ｈ調整剤を含み、生成されたスラリのｐｉ（は８．
５以上に保たれていることを特徴とする脱灰高濃度石炭
水スラリプロセス。３、特許請求の範囲第２項記載において、前記調整剤は
更に界面活性剤を含むことを特徴とする脱灰高濃度石炭
水スラリプロセス。４、特許請求の範囲第１項記載において、前記濃縮化処
理は遠心分離機によシ行うことを特徴とする脱灰高濃度
石炭水スラリプロセス。５、特許請求の範囲第１項記載において、前記濃縮化処
理は、遠心分離機及びシックナーで並行して処理したも
のを混合して所定の濃度を得るようにしたことを％徴と
する脱灰高濃度石炭水スラリプロセス。