JPS5918791A - 石炭微粉末の造粒物スラリ−の製造法 - 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】 （以下脱灰と略記する。）石炭微粉末と炭化水素油との
造粒物の安定な水性スラリーの製造法に関する。更に詳
しくは、石炭微粉末を水性媒体中に分赦させることによ
って得られる石炭粉末の水性スラリーに炭化水素油を加
えて石炭粉末を凝集、造粒化及び脱水、脱灰して造粒物
を作り、該造粒物の高濃度の安定なスラリーを製造する
方法に関する。

近年、エネルギー源として、量も多く使１月されて来た
石油が、その埋蔵量の限界やそれに伴なう価格の高臆な
どから、エネルギー源の多様化及び安定的な供給の確保
が重要な問題となっている。

このようなことから埋蔵量が多く、且つ偏在せず、世界
中に存在する石炭の有効利用が見直きれて来ている。し
かしながら、石炭の場合は、石油とは異なり、固体であ
るため、パイプラインによる輸送が不可能であり、取り
扱い上著しく不利である。

さらに、石炭は一般に石油に比べ多量の無機質を含んで
おり、発熱量の低下、フライアッシュの処理等の問題も
ある。このようなことより取り扱い上の欠点を改善する
ために、石炭を粉末化し、水中に分散させてスラリー状
にして使用する方法が種々検討されており、これらの分
散剤として、リガニンスルホ酸塩やナフタレンスルホン
酸塩のホルマリン縮合物などが開発されている。このよ
うな石炭粉末のスラリーを直接燃焼すると、石炭中の無
機質が灰分として残るため、種々のトラブルが発生する
。特に重油用に設計されている一般ボイラーでは灰の処
理が問題となる。このため、まず、石炭を水中に分散し
て脱威し、脱灰された石炭のスラリーに炭化水素油を加
えて造粒した後該造粒物を水中に分散させる方法が検討
されている。

しかしながら、この場合も該造粒物の濃度を上げると、
著しく粘度が増加し流動性を火力う。これは水中で石炭
粒子又は油により被覆された石炭粒子が凝集することに
より粘度の上昇及び流動性の減少を起こさせるからであ
る。勿論、濃度を下げると輸送及び燃焼効率が低下し、
実用的でない。

従来この様なスラリーを得る際に、脱灰されない石炭粉
末の分散、安定化のためにリグニンスルホン酸塩やナフ
タレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物あるいはアルキ
ルベンゼンスルホン酸塩などの界面活性剤を添加するこ
とが、また石炭粉末の炭化水素油による造粒化及び脱灰
の促進のためにポリオキシアルキレンエーテル等の非イ
オン界面活性剤あるいは各種アミン化合物等を添加する
ことが検討されている。しかしながら、この様な方法に
よっても、得られた造粒物のスラリーは、その濃度を高
めた場合には、粘度が高く流動性が不十分であり、また
スラリーの安定性も十分でなく実用性に欠ける。

木兄明考らは、かかる脱灰石炭粉末の造粒物スラリーの
欠点を改善すべく鋭意検討の結果、流動性が良好で安定
な該造粒物の水性高濃度スラリーを得る方法を見出し本
発明を完成した。即ち、本発明は石炭微粉末を水性媒体
に分散させたスラリーとし、これに炭化水素油を添加、
混合して石炭と炭化水素油から成る造粒物のスラリー脱
水、脱灰して造粒物を作り、該造粒物と水及び活性水素
を有する化合物にエチレンオキシドを必須として含むア
ルキレンオキシドを付加し、かつボ１ノオキシエチレン
鎖の部分の合計の重量が全分子量の４０〜９５重量％で
あり、さらに分子量が２，０００〜１００、０００であ
るポリエーテル化合物又はその誘導体とを混合すること
を特徴とする石炭微粉末の造粒物スラリーの製造法およ
び該ポリエーテル化合物又はその誘導体と共に消泡剤を
混合することを特徴とする石炭微粉末の造粒物スラリー
の製造法である。

本発明に使用する石炭は無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐
炭等の種々の炭種のものが用いられるがこれを微粉砕し
て用いる。この石炭粉末の粒度は重油用ボイラーへの直
接燃焼の可能能な粒度であればよいが、現在この様な目
的で火力発電所にて使用されている一般的な粒度は２０
０メツシユパス率が７０〜９０％の粒度のものである。

この様な微粉砕された石炭粉末を水性媒体中に分散させ
たスラ’Ｊ　ｙとし、これに炭化水素油を添加して造粒
化する工程を経る間に、石炭中に含まれて灰分となる親
水性の無機質は水相の方へ移行し、脱灰される。

本発明において、造粒物スラリーと混合されるポリエー
テル化合物は、活ｔＩＪ：水Ａそ化合物イ・１個以」二
含む化合物に通常の方法によりエチレンオキシド（以下
［ｚｏｊと略記する。）を含むアルキレン刈キシドをイ
」加することにより容易に製造することができる。アル
キレンオキシドの何ノ用はエチレンオキシドとそれ以外
のアルキレン副ギシドとのブロック状又は１部ブロック
状の（ｔ　加か良く、そのＩｌ［ｔ’４序はいずれが先
でもよいが、ＥＯとプロピレンオキシド（以下「Ｐｏ」
と略記する。）のイイ加物の場合には、まずｐｏをイ」
加させた後ＥＯを（ｊ加させたものが良好な分散安定性
を示す。

するヒドロギシ化合物、アミノ化合物メルカプ）・化合
物等である。

具体的には一画アルコールとして、メタノール、エタノ
ール等の低級アルコールからステアリルアルコール、オ
レイルアルコール等の高級アルコール、２−エチルへキ
サノール等の側鎖を有するアルコール、多価アルコール
としてエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘ
キサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、
ソルビトール、ポリグリセリン又はこれらの部分エステ
ル化物、アミン類としてオクチルアミン、牛脂アミン、
メチルステアリルアミン等のモノアミン、エチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミ“
ン、Ｎ−アルキルエヂレンジアミン、窒素数６〜５０を
有するポリエチレンイミン等のポリアミン化合物、メル
カプト化合物としてノールアミン、ステアリン酸アミド
などのアミド化合物、グリシン等のアミノ酸等でもよい
。

アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシドは必須
であり、ポリオキシエチレン鎖の合計重量か全晴の４０
〜９５％好ましくは６０〜９０％である。ＫＯ以外にプ
ロピレンオキシド、ブチレンオキシドなとが使用され得
るが、ＫＯ及びＰＯのブロックポリマーが良好な分散安
定性を示す。

ポリエーテルの分子量は２，０００〜１００，０００好
ま水酸基を硫酸化したもの、五酸化リンとの反応により
得られるリン酸化物、カルボキシアルキル化物又は多塩
基酸とのエステル化物又は、その塩等のアニオン化物や
出発物質としてアミノ化合物をアルキルベンゼンスルホ
ン酸等による中和によるカチオン化物等が挙げられる。

前述のように脱灰された石炭微粉末のスラリーから、こ
れに炭化水素油を加えて攪拌することにより、石炭粉末
が凝集した造粒物が得られる。この造粒化の方法は公知
の任意の方法で行うことができ、例えば特開昭５６−６
７３９５号公報に記載の方法により行うことができる。

また使用する炭化水素油としては、灯油、Ａ重油、Ｂ重
油、Ｃ重油が好ましい。これらの炭化水素油はそのま＼
石炭スラリーに添加しても、予めＯ／Ｗ型に乳化したも
のを添加してもよい。又この造粒化を行う場合に造粒化
の促進のために用いられるノニオン性、カチオン性ある
いはアニオン性の公知の界面活性剤を添加してもよい。

この様にして得られた造粒物中の微粉石炭と炭化水素油
との比率は９９／ｌ　　ないし　７０／３０　　であり
、好ましくは　９５１５ないし８０／２０　　である。

また、本発明においては上記のポリエーテル化合物又は
該ポリエーテル化合物誘導体と共に必要があれば種々の
公知の消泡剤を使用すると良好なスラリーが得られる。

この場合、用いられる消泡剤としては、破泡効果のある
ものや抑泡効果のあるものも、いずれも使用され得るが
、特に炭素数６〜】２のアルコール例えば２−エチルヘ
キシルアルコール、ラウリルアルコール、及びンルビタ
ン脂肪酸エステル例えばソルビタンモノオレエート（ス
パン８０）、珪素油（アンティフオーム８１０６６）が
良い。これらの消泡剤は、スラリー製造時の泡を少なく
するため、スラリーの体積向上を防止し且つスラリー中
の気泡による増粘を防止しスラリー性状を良好なものと
する。消泡剤は、ポリエーテル化合物に対し、３Ｑｗｔ
％以下、好ましくは１５〜５　ｗｔ％であり、ポリエー
テル化合物と共に石炭スラリーに加えてもよくまた別個
に石炭スラリーに加えてもよい。

本発明の方法においては、前記ポリエーテル化合物の水
溶液に造粒物を添加混合しても、造粒物と水とポリエー
テル化合物とを同時に添加混合してもよく、また造粒物
をミル、ラインミキサー等の攪拌機や粉砕機により破壊
して微粉末化してもよい。この場合に混合するポリエー
テル化合物又はその誘導体の量は、造粒物に対して０．
５〜５ｗｔ％でよく、好ましくは０．１〜２．０ｗｔ％
である。

この様な本発明の方法で得られた造粒物のスラリーは、
高濃度でも粘度の上昇が少なく流動性が良好であり、石
炭濃度が６０〜Ｂ５ｗｔ％の高濃度の造粒物スラリーと
することができる。

また、本発明の方法により、造粒物スラリーの高濃度化
が可能となり、且つ長期保存後にもハードケーキを生成
しないため、脱灰石炭の高濃度スラリーの製造、パイプ
ライン輸送貯蔵およびその後の直接燃焼が可能であり且
つ脱灰されているため重油設計用の一般ボイラーへの適
用も可能である。

以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明は、これらの実施例により限定されるものではない。

実施例 １）脱灰及び造粒化物の製造 ２００メツシュア０％パスの下記の組成のプレアＶ　−
Ａ炭３６．２　ｇ　（３，２５％の水分を含んでいるた
め純分として３５．０　ｇ　）を室温にて水に分散させ
攪拌して石炭、水スラリーを得る。この混合物に対して
へ重油を５ｇ加え、室温にて、ラボディスパー（特殊機
化工業製）にてＩｏｏｏｒｐｍで３０分攪拌し脱灰造粒
化させる。このようにして得られた混合物を８メツシユ
のフルイに通し無機質を除去Ｌｓ１０５°Ｃにて乾燥さ
せて脱灰、脱水さｇた造粒物（造粒物Ａと言う。）を得
た。このものの残存無機質の含量は４，８％（石炭基準
）であった。

プレアソール炭 発熱ｆｊｔ　　　　　６７２０Ｋｃａ１７Ｋｇ　　　（
Ｊ工Ｓ　　Ｍ８８１４）灰分　　　　　　７１％　　　
　　（Ｊ工Ｓ　　Ｍ８８１２）水分　　　　　　７０％
　　　　　（ｔｔ　　　Ｍ８８１１）固定炭素　　　５
９．７％　　　　　（ｔｔ　　　Ｍ８８１２）次に」−
記と同様の条件にて造粒化のための助剤としてポリオキ
シエチレン（３モル）ラウリルサルフェート（Ｎａ塩）
を００１ｗｔ％（対石炭）使用して、同様の方法で脱灰
、脱水された造粒物（造粒物Ｂと言う）を得た。このも
のの残存無機質の含量３．６％（石炭基準）であった。

ｉｉ）造粒物スラリーの製造 ０．５ｇノクリー４＝ｌＪンノＰＯ−ＥＯ付加物（ＭＷ
　１８０００Ｅ　Ｏ，７０％）を２９．５　ｇの水に溶
解させ１）により得られた造粒化物Ｂ７０ｇを室温にて
加え、ラボディスパーにて５００　ｒｐｍで５分間攪拌
して、脱灰された石炭の造粒化物の水スラリーを製造し
た。

このスラリーの濃度は７Ｑｗｔ％であり、２５°Ｃに於
いて粘度を測定したところ６８０センチボイズであり、
流動性は良好であった。

スラリーの分散安定性は、該スラリーを製造後３０日及
び６０日間静置した後、直径５　ｍｍ　　のステンレス
棒（重量５０ｇ）をスラリー中に静かに入れその沈降の
状態を観察して、石炭スラリーの沈降状態を観察した。

その結果、石炭の沈降及び圧密層の形成はほとんど無く
、安定性は良好であった。

同様の方法により表−１に示す各種のポリエーテル化合
物を用いて造粒物スラリーを製造し、その流動性及び安
定性を試験した。その結果を表−２に示す。

次に全く同様の方法により、造粒物Ａを用いてスラリー
を製造し、同様にその安定性及び流動性を試験した。そ
の結果を表−３に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １石炭微粉末を水性媒体に分散させたスラＩＪ−にし、
   これに炭化水素油を添加、混合して石炭と炭化水素油か
   ら成る造粒物を調製し、該造粒物と水及び活性水素を有
   する化合物にエチレンオキシドを必須として含むアルキ
   レンオキシドを付加し、かつポリオキシエチレン鎖の部
   分の合計の重量が全分子量の４０〜９５重景％であり、
   さらに分子量−が２，０００〜１００．０００であるポ
   リエーテル化合物又はその誘導体とを混合することを特
   徴とする石炭微粉末の造粒物スラリーの製造法。 ２ポリ工−テル化合物又はその誘導体が、エチレンオキ
   シドとエチレンオキシド以外のアルキレンオキシドとの
   ブロック状又は一部ブロック状の１寸加物である特許請
   求の範囲第１項記載の石炭微粉末の造粒物スラリーの製
   造法。 ３ポリ工−テル化合物中のアルキレンオキサイドがエチ
   レンオキシドとプロピレンオキシドである特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の石炭微粉末の造粒物スラリー
   の製造法◇４ポリエーテル化合物誘導体が、ポリエーテ
   ル化合物の硫酸化物、リン酢化物、カルボキシアルキル
   化物又はその塩である特許請求の範１７Ｉｌ第１項ない
   し第３項記載の石炭微粉末の造粒物スラリーの製造法。 ５石炭微−粉−末を水性媒体に分散させたスラリー水素
   を有する化合物にエチレンオキシドを必須として含むア
   ルキレンオキシドを付加し、かつポリオキシエチレン鎖
   の部分の合ＨＵの重量が全分子量の４０〜９５重量％で
   あり、さらに分子量が２，０００〜１００，０００であ
   るポリエーテル化合物又はその誘導体と消泡剤とを混合
   することを特徴とする石炭微粉末の造粒物スラリーの製
   造法。