JPS5951986A - 微粉炭−油混合物用添加剤 - 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】 本発明は、乾式わ）砕法によって得られた微粉炭と油と
の混合物の安定性を改良する薬剤に関する。

従来、微わ）炭は発熱量当たりの価格が安いにもかかわ
らず、輸送の困難性、燃焼に際しての制御の困難性、発
熱量の低さ、貯蔵に要する場所が天きいといった欠点を
有しており、燃料としては問題があった。微粉炭と油の
混合物は上記欠点がなく、油単独の場合に比べて発熱最
当たりの価格が低いため実用価値が高い。しかし、微粉
炭と油とを単に混合しただけでは、比重差のため、微粉
炭粒子は沈降分離し、凝結して流動性を失うため満足な
微粉炭−油混合物は（ワられない。

したがって、安定性を向上する添加剤を見いだすことが
重要な課題で、例えば１９１３年にロシアのブローシン
氏、１９２０年に英国のグリーンス１−リート氏、１９
２２年に英国のリードビータ−氏、１９３２年にドイツ
のバルケ氏、１９３６年にＦ−イツのウーデ氏等により
検δ・１が加えられた。

しかし、石ケン、牛乳、ゼラチン、＃粉、アルブミン、
ゴム、ヘヒーパラフィン、環状オレフィン、樹脂酸塩、
オレイン酸塩、ステアリン酸塩、パルミヂン酸塩、クレ
オソート油、アルカリ、アントラセン浦、タール、フェ
ノール、ピリジン、アニリン、ナフタレン等の添加剤は
、１重量％以上併用した場合においても、製造した？Ｘ
＜　１５）炭−油混合物の安定性が１ケ月以内と悪く、
かつ、添加剤量が多いため、ｆｉ”ｋわ〕炭−油混合物
の価格が高くなり、安定性と経済性に問題かあり、実用
化されながっノこ。

また、米国特許第３，６１５，０９５号にもその例をの
るが、安定性が悪く、添加剤量か多くいるため実用化に
は問題があった。

本発明者らは、」二記問題点を克服し、微粉炭−油混合
物を実用化すべく、鋭意研究を重ねた結果乾式Ａ′５）
枠状によって得られた微粉炭と浦の混合物に対する有効
な添加剤を見いだすことに成功し、実用化を可能にした
。

本発明により、従来よりも３倍以−Ｌ安定性か向上し、
常温または高温で長期間保存しても、微粉炭の沈降は殆
と生じず、たとえ若干化しても、本薬剤の優れた（すＪ
きにより、沈降した微粉炭の凝集がほとんど起こらない
ため、ごく簡単な攪拌のみで再流動化することができる
。もちろん、短期間（１５日程度）の場合は攪拌の必要
もない。これにより、安心して微粉炭−油混合物を長期
間かけタンカー１イ１ｊ送することや、パイプラインや
配管を流送することも可能となった。また、本薬剤は、
従来よりも使用量が少なくてずめ、経済性の面からも微
粉炭−油混合物の実用化を更に促進できた。

徹わ）炭−油混合物にもういる石炭きは、例えばｊＨ■
見′ｙｌｊ炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭等の各種石炭で
、種類や産地にかかわりなく、また化学組成や水分含有
量にもかかわりなく、いかなるものも利用できる。かか
る石炭は、通電のミルにより乾式粉砕すれば、大量に微
粉炭を製造できる。また、石炭中の水分は、乾燥して除
いてもあるいは除かなくても支障はない。ただし、含有
水分の多い褐炭等は重量当たりの発熱量か小さいため乾
燥するのが芹通である。

微粉炭の粒度は燃料性より判断して、Ｊ常２００μ以下
のものが好ましく、更に粒度の小さい１００μ以下が好
適であるが、微粉炭−油混合物の安定性等の物性に関す
るかぎり、更に粒度の大きいものでも問題はない。この
微粉炭の含有量は最終混合物に対して６０重量％未満で
あり、６０重量％以上の微１′５〕炭を含有した場合は
、粘度が著しく高くなり、流動性を失うため好ましくな
い。２０重量％以下の場合も１）゛＆粉炭含有による価
格面のメリソ１−が少ない理由により好ましくない。

したがって、６０重量％未ｌｉ！ｉ混合できるが、２０
〜５５市量％が更に々ｆましい。

また、微粉炭−油混合物に用いる油とは、石炭原油、原
油から得られる各種留分、例えば灯油、軽油、へ重油、
Ｂ重油、Ｃ重油等が主体で、この他エチレン分解残油、
クレオソ−１・油、アントラセン油、各種配合油等の一
般に燃料として用いられる浦や廃油、例えはカッリンス
タンド廃／ｌＩ］（自動車ｌｒ、’ｌ泪油、／ｉ値油）
鉄工所廃油（機械油、切削曲、洗浄油等の混合油）、石
油タンカーやその他船舶の廃油、一般化学工場廃／１１
１等をいい、その相互の混合物も含む。

中でも、石油原油、Ｂ重油およびＣ重油の利用が特に好
ましい。予め配合した油を用いて微粉炭−浦混合物を作
っても、単独油（好ましくは石油原油、重油）で、微粉
炭−油混合物を作った復信の浦を混合したり、混焼して
もよし）。

水は、石炭中に含まれる水分が微わ）炭−油混合物［１
弓こ混入したり、製造者か加える場合等があるが、水の
体積分だけ輸送費、貯蔵費、その他一般管理費等が高く
なり、さらに蒸発熱をうはし）、熱ｔＦｉ失が大きくな
るため好ましくなく、少なし）方がよい。

一方、水は微粉炭−油混合物の安定性を良好にする性質
と、ｊ〃焼時排ガス中のＮＯｘとノーインンを少なくす
る９ＪＪ果を有する。

したがって、目的に応して任意に用いられるが、５０市
量％以」二加えることは、）ｒ・１焼を阻害するため避
けるべきである。

本発明に係る乾式粉砕法による微粉炭−油混合物用添加
剤とは、分子内に活性水素を少なくとも３個以上、好ま
しくは５個以上有するアルコ−／ｌ／、アミン、カルホ
ン酸およびそれらの誘導体のいずれか１種以上を出発物
質として、これにアルキレンオキシドを（＝］加し、そ
の分子量を１　、０００〜１０万、好ましくは７　、０
００〜１０万にしたポリエーテルを必須成分として含む
添加剤である。

かかる本発明の乾式粉砕法によって冑た１）＞１分度と
浦の混合物用添加剤は、１重量％以下の極少量加え混合
するだりで、安定な微粉炭−油混合物を得ることができ
る。１重Ｍ％以上加える場合も、その効果は悪くならな
いのは当然であるが、例えば、０．２用足％程度でも、
その効果は顕著で、経済的理由により多く加える必要性
がない。

また、本必須成分は、アニオン性やカヂオン性や非・イ
オン性や両性の通電の界面活性剤とイ３［用してもよい
が、添加剤総量の５％以上、好ましくは２０％以上存在
していなりればならない。

ところで、乾式粉砕法により石炭を微粉砕することは、
既に大量に生産している実績があるため、大量消費を常
とする燃料を生産するには、−最も好ましい粉砕方法と
言えるが、本発明の薬剤は、かかる乾式粉砕法によって
得られた微粉炭６０重量％未満と燃料油とを少なくとも
含有する微粉炭−油混合物に用いた場合°に、前記の如
く卓越した効果を発揮するため、本新燃料は大量供給が
可能となる。

本発明の薬剤が少量の添加において卓越した効果を発揮
できる機構はさだがでないが、恐らくこれら薬剤が油中
の粉炭粒子表面に吸着し、薬剤の分子鎖による反発やイ
オン反発９）Ｊ果を十二分に発揮し、粉炭粒子の凝並と
沈降を防１１−すると推考する。

このような観点に立てば、少量の添加で上記効果を発揮
せしめるには、薬剤分子の粉炭粒子表面への吸着のだめ
の極性シ１（の導入と相まって、物理的にも石炭粒子の
凝集を阻止できる分子の大きさとかさぼりが必要とされ
ると嵩えられる。

本発明の薬剤は、すべてかかる分子構造を有するもので
、分子内にアルキレンオキシドのエーテル結合に基づく
極性基を有し、分子量が１　、０００〜１０万、好まし
くは７，０００〜１０万七大きく、がっ、ポリエーテル
の出発物質の活性水素が３個以上、好ましくは５個以上
であるため、ポリエーテル分子が立体的でかさぼりが大
きい点が特徴である。

このように本発明の薬剤は、すべてその分子内に極性基
すなわち親水基を有しているため、微粉炭−油混合物に
加えた場合、弱い親水性を有する粉炭粒子表面に吸着し
、かつ、その分子が大きくかさばっているため、粒子が
互いに接近した場合、分子の立体障害により、粒子の凝
集を防止し、沈降を阻止できるため、著゛シク優れた効
果を発揮するものと推考する。

本発明の薬剤は、乾式粉砕法によって得た微粉炭と油と
を混合したものに後添加しても、あるいは予め油中に加
えておいた後微粉炭を加えても、いずれでも有効である
。

本発明の薬剤を加えた敬重５）炭−油混合物は、攪拌を
行い、薬剤を均一に熔解あるいは分散させれば、安定な
微粉炭−油混合物を得ることができる。

特に攪拌方法を限定するものではないが、製造プロセス
のいずれかの時点で、加熱または、ならびに強攪拌を加
えれば、粒子表面の活性が上がり、薬剤の吸着性が良く
なるため、ｆｉｉｋ粉炭−油混合物の性能がさらに向上
する。

強攪拌とは、通電２ｍ／ｓｅｃ以」二、好ましくは１０
ｍ／ｓｅｃ以上の線速度のシエヤーを加えることをさし
、攪拌はブし１ペラ、タービン型、スクリュー型ぐライ
ンミキサ、ホモジナイザ、コロイドミル等いかなる形式
でもよく、この強攪拌により粉炭粒子表面の活性度が上
昇し、薬剤と粒子表面との接触の機会が上昇する。また
、加熱は５０°Ｃ以上、好ましくは７０℃以上がよく２
００℃前後まで上昇させてもよい。強攪拌や加熱を加え
る時期はいずれの時点でもよく、例えば石炭を粉砕する
時や粉砕後薬剤を加える時や、加えた後や貯蔵時や、配
管輸送時等である。

加熱や強攪拌を加えない場合でも、本薬剤は有効ではあ
るが、これらの条件を加えた時は、約２倍程度効果が上
昇する。

本数わ〕炭−油混合物は、本発明の添加剤を利用するた
め、室温においては５ケ月以上、７０℃においても９０
日以上、上層と下層とに性能差が殆ど生じず、非常に安
定であり、ボイラーや加熱炉等で；＆〜焼した場合も、
通常の液体燃料に類似した燃焼が行える。また、本混合
物中に含まれる場合の水は、燃焼性の改香、ハイジンの
減少、ＮＯｘの減少といった良い効果を示すものである
。必要に応して防錆剤、公害防止薬剤、助燃剤、水、石
炭以外の炭素質等を併用することはこばむものではない
。

以下に本発明の微粉戻−油混合物用添加剤の具体例を示
す。

本発明に係る微粉炭−油混合物用添加剤とは、分子内に
活性水素を少なくとも３　（１１１１以上、好ましくは
５個以」二有するアルコール、アミン、カルボン酸およ
びそれらの誘導体のいずれか１種以上を出発物質として
、これにアルキレンオキシドを付加し、分子量を１　、
０００〜１０万、好ましくは７　、０００〜１０万とし
たポリエーテルを必須成分として含有するものである。

ここに言うポリエーテルとは、一般式 ２式％） で示しうるちので、Ｚは分子内に活性水素を少なくとも
３個以」二、好ましくば５（ｆｌｉｔ以上有するアルコ
ール、アミン、カルボン酸およびその誘導体の残基であ
る。Ｒはアルキレンオキシド残基で、エチレン、プロピ
レン、ブチレン端等で、ｎはアルキレンオキシドの重合
度により定まる値である。

ｒｎはＺのもつ活性水素の数であり、少なくとも３以上
、好ましく　４Ｊ：　５以」二である。ＲＯは単独物で
あっても、２種以」二でもよく、その配列順序は単独の
まま、ブロック共重合型、ランダム共重合型になっても
よい。ただし、界面活性剤のｊｆｆ１例として、共重合
型の場合は、ブロック共重合型にするのが一般的で好ま
しくは、末端を親水基にするためエチレンオキシドを付
加する。

Ｚで示される分子内に活性水素を少なくとも３個以」二
、このましくは５個以上有するアルコール、アミン、カ
ルボン酸およびその誘導体においてアルコール類は、例
えばグリセルン、ブタントリオール、ヘキサントリオー
ル、トリメヂロールプロパン、トリエタノールアミン等
の活性水素３個を有するアルコール類、ジグリセリン、
ペンクエリスリトール等の活性水素４個を有するアルコ
ール類、ソルビタン、ソルビトール、グルコース、シ二
一クローズ、ポリ酢酸ビニル部分ケン化物、ポリ酢酸ビ
ニル共重合体部分ケン化物、セルロース、デンプン等の
活性水素５個以上を有するアルコール類が有用であり、
また４個以上の活性水素を有するアルコール類の部分エ
ステル化物等の各種誘導体であっても３個以王の活性水
素が残っていれば用いることができる。

またアミン類とは、活性水素を３個有するアミン類、例
えばアンモニア、牛脂プロピレンシアミン等、活性水素
を４個有するアミン、例えばエチレンジアミン、テトラ
メチレンシアミン、ヘキザメチレンジアミン、フェニレ
ンシアミン、ヘンジジン、シクロヘキシルシアミン等活
性水素を５個以」二有するアミン、例えばジエチレント
リアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペ
ンタミン等が有用であり、また４個以」二の活性水素を
有するアミンの部分アミド等の、各種誘導体であっても
、３個以上の活性水素が残っていれば用いることができ
る。

また、カルボン酸とは、活性水素３個を有するカルボン
酸、例えばヘミメリト酸、ｌ・リメリｌ−ｆ’ｆｆｌ、
トリメシン酸等、活性水素４個を有するカルボン酸、例
えばブタンテトラカルボン酸、ピロノリ１〜酸、エチレ
ンジアミン四甫酸等活性水素５個以」二を有するカルボ
ン酸、例えはアクリル酸重合体、アクリル酸共重合体、
ｊ４！；水マレイン酸重合体、ツ■（水マレイン酸共重
合体、メタクリル酸重合体、メタクリル酸重合体、アク
リル酸やメククリル酸エステルの重合体や共重合体の部
う）ケン化物等がａ用であり、それらの部分エステル化
物等の各種誘導体も利用できる。

またＺば異種の官能基を同一分子内に含むものであって
もさしつかえない。例えは、グリシノ、リンニ１酸、モ
ノエタノールアミン、シェクノールアミン、酒石酸、ア
ミノエチルエタノールアミン等である。

実施例 （以下余白）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 乾式粉砕法によって香られた微粉炭６０重量％未１ＩＶ
   −と、燃料油とを少なくとも含有する１′１々粉炭−油
   混合物の安定性を改良するために用いる、分子内に活性
   水素を少な（とも３個以上有するアルコール、アミン、
   カルボン酸およびそれらの誘導体のいずれか一種以上を
   出発物質として、これにアルキレンオキシドを付加し、
   その分子量を１，０００〜１０万にしたポリエーテルを
   含有することを特徴とする微粉炭−浦混合物用添加剤。