JPS5956493A - 石炭・アルコール混合流体燃料の製造装置 - 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１石炭・アルコール混合流体燃料の製造方法に
関するものである。

石炭全流体化することにより、輸送、貯蔵、使用の際の
利便性が同上する。このため１石炭粉体會アルコールに
混合して（以下、この混合物を「混合流体燃料」と称す
る〕使用することが考えられているが、従来、粘度が低
く安定性の高い混合流体燃料を連続的に製造する方法は
知らｎていない。

ただし１石炭粉体をパイプラインによって輸送するため
ＶＣ，石炭粉体を水に混合する方法は公知である。この
方法を概略的にブロック図として第１図に示す。まず、
定量の石炭２會衝撃式粉砕機４によって粉砕し１次いで
粉砕さｎた石炭に定量の水６を供給し、ロッド式湿式粉
砕機８によって石炭を粉体化すると共に水と混合する。

上記方法全混合流体燃料の製造にそのまま適用したとし
ても十分な性状の混合流体燃料を得ることはできない。

石炭は無煙炭、１．き青炎、亜肛き青炎及びかつ炭に分
類さｎるが、同じ分類であってもｔｅ。

生産性が異なると性状が相当に相違し、更ＫＵ同じ生産
地であっても炭層が異なると性状が多少相違丁６゜石炭
をアルコールと混合すると石炭中の成分の一部がアルコ
ールに溶解するなと水−石炭の系の場合と異ｆｘり複雑
な相互作用を生じ、その程度は石炭の性状の相違や混合
の方法などにより大きく異な安定性′に得ることはでき
ない（なお、ここで混合流体燃料の安定性とに、混合流
体燃料中の石炭粉体が時間の経過又は振動によって沈積
して石炭粉体の圧密層を形成する度合のことであり、安
定性が高いということは圧密層を形成しにくいこと？意
味する）。このため、製造、輸送、貯蔵及び利用の全段
３− 階において混合流体燃料全流体として取扱うことが困難
となり（例えは常時かくはんしておかないと流動性を失
う）１石炭を完全に流体燃料化するという目的が達成さ
れない。

本発明は、上記のような問題点に着目してなさｎたもの
であり、混線様によって石炭粉体とアルコールと全混練
・混合して混合流体燃料の粘度及び石炭粉体濃度全調節
することにより、上記問題点全解消すること全目的とし
ている。

本発明の石炭・アルコール混合液体燃料に用いられる石
炭粉体とは無煙炭、ｎき青炎、亜ｎき青炎及び褐炭の中
から選ばｎる少くとも１種の石炭を粉砕したものであジ
、アルコールとしては炭素数１〜３の低級脂肪族アルコ
ールあるいはそ扛らの混合物が使用さルる。こｎらのア
ルコールの中では経済性及び物理的性質からメタノール
が特に好まＬ＜、また該アルコール中には工業的に製造
する際に含有さｎる化合物、溶剤、水等の不純物を含ん
でいてもよい。また他に安定性の改良あるいは粘度の低
減化等全目的として添加剤？併用丁４− ることもできる。普た石炭粉体とアルコールの混合割合
に自由に選択出来るものである。

以下１本発明をその実施態様デポす添付図面の第２〜５
図に基づいて説明する。

第２図に本発明方法を具体化した混合流体燃料製造装官
デポす。混練機１２はシリンダ１４．供給部１６．混線
部１８．混合部２０及び圧力調整部２２’？ｆｆしてい
る。シリ／ツ′ダ１４１Ｃ装入さｎるスクリュ２４もシ
リンダ１４に対応して供給部２６、混練怖２８．混合部
３０及び圧力調整部３２會有している。スクリュ２４の
供給部２６及び混合部３０は順ねじフライト’に有して
おり、ｆ友混練部２８げ一部逆ねｔフライ）ｋ有してい
る。シリンダ１４の圧力調整部２２はテーパ状に縮径さ
牡ており、これに対応してスクリュ２４の圧力調整部３
２もテーパ状としてあり１両者間に丁きまあか形成され
ている。この丁きま３４の大きさは圧力調整部２２を軸
方向に移動させることにより調節可能である。スクリュ
２４は回転駆動装置３５によって回転速度制御装置３６
を介して駆動される。シリンダ１４の供給部１６のホッ
パ３８には、後述の石炭粉体濃度測定装置６８及び粘度
測定装置１１６２からの信号により供給量が調節可能な
石炭粉体定量供給装置４０及び同様に石炭粉体濃度測定
装置６８及び粘度測定装置６２からの信号により供給量
が調節可能なアルコール定量供給装置４２からそｎぞｎ
石炭粉体及びアルコールが供給さｎるようにしである。

シリンダ１４の混合部２０には１石炭粉体濃度測定装置
６８及び粘度測定装置６２からの信号によって供給量が
調節可能なアルコール定量供給装置４４からアルコール
會供給可能としである。シリンダ１４は各部毎に温度調
節用のジャケラトラ有しており、加熱・冷却調節装置４
６からの指令に基づいて加熱又は冷却される。

シリンダ１４の各部の温度はそルぞｎ温度検出装置４８
．５０．５２及び５４によって検出されており、この検
出さｎた温度を基にして温度制御装置５６は加熱・冷却
調節装置４６に必要な情報を与える。シリンダ１４の混
合部２０の下流部には圧力検出装置５８が設けらｎてお
り、その検出信号は圧力制御装置６０に送らｎる。圧力
制御装置６０は圧力検出装置５８からの信号及び後述の
粘度測定装置６２からの信号に基づいて圧力調整作動装
置６４に指令を与える。圧力調整作動装置６４ばこの指
令によって丁きま３４の大きさを設定する。シリンダ１
４の出口は流路６６に連通しており、この流路６６には
石炭粉体濃度を連続的に測定可能な石炭粉体濃度測定装
置６８（例えば、γ線式濃度測定装置〕及び混合流体燃
料の粘度全連続的に測定可能な粘度測定装置６２（例え
ば、ギアポンプトルク計測式粘度測定装置）が設けらｎ
ている。石炭粉体濃度測定装ｊ１ｉ６８からの信号は石
炭粉体定量供給装置４０．アルコール定量供給装置４２
及びアルコール定量供給装置４４に与えられ、また粘度
測定装置６２からの信号は石炭粉体定量供給装置４０．
アルコール定量供給装置４２゜アルコール定量供給装置
４４．圧力制御装置６０及び温度制御装置５６１Ｃ与え
ら几る。

次に、操作方法について説明する。

石炭粉体定量供給装置４０及びアルコール定量７− 供給装置４２からホッパ３８に石炭粉体及びアルコール
を供給する。その際１石炭粉体濃度は最終製品としての
混合流体燃料の石炭粉体濃度、ｒ、ｐも高く下る（例え
ば１石炭７０％以上）。シリンダ１４の供給部１６に供
給さｆｌ、’ｆＣ石炭粉体及びアルコールは混練部１８
に送ら几、ここで混練作用を受ける。しかして、混練作
用は石炭粉体濃度の高いところで行った方が効率的であ
る。混練作用の度合は１石炭粉体濃度、温度及び圧力に
よって変化するので、こｎらの値ぼ、所望の混練作用が
得らｎるように後述のように制御される。次いで。

石炭粉体及びアルコールは混合部２０に送られ。

アルコール定量供給装置４４から所定量のアルコールが
供給さｎ、こｎ、ｖｃよって所望の石炭粉体濃度の混合
流体燃料とされる。次いで１石炭粉体及びアルコールの
混合流体は丁きま３４全〕川って流路６６に送らｆる。

なお、この丁き捷３４ば、シリンダ１４内が所定の圧力
となるように調節さｎる。流路６６の混合流体燃料の石
炭粉体濃度及び粘度は石炭粉体濃度測定装置６８及び粘
度測定装８− 置６２によってそれぞれ連続的に計測さルており。

その計測データは石炭粉体定量供給装置４０．アルコー
ル定量供給装置４２．アルコール定量供給装置４４１ｍ
度制御装置５６及び圧力制御装置６０にフィードバック
され、常に所定の石炭粉体濃度及び粘度が得らｎるよう
に制御される。上記動作の際、シリンダ各部の温度は温
度制御装置５６及び加熱・冷却調節装置４６によって次
のように調節さｎる。供給部１６及び混練部１８の温度
は比較的低く設定しく例えば８０℃以下）、粘度が低下
しないようにして十分な混線作用を得る。混合部２０の
温度は比較的高く設定しく例えば１３０℃以下）、混合
流体燃料に熱処理効果を与える。

本発明方法によると、混練工程及び熱処理工程全採用し
ているので、従来の方法に比し混合流体燃料の安定性及
び粘度が改善さｎる。

まず１石炭粉体とアルコールと全混練することによる効
果についての試験結果について説明する。

最大粒子径１ｍｍ、２００メツシユアンダーが５０チと
なるよう粉砕した石炭（カナダ産れき青炎使用）とメタ
ノールを混合し石炭粉体濃度７０％で２０分間混線を行
ない、混練後メタノール全加えて石炭粉体濃度を５０係
とした混合流体燃料（本発明方法による混合流体燃料）
と、同じ石炭を石炭粉体濃度５０俤で単にメタノールと
混合しただけの混合流体燃料とについて圧密層高さ及び
粘＃全測定した結果全下表に示す。

測定方法 圧密層高さ：　３００ｔｎｌのメスシリンダーにＥＩ４
４と９．２時間上下振動ケ加えた後 生じた圧密層の高さ全測定。

粘　　　度：二重円筒型粘度計による。

上表から明らかなように、混練することにより圧密層を
形成しに＜＜′ｆｘり、また粘度も大きくなる（同一石
炭粉体濃度では粘度が大きいほど安定性が高い）。丁な
わち、混線によって混合流体燃料の安定性が大幅に向上
する。なお、上表中のずり速度とは粘度測定時の測定端
子の回転速度を示す。混線の度合は１石炭粉体濃度、温
度及び圧力によって変化するから、これらの値を制御す
ることにより、所定の粘度となるように混練度合全調節
することができる。混練の所要時間は滞留時間最高３０
〜４０分間程度であり通常は数十秒〜十数分である。ま
た、第３図に、混線時に加圧することにより界面沈降度
（この値が小さいほど圧密層を形成しにくく安定性が高
い）がどのように変化するかを試験した結果を示す。こ
こでは中国産無煙炭を最大粒子径１ｍｍ、２００メツシ
ユアンダー６５チとなるように粉砕したものを用い１石
炭製度が５０チとなるよう調整したのち３０日間靜装置
界面の沈降割合全測定した。これより、混線時の加圧力
全増大することによって界面沈降度が小さくなり、混合
流体燃料の安定性が向上することがわかる。なお、加圧
力は、前述のように１丁きまＭを調節することＶｃより
任意に設定することができる。

次［、熱処理ＶＣよる効果について説明する。第４図に
カナダ産ルき青炎全最大粒子径１ｍｍ、２００メツシュ
アンダー７０％に粉砕したのちメタノールと混合し石炭
濃度５０チに調整したもの？、混練工程全消略し熱処理
（８０℃の加熱）した混合流体燃料と、熱処理なしの混
合流体燃料とについて、放置した場合に時間の経過によ
って界面沈降度がどのように変化するか全試験した結果
を示す（実線・φ・熱処理あｐ、破線・・・熱処理なし
）。こルより、熱処理することによって界面沈降度の増
加が緩やかになる（丁なわち、安定性が高い）ことがわ
かる。第５図に、熱処理の有無による粘度の相違を第４
図と同じ試料について測定した結果金（実線・・９熱処
理あり、破線・・・熱処理なし）。この結果からも熱処
理によって粘度が大きくなり混合流体燃料の安定性が向
上することがわかる。なお、前述のように、シリンダ１
４の温度は各部毎に調節可能であるから、炭種に応じて
所定の温度により熱処理を行なうことができる。

なお、前述の実施態様では、１つのホッパヨク石炭粉体
及びアルコール全同時に供給するようにしてあったが１
石炭粉体及びアルコールをそｎぞれ別のホッパからシリ
ンダ内へ供給するようにしてもよい。また、アルコール
の供給口を複数個位置を順次ずらせて設けて粘度を次第
に変えていくようにし、混練作用の度合を厳密に管理す
ることもできる。また、炭種によっては熱処理を施さな
くても所望の混合流体燃料を得ることができるため、加
熱冷却調節装置、温度制御装置等全除去することもでき
る。

以上説明してきたように１本発明１ｃよると、混線機の
供給部に石炭粉体を供給し、供給部及びその下流の混線
部の一方又は両方にアルコールを供給し、混線部におい
て石炭粉体とアルコールと全混練し、混線部の下流の混
合部に所定量のアルコールを供給して石炭粉体濃度全調
節するようにしたので、混合流体燃料上所定の石炭粉体
濃度に設定しかつ混線及び熱処理作用？与えることがで
き。

これによって安定した混合流体燃料全連続的ＶＣ＠造す
ることができるという効果が得らｎる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の石炭粉体と水との混合方法デポす図、第
２図は本発明方法？適用した混合流体燃料製造装置を示
す図、第３図は加圧力と界面沈降度との関係デポす線図
、第４図は経過時間と界面沈降度との関係を示す線図、
第５図はすり速度と粘度との関係を示す線図である。 第１図、第２図において ２・・・石炭、４・・・衝撃式粉砕機、６・・・水、８
・・・ロッド式湿式粉砕機、１２・・・混線機、１４・
・・シリンダ、１６・・・供給部、１８・・・混練部、
２０・・・混合部。 ２２・・・圧力調整部、２４・・・スクリュ、２６・・
・供給部、２８・・・混練部、３０・・・混合部、３２
・・・圧力調整部、３４・・・丁きま、３５・・・回転
駆動装置、３６・・・回転速度制御装置、３８・・・ホ
ッパ、４０・・・石炭粉体定量供給装置、４２・・・ア
ルコール定量供給装置、４４・・・アルコール定量供給
装置、４６・・・加熱・冷却調節装置、４８．５０．５
２．５４・・・温度検出装置、５６・・・温度制御装置
、５８・・・圧力検出装置、６０・・・圧力制御装置、
６２・・・粘度測定装置。 ６４・・・圧力調節作動装置、６６・・・流路１，６８
・・・石炭粉体濃度測定装置。を表わ丁 出　願　人　三井鉱山株式会社 出　願　人　　三井東圧化学株式会社 代理人弁理士平沢秀江

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）石炭粉体とアルコール、Ｊｌ、９石炭・アルコー
   ル混合流体燃料全製造する方法において供給部、混練部
   及び混合部全有する混練機を使用し、該混線機の供給部
   に石炭粉体上供給し、供給部及びその下流の混練部の一
   万又に両方にアルコールを供給し、混練部において石炭
   粉体とアルコールと會混練し、混線部の下流の混合部に
   所定量のアルコール全供給して所望の石炭粉体濃度の混
   合流体燃料を連続的に製造する石炭・アルコール混合流
   体燃料の製造方法。
2. （２）混合部内の石炭粉体及びアルコールが１３０℃以
   下の温度に加熱さｎ、供給部、混線部内の石炭及びアル
   コールが８０℃以下の温度に加熱さｎ。 供給部、混線部の温度が混合部の温度より低いこと全特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の石炭・アルコール
   混合流体燃料の製造方法。
3. （３）混線部へのアルコールの供給は、混練部軸方向に
   位置の異なる複数の個所に対して行なわれること全特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の石炭・ア
   ルコール混合流体燃料の製造方法・