JPS6025075B2

JPS6025075B2 - 石炭粉末の水スラリ−用分散剤

Info

Publication number: JPS6025075B2
Application number: JP56012394A
Authority: JP
Inventors: 伸一渡辺; 正明山村; 健川口
Original assignee: Kao Soap Co Ltd
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1981-01-30
Filing date: 1981-01-30
Publication date: 1985-06-15
Also published as: JPS57126891A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、石炭粉末の水スラリー用の分散剤に関する。

さらに詳しくは、石炭粉末を水中に分散させ、パイプラ
イン輸送可能な状態に分散させる分散剤に関する。近年
、エネルギー源として、最も多く使用されて来た石油が
、その埋蔵量の限界や、それに伴なう価格の高騰などか
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、見直されてきてい
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、多量の灰分を含んでおり、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、種々検討されている。しかしながら、この場合
も、石炭濃度を上げると、著しく増粘し、流動性を失な
い、石炭濃度を下げると、輸送効率が低下し、さらに脱
水工程にも費用がかかることになり、実用的でない。こ
れは、石炭−水スラリー中の石炭粒子同志が水中で凝集
することにより、粘度の増大、及び流動性の減少を起こ
させるからである。水スラリー中の石炭粒子は、小さい
ほど分散安定性が良いが、微粉砕の費用は、微粉砕の程
度が大きくなるにつれて大きくなる。現在、火力発電所
で燃焼されている徴粉炭は２００メッシュ、８０％パス
、すなわち約７４ミクロン程度の粒子径であるので、こ
の粒子が徴粉炭の粒度の一つの目安として使用されるこ
とが予想される。石炭−水スラリーに、分散剤である、
界面活性剤を加えると、石炭粒子と水との界面に、界面
活性剤が吸着し、石炭粒子をバラバラにほぐす作用や、
石炭粒子が互いに、凝集するのを防ぐ作用などを起こし
、良好な分散状態を作り出すことが期待される。しかし
ながら、一般のアルキルベンゼンスルホン酸塩のような
界面活性剤では、その流動性が不十分であり、実用性に
欠ける。本発明者らは、かかる従来の水ースラリーの欠
点を改良すべく鋭意研究の結果本発明に到達した。即ち
、本発明は、石炭乾留タール中の沸点２００℃以上の中
性油又はそのアルキル化物のスルホン化物のホルマリン
縮合物（縮合度１．２〜３０）又はその塩を有効成分と
して含むことを特徴とする石炭粉末の水スラリー用分散
剤を提供するものである。

本発明に係る石炭乾留タール中の沸点２０び○以上の中
性油とは、具体的にはクレオソート油をいつ。

従来クレオソート油の定義は種々なされているが、日本
工業規格ＪＩＳＫ２４３９（１９７８）によれば、コー
ルタールを蒸留して得られる中油以上の蟹出油の混合物
で、中油・重油・アントラセン油などの各留分からナフ
タリン・アントラセンなどの結晶物を分離し、フェノー
ル類・ピリジン類などを分離回収したうえで、それらの
留分を適宜配分して一定の規格のものとした製品であっ
て、１号、２号及び３号の３種ある。

例えばクレオソート油１号は比重１．０３以上、水分３
％以下、沸点２３５００以下のもの２５％以下、沸点２
３５〜３１５ｑＣのもの４０％以上であって、３１５０
０以下で５０％以上が蟹出する多種化合物の混合物であ
る。本発明の石炭粉末の水スラリー用分散剤の出発原料
として、上記ＪＩＳＫ２４３９（１９７８）に規定する
クレオソート油を各種成分の混合物のまま又は該クレオ
ソート油を分留して得られる留分例えば沸点２００〜２
５０００、２４０〜２６０℃、２５０〜２７０℃、２７
０〜３００００等の各留分がすべて利用できる。

また、上記クレオソート油及び留分をアルキル化したも
のを利用することもできる。アルキル化の方法は特に限
定されないが、発煙硫酸又は濃硫酸を用いたスルホン化
の際に対応するアルコールを併存させておけば、アルキ
ル化が同時に行なわれるという方法もある。本発明の石
炭粉末の水スラリー用分散剤は、上記クレオソート油、
その各留分又はそれらのアルキル化物を一般の方法によ
り、スルホン化し、必要があれば、引き続き造塩反応を
し、更に必要があれば脂肪族アルデヒドと付加縮合をす
ることにより得られる。

又、上記クレオソート油、その各留分又はそれらのアル
キル化物を先ず脂肪族アルデヒドと反応させ、生成する
付加縮合物を次にスルホン化し、必要により造塩化する
ことによっても得られる。ホルマリン縮合物は分散能が
特に優れており、縮合度は好ましくは１．２〜３０、更
に好ましくは２〜１０である。

縮合度が１．２斗下の時は縮合による効果が少なく、又
、３０を越えると高分子量化するため、溶解性などの点
により実用上問題を生ずる。塩として用いられるものと
しては、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、カ
ルシウムなどのアルカリ士類をはじめ、アミン、アンモ
ニウム塩なども使用される。

又、本発明の石炭粉末の水スラリー用分散剤に、他の陰
イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤を併用する
ことができる。例えば、本発明の石炭粉末の水スラリー
用分散剤を、本発明者らが既に発明し出願（特願昭５４
−９５１７３号）中の石炭粉末の水スラリー用分散剤で
あるナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物と併用すれ
ば、一層優れた分散能が得られる。かかる本発明の分散
剤は、水スラリーに対して０．０１〜５．０重量％、好
ましくは、０．０５〜２．０重量％、添加することによ
り、水中に石炭粒子を分散させうる。

一般に、石炭粉末の種類及び、粒度などによって異なる
が、分散剤を添加しない場合は、石炭濃度が３の重量％
を越えると、粘度が急激に上昇してくる。一方、分散剤
を所定量添加すると、石炭粒子が分散し、流動性が向上
する。石炭−水スラリーを構成する石炭濃度はあまり小
さいと、輸送効率が悪くなり、脱水工程にも費用がかか
り、意義がなくなる。また、あまり大きいと、粘度が高
くなりすぎるので、石炭の種類、粘度により異なるが、
一般に３０〜８う好ましくは、５０〜７５重量パーセン
トである。かかる本発明の分散剤は、いずれも、陰イオ
ン性の界面活性剤であり、石炭−水スラリ−中の、石炭
粒子中の石炭質に多く吸着し、電荷を賦与させることに
より、スラリ−中に分散させる。

一方、石炭粒子中の灰分質は、凝集を起こし沈降または
、浮遊されて石炭スラリー中からの灰分の分離が可能と
なる。さらに、一般に、分散剤添加により固体微粒子を
分散煤中に分散させる場合、分散性が良好なほど、沈降
させたものの堆積量は小さくなることが知られている。

本発明による分散剤は、添加することにより、粘度低下
による輸送性の向上、灰分の分離性のほかに、石炭粉末
を沈降させると、その堆積量が小さいため、脱水性も向
上する。又、スラリー中の水分量は極めて少なくできる
ため脱水工程を経ることなく、直接燃焼させて使用する
ことも可能である。石炭、分散剤、水の混合順としては
、いずれでもよいが、分散剤を水に熔解、または分散さ
せて、それに石炭を加え適当な混合装置または粉砕装置
により調製すればよい。

本発明で言う石炭としては、無煙炭、轟音炭、亜歴青炭
、褐炭などを含んでいる。

本発明の石炭−水スラリーは、その輸送手段としての利
用が終った時点で該スラリーから石炭を分離、回収する
ために、分散煤の水と混和しない第３の液体である炭化
水素油等を加え石炭粉末を粒状化し、水から分離、回収
する方法が注目されている。

（例えば、特関昭５２一３７９０１号公報）この目的の
ために、事前に石炭−水スラリーを調製する際に炭化水
素油を添加する場合もあるが、本発明の分散剤はかかる
炭化水素油の共存する系でも分散効果を失うことなく優
れた性能を示す。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。′だ施例１川水スラリーの調製及び流動性クレオソート油１号のスルホン化物のホルマリン縮合物
（縮合度６）０．５夕を１９９．５夕の水に分散させ、
この混合物に２００メッシュ、８０％パスまで粉砕した
ベルモント炭＊１３００夕を、室温にて少量ずつ加える
。

全量加え終ったのち、ホモミキサ−（特殊機化工製）に
て５００仇ｐｍで、５分間雛拝して、石炭−水スラリ−
を調製し、２５００にて粘度を測定すると、２５００セ
ンチポィズであり、流動性は良好であった。同様条件に
て行った他の実施例等を表１に記す。粘度の低いものが
流動性の良い事を示している。■ 脱灰の容易この評価試験装置として、内径５．５伽、高さ２４伽のステンレ
ス製シリンダーで、その底部から６肌、１２仇、１８弧
の各位暦に、止栓付取出口を有するものを用いる。

このシリンダーに底部から１８肌の高さまで上記の様に
して調製した石炭−水スラリ−の一定量を入れ３日間静
層する。３日経過後、このシリンダーの底部から１２狐
の位置の止栓をはずし、それより上の石炭−水スラリ−
（すなわち底部から高さ１２〜１８伽の個所のシリンダ
ー内の石炭−水スラリー）を取り出して上層試料とし、
その石炭中の灰分量を測定した。

次に底部から６仇の位置の止栓をはずし、この位置より
上にある石炭−水スラリーを取り出し、中層試料として
その石炭中の灰分量を測定した。最後に、残存石炭−水
スラリーを取り出し、下層試料として、石炭中の灰分量
を測定した。結果は、上層６．の重量％、中層８．１重
量％、下層１９．５重量％であった。同様条件にて行っ
た他の実施例等を表１に記す。各層での石炭中の灰分量
の差の大きいものが、脱灰性の良好なことを示している
。＊１：ベルモント炭（オーストラリャ産の石炭）：高
位発熱量６５５０ｋｃａｌ／ｋ９（ＪＩＳＭ総１４）、
灰分１５．９５（ＪＩＳＭ磯１２）、水分３．２５（Ｊ
ＩＳＭ８８１１）、固定炭素４９．３５％（ＪＩＳＭ斑
１２）、元素分析（ＪＩＳＭ８８１３）Ｃ：６９．２
０％、Ｈ：４．７１％、Ｎ：１．２３％、０：８．４４
％、Ｓ：０．５０％、ＣＩ：０．０３％、Ｎａ：０．０
４％表ｌ１）対全系２）２５Ｃにおける礼′止３
）（一）：日好 △：やや良好 ×：ホ尺を示す４）
灰分の一部か水‘ｌＩＫ分散Ｘは将．必して俄入されろ
。

Claims

【特許請求の範囲】

１石炭乾留タール中の沸点２００℃以上の中性油又は
そのアルキル化物のスルホン化物のホルマリン縮合物（
縮合度１．２〜３０）又はその塩を有効成分として含む
ことを特徴とする石炭粉末の水スラリー用分散剤。