JPS6033875B2 - 微粉炭−油混合物用添加剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、乾式粉砕法によって得られたディスパージョ
ン方式による徴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、徴粉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大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。

徴粉炭と油の混合物は上記欠点がなく、油単独の場合に
比べて発熱量当たりの価格が低いため実用価値が高い。
しかし、徴粉炭と油とを単に混合しただけでは、比重差
のため、徴粉炭粒子は沈降分離し、凝結して流動性を失
うため満足な徴粉炭−油混合物は得られない。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軒こロシアのブローゾン民、１９
２０王に英国のグリーンストリート氏、１９２２王に英
国のリードビーター氏、１９３２王にドイツのバルケ氏
、１９３３８こドイツのウーデ氏等により検討が加えら
れた。

しかし、石ケン、牛乳、ゼラチン、澱粉、アルブミン、
ゴム、ヘビーパラフィン、環状オレフィン、樹脂酸塩、
オレイン酸塩、ステアリン酸塩、パルミチン酸塩、クレ
オソート油、アルカリ、アントラセン油、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、製造した徴粉
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、徴粉炭−油混合物の価格が高くなり、
安定性と経済性に問題があり、実用化されなかった。ま
た、米国特許第３６１５０９５号にもその例をみるが、
安定性が悪く、添加剤量が多くいるため実用化には問題
があった。

本発明者らは、上記問題点を克服し、ディスパージョン
方式による徴粉炭−油混合物を実用化すべく、鋭意研究
を重ねた結果乾式粉砕法によって得られた徴粉炭と油の
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倍以上安定性が向上し、常
温または高温で長期間保存しても、徴粉炭の沈降は殆ど
生じず、たとえ若干生じても、本薬剤の優れた働きによ
り、沈降した徴粉炭の凝集がほとんど起こらないため、
ごく簡単な雌枠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）の場合は撹枠の必要も
ない。これにより、安心して徴粉炭−油混合物を長期間
かけタンカー論送することや、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すみ、経済性の面からも徴粉炭−油
混合物の実用化を更に促進できた。徴粉炭−油混合物に
もちいる石炭とは、例えば無煙炭、鷹青炭、亜澄青炭、
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、通常のミルにより乾式粉
砕すれば、大量に徴粉炭を製造できる。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
熱量が小さいため乾燥するのが普通である。徴粉炭の粒
度は燃料性より判断して、通常２００仏以下のものが好
ましく、更に粒度の小さい１００仏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、６の重量％以上のｆ数粉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％以下の場合も徴粉炭含有による価格面の
メリットが少ない理由により好ましくない。したがって
、６０重量％未満混合できるが、２０〜５０重量％が更
に好ましい。

また、徴粉炭−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、Ａ重油、
Ｂ重油、Ｃ重油等が主体で、この他エチレン分解残油、
クレオソート油、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油や廃油、例えばガソリンスタ
ンド廃油（自動車潤滑油、洗浄油）鉄工所廃油（機械油
、切削油、洗浄油等の混合油）、石油タンカーやその他
船舶の廃油、一般化学工場廃油等をいい、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。

予め配合した池を用いて徴粉炭−油混合物を作っても、
単独油（好ましくは石油原油、重油）で、微粉炭−油混
合物を作った後他の油で混合したり、混焼してもよい。
水は、石炭中に含まれる水分が徴粉炭−油混合物中に混
入したり、製造者が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、
さらに蒸発熱をうばし、、熱損失が大きくなるため好ま
しくなく、少ない方がよい。

一方、水は徴粉炭−油混合物の安定性を良好にする性質
と、燃焼時排ガス中のＮ○ｋとバィジンを少なくする効
果を有する。

したがって、目的に応じて任意に用いられるが、５の重
量％以上加えることは、燃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ディスパージョン方式に
よる徴粉炭−油混合物添加剤とは、芳香族化合物を出発
物質とした分子量１，０００〜１０万、好ましくは２，
０００〜２万のポリェーテル化合物をホルマリンを用い
て縮合させた化合物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得た徴粉炭と油の混
合物用添加剤は、三 １重量％以下の極少量加え混合す
るだけで、安定な徴粉炭−油混合物を得ることができる
。

１重量％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重量％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、アニオン性やカチオン性や非イオ
ン性や両性の通常の界面活性剤と併用してもよいが、添
加剤総量の５％以上、好ましくは２０％以上存在してい
なければならない。

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
られた徴粉炭６０重量％未満と燃料油とを少なくとも含
有する徴粉炭−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
できる機構はさだかでないが、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
オン反発効果を十二分に発揮し、粉炭粒子の凝集と沈降
を防止すると推考する。

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ため
の極性基の導入と相まって、物理的にも石炭粒子の凝集
を阻子できる分子の大きさとかさばりが必要とされると
考えられる。

本発明の薬剤は、すべてかかる分子構造を有するもので
、ポリェーテル基に基づく極性基と、高分子量ポリェー
テルの架橋に基づく分子構造の著しい立体性とかさばり
が大きな特徴である。

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、徴粉炭−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
互いに援近した場合、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、著しく優れた効果
を発揮するものと推考する。本発明の薬剤は、乾式粉砕
法によって得た徴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徴粉炭を加え
ても、いずれでも有効である。

本発明の薬剤を加えた微粉炭−油混合物は、蝿群を行い
、薬剤を均一に溶解あるいは分散させれば、安定な徴粉
炭−油混合物を得ることができる。

特に蝿洋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、ならびに強灘拝を加
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、徴粉炭−油混合物の性能がさらに向上する。
強雌拝とは、通常２ｈ／ｓｅｃ以上、好ましくは１０ｍ
／ｓｅｃ以上の線速度のシェャ−を加えることをさし、
暁拝はプロペラ、タービン型、スクリーン型、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、この強灘拝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５０ｏｏ以上、好ましくは７０００以上が
よく２００℃前後まで上昇させてもよい。強礎拝や加熱
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。加熱や強塊梓を加えない場合
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。

本徴粉炭−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、７０ｏｏ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燃焼した場合も、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、燃焼性の改善
、バィジンの減少、Ｎ○×の減少といった良い効果を示
すものである。必要に応じて防錆剤、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。以下に本発明の徴粉炭−油混合物用添加
剤の具体例を示す。

本発明に係る徴粉炭−油混合物用添加剤とは、芳香族化
合物を出発物質とした分子量１，０００〜】０万、好ま
しくは２，０００〜２万のポリェーテル化合物をホルマ
リンを用いて縮合させた化合物を用いる。

ここで言う芳香族化合物を出発物質とした分子量１，０
００〜１０万、好ましくは２，０００〜２方のポリェー
テル化合物（以下ポリェーテル）とは、芳香族基を有し
、活性水素基を１個以上有する化合物を出発物質として
、ェルキレンオキシド例えばエチレンオキシド、プロピ
レンオキシドもしくはブチレンオキシドならびにエチレ
ンクロルヒドリン、エチレンカーボネート、テトラヒド
ロフランの少なくとも１種を付加重合せしめて所定の分
子量にしたものである。

この場合、ァルキレンオキシドが２種以上になる場合、
共重合形式がランダムであっても、フロック共重合でも
差し支えない。ただし、界面活性剤の通例として、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。芳香族基を有し、かつ、活性水素を有する化
合物としては、次のようなものが任意に使用しうる。

．カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、ピロガロー
ル、ノニルフエノール、オクチルフエノール、ドデシル
フェノール類等のアルキル置換フェノール類のアルキレ
ンオキシド付加物・ビスフェノールＡ、ビスフェノール
Ｓ等の縮合フェノール類のアルキレンオキシド付加物・
ナフトレゾルシン、Ｑ−ナフトヒドロキノン等のジオキ
ナフタレン等のナフトール類のアルキレンオキシド付加
物一般に、フェノール樹脂、キシレン樹脂に代表される
ように、酸性下にホリマリンを反応させれば芳香族境同
志の間で、メチレン架橋を有するのとは公知である。

したがって、本発明のように、ポリェーテル化合物をホ
ルマリンも用いて縮合せしめるには、上記の公知技術を
利用できるが、一般には次のように行わしめる。

即ち、ポリェーテル化合物１当量に対し、ホルマリンを
０．１〜１０当量、好ましくは０．５〜５当量用い、酸
性触媒を０．０５〜０．００５当量加えて６０〜１００
ｏｏに昇温し、１〜３時間燈梓を行い、その後１００〜
１８０３０まで昇温して反応を完結せしめる。

実施例表に示した徴粉炭−油混合物を直径５肌、高さ１
８肌のシリンダーに満たし点７０ｏｏで１ケ月静置した
後、物性を測定し、本発明の添加剤の効果を評価した。

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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 乾式粉砕法によつて得られた微粉炭６０重量％未満
   と、燃料油とを少なくとも含有するデイスパージヨン方
   式による微粉炭−油混合物の安定性を改良するために用
   いる、芳香族化合物をを出発物質とした分子量１，００
   ０〜１０万のポリエーテル化合物をホルマリンを用いて
   縮合させた化合物を含有することを特徴とするデイスパ
   ージヨン方式による微粉炭−油混合物用添加剤。