JPS6071692A - 高濃度石炭−水スラリの製造法 - 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】 本発明は高濃度石炭−水スラリの製造法に係り、特に尚
石炭（詐度で低粘度であり、かつ安定性の良好な石炭−
水スラリを低コストで製造する方法に関するものである
。

近年、火力発電所を中心に石油の代替燃料として石炭が
用いられている。しかし、石炭は固体燃料であるため、
ハンドリングが容易でなく、そのため輸送費が多大とな
り、石炭自体の価格に大きな影響を与えている。そこで
石炭を粉砕し６種の液体と混合して流体と同様に扱える
ようにする流体化技術が盛んに行なわれている。

流体化技術の１つに、重油と石炭との混合物でＣＯＭ　
（Ｃｏａｌ　ａｎｄ　Ｏｉｌ　Ｍｉｘｔｕｒｅ）がある
。しかし、ＣＯＭの場合、重油と石炭との重量比が約１
対１であり、完全な脱石油燃料とは言えず、価格り点で
のメリットは少ないと考えられる。壕だ、メタノールと
石炭との混合物であるメタコールも価格が高く、実用段
階には到っていない。

以上のことから、石炭と水を用いてスラリ化することが
望まれている。石炭−水スラリの性状は輸送及び燃焼効
率等を考えると、低粘度でかつ水分が少ない（約３０襲
）ことがスラリ製造にあた９重要である。一方、粒径分
布がスラリ性状に与える影響は大きく、広い粒径分布を
有するスラリか望まれる。しかし、チューブミルによる
１段粉砕という従来の方法では、低）ＩＧＩの石炭に対
して、■単位時間あたりの処理量が小さい、■粒径分布
の分布幅が狭い、などの欠点があり、スラリ性状を改善
するために数μ以下の超微細粒子になるまで、石炭が低
動力で粉砕が行なわれる方法が望まれる。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、低
コストで効率的に超微イ用粒子（数μ以下）を製造し、
石炭−水スラリに広い粒径分布を与えを別途製造するこ
とに着目し、スタートミルによる湿式粉砕で得られる超
微細石炭粒子を含むスラリをチューブミルによる製造ス
ラリに加えることにより、低Ｌ（ＧＩ炭に対しても、広
い粒径範囲を有するスラリを低コストで製造できること
を見い出した。

本発明は、上記昶見に基ずいてなされたもので、石炭−
水スラリの製造法において、湿式チューブミルと湿式ス
タートミルを併用することを０徴とする。

本発明においては、スタートミルにより粉砕した微細石
炭粒子を、チューブミルの人口側または出口側より供給
するか、もしくはチューブミル出口後のスラリタンク等
で混合するか、いずれか１つ以上の処理を行うことが好
ましい。

壕だ上記チューブミルの内部を２室以上に分割し、それ
ぞれの室に異なった径のボールを使用することが、より
広い石炭粒径分布を得る上で好ましい。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。

本発明の高濃度石炭−水スラリの製造工程の１例を第１
図に示す。コンベア２によってバンカ３に送られた石炭
Ａは、粗粉砕機４で一７ｍｅｓｈまで粗粉砕された後、
管路５．６よりそれぞれチューブミル１１とスタートミ
ル９　（Ｒｏｂｅｒｔ　ａｐｅｒｒｙ＋Ｃｅｃｉｌ　Ｈ
，Ｃｈｉｌｔｏｎ’Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒｓ’Ｈａｎｄｂｏｏｋ’５ｔｈ　ｅｄ、　ｐ８−２’
Ｊ−３０，Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、　１９７３　）に供給湿
式粉砕される。この際、水と添加剤は管路７．８からそ
れぞれのミル内へ供給される。スタートミル９で湿式粉
砕、製造されたスラリは、管路１０によりチューブミル
の入口側からミル内へ供給され湿式粉砕、混合された後
、高濃度石炭−水スラリとして管路１３から送り出され
る。

スタートミル９としては、米国Ｕｎｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅ
ｓｓ社のアトライター（商標、同上文献）や西独Ｄｒａ
ｉｓ社のパールミル（商標）またスタートミル９と同一
の効果が得られる粉砕機としては、タワーミルオ丑 （河端重勝著［タワーミル］、粉体と工業尋、１９７２
）等があるが、本願では、このようなミルも「スタート
ミル」の一種とし包含される。

上記以外に、高濃度石炭−水スラリの製造法として、（
１）スタートミルで製造したスラリをチューブミルの出
口側からミル内に供給し、粉砕、混合して製造する方法
、（２）スタートミルで製造したスラリヲチューブミル
出口佼のタンク等内で混合して製造する方法。（３）　
ＨＧ　Ｉの低い石灰をスタートミルで湿式粉砕して得た
スラリを、ＨＧＩの高い石炭と共にチューブミルで湿式
粉砕、混合して製造する方法、（４）前述の（３）とは
逆にスタートミルでＨＧＩの高い石炭を湿式粉砕して得
たス２りを、ＨＧＩの低い石炭と共にチューブミルで湿
式粉砕、混合して製造する方法、（５）スタートミルで
製造したスラリのうちの一部をチューブミルに供給して
石炭と共に湿式粉砕し、スタートミルから導ひかれた残
りのスラリと混合して製造する方法、（６）チューブミ
ルで製造したスラリをスタートミルに供給し、石炭と共
に湿式粉砕、混合して製造する方法がある。

第２図は、上記（１）の製造法を示しだものであるが、
コンベア２によってバンカ３に供給された石炭Ａは、粗
粉砕機４で一７メツシユまで粗粉砕された後、管路５．
６によシそれぞれチューブミル１１とスタートミル９に
供給され、湿式粉砕される。この際、水と添加剤は管路
７．８よりそれぞれのミル内へ供給される。ここで、ス
タートミル９で製造したスラリか、管路１０によってチ
ューブミル１１の出口側からミル内へ供給され、粉砕、
混合された後、高濃度石炭−水スラリとして管路１３か
ら送り出される。

第３図は、前記（２）の製造法を示したものであるが、
コンベア２によってバンカ３に供給された石炭Ａは、粗
粉砕機４で一７メツシユまで粗粉砕さ、れだ後、管路５
．６によりそれぞれチューブミル１１とスタートミル９
に供給、湿式粉砕される。

この際、水と添加剤は管路７．８よりそれぞれミル内へ
供給される。ここで、スタートミル９で製造したスラリ
は、管路１０からタンク１２へ供給され、チューブミル
１１で製造されたスラリと混合し、高濃度石炭−水スラ
リとして管路１３から送り出される。

第４図は、（３）の製造法を示したものであるが、これ
は粉砕性の異なる２　ｆｆＩの石炭Ａと石炭Ｂを用いて
高濃度石炭−水スラリ金製造する方法である。

コンベア２′によってバンカ３′に供給された石炭Ａは
、粗粉砕機４′で一７メツシユまで粗粉砕された後、管
路６からスタートミル９へ供給され、同時に水と添加剤
も管路８から供給されて湿式粉式粉砕される。一方、コ
ンベア２によってバンカ３に供給された石炭Ｂは、粗粉
砕機４で一７メツシユはで粗粉砕された後、管路５から
チューブミル１１へ供給される。同時に水と添加剤を管
路７より、およびスタートミル９で製造したスラリを管
路１０より供給し、湿式粉砕、混合して高濃度石炭−水
スラリが管路１３より得られる。

第５図は、前記（４）の製造法を示しだものであるが、
（３）のＳｖ造法と逆の場合で、石炭Ｂをスタートミル
９により（３）と同様の方法で製造したスラリを、石炭
Ａと共にチューブミル内に導ひき、高駁度石炭−水スラ
リを管路１３から得るものである。

第６図は、ＤｉＪ記（５）の製造法を示したものである
が、コンベア２によってバンカ３に込られた石炭Ａは、
粗粉砕機４で一７メツシユまで粗粉砕された後、管路５
．６よりそれぞれチューブミル１１とスタートミル９に
供給される。管路８より水と６≦加剤を導き、スタート
ミル９で製造さ几たスラリのうち一部は管路１０からチ
ューブミルに、管路７よシ送られる水および添加剤と共
に供給され、湿式粉砕、混合され、タンク１２へ送られ
る。タンク１２内で、スタートミル９で製造されたスラ
リと混合され、高観度石炭−水スラリとして管路１３か
ら送り出される。

第７図は、前述の（６）の製造法を示したものであるが
、コンベア２によってバンカ３に供給された石炭Ａは、
粗粉砕機４で一７メツシユまで粗粉砕された後、管路５
．６よシチューブミル１１とスタートミル９に供給され
る、この除水と添加剤は管路７．８よりそれぞれのミル
内へ供給される。

チューブミル１１で製造されたスラリは′ａ路１゜によ
りスタートミル９へ供給され、湿式粉砕、混合された後
、高濃度石炭−水スラリとして、・Ｕ路１３から送り出
さ几る。

上記のフローシートに示した実施例において、スタート
ミル円の石炭濃度は、２０〜７０ｓ　（好ましくは４０
〜６０％）であり、チューブミル内での石炭濃度は５０
〜８０％（好ましくは６５〜７５％）である。また、全
石炭量のうち、スタートミルで粉砕する量は、全体の５
〜５０％（好ましくは１０〜２０％）である、５係未満
では効果が少なく、５０％を超えると、全体の粉砕動力
が大きくなる。

以下、本発明の具体的実施例を示す。

実施例１ あらかじめ７メツシユ以下に粗粉砕しだＡ炭（ＩＩＧＩ
−３６、灰分−１１，７係）を、第１図に示した系統図
に基いた６５０φチユーブミルシステムにおいて、その
２０％をスタートミルで湿式粉砕（石炭濃度５０裂、乾
炭ベース）した後、チューブミルに供給し、最大粒径が
２９７μｍＶＣなるまで湿式粉砕した。ただし、添加剤
としてアニオン系の界面活性剤を石炭に対して０．２％
、チューブミルにおいて添加し、スタートミルにおいて
、石炭に対し０．１％添加した。このようにして得たス
ラリと、チューブミルのみで同一条件で製造した従来法
によるスラリの粒径分布を測定した結果を第８図に示す
。図中、２０は従来法の場合、２１は本発明方法の場合
を示す。Ａ炭のような低ＨＧＩ炭に対しては、本発明を
用いた場合（２１）のノが、チューブミルのみの場合に
比べると、はるかに粒径分布が広い範囲にわたることが
わかる。このように、広い粒径分布が得られるために、
製造スラリの石炭濃度は６７チから７０％に高濃度化で
き、かつスラリ粘度は３，０ＯＯｃｐから１，２００ｃ
ｐに低下さぜることかできた。

次に各スラリについてその安定性を検討した。

すなわち、それぞれのスラリを、内径５０ｍｍ５高さ３
００朋のシリンダーに入れ、静置することによってその
安定性を調べた。安定性を調べる方法としては、スラリ
を充填したシリンダーの中に、長さ３７０間直径５　Ｍ
ａＭのガラス棒全貫入させ、自重で落下するガラス棒が
静止したところで、シリンダー底部に沈μ（生成した）
・−ドパツクの厚さを測定した。その結果を第９図に示
すが、チューブミルのみで製造したスラリ（２２）につ
いては、静置後１００日でハードパックの厚さが５ｃＴ
Ｌに達したのに対し、本発明で製造したスラリ（２３）
については、静置後１００日経過後もノ・−ドパツクの
厚さが０．５αと、極めて安定なスラリであることがわ
かった。このような安定なスラリが碍られることにより
、スラリ貯蔵・楢送向でのトラブルが減少する。

さらに、各スラリについて、製造時におけるアニオン系
界面活性剤の添加量とスラリ粘度との関係を検討した。

スラリの粘度は回転粘度計を用いて測定し、各添加１；
ｊ：に対する測定結果を第１０図に示す。チュプミルの
みにより製造したスラリ（２４）については、３０００
ｃｐの石炭−水スラリを得るのに界面活性剤の妃加量が
石炭型−計あたり０．５多必要であるのに対し、本発明
による場合（２５）には、０．３チでスラリ粘度が１２
００ｃｐとなる。すなわち、本発明を適用することによ
り、石炭濃度を３外向上させ、かつ界面活性剤を４０チ
低減することができ、高濃度石炭−水スラリの製造コス
ト低減が可能となる。

第１表に、各スラリの時間あたシの正圧量と石炭濃度お
よび動力原単位を示しだものであるが、第１表から明ら
かなように、本発明によれば、従来方法に比べて、時間
当りのスラリ生産量、すなわち時間当りの石炭粉砕量が
約５７チ増加し、その結果、動力原単位は約１０％減少
した。

実施例２ 実施例１と同様に、第１図に示した本発明と、チューブ
ミルのみの２つの方法により石炭−水スラリ髪製造する
方法を、石炭（ＨＧＩ＝７２、灰分−３５，０係）につ
いて実施しだ。その結果、得られたスラリの粒径分布は
、本発明を用いた場合の方が広いことがわかった。また
、製造スラリの安定性についても、実施例１と同様の方
法で測定した結果、本発明で製造したスラリについては
、静置後１００日で、ノ・−トノくツクの厚さは０．２
　ｃｍ一方チューブミルのみで製造しだスラリは、静置
後１００日で、ノ＼−トノくツクの厚さが１ｃ７ｒＬと
なり、本発明を用いた場合には、安定した高濃度石炭−
水スラリを得ることができだ。

第２表は、本発明法と従来法と比較したテスト結果を示
すが、第２表から分るように、本発明法によれば、時間
当シのスラリ生産量、すなわち時間当りの石炭粉砕量は
約５６％増加し、その結果動力原単位は約９％減少しだ
。また、界面活性剤を従来法の６０％しか使用しなかっ
たにもかかわらず、製造スラリの粘度は約２０％低下し
た。このように、本発明では、１（ＧＩの低い石炭ばか
りでな（ＨＧ　Ｉの高い石炭に対しても、より高濃度の
石炭−水スラリを低コストで製造できた。

第２表 実施例３ あらかじめ−７メツシユに粗粉砕したＣ炭（ＨＧＩ−５
２、灰分−７，２チ）と石炭（ＨＧ　ｌ−３７、灰分＝
１２．３％）を第５図に示した本発明装置を用いて、Ｃ
炭をスタートミルで湿式粉砕（石炭濃度７０チ、乾炭ベ
ース）した後、チューブミルにＤ炭と共に供給する以外
は、実施例１と同様の方法で行なった。

第３表に、チューブミルのみによる従来法と、本発明法
とを比較したテスト結果を示す。第３表から分かるよう
に、本発明法によれば、時間当りの石炭粉砕量は約５６
俤増加し、その結果、動力原単位は約２０俤減少した。

°また、界面活性剤を従来法の６０飴しか使用しなかっ
たにもかかわらず、製造スラリの粘度は、６７襲減少し
た。これは、実施例１、実施例２と比べて非常に良い結
果であり、製造スラリは、安定性の面でも優れていた。

第　３　表 以上、本発明によれば、従来のチューブミルのみによる
一段粉砕では、特に低ＨＧＩ炭に対して、製造スラリに
広い粒径分布をもたすことは困痒であったが、チューブ
ミルとスタートミルの組合せによって、（１）製造スラ
リの粒径分布の幅を広くすることができ、特に低ＨＧＩ
炭に関しては、スラリ中に存在する数μ以下の超微細石
炭粒子の割合を例えば１０〜２０％増加させることが可
能になる。（２）スラリに広い粒径分布をもたせたこと
により、製造スラリの粘度低減、安定性の向上などが達
成され、（３）スラリ性状への影響の大きい界面活性剤
の６≦加量も例えば４０裂減少し、高旋度石炭−水スラ
リの製造コスト低減につながる、などの効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は、それぞれ本発明の実施例を示す
高濃度石炭−水スラリの製造法のフローシート、第８図
は累積粒径分布を示す図、第９図は高濃度石炭−水スラ
リの安定性を示す図、第１０図は、界面活性剤の添加量
と粘度の１９ｊ係を示す図である。 ２・・・コンベア、３・・・バンカ、４・・・粗粉砕機
、５〜８・・・管路、９・・・スタートミル、１０・・
・管路、１１゛°゛チユーブミル、１２・・・スラリタ
ンク、１３・・・スラリ管路、Ａ、Ｂ・・・石炭。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第１図 ２ じ 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 ◇　ｉ３ 第７図 ３ 第８図 粒　軽（μｍ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）石炭−水スラリの製造法において、湿式チューブ
   ミルと湿式スタートミルをυＦ用することを特徴とする
   菌濃度石炭−水スラリの製造法。
2. （２）特許請求範囲第１項において、スタートミルによ
   り粉砕した微ｍ１石炭粒子を、チューブミルの入口側ま
   たは出口側より供給するか、もしくはチューブミル出口
   後のスラリタンク等で混合するか、いずれか１つ以北の
   処理を行うことを特徴とする高濃度石炭−水スラリの製
   造法。
3. （３）特許請求範囲第１項または第２項において、チュ
   ーブミルの内部が２室以上に分割され、それぞれの室に
   異なった径のボールを使用していることを特徴とする高
   ｔａ度石炭−水スラリの製造法。