JPS61225287A - 炭化物水スラリ−およびその製造方法ならびに製造装置 - Google Patents

炭化物水スラリ−およびその製造方法ならびに製造装置

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JPS61225287A JP6620685A JP6620685A JPS61225287A JP S61225287 A JPS61225287 A JP S61225287A JP 6620685 A JP6620685 A JP 6620685A JP 6620685 A JP6620685 A JP 6620685A JP S61225287 A JPS61225287 A JP S61225287A
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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】 〔産業上の利用分野〕 植物炭化物は不定形状固体であるため、液体燃料にくら
べ輸送・貯蔵などのハンドリングの面で不便である。こ
れら植物炭化物を流体化し、輸送する技術への関心が高
まっているが、これには2つの要因がある。   “ その1つは流体化ハンドリングという輸送上のメリット
であり、もう1つは近い将来、経済性の面でより油に近
い代替燃料への期待である。
最近は石炭と水との混合スラリーの開発研究が進んでい
る。
本発明は植物炭化物に水を加えた水スラリー(以下cc
wsと呼称)およびその製造の方法並びに装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
石炭等の固凰物の粉砕は表1に示すように各種あるが経
済的な粉砕機が見当らないことに加えて粒体の径が10
0ミクロン以下にすることは困難とされていた。植物体
炭化物については工業化されてないが実験室規模ではま
ったく同様である。ただ石炭より粉砕し易いことから、
消費電力が若干低くすむというメ11ットがあった。こ
の微粉体と水と分散安定剤とを用い所定の条件下で混合
すると水スラリーが製造できる。
粉砕とスラリー化を同時に行なう方法も最近検討しはじ
められている。
従来の石炭から水スラリーを作る技術を簡単に以下のダ
イヤグラムで示すと次の3通りとなる。(植物体炭化物
から水スラリーの技術はない) ■ 湿式法 ■・、−半乾式法 ■ 乾式法 表1にも示したが融砕式微粉砕装置(マスコロイタ−)
を使用し、微粉砕化→水スラ13−の製造については報
告されていない。
石炭・水スラリーの製造工程図を見てわかるようにスラ
II−化にシ2工程或いは3工程を経て行なわれている
。これを1工程で微粉砕化とスラリー化を同時に行なう
ことが本発明の特徴である。
〔本発明が解決しようとする問題点〕
上記のような市販の粉砕機では、スラリー化に至る工程
が2段ないし3段であることと、・粒体の粒度が100
ミクロン以下にならないことがら融砕機(マスコロイタ
)を改良、改善し、1工程で20ミクロン以下の粒子に
粉砕し、水スラリーとする製法を見出したことに本発明
の特徴がある。融砕機の代表といえる商品名マスコロイ
ダーの心臓部である上下2枚のグラインダーの改良にあ
ることに着目し、ビトリファイドグラインダー(砥石)
をポリマーで複合化し材質をまったく変えることに成功
、このポリマー複合化ビトリファイドグラインダー(商
品名グラインデル)をマスコロイダーに取付け、植物体
炭化物を20ミクロン以下に連続的に長時間微粉砕する
ことができたので、水と分散剤を添加し、微粉砕と同時
に安定な炭化物・水スラリーを製造する方法を開発した
結果としては消費電力が少なく、製造コストは表に示し
た各種粉砕機を使用するもののμ〜稀程度であった。ト
ータルシステムとして判定したところ、一工程製法であ
ることは、生産性の向上に大きく寄与することが判明し
た。
〔問題を解決するための手段〕
ccwshチクノトロピックな挙動を示す降伏値擬塑性
流体であるが、高濃度、流動性、安定性をかねそなえた
ccwsを製造するためにはさまざまな要因が影響を及
ぼす。その主な要因としては、植物体炭化物の基礎物性
、炭化物の粒度分布、分散剤などと、融砕粉砕機を用い
る製造プロセスなどである。
先ず基礎物性としては、石炭と異なり多孔質で水分を吸
着することができるということである。石炭は産地によ
、Vその基礎物性は大きく変るが、植物体炭化物は植物
の糧類、炭化の条件等で大きく左右されることなくほと
んど同一の値を示し、不純物、例えば硫黄その他有機質
を殆んど含んでいないので品質管理が容易である。
次に粒度及び粒度分布であるが、マスコロイダーを使用
し粉砕した場合は石炭に比較して。
その粒度分布は20〜10ミクロンの間にほとんど集ま
り、この領域の収率が90%を越える。
炭化物の粒子の粒径が均一なことから安定性のよい水ス
ラリーを製造することができた。
次に分散剤について言えば、植物体炭化物の如く、固体
粒子を液体中に分散させる方法としては、表面に電離性
の基を結合させて静電的な反撥を生じさせるものと、親
溶媒性の高分子結合(17’ca吸着)させて立体的な
反撥を生じさせるものがある。
粒度分布の調整により、高濃度化(炭化物と水の重量比
を指し、炭化物の比が高い場合〕が可能となるが、この
ままでは良好な流動性をもったccwsは得られない。
そこで流動性をもたせる友め、少量の分散剤を必要とす
る。分散剤としては、アニオン系及びノニオン系が主流
を占めている。アニオン系は主として炭化物粒子の表面
を負に帯電させ、表面電荷の反撥により分散作用をもた
せる。またノニオン系は主として長い分子鎖の立体障害
により分散作用をもたせる。なおアニオン系のものは、
高分子化することにより両件用をもたせることもできる
本発明に用いる分散剤には石炭・水スラリー用の分散剤
のほとんどが使用できる。なかでも日本油脂工業(K、
K)製のアニオン系No・F−1−WとNoF−6−W
はコストも安く、炭化物重量に対して細物換算で1%を
上限として添加すると、約2週間安定する。添加方法に
より安定性は若干異なる。一番良好な添加方法は分散剤
水溶液を霧状に数回に分けて吹きつけるのがよい。一度
に添加すると、製造時間が2倍程に長くなることも確め
得た。また分散剤は炭化物の銘柄、製法等によって選定
、添加量の適正’thかる必要のないことも特徴といえ
る。然しPH,温度依存性、耐剪断層歴などに若干の考
慮をはらう必要があるが、製造法のきめ手となる様なこ
とは起らない。
炭化物粒子が長時間沈降しないで安定であるためには粒
子相互の分散による安定化と粒子相互が作るネットワー
ク構造による安定化(弱い凝集体〕が必要である。ただ
分散安定化と弱い凝集体による安定化は相反することで
あり、うまくコントロールすることが技術開発の要であ
ったが、グラインデルを取付けたマスコロイダーで炭化
物φ水スラリーを製造すると非常に安定化することを見
出し、これらの問題点を全て解決することができた。
:、作用〕 $1図に炭化物・水クラ11−製造工程概略図を示した
が、以下これについて説明する。
炭化物として水分7チを含んだ樹皮炭30Kf(水分が
2.1Klになる)に対し純度50%の分散安定剤o、
5ssKqに水27.9Kgを加えて混合機でよく攪拌
した水溶液を炭化物に加える。この状態で炭化物重量1
に対し水の重量が1となり炭化物重量に対しJ分散剤細
物濃度は1%に相当する。炭化物に分散剤を混入し友水
を加え、リボン型ミキサーで数分混練すると、約113
Kfの混線体が得られる。この混練体をス久11ニー押
し込み装置を用いてポリマー複合化グラインデルを内装
した第1号機マスコロイダーに押し込み、り菖1アラン
ス0.06%に調整し、混線体を紗枠しながら、炭化物
と水が分散剤の作用により一体化されスラリー状となる
。このスラII−t−パイプで送り、第2号機マスコロ
イダーに押入し、り11アランスを0.01%に調整す
る。
クリアランス0.01%に調整できることが、本発明の
基本をなすものである。第2号機の出口力1ら連続的に
ccwsが排出する。このスラリー中の炭化物粒度分布
を次に示す。また粘度は5500epであつ友。
この時得られた炭化物・水スラリーの重量は約56.4
Kgであった。容積で431となる。また比重は約1.
3であった。
〔実施例〕
以下具体例を第2図に基いて詳細に記述する。
産業廃棄物(主として故紙)の炭化物を原料としたcc
wsの製法と装置について説明する。
最初に炭化物を粗粉砕するがACo、1C%〕スク11
−ン時で30〔Kf/Hr〕粉砕能力有)2台で原料炭
化物30Kfづつを粗粉砕する。炭化物はA−1で適量
づつ本体に送られ、4.5001:r叩am:1で動く
A−2に据えつけられているA−3とAに固定されてい
るA−4との噛み合いにより粉砕され、0.1[:$3
のA−5を通って排出される。
この時の1台にかかる消費電圧は200V(3相〕、消
費電流は約7[AH)である。一方水25.8Kf。
分散安定剤日本油脂工業に、に製ノニオン系NoF−6
−W(細物50%溶液)0.558Kfを計量し、簡易
攪拌機でよく混合、貯蔵する(2回分製造しておく〕。
次に、B−1により開口部を閉鎖し九B2台にそれぞれ
Aで粉砕された。炭化物粉30初を投入した後、分散安
定剤水溶g、1回分を均一に投入後、B−2を閉し、5
5 rap@mで動<B−3によって約8分間混合し、
各43L、計861(約113Jの第1次ccwsが製
造される。
この1台の消費電圧は200V13相〕、消費電流は5
AHである。
Bで製造され元スラリーはB−1により開孔部を開口し
、スイッチONできれいに排出される。
次にスラリーにD−1に取9つけられたC(100(K
w/Hr ]の能力)でDに送り込まれる。
Cの消費電圧1d200V(3相)、消費電流に0.7
[AH)である。Dはあらかじめり1】アランス調整を
おこなっておく。スイッチOFFの状態でD−2を閉め
、D−3をしつかクロックする。D−4を回しD−5に
D−6が接触し、D−4が動かなくなった点t−O点と
し、前処理粉砕のクリアランス0.06 [:X] (
3目盛分〕に合わせロックする。Dのスイッチを入れる
とD −6がl 450 Cr@p*m〕で動き、約5
2分で113匂のccwsが製造され、D−7から排出
される。
この消費電圧は200v(3相)、消費電流は4.0〜
4.4[AH)である。このccwsは更に、仕上げク
リアランスθ〜0.01% に設定されているDに移さ
れ、炭化物粒度が20ミクロン以下に調整され、安定さ
れたccwsが得られる。この消費電流は3゜6〜3.
9(AH)である。最終的に得られfcccwsの粘度
は6,500(!pであった。また消費電力からランニ
ングコストを求めると0.2円/lとなった。このcc
wsの粒度分布を次に示す。
〔本発明の効果〕 乾式法で炭化物を粉砕することは、消費電力が多くかか
り、爆発などの危険を伴うことがある。またまわりの汚
れなど人体の健康上の問題にもかかわってくる。そこで
湿式法による微粉砕化が検討されている。しかし炭化物
の粒子を20ミクロン以下にすることが非常に難しく、
そのような微粒子を得ることは高い処理費となる。
最近CC8構想(石炭カートリッジシステム)が提案さ
れ、新たにcccs構想(チャーコールカートリッジシ
ステム)が検討されつつある。
特に都市ゴミ、産業廃棄物中の可燃物を炭化し、これら
を原料とし7tCCWSの製造が21世紀の重要技術と
見なされている。
この構想を満足させるには、炭化物の粒子を微少化し水
スラリーとする製造工程を一工程で生産できるシステム
化と装置にかかつている。
本発明の結果、このシステムを利用することにより炭化
物の生産される現地で小規模から大規模にわたり、任意
な生産システムを安価に組めることは省資源、省エネル
ギーを進める上で大きな柱となる。
本発明において、水スラリーだけでなく、水の替りにア
ルコール〔エチル、メチル等〕を用いて炭化物、アルコ
ールスラリーを製造できることも確め得た。
このことはアルコールの輸送と微粉炭化物の輸送が同時
に効率よくできることであり、海外より炭化物やアルコ
ールを輸入する時、高濃度で輸送でき、その経済性は期
待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の炭化物水スラリーの製造工程を示す該
略図である。第2図(イ)(ロ)に本発明の炭化物水ス
ラリーの製造装置の要部を示す全体図および断面図であ
る。 図面中の番号と略称を対応して示せば次の通りである。 手続補正−輸発) 昭和60年10月17日 昭和60年 特許願 第66206号 名 称  増田恒男 氏  名   (6348)弁理士 箕 浦  清特許
請求の範囲 1.50ミクロン以下に粉砕された炭化物1重量に対し
、水および/またはアルコール0.8〜1.2重量部を
含むことを特徴とする炭化物スラリー。 2、炭化物を50ミクロン以下で連続的に粉砕すると同
時に、該炭化物1重量部に対し、水および/またはアル
コール0゜8〜1.2重量部の範囲としたことを特徴と
する炭化物スラリーの製造方法。 3、融粉機内部のグラインダーをポリマーで複合化して
なる微粉砕装置からなり、1工程で炭化物の微粉砕とス
ラリー化を同時に行うことを特徴とする炭化物スラリー
の製造装置。 手続補正書輸発) 昭和60年11月8日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、50ミクロン以下に粉砕された炭化物1重量部に対
    し、水0.8〜1.2重量部を含むことを特徴とする炭
    化物水スラリー。 2、炭化物を50ミクロン以下で連続的に粉砕すると同
    時に、該炭化物1重量部に対し水を0.8〜12重量部
    の範囲としたことを特徴とする炭化物水スラリーの製造
    方法。 3、融砕機内部のグラインダーをポリマーで複合化して
    なる微粉砕装置からなり、1工程で炭化物の微粉砕とス
    ラリー化を同時に行うことを特徴とする炭化物水スラリ
    ーの製造装置。
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