JPS61228095A

JPS61228095A - 石炭−水スラリ−組成物

Info

Publication number: JPS61228095A
Application number: JP60293887A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yamamura; 正明山村; Noboru Moriyama; 森山　登; Shinichi Watanabe; 伸一渡辺
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1986-10-11

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、石炭粉末の水スラリーに関する。

更に詳しくは、石炭粉末をパイプライン輸送可能な状態
に水中に分散させた流動性の良好な高濃度石炭−水スラ
リー組成物に関する。

近年、エネルギー源として最も多く使用されてきた石油
が、その埋蔵量の限界や、それに伴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。

更に、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
で燃焼されている微粉炭は２００メツシュ、８０％パス
、即ち約７４ミクロン程度の粒子径であるので、この粒
子が微粉炭の一つの目安として使用されることが予想さ
れる０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、その流動性が不充分であり、実
用性に欠ける。本発明者らは、かかる従来の水スラリー
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、石炭粉末５０〜７５重量％及び分散剤
としてリグニン、ナフタレン及びアルキルナフタレンか
らなる群から選ばれる１種以上の多環式芳香族化合物の
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０．０５〜２．０重量％を含有することを
特徴とする流動性の良好な石炭−水スラリー組成物であ
る。

本発明に係る上記化合物はリグニン、ナフタレン、アル
キルナフタレン或いはそれらの混合物を一般の方法によ
りスルホン化し、引き続き造塩反応、更にホルマリン縮
合することにより得られる。スルホン化の割合は、芳香
環１個に対してスルホン酸基の平均個数として０．３〜
１．０個が良く、好ましくは０．４〜０．８個、更に好
ましくは０．４〜０．６個である。従って多環式芳香族
化合物としてナフタレンを使用した場合は、ナフタレン
環１個に対するスルホン酸基の平均個数は０．６〜２．
０個が良く、好ましくは０．８〜１．６個、更に好まし
くは０．８〜１．２個である。

分散剤の量が０．５重量％（対全系）未満の時は、本発
明の分散剤であるホルマリン縮合物の効果が顕著である
。この場合縮合度は１．２〜３０、好ましくは１．２〜
１０である。ここで、縮合度が１．２以下の時は、縮合
による効果が少なく、又、３０を超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。ま
た、本発明の効果を害しない範囲でホルマリン縮合可能
な芳香族化合物が反応出発物質中に存在していてもよい
。

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土類
をはじめ、アミン、アンモニウム塩なども使用される。

また、これらのアニオン性界面活性剤に、非イオン性界
面活性剤も併用可能である。但し、この場合非イオン性
界面活性剤は、本発明のアニオン性界面活性剤に対して
５０％（モル比）以下にすべきである。

かかる本発明の分散剤は、水スラリーに対しテ０．０５
〜２．０重置％、好ましくは０．１〜１．０重量％添加
することにより、水中に５０〜７５重量％の高濃度で上
記の如き２００メ・ノシュ、８０％バスの粒径の微粉炭
をパイプライン輸送可能な良好な流動性を保持して分散
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
０重量％を超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、５０〜７５重量％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−水スラリー中の石炭粒子中の石炭質
に多く吸着し、電荷を付与させることによりスラリー中
に分散させる。一方、石炭粒子中の灰分質は、凝集を起
こし沈降又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媒中
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、天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。また
、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
、分散剤を水に溶解、又は分散させて、それに石炭を加
え適当な混合装置又は粉砕装置により調整すればよい。

本発明で言う石炭としては、無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭
、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
用が終わった時点で、該スラリーから石炭を分離、回収
するために、分散媒と水と混和しない第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、特開昭５２−
３７９０１号公報）。この目的のために、事前に石炭−
水スラリーを調整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。

実施例１（１）水スラリーの調整及び流動性０．５ｇのブチルナフタレンスルホン酸ナトリウムホル
マリン縮金物（縮合度＝４）を１９９．５ｇの水に分散
させ、この混合物に２００メンシユ、８０％パスまで粉
砕したベルモント炭１３００ｇを、室温にて少量ずつ加
える。全量加え終わった後１．ホモミキサー（特殊機化
工製）にて５０００ｒｐｍで、５分間攪拌して石炭−水
スラリーを調整し、２５℃にて粘度を測定すると、２５
００センチポイズであり、流動性は良好であった。同様
条件にて行った他の実施例は表１に記した。粘度の低い
ものが流動性の良い事を示している。

（２）　　脱灰の容易さの評価試験装置として、内径５．５ｃ＋ｗ　、高さ２４ｃｍス
テンレス製シリンダーで、その底部から６ｃｍ、１２ｃ
ｍ、１８ｃｍの各位置に、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１８ｃｍの高さまで
上記の様にして調製した石炭−水スラリーの一定量を入
れ３日間静置する。

３日経過後、このシリンダーの底部から１２ｃｍの位置
の止栓を外し、それより上の石炭−水スラリ−（即ち底
部から高さ１２〜１８ｃｍの個所のシリンダー内の石炭
−水スラリ−）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６ｃｍの位置の止栓
を外し、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６．３
重量％、中層１０．２重量％、下層１９．８重量％であ
った。同様条件にて行った他の実施例も含めて表１に示
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。

傘１；ベルモント炭（オーストラリア産の石炭）高位発
熱量　６５５０Ｋｃａｌ／ｋｇ（ＪＩＳ　Ｍ　８８１４
）灰　　　　分　　１５．９５　　　　　（ＪＩＳ　Ｍ
　８８１２）水　　　　分　　３．２５　　　　　　（
ＪＩＳ　Ｍ　ＢａＩ２）固定炭素　４９．３５％　（Ｊ
ＩＳ　Ｍ　８８１２）元素分析　　　　　（ＪＩＳ　Ｍ
　８８１３）Ｃ：６９．２０χ、　Ｈ：４．７１χ、　
Ｎ：１．２３χ、　Ｏ：８．４４χ。

Claims

【特許請求の範囲】１　石炭粉末５０〜７５重量％及び分散剤としてリグニ
ン、ナフタレン及びアルキルナフタレンからなる群から
選ばれる１種以上の多環式芳香族化合物のスルホン化物
のホルマリン縮合物（縮合度１．２〜３０）又はその塩
０．０５〜２．０重量％を含有することを特徴とする流
動性の良好な石炭−水スラリー組成物。２　分散剤の含有量が０．１〜１．０重量％である特許
請求の範囲第１項記載の石炭−水スラリー組成物。３　石炭粉末の粒径が２００メッシュ、８０％パスであ
る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の石炭−水ス
ラリー組成物。