JPS6152199B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、石炭を粉砕して高濃度のスラリーを
製造する方法に関するものである。 石炭を粉砕して流動性のある高濃度スラリーを
調製することは、一般的には困難なことであり、
従来は添加剤を加えるなどの手段が講じられてい
る。石炭・水スラリーは同一の濃度においては粒
径が小さくなる程粘度が増加するため、直接燃焼
を目的とした高濃度スラリーの調製は困難なこと
である。 本発明者らは高濃度スラリーを製造すべく鋭意
研究を重ねた結果、石炭スラリーを製造する際
に、混合時間を延ばすことによつて同一濃度でも
次第に粘度を下げることができるという知見を得
た。すなわち、本発明者らは、供試炭として大同
炭を用い、これを200メツシユ以下が70重量％と
なるように粉砕し、水およびスラリー分散剤（対
石炭１重量％）を添加して67％スラリーおよび69
％スラリーを調製し、混合時間とスラリーの粘度
との関係を測定し、その結果を第１図に示した。
第１図から明らかなように、混合時間が長くなる
につれてスラリーの粘度が小さくなつていること
がわかる。 上記の知見をもとに、スラリー製造方法につい
てさらに研究を進めた結果、石炭スラリーを製造
する際に、湿式ボールミルなどの湿式粉砕機の出
口スラリーをストレーナーなどの分級器（以下、
単にストレーナーという）を用いて、粗粒を含む
ものと、粗粒を含まないものとに分離し、粗粒を
含む方のスラリーの全部と粗粒を含まないスラリ
ーの一部とを湿式粉砕機入口に戻し循環させるこ
とによつて、混合状態を改善し、スラリーを低粘
度化する効果があり、粗粒を含まない製品スラリ
ーを得、この結果、スラリーの安定性を増し、燃
焼工程でのトラブルを防止できることを知見し
た。 本発明は上記の知見に基づいてなされたもの
で、原料石炭を水およびスラリー分散剤ととも
に、湿式粉砕機に導入し、通常200メツシユ以上
が10〜50重量％、350メツシユ以下が10〜70重量
％となるように粉砕し、湿式粉砕機出口スラリー
をストレーナーにより粗粒を含むものと、粗粒を
含まないものとに分離し、粗粒を含むものを湿式
粉砕機入口に戻し循環させて、低粘度でかつ高濃
度の粗粒を含まない、48メツシユ以上が１重量％
以下の製品スラリーを製造し、スラリーの安定
性、燃焼効率を改善する方法の提供を目的として
いる。 すなわち、本発明の石炭の高濃度スラリーの製
造方法は、図面を参照して説明すれば、原料石炭
を粉砕して高濃度スラリーを製造するに際し、原
料石炭を水およびスラリー分散剤とともに湿式粉
砕機２に導入して粉砕し、湿式粉砕機から排出さ
れるスラリーをストレーナー４を通して粗粒を含
むスラリーと粗粒を含まないスラリーとに分け、
粗粒を含むスラリーの全部と粗粒を含まないスラ
リーの一部とを湿式粉砕機２入口に戻し循環させ
ることにより、48メツシユ以上が１重量％以下の
粒度となるように粉砕・調製することを特徴とし
ている。 以下、本発明の構成を第２図に示す工程図に基
づいて説明する。石炭を粗粉砕機１で粗粉砕して
原料石炭とし、この原料石炭を水およびスラリー
分散剤とともに湿式ボールミルなどの湿式粉砕機
２に導入して粉砕し、湿式粉砕機２から排出され
るスラリーをストレーナー４を通して、粗粒を含
むスラリーと粗粒を含まないスラリーとに分け
る。粗粒を含まないスラリーはコレクトタンク３
に一旦貯留する。このコレクトタンク３から粗粒
を含まないスラリーの一部を抜き出し、前記の粗
粒を含むスラリーの全部とともに湿式粉砕機２入
口に戻し、循環させることによつて通常は48メツ
シユ以上が１重量％以下、200メツシユ以上が10
〜50重量％、350メツシユ以下が10〜70重量％の
粒度構成の石炭の高濃度スラリーを調製する。循
環するスラリー量は、（循環スラリー量／供給ス
ラリー量）の値が0.01〜３、望ましくは0.2〜２
となるようにする。なお供給スラリー量は原料石
炭（粗粉砕機１からの粗粉砕炭）に水およびスラ
リー分散剤を加えたものである。またスラリー分
散剤の添加量は対石炭当り0.01〜３重量％、望ま
しくは0.3〜1.5重量％である。 本発明においては、従来技術の如く、分級器で
分級した粗粒だけを粉砕機入口に循環するのでな
く、細粒の一部を粗粒とともに循環することによ
つてスラリーの循環量が多く取れ、ストレーナー
における網目上の洗浄効果が増大することによつ
て網への目づまりが少なくなる。また細粒の一部
を同時に循環することによつて過粉砕が進み細粒
の含有量が増加し、200〜350メツシユの間が少な
い粒度分布となり、循環のないスラリーと比較し
て低粘度で安定したスラリーが得られる。このよ
うに細粒の一部と粗粒を同時に循環することによ
つて粉砕機内のスラリーが低粘度で安定化して混
合状態が良くなるとともに、粉砕性を向上させる
ことができる。 本発明において用いられるスラリー分散剤とし
ては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系の界
面活性剤などを単独でまたは組み合わせて用いら
れ、炭種によつて適宜選択される。具体的には、
アニオン系界面活性剤としては、脂肪油硫酸エス
テル塩、高級アルコール硫酸エステル塩、非イオ
ンエーテル硫酸エステル塩、オレフイン硫酸エス
テル塩、アルキルアリルスルホン酸塩、二塩基酸
エステルスルホン酸塩、ジアルキルスルホこはく
酸塩、アシルザルコシネート、アルキルベンゼン
スルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオ
キシエチレンアルキル（アルキルフエノール）硫
酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩、ジア
ルキルスルホコハク酸エステル塩、アクリル酸も
しくは／および無水マレイン酸共重合体、多環式
芳香族スルホン化物もしくはホルマリン化合物な
どが使用され、カチオン系界面活性剤としては、
アルキルアミン塩、第４級アミン塩などが使用さ
れ、ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシ
アルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキル
フエノールエーテル、オキシエチレン・オキシプ
ロピレンブロツクポリマー、ポリオキシエチレン
アルキルアミン、ソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ア
ルキルトリメチルアンモニウムクロライド、アル
キルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、
アルキルピリジニウム塩、ポリオキシエチレン脂
肪酸エステル、脂肪族アルコールポリオキシエチ
レンエーテル、アルキルフエノールポリオキシエ
チレンエーテル、多価アルコール脂肪酸エステ
ル、脂肪酸のエタノールアマイドなどが用いら
れ、両性系界面活性剤としては、アルキルベタイ
ンなどが使用され、また１・２・３モノアミン、
ジアミンなどのアミン化合物、高級アルキルアミ
ン酸などが用いられる。 つぎに本発明の実施例について説明する。 実施例 次表の性状の供試炭を粗粉砕機で粒径が概略４
mm以下（１mm以上30％、２mm以上10％、４mm以上
１％以下の粒度構成）に粗粉砕した後、水および
アニオン系分散剤（対石炭１重量％）を加え石炭
濃度が68％となるように調製した後、湿式ボール
ミルにスラリーとして５Kg/hrで連続供給し、200
メツシユ以下が70％となるように微粉砕するとと
もに、後述の循環スラリー５Kg/hrを供給した。
そして湿式ボールミル出口から排出されるスラリ
ーをストレーナーによつて0.5mm以上の粗粒を含
むスラリー４Kg/hrと、0.5mm以上の粗粒を含まな
いスラリー６Kg/hrとに分け、前者の全てと後者
の一部（１Kg/hr）とを合わせて５Kg/hr（スラリ
ーとして）を、湿式ボールミル入口に戻し循環さ
せ、残り５Kg/hrを製品スラリーとして取り出し
た。このときの製品スラリーは濃度68％で700cP
（20℃）であり、粒度構成は48メツシユ（0.297
mm）以上が0.8重量％、145メツシユ（0.105mm）
以上が18重量％、200メツシユ（0.074mm）以上が
26重量％、350メツシユ（0.044mm）以下が62重量
％であつた。なお製品スラリーの粒度分布は第３
図に示すごとくであつた。なお本実施例における
（循環スラリー量／供給スラリー量）の値は、５
Kg/hr／５Kg/hr＝１であつた。 第３図はロージンラムラー（Rosin−
Rammler）線図を用いて実施例で得られた値を
プロツトしたもので、微粉砕石炭の粒度分布を示
し、縦軸にふるい上積算値％（Ｒ％）を示し、横
軸に粒径を示している。

【表】 第４図は循環をかけないスラリーおよび実施例
で得た本発明の方法によるスラリー（循環法によ
るスラリー）の濃度と粘度（20℃における）との
関係を示している。第４図から、たとえばスラリ
ー粘度2000cPでは、循環をかけないスラリーの
石炭濃度が約66.8％、本発明の方法によるスラリ
ーの石炭濃度が約70.2％であり、本発明の方法に
よれば石炭濃度が約3.4％高くなつていることが
わかる。 本発明はつぎの３点を特徴としている。 (1) 石炭スラリーを製造する際に、石炭、水およ
びスラリー分散剤を混合する時間を長くする
と、同一濃度のスラリーでもスラリー中の石炭
粒子の分散をうながしより低粘度にすることが
できる。 (2) スラリーを燃料として燃焼させる場合に問題
となる粗粒分の含有量を低減することができ
る。 (3) 粉砕石炭の粒度構成を二山分布（Bi−
modal）状の粒度構成、つまり粒径の異なる点
に粒度分布の多い領域をもつような粒度構成に
することにより、スラリー中の石炭粒子を最密
充填しスラリー粘度を低減できる。 上記の３点の特徴のうち、(1)の効果は、第４図
に示した通りに、循環をかけた場合と、循環をか
けない場合の差から明らかである。また(2)の効果
は、第２図に示すように、ストレーナーを設ける
ことにより、粗粒分を除去できる。この場合、ス
トレーナーからミル入口に循環するスラリーの石
炭粒子には、目開きの大きさより小さなものが含
まれる。(3)の効果は、第３図に示したように、粒
度構成の曲線は、下に凸な形を示している。これ
は中間領域（たとえば0.044〜0.074mm）における
分布が少なくなつていることを示している。本発
明においては、これら３点の効果が相乗的に発揮
される。 以上説明したように、本発明は粉砕工程、循環
工程および分級工程を組み合わせることによつ
て、石炭の粒度構成を200〜350メツシユの間が少
ない粒度分布とするとともに、混合時間を延ばす
ことによつて、高濃度スラリーの限界濃度を従来
の到達濃度より数％向上させることができるの
で、スラリー輸送効率の向上、スラリーの直接燃
焼、石炭のハンドリングの流体を可能ならしめ、
また湿式ボールミルなどの湿式粉砕機を使用する
ことによつて、石炭を粉砕すると同時に石炭と水
と分散剤とを均一に混合することができ、石炭・
水スラリーの混合調製工程を省くことができるな
どの効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は石炭スラリーの混合時間とスラリー粘
度（20℃における）との関係を示す曲線図、第２
図は本発明の石炭の高濃度スラリーの製造方法の
一例を示す工程図、第３図は実施例で得た製品ス
ラリーの粒度分布図、第４図は循環をかけないス
ラリーおよび本発明の循環法によるスラリーの濃
度と粘度との関係を示す曲線図である。 １……粗粉砕機、２……湿式粉砕機、３……コ
レクトタンク、４……ストレーナー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原料石炭を粉砕して高濃度スラリーを製造す
   るに際し、原料石炭を水およびスラリー分散剤と
   ともに湿式粉砕機に導入して粉砕し、湿式粉砕機
   から排出されるスラリーをストレーナーを通して
   粗粒を含むスラリーと粗粒を含まないスラリーと
   に分け、粗粒を含むスラリーの全部と粗粒を含ま
   ないスラリーの一部とを湿式粉砕機入口に戻し循
   環させることにより、48メツシユ以上が１重量％
   以下の粒度となるように粉砕・調製することを特
   徴とする石炭の高濃度スラリーの製造方法。