JPS62187796A - 粉体燃料及びその製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は脱灰し九微粉炭を有する粉体燃料及びその製造
方法に関する。

（従来の技術） 石油危機以来、エネルギー資源の多様化が叫ばれ、石炭
利用技術の見直しの一つとして石炭のガス化、液化、流
体化（Ｃｏａｌ　Ｏｌｌ　Ｍｉｘｔｕｒｅ＝ＣＯＭ、　
（！ｏａｌ　Ｗａｔｅｒ　Ｍｉｘｔｕｒｅ＝ＯＷＭ）な
ど幅広い研究が精力的に行なわれ、すでに一部の技術（
例えば、ＣＯＭ）は実用化されている。

石炭は重油に比較すると灰分量が非常に扁〈通常１５〜
２０チも含まれ、重油中の灰分量（１０エチ、石油コー
クスの１１ｘ％などに比べると明らかなように、燃料と
して用いる場合、発生する灰の処理が大きな問題となる
。石炭のガス化、液化などの技術開発は、この灰の処理
全燃料として用いる前段階において除去しようとする方
向にある。

その−万で、石炭中に＠まれでいる灰成分が５ｉ０２　
、　Ａｔ２０３　、　ＣａＯなどの無機鉄化合物としテ
物理的に混在しているものが多いことがら、石炭全粉砕
し、微粉状態にして水中に投入すると前記灰成分の５Ｏ
Ｌｌｂ程度は除去できる。この程度の脱灰率でも石炭灰
に伴う障害をかなり軽減できることから、微粒石炭脱灰
技術の開発も行われている。しかし、石炭中の灰分を減
少させた場合でも、石炭そのものの燃焼全促進し、発生
したばいじん類（含む灰分）の効果的な除去（集じん装
置による）の要求は非常に強いが、これらの技術につい
ては、禾だ経済的な方法は開発されていない。

なお、石炭燃料を対象にし九脱灰法としては主として本
選法９重選法、浮選法及び油温造粒法が採用されている
。本選法と重連法は、石炭中の有機物（石炭）と無機物
（８１０，、Ａｔ２０３　）の比重の差を利用して分離
するもので、粒径が大きいと分離できないので、通常数
十μｍ程度に微粉砕したものが用いられているｏしかし
、余り微粉にすると粘性が甚しく高くなり、分離に長時
間’ｔ−１ｉする欠点がある。このようなことから現実
的な脱灰法としては、浮選法と油温造粒法の２糧類か最
も多く研究されている。

これらの方法はいずれも石炭中の有機物と無機物の表面
のぬれ注の差を利用して分類するという点で共通しでい
るが、 （１）　　浮選法が気泡表面の油膜に有機′＠全選択的
に付着させるのに対し、 （２）　　油温造粒法は油をバインダーとして有機物を
選択的に凝集造粒させて、それぞれ無機物と分離する点
で異なっている。

以上のようなことから、本発明では来月的な浮選法、若
しくは油温造粒法に適用する技術として研究されたもの
である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、浮選法若しくは油温造粒法により脱灰処理さ
れた微粉炭の燃焼性を向上させ、燃焼排ガス中のばいじ
ん類の効果的な除去を可能にし、かつ、脱硝触媒の寿命
を伸ばす粉体燃料及び粉体燃料の製造方法を提供しよう
とするものでるる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は灰分を除去した微粉炭表面に鉄化合物を配合し
たことｔ−特徴とする粉体燃料、及び浮選法、若しくは
油温造粒法により脱灰する過程で、油溶性有機鉄化合物
若しくは親油性界面活性剤で表面を被覆した無機鉄化合
物微粉末を添加して、脱灰後の微粉炭表面に鉄化合物を
付着することを特徴とする粉体燃料の製造方法である。

なお、上記油溶性有機鉄化合物は脱灰処理用の油質成分
として添加する場合も含む。

本発明に使用できる鉄化せ物としては、下記のものかあ
る。

有機鉄化合物：オクチル酸鉄、ナフテン酸鉄、ステアリ
ン酸鉄、醋酸鉄、ギ酸鉄、メタクリル酸鉄 無機鉄化合物：酸化鉄（Ｆｅｄ、　Ｆｅ００Ｈ，Ｆｅ３
Ｏ４゜Ｆｅ２０３）、硫酸鉄、塩化鉄、硝酸鉄、炭酸塩
また、界面活性剤としては、ノニルフェニル（Ｅ・０）
〜６　セカンダリアルコール（Ｅ・０）−４などの非イ
オン活性剤が好ましい。但しくｍ・０）はエチレンオキ
サイドの略で、〜６は（２−０）が６モル以下のものを
示す。

他方、本発明を一層効果的に実施するために単槽の浮選
法以外に、複数の処理槽を並べて連続浮選するものにも
容易に適用することが可能であり、油温造粒についても
同様なことがいえる。さらに浮選法については、油膜層
中のみならず、水中にスラリ状として懸濁分散している
微粒石炭粒子の＊ｍｔ−促進するため、処理容器中の水
に超音波エネルギを照射することも可能である。

（作用） 本発明は、微粉炭表面に鉄化合物を配合した粉体燃料及
びその製造方法に係るものであるが、この鉄化合物は燃
焼領域で全て酸化鉄となり、次のような機能を有する。

（１）　　石炭の酸化、即ち、燃焼を促進する。

（２）　　ボイラ炉内に設置される脱硝用触媒の表面に
付着して脱硝触媒の寿命を延長させる。

（３）　　ばいじん中の８１０２．　Ａｔ２０．は電気
抵抗が非常に高く、電気果じん板に付着しにくい傾向が
あるが、酸化鉄が含まれると電気抵抗値が低下し果じん
効率が向上する。

（４）排ガス中のＳｏｘ　ｉｊこの酸化鉄表面に付着し
やすく、脱硫効果とともに、Ｆ３０ｘ付着による電気抵
抗値の低下が一層促進され、集じん効率を向上させる。

また、鉄化合物の配曾は、微粉炭の脱灰処理工程である
、浮選法、若しくは、油温造粒法において効果的に実施
することができる。

（実施例１） 本発明の実施例として使用した石炭の一般性状は第１表
に示す通りであり、それぞれボールミルを用いて２００
メツシユのフルイを通過したものを供試体とした。

第　　１　　表 本発明の実施例に用いた浮選法の装置を第１図に示す。

鉄鋼製の円筒容器１の中央部に回転軸全設置する。この
回転軸は、中心軸２と外筒３から構成されており、軸と
外筒の間に設けられた空隙４から前記微粉炭が容器の底
部に送られる構造となっている。容器内には工業用水５
と界面活性剤（ｆｌｌえば高級アルコール系の活性剤）
を含んだ油６（例えばケロシン）か入っており、水と油
の比重差から油は上部、水は下層部１！−構成して両者
は分離した状態にある０人い黒線７は微粉炭の流ｎ’を
示したもので、回転軸の先端に取付けられている金具８
の開口部９から水中へ送り出されるが、この金具は軸の
回転によって容器内の水を撹拌させる機能を有している
。１０は浮上炭取出口である。

又、微粉体を容器内へ送り出す姿は、粉体状のみならず
、界面活性剤を含む水スラリ状にしたり、これに少食の
油を添加したもの、す々わち容器内の液体組成と同一の
状態で送給することもでｔｋ、空気の吹込みも可能であ
る。回暢軸の運動によシ微粉炭を含んだ水が攪拌され、
これに伴って上層部に浮かんでいる油も、渦巻状となっ
て水との接触面積が大となるとともに微粉炭とも接触し
やすくなる。水中に含まれている活面活性剤は、攪拌運
動に伴って小さな気泡を生成し、これが浮上して油膜面
に小さな気泡を無数に形成させる。

この回転軸の運動期間中に微粉炭中の灰分Ａｔ２０３　
、８１０．などは親水性であるため水中に残存し、親油
性を有する灰分の少なくなつ九微粉炭は浮上する気泡に
のって上部の油膜面へ移動し、気泡表面に付着してその
浮力によって上層部にとどまることとなる。

本発明では、水道水５ａｔに対し微粉炭６にｇ、油とし
てケロシン２０ｔ、界面活性剤としてアルキルスルフオ
ン酸ソーダ５ｆｔ−添加し友ものを基準液とし、次に示
すような灸件で浮選処理を行った＠ （１）　　ケロシン中に３０００　ｐｐｍの油溶性のカ
ルボン酸鉄を添加したもの、 （２）　　ケロシン中に親油性の界面活性剤で表面波機
し九酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）微粉末（１１〜１．０μｍ粒
子）ｔ５０００ｐｐｍの割合いで添加した。

（３）　　ケロシンに替えて（１）の有機鉄のみ’５（
１ｏｔを便用した。

（４）　　基準液の状態（従来法） 回転数１分間に４００、回転時間１０分間として浮選終
了後の微粉炭中の灰分量を調査した結果、第１表の供試
炭は次のような脱灰率を示した。この結果、本発明の方
法は脱灰率を低下させることがないことが判明し友。

（４）の方法　５２〜５９％＠−従来法なお、脱灰後の
微粉炭表面には、ケロシン中に添加し九鉄化合物やＦｅ
２Ｏ３の微粉末が付着しているので、この効果を石炭焚
きボイラの燃料として便用し、次のような項目について
試験した。供試ボイラの蒸発量は１２０　ｔ／ｈ、燃焼
用の空気過剰率４〜５チで供試炭４Ｂ炭である。

く調量項目〉 （１）　　ボイラ炉内伝熱雷に付着する灰分量の変化 （２）　　燃焼排ガス中のＥｌｏｘ　、　ＮＯ！及びば
いじん量の変化 （３）炉内に設置されている脱硝触媒性能の有効期間（
設置当初の９０ｔｓに低下するのに要する期間） （４）　　排ガス中のばいじん捕捉率（電気集じん効′
４） 第２表はこれらの試験結果を示し九もので、いずれも（
４）の従来法で得られた脱灰微粉炭の値を基準として表
示した。この結果ρ為ら明らかなように、本発明を適用
した脱灰微粉炭は伝°熱面への灰分量＊ｔを軽減し、燃
焼を促進せる結果ばいじん量（主として未燃炭素分の減
少）が少なくなり、電気集じん効率が同上した。又、脱
硝触媒の劣化を遅させるなどボイラ用燃料炭として優ｎ
ていることが確認された。

（実施例２） 従来の浮選法によって脱灰した微粉炭（鉄を含まないも
の）のみを供試体とし、これに軽油を２０幅添加し、第
１図の装置を用いてさらに脱灰率を向上させると共に微
粉炭の造粒化を実施した。

なお、この方法では軽油中に親油性の活面活性剤で表面
被覆した１Ｆ８２０３微粉宋や油溶性の有機鉄化合物を
添加した。また、回転数は１２００７分とした。

この方法でも石炭粒子は親油性をもっているため、次第
に上層部に集まると共に微粒子が軽油や油溶性の有機鉄
化せ物をバインダーとして凝縮し、その大きさは攪拌２
０分後で１〜３ｍ。

４０分後では２〜５ｆｉ、６０分後では３〜７ｍｍに成
長した。これらの処理を経た凝集炭を実施例１と同じボ
イラを用いて燃焼全行ない、その結果を第３表に示した
・ この試験では第１表に示した３棟類の石炭全供試し、無
処理の状態で燃焼したものを比較例とし、同種の石炭を
本発明に係る油温造粒法により処理したものを本発明と
表示し、前者の測定値上１００としてその比で示した〇 この結果から明らかなように、炭質の異なる石炭を用い
ても、本発明の処理を施し友ものは伝熱管に対する灰分
付着量が少なくなるとともに、ＳＯｘ、　ＮＯｘ、ばい
じん（主として未燃カーボン）は軽減さｎｌさらに脱硝
触媒の寿命か延長され、電気集じん効率が向上するなど
の効果を確認することができた。

なお、この実施例では浮選法による脱灰処理後の微粉炭
を用いているが、匣接油添造粒法によシ脱灰と鉄化合物
の配付を同時に行なうことができる。即ち、微粉炭であ
れば、灰分含有量に関係なく適用することができる。

（発明の効果） 本発明は、上記構成を採用することにより、脱灰処理工
程で、脱灰処理を妨げることなく、容易に鉄化合物を微
粉炭表面に配合することができ、かかる固体燃料は燃焼
に際し、伝熱面への灰分付着量を軽減し、また、燃焼が
促進されることによシ未燃炭素分が減少し、その分ばい
じん量も減少した。さらに、燃焼排ガスの処理において
、電気果しん効率を同上させ、また、脱硝触媒の劣化を
遅らせるなど、ボイラ用燃料炭として優れ九特質を有す
るものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する装置の断面図である。 復代理人　　内　ａｌ　　　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　安西篤夫 手続補正書

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）灰分を除去した微粉炭表面に鉄化合物を配合する
   ことを特徴とする粉体燃料。
2. （２）浮選法により、微粉状石炭から灰分を分離する工
   程に、油溶性の有機鉄化合物若しくは親油性界面活性剤
   で表面被覆した無機鉄化合物微粉末を添加して脱灰後の
   微粉炭表面に鉄化合物を付着することを特徴とする粉体
   燃料の製造方法。
3. （３）微粉状石炭に油を加えて凝縮粗粒化することによ
   り灰分を分離する油添造粒工程に、油浴性の有機鉄化合
   物、若しくは親油性界面活性剤で表面被覆した無機鉄化
   合物微粉末を添加して微粉炭表面に鉄化合物を付着する
   ことを特徴とする粉体燃料の製造方法。