JPS62232496A - 高濃度石炭／水スラリー組成物 - 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、石炭濃度が高いにもかかわらず、低粘度で流
動性に優れた石炭／水スラリー組成物に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

近年の石油代替エネルギーとしての石炭用途開発は、エ
ネルギー源としての石油が長期的供給安定性に不安があ
ること、ハンドリングコストヲ含めても石油より経済的
であると考え−られることがら１１世界的に推進されて
いる。石炭のハンドリングの主たる問題点は、固体であ
る為パイプライン輸送やタンク貯蔵が困難であること、
灰分を有すること等であるが、これらの点を考慮したハ
ンドリング技術として、石炭／重油スラリー（ＣＯＭ）
、石炭／水スラリー　（ＣＷＭあるいはαム）、石炭／
メタノールスラリー（Ｍｅｔｈａｃｏａｌ）等のスラリ
ー組成物が検討されている。これらスラリー組成物の媒
体としては、安価かつ供給の容易な水を利用する方法が
実用的であり、研究の中心と々っでいる。

石炭は、分子中に水酸基やカルデン酸基等の親水性の基
を有してはいるものの、全体としては疎水性であり、多
量の石炭微粉末を水と混合した場合、水に良く湿潤しな
いために均一な分布状態とは々らず、流動性が著しく悪
いスラリーとなり、現状においては最大でも６０％程度
の石炭濃度のスラリーが得られるにすぎない。石炭／水
スラリーが燃料として有効に働らく為には、水の蒸発潜
熱を考慮に入れ、少なくとも石炭濃度として７０チ以上
のものが一般に要望されている。これを達成する為に、
適正な石炭の微粒分布状態と、石炭と水の間に介在し、
石炭の分散を保持しかつ流動性を向上することのできる
界面活性剤であるところの添加剤の検討が々されている
。

従来、高濃度石炭／水スラリーを得る目的で使用検討さ
れた添加剤としては、リグニンスルホン酸塩（特開昭５
７−９６０９０々と）、多環系芳香族スルホン酸塩ホル
マリン縮金物（特開昭５７−１４５１９３など）、ある
いはポリエーテル化合物（特開昭５７−１４７５９５な
ど）等がある。

これらは、それぞれに特徴ある添加剤ではあるが、７０
チの石炭濃度のスラリーにするには、比較的多量の添加
を要するとか、流動性の面で不十分であるといった問題
点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

添加剤による高濃度石炭／水スラリーの作製は添加剤コ
ストがスラリーとしてのトータルコストを上昇せしめ、
石油代替としてのコストメリットを無くする様では意味
が無く、シたがって添加剤が安価であるか、あるいは少
量の添加で目的のスラリーを与えるものである事が要求
される。

本発明の目的は、即ち、この要求に合致し、重油並みの
輸送と燃焼が可能な石炭／水スラリー組成物を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、下記化合物の存在下に、水性媒体中に
、少なくとも６０重量−の石炭を、低粘度で微粒懸濁さ
せたことを特徴とする、高濃度石炭／水スラリー組成物
が提供される。

化合物：ポリブタジェン系またはポリイソプレン系化合
物の二重結合部炭素をスルホ ン化して得られるスルホン酸またはス ルホン酸塩。

本発明においては、好ましくは、水性媒体中に、添加剤
としての下記化合物を、石炭に対し０．１〜１．０重量
−存在させ、全量中６０重量−以上の石炭を、２００メ
ツシユ（７４μｍ）パス約７０％以上の粒径で、低粘度
に懸濁した石炭／水スラリー組成物が提供される。

本発明において添加剤として使用する化合物は、ポリブ
タジェン系あるいはポリイソプレン系化合物の二重結合
部炭素を、スルホン化して得られるスルホン酸あるいは
スルホン酸塩である。

添加剤は、そのイオン性、親１水基の種類、疎水基の種
類、親水基と疎水基の結合構造、親水基と疎水基の量比
、分子量等によってその性能が大きく左右されるけれど
も、本発明に有用な前記化合物は、特に、疎水基の種類
、親水基と疎水基の結合構造の特異性によって、目的と
する性能を達成するものである。

本発明に有用な前記化合物の合成は、分子量１．０００
〜２００，０００のポリブタジェン系あるいはポリイソ
プレン系化合物を、通常のスルホン化剤を使用し、無溶
媒あるいは有機溶媒中にて、室温あるいは加熱下にスル
ホン化して得られる。

スルホン化は、反応して得られるスルホン酸あるいはス
ルホン酸塩が、水に可溶になる様、被スルホン化物とス
ルホン化剤との比を調整する必要がある。スルホン化反
応は、ポリブタジェン系あるいはポリイソプレン系の化
合物の、二重結合部中のどちらかの炭素におきるが、被
スルホン化物が、他に反応性の官能基を有する場合は、
そこにおいても反応する。本発明に用いられる化合物が
、高濃度石炭／水スラリー用の分散剤として有効に働ら
くためには、反応可能な部所の内５０％以上がスルホン
化されている化合物であることが望ましい。

被スルホン化物であるポリブタジェン系の化合物として
は、１．２−ポリブタジェン、１．４−ポリブタジェン
、１．２−ポリブタジェングリコール、１，４−ポリブ
タジェングリコール、およびスチレン等その他のモノマ
ーとブタジェンとの共重合物等が含まれる。同じくポリ
イソプレン系の化合物としては、１．２−＆リインプレ
ン。

１．４−ポリイソゾレン、３，４−ポリイソゾレン、お
よびスチレン等その他のモノマーとイソプレンとの共重
合物等が含まれる。共重合の場合、本発明の目的の化合
物を得るためには、ブタジェンあるいはインプレンは少
なくとも５０モルチ以上共重合することが望ましい。

スルホン化剤としては、無水硫酸、発煙硫酸、硫酸、ク
ロルスルホン酸、あるいはこれらのアダクトが使用でき
る。

溶剤としては、それ自身スルホ／化を受けない、へロダ
／化炭化水素系のものとか、ジオキサ／等が使用できる
。

石炭は、脱灰した石炭あるいは脱灰してい力い石炭で、
しかもいずれの炭種のものでも使用することができる。

また石炭は、粗粉砕した後、添加剤を含む水を加え湿式
粉砕機にて微粉砕スラ１７−とするか、あらかじめ乾式
粉砕機にて微粉砕した後、添加剤を含む水と混合スラリ
ーとするいずれの方法をとってもよい。スラリー中の石
炭粒径は、２００メツシユ（７４μｍ）フルイ通過量と
して約７０チ以上、好ましくは約８０％以上にすること
が望ましい。一般には、石炭粒径は微粒である程、燃焼
の際に着火性が向上するが、スラリー性状としては、表
面積が増加することにより、添加剤量を増さないと高粘
度に々るかあるいは凝集をおこす等、負の面も出てくる
。しかし、本発明組成物においてはこの様な問題は少々
い。使用する石炭の濃度は、石炭／水スラリー中約６０
％以上、好寸しくけ７０〜７５％である。水は、流動化
の媒体として一番安価なものであるが、燃焼の際蒸発潜
熱を奪いカロリーロスとなる。更にその量が増せば滅火
の原因ともなりうるため、できる限り少い水量が望まし
い。この点から、一般的に７（１以上の石炭濃度が指向
されており、本発明ではこの濃度が達成され、しかも低
粘度のスラリーを与える。低粘度であることは、輸送が
容易であるばかりでガく、通常の燃焼装置で噴霧燃焼が
可能となることを意味する。

なお、本発明の石炭／水スラリー組成物中には、脱気、
防錆、防腐、凍結防止や安定性改良を目的とする薬剤の
添加も可能である。

本発明に用いられる化合物は、石炭以外の微粉固体、例
えば、石油コークス、石油系ピッチ、石炭系ピッチ、染
料、顔料、塗料、農薬、砥粒体あるいは磁性金属等の、
水系あるいは有機溶媒系での分散に応用することも考え
られる。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例により更に説明する。なお、実施
例中の部及びチは、特記し力い限り、重量を基準とする
。

実施例Ｉ 太平洋炭（揮発分４２．３％、灰分１４．９％、全８０
．１９％）を、ハンマーミルで２．３０　Ｏｒ、ｐ、ｍ
。

の回転数で粉砕し、２００メツシュパス５０％、平均粒
子径７０μｍのものを得た。

次に、本発明の添加剤を表１に示す配合にて、総量で０
．７部を水６０部に溶解後、１４０部の上記石炭粗粒を
加え、ニーダ−にて充分混線後、ゲールミルにて６　Ｏ
ｒ、ｐ、ｍ、で２時間湿式粉砕し、流動性良好な石炭／
水スラリー２００部を得た。

添加剤の比較例として、リダニンスルホン酸ナトリウム
、ナフタリンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物、
またはポリエチレングリコール（分子量２０，０００）
を、それぞれ１．４部加え調製した結果を表１に示す。

なお、表中の記号については、表２の後に記す。

表中の物性値は、それぞれ下記の方法にて測定した。

２００メツシユ／やスチ 作製した石炭／水スラ！Ｊ　−３ｇを、水にて５０倍に
希釈し、最低２００メツシユのふるい上に流し込み、振
とう開始後１ｅの水にて洗い、ふるい上の石炭を乾燥秤
量し算出する（振と９時間１０分）。

測定機：ふるい振とう機ＶＳＳ−５０（筒井理化学器械
製） 粘度 作製した石炭／水スラリー３ｍｌを、カップに入れＥＬ
Ｄ−８Ｔ型ローターにて３分後の粘度を測定した。回転
数２　Ｏｒ、ｐ、ｍ、（７５ｅｃ−’　）、測定温度３
０℃０ 静置安定性 作製した石炭／水スラリー約２００１ｎｌを、メスシリ
ンダーに入れて静置し、１週間後の状態を棒貫入し、観
察した。

ば下余白 実施例２ 南７７リカ炭（揮発分３３．３ｃｌ）、灰分９，６％、
全Ｓ０．６％）を、微粉砕型ハンマーミルで粉砕し、２
００メツシユパス７８チのものを得た。

次に、本発明の添加剤を、表２に示す配合にて総量で０
．７部を水６０部に溶解後、１４０部の上記石炭微粉を
加え、オートホモミキサー（特殊機化製）にて４．００
　Ｏｒ、ｐ５ｍ、で５分間混合し、流動性良好々石炭／
水スラ！ｊ　−２００部を得た。

物性値を、実施例１に示す方法にて測定しｆｃ。

同様に、添加剤の総量で０．７５部あるいは１．０５部
を水５０部に溶解後、１５０部の上記石炭微粉を加えて
調製した場合も、流動性良好なスラリーが得られた。

添加剤の比較例として、表１に例示のものを、それぞれ
１．４部加えて調製した結果を示した。

尚、表１及び表２において各記号は下記の意味を有する
。

１．２−ＰＢ：１，２−ポリブタジェン１　ｔ　４−　
ＰＢ　　：　１　＋　４−ポリブタジェン１　、２−Ｐ
ＢＧ：　１　、２−ポリブタジェングリコール ５ｔ−１、２−ＰＢＧ：スチレン共重合１，２−ポリブ
タジェン １　、４−ＰＩＰ：　１　、４−ポリイソル／５ｔ−１
１４−ＰＩＰ：スチレン共重合１．４−ポリインゾレン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記化合物の存在下に、水性媒体中に、少なくとも
   ６０重量％の石炭を、低粘度で微粒懸濁させたことを特
   徴とする、高濃度石炭／水スラリー組成物。 化合物：ポリブタジエン系またはポリイソプレン系化合
   物の二重結合部炭素をスルホ ン化して得られるスルホン酸またはス ルホン酸塩。 ２、組成物を構成する石炭の粒径が、２００メッシュ（
   ７４μｍ）パス約７０％以上である特許請求の範囲第１
   項記載の組成物。 ３、石炭に対し、０．１〜１．０重量％の特許請求の範
   囲第１項の化合物を用いて得られる特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の組成物。