JPS62243689A - 石炭−水スラリの製造方法 - 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】 少ない界面活性剤所要量で、高石炭濃度でかつ流動性の
良い石炭−水スラリを製造する方法に関するものである
。

（従来の技術） 近年、固体燃料である石炭のハンドリング性を改善する
ため、微粉炭を水中に分散させてスラリ化することによ
り、取扱いの容易な流体燃料とする技術の開発が活発に
行なわれている。ボイラ燃料として直接噴霧燃焼できる
高石炭濃度でかつ粘度の低い石炭−水スラリを製造する
ためには、スラリを構成する石炭粒子を幅の広い粒径分
布に調整することにより、石炭の充填密度を増加して高
濃度化をはかること、および適切な添加剤を使用して石
炭粒子を水中に安定分散させることにより粘度低下をは
かることが重要である。

このような石炭−水スラリを製造する方法としては、通
常連続式ボールミルを用いて石炭を湿式粉砕し、界面活
性剤を添加する方法が一般的である。しかし、ボールミ
ルを用いて石炭−水スラリを製造する場合、充填密度が
高くなるような幅の広い粒径分布を１１製するためには
、石炭濃度の高い条件（通常、６０重量％以上）で粉砕
する必要があるが、このような状態では粘度が高くなり
粉砕が進行しなくなる問題がある。このため界面活性剤
を添加することにより粉砕時の粘度を低減しているが、
粉砕初期は石炭粒子が粗いため余剰の界面活性剤が多層
に吸着する等の無駄な吸着が起り、粉砕の進行により生
成する新表面に吸着しなくなる。その結果、最終的に界
面活性剤の所要量が多くなる問題がある。さらに高濃度
で粘度が高い条件で粉砕するためにミル内のポールの運
動が抑制され、粉砕能力が低下する問題がある。

これらの問題に対してボールミルを多室化して石炭粒径
に対応したポールを充填し、かつ界面活性剤を多段で添
加する方式（特願昭５７−１９１７６７号）や、粉砕物
の一部をミルに再循環する方式（特願昭５８−３０８７
４号）等が１２案されているが、ハードグロブ粉砕性指
数（ＨＧｒ、ＪＩｓ−Ｍ８８０１）５０程度の石炭を石
炭濃度的７０％で、２００メツシ工通過７０％程度に粉
砕する場合の粉砕動力原単位は約５９　ｋ　ｗ　ｈ　／
　ｔ、界面活性剤の所用量は石炭に対して約０．５％程
度である。電力単価を２３円／　ｋ　ｗ　ｈ、界面活性
剤を３００円／　ｋｇとすれば、動力および界面活性剤
コストはそれぞれ１１５０円／を石炭、１５００円／を
石炭である。これは原炭の単価を１５．０００円／ｌと
すれば、それぞれ原炭コストの７．７％、１０％であり
莫大な値である。

このような問題を解決するために本発明者らは湿式リン
グローラミルを用いて高濃度の石炭−水スラリを低動力
費で製造する方法を提案した（特願昭５９−２０３７６
１号）、この湿式竪型リングローラミルを用いた石炭−
水スラリ製造装置の系統図を第６図に示す、第６図にお
いて、バンカｌ内の石炭Ａはフィーダ２を経て湿式竪型
リングローラミル３の頂部の給炭管４がら、また水Ｂ、
界面活性剤液ＢおよびｐＨａ整剤液りはそれぞれのタン
ク５．６、および７からそれぞれのポンプ８．９および
１ｏにより給炭管４を介してミル内に注入される。リン
グローラミル３内で粉砕された石炭、水および添加剤の
混合物はミル底部の排出口１１からスラリポンプ１２に
よりスラリ分配器１３に送られ、その１部はミルの給炭
管４からミル内に循環される。分配器１３で分配された
残りのスラリはミルの上方に設置された粗粒分離器１４
に送られ、分離された粗粒は重力によりミルの給炭管４
からミル３内に再循環される。粗粒分離器１４を通過し
た石炭−水スラリは製品としてスラリタンク１５に貯蔵
される。

次に第７図は、湿式竪型リングローラミルとして代表的
な湿式ポールレースミルの構造を示すものであり、粉砕
部は、粉砕テーブル１７、加圧装置１８により押圧力を
加えられた上部固定輪（上部リング）１９と、駆動装置
２０によって回転する粉砕テーブル１７の端部に設置さ
れた下部転輪（下部リング）２１と、これら上部リング
１９と下部リング２１の間に配置され、下部リング２１
の回転と共に転勤する複数個の粉砕用ポール２２と、粉
砕テーブル１７の中心から偏心して設置された給炭管内
部清掃用かき欅２３とから構成されている。湿式粉砕さ
れる石炭Ａは、分配器１３（第６図）からの循環スラリ
、粗粒分子ｉｌｌ器１４（第６図）からの粗粒スラリ、
水、界面活性剤液およびｐＨｔ［整剤液とともに粉砕機
本体１６の給炭管４に供給される。給炭管４に供給され
た石炭、水および添加剤の混合物は給炭管４内を落下す
るが、給炭管４内面に付着する混合物は粉砕テーブル１
７と共に回転する清掃用かき棒２３によりかき取られ、
粉砕テーブル１７上に分散する。粉砕テーブル１７に分
散した石炭、水および添加剤の混合物は粉砕テーブル１
７の回転によって生じる遠心力により粉砕ボール配置部
に移動し、ボールと下部リング間で圧縮摩砕される。粉
砕された石炭は下部リング２１端と粉砕機本体１６間の
空間部から粉砕テーブル１７下のスラリ堰２４内に流下
し、回転する粉砕テーブル１７の底部に設置された混合
種２５により混合されながら排出口１１から排出される
。

（発明が解決しようとする問題点） この湿式ボールレースミルを用いてハードグローブ粉砕
性指数５０の石炭を石炭濃度的７０％で、２００メツシ
ュ通過７０％に粉砕する場合の動力原単位は３　Ｑ　ｋ
　ｗ　ｈ　／　ｔであり、ボールミルによる場合の２／
３に低減されたが、界面活性剤所要量はボールミルの場
合と同じく石炭に対し０．５％必要である。これは、前
述したように原炭コストの約１０％を占め（１５００円
／を石炭）、石炭−水スラリがボイラ燃料として実用化
するためには大きな障害となる。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、低
動力かつ少ない界面活性剤所要量で、ボイラ等の燃料と
して好適な、高石炭濃度で粘度の低い石炭−水スラリを
製造する方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 要するに本発明は、粉砕リングとローラを有する湿式竪
型リングローラミルを用いて石炭を湿式粉砕して石炭−
水スラリを製造する方法において、界面活性剤を石炭粉
砕後に添加するようにしたものである。界面活性剤の添
加は、湿式リングローラミルで石炭粉砕後、さらに粒度
分布調整後に行なうことが好ましい。

（実施例） 以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。第
１図は、本発明の実施に好適な装置例を示すものである
。第１図においてバンカ１内の石炭Ａはフィーダ２を経
て湿式リングローラミル３の頂部の給炭管４から、また
水Ｂおよびｐ　Ｈ調整剤液りはそれぞれタンク５および
７からそれぞれのポンプ８およびｌＯにより給炭管４を
介してミル３内に注入される。第２図は、湿式竪型リン
グローラミル３として代表的な湿式ポールレースミルの
構造例を示したものである。粉砕部は、粉砕テーブル１
７、加圧装置１８により押圧力を加えられた上部固定輪
（上部リング）　１９と、駆動装置２０によって回転す
る粉砕テーブル１７の端部に設置された下部転輪（下部
リング）２１と、これら上部リング１９と下部リング２
１の間に配置され、下部リング２１の回転と共に転勤す
る複数個の粉砕用ボール２２と、粉砕テーブル１７の中
心から偏心して設置された給炭管内部清掃用かき棒２３
とから構成されている。給炭管４に供給された石炭、水
およびｐＨ１ｌ整剤液さらに分配器１３（第１図）およ
び粗粒分離器１４（第１図）からの循環スラリは給炭管
４内を落下するが、給炭管４内面に付着する混合物は粉
砕テーブル１７と共に回転する清掃用かき棒２３により
かき取られ、粉砕テーブル１７上に分散する。粉砕テー
ブル１７に分散した石炭、水および添加剤の混合物は粉
砕テーブル１７の回転によって生じる遠心力により粉砕
ボール配置部に移動し、ボールと下部リング間で圧縮摩
砕される。粉砕された石炭は下部リング２１端と粉砕機
本体１６間の空間部から粉砕テーブル１７下のスラリ堰
２４内に流下する。

ここで第６図に示す従来技術と異なる点は、界面活性剤
液Ｃをタンク６（第１図）からポンプ９（第１図）によ
って注入口２６に供給し、スラリ堰２４内に添加するよ
うにしたことである。石炭スラリと界面活性剤は、回転
する粉砕テーブル１７の底部に設置された混合種２５に
よって混合されながら排出口１１から排出される。第１
図において、ミル３から排出されたスラリはスラリポン
プ１２によりスラリ分配器１３に送られ、その１部はミ
ルの給炭管４からミル内に循環される。分配器１３で分
配された残りのスラリはミルの上方に設置された粗粒分
離器１４に送られ、分離された粗粒は重力によりミルの
給炭管４からミル３内に再循環される。粗粒分離器１４
を通過した石炭−水スラリは製品としてスラリタンク１
５に貯蔵される。

上記の本発明の実施例におけるリングローラミルにおい
ては、高石炭濃度で粘度が高い条件でも粉砕テーブル１
７の回転による遠心力によって石炭が粉砕部に導かれて
強制的に粉砕される。また、その粉砕機構が圧縮、摩砕
であるために生成する粒度分布はスラリの高濃度化に好
適な幅の広い粒径分布となる。さらに界面活性剤をミル
入口、すなわち原炭供給部または粉砕部に供給せずに、
混合櫂２５の粉砕後の石炭−水スラリに供給しているた
めに、粉砕部での粘度はより高くなり、その結果、より
幅の広い粒径分布が生成される。また最小限の界面活性
剤を含む石炭−水スラリか分配器１３および粗粒分離器
１４を通してミル内に循環するために、多層吸着等によ
る界面活性剤の無駄な使用を避けることができる。界面
活性剤は石炭が粉砕部を通過後のスラリ堰２４内で石炭
の粒度、すなわち生成粒子の表面積に応じた量を添加で
きるために、その所要量は従来の湿式ボールミルや湿式
リングローラミル（特願昭５９−２０３７６１号）の場
合と比較して大幅に低減できる。

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、第１図およ
び第２図のようにスラリ堰２４内に界面活性剤を添加す
る方式と異なり、スラリポンプ１２の後流にラインミキ
サ２７を設け、該ラインミキサの入口に界面活性剤を添
加するようにしたものである。このようにしても、第１
図および第２図に示された実施例と同様の効果を達成す
ることができる。またラインミキサ２７を設置せずに、
スラリポンプ１２の入口に界面活性剤を注入するように
してもよい、この場合、スラリポンプ１２としては混合
効果の優れた車軸スクリュウ型や二輪スクリュウ型のポ
ンプが有効である。なお、本発明の実施例（第１．２お
よび３図）においてはｐＨ調整剤液りをリングローラミ
ル３の給炭管４から添加しているが、界面活性剤液Ｃと
同位置から添加する方式としてもよい。

第４図は、本発明の第３の実施例の装置構成例を示すも
のである。本実施例においては、本発明の第１の実施例
（第１および第２図参照）のように界面活性剤Ｃをポン
プ９によりライン３Ａからスラリ堰２４内に添加するこ
とに加えて、分岐ライン１４Ａを介して粗粒分離ｆｆ１
１４に添加するようにしたことに特徴がある。粗粒分離
機１４はスラリ中に混入する微量の粗粒（通常、約３０
０μｍ−１０００μｍ以上の粒子）をバーナチップ等へ
の詰りを防止するために除去するためのものである。高
濃度の石炭−水スラリは通常水と同様に流動の状態によ
って粘度が変らないニュートン流体的な挙動、または静
止時に近いような低速の流動状態（すなわち低剪断速度
）で見掛の粘度が大きく、逆に高剪断速度では粘度が低
くなる擬塑性流体的な挙動をするものが多い。第３図に
示されるような装置構成において、配管中や分配器１３
あるいはストレーナやシーブベンドで代表される粗粒分
離器１４等での剪断速度は比較的低くなる。

従って、擬塑性流体的な挙動を示すスラリを取扱う場合
、低速においては粘度が高いために粗粒分離器内の流動
抵抗が増え、スクリーンの目詰りが起こって圧損が増大
してポンプ動力消費量が増大したり、粗粒分離器が閉塞
するようなトラブルを起こす誘因となる０本実施例によ
れば、粗粒分離器１４に界面活性剤を添加することによ
り、スラリか低粘性化されるため、上述したようなトラ
ブルを防止でき、プラントを安定にかつ低動力で運転で
きる。

第５図は本発明の第４の実施例の装置構成例を示すもの
である。本実施例においては、本発明の第３の実施例（
第４図参照）における粗粒分離器１４の代りにロールク
ラッシャ２８を設置し、界面活性剤Ｃをポンプ９により
ライン２８Ａを介してロールクラッシャ２８に供給する
ようにした点に特徴がある。すなわち、本実施例におい
ては約３００〜１．ＯＯＯｕｍ以上の微量の粗粒を除去
する代りにロールクラッシャ２日で粉砕して製品スラリ
を得る特徴がある０本実施例におけるロールクラソシャ
２８は、互いに回転速度および方向を調節することので
きる２本のロール（ドラム）間の狭いギャップ間に粗粒
をはさみ込んで粉砕するもので、ロールクラッシャを通
過するスラリ中の最大径はギャップ径によって調整でき
るものである。本実施例によれば、スラリか２つのロー
ル間を通過するとき高剪断力が働き、界面活性剤との混
合が効果的に促進されるため、スラリの低粘度化をさら
に促進することができる。

実施例１ ハードグローブ粉砕性指数５０の石炭について従来の湿
式ボールミル法および第５図と第６図に示された湿式リ
ングローラミルによる方法により石炭−水スラリを製造
した場合と、第１図および第２図に示す本発明方法によ
りスラリを製造した場合のスラリ性状、粉砕動力原単位
および界面活性剤所要量を比較した結果を第１表に示す
。

以下余白 第１表 木表から明らかなように、界面活性剤所要量は従来法に
おける０、　５％から０．３％に低減され、約４０％の
低減をはかることができた。これは石炭１トン当り６０
０円の節約であり、約３００ｔ／ｈの石炭が消費される
１、ＯＯＯＭＷ級の発電所においては年間約１５億円の
節約となる。

（発明の効果） 本発明によれば、ボイラ等の燃料として直接噴霧燃焼す
るのに好適な高濃度石炭−水スラリを界面活性剤の所要
量を大幅に低減させて、低コストで製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る石炭−水スラリ製造装
置の系統図、第２図は、第１図に示す湿式リングローラ
ミルとして好適な湿式ポールレースミルの構造を示す説
明図、第３図、第４図および第５図は、それぞれ本発明
の第２）第３および第４の実施例に係る石炭−水スラリ
製造装置の系統図、第６図は、従来の湿式リングローラ
ミルを用いる石炭−水スラリ製造装置の系統図、第７図
は、第６図に示す従来の湿式リングローラミルとして用
いる湿式ポールレースミルの構造を示す説明図である。 Ａ・・・石炭、Ｂ・・・水、Ｃ・・・界面活性剤液、Ｄ
・・・ｐＨ調整剤液、Ｅ・・・スラリ、ｌ・・・バンカ
、２・・・フィーダ、３・・・湿式竪型リングローラミ
ル、４・・・給炭管、１３・・・分配器、１４・・・粗
粒分離器、１５・・・スラリタンク、１６・・・湿式竪
型ポールレースミル、１７・・・粉砕ケーブル、１Ｂ・
・・加圧装置、１９・・・上部リング、２０・・・駆動
装置、２１・・・下部リング、２２・・・粉砕用ポール
、２３・・・かき棒、２４・・・堰、２５−・・混合種
、２６・・・界面活性剤液注入口。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第１図 第３図 第４図 第６図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉砕リングとローラを有する湿式リングローラミ
   ルにより石炭を湿式粉砕して石炭−水スラリを製造する
   方法において、界面活性剤を石炭が粉砕された後に添加
   することを特徴とする石炭−水スラリの製造方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、ミル内の石炭粉
   砕後の混合堰内に界面活性剤を添加することを特徴とす
   る石炭−水スラリの製造方法。
3. （３）特許請求の範囲第１項において、ミルから石炭−
   水スラリを取出し、ミル外に設けられたラインミキサー
   内で界面活性剤を添加することを特徴とする石炭−水ス
   ラリの製造方法。
4. （４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   おいて、リングローラミルで粉砕された石炭の一部を分
   配器を通して該ミルに再循環し、石炭、水および界面活
   性剤の重量の合計に対する石炭の重量が５０〜８０％の
   石炭−水スラリを調製することを特徴とする石炭−水ス
   ラリの製造方法。
5. （５）特許請求の範囲第４項において、分配器を通して
   製品として取出す石炭−水スラリを粗粒分離機に導き、
   かつ該粗粒分離機に界面活性剤を添加してスラリ中の粗
   粒を除去することを特徴とする石炭−水スラリの製造方
   法。
6. （６）特許請求の範囲第４項において、分配器を通して
   製品として取出す石炭−水スラリをロールクラッシャに
   導き、かつ該ロールクラッシャに界面活性剤を添加しな
   がらスラリ中の粗粒を粉砕することを特徴とする石炭−
   水スラリの製造方法。