JPS628480B2

JPS628480B2 -

Info

Publication number: JPS628480B2
Application number: JP57129496A
Authority: JP
Inventors: Taizo Igarashi; Hisao Higuchi; Shingo Yamazaki
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1982-07-24
Filing date: 1982-07-24
Publication date: 1987-02-23
Also published as: US4552568A; AU552517B2; AU1722683A; JPS5920390A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は石炭を水中で湿式粉砕して水スラリ
ーを製造する方法に関する。

石炭はその形状が固体であるために永い間石油
に燃料としての王座をゆずつていたが、石油シヨ
ツクを機に石炭の見直しが行なわれ、石炭石油混
合燃料（COM）で代表されるように、石炭を粉
末とし、媒体と混合することにより石炭を流体と
して取り扱おうという試みが盛んに行なわれてい
る。しかし、石炭石油混合燃料の場合には、約半
分が石油であるという欠点を避けて通ることがで
きず、さらに別のスラリー燃料の開発が望まれて
いる。

近年、水を媒体として用い、高濃度に石炭を分
散させた流体としてのスラリーをパイプライン輸
送や石油タンカーなどによる輸送にも適したもの
とし、さらに各種ボイラーにおける石炭の代替燃
料として用いようとする試みがなされている。こ
のスラリーの場合には、媒体が水であるところか
ら、特に船舶輸送などの際に余分な水を運ぶため
のコストアツプや燃料として用いる際の発熱量低
下のトラブルが生じる。

これらの問題を最小限にするためには、できる
だけスラリー中の石炭濃度を高くする必要があ
り、その際には界面活性剤などの分散剤が不可欠
となる。しかし、これらの界面活性剤も高価であ
るために、できるだけ少量の添加量ですむような
対策を講じなければならない。

ところで、石炭−水スラリーを製造する方法と
しては、粉塵発生や発火のトラブルが防げ、また
選炭してから乾燥せずに直接粉砕できるというメ
リツトから、乾燥石炭粉末を水に混合してスラリ
ーを製造するよりも、水中で石炭を湿式粉砕して
スラリーを製造する方法が用いられる。

従つて、湿式粉砕で高濃度の石炭スラリーを製
造するには、あらかじめ界面活性剤などの分散剤
を粉砕機中に添加しなければならないが、この場
合石炭が粉砕されていくに従つて次々と石炭の新
しい活性な表面が露出してくるために、界面活性
剤が必要以上に石炭表面に吸着される。したがつ
て、それだけ界面活性剤が余分に必要となり、結
果として石炭−水スラリーのコストアツプとな
る。

この発明者らは、上記の問題を解決するために
鋭意検討した結果、石炭−水スラリーを湿式粉砕
機を用いて製造するに際して、分散剤を湿式粉砕
機中に粉砕経過時間ごとに分割して添加すること
により、少ない添加量で低粘度の石炭−水スラリ
ーが得られることを見い出した。

すなわち、この発明は、石炭を水中で湿式粉砕
して石炭−水スラリーを製造するに際し、分散剤
を粉砕が経過する一定時間ごとに分割して少量ず
つ粉砕機中に添加することを特徴とし、これによ
り分散剤の全添加量が非常に少ない量で、低粘度
の石炭−水スラリーを得ることに成功したもので
ある。

この発明で使用する分散剤は界面分散剤単独か
またはこれとアルカリ性物質との併用系からな
り、湿式粉砕が終了する時間まで少くとも２回以
上に分割して加えることが重要である。なお、界
面活性剤とアルカリ性物質との併用系では、界面
活性剤単独を１分割部分、アルカリ性物質単独を
１分割部分とする分割態様、または上記両分割部
分の一方もしくは両方をさらに少量に分割する態
様、あるいは界面活性剤とアルカリ性物質との混
合物を２以上に分割する態様など各種の態様をと
ることができる。

この発明で用いうる界面活性剤には陽イオン界
面活性剤、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活
性剤および両性界面活性剤があり、とくに陰イオ
ン界面活性剤と非イオン界面活性剤が好ましい。

陰イオン界面活性剤としては、リグニンスルホ
ン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルナフ
タレンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン
酸塩、これらスルホン酸塩類のホルムアルデヒド
縮合物、ポリオキシアルキレンアルキルフエニル
エーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレン
アルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシア
ルキレン多価アルコールエーテル硫酸エステル
塩、アルキル硫酸エステル塩、脂肪酸塩、ポリア
クリル酸塩、ポリメタクリル酸塩、重合性カルボ
ン酸（アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン
酸等）とビニル化合物（α−オレフイン、スチレ
ン等）との共重合物の塩等がある。

非イオン界面活性剤としては、ポリオキシアル
キレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン
アルキルフエニルエーテル、ポリオキシアルキレ
ンアルキルアミン、ポリオキシアルキレン脂肪酸
アミド、ポリオキシアルキレン多価アルコールエ
ーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、
ポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エス
テル、多価アルコール脂肪酸エステル等がある。

陽イオン界面活性剤としては、アルキルトリメ
チルアンモニウムハライド、ジアルキルジメチル
アンモニウムハライド、トリアルキルメチルアン
モニウムハライド、アルキルジメチルベンジルア
ンモニウムハライド、アルキルピリジニウムハラ
イド、アルキルキノリニウムハライド等の第四級
アンモニウム塩のほか、アミンの酢酸塩やハロゲ
ン化水素酸塩等のアミン塩がある。また、両性界
面活性剤としては、アルキルベタイン、アルキル
グリシン等がある。

これら界面活性剤の使用量は、アルカリ性物質
との併用系とするかどうかなどによつて異なる
が、分割添加した合計量がスラリー中の石炭に対
して0.05〜３重量％、好ましくは0.1〜１重量％
となるようにするのがよい。アルカリ性物質を併
用すると界面活性剤の使用量は少なめですむ。

分割して添加される界面活性剤は各分割部分が
同じものであつても異なるものであつても、何種
類かの混合物であつてもよい。２種類以上の界面
活性剤を用いる場合には陽イオン界面活性剤と陰
イオン界面活性剤の併用を避け、安定性や粘度低
下の効果が損われないように組み合せることが必
要である。

この発明において上記の界面活性剤と併用する
ことができるアルカリ性物質としては、たとえば
カセイソーダ、カセイカリ、水酸化カルシウム、
アンモニア、低級アミンなどが挙げられる。アル
カル性物質の添加量はスラリー中の石炭に対して
0.02〜２重量％、好ましくは0.04〜0.5重量％とす
るのがよい。

この発明で使用される石炭としては、瀝青炭お
よび亜瀝青炭を使用できるが、固有水分の少ない
瀝青炭が好ましい。粉砕機はとくに限定されず、
ボールミルなどの通常の湿式粉砕に用いられてい
るものが使用可能である。粉砕粒度は200メツシ
ユの篩を通過する量が50重量％以上であることが
必要であり、粒度分布についてはとくに規定され
ない。

分散剤の添加方法については特に規定しない
が、バツチ式の場合、石炭と水ならびに１分割部
分の分散剤を粉砕機に加えて一定時間粉砕後さら
に１分割部分の分散剤を加えて粉砕を続けるとい
う方法がとられる。また、連続してスラリーを製
造する連続湿式粉砕機を用いる場合には、粉砕機
の入口から出口までの何点かに注入口を設け、こ
こから分散剤を分割して注入すればよい。分散剤
はそのままか、あるいは水溶液として加えればよ
い。

かくして得られるこの発明に係る石炭−水スラ
リーは、石炭濃度50〜80重量％、好ましくは60〜
75重量％のものであつて、分散剤の使用量が従来
方法に比して非常に少ないにもかかわらず低い粘
度を有しており、その利用価値はきわめて大であ
る。

なお、この発明の方法により得られる石炭−水
スラリーには、上述した分散剤以外の添加剤とし
て、防錆剤や金属イオン封鎖剤などの各種添加剤
を、必要に応じて添加することができる。

つぎに、この発明の実施例を記載してより具体
的に説明する。なお以下の実施例で用いた三池炭
およびブレアソール炭の性状分析値はつぎのとお
りである。

三池炭ブレアソール炭灰分（重量％） 19.6 7.2 揮発分（重量％） 38.8 27.1 固定炭素（重量％） 39.9 57.1 固有水分（重量％） 2.6 4.4 実施例１容量５のボールミル（ボール充填率30容量
％）に、粒径４mm以下に粗粉砕した水分含量４重
量％の二池炭（瀝青炭）365ｇをとり、これに水
116ｇと、ナフタレンスルホン酸ソーダホルマリ
ン縮合物（平均縮合度４）0.35ｇとを加えて20分
間粉砕した。20分後ミルをとめて、さらに上記界
面活性剤を0.35ｇ加えてさらに10分間粉砕して、
石炭粉末の粒度が200メツシユ通過71重量％、石
炭濃度70重量％のスラリーを得た。

このスラリーの粒度をＢ型粘度計で25℃にて測
定したところ、1050センチポイズであつた。比較
のため、同じボールミルに三池炭365ｇと水116ｇ
とナフタレンスルホン酸ソーダホルマリン縮合物
（平均縮合度４）0.7ｇとを加えて30分間粉砕して
調製した固型分70重量％の石炭−水スラリーの25
℃での粘度は2000センチポイズであつた。

実施例２実施例１と同じボールミル（ボール充填率30容
量％）に、同じように三池炭と水をとり、これに
カセイソーダ0.5ｇを加えて10分間粉砕した。10
分後ミルをとめて、スチレンと無水マレイン酸と
の１：１共重合物（平均分子量2000）のナトリウ
ム塩の50重量％水溶液0.7ｇを加えてさらに10分
間粉砕した。10分後ミルをとめて、さらにポリア
クリル酸ソーダ（平均分子量5000）の50重量％水
溶液を0.36ｇ加えてさらに10分間撹拌して、石炭
粉末の粒度が200メツシユ通過73重量％、石炭濃
度70重量％のスラリーを得た。

このスラリーの粘度をＢ型粘度計で25℃にて測
定したところ、950センチポイズであつた。なお
比較のため、カセイソーダ0.5ｇ、スチレンと無
水マレイン酸との１：１共重合物（平均分子量
2000）のナトリウム塩の50重量％水溶液0.7ｇお
よびポリアクリル酸ソーダ（平均分子量5000）の
50重量％水溶液0.36ｇを、最初から全部ミルに入
れ、同じように石炭と水を加えて30分間粉砕し
た。得られた石炭濃度70重量％のスラリーの粘度
は25℃で2050センチポイズであつた。

実施例３容量20のボールミル（ボール充填率30容量
％）に、粒径４mm以下に粗粉砕した水分含量６重
量％のブレアソール炭1340ｇをとり、これに水
675ｇと50重量％アンモニア水溶液2.52ｇを加え
て10分間粉砕した。10分後ミルをとめてイソブチ
レン−無水マレイン酸共重合体（平均分子量
3000）のナトリウム塩の50重量％水溶液2.5ｇを
加えてさらに10分間粉砕した。10分後ミルをとめ
て、ポリオキシエチレン〔60モル付加〕オクチル
フエニルエーテル硫酸エステルナトリウムの50重
量％水溶液をさらに2.5ｇ加えてさらに10分間粉
砕を行ない、石炭粉末の粒度が200メツシユ通過
量76重量％、石炭濃度65重量％のスラリーを得
た。

このスラリーの粘度をＢ型粘度計で25℃にて測
定したところ、1250センチポイズであつた。比較
のため、同じミルに最初から同じ量の石炭、水お
よび分散剤を加えて30分間粉砕して得られた65重
量％のスラリーの25℃での粘度は3400センチポイ
ズであつた。

以上の実施例１、２、３で明らかなように、石
炭−水スラリーを湿式粉砕で調製するに際して、
分散剤をミル中で分割添加することにより、最初
から一度に分散剤を加えて粉砕するよりも低粘度
のスラリーが得られることがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

１石炭を水中で湿式粉砕して石炭−水スラリー
を製造する方法において、分散剤を粉砕経過時間
ごとに分割して粉砕機中に添加することを特徴と
する石炭−水スラリーの製造法。