JPH01318085A - 微粉炭−油混合物用添加剤 - 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】 主１上豊且且分此 本発明は安定性を改良し、石炭灰の各種機器への付着を
防止するための微粉炭−油混合物（以下ＣＯＭと称す）
用添加剤に関するものである。

丈米曳技屯 ＣＯＭは、従来石炭粒子の沈降が生じ問題となっていた
が、優れた安定化剤の発明によりこれが解決され、既に
電力用の石油代替燃料として大量に生産され、燃焼に供
されている。しかしながら、Ｃ０Ｍ中に含まれる灰分が
攪拌機、Ｃ０Ｍポンプ、制御弁、配管のエルボ等の混合
攪拌が強く生ずる所や、流速が急変する部分に付着し、
たびたびラインをとめてけずり取ったり、洗浄等を実施
する必要が生じ、新たな問題が発生してきた。また、特
開昭５７−１６５４９０で示されたイミン類等の７ドリ
工−テル化合物は１分子中の側鎖数が多く、複雑なりシ
状の構造をしているため添加剤、本来の性能を発揮させ
るには混合に充分なエネルギーを与える必要があり、か
つ灰付着も起こった。このため、ＣＯＭの安定性をさら
に改良し、灰付着を防止する添加剤の開発が切望されて
きた。

そこで、本発明者らは、長期間安定性を保持し、灰付着
を防止する添加剤について鋭意研究を重ねた結果、特定
の窒素原子数を有するポリアミンの誘導体を出発物質と
し、これにアルキレンオキシドを付加した特定の分子量
を有するポリエーテル化合物とポリアミンまたはその誘
導体を含有する添加剤が非常に効果を有することを見出
した。

本発明の添加剤の使用により、強攪拌下では勿論の事、
低攪拌下においても従来なし得なかった安定なＣＯＭを
製造するこができ、かつ灰付着のないＣＯＭが得られ、
ＣＯＭを長期間かけてタンク貯蔵でき、又、Ｃ０Ｍポン
プや制御弁等の各種機器への灰付着がなく、大量製造及
び燃焼が可能となった。

ＣＯＭに用いる石炭としては、例えば無煙炭、瀝青炭、
亜瀝青炭、褐炭等の各種石炭を利用でき、種類や産地に
かかわりなく、また化学組成や水分含有量にもかかわり
なく、いかなるものも利用できる。かかる石炭をそのま
ま、あるいは粗砕して油中に入れ、各種湿式粉砕機によ
り油中で直接微粉炭とするか、または通常の乾式粉砕機
により微粉炭としてもよい。ただし、湿式の粉砕法が、
ＣＯＭの安定性が向上し、かつ粉砕時の自然発火や粉じ
んが防止できるためさらによい。石炭中の水分は乾式粉
砕時に除いても、あるいは湿式粉砕中や粉砕後に砕いて
もよく、含有水分の少ないものは除かなくても支障がな
い。微粉炭の粒度は、燃焼性より判断して通常平均粒子
径２００ミクロン以下のものが好ましく、更に粒度の小
さい１００ミクロン以下が好適であるが、ＣＯＭの安定
性等の物性に関する限り、さらに粒度の大きいものでも
問題はない。この微粉体の含有量は、最終混合物に対し
て２０〜７０重量％であり、７０％以上の微粉炭を含有
した場合は粘度が著しく高くなり、流動性を失うため好
ましくなく、２０％以下の場合は微粉炭含有に伴う経済
面の利点が減少するため好ましくない。したがって、２
０〜７０重量％含有できるが、３０〜６０重量％がさら
に好ましい。

また、ＣＯＭに用いる油とは、石炭原油、原油から得ら
れる各種留分、例えば灯油、軽油、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ
重油等やエチレン分解残油、クレオソート油、アントラ
セン油、各種配合油等の一般に燃料として用いられる油
や廃油、例えば、ガソリンスタンド廃油（自動車潤滑油
、洗浄油）、鉄工所廃油（機械油、切削油、洗浄油やそ
れらの混合油）、石油タンカーやその他船舶の廃油、−
般化学工場廃油等をいい、それらの相互の混合物も含む
。中でも石油原油およびＢ重油、Ｃ重油の利用が好まし
い。単独油のみ、またはあらかじめ配合した油を用いて
ＣＯＭを調整しても、単独油（好ましくは石油原油、重
油）でＣＯＭを作った復信の油を混合したり混焼しても
よい。

水は、石炭中に含まれる水分がＣ０Ｍ中に混入したり、
製造者または使用者が加える場合等があるが、水の体積
分だけ輸送費、貯蔵費、その他−般管理費が高くなり、
さらに燃焼時蒸発熱をうばい、熱損失が大きくなるため
好ましくなく、少ない方がよい。一方、水はＣＯＭの安
定性を良好にする性質と、燃焼時排ガス中のＮＯｘとバ
イジンを少なくする効果を有するため、少量の混入は許
される。したがって、全水分量は１５重量％以下、好ま
しくは６重量％以下がよく、全く含有しなくてもよい。

の　　　　　る　　牛 本発明にかかる微粉炭−油混合物用添加剤は、（Ａ）窒
素原子数を２〜６個を有するポリアミンの誘導体を出発
物質とし、これにアルキレンオキシドを付加し、その分
子量を１ｏｏｏ〜２０万にしたポリエーテル化合物、と
更に（Ｂ）−取代％式％ （Ｒ１，Ｒ３：炭素数１〜３０のアルキル基またはアシ
ル基あるいは水素原子、Ｒ２：炭素数２〜６のアルキレ
ン基、ｎ＝１〜２０） で示されるポリアミンを必須成分として含有するもので
ある。

また、前記ポリエーテル化合物は、アルキレンオキシド
としてエチレンオキシドを含みその含有率が前記ポリエ
ーテル化合物を基準にして３〜８０重量％、好ましくは
５〜５０重量％であることが好ましい。

ここにいうポリアミンの誘導体とは、窒素原子数が２〜
６個のポリアミン、例えばエチレンジアミン、ジエチレ
ントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレ
ンペンタミン、ペンタエチレンへキサアミンやこれらの
混合物を下記に示す化合物と反応させたものである。

（ａｌアルデヒド類、ケトン類 アルデヒド類の例としては、ホルムアルデヒド。

アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、イソブチルアル
デヒド、カプリルアルデヒド、ラウリンアルデヒド、ス
テアリンアルデヒド等の脂肪族アルデヒドや、グリオキ
ザール、スクシンジアルデヒド等の脂肪族ジアルデヒド
や、ベンズアルデヒド。

サリチルアルデヒド、α−ナフトアルデヒド等の芳香族
アルデヒドが挙げられる。

ケトン類の例としては、アセトン、エチルメチルケトン
、メチルビニルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイ
ソプロピルケトン等の脂肪族ケトンや、シクロペンタノ
ン、シクロヘキサノン等の脂環式ケトンや、アセトフェ
ノン２　プロピオフェノン、ベンゾフェノン、２−アセ
トナフトン等の芳香族ケトンが挙げられる。

（ｂ）アルキルハライド アルキルハライドは一般弐Ｃｎ）１２ｎ＋／　Ｘ〔Ｃ：
炭素　Ｈ：水素　Ｘ：ハロゲン　ｎは１〜３０の整数〕 で表わされ、そのアルキル基としては、エチル。

プロピル、イソブチル、　ｔｅｒｔ−ブチル、オクチル
。

ノニル、デシル基が挙げられ、それらと組み合わすハロ
ゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等があり、
組み合わせは特に圧定されるものではない。

（ｃ）イソシアネート類 イソシアネート類の例としては、メチルイソシアネート
、エチルイソシアネートブチルイソシアネート、カルバ
ニル、ナフチルイソシアネート等のモノイソシアネート
や、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソ
シアネート　イソホロンジイソシアネートメタキシレン
ジイソシアネート、１．５−ナフチレンジイソシアネー
ト、４．４’ジフエニルメタンジイソシアネート等の多
価イソシアネートが挙げられる。

（ｄｌ活性二重結合を有するもの 活性二重結合を有するものの例としては、エチレン、プ
ロピレン、ブテン、ブタジェン、ジイソブチレン、スチ
レン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナ
フタレンなどや、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン
酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸等のカルボン酸
系またはそのエステルやアクリルアミド、メタクリルア
ミド。

Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド等の例が挙げられる。

ｆｅ）エポキシ化合物 エポキシ化合物としては、グリシドール、アリルグリシ
ジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグ
リシジルエーテル、ブチルフェニルグリシジルエーテル
、ノニルフェニルグリシジルエーテル等のグリシジル化
合物が挙げられる。

要するにｆａ）〜（ｅｌに示した化合物のいずれかを窒
素原子数２〜６個のポリアミンと反応させたものを出発
物質とするものである。

これに付加するアルキレンオキシドとは、エチレンオキ
シド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレ
ンオキシド等をいう。

共重合の場合、ブロック共重合でも、ランダム共重合で
も、またはいずれのものが先に付加したものでも良いが
、界面活性能を有効に発揮するために、ブロック共重合
にするのがさらに好ましい。

アルキレンオキシドの付加は、得られるポリエーテル化
合物の分子量が１０００〜２０万、好ましくは２０００
〜１０万となる割合である。また、該ポリエーテル化合
物はアルキレンオキシドとしてエチレンオキシドを含み
、その含有率がポリエーテル化合物の３〜８０重量％、
好ましくは５〜５０重量％であり、これによりさらにす
ぐれた性能が得られる。

次に、（Ｂ）項の一般式で示されるポリアミンとは、エ
チレンジアミン、牛脂プロピレンジアミン、トリエチレ
ンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエヂ
レンヘキサン等のポリアミフキ１独あるいはその誘導体
である。誘導体とは、アルキルハライドとの反応生成物
、例えばドデシルプロピレンジアミン、ドデシルトリエ
チレンテトラミン、牛脂ジプロピレントリアミン等であ
る。

また、ポリアミンと脂肪酸、例えばオクチル酸。

ステアリン酸、オレイン酸、特にやし油脂肪酸。

牛脂脂肪酸とのアミド化物が有効である。

本発明のポリエーテル（Ａ）とポリアミン（Ｂ）の配合
比は、Ａ／Ｂ＝９５１５〜５／９５、好ましくは９０／
１０〜５０１５０である。

本発明の添加剤を用いてＣＯＭを安定化し、灰付着防止
効果を発揮させるには、乾式粉砕した微粉炭を油中に混
合後添加剤を加えるか、あらかじめ油中に添加剤を溶解
後乾式粉砕した微粉炭を加えるか、または微粉炭、油お
よび添加剤の王者を一括して混合すればよく、各々に水
添加を実施してもよい。また湿式粉砕の場合は、粉砕前
、粉砕中、または粉砕後のいずれの時期に添加してもよ
い。この場合も水添加を行ってもよい。

混合燃料系に対する本発明添加剤の添加量は、炭種、石
炭粒度分布および油種によって若干異なるが、一般に混
合燃料中０．０１〜５重量％、好ましくは０．０４〜０
．８重量％であり、上床は単に経済的理由によるもので
ある。

本発明により、添加剤、微粉炭、油および必要により水
からなる分散系を形成する場合、任意の温度が採用され
、例えば５０〜１２０℃で混合され、混合圧は加圧、常
圧、減圧脱気時でもよく、攪拌機および攪拌条件は、制
約を受けない。

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、
例示は単に説明用のものであって、発明の思想を拘束す
るものではない。

実施例Ｉ Ｃ０Ｍ製造装置の攪拌部の小規模モデルとして、特殊機
化工業−の高粘度用攪拌バネをつけたホモミキサーを使
用し、灰付着防止試験は次のように行った。

９０℃に加温したＣＯＭに本発明の添加剤を添加し、ス
パチュラにて予備混合を行った後、同じ温度で５００Ｏ
ｒｐｍで１０分間攪拌する。つづいて、攪拌機に付着し
たＣＯＭを溶剤で洗浄した後、回転部まわりに固く付着
した灰分量を測定した。この灰分量が少ない程、天分の
付着防止性にすぐれているといえる。

また、Ｃ０Ｍ安定性試験は次により行った。試験装置と
して、内径５．５　ｃｃｍ高さ２０ｃｍのステンレスシ
リンダーで、底部、底部から６ｃｍ、１２ｃｍの各位置
に止栓付取出口を有するものを用いる。このシリンダー
に底部から１８Ｃ１１の高さまで所定の混合燃料を入れ
、底部から１２ＣＩ１１の位置の止栓をはずし、それよ
り上のＣＯＭ　（すなわち、底部からの高さ１２〜１８
ｃｍの個所のシリンダー内のＣＯＭ）を取り出して、上
層試料とし、その粘度および石炭濃度を測定した。次に
、底部がら５　ｃｍの位置の止栓をはずし、それより上
の混合燃料を採り、中層試料としてその粘度および石炭
濃度を測定した。最後に底の止栓をはずし、残存ＣＯＭ
を採り、下層試料としてその粘度および石炭濃度を測定
した。なお、粘度の測定はいずれも７０”Ｃで行った。

第１表は、本実施例で用いた添加剤を示す。また、第２
表は灰付着防止率及び安定性評価結果を示す。第２表よ
り、比較例、添加剤（Ｉ）で示したペンタエチレンへキ
サミン（窒素原子数６）　ＰＯ−ＥＯ付加物ではＣ０Ｍ
安定性も十分でなく、かつ灰付着防止効果もなかった。

一方、本発明の添加剤（Ａ−Ｆ）を用いると充分なＣＯ
Ｍ安定性が得られ、かつ灰付着防止率も８０〜９９％と
なり、特にやし油脂肪酸、牛脂脂肪酸のアミド化物の併
用が優れた安定性と灰付着防止効果を示した。

実施例２ 実機のＣＯＭ！ｌｉ！Ｊ造装置（１ｔ／ｈ）を用いた灰
付着防止試験は、次のように実施した。豪州瀝青炭と中
東Ｃ重油を使用したＣＯＭ製造時に第１表に示す添加剤
（Ｅ）へブタエチレンオクタミン（８）と、ｔ−ブチル
フェニルグリシジルエーテルの反応生成物ＰＯ・ＥＯ付
加物とやし脂肪酸とペンタエチレンへキサミン（１：　
１）のアミド化物を６０／４０の配合比で併用し、ライ
ンミキサー前でＣＯＭに添加し３０日間の運転を実施し
た。

この結果、攪拌機、Ｃ０Ｍポンプ、制御弁、配管のエル
ボ等への天分付着が発生せず、灰付着防止の効果に優れ
た安定なＣＯＭが得られることを確認した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）微粉炭−油混合物の安定性を改良し、微粉炭から
   分離した灰を分散させ、各種機器への灰付着を防止する
   ために用いる （Ａ）窒素原子数２〜６個を有するポリアミンと （ａ）アルデヒド類、ケトン類 （ｂ）アルキルハライド （ｃ）イソシアネート類、チオイソシアネート類 （ｄ）活性二重結合含有物、または （ｅ）エポキシ化合物 を反応させたものを出発物質として、これにアルキレン
   オキシドを付加し、その分子量を１０００〜２０万にし
   たポリエーテル化合物、及び （Ｂ）一般式 Ｒ＿１−ＮＨ−（Ｒ＿２ＮＨ）ｎ−Ｒ＿３ （Ｒ＿１、Ｒ＿３：炭素数１〜３０のアルキル基または
   アシル基あるいは水素原子、Ｒ＿２：炭素数２〜６のア
   ルキレン基、ｎ＝１〜２０） で示されるポリアミンを必須成分として含有することを
   特徴とする微粉炭−油混合物用添加剤。
2. （２）前記ポリエーテル化合物がアルキレンオキシドと
   してエチレンオキシドを含み、その含有率が前記ポリエ
   ーテル化合物を基準にして、３〜８０重量％、好ましく
   は５〜５０重量％であり、更に前記ポリアミンがやし油
   脂肪酸または牛脂脂肪酸のアミド化物である特許請求範
   囲第１項記載の微粉炭−油混合物用添加剤。