JPH02169910A - 固体燃料の燃焼方法 - 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、石炭、オイルコークス等の固体燃料の燃焼方
法に関し、固体燃料にＰＯＥ　（１〜４）アルキルエー
テル硫酸塩であって、その塩がカリウム、ナトリウム、
アンモニウム又はモノ、ジ又はトリエタノールアミンの
ようなアルカノールアミンで構成されるアニオン系界面
活性剤を添加することにより、ボイラ等の燃焼機関にお
ける固体燃料の燃焼性の改善を目的としたものである。

〈従来の技術〉 近年、石油代替燃料として石炭、オイルコークス等の使
用が盛んであるが、これら固体燃料は石油に比べ、揮発
分が少な（、これが燃焼性低下の原因となっており、燃
焼性向上の一方法として微粉燃焼が採用されている。

微粉燃焼とは、固体燃料を例えば８０μ以下に粉砕し、
空気とともにバーナーから燃焼室内に吹き出して燃焼さ
せるもので、発電用ボイラ等で用いられている燃焼方法
の一つである。一般に微粉燃焼における固体燃料の燃焼
性は、燃料の粒径により大きな影響を受け、粒径が小さ
い程、燃焼性が向上するのは周知のことであり、従って
、石炭。

オイルコークス等の燃焼の前処理の粉砕工程において各
種、粉砕助剤等を使用して粉砕性の向上をはかっている
。

（発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、これら粉砕された固体燃料は、粉砕後の
移送時等に微粉が二次凝集、造粒等を起こし、粗粒子を
生成させ燃焼が安定せず、燃焼性の低下を起因する未燃
分の増加を結果する欠点を有する。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者が鋭意研究したところ、固体燃料の燃焼灰中の
未燃分の分布は、７４〜１００μを境にして、より大き
な粒子径の範囲に未燃分が多く含まれており、７４μ以
下の範囲の粒子径中に含まれる未燃分の５〜２０倍に達
する程である。従って、固体燃料の微粉燃焼に際して、
固体燃焼の粉砕、移送、燃焼工程があるが燃焼には微粉
の良好な分散が必要である。

しかし、粉砕において生成した微粉が、粉砕機に付着、
いわゆるクッシ日二ングを生じて粉砕性を低下させたり
、二次凝集、造粒による粗粒子の生成、又は固体燃料表
面の水分による粉砕性の低下、造粒の現象が生じ、意匠
時には二次凝集による微粉の粗粒子化の現象が生じてい
る。

また、粉砕は、外部エネルギーで固体燃料を砕くので、
微粒子化する程、粒子の表面エネルギーが増大し、粉砕
性の低下を生じている。

本発明者は、以前特願昭６３−８４１２４号にて、“コ
ークス製造用原料炭の嵩密度向上剤”として本発明に係
る界面活性剤について特許出願しているが、本発明者は
、これらの界面活性剤を、石炭、オイルコークス等の固
体燃料に添加することにより、ホッパーや給管及びベル
トコンベア等のハンドリング設備における付着乃至固着
防止並びにこれら固体燃料の粉砕機での粉砕性を向上さ
せ、その後の移送工程においても微粉の二次凝集を抑制
することを見い出し、この点において、石炭、オイルコ
ークス等の燃焼性が改善されているのであるが、さらに
研究を進めた結果、ＰＯＥ（１〜４）アルキルエーテル
硫酸塩であって、その塩がカリウム、ナトリウム、アン
モニウム又はモノ、ジ又はトリエタノールアミンのよう
なアルカノールアミンで構成されるアニオン系界面活性
剤を石炭、オイルコークス等の固体燃料の燃焼の際、添
加する事により燃焼促進作用を有することを見い出して
本発明に至った。

即ち、前記したアニオン系界面活性剤は、石炭、オイル
コークス等に添加することにより、前処理工程において
は、ホッパーやベルトコンベア等のハンドリング装置に
おける付着及び固着を防止し、粉砕機での粉砕効率を向
上し、二次凝集や造粒の抑制による微粒子の均一分散を
維持することによる固体燃料そのものの燃焼性を向上さ
せる効果を有し、燃焼時においては、燃焼促進作用を合
せもつものである。

本発明における固体燃料用の添加剤として使用されるＰ
ＯＥアルキルエーテル硫酸塩としては、ＰＯＥ　（１〜
４）アルキルエーテル硫酸塩であって、その塩がカリウ
ム、ナトリウム、アンモニウム又はモノ、ジまたはトリ
エタノールアミンのようなアルカノールアミンで構成さ
れるものが使用され、このよりなＰＯＥ　（１〜４）ア
ルキルエーテル硫酸塩としては、例えば構成するアルキ
ル基の原料としてヤシ油、牛脂、抹香鯨油等の油脂、ド
パノール、ダイヤドール等の合成アルコールを使用して
合成したものを挙げることができる。

なお、本発明に係る添加剤には、上記のＰＯＥ（１〜４
）アルキルエーテル硫酸塩のほかに、他のノニオン又は
アニオン系界面活性剤を配合してもよいが、本願発明者
の研究によれば、特に、分子内に長鎖フルオロアルキル
基を有するノニオン又はアニオン系フッ素界面活性剤を
配合することにより、上記のＰＯＥ　（１〜４）アルキ
ルエーテル硫酸塩単独で使用されるよりも更に効果的で
ある。

上記したノニオン又はアニオン系フッ素界面活性剤とし
ては、例えば、 ポリオキシ−Ｎ−ｎ−プロピル−Ｎ−パーフルオロオク
タンスルファミドエタノール ［ｃｓｐ＋ｙｓｏｔＮ（ｃｓｏｙ）（ｃｕ＊ｃｏｇｏ）
Ｒｏ　（ｎ　＝　１０〜２０１１゜Ｎ−ｎ−プロピル−
Ｎ−パーフルオロオクタンスルファミド［ＣｓＦ＋ｙＳ
ＯＪＨ（ＣｘＨ，）ｌ、パーフルオロオクタンスルフオ
ン酸カリウム塩［ＣＩＩＰＩ？５ＯＩＫ］　、同ナトリ
ウム塩［ＣｓＦ＋ｙＳＯＪａ）、同アンモニウム塩［Ｃ
，Ｆ、　、５ＯｓＮ）１４］、Ｎ−ｎ−プロピル−Ｎ−
パーフルオロオクタンスルフォニルグリシＺ／　［Ｃｓ
Ｆ＋ｔＳＯＪ（ＣｓＨｔ）Ｃ）１ｍｃＯｏ旧、同カリウ
ム塩［Ｃ，Ｆｌ？５ＯＩＮ（Ｃ８Ｈｆ）ＣＨＩＣＯＯＫ
Ｉ、Ｎ−ｎ−プロピル−Ｎ−パーフルオロオクタンスル
ファミドエチルホスフェート ［ＣａＦ＋ｙＳＯ□Ｎ（Ｃ，Ｈ，１Ｃ，＋（４０ＰＯ（
ＯＨ）　１］　、Ｎ−ｎ−プロピル−Ｎ−パーフルオロ
オクタンスルファミドエチルスルフェート ［Ｃ，Ｆ、　ｆｓＯＩＮ（ＣＩＨ？）ＣヨＨ，Ｏ５Ｏ□
旧等を挙げることができる。

更に、上記したフッ素界面活性剤の配合割合は、ＰＯＥ
　（１〜４）アルキルエ−テル硫酸塩に対して０．０２
〜１重量％であり、それ以上配合してもより大きな効果
は得られず、価格的に見ても現実的でない。

一方、本願発明者の研究によれば、粒径の非常に細かい
固体燃料においては、アニオン系の界面活性剤よりもノ
ニオン系の界面活性剤であるＰＯＥ　（７〜１４）アル
キルエーテルが、粉砕性の向上、二次凝集の抑制、及び
石炭の燃焼性向上について、より一層の効果があり、特
に前記したＰＯＥ　（１〜４）アルキルエーテル硫酸塩
と併用することにより、上記ＰＯＥ　（７〜１４）アル
キルエーテル等のノニオン系界面活性剤の効果を向上さ
せることが判明した。

ここで、上記のノニオン系界面活性剤としては、例えば
構成するアルキル基の原料としてドパノール、ダイヤド
ール等の合成アルコール、セタノール、Ｃ＋ｔ〜Ｃ１４
の脂肪族アルコールを使用したもの等を挙げることがで
きる。

特に、ＰＯＥ　（７〜１４）アルキルエーテルを構造式
でＲ−０−（ＣＬＣＬＯ）Ｊ表わした場合、ｎが７〜１
４、Ｒが炭素数１２〜１５のアルキル基であるものが好
ましく、このような構造のＰＯＥアルキルエーテルは１
例えば炭素数１２〜１５の合成アルコールを原料として
合成することができる。

なお、上記したようにノニオン系界面活性剤の効果を増
大させるＰＯＥ　（１〜４）アルキルエーテル硫酸塩の
配合割合は、ノニオン系界面活性剤９３〜９９重量％に
対して％ＰＯＥ　（１〜４）アルキルエーテル硫酸塩の
配合は７〜１重量％であり、ＰＯＥ　（１〜４）アルキ
ルエーテル硫酸塩の配合割合をこれ以上多くしても上記
のノニオン系界面活性剤の効果に寄与せず、経済的に無
駄である。

本発明における固体燃料の添加剤である特定の界面活性
剤混合物を使用する゛には、前記した各々の界面活性剤
を、そのまま又は溶液として、固体燃料受入れ時から粉
砕機前のいずれかの場所でもよいから固体燃料に散布等
で添加すれば良い。本発明の処理剤は、直接炉内に添加
してもよい。

また、本発明における添加剤の使用量は、固体燃料に対
し、　１００〜１００００ｐｐ＋ｉで、固体燃料の種類
、水分量等で変化する。

本発明の詳細な説明すると、固体燃料の燃焼は表面から
の燃焼であり、微粉焚ボイラ等の場合、燃焼時間が短（
、従って、粗粒子固体燃料は、燃焼安定に悪影響を及ぼ
すと共に未燃分の増大を生じる。本発明に使用する添加
剤は、固体燃料に添加することにより、固体燃料粒子の
表面に付着して粒子の表面エネルギーを低下し、微小亀
裂の破壊を促進すると共に、粒子表面の水分と置換して
粉砕性の低下や二次凝集、造粒、粉砕機への付着を防止
して、粉砕で生成した微粉の分散性を安定にすると共に
粗粒の増加を抑制するものである。

特に本発明に係る固体燃料の添加剤である各々の界面活
性剤は、水との置換がスムーズであり、また固体燃料表
面に単層吸着しやすく、粉砕による比表面積の増加に対
応できる。従って、良好な分散状態で燃焼でき、しかも
粗粒子生成による悪影響を抑制できる。

さらに、ボイラ等における燃焼の際、石炭等の固体燃料
表面に付着している本発明に係る添加剤が石炭等の表面
で熱分解し、瞬間的に高温燃焼を生じ、その結果、石炭
の燃焼が促進されるものと思われる。

（発明の効果〉 以上説明したように本発明に使用される特定の界面活性
剤は、石炭に添加することにより前処理工程においては
、ホッパーやベルトコンベア等のハンドリング装置にお
ける付着及び固着防止、粉砕機での粉砕効率の向上、二
次凝集や造粒の抑制による微粒子の均一分散を維持する
ことによる固体燃料そのものの燃焼性の向上及び燃焼時
において燃焼促進作用を合せもつものである。

（実施例〉 実施例１ 粒径１ｍｍ〜３ｍ■の石炭１０ｇを振動ミル中、１分間
粉砕後、７４μ以下（２００メツシエバス）の石炭の割
合を測定すると共に、その石炭についてルツボを用いた
燃焼試験を行った。

使用石炭は、揮発分　　　３１．６％ 固定炭素　　５８．７％ 灰分　　　　　９．７％ 条件 ■　石炭に対する添加量は、　１　／１００　Ｗｔ■　
石炭の含水量は、０％とｌθ％ 配合例１ ＰＯＥ（３）フルキルエーテル硫酸トリエタノールアミ
ン塩（商品名　二　ニラコールＮＥＳ３０３）（３０％
）３０．０％ 水 ”ＩＯ，Ｏｔｔ 配合例２ ＰＯＥ（１２）フルキルエーテル （商品名　：　ニラコールＢＴ−１２）１９゜０％ ＰＯＥ（３）フルキルエーテル硫Ｍナトリウム　塩（商
品名　二　ニラコールＮＥＳ２０３）（２０％）１．０
〃 水 ８０．０／／ 配合例３ ＰＯＥ（３）フルキルエーテル硫酸トリエタノールアミ
ン塩（商品名　二　ニラコールＮＥＳ３０３）（３０％
）３０．０％ フッ素系界面活性剤　　　　　　　　　Ｑ　、　ｌ　Ｉ
Ｉ（商品名：工７）ツブ３０６Ａ新秋田化成■製）水 ６９．９／／ 配合例４ ＰＯＥ（１２）フルキルエーテル （商品名　：　ニラコールＢＴ−１２）１８゜６％ ＰＯＥ（３）アルキルエーテル硫酸ナトリウム　塩（商
品名　：　ニラコールＮＦＳ２０３１　（２０％）１．
４〃 水 比較例 水 結果１−１ ８０．０／／ ％ た。

実施例２ 実施例１と同様な燃焼試験を、オイルコークスについて
も行った。

使用したオイルコークスの性状は、 粒径 揮発分 固定炭素 灰分 添加量 ４醜Ｉ１１〜６Ｉａｍ １３．１　％ ８６、３％ ０、６％ １／１ｏＯＷｔ 結果２−１ 次に石炭水分ｌＯ％の各試料の２００メツシエバス分を
０．５ｇ採取ルツボに入れ、９００℃電気炉中で燃焼試
験を行い、時間当りの重量減少割合を測定し、その結果
を結果１−２として第１図に示し次に、オイルコークス
試料の２００メツシエバス分０．５ｇ採取ルツボに入れ
、９００℃電気炉中で燃焼試験を行い１時間当りの重量
減少割合を測定し、その結果を結果２−２として第２図
に示した。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の結果１−２を示すグラフ。 第２図は本発明の実施例２の結果２−２を示すグラフで
ある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）微粉状の固体燃料に、ＰＯＥ（１〜４）アルキル
   エーテル硫酸塩であって、その塩がカリウム、ナトリウ
   ム、アンモニウム又はモノ、ジ又はトリエタノールアミ
   ンのようなアルカノールアミンで構成されるアニオン系
   界面活性剤（Ａ）を添加して燃焼させるようにしたこと
   を特徴とする固体燃料の燃焼方法。
2. （２）微粉状の固体燃料に、分子内に長鎖フルオロアル
   キル基を有するノニオン又はアニオン系フッ素界面活性
   剤を０．０２〜１重量％、上記の（Ａ）の界面活性剤を
   ９９．９８〜９９重量％添加して燃焼させるようにした
   ことを特徴とする固体燃料の燃焼方法。
3. （３）微粉状の固体燃料に、ＰＯＥ（７〜１４）アルキ
   ルエーテルで構成されるノニオン系界面活性剤９３〜９
   ９重量％と、上記の（Ａ）の界面活性剤を７〜１重量％
   添加して燃焼させるようにしたことを特徴とする固体燃
   料の燃焼方法。