JPH0225395B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は石炭の脱灰と高濃度水スラリプロセス
に係り、特に輸送や燃焼を高効率化するために有
効な、低灰分で粘性の低い高濃度石炭水スラリプ
ロセスに関するものである。

〔従来技術〕

従来より石炭の脱灰プロセス及び高濃度石炭水
スラリプロセスはそれぞれ単独には公知である。

公知の石炭脱灰プロセスとしては、微粉砕した
石炭にケロシンや高分子の添加剤を加えて炭分を
凝縮させて灰分と炭分とを分離する方法がとられ
ていたが、この方法で脱灰した炭分を高濃度石炭
の水スラリとした場合には凝縮した炭分が水中に
分散しにくい状態となつているためスラリの粘度
が著しく高くなる欠点があつた。

また、高濃度石炭水スラリプロセスとしては、
石炭を湿式粉砕し、所定の粘径分布となるように
粒径調整した後、低粘度化のために陰イオン系の
界面活性剤を加え、高濃度石炭水スラリを得る方
法が知られているが、この方法と前述の脱灰プロ
セスとを組み合せた場合には、添加剤として加え
た界面活性剤が脱灰プロセスにおいて悪影響を及
ぼす。すなわち、活面活性剤を添加した後では凝
縮剤を加えても炭分の凝縮が起りにくくなり、炭
分と灰分の分離が行えないという問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、灰分含有量が石炭重量に対し
10wt％以下で、かつスラリ中の石炭濃度が65〜
80wt％でスラリ粘度が2000cp以下の低粘度の石
炭水スラリを製造できるプロセスを提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴とするところは、微粉砕した石炭
を固体重量濃度20wt％以下の低濃度水スラリと
し、気泡選鉱法により灰分を分離した炭分を遠心
分離により水分を除去し、石炭濃度を65〜80％に
調整し、低粘度化のための調整剤を添加すること
にある。

〔発明の実施例〕

本発明のプロセスは第１図に示す如く、大きく
分けると粗粉砕、微粉砕、脱灰、濃縮調整の４つ
の工程よりなる。

第２図に各工程をより詳細に示している。図に
おいて、石炭サイロ１１の塊炭をフイーダ１２に
よりクラツシヤー１３へ供給し粗粉砕する。粗粉
砕された石炭はホツパー１４に貯えられフイーダ
１５により次の微粉砕工程に送られる。これまで
が粗粉砕工程である。

フイーダ１５により送られてきた石炭に水タン
ク１６の水をポンプ１７によつて供給したのち混
合し固体重量濃度が約70wt％の水スラリとし、
これを湿式ホールミル１８により微粉砕する。ボ
ールミルにより微粉砕されたスラリに水タンク５
０の水をポンプ５１により供給し、固体重量濃度
が約20wt％程度の低濃度スラリとしスクリーン
３４によつて粒径500μm以上の粗粒炭を除去し、
それ以下の粒径の微粉炭（灰分も含む）が調整槽
１９に送られる。スクリーン３４で除去された粗
粒炭は再びボールミル１８に送られここで微粉砕
される。

調整槽１９には起泡調整剤として酢酸水溶液が
タンク２８、ポンプ５２により供給され、石炭濃
度が20wt％以下、好ましくは10wt％以下の水ス
ラリに調整され、脱灰用のスラリとなる 脱灰用スラリはスラリポンプ２０により脱灰搭
２３に供給される。この脱灰塔には油タンク２９
の油を蒸発装置２１で蒸気化した油蒸気がコンプ
レツサ２２によつて圧圧縮された空気とともに送
り入まれる。この油蒸気と空気は脱灰塔２３内で
気泡となり、アトマイザ２４の働きにより微細気
泡となる。微細気泡中の油蒸気は凝縮して水との
界面に油膜を形成する。脱灰塔２３内で発生する
微細気泡の大きさは油膜の表面張力により決るの
で微細な気泡を作るため脱灰用スラリには酢酸な
どの起泡調整剤を添加している。気泡を形成する
油膜に親油性の炭質分が付着して気泡とともに浮
上するのでこれを脱灰炭として回収し、灰分含有
量を石炭重量に対し10wt％以下とする。この分
離法は気泡選鉱法として、選鉱に用いられる方法
である。この方法では石炭の粒径が500μm以上の
粒子が含まれていると気泡への付着力よりも重力
の方が大きくなつて回収されず塔２３の底部に沈
降するので、脱灰用スラリには500μm以上の粗大
粒子が含まれないようにスクリーン３４で除去し
ている。脱灰塔２３の底部には灰質分が残渣とし
て残るので定期的にバルブ５４を開いて、残渣を
シツクナー３０に導き、起泡調整剤を含む水分を
分離し、固形分は残渣タンク３１に送る。以上が
脱灰工程であり、脱灰塔２３から得られる脱灰炭
は固体重量濃度が20〜30wt％の低濃度のスラリ
状態である。したがつて、次の濃縮調整工程にお
いて、粘性を2000cp以下に保ちつつ高濃度化を
計る。

濃縮工程においては、まず脱灰炭スラリを２分
して、一方は遠心分離機２５で脱水して固体重量
濃度が80〜90wt％の高濃度スラリとする他方は
シツクナー２６で固形分を沈降分離して固体重量
濃度が30〜50wt％の低濃度スラリとする。低濃
度スラリには陰イオン系界面活性剤をタンク３２
より供給し、混合槽５６で混合したものと高濃度
スラリとを混合槽２７にて混合し、固体重量濃度
が65〜80wt％の高濃度スラリとする。

混合槽２７にはスラリの長期にわたる安定性つ
まり長期間低粘度を保つために水酸化ナトリウム
などのPH調整剤をタンク３５より供給し、混合槽
２７内のPHが８程度になるよう調整する。

濃縮工程の遠心分離機２５及びシツクナー２６
で分離された水分には起泡調整剤を含むのでタン
ク３３に溜められ起泡調整剤タンク２８に戻され
繰り返し使用される。

また、シツクナー３０で分離された水分もタン
ク３３へ送られたのち同様にタンク２８に戻され
る。

以上の如くして低粘度の脱灰高濃度石炭水スラ
リが得られるものであるが、次に脱灰工程におけ
る脱灰性能と脱灰用スラリの固体重量濃度との関
係について説明する。第３図は炭質分回収速度及
び脱灰率とスラリの固体重量濃度との関係を示し
ている。この特性は第２図の実施例において脱灰
塔２３に供給する脱灰用スラリの固体重量濃度と
炭質分回収速度定数Ｖとの関係、及びスラリの固
体重量濃度と脱灰率Ｃとの関係をオーストラリア
炭について実測したものを示している。この特性
から明らかな如く、スラリの固体重量濃度が高く
なるにつれ脱灰率Ｃはゆるやかに悪くなり、炭質
分回収速度定数Ｖはスラリの固体重量濃度が
10wt％を越すと急激に低下する特性を示してい
る。速度定数Ｖは一定量の炭質分を回収するに要
する時間の逆数であるから、Ｖが大きい程炭質分
の回収が短時間に行えることを意味しており、こ
の特性によれば、固体重量濃度が20wt％以上で
は脱灰塔での連続的な脱灰処理が不可能となる。
連続的な脱灰処理を行うためには固体重量濃度は
10wt％程度であることが好ましい。一方、脱灰
率は大きい程好ましいが実用上は原料炭の灰分比
は12〜16wt％であるから、脱灰率は40％以上あ
れば灰分比は10wt％以下となり十分である。固
体重量濃度が低いということはそれだけ水分が多
くなるので脱灰性能つまり速度定数Ｖや脱灰率Ｃ
が許容しうる範囲で出来る限り高濃度であること
が好ましい訳である。かかる観点より本発明にお
いては、脱灰用のスラリの固体重量濃度は20wt
％以下好ましくは10wt％が適している。

尚、第３図はオースラリア産炭について実測し
たものであるが、他の燃料炭についての実測も
ほヾ同様の結果を示しており、特に炭質分回収速
度定数の絶対値は原料炭の炭質分の多少により変
化するが、固体重量濃度15wt％近傍で速度定数
Ｖが急激に低下する傾向は同じであつた。

次に濃縮調整工程において、混合槽２７内のス
ラリのPHの調整について説明する。従来高濃度石
炭水スラリではスラリの流動性を良くするためス
ラリに界面活性剤を添加して石炭粒子表面の摩擦
係数を小さくして低粘性化を計る方法が知られて
いるが、単に界面活性剤の添加のみでは低粘性化
には限界のあることが判明した。殊に、スラリを
長時間放置した場合、徐々に粘性が高くなる傾向
があり、粘性の安定化という点で問題があつた。
粘性の安定化を高める方法として、スラリのPHを
調整し、石炭粒子のゼータ電位を大きくして、粒
子同志の反発力を高めることが効果的であること
が判つた。そこでオーストラリア産炭について、
粒度を調整したスラリにPH調整剤として力性ソー
ダを添加し、その添加量を変えてスラリ粘度を測
定した結果を第４図に示す。このスラリの固体重
量濃度は75wt％一定に保ちながら測定した。そ
の結果、PHが8.5以上になると、1600cp程度で一
定となることが判つた。オーストラリア産炭以外
の石炭についても試験したが、粘性の値は多少ば
らつくがPHが8.5以上では、最小値を示す傾向は
同じであつた。また、PHを高くしたもの程、スラ
リを長期間放置しても粘度の変化幅（一様に高く
なる傾向）は小さいことが判つた。したがつて、
タンク３５より混合槽２７に供給されるPH調整剤
は槽２７内のPHが8.5程度になるように調整する
ことが好ましい。PHを8.5に保つためには石炭の
重量に対し0.2％の力性ソーダを添加すれば良い
ことがわかつた。

第５図はスラリ固体重量濃度71wt％のオース
トラリア産炭について、石炭重量の0.5％の陰イ
オン界面活性剤を添加したものＡと、それに更に
石炭重量の0.2％の力性ソーダを添加したものＢ
とのスラリ粘度を測程した結果を示している。こ
の測定結果より明らかな如く、界面活性剤と、PH
調整剤とを添加したスラリＢは、PH調整剤を添加
しなのものＡに比べて、粘度は半分以下に低減す
ることができた。しかもＢの方は、長時間の放置
に対しても粘性の変化幅は小さいことが確認さ
れ、粘性の安定性も優れている。

尚、界面活性剤、PH調整剤は、スラリの燃焼に
よつて有害物質を発生しないことが要求される
が、本実施例として説明した物質は、いずれも有
害物質を生成しないことが確認された。

また、第２図の実施例でスラリの濃縮工程を遠
心分離機２５とシツクナー２６とに分けて行つた
が、遠心分離機だけによつて行うこともできる。
その場合には界面活性剤は混合槽２７に加えれば
良い。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明プロセスによれば、
石炭に対する灰分重量比が10wt％以下で、かつ
スラリ中の石炭濃度が65wt％以上でスラリ粘度
が2000cp以下の低粘度の石炭のスラリを製造す
ることが可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明プロセスの工程を示す概略図、
第２図はプロセスの概要フロー図、第３図はスラ
リ中の石炭濃度が脱灰に及ぼす影響を示す特性
図、第４図はスラリ粘度に及ぼすPHの影響を示す
特性図、第５図は脱灰調整されたスラリの粘性を
示す図である。 １１……石炭サイロ、１３……クラツシヤー、
１８……湿式ボールミル、２３……脱灰塔、２５
……遠心分離機、２６……シツクナー、３５……
PH調整剤タンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石炭の粉砕物を水と混合して固体重量濃度
   20wt％以下の低濃度スラリとし、これに起泡調
   整剤及び油蒸気を添加して気泡選鉱法により脱灰
   して灰分含有量を石炭重量に対し10wt％以下と
   し、次いで脱水して濃縮化処理を行い固体重量濃
   度を65〜80wt％に調整し、更に、界面活性剤お
   よびPH調整剤を添加してスラリ粘度を2000cp以
   下にすることを特徴とする脱灰高濃度石炭水スラ
   リプロセス。 ２ 特許請求の範囲第１項記載において、前記PH
   調整剤を添加することによつて、生成されたスラ
   リのPHを8.5以上に保つことを特徴とする脱灰高
   濃度石炭水スラリプロセス。 ３ 特許請求の範囲第１項記載において、前記濃
   縮処理は、遠心分離機及びシツクナーで並行して
   処理したものを混合して所定の濃度を得るように
   したことを特徴とする脱灰高濃度石炭水スラリプ
   ロセス。