JPH0247520B2 - - Google Patents

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JPH0247520B2
JPH0247520B2 JP56128031A JP12803181A JPH0247520B2 JP H0247520 B2 JPH0247520 B2 JP H0247520B2 JP 56128031 A JP56128031 A JP 56128031A JP 12803181 A JP12803181 A JP 12803181A JP H0247520 B2 JPH0247520 B2 JP H0247520B2
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JP
Japan
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coal
slurry
stability
melamine
additive
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JP56128031A
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Japanese (ja)
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JPS5829894A (en
Inventor
Yoshio Makino
Yasushi Hayazaki
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NOF Corp
Original Assignee
Nippon Oil and Fats Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は石炭粉末を水に安定にかつ高濃度で
分散させるための石炭−水スラリー用添加剤に関
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油の代替燃料
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、スラリーとして次の性質を持つことが好まし
い。すなわち、石炭濃度が高くかつ低粘度であつ
て、しかも石炭粉末の凝集や沈降のおこらない長
期安定性にすぐれたものであることである。ま
た、機械的な剪断力が加わつたときでもスラリー
の安定性を保ちうるものであることが望まれる。 ところで、従来、石炭−水スラリーの特性を改
質するために、スラリー中に防錆剤、抗酸化剤、
分散剤などの各種の添加剤を添加することはすで
に知られている。しかし、これら公知の添加剤の
なかで、石炭濃度ないし粘度に非常に好結果を与
え、またこの特性とスラリーの安定性とを共に満
足させるものはほとんどみられない。たとえば、
米国特許第2346151号明細書、特公昭55−45600号
公報および特開昭54−16511号公報などに開示さ
れるりん酸エステル、各種アミン類、アルキレン
オキシドとアルキルフエノールやナフトールその
他の酸性りん酸塩との反応物、ポリメタクリル酸
の如きポリカルボン酸の塩の如き添加剤では、粘
度低下機能に劣り高濃度スラリーを得ることが難
しい。 また、特開昭52−71506号公報や特開昭53−581
号公報に提案されるリグニンスルホン酸塩、特開
昭56−21636号公報に提案されるナフタレンスル
ホン酸塩やナフタレンスルホン酸のホルムアルデ
ヒド縮合物の塩などは、前記の添加剤に較べると
粘度低下機能がありスラリーの安定性にも多少寄
与するが、これら特性はなお改良の余地があり、
しかも得られるスラリーに機械的な剪断力を加え
たときその安定性が極端に低下する欠点もあり、
実用化するにはいまひとつ満足できるものとはい
えなかつた。 この発明は、上記提案のものに較べて改善され
た粘度低下機能を有しかつスラリーの静置安定性
および耐剪断力安定性にも好結果を与える工業的
有用な添加剤を提供せんとするもので、その要旨
とするところは、スルホン化メラミンと芳香環に
スルホン酸基を有するかもしくは有しない芳香族
化合物との混合物のホルムアルデヒド縮合物縮合
物のアルカリ金属塩、アンモニウム塩または低級
アミン塩を有効成分とする石炭−水スラリー用添
加剤にある。 このように、この発明の添加剤は、スルホン化
メラミンと芳香族化合物との混合物のホルムアル
デヒド縮合物またはその塩を有効成分としたもの
で、これによれば前記提案のものよりも高濃度で
かつ低粘度であつて、しかも長期安定性にすぐ
れ、また耐剪断力安定性の改善された石炭−水ス
ラリーが得られることが見い出された。特に、上
記混合物のホルムアルデヒド縮合物またはその塩
を用いることにより、スルホン化メラミン単独の
ホルムアルデヒド縮合物またはその塩を用いた場
合に較べて、耐剪断力安定性が格段の向上し、機
械的な剪断力に対しても容易に圧密化することの
ない高度に安定な石炭−水スラリーが得られるこ
とが判つた。 このように耐剪断力安定性にすぐれるスラリー
は、これを海外で製造し長距離パイプラインや長
期間の船舶による輸送ののち日本で消費すること
を想定した場合、輸送中の機械的剪断力に対して
スラリーの安定性を充分に保つことができるた
め、実用価値の極めて高いものとなる。なお、前
記提案に係る添加剤ではかかる耐剪断力安定性に
すぐれるスラリーは到底得られない。 この発明において用いられるスルホン化メラミ
ンと芳香環にスルホン酸基を有するかもしくは有
しない芳香族化合物との混合物のホルムアルデヒ
ド縮合物(以下、メラミン混合系縮合物という)
は、従来公知の方法によつて容易に得ることがで
きる。この場合にメラミンないし芳香族化合物の
スルホン化の時点は任意でよく、たとえば、特開
昭56−26758号公報に記載される方法に準じて、
まずメラミンとホルムアルデヒドと亜硫酸塩ない
しスルフアミン酸塩とを反応させてある程度縮合
されたスルホン化メラミンを得、これに芳香環に
スルホン酸基を有するかもしくは有しない芳香族
化合物とホルムアルデヒドと濃硫酸とを加えて縮
合反応させればよい。 ここで用いられる芳香環にスルホン酸基を有す
るかもしくは有しない芳香族化合物は、単環式の
ものであつても多環式のものであつてもよい。ス
ルホン酸基を有する芳香族化合物はスルホン酸基
を有しない芳香族化合物に常法によつて硫酸、発
煙硫酸、クロールスルホン酸、無水硫酸などのス
ルホン化剤を反応させることにより得ることがで
きる。 芳香族化合物の具体例としては、ベンゼン、ナ
フタレン、フルオレン、アントラセン、フエナン
トレン、ピレン、ナフタセン、ペンタセン、コロ
ネン、ヘキサセン、ヘプタセン、オクタセン、ノ
ナセン、デカセン、ウンデカセン、ドデカセン、
アセナフテンや、これらの芳香環にアミノ基、水
酸基、カルボキシル基、炭素数1〜20のアルキル
基の如き置換基を1〜2個有する誘導体などが挙
げられる。 またこの発明に有効な他の芳香族化合物とし
て、クレオソート油、リグニン、石炭タール、石
油分解物の如き芳香族炭化水素の混合物とされた
ものを挙げることができる。 メラミン混合系縮合物におけるスルホン化メラ
ミンの割合は、通常縮合物全体量の5重量%以
上、好適には10重量%以上とされているのがよ
く、この割合は少なすぎるとスラリーの安定性の
面で好結果が得られない。一方、この種のメラミ
ン混合系縮合物はすでに述べたとおりスルホン化
メラミン単独のホルムアルデヒド縮合物(以下、
メラミン単独系縮合物という)に較べて耐剪断安
定性をより向上できる特徴を有するものであるか
ら、この特性をとくに活かして実用性を高度に高
めたいと望むなら、上記スルホン化メラミンの割
合は上限として通常95重量%以下、好適には90重
量%以下とするのが望ましい。 また、メラミン混合系縮合物における前記の縮
合反応においては、縮合反応時に粘度が上昇して
撹拌が困難となる場合があるが、この場合少量の
水を加えて撹拌を容易にすることができる。一般
にかかる操作にて縮合反応の時間を長くするほど
高縮合度のものを得ることができる。メラミン単
独縮合物の場合は、スラリーの粘度低下ないし安
定性に与える縮合度の影響が大であるが、メラミ
ン混合系縮合物の場合は上記傾向がそれほど顕著
はなく、適用可能な縮合度の範囲は前者に較べて
広範囲にわたつている。 この発明の添加剤においては、上に述べたメラ
ミン混合系縮合物をそのまま有効成分として使用
できるほか、この縮合物のアルカリ金属塩、アン
モニウム塩または低級アミン塩を有効成分とする
ことができる。これら塩はそれぞれ塩基で中和処
理することにより得られるが、この中和反応で生
成する副生物は必要なら公知のライミングやソー
デーシヨンなどによつて除去できる。 上記のアルカリ金属塩としては、リチウム塩、
ナトリウム塩またはカリウム塩が挙げられる。ま
た、低級アミン塩としては、メチルアミン、ジメ
チルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、
ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルア
ミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチ
ルアミンなどの炭素数1〜4のアルキル基を持つ
アミン;モノエタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノ
ールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイ
ソプロパノールアミン、N−ヒドロキシエチルエ
チレンジアミンなどの炭素数2〜3のアルカノー
ル基を持つアミン;エチレンジアミン、ジエチレ
ンジアミン、トリエチレンテトラミン、N.N−
ジメチルプロピレンジアミンなどのポリアルキレ
ンポリアミン;モルホリン、ピペリジンなどの環
状アミンなどの塩がある。 この発明においては、上記各種の有効成分のな
かからその1種もしくは2種以上を選択して、こ
れをそのままあるいは水、アルコール、炭化水素
などの媒体に含ませた状態で使用に供することが
できる。かかる添加剤には、必要に応じてゲル化
剤、防錆剤、防腐剤の如き公知のスラリー用添加
剤を含ませるようにしてもよい。 石炭−水スラリー中への添加量は、そのスラリ
ー特性、つまり石炭粉末の粒度や濃度あるいは有
効成分自体が種類などによつて異なるが、一般的
には、有効成分が、スラリー上0.01〜5重量%、
とくに好適には0.05〜1.0重量%となるようにす
るのがよい。添加量が多くなるにしたがつて粘度
低下効果が大でまた安定性の面でも好結果が得ら
れる。しかし、一定量を越えるとそれ以上の効果
は期待できないので経済的に不利である。 添加方法は任意であり、石炭粉末を乾式粉砕法
と湿式粉砕法とのいずれの方法で得るかによつて
適宜の方法を選択すればよい。たとえば、乾式粉
砕法では、粉砕粉末を分散させるべき水中に予め
この発明の添加剤を添加混合し、これに粉砕粉末
を加えて混合するのがよい。一方、湿式粉砕法で
は、湿式粉砕のために用いる水中に予め添加する
ようにしてもよいし、湿式粉砕中もしくは粉砕ご
に添加するようにしてもよい。 なお、この発明の添加剤を用いて、水中粉砕な
いし通常のインペラー撹拌を行なつただけでは、
安定なスラリーを得にくいときには、強いせん断
力を持つたホモジナイザー、ラインミキサーなど
の撹拌機を使用して混合するのがよい。 この発明に適用される石炭は、亜瀝青炭、瀝青
炭、無煙炭などいずれであつてもよくとくに制限
はないが、孔隙の少ない石炭の方が好ましい。ま
た、この石炭を乾式法や湿式粉砕法で粉砕して水
スラリー用の粉末とするが、この粉末粒度もとく
に規定されない。しかし、パイプライン輸送、バ
ーナー燃焼において摩耗、閉塞などのトラブルを
おこさないように、通常200メツシユパスが50重
量%以上となるのが好ましく、70重量%以上とな
ればさらに好ましい。 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。 比較例 1 メラミンとホルムアルデヒドとをアルカリ性水
溶液中で約75℃に縮合させて概ねトリメチロール
化したものに、約45℃でNa2S2O5ないし
NaHSO3を加えて反応させ、概ねメラミン1分
子当たり1個のスルホン酸基を導入したのち、反
応時間、温度を調節してさらに縮合反応を続け、
縮合度の異なる3種のメラミン単独系縮合物を得
た。また、これらの縮合物をさらに塩基で中和し
た。このようにして、下記第1表に示される6種
の石炭−水スラリー用添加剤を得た。
This invention relates to an additive for coal-water slurry for stably dispersing coal powder in water at a high concentration. Due to its solid form, coal had long been dethroned as a fuel by petroleum, but coal was reconsidered in the wake of oil shocks, and coal became a fuel as exemplified by coal-oil mixed fuel (COM). Many attempts have been made to treat coal as a fluid by turning it into powder and mixing it with a medium. However, in the case of coal-oil mixed fuel, it is impossible to avoid the disadvantage that about half of the fuel is oil, and there is a desire to develop another slurry fuel. In recent years, attempts have been made to use water as a medium to create slurry as a fluid in which coal is dispersed at a high concentration, making it suitable for transportation by pipeline or oil tanker, and furthermore, attempting to use it as an alternative fuel to oil in various boilers. Attempts are being made. In the case of this slurry, since the medium is water, it is preferable that the slurry has the following properties. That is, it must have a high coal concentration and low viscosity, and have excellent long-term stability without causing coal powder agglomeration or sedimentation. It is also desired that the slurry be able to maintain stability even when mechanical shearing force is applied. By the way, conventionally, in order to modify the characteristics of coal-water slurry, rust preventives, antioxidants,
It is already known to add various additives such as dispersants. However, among these known additives, there are hardly any that give very good results on coal concentration or viscosity and satisfy both this property and the stability of the slurry. for example,
Phosphate esters, various amines, alkylene oxides, alkylphenols, naphthols, and other acidic phosphates disclosed in U.S. Patent No. 2346151, Japanese Patent Publication No. 55-45600, and Japanese Patent Application Laid-open No. 54-16511, etc. Additives such as salts of polycarboxylic acids such as polymethacrylic acid have poor viscosity-lowering properties and are difficult to obtain highly concentrated slurries. Also, JP-A No. 52-71506 and JP-A No. 53-581
The lignin sulfonate proposed in JP-A-56-21636, the naphthalene sulfonate and the salt of formaldehyde condensate of naphthalene sulfonic acid proposed in JP-A-56-21636 have a viscosity-lowering function compared to the above-mentioned additives. Although it contributes to the stability of the slurry to some extent, there is still room for improvement in these properties.
Moreover, it has the disadvantage that when mechanical shearing force is applied to the resulting slurry, its stability is extremely reduced.
The results were far from satisfactory for practical use. The present invention aims to provide an industrially useful additive that has an improved viscosity-reducing function compared to those proposed above and also provides good results in static stability and shear resistance stability of slurry. The gist of this is that the alkali metal salt, ammonium salt or lower amine salt of the formaldehyde condensate of a mixture of sulfonated melamine and an aromatic compound with or without a sulfonic acid group in its aromatic ring is It is an additive for coal-water slurry as an active ingredient. As described above, the additive of the present invention has a formaldehyde condensation product of a mixture of sulfonated melamine and an aromatic compound or a salt thereof as an active ingredient, and according to this additive, it has a higher concentration than the above-mentioned proposal. It has been found that a coal-water slurry having low viscosity, excellent long-term stability, and improved shear force stability can be obtained. In particular, by using the formaldehyde condensate of the above mixture or its salt, the shear resistance stability is significantly improved compared to the case of using the formaldehyde condensate of sulfonated melamine alone or its salt, and It has been found that a highly stable coal-water slurry is obtained which does not easily consolidate under forces. Slurry with excellent shear resistance stability can be manufactured overseas and transported by long-distance pipelines or ships for long periods of time before being consumed in Japan. It has extremely high practical value because the stability of the slurry can be maintained sufficiently. Note that, with the additives proposed above, it is impossible to obtain a slurry with such excellent shear force resistance stability. Formaldehyde condensate of a mixture of sulfonated melamine used in this invention and an aromatic compound with or without a sulfonic acid group in its aromatic ring (hereinafter referred to as melamine mixed condensate)
can be easily obtained by a conventionally known method. In this case, the sulfonation of the melamine or aromatic compound may be carried out at any time, for example, according to the method described in JP-A No. 56-26758,
First, melamine, formaldehyde, and sulfite or sulfamate are reacted to obtain a sulfonated melamine that has been condensed to some extent, and then an aromatic compound with or without a sulfonic acid group in the aromatic ring, formaldehyde, and concentrated sulfuric acid are added to this. In addition, a condensation reaction may be performed. The aromatic compound used here with or without a sulfonic acid group in its aromatic ring may be monocyclic or polycyclic. An aromatic compound having a sulfonic acid group can be obtained by reacting an aromatic compound not having a sulfonic acid group with a sulfonating agent such as sulfuric acid, oleum, chlorosulfonic acid, or sulfuric anhydride in a conventional manner. Specific examples of aromatic compounds include benzene, naphthalene, fluorene, anthracene, phenanthrene, pyrene, naphthacene, pentacene, coronene, hexacene, heptacene, octacene, nonacene, decacene, undecacene, dodecacene,
Examples include acenaphthene and derivatives having one or two substituents such as an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms on an aromatic ring thereof. Other aromatic compounds useful in this invention include mixtures of aromatic hydrocarbons such as creosote oil, lignin, coal tar, and petroleum decomposition products. The proportion of sulfonated melamine in the melamine mixed condensate is usually 5% by weight or more, preferably 10% by weight or more of the total amount of the condensate; if this proportion is too small, the stability of the slurry may be affected. I can't get good results on this front. On the other hand, as mentioned above, this type of melamine mixed condensate is a formaldehyde condensate of sulfonated melamine alone (hereinafter referred to as
Melamine has the characteristic of being able to further improve shear resistance stability compared to melamine (single condensate), so if you wish to take advantage of this characteristic and highly improve its practicality, the proportion of sulfonated melamine should be The upper limit is usually 95% by weight or less, preferably 90% by weight or less. In addition, in the above-mentioned condensation reaction of a melamine mixed condensate, the viscosity may increase during the condensation reaction and stirring may become difficult, but in this case, stirring may be facilitated by adding a small amount of water. In general, the longer the condensation reaction time in this operation, the higher the degree of condensation can be obtained. In the case of a melamine single condensate, the degree of condensation has a large effect on the viscosity reduction or stability of the slurry, but in the case of a melamine mixed condensate, the above tendency is not so pronounced, and the range of the applicable degree of condensation is is more widespread than the former. In the additive of the present invention, the melamine mixed condensate described above can be used as an active ingredient as is, or an alkali metal salt, ammonium salt, or lower amine salt of this condensate can be used as an active ingredient. Each of these salts can be obtained by neutralizing with a base, and by-products produced in this neutralization reaction can be removed by known liming, sodation, etc., if necessary. The above alkali metal salts include lithium salt,
Mention may be made of sodium or potassium salts. In addition, lower amine salts include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine,
Amines with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as diethylamine, triethylamine, propylamine, butylamine, dibutylamine, tributylamine; monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, Amines with alkanol groups having 2 to 3 carbon atoms such as N-hydroxyethylethylenediamine; ethylenediamine, diethylenediamine, triethylenetetramine, NN-
There are salts of polyalkylene polyamines such as dimethylpropylene diamine; and cyclic amines such as morpholine and piperidine. In this invention, one or more of the above-mentioned active ingredients can be selected and used as is or in a state of being included in a medium such as water, alcohol, or hydrocarbon. . Such additives may include known slurry additives such as gelling agents, rust preventives, and preservatives, if necessary. The amount added to the coal-water slurry varies depending on the characteristics of the slurry, that is, the particle size and concentration of the coal powder, or the type of active ingredient itself, but in general, the amount of active ingredient added to the slurry is 0.01 to 5% by weight. %,
Particularly preferably, the amount is 0.05 to 1.0% by weight. As the amount added increases, the viscosity lowering effect becomes greater and better results are obtained in terms of stability. However, if the amount exceeds a certain level, no further effect can be expected, which is economically disadvantageous. The addition method is arbitrary, and an appropriate method may be selected depending on whether the coal powder is obtained by dry pulverization or wet pulverization. For example, in the dry pulverization method, it is preferable to add and mix the additive of the present invention in advance into water in which the pulverized powder is to be dispersed, and then add and mix the pulverized powder thereto. On the other hand, in the wet pulverization method, it may be added in advance to the water used for wet pulverization, or it may be added during wet pulverization or after each pulverization. However, if the additive of this invention is used only by underwater pulverization or normal impeller agitation,
When it is difficult to obtain a stable slurry, it is best to mix using a stirrer with strong shearing force, such as a homogenizer or line mixer. The coal to be applied to this invention may be sub-bituminous coal, bituminous coal, anthracite coal, etc. and is not particularly limited, but coal with fewer pores is preferable. Further, this coal is pulverized by a dry pulverization method or a wet pulverization method to obtain a powder for water slurry, but the particle size of this powder is also not particularly specified. However, in order to avoid problems such as wear and blockage during pipeline transportation and burner combustion, it is usually preferable that the 200 mesh pass be 50% by weight or more, and more preferably 70% by weight or more. Next, examples of the present invention will be described in more detail. Comparative Example 1 Melamine and formaldehyde were condensed in an alkaline aqueous solution at about 75°C to form approximately trimethylol, and Na 2 S 2 O 5 to
After adding NaHSO 3 and reacting to introduce approximately one sulfonic acid group per molecule of melamine, the condensation reaction was continued by adjusting the reaction time and temperature.
Three types of melamine single condensates having different degrees of condensation were obtained. In addition, these condensates were further neutralized with a base. In this way, six types of additives for coal-water slurry shown in Table 1 below were obtained.

【表】 比較例 2 ナフタレンスルホン酸のナトリウム塩(試料No.
23)、ナフタレンスルホン酸のホルムアルデヒド
縮合物(縮合度6.0)のナトリウム塩(試料No.24)
およびリグニンスルホン酸のナトリウム塩(試料
No.25)を、それぞれこの発明とは異なる石炭−水
スラリー用添加剤とした。 上記実施例1および比較例1,2の各添加剤を
用いて、以下の試験例1,2に従つて実際に石炭
−水スラリーを調製し、このスラリーの粘度(25
℃)、静置安定性ならびに剪断力による安定性の
影響を調べた。この試験に用いた三池炭(日本
産)、オーチヤドバレー炭(米国産)の工業分析
値は次のとおりである。
[Table] Comparative Example 2 Sodium salt of naphthalene sulfonic acid (Sample No.
23), Sodium salt of formaldehyde condensate of naphthalene sulfonic acid (degree of condensation 6.0) (Sample No. 24)
and sodium salt of ligninsulfonic acid (sample
No. 25) were used as additives for coal-water slurry different from those of this invention. Using each of the additives in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 above, a coal-water slurry was actually prepared according to Test Examples 1 and 2 below, and the viscosity of this slurry (25
°C), static stability, and the influence of shear force on stability. The industrial analysis values of Miike charcoal (produced in Japan) and Orchiad Valley charcoal (produced in the United States) used in this test are as follows.

【表】 なお、得られた石炭−水スラリーの粘度(25
℃)はB型粘度計により測定し、静置安定性はの
方法で調べた。すなわち、直径5cm、高さ20cmの
ステンレス製シリンダーの底部より6cmと12cmの
位置に止栓つき取り出し口を設け、得られた石炭
−水スラリーを上記シリンダーの底部から18cmの
ところまで入れ、室温で1週間静置した。つぎ
に、シリンダー底部から12cmより上の上層部分、
6〜12cmの中層部分および6cmより下の下層部分
に分け、各層の固形分を105℃の乾燥器中に1時
間放置する乾燥減量法で測定した。また剪断力に
よる安定性は次の方法によつて判断した。すなわ
ち、得られた石炭−水スラリーを直径10.5cm、高
さ15cmの1のビーカーの中へ800mlの線まで入
れ、羽根径2cmのインペラーを400mlの位置にセ
ツトし、200rpmで24時間撹拌した、撹拌停止後、
インペラーをとり去り、そのままの状態で3日間
静置した。3日間静置後、ビーカーを傾けてスラ
リーを流し出し、すべてが流れ出た場合、底部に
残るがガラス棒等で容易に再流動化できる場合、
底部にに固い沈降物が生成し、スパチユラ等でも
容易にとり出すことができない状態の場合を、そ
れぞれ◎,〇,×で表わし、◎,〇の場合には剪
断力に対して強いスラリーが得られたと判定し
た。 試験例 1 三池炭を乾式粉砕して200メツシユパスが70重
量%の石炭粉末を得た。この粉末の水分量は4重
量%(付着水を含めて)であつた。つぎに、1
のビーカーに前記比較例1,2の各添加剤をそれ
ぞれ所定量溶解させた水溶液135.4gをとり、特
殊機化工業(株)製ホモミキサーM型を用いて、300
〜500rpmでゆつくり撹拌しながら上記の石炭粉
末364.6gを徐々に加え、加え終つてからホモミ
キサーの回転数を5000rpmにあげて10分間撹拌す
ることにより、固形分70重量%の石炭−水スラリ
ーを得た。 つぎに第2表は、上記試験例1の結果である。
表中、添加量はスラリー中に占める添加剤の割合
で示した。また、表中の(※)はスラリーの粘度
が非常に高いため、シリンダの取り出し口からス
ラリーを取り出すことができず、測定不能であつ
たことを意味する。これらは、以下の各表におい
ても同様である。この表から明らかなように、比
較例1の添加剤の使用により、比較例2の添加剤
を用いたものに較べて、高濃度でかつ低粘度であ
つてしかもスラリーの安定性にすぐれ、また改善
された耐剪断力安定性を有する石炭−水スラリー
が得られているが、耐剪断力安定性の面でなお改
良の余地があることが判る。
[Table] The viscosity of the obtained coal-water slurry (25
°C) was measured using a B-type viscometer, and the static stability was examined using the method described in (1). That is, a stainless steel cylinder with a diameter of 5 cm and a height of 20 cm was provided with outlets with stoppers at positions 6 cm and 12 cm from the bottom, and the obtained coal-water slurry was poured into the cylinder to a depth of 18 cm from the bottom, and the mixture was heated at room temperature. It was left undisturbed for one week. Next, the upper layer above 12cm from the bottom of the cylinder,
It was divided into a middle layer portion of 6 to 12 cm and a lower layer portion below 6 cm, and the solid content of each layer was measured by the loss on drying method of leaving it in a dryer at 105° C. for 1 hour. In addition, stability due to shear force was determined by the following method. That is, the obtained coal-water slurry was put into a beaker 1 with a diameter of 10.5 cm and a height of 15 cm up to the 800 ml line, an impeller with a blade diameter of 2 cm was set at the 400 ml position, and the slurry was stirred at 200 rpm for 24 hours. After stopping stirring,
The impeller was removed and left as it was for 3 days. After standing still for 3 days, tilt the beaker to pour out the slurry. If all of the slurry flows out, it will remain at the bottom, but if it can be easily re-fluidized with a glass rod, etc.
Cases in which hard sediment is formed at the bottom and cannot be easily removed with a spatula are represented by ◎, 〇, and ×, respectively. In the case of ◎ and 〇, a slurry that is strong against shearing force is obtained. It was determined that Test Example 1 Miike charcoal was dry-pulverized to obtain coal powder containing 70% by weight of 200 mesh charcoal. The moisture content of this powder was 4% by weight (including adhering water). Next, 1
135.4 g of an aqueous solution in which predetermined amounts of each of the additives of Comparative Examples 1 and 2 were dissolved was placed in a beaker, and mixed using a Homomixer M type manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.
While slowly stirring at ~500 rpm, gradually add 364.6 g of the above coal powder, and after the addition, increase the rotation speed of the homomixer to 5000 rpm and stir for 10 minutes to create a coal-water slurry with a solid content of 70% by weight. I got it. Next, Table 2 shows the results of Test Example 1 above.
In the table, the amount added is expressed as the proportion of the additive in the slurry. In addition, the symbol (*) in the table means that the viscosity of the slurry was so high that it was impossible to take out the slurry from the outlet of the cylinder, making it impossible to measure it. The same applies to each table below. As is clear from this table, by using the additive of Comparative Example 1, compared to the additive of Comparative Example 2, the slurry has a higher concentration and lower viscosity, and also has better stability. Although coal-water slurries with improved shear stability have been obtained, it can be seen that there is still room for improvement in terms of shear stability.

【表】 また、つぎの第3表は、添加剤として試料No.3
を使用し、その添加量を種々変化させた場合の結
果を示したものであり、いずれも前記第2表と同
様の結果が得られている。
[Table] In addition, the following Table 3 shows sample No. 3 as an additive.
Table 2 shows the results when the amount added was varied, and the same results as in Table 2 were obtained in both cases.

【表】 試験例 2 容量5のボールミル(ボール充填率30容量
%)に粒径約2mmに粗粉砕した水分含量14重量%
のオーチヤドバレー炭407gをとり、これに比較
例1の添加剤中試料No.3,5および比較例2の各
添加剤をそれぞれ所定量溶解させた水溶液93gを
加え、30分間撹拌することにより、石炭粉末の粒
度が200メツシユパス80重量%とされた固形分70
重量%の石炭−水スラリーを得た。 つぎの第4表は、上記試験例2の結果であり、
これより比較例1の添加剤によれば、石炭粉末の
種類を変え、また湿式粉砕法に適用する場合で
も、前記第2表および第3表と同様に、高濃度で
かつ低粘度であつてしかもスラリーの安定性にす
ぐれ、また改善された耐剪断力安定性を有する石
炭−水スラリーが得られているが、耐剪断力安定
性の面ではやはりなお改良の余地があることが判
る。
[Table] Test Example 2 Moisture content 14% by weight, coarsely ground to a particle size of approximately 2 mm in a ball mill with a capacity of 5 (ball filling rate: 30% by volume)
Take 407 g of Orchiad Valley coal, add 93 g of an aqueous solution in which predetermined amounts of each additive of Samples No. 3 and 5 of Comparative Example 1 and each additive of Comparative Example 2 are dissolved, and stir for 30 minutes. Solid content 70 with particle size of powder 200 mesh pass 80% by weight
A coal-water slurry of % by weight was obtained. The following Table 4 shows the results of Test Example 2,
Therefore, according to the additive of Comparative Example 1, even when the type of coal powder is changed and it is applied to the wet pulverization method, it has a high concentration and low viscosity as shown in Tables 2 and 3 above. Moreover, although a coal-water slurry having excellent slurry stability and improved shear force resistance stability has been obtained, it is clear that there is still room for improvement in terms of shear force resistance stability.

【表】【table】

【表】 実施例 反応容器にメラミンと亜硫酸塩とホルマリン
(ホルムアルデヒド水溶液)とを仕込み、PH10〜
13、温度50〜100℃で1〜5時間反応させ、その
ご硫酸で中和したのち、芳香環にスルホン酸基を
有するかもしくは有しない各種の芳香族化合物と
ともにホルマリンおよび濃硫酸を加え、温度70〜
100℃で1〜3時間撹拌し、ついで90〜120℃に昇
温して縮合反応を行なわせることにより、各種の
メラミン混合系縮合物を得た。また、この縮合物
をさらに塩基で中和した。このようにして、下記
第5表および第6表に示されるこの発明の16種の
石炭−水スラリー用添加剤を得た。なお、第5表
および第6表中、( )はスルホン化メラミンの
割合(重量%)を示す。また、第5表中、試料No.
12の石炭タールは市販の石炭タール蒸留残渣で沸
点300℃/760mmHg、軟化点30℃以上のものを、
試料No.17のクレオソート油はJIS規格1号の原料
を、それぞれ使用した。
[Table] Example: Put melamine, sulfite, and formalin (formaldehyde aqueous solution) into a reaction container, and adjust the pH to 10~
13. React for 1 to 5 hours at a temperature of 50 to 100℃, neutralize with sulfuric acid, then add formalin and concentrated sulfuric acid together with various aromatic compounds with or without sulfonic acid groups in the aromatic ring, and 70~
Various melamine mixed condensates were obtained by stirring at 100°C for 1 to 3 hours and then raising the temperature to 90 to 120°C to carry out a condensation reaction. In addition, this condensate was further neutralized with a base. In this way, 16 kinds of additives for coal-water slurry according to the present invention shown in Tables 5 and 6 below were obtained. In addition, in Tables 5 and 6, ( ) indicates the proportion (% by weight) of sulfonated melamine. In addition, in Table 5, sample No.
12 Coal tar is a commercially available coal tar distillation residue with a boiling point of 300℃/760mmHg and a softening point of 30℃ or higher.
For the creosote oil of sample No. 17, JIS standard No. 1 raw materials were used.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 上記実施例の各添加剤を用いて、前記比較例
1,2の場合と同様にして試験例1,2にしたが
つて石炭−水スラリーを調製し、このスラリーの
粘度(25℃)、静置安定性および剪断力による安
定性の影響を調べた。 つぎの第7表は、第5表に示した各添加剤を用
いたときの前記試験例1による試験結果を示した
ものであり、この表に示すように、この発明の添
加剤を用いた場合、高濃度でかつ低粘度であつて
しかも静置安定性にすぐれた石炭−水スラリーが
得られるとともに、このスラリーは剪断力が加え
られても安定性が高度に保持されており、耐剪断
力安定性が前記比較例1の添加剤に較べてより改
善されていること判る。
[Table] Coal-water slurry was prepared according to Test Examples 1 and 2 in the same manner as in Comparative Examples 1 and 2 using each of the additives of the above Examples, and the viscosity of this slurry (25℃ ), the influence of static stability and stability due to shear force was investigated. The following Table 7 shows the test results according to Test Example 1 when each of the additives shown in Table 5 was used. In this case, a coal-water slurry with high concentration, low viscosity, and excellent static stability can be obtained, and this slurry also maintains a high degree of stability even when shear force is applied, and has excellent shear resistance. It can be seen that the force stability is improved compared to the additive of Comparative Example 1.

【表】 また、つぎの第8表は、添加剤として第6表に
示されるスルホン化メラミンの含有量の異なる試
料を用いたときの前記試験例1による試験結果を
示したものである。いずれの場合も、前記第7表
と同様の結果が得られている。
Table 8 below shows the test results of Test Example 1 using samples with different contents of sulfonated melamine shown in Table 6 as additives. In either case, the same results as in Table 7 above were obtained.

【表】 さらに、つぎの第9表は、第5表および第6表
中試料No.8,11,13,14および21の添加剤を用い
たときの前記試験例2による試験結果を示したも
のであり、この表でもわかるように、この発明の
添加剤を用いた場合、前記第7表および第8表の
場合と同様に、高濃度でかつ低粘度であつてしか
も静置安定性にすぐれる石炭−水スラリーが得ら
れるとともに、このスラリーは剪断力を受けても
その安定性が高度に保持されており、耐剪断力安
定性が比較例1よりも1段と改善されている。
[Table] Furthermore, the following Table 9 shows the test results according to Test Example 2 when using the additives of Sample Nos. 8, 11, 13, 14, and 21 in Tables 5 and 6. As can be seen from this table, when the additive of the present invention is used, it is possible to achieve high concentration, low viscosity, and static stability, as in Tables 7 and 8 above. In addition to obtaining an excellent coal-water slurry, this slurry maintains its stability to a high degree even when subjected to shearing force, and the shearing force resistance stability is improved by one level compared to Comparative Example 1.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 スルホン化メラミンと芳香環にスルホン酸基
を有するかもしくは有しない芳香族化合物との混
合物のホルムアルデヒド縮合物またはこの縮合物
のアルカリ金属塩、アンモニウム塩または低級ア
ミン塩を有効成分とする石炭−水スラリー用添加
剤。
1 Coal-water whose active ingredient is a formaldehyde condensate of a mixture of sulfonated melamine and an aromatic compound with or without a sulfonic acid group in its aromatic ring, or an alkali metal salt, ammonium salt, or lower amine salt of this condensate. Additive for slurry.
JP12803181A 1981-08-15 1981-08-15 Additive for coal/water slurry Granted JPS5829894A (en)

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