JPH0248036B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0248036B2 JPH0248036B2 JP57501290A JP50129082A JPH0248036B2 JP H0248036 B2 JPH0248036 B2 JP H0248036B2 JP 57501290 A JP57501290 A JP 57501290A JP 50129082 A JP50129082 A JP 50129082A JP H0248036 B2 JPH0248036 B2 JP H0248036B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coal
- dispersion
- water
- particles
- stability
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Description
請求の範囲
１ 水、微粉炭及び添加剤からなり、微粉炭含分
が60〜80重量％であり、添加剤としてレシチンそ
の他の双性イオン表面活性剤が徴粉炭の表面に吸
着され、かつ該双性イオン表面活性剤とポリマー
が協働し、該ポリマーの少なくとも１種がポリプ
ロピレンオキシドの方が多量であるポリエチレン
オキシドとポリプロピレンオキシドの共重合体で
あることを特徴とする微粉炭水分散系。
が60〜80重量％であり、添加剤としてレシチンそ
の他の双性イオン表面活性剤が徴粉炭の表面に吸
着され、かつ該双性イオン表面活性剤とポリマー
が協働し、該ポリマーの少なくとも１種がポリプ
ロピレンオキシドの方が多量であるポリエチレン
オキシドとポリプロピレンオキシドの共重合体で
あることを特徴とする微粉炭水分散系。
２ 前記共重合体の分子量が5000〜50000である
請求の範囲第１項記載の微粉炭水分散系。
請求の範囲第１項記載の微粉炭水分散系。
３ 前記共重合体が少なくとも70重量％のポリエ
チレンオキシドを含み、分子量が8000〜15000で
ある請求の範囲第２項記載の微粉炭水分散系。
チレンオキシドを含み、分子量が8000〜15000で
ある請求の範囲第２項記載の微粉炭水分散系。
４ 前記ポリマーのうち１種類がポリサツカリド
である請求の範囲第１項記載の微粉炭水分散系。
である請求の範囲第１項記載の微粉炭水分散系。
５ 前記ポリサツカリドがキサンタンガムまたは
グアーゴムである請求の範囲第４項記載の微粉炭
水分散系。
グアーゴムである請求の範囲第４項記載の微粉炭
水分散系。
６ 添加剤の合計量が２重量％未満である請求の
範囲第１項記載の微粉炭水分散系。
範囲第１項記載の微粉炭水分散系。
明細書
本発明は保存に非常に適しかつ輸送およびエネ
ルギー生成に適した石炭−水分散系に係る。より
詳しく述べると、本発明は水、微粉砕石炭および
添加物を含み、石炭含分が60〜80重量％である分
散系に係る。
ルギー生成に適した石炭−水分散系に係る。より
詳しく述べると、本発明は水、微粉砕石炭および
添加物を含み、石炭含分が60〜80重量％である分
散系に係る。
石炭分散系はかなり汚染が少なく、かつ固体石
炭より取扱いが容易であり、しかも輸送や保存に
ともなう危険も除かれる。又、このような分散系
は経済性の観点からも好ましい。
炭より取扱いが容易であり、しかも輸送や保存に
ともなう危険も除かれる。又、このような分散系
は経済性の観点からも好ましい。
石炭分散系を用いる理由は基本エネルギー源と
して大規模に又電気や熱を生産するために小工場
で石炭使用の増加が見込まれているからである。
これに関連して、固体の石炭の取扱いはいくつか
の理由で困難であり、従つて一般的に石炭の液体
状態への変換が好ましい方法と考えられる。石炭
を化学的に液体製品に変換する所謂液化法はまだ
石油に対抗できず、この方法は世界的規模のエネ
ルギー供給に対して西歴2000年以前では単に脇役
を演じ得るにすぎないと考えられている。石炭を
化学的に気体製品に変換する所謂気化法は石炭を
利用する好ましい方法であるように思われる。し
かしながら、この方法もその技術開発にかなり大
きい財価がさかれたにもかかわらずまだかなり技
術的に困難を残している。
して大規模に又電気や熱を生産するために小工場
で石炭使用の増加が見込まれているからである。
これに関連して、固体の石炭の取扱いはいくつか
の理由で困難であり、従つて一般的に石炭の液体
状態への変換が好ましい方法と考えられる。石炭
を化学的に液体製品に変換する所謂液化法はまだ
石油に対抗できず、この方法は世界的規模のエネ
ルギー供給に対して西歴2000年以前では単に脇役
を演じ得るにすぎないと考えられている。石炭を
化学的に気体製品に変換する所謂気化法は石炭を
利用する好ましい方法であるように思われる。し
かしながら、この方法もその技術開発にかなり大
きい財価がさかれたにもかかわらずまだかなり技
術的に困難を残している。
石炭を液体状態に変換するもう一つの方法は物
理的変換であり、本発明はこの方法に関する。そ
れは加熱油、メタノール、などのようなある種の
有機燃料、または水からなる液体に石炭を分散す
ることによつて行なわれる。
理的変換であり、本発明はこの方法に関する。そ
れは加熱油、メタノール、などのようなある種の
有機燃料、または水からなる液体に石炭を分散す
ることによつて行なわれる。
微粉砕石炭の水分散系における問題は、主とし
て、分散系を低粘度において安定にすることにあ
る。石炭分散系の保存あるいは輸送中に石炭粒子
が沈澱してはならない。さらに、石炭分散系は任
意に僅かに変形した慣用技法を用いて燃焼するの
に適するようにレオロジー的特性を有すべきであ
りかつ高いポンプ操作性を持つべきである。
て、分散系を低粘度において安定にすることにあ
る。石炭分散系の保存あるいは輸送中に石炭粒子
が沈澱してはならない。さらに、石炭分散系は任
意に僅かに変形した慣用技法を用いて燃焼するの
に適するようにレオロジー的特性を有すべきであ
りかつ高いポンプ操作性を持つべきである。
石炭−水分散系を安定化する先行する提案の中
に、ソ連邦の刊行物Khim、Pereab.Topl.1975、
30(2)、19〜29頁、に記載され、かつChemical
Abstracts87：55532bに要約された提案がある。
この場合にはポリカルボキシル酸の塩およびポリ
ホスフエートその他が安定剤として用いられてい
る。最適の混合物の粘度は石炭含分57〜63％にお
ける約5Pであり、従つてこの分散系は需要に対
し満足でない。さらに、沈澱の安定性は不十分で
ある。
に、ソ連邦の刊行物Khim、Pereab.Topl.1975、
30(2)、19〜29頁、に記載され、かつChemical
Abstracts87：55532bに要約された提案がある。
この場合にはポリカルボキシル酸の塩およびポリ
ホスフエートその他が安定剤として用いられてい
る。最適の混合物の粘度は石炭含分57〜63％にお
ける約5Pであり、従つてこの分散系は需要に対
し満足でない。さらに、沈澱の安定性は不十分で
ある。
スウエーデン国出願公開第7805632−２号公報
に、沈澱に対する安定化作用が慣用の高分子電解
質とりわけポリホスフエートで（上記ソ連邦刊行
物に記載されたものと同じ原理に従つて）達成さ
れる石炭−水分散系が開示されている。この場合
も沈澱に対する安定性が十分ではない。
に、沈澱に対する安定化作用が慣用の高分子電解
質とりわけポリホスフエートで（上記ソ連邦刊行
物に記載されたものと同じ原理に従つて）達成さ
れる石炭−水分散系が開示されている。この場合
も沈澱に対する安定性が十分ではない。
米国特許第4242098号明細書はいくつかの水溶
性ポリマー（ポリエチレンオキシド、ポリアクリ
ルアミド、など）の添加で安定化を達成する石炭
−水分散系を記載している。この分散系は前述の
分散系よりも改良されている。
性ポリマー（ポリエチレンオキシド、ポリアクリ
ルアミド、など）の添加で安定化を達成する石炭
−水分散系を記載している。この分散系は前述の
分散系よりも改良されている。
分散系の安定性の理論は、最近、かなり洗練さ
れた。その理論はより濃厚な系を含むように発展
したが、とりわけ新しいタイプの相互作用が検証
された。表面活性剤および高分子電解質による静
電気的安定化やポリマーによる立体的安定化のよ
うな従来から既知の作用の他に、更に中心の作
用、所謂水和力がある。この水和力は最近検証さ
れ、理論的にも説明された。この水和力が任意に
他のタイプの相互作用と共に上記のタイプの長期
間安定石炭−水分散系を提供する本発明の主たる
基礎を成す。この石炭−水分散系は入手可能な技
術を任意に僅かに変形して使用して直接燃焼され
るのに良く適している。本発明に依れば、この分
散系は請求の範囲第１項の特徴を有する。
れた。その理論はより濃厚な系を含むように発展
したが、とりわけ新しいタイプの相互作用が検証
された。表面活性剤および高分子電解質による静
電気的安定化やポリマーによる立体的安定化のよ
うな従来から既知の作用の他に、更に中心の作
用、所謂水和力がある。この水和力は最近検証さ
れ、理論的にも説明された。この水和力が任意に
他のタイプの相互作用と共に上記のタイプの長期
間安定石炭−水分散系を提供する本発明の主たる
基礎を成す。この石炭−水分散系は入手可能な技
術を任意に僅かに変形して使用して直接燃焼され
るのに良く適している。本発明に依れば、この分
散系は請求の範囲第１項の特徴を有する。
この分散系は、大きく低減した摩擦力でポンプ
操作され、パイプライン中を輸送することを許容
するレオロジー的特性を有し、又とりわけ、凝集
ならびに沈澱に対するかなり改良された安定性を
有する。
操作され、パイプライン中を輸送することを許容
するレオロジー的特性を有し、又とりわけ、凝集
ならびに沈澱に対するかなり改良された安定性を
有する。
当然熱力学的に不安定である石炭−水分散系が
安定化されている場合には、沈澱および凝集の速
度は粒子の吸引に対抗して作用するバリヤーの創
出によつて低下される。この反発作用は３つの主
要原理：静電気的安定性、立体的安定化、そして
水和力による安定化、によつて達成される。安定
化は粒子のエネルギーを変え、そして／または粒
子の吸引を防止するバリヤーを創出する。これら
の原理に基づくと、高含有量の石炭粒子を少量の
有機添加物の添加によつて水溶液中に安定化する
ことが可能である。
安定化されている場合には、沈澱および凝集の速
度は粒子の吸引に対抗して作用するバリヤーの創
出によつて低下される。この反発作用は３つの主
要原理：静電気的安定性、立体的安定化、そして
水和力による安定化、によつて達成される。安定
化は粒子のエネルギーを変え、そして／または粒
子の吸引を防止するバリヤーを創出する。これら
の原理に基づくと、高含有量の石炭粒子を少量の
有機添加物の添加によつて水溶液中に安定化する
ことが可能である。
新しいコロイド系を創出するためには、粒子間
の吸引力を最小化し、凝集および続いて起きる沈
澱に対して反発するバリヤーを発達させるような
特性を系に付与する必要がある。親水性ポリマー
によるある種の形の立体的安定化は石炭−水分散
系の長期間安定性に好ましい条件を与える。
の吸引力を最小化し、凝集および続いて起きる沈
澱に対して反発するバリヤーを発達させるような
特性を系に付与する必要がある。親水性ポリマー
によるある種の形の立体的安定化は石炭−水分散
系の長期間安定性に好ましい条件を与える。
イオン性表面活性剤の系におけるラメラ液晶相
の研究からそれらの相が膨潤し、大量の水を取り
込み得ることがわかつた。これは表面活性剤の近
隣する層の間の水の層における反発によつて説明
され、又静電気的二重層の力に関係しよう。ホス
ホリピド（リン脂質）レシチンのような双性イオ
ン物質では膨潤は著しくはないがしかし非常に明
瞭である。これは純粋な電荷が存在しない場合で
もかなりの反発が存在することを示す。この反発
力即ち所謂水和力は２〜３Åの偏差を持つて距離
と共にほぼ指数関数的に変化する。この力は一般
的な性質のものであり、アルキル鎖の長さとかア
ルキル鎖の物理的状態（液体とか固体）とかによ
つて変化せず、多量荷電の（quantity charged）
表面活性剤を系に含めた場合にも存在する。水和
力は相互に数オングストローム離れた表面の間に
働く力を直接に測定することによつても検証され
た。水和力の理論モデルが最近考案され、それに
よつて、水和力を有効誘電定数が変化している界
面における所謂ミラーチヤージの存在に結びつけ
ることが可能になつた。双性イオン基によるそう
したミラーチヤージはミクロおよびマクロの不均
質系に共通である。これは本発明において低誘電
性物質の懸濁液に所望の特性を付与するために利
用される。そのとき、レシチンのような双性イオ
ン表面活性剤を固体粒子の表面に吸着し得る。す
ると、粒子間の強い反発力が近距離に存在する。
従つてこの原理は濃厚な分散系にとつて特別に有
用である。
の研究からそれらの相が膨潤し、大量の水を取り
込み得ることがわかつた。これは表面活性剤の近
隣する層の間の水の層における反発によつて説明
され、又静電気的二重層の力に関係しよう。ホス
ホリピド（リン脂質）レシチンのような双性イオ
ン物質では膨潤は著しくはないがしかし非常に明
瞭である。これは純粋な電荷が存在しない場合で
もかなりの反発が存在することを示す。この反発
力即ち所謂水和力は２〜３Åの偏差を持つて距離
と共にほぼ指数関数的に変化する。この力は一般
的な性質のものであり、アルキル鎖の長さとかア
ルキル鎖の物理的状態（液体とか固体）とかによ
つて変化せず、多量荷電の（quantity charged）
表面活性剤を系に含めた場合にも存在する。水和
力は相互に数オングストローム離れた表面の間に
働く力を直接に測定することによつても検証され
た。水和力の理論モデルが最近考案され、それに
よつて、水和力を有効誘電定数が変化している界
面における所謂ミラーチヤージの存在に結びつけ
ることが可能になつた。双性イオン基によるそう
したミラーチヤージはミクロおよびマクロの不均
質系に共通である。これは本発明において低誘電
性物質の懸濁液に所望の特性を付与するために利
用される。そのとき、レシチンのような双性イオ
ン表面活性剤を固体粒子の表面に吸着し得る。す
ると、粒子間の強い反発力が近距離に存在する。
従つてこの原理は濃厚な分散系にとつて特別に有
用である。
以下例を参照して本発明を更に詳細に説明す
る。
る。
例
１ レシチンまたはアルキルベタインのようなミ
セル非形成双性イオン表面活性剤（従つて、こ
れは比較的水に溶解しにくい）を最初に有機溶
剤に溶解する。溶剤は例えばオクタノール、ヘ
キサデカンまたはメタノールからなり得、適当
な仕方で回収し得、あるいは僅かに分散剤を含
み得る。
セル非形成双性イオン表面活性剤（従つて、こ
れは比較的水に溶解しにくい）を最初に有機溶
剤に溶解する。溶剤は例えばオクタノール、ヘ
キサデカンまたはメタノールからなり得、適当
な仕方で回収し得、あるいは僅かに分散剤を含
み得る。
２ 微粉砕石炭および水の分散系に、調製した表
面活性剤を添加する。石炭粉末の適当な大きさ
は広い粒径分布を持つて（多分散石炭粉末）１
〜200μｍである。粒径および粒径分布は所望
な安定性に応じ選択できる。粒径が小さいほ
ど、安定性は大きいが石炭を超マイクロメート
ルの粒径に粉砕することは高価である。粒子濃
度は広い範囲で変わり得る。経済および技術的
側面を考えると粒子濃度は場合に応じて最適な
ものにすべきである。乾燥物質含有量65〜75重
量％の石炭−水分散系は（例えばパイプライン
で輸送するために）良好なレオロジ−的特性を
有しているので特に有益である。最大の石炭含
有量（70〜80重量％）を達成するためには粒径
分布を特に考慮に入れなければならない。普通
の場合には、これは、異なる粒径の粒子を充填
するときに最も自由空間が少なくなるようにす
る単純な幾何学的計算に基づいて為し得る。
面活性剤を添加する。石炭粉末の適当な大きさ
は広い粒径分布を持つて（多分散石炭粉末）１
〜200μｍである。粒径および粒径分布は所望
な安定性に応じ選択できる。粒径が小さいほ
ど、安定性は大きいが石炭を超マイクロメート
ルの粒径に粉砕することは高価である。粒子濃
度は広い範囲で変わり得る。経済および技術的
側面を考えると粒子濃度は場合に応じて最適な
ものにすべきである。乾燥物質含有量65〜75重
量％の石炭−水分散系は（例えばパイプライン
で輸送するために）良好なレオロジ−的特性を
有しているので特に有益である。最大の石炭含
有量（70〜80重量％）を達成するためには粒径
分布を特に考慮に入れなければならない。普通
の場合には、これは、異なる粒径の粒子を充填
するときに最も自由空間が少なくなるようにす
る単純な幾何学的計算に基づいて為し得る。
吸着工程の後、ある種の形の立体バリヤーを与
えるために、又粒子間の摩擦を低減するために、
２種またはそれ以上の親水性陰イオンおよび非イ
オンポリマーを分散系に添加する。それは例えば
ポリエーテル、ポリサツカリド、ポリアルコー
ル、ポリアクリラートの中から選択することがで
きる。本発明に依リ特に適しているのはポリエチ
レンオキシド、ポリエチレンオキシド−ポリプロ
ピレンオキシドタイプの共重合体、カルボキシメ
チルセルロース、キサンタンガムがある。全重量
基準の重量％でポリマー濃度は0.1〜５％であり
得るが経済的には約0.5％が最適である。
えるために、又粒子間の摩擦を低減するために、
２種またはそれ以上の親水性陰イオンおよび非イ
オンポリマーを分散系に添加する。それは例えば
ポリエーテル、ポリサツカリド、ポリアルコー
ル、ポリアクリラートの中から選択することがで
きる。本発明に依リ特に適しているのはポリエチ
レンオキシド、ポリエチレンオキシド−ポリプロ
ピレンオキシドタイプの共重合体、カルボキシメ
チルセルロース、キサンタンガムがある。全重量
基準の重量％でポリマー濃度は0.1〜５％であり
得るが経済的には約0.5％が最適である。
分散系を油の非汚染代替物としてより魅力的な
ものにするためにある種のアルカル塩またはアル
カリ土類金属の塩を分散液に添加し得る。塩は水
酸化カルシウムまたはドロマイト粉末であること
が好適である。塩は燃料の酸化で発生する酸性ガ
ス成分を中和し、粒子分離機（particle
percipitator）で回収できる。
ものにするためにある種のアルカル塩またはアル
カリ土類金属の塩を分散液に添加し得る。塩は水
酸化カルシウムまたはドロマイト粉末であること
が好適である。塩は燃料の酸化で発生する酸性ガ
ス成分を中和し、粒子分離機（particle
percipitator）で回収できる。
水が分散系から蒸発するのを防止するためにそ
の界面に単分子膜を形成する助剤を分散系に添加
し得る。そのような助剤にはセチルアルコールや
ヘキサデカノールがある。
の界面に単分子膜を形成する助剤を分散系に添加
し得る。そのような助剤にはセチルアルコールや
ヘキサデカノールがある。
本発明は水溶液中の石炭粒子を安定化する従来
技術よりも実質的に有利である。ポンプ操作的に
好適なレオロジー的特性と結び付いた優れた沈澱
安定性のために、得られる分散系は例えば化学工
業で使用するためあるいは直接エネルギー生成の
ために導管またはパイプラインで適当な仕方にて
輸送するのによく適している。
技術よりも実質的に有利である。ポンプ操作的に
好適なレオロジー的特性と結び付いた優れた沈澱
安定性のために、得られる分散系は例えば化学工
業で使用するためあるいは直接エネルギー生成の
ために導管またはパイプラインで適当な仕方にて
輸送するのによく適している。
重油用に設計したボイラーにおける燃焼試験は
分散系が重油を全部または一部分置き換えるのに
非常に適していることを示した。
分散系が重油を全部または一部分置き換えるのに
非常に適していることを示した。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8104645-0 | 1981-08-03 | ||
| PCT/GB1982/000107 WO1982003417A1 (en) | 1981-04-08 | 1982-04-08 | Improvements in and relating to the lining of sewers,pipes,or the like |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59501163A JPS59501163A (ja) | 1984-07-05 |
| JPH0248036B2 true JPH0248036B2 (ja) | 1990-10-23 |
Family
ID=10527428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57501290A Granted JPS59501163A (ja) | 1981-08-03 | 1982-04-05 | 微粉炭水分散系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59501163A (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT370763B (de) * | 1977-05-31 | 1983-05-10 | Scaniainventor Ab | Kohlensuspension, enthaltend pulverisierte kohle, wasser und dispergierungsmittel, sowie verfahren zur herstellung derselben |
| US4242098A (en) * | 1978-07-03 | 1980-12-30 | Union Carbide Corporation | Transport of aqueous coal slurries |
| JPS5643394A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-22 | Lion Corp | Dispersant for mixed fuel |
| JPS5657887A (en) * | 1979-10-17 | 1981-05-20 | Lion Corp | Dispersing agent for mixed fuel |
| JPS5657888A (en) * | 1979-10-17 | 1981-05-20 | Lion Corp | Dispersing agent for mixed fuel |
-
1982
- 1982-04-05 JP JP57501290A patent/JPS59501163A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59501163A (ja) | 1984-07-05 |
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