JPH0288695A

JPH0288695A - 石炭の取扱管理方法

Info

Publication number: JPH0288695A
Application number: JP23977288A
Authority: JP
Inventors: Masao Suzuki; 鈴木　眞夫; Kenichi Akune; 阿久根　顕一; Tadayoshi Watanabe; 渡辺　直敬
Original assignee: Mitsui Cyanamid Ltd
Current assignee: Mitsui Cyanamid Ltd
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1990-03-28
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JP2593697B2

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】

本発明は石炭の取扱管理方法に関し、特に石炭の酸化に
よる自然発火の防止、石炭粉の飛散防止、トラック・ブ
ルドーザ等機械類を用いる石炭堆積体の転圧作業の効率
化等の石炭の取扱管理方法に関する。

【従来の技術】

従来、石炭火力発電所、製鉄所、コークス工場、その他
の石炭を使用しあるいは貯蔵を計る工場、コールセンタ
ー等においては、数千トンから数十万トンに及ぶ石炭を
屋内ないし露天に堆積し、またそれを所要箇所へ運搬す
るなどの作業が行われる。ここで石炭としては、いわゆる無煙炭、瀝青炭、褐炭、
亜炭等が例示される。石炭は空気に接すると、酸素による酸化作用をうける（
比較的穏やかな酸化反応を「風化」ないし１分解」と呼
ぶことがある）。そして、外気温が高い場合、風を受け
た場合等においては、化学反応としての空気酸化が増進
される。また、その保存が長期にわたる場合は、石炭構
成成分の酸化が更に進み、それに伴う発熱が蓄積される
と当該石炭が自然発火するに到る。強風時には、石炭堆積物に含まれる粉末体が飛散し、あ
るいは雨水により流し出され、周囲環境を害するという
問題が発生する。このように石炭を取り扱う際に発生する諸問題を、最小
限度にとどめるために、以下に述べるような方法が提案
されている。すなわち、（１）　石炭の堆積体に撒水する。（２）　石炭の堆積体をトラック、ブルドーザ等で踏み
固め、転圧する。（３）　石炭の堆積体を天幕又はシートで覆う。（４）　石炭の堆積体を高分子樹脂エマルジョン又はラ
テックス等の被膜やセメント被膜で覆う。（５）　石炭の堆積体に、不活性ガスを供給する。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、上記提案の（１）の方法は、乾燥による
水の逸水が起こるために石炭の堆積体に撒水を続けなけ
ればならず、特に風が強く吹く日には石炭粉の飛散を防
止するため使用水量を多くする必要がある。さらに風の
大小や風向きの変化に対応させるためには、散水設備が
複雑となり、また散水方法にさまざまな調節を必要とす
る。その結果当該石炭の水分付着量が過度に高くなるという
問題を起こす。また石炭の堆積体から余剰の撤布水が石
炭粉末ないし可溶性成分を伴って流れ出ることが避けら
れず、この黒褐色を帯びた流出水の処理のために、余分
な設備と手間や費用を要することになる。次に上記（２）の方法は、石炭の堆積体全面ににわたり
、堆積層が例えば０．５メータないし１メータの高さ　
（厚み）に積み上げられる毎に、トラック又はブルドー
ザ−で踏み固めて転圧を行うものであるが、気密性を十
分に保つまでに踏み固めるのは容易でない。長期にわた
る貯炭保存を安全に確保するためには十分な転圧充填性
を与えて、外気が石炭の堆積体に浸透しないように遮断
性を高める必要があり、特に塊状の石炭の場合は、長い
延べ作業時間を要し、多大の労力と費用を必要とする。この場合、傾斜した側面部分の転圧は、上面に比べて困
難であり、空気の遮断性が低いものとなる。そのため、
この斜面部分は風の吹きつけをまともに受けると、空気
酸化がより進行し、自然発火が起き易くなる。石炭堆積体内の温度が６０〜８０℃はどに上昇し、自然
発火の危険性が予知された場合には、放熱を計り自然発
火を阻止するため、積み替えが必要となる。この積み替
えは、転圧した堆積物を崩して運び出し、それを薄く拡
げるか、あるいはもう−度積み直すと言う二重の作業で
あるので、手間のかかる困難な仕事となる。このように
トラック、ローラ、ブルドーザ−等の機械類による転圧
法も必ずしも十分な対策とは言い難い。さらに上記の（３）の対策は、天幕ないしシートの材料
費や被覆に要する労力の点で、さらに突風を受けた場合
の対策等も必要であり、コストも莫大なものとなる。拳
法では、石炭粉末の飛散を阻止し、風の吹き込みを防ぐ
ことは出来ても、石炭と空気の接触を制限する効果は小
さい。この観点から、該方法は石炭量が比較的小さい渇きには
簡便な方法であるが、大量の石炭を貯蔵する場合には経
済的でかつ合理的な方策であるとは言えない。上記（４）の方法は、石炭堆積体に、酢酸ビニル系・ア
クリル系・合成ゴム系ラテックス／エマルジョンないし
ポリオレフィン系レジン等の固体皮膜を形成する方法で
あり、雨水や風による流失ないし飛散を防止する上で効
果がみられるが、材料費を多く要する。そして形成され
た該被膜が薄いプラスチック質の固体膜であるため、石
炭層の変形あるいは気温の変化や風雨などにより、該被
膜の破壊や亀裂が発生し易く、その結果、そこから空気
や雨水が進入し、外気の遮断性が損なわれるという難点
がある。さらにセメントのような無機材料を使用する場合は、こ
の含有セメントが石炭の品質を損ない後工程の石炭使用
時において悪影響を与えるため、汎用的には採用され難
い。そして、上記（５）の方法では、供給される不活性ガス
又はそれが混音された雰囲気の気体の漏洩を防止するこ
とが必要である。特に大量の石炭を貯蔵ないし運搬する
場合、しかもそれが長期にわたる場合には、この漏洩を
阻止する対策とともに、絶えず必要量の不活性ガスの供
給を継続する必要があり、経済的な観点からも実用化が
困難である。

【問題点を解決するための手段】

本発明者らは上記各問題点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、ここに上記各問題点を一挙に解決する石炭の取
扱管理法を開発した。すなわち、本発明は、多数個の石炭に被覆処理剤を付着
せしめて石炭の取扱管理を行う方法において、被覆処理
剤として油中水型水膨潤性重合体のエマルジョン又はそ
の水分散物を用いることを特徴とする石炭の取扱管理方
法である。本発明方法の被覆処理剤の働きによって、（１）石炭の
酸化を抑制して自然発火を防止し、（２）石炭粉の飛散
を抑制し、（３）トラック、ブルドーザ−等類を用いる
転圧効果を向上させる等、石炭の取扱管理すなわち堆積
、運搬等を安全かつ円滑に行うことができる。

【作用】

本発明の被覆処理剤として使用される油中水型水膨潤性
重合体のエマルジョンあるいはその水分散物は、チキソ
トロピーなる構造粘性を有する。そのため、流れ易くかつ逸失し難いという特性を示し、
石炭に対する被覆性や充填性が良好である。こうして石炭と外気との接触を妨げ、また石炭塊粒子相
互の隙間に空気が浸透しあるいは通り抜けることを阻止
する。この「空気遮断作用」というべき効果によって、
当該石炭が空気中の酸素と接触することによって起こる
化学反応、すなわち酸化・風化・発熱ならびに自然発火
等が抑制、ないしは防止される。さらに、この被覆処理剤は粘りけのあるゲル様物に似た
状態のものであるため、保水性を有する被膜となり、風
による石炭粉の飛散を防止する。石炭ないし石炭堆積体の内外に存在する、この被覆処理
剤は、単なる撒水の水膜と比べると、石炭粉の飛散を防
止する能力が大きく、環境汚染を回避する上でも優れて
いる。本発明の被覆処理剤は当該重合体エマルジョン中の球状
粒子による一種のベアリング効果によって、石炭塊粒子
相互の摩擦抵抗を小さくし、潤滑性を与える。したがっ
て、トラック、ブルドーザ−等による転圧作業がやり易
くなり、その作業効率が向上する。本被覆処理剤を使用
すると、これを使用しない場合又は水のみの使用の場合
に比べ、転圧作業度合が少なく済む。本被覆処理剤を使
用しなから転圧作業を実施することによって、被覆処理
剤による「空気遮断作用Ｊに、転圧作業効率の向上が上
乗せされ、その結果、石炭の酸化がより完全に防止され
る。このような転圧作業の効率向上に与える作用は、本発明
の被覆処理剤に含まれる油中水型水膨潤性重合体のエマ
ルジョン中の粒子が、水分子と遭遇すると吸水反応を起
こし、数百倍以上の体積の大きさにまで膨潤して、微小
な球状のヒドロゲルの集合体を形成し、これが一種のベ
アリング効果を発揮して、石炭塊粒子相互間の摩擦抵抗
を小さくし、かつ潤滑性を与えるためと考えられる。（具体的構成）本発明においては、被膜処理剤として油中水型水膨潤性
重合体のエマルジョンないしはその水分散物を使用する
ものであるが、好ましくは本発明者らが先に開発し、特
開昭６３−９０５１０号公報、特開昭６３−９０５３７
号公報において提案した油中水型水膨潤性重合体のエマ
ルジョンないしその水分散物を使用する。油中水型膨潤性重合体のエマルジョンとしては、水溶性
のアニオン性ビニル単量体、カチオン性ビニル単量体、
又はノニオン性ビニル単量体のうちの１種又は２種以上
と架橋性単量体との水溶液を疎水性界面活性剤で有機分
散媒中に分散して重合反応して得られたエマルジョン又
はこのエマルジョンに親水性面活性剤を含有させたもの
である。なお、このようなエマルジョンから水や有機分散媒を脱
液除去したものを用いても同様の効果がある。上記において、水溶性ビニル単量体としては、（１）ア
ニオン性ビニル単量体、（２）カチオン性ビニル単量体
又は（３）ノニオン性ビニル単量体を用いる。アニオン性ビニル単量体としては、（メタ）アクリル酸
、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸
、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、イタコン酸
、マレイン酸、フマール酸、アリールスルホン酸等が挙
げられる。カチオン性ビニル単量体としては、■ジメチルアミンエ
チル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メ
タ）アクリレートなどのようなジアルキルアミノアルキ
ル（メタ）アクリレートの中和塩又は４級化物、■ジメ
チルアミンメチル（メタ）アクリルアミド及びジメチル
アミンプロピル（メタ）アクリルアミドなどのようなジ
アルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド等が挙
げられる。ノニオン性ビニル単量体としては、（メタ）アクリルア
ミド、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、
ビニルピロリドンなどが挙げられる。架橋性単量体としては、前記水溶性ビニル単量体と共重
合可能なものであって例えば、Ｎ、Ｎ”メチレンビス（
メタ）アクリルアミド、ジビニルベンゼン、（メタ）ア
クリル酸ビニルなどのジビニル化合物、メチロール（メ
タ）アクリルアミドなどのビニル系メチロール化合物、
アクロレインなどのビニルアルデヒド化合物又はメチル
アクリルアミドグリコレートメチルエーテルなどが挙げ
られる。上記のごとく水溶性ビニル単量体と架橋性単量体との水
溶液を疎水性界面活性剤と有機分散媒中に分散して重合
反応して得られたエマルジョンは、通常、重合体粒子２
５〜７５重量％、有機分散媒２０〜７５重量％、疎水性
界面活性剤（好ましくは親水・疎水バランスＨＬ　Ｂ　
３〜６のもの）０゜５〜５重量％、親水性界面活性剤（
好ましくはＨＬＢＩＯ以上のもの）０〜５重量％からな
るものである。このようにして作製されたエマルジョン
の重合体粒子の平均粒子径は通常、十分の１０ミリメー
タ以下であり、一般に十分の２ないし６ミリメータを示
す。このエマルジョンを水分散物として使用する渇き、水に
対する分散濃度の一例としては、０．０１ないし５重量
％、好ましくは０．５ないし２重量％程度であるが、こ
の濃度は当該エマルジョンの有効濃度及び使用される分
散媒としての水の性質（ｐＨ値、含有塩類等の種類、量
など）によっても変更される。なお、当該エマルジョンはそのままでも、被覆処理剤と
して使用可能であり、遠心脱液あるいは水分蒸発などの
無水化処理によって得られる疎水性分散媒中に分散した
水膨潤性重合体エマルジョンでも使用可能である。次に、上記のようにして作製されたエマルジョンあるい
はその水分散物を、被覆処理剤として石炭ないし石炭堆
積体に付着させる。この付着方法としては、ディッピン
グ、スプレィコート、流し込み、等が挙げられ、付着部
分は石炭表面（多孔質面や亀裂面を含む）ないし石炭塊
粒子相互の隙間の一部あるいは全部である。また、該被
覆処理剤は単独で、あるいは被覆処理剤と水とを交互に
付着させてもよい。該被覆処理剤は直接的に使用せず、担体としてのシート
状ないし幕状物に被覆処理剤を保持さぜな後、目的対象
に付着させることもできる。さらには、例えば、石炭とともにベルトコンベヤ上に又
はその放出口から供給するなど、移送中の石炭に供給し
てもよい。あるいは予め被覆処理剤を堆積場所に存在さ
せ、そこに石炭を運び込んでもよい。さらに、堆積後に
浸透あるいは圧入等の方法によって、付着させてもよい
。本発明の被覆処理剤としての、油中水型膨潤性重合体の
エマルジョンは、そのままでも流動粘度が比較的低いの
で通常の搬送ポンプ設備類で取り扱うことができる。分
散液とする場合は、調整タンクに予め所定量の分散媒を
入れておき、好ましくは撹拌しながら、目的の被覆処理
剤液濃度になるように、計算量のエマルジョンを添加し
て混合する。あるいは流れている分散媒の中に、スタチ
ックミキサー等の比較的単純な分散混合装置を通して、
所定流量の被覆処理剤を添加することでもよい。この場
合、両者の流量を別々にコントロールして、容易に液濃
度を調整することができる。該エマルジョンは分散媒の一つである水に対しても「マ
マコ」を作ることはなく、しかも短時間で十分に分散す
るので、調整タンクを用いる場合でもスタチックミキサ
ー等の場合と同じく、連続的調整も可能である。このようにして調製された被覆処理剤液は、チキソトロ
ピックなものであるため、単純でコンパクトな搬送設備
によって容易に取り扱うことが可能であり、特別な装置
や設備を必要としない。このように、本発明の被覆処理剤を使用する場合、準備
及び使用にあたって、設備、時間、労力や経費が少ない
と言う長所がある。本発明の被覆処理剤の作用面から見た特徴は次の様であ
ると考えられる。すなわち油中水型水膨潤性重合体のエ
マルジョン中の粒子は水分子と遭遇すると、吸水反応を
起こし、極めて短時間のうちに数百倍以上の体積に膨潤
する。この被覆処理剤液は吸水膨潤した重合体粒子と分
散媒（例えば水）からなる分散混合液様となっており、
特有な構造粘性を示し、チキソトロピー的挙動を示す。すなわち流動している時は、液体ゾルの状態となって比
較的低い粘度の液体として振舞い、この被覆処理剤液は
石炭の表面を覆って流れ、あるいは石炭塊粒子相互のす
きまに入り込む。ところが流れが止まると、チキントロ
ピー的性質のために、直ちに固体ゾルの状態に進み、液
粘性は急激に高くなり、該被覆処理剤液は石炭の表面を
固定的に覆ったまま、又は石炭塊粒子相互の隙間に固定
的に留まったままとなる。被覆処理剤層は、粘稠性を帯びたゲル様物に似た微粒子
分散体となるので、乾燥しにくく、そして、含水した柔
軟性のある状態で存在するため、石炭堆積体の変形や風
雨、積雪などの外力の影響を受は難いという点で、従来
の酢酸ビニル系その他のプラスチック質固体膜に比較し
てはるかに優れている。このように本発明の被覆処理剤は、石炭の表面ないしそ
の塊粒子間に存在し、外気の接触、外気の浸透・通り抜
けを妨げる。該被覆処理剤はこの「空気遮断作用」によ
って、石炭の酸化と酸化に起因する風化・分解そして発
熱及び自然発火等を阻止する。同時に、該被覆処理剤は
被覆層状となって存在するため、石炭粉の飛散を防止す
る。また、トラック・ブルドーザ−又はローラー等の機械類
を用いて転圧作業を行う場合、被覆処理剤に含まれる油
中水型水膨潤性重合体の粒子は、吸水して数百倍以上の
体積に膨潤し、この微小な球状のしドロゲルの集合体が
一種のベアリング効果を発揮するため、石炭塊粒子相互
の摩擦抵抗を小さくするように働く。従来法の撒水によって転圧効率を高める方法は、石炭の
含有水分を過度に高くする恐れがあるため、満足できな
いものであった。これに比べると、本発明の被覆処理剤
は前述のとおり構造的に潤滑性を与える点で、本質的に
優れた作用を示すことは明らかである。

【実施例】

次に、本発明に係る油中水型水膨潤性重合体のエマルジ
ョンの製造及び該エマルジョン被覆処理剤を石炭に適用
した実施例について詳細に説明する。実施例Ａまず本発明に係る油中水型水膨潤性重合体の工マルジョ
ンの合成法の数例について説明する。第１例：架橋性単量体としてのＮ−Ｎ’−メチレンビスアクリル
アミド０．１５重量部及び水溶性ビニル単量体としての
１００モル％アンモニア中和アクリル酸５４％水溶液６
８３重量部と有機分散媒２４０重量部にＨＬＢ＝４．３
のソルビタンモノオレエート１８重量部を加え、ホモジ
ナイザーで乳化した。乳化後４つ口のフラスコに移し、撹拌しながら窒素ガス
パージして脱気した。続いて窒素ガスパージしながら重
合触媒を滴加し、温度６０℃で重合させた。重合終了後、ＨＬＢ＝１２．１のポリオキシエチレンラ
ウリルエーテル２７重量部を加え撹拌しな。得られたエマルジョンの粘度は３３０センチポアズ／２
５℃（Ｂ型粘度計、Ｎｏ、２　　ロータ、１分間当たり
１２回転の条件で測定）、平均粒子径は十分の３．８ミ
リメータであった。第２例：架橋性単量体としてのＮ−Ｎメチルビスアクリルアミド
０．０９重量部、水溶液ビニル単量体としてのジメチル
アミノエチルメタアクリレートの塩化メチル４級化物５
１％水溶液６１９重量部、その他有機分散媒を２２４重
量部、ＨＬＢ４．３の疎水性界面活性剤１４重量部、Ｈ
ＬＢ１２．１の親水性界面活性剤２５重量部を用いて、
第１例と同様の操作によってエマルジョンを作成した。得られたエマルジョンの粘度は５３０センチポアズ／２
５℃、（Ｂ型粘度計、Ｎ０１２０−夕、１分間当たり１
２回転の条件で測定）、平均粒子径は十分の５．１ミリ
メータであった。第３例：前記合成例（第１例）のエマルジョン１容量部と水１０
０容量部を用いて、それぞれを撹拌混合して分散液を作
成した。得られた分散液は乳白色を帯びた粘度５６００
センチポアズ／２５℃（Ｂ型粘度計Ｎｏ、４．１分間当
たり３０回転の条件で測定）を示す粘りけのある液状物
であった。第４例前記合成例（第２例）のエマルジョン１容量部と水１０
０容量部を用いて、それぞれを撹拌混合して分散液を作
成した。得られた分散液は、乳白色を帯びた粘度２５０
０センチポアズ／２５℃（Ｂ型粘度計、Ｎｏ、４０−夕
、１分間当たり３０回転の条件で測定）を示す粘りけの
ある液状物であった。実施例Ｂ次に前記合成例により作製された被覆処理剤を石炭に適
用した例について説明する。試験用の堆積体として、高さ２メータ、頂面２メータ平
方、接地底面９メータ平方、平坦面とみなした外観表面
積９３平方メータ、（石炭の堆積体の４つの斜面ならび
に頂面は、石炭塊粒子の集合であるので、微細な凹凸が
存在するが、これを考慮しないものとする）、石、炭量
６０トンで構成される正方台形の堆積体を作って、実施
例Ｎｏ。１〜Ｎｏ、３、比較例Ｎｏ、１〜Ｎｏ、２について第１
表記載の条件でテストを実施した。第　　１　　表その結果、実施例Ｎｏ、１〜Ｎｏ、３と比較例Ｎ０９１
〜ＮＯ１２における石炭堆積体内部の温度変化と堆積経
過日数との関係は、第１図に示すとおりであった。ここで堆積体の内部温度は、頂面の中心と底面の中心を
結ぶ線上、高さ１メータの地点で測定したものである。第１図によれば、実施例Ｎｏ、１〜Ｎ０１３の場合は４
５日後の堆積体内部の温度が３５℃以下であって自然発
火の恐れがないのに対して、比較例１の場合は４５日後
の堆積体内部の温度は４５℃とかなりの温度上昇がみら
れ、自然発火の危険予告温度に近すいたことが判る。また、直径０，６メータ、長さ０．９メータ、重量約５
００キログラムのローラーを使用して、本発明の被覆処
理剤の転圧効率向上に与える効果について調べたところ
、実施例Ｎ０１１のものを転圧した場合は、転圧しなか
った実施例Ｎ０１３に比べ、堆積体の高さが約２２％減
少した。一方、転圧した比較例Ｎｏ、２の場合は、その
高さの減少が比較例Ｎｏ、１の約１９％であった。。このことから、転圧効果は、相対値的１６％（（（２２
−１９）　８１９）　Ｘ１００＝１５．７％）の向上が
認められ、転圧効率がかなり向上したことが判る。

【発明の効果】以上のごとく本発明によれば、石炭の酸化による自然発
火を防止できる。また、石炭粉の飛散が阻止されるため
、周囲環境の汚染が回避される。さらに、トラック、ブルドーザ等機械類を用いる石炭堆
積体の転圧作業の効率化がもたらされる。よって、本発明は効果的な石炭の取扱管理を達成し得る
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、石炭の試験堆積体内部の温度変化と、堆積体
経過日数との関係を示すグラフ図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多数個の石炭に被覆処理剤を付着せしめて石炭の
取扱管理を行う方法において、被覆処理剤として油中水
型水膨潤性重合体のエマルジョン又はその水分散物を用
いることを特徴とする石炭の取扱管理方法。
（２）油中水型水膨潤性重合体のエマルジョンが、水溶
性のアニオン性ビニル単量体、カチオン性ビニル単量体
又はノニオン性ビニル単量体のうちの１種又は２種以上
と架橋性単量体との水溶液を疎水性界面活性剤で有機分
散媒中に分散して重合反応して得られたエマルジョンで
あることを特徴とする請求項１に記載の石炭の取扱管理
方法。
（３）親水性界面活性剤を前記エマルジョン又はその分
散媒に存在させたことを特徴とする請求項１又は２に記
載の石炭の取扱管理方法。
（４）石炭の取扱管理が、石炭の自然発火の防止である
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
石炭の取扱管理方法。
（５）石炭の取扱管理が、石炭粉の飛散の防止であるこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の石
炭の取扱管理方法。
（６）石炭の取扱管理が、トラック、ブルドーザ等の機
械類を用いる石炭堆積物の転圧作業の効率化であること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の石炭
の取扱管理方法。