JPH0337595B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は水性石炭懸濁液に係わる。さらに詳述
すれば、本発明は、石炭の輸送を容易にするため
に利用され、あるいは燃料として直接使用される
非常に高い濃度の水性石炭懸濁液に係わる。 公知の技術によれば、この水性石炭懸濁液を調
製する各種の方法が提案されている。 米国特許第3762887号には、粒子サイズが４な
いし325メツシユ（Tyler標準ふるい）である石
炭粒子の懸濁液が開示されており、この懸濁液で
は石炭濃度は最大69容量％に達する。この米国特
許の懸濁液では、石炭粒子の大部分は４ないし28
メツシユ（Tyler標準ふるい）の粒子サイズを有
し、これは４mm以上のサイズに相当することを意
味する。 上記米国特許の懸濁液は、実質的に２つの欠点
を有している。すなわち、１つは石炭粒子の多く
がかなり大きいサイズを有していることであり、
他は比較的石炭濃度が低いことである。これら２
つの欠点（特に前者の欠点）は、たとえばサイク
ロンバーナの如き特殊な装置の場合にのみ燃料と
して直接使用することができ、したがつて一般的
な燃焼装置では使用され得ないことを意味する。 さらに、特殊な燃焼装置、すなわち前述の種類
の長い運転休止時間をもつ装置を使用する場合で
も、何らかの理由により不調の間では、煙およ
び／または灰とともに未燃焼の石炭が排出される
欠点が常に存在していた。 西独国特許願第2823568号には、粒子サイズが
100μm以下の石炭粒子の水性懸濁液が開示されて
いる。しかしながら、この懸濁液の調製法は繁雑
である。すなわち、不活性な粒子のものとは異な
るように石炭粒子を電気的に荷電する高分子電解
質の作用により石炭から不活性粒子を分離するこ
とと同時に調製が行なわれるため、石炭は10重量
％を越えない濃度で水中に分散されなければなら
ず、したがつて、不活性粒子の分離後、石炭懸濁
液を濃縮する必要があり、さらに石炭粒子が小さ
いことによりフイルタ効率が低くなり、分離コス
トが高くなる欠点がある。 発明者らは、上述の如き従来法の欠点が、石炭
粒子を２種類の異なるサイズ範囲を選択し、かつ
特別な化学構造をもつ化合物の中から選ばれる高
分子電解質を懸濁液に添加することにより、容易
に解消できることを見出し、本発明に至つた。 本発明による石炭懸濁液は210ないし60μmの平
均サイズ（最大サイズが300μmを越えない）をも
つ第１の群の粒子、および第１群の平均粒子サイ
ズの1/6ないし1/20の平均サイズをもつ第２の群
の粒子を包含する。なお、各群の「平均粒子サイ
ズ」とは、その群の異積質量分布の50％に相当す
るサイズである。 第１群の粒子は全粒子の少なくとも40重量％、
好ましくは約60重量％で存在する。 累積粒子サイズ分布曲線が２つのフラクシヨン
（すなわち石炭粒子の異なる２つの群）を示すた
め、両対数グラフ（log−logグラフ）にプロツト
する際に、成分フラクシヨンの平均サイズを示す
値の間に平坦区域を示すものでなければならな
い。この平坦区域は、両対数グラフ（log−logグ
ラフ）で算定する際の導関数が0.4より小、好ま
しくは0.1以下、特に好ましくは０であることを
意味する。 したがつて、累積粒子サイズ分布は、２つのフ
ラクシヨンの平均直径の間に２つの粒子サイズd₁
およびd₂があり、次式で表わされる数値が0.4よ
り小、好ましくは0.1以下、特に好ましくは０で
ある。 log（％CM₁）−log（％CM₂）／logd₁−logd₂ 式中、（％CM₁）および（％CM₂）は各々d₁お
よびd₂よりも小さいサイズを有する粒子の割合
（％）を示す。 この式の数値は、粒子サイズを示す単位（μm
またはmm）によつて明らかに左右される。 前記サイズの石炭に加えて、本発明による石炭
懸濁液は、非表面活性の陰イオン性高分子電解質
（特にアルキル置換多核芳香族基を含み、500より
大、好ましくは800ないし3000の分子量をもつも
の）を含有する。特に、分子量約2000の重合化ア
ルキルナフタレンスルホン酸の１価陽イオン塩が
選ばれ、これらの中でも、DAXAD15および
DAXAD19（商標名、W.R.Grace）および
Reoplast203（商標名、Fratelli Lamberti S.P.
A.）として市販されている化合物がある。 懸濁液中の高分子電解質の量は、一般に、懸濁
液全体の0.1ないし１重量％、好ましくは0.3ない
し0.5重量％、特に好ましくは約0.4重量％であ
る。また、この高分子電解質は好ましくは濃縮水
溶液の形で添加される。高分子電解質溶液は両群
の石炭粒子を分散する以前に水に添加されるか、
あるいは第１群の粒子を添加する以前に、たとえ
ば湿式粉砕法により調製される際、第２群の石炭
粒子の水性懸濁液に添加される。 本発明による懸濁液は、有機ゲルタイプ、好ま
しくは、たとえばKelzan（Kelco）の名称で公知
の物質の如き多糖の中から選ばれる安定剤を含有
する。 安定剤は、懸濁液全体の0.01ないし0.03重量
％、好ましくは0.02重量％の量で、高分子電解質
と同時にあるいは添加後に加えられる。 安定剤は、石炭懸濁液が長期間ののちに使用さ
れるものである場合にのみ使用される。これは石
炭の性質に左右され、たとえば、この期間が１ヶ
月程度でもよい。本発明による水性石炭懸濁液
は、石炭に伴なわれる不活性物質を含有していて
もよい。この場合、本発明による石炭懸濁液の調
製法は、前もつて不活性物質の分離が必要となる
他の方法とは異なるものであり、後者の方法では
分離操作の後にのみ石炭−水懸濁液が調製され
る。このように、不活性物質は、高濃度の安定な
懸濁液の調製における障害物を構成するものでは
ない。 懸濁液の濃度を非常に高い値、たとえば石炭80
重量％またはこれ以上にすることができる。 本発明に従つて石炭懸濁液を調製するために使
用される水の種類については、いかなる種類のも
のであつてもよく、普通の真水または脱塩水ある
いは溶解した塩40ｇ／またはこれ以上を含有す
る水、特に海水を使用できる。 本発明による石炭懸濁液の調製法は、以下の如
く、各工程からなるものである。 (1) 石炭を２種類の粒子サイズレベルに粉砕する
工程。この粉砕工程は乾式または湿式（水の存
在下）のいずれかで行なわれ、乾式粉砕の場合
には２つの群の石炭粒子が得られ、湿式粉砕の
場合には２つの群の石炭粒子の水性軟塊が得ら
れる。しかしながら、大きいサイズの粒子を得
るためには乾式で粉砕を行なうことが好まし
く、小さいサイズの粒子を得るためには湿式で
行なうことが好ましい。湿式粉砕の場合には高
分子電解質が存在していてもよい。 (2) 両方を乾式または両方を湿式で調製した場合
には適当な割合で２つの群の石炭粒子を混合す
る工程。 (3) 高分子電解質を、水、あるいは小さいサイズ
の石炭粒子のみを湿式で調製した場合には、こ
の小さいサイズの石炭粒子の水性懸濁物に添加
する工程。 (4) 混合した２つの群の石炭粒子を高分子電解質
水溶液に添加するか、あるいは大きなサイズの
石炭粒子を高分子電解質を含有する小さいサイ
ズの石炭粒子の水性懸濁物に添加する工程。 (5) 安定剤を、高分子電解質とともに、または高
分子電解質を添加した後でかつ混合した２つの
群の石炭粒子または大きいサイズの石炭粒子を
添加する前、あるいは２つの群の石炭粒子を水
に添加した後に添加する工程。 本発明により調製した石炭懸濁液の例を第２表
に示すが、これらの具体例は本発明をさらに説明
するためのものであつて、本発明を限定するもの
ではない。なお第１表はテストした各石炭の特性
を示すものである。

【表】

【表】

【表】 第１図および第２図は、log−log座標にプロツ
トした粒子サイズに対する累積割合曲線の形状を
示すグラフである。縦軸は％CMを示し、横軸は
直径（μm）を示す。 第１図から、第１群の平均粒子サイズは83μm
であり、第２群の粒子サイズは11μmであり、d₁
は44μmであり、d₂は25μmであり、％CM₁は40で
あり、％CM₂は40であることがわかる（実施例
23）。 第２図から、第１群の平均粒子サイズは82μm
であり、第２群の粒子サイズは7.2μmであり、d₁
は50μmであり、d₂は20μmであり、％CM₁は69.6
であり、％CM₂は63.6であることがわかる（実施
例10）。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は粒子サイズに対する累積
割合をプロツトしたlog−logグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高分子電解質及び必要な場合には安定剤を含
   有してなる安定で、輸送可能であり、直接燃焼可
   能な水性石炭懸濁液において、前記石炭の粒子が
   300μmを越えない最大粒子サイズを有すると共
   に、２つの異なる粒子サイズ群に分けられ、これ
   ら２つの粒子サイズ群の第１群は全石炭粒子の少
   なくとも40重量％を占めると共に、平均粒子サイ
   ズ60ないし210μmを有し、第２群は前記第１群の
   平均粒子サイズの1/6ないし1/20の平均粒子サイ
   ズを有するものであり（ここで、「平均粒子サイ
   ズ」とは、その群の累積質量分布の50％に相当す
   るサイズである）、両対数グラフにプロツトした
   累積粒子サイズ分布曲線が２つの粒子サイズ群の
   平均直径の間に平坦区域を示し、２つの群の粒子
   サイズd₁及びd₂が式(a) log（％CM₁）−log（％CM₂）／logd₁−logd₂＜0.4 （式中、（％CM₁）及び（％CM₂）は各々でd₁
   およびd₂よりも小さいサイズを有する粒子の割合
   を示す）を満足するものであり、前記高分子電解
   質が非界面活性陰イオン性物質であることを特徴
   とする、水性石炭懸濁液。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   前記第１群の石炭粒子の量が約60重量％である、
   水性石炭懸濁液。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   前記式(a)の値が0.1以下である、水性石炭懸濁液。 ４ 特許請求の範囲第３項記載のものにおいて、
   前記式(a)の値が０である、水性石炭懸濁液。 ５ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   前記非界面活性陰イオン高分子電解質がアルキル
   置換多核芳香族基を有するものである、水性石炭
   懸濁液。 ６ 特許請求の範囲第５項記載のものにおいて、
   前記高分子電解質が、500を越える分子量、好ま
   しくは800ないし3000の分子量を有するものであ
   る、水性石炭懸濁液。 ７ 特許請求の範囲第１項、第５項又は第６項記
   載のものにおいて、前記高分子電解質が、分子量
   約2000のアルキルナルタレンスルホン酸重合体の
   １価の陽イオン性塩の中から選ばれるものある、
   水性石炭懸濁液。 ８ 特許請求の範囲第１項、第５項、第６項又は
   第７項記載のものにおいて、前記高分子電解質の
   量が、全懸濁液の0.1ないし１重量％、好ましく
   は0.3ないし0.5重量％である、水性石炭懸濁液。 ９ 特許請求の範囲第８項記載のものにおいて、
   前記高分子電解質の量が全懸濁液の0.4重量％で
   ある、水性石炭懸濁液。 １０ 特許請求の範囲第１項記載のものにおい
   て、前記安定剤が全懸濁液の0.01ないし0.03重量
   ％の量で存在する、水性石炭懸濁液。 １１ 特許請求の範囲第１０項記載のものにおい
   て、前記安定剤が全懸濁液の0.02重量％の量で存
   在する、水性石炭懸濁液。 １２ 特許請求の範囲第１項、第１０項又は第１
   １項記載のものにおいて、前記安定剤が有機性ゲ
   ル、好ましくは多糖である、水性石炭懸濁液。 １３ 特許請求の範囲第１項記載のものにおい
   て、水が塩水である、水性石炭懸濁液。 １４ 特許請求の範囲第１３項記載のものにおい
   て、塩水が海水である、水性石炭懸濁液。