JPH0362755B2 - - Google Patents

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JPH0362755B2
JPH0362755B2 JP60066206A JP6620685A JPH0362755B2 JP H0362755 B2 JPH0362755 B2 JP H0362755B2 JP 60066206 A JP60066206 A JP 60066206A JP 6620685 A JP6620685 A JP 6620685A JP H0362755 B2 JPH0362755 B2 JP H0362755B2
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carbide
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Tsuneo Masuda
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YUNIBAASARU GIJUTSU KAIHATSU KENKYUSHO KK
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YUNIBAASARU GIJUTSU KAIHATSU KENKYUSHO KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • C10L1/326Coal-water suspensions

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 植物炭化物は不定形状固体であるため、液体燃
料にくらべ輸送・貯蔵などのハンドリングの面で
不便である。これら植物炭化物を流体化し、輸送
する技術への関心が高まつているが、これには2
つの要因がある。 その1つは流体化ハンドリングという輸送上の
メリツトであり、もう1つは近い将来、経済性の
面でより油に近い代替燃料への期待である。最近
は石炭と水との混合スラリーの開発研究が進んで
いる。 本発明は植物炭化物に水を加えた水スラリー
(以下CCWSと呼称)およびその製造の方法並び
に装置に関するものである。 〔従来の技術〕 石炭等の固型物の粉砕は表1に示すように各種
あるが経済的な粉砕機が見当らないことに加えて
粒体の径が100ミクロン以下にすることは困難と
されていた。植物体炭化物については工業化され
ていないが実験室規模ではまつたく同様である。
ただ石炭より粉砕し易いことから、消費電力が若
干低くすむというメリツトがあつた。この微粉体
と水と分散安定剤とを用い所定
【表】
【表】 (注) ・印をつけたものは超微粒子生産用として有
力なものである。
の条件下で混合すると水スラリーが製造できる。
粉砕とスラリー化を同時に行なう方法も最近検討
しはじめられている。 従来の石炭から水スラリーを作る技術を簡単に
以下のダイヤグラムで示すと次の3通りとなる。
(植物体炭化物から水スラリーの技術はない)
〔本発明が解決しようとする問題点〕
上記のような市販の粉砕機では、スラリー化に
至る工程が2段ないし3段であることと、粒体の
粒度が100ミクロン以下にならないことから融砕
機(マスコロダー)を改良、改善し、1工程で20
ミクロン以下の粒子に粉砕し、水スラリーとする
製法を見出したことに本発明の特徴がある。融砕
機の代表といえる商品名マスコロイダーの心臓部
である上下2枚のグラインダーの改良にあること
に着目し、ビトリフアイドグラインダー(砥石)
をポリマーで複合化し材質をまつたく変えること
に成功、このポリマー複合化ビトリフアイドグラ
インダー(商品名グラインデル)をマスコロイダ
ーに取付け、植物体炭化物を20ミクロン以下に連
続的に長時間微粉砕することができたので、水と
分散剤を添加し、微粉砕と同時に安定な炭化物・
水スラリーを製造する方法を開発した。 結果としては消費電力が少なく、製造コストは
表に示した各種粉砕機を使用するものの1/2〜1/5
程度であつた。トータルシステムとして判定した
ところ、一工程製法であることは、生産性の向上
に大きく寄与することが判明した。 〔問題を解決するための手段〕 本発明の要旨とする所は50ミクロン以下に粉砕
された植物炭化物1重量部に対し、水および/ま
たはアルコール0.8〜1.2重量部(植物炭化物:水
および/またはアルコール=55:45〜45:55)を
含むことを特徴とする植物炭化物水スラリーおよ
びその製造方法ならびに製造装置に係わるもので
ある。 CCWSはチクノトロピツクな挙動を示す降伏値
擬塑性流体であるが、高濃度、流動性、安定性を
かねそなえたCCWSを製造するためにはさまざま
な要因が影響を及ぼす。その主な要因としては、
植物体炭化物の基礎物性、炭化物の粒度分布、分
散剤などと、融砕粉砕機を用いる製造プロセスな
どである。 先ず基礎物性としては、石炭と異なり多孔質で
水分を吸着することができるということである。
石炭は産地によりその基礎物性は大きく変るが、
植物体炭化物は植物の種類、炭化の条件等で大き
く左右されることなくほとんど同一の値を示し、
不純物、例えば硫黄その他有機質を殆んど含んで
いないので品質管理が容易である。 次に粒度及び粒度分布であるが、マスコロイダ
ーを使用し粉砕した場合は石炭に比較して、その
粒度分布は20〜10ミクロンの間にほとんど集ま
り、この領域の収率が90%を越える。炭化物の粒
子の粒径が均一なことから安定性のよい水スラリ
ーを製造することができた。 次に分散剤について言えば、植物体炭化物の如
く、固体粒子を液体中に分散させる方法として
は、表面に電離性の基を結合させて静電的な反撥
を生じさせるものと、親溶媒性の高分子結合(ま
たは吸着)させて立体的な反撥を生じさせるもの
がある。 粒度分布の調整により、高濃度化(炭化物と水
の重量比を指し、炭化物の比が高い場合)が可能
となるが、このままでは良好な流動性をもつた
CCWSは得られない。そこで流動性をもたせるた
め、少量の分散剤を必要とする。分散剤として
は、アニオン系及びノニオン系が主流を占めてい
る。アニオン系は主として炭化物粒子の表面を負
に帯電させ、表面電荷の反撥により分散作用をも
たせる。またノニオン系は主として長い分子鎖の
立体障害により分散作用をもたせる。なおアニオ
ン系のものは、高分子化することにより両作用を
もたせることもできる。 本発明に用いる分散剤には石炭・水スラリー用
の分散剤のほとんどが使用できる。なかでも日本
油脂工業(K.K)製のアニオン系NoF−1−W
とNoF−6−Wはコストも安く、炭化物重量に
対して純物換算で1%を上限として添加すると、
約2週間安定する。添加方法により安定性は若干
異なる。一番良好な添加方法は分散剤水溶液を霧
状に数回に分けて吹きつけるのがよい。一度に添
加すると、製造時間が2倍程に長くなることも確
め得た。また分散剤は炭化物の銘柄、製法等によ
つて選定、添加量の適正をはかる必要のないこと
も特徴といえる。然しPH、温度依存性、耐剪断層
歴などに若干の考慮をはらう必要があるが、製造
法のきめ手となる様なことは起らない。 炭化物粒子が長時間沈降しないで安定であるた
めには粒子相互の分散による安定化と粒子相互が
作るネツトワーク構造による安定化(弱い凝集
体)が必要である。ただ分散安定化と弱い凝集体
による安定化は相反することであり、うまくコン
トロールすることが技術開発の要であつたが、グ
ラインデルを取付けたマスコロイダーで炭化物・
水スラリーを製造すると非常に安定化することを
見出し、これらの問題点を全て解決することがで
きた。 〔作用〕 第1図に炭化物・水スラリー製造工程概略図を
示したが、以下これについて説明する。 炭化物として水分7%を含んだ樹皮炭30Kg(水
分が2.1Kgになる)に対し純度50%の分散安定剤
0.558Kgに水27.9Kgを加えて混合機でよく撹拌し
た水溶液を炭化物に加える。この状態で炭化物重
量1に対し水の重量が1となり炭化物重量に対
し、分散剤純物濃度は1%に相当する。炭化物に
分散剤を混入した水を加え、リボン型ミキサーで
数分混練すると、約113Kgの混練体が得られる。
この混練体をスクリユー押し込み装置を用いてポ
リマー複合化グラインデルを内装した第1号機マ
スコロイダーに押し込み、クリアランス0.06m/
mに調整し、混練体を融砕しながら、炭化物と水
が分散剤の作用により一体化されスラリー状とな
る。このスラリーをパイプで送り、第2号機マス
コロイダーに押入し、クリアランスを0.01m/m
に調整する。クリアランス0.01m/mに調整でき
ることが、本発明の基本をなすものである。第2
号機の出口から連続的にCCWSが排出する。この
スラリー中の炭化物粒度分布を次に示す。また粘
度は5500cpであつた。
【表】 この時得られた炭化物・水スラリーの重量は約
56.4Kgであつた。容積で43となる。また比重は
約1.3であつた。 第1図に炭化物・水スラリー製造工程概略図を
示したが、以下炭化物・アルコール(CCAS)に
ついて説明する。 製鉄工場で廃棄物として取扱われる木炭粉は水
分を12%前後含んでいる。この炭化物100Kg(水
分が12Kgになる)に対し含水率20%以下のエチル
アルコール100Kgを加え、さらに純度98%のアル
キルエーテル硫酸エステルナトリウムと純度95%
のαオレフインスルホン酸ナトリウムを重量比で
1:1に混合した分散・安定材を1Kg(全重量に
対して0.5%に相当)を加えて混合し、スクリユ
ー押し込み装置を用いてポリマー複合化グライン
デルを内装した第1号機マスコロイダーに押し込
み、クリアランス0.06m/mに調整し木炭・アル
コール混合体を融砕すると炭化物とエチルアルコ
ールが分散・安定剤の作用により一体化されスラ
リー状となる。このスラリーをパイプで送り、ク
リアランス0.01m/mに調整された第2号機マス
コロイダーに送り込むと炭化物は更に微砕化され
安定化した炭化物・アルコールスラリー
(CCAS)が吐出口より連続的に排出する。 このCCAS中の炭化物粒度分布を次に示す。ま
た粘度は4200CPであつた。
〔実施例〕
以下具体例を第1図に基いて詳細に記述する。 産業廃棄物(主として故紙)の炭化物を原料と
したCCWSの製法と装置について説明する。最初
に炭化物を粗粉砕するがA(0.1〔m/m〕スクリ
ーン時で30〔Kg/Hr〕粉砕能力有)2台で原料炭
化物30Kgづつを粗粉砕する。炭化物はA−1で適
量づつ本体に送られ、4500〔r・p・m〕で動く
A−2に据えつけられているA−3とAに固定さ
れているA−4との噛み合いにより粉砕され、
0.1〔m/m〕のA−5を通つて排出される。この
時の1台にかかる消費電圧は200V(3相)、消費
電流は約7〔AH〕である。一方水25.8Kg、分散安
定剤日本油脂工業K.K製ノニオン系NoF−6−
W(純物50%溶液)0.558Kgを計量し、簡易撹拌機
でよく混合、貯蔵する(2回分製造しておく)。 次に、B−1により開口部を閉鎖したB2台に
それぞれAで粉砕された炭化物粉30Kgを投入した
後、分散安定剤水溶液1回分を均一に投入後、B
−2を閉し、55r・p・mで動くB−3によつて
約8分間混合し、各43、計86(約113Kg)の
第1次CCWSが製造される。この1台の消費電圧
は200V(3相)、消費電流は5AHである。 Bで製造されたスラリーはB−1により開孔部
を開口し、スイツチONできれいに排出される。 次にスラリーはD−1に取りつけられたC(100
〔Kg/Hr〕の能力)でDに送り込まれる。Cの消
費電圧は200V(3相)、消費電流は0.7〔AH〕であ
る。Dはあらかじめクリアランス調整をおこなつ
ておく。スイツチOFFの状態でD−2を閉め、
D−3をしつかりロツクする。D−4を回しD−
5にD−6が接触し、D−4が動かなくたつた点
を0点とし、前処理粉砕のクリアランス0.06
〔m/m〕(3目盛分)に合わせロツクする。Dの
スイツチを入れるとD−6が1450〔r・p・m〕
で動き、約52分で113KgのCCWSが製造され、D
−7から排出される。この消費電圧は200V(3
相)、消費電流は4.0〜4.4〔AH〕である。この
CCWSは更に、仕上げクリアランス0〜0.01m/
mに設定されているDに移され、炭化物粒度が20
ミクロン以下に調整され、安定されたCCWSが得
られる。この消費電流は3.6〜3.9〔AH〕である。
最終的に得られたCCWSの粒度は6500cpであつ
た。また消費電力からランニングコストを求める
と0.2円/Kgとなつた。このCCWSの粒度分布を
次に示す。
〔本発明の効果〕
乾式法で炭化物を粉砕することは、消費電力が
多くかかり、爆発などの危険を伴うことがある。
またまわりの汚れなど人体の健康上の問題にもか
かわつてくる。そこで湿式法による微粉砕化が検
討されている。しかし炭化物の粒子を20ミクロン
以下にすることが非常に難しく、そのような微粒
子を得ることは高い処理費となる。 最近CCS構想(石炭カートリツジシステム)が
提案され、新たにCCCS構想(チヤーコールカー
トリツジシステム)が検討されつつある。特に都
市ゴミ、産業廃棄物中の可燃物を炭化し、これら
を原料としたCCWSの製造が21世紀の重要技術と
見なされている。 この構想を満足させるには、炭化物の粒子を微
少化し水スラリーとする製造工程を一工程で生産
できるシステム化と装置にかかつている。 本発明の結果、このシステムを利用することに
より炭化物の生産される現地で小規模から大規模
にわたり、任意な生産システムを安価に組めるこ
とは省資源、省エネルギーを進める上で大きな柱
となる。 本発明において、水スラリーだけでなく、水の
替りにアルコール(エチル、メチル等)を用いて
炭化物、アルコールスラリーを製造できることも
確め得た。 このことはアルコールの輸送と微粉炭化物の輸
送が同時に効率よくできることであり、海外より
炭化物やアルコールを輸入する時、高濃度で輸送
でき、その経済性は期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の炭化物水スラリーの製造工程
を示す該略図である。第2図イ,ロは本発明の炭
化物水スラリーの製造装置の要部を示す全体図お
よび断面図である。図面中の番号と略称を対応し
て示せば次の通りである。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 50ミクロン以下に粉砕された植物炭化物1重
    量に対し、水および/またはアルコール0.8〜1.2
    重量部を含むことを特徴とする植物炭化物スラリ
    ー。 2 植物炭化物を50ミクロン以下で連続的に粉砕
    すると同時に、該植物炭化物1重量部に対し、水
    および/またはアルコール0.8〜1.2重量部の範囲
    としたことを特徴とする植物炭化物スラリーの製
    造方法。 3 融砕機内部のグラインダーをポリマーで複合
    化してなる微粉砕装置からなり、1工程で植物炭
    化物の微粉砕とスラリー化を同時に行うことを特
    徴とする植物炭化物スラリーの製造装置。
JP6620685A 1985-03-29 1985-03-29 炭化物水スラリ−およびその製造方法ならびに製造装置 Granted JPS61225287A (ja)

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