JPH036960B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石炭−水スラリーの製造装置に係り、
特に高濃度−水スラリーを製造するに好適な連続
湿式ボールミル装置を用いた石炭−水スラリーの
製造装置に関するものである。

石炭を分散剤等を添加した水で懸濁してスラリ
ー化した石炭−水スラリーは、輸送や貯蔵等のハ
ンドリングの容易さからボイラ等の燃料として使
用することが検討されている。本発明者らの検討
によれば、安定かつ直接燃焼可能なスラリーの条
件は、石炭粒度が200メツシユ通過70〜80重量％
程度であり、かつスラリーの粘度が約2000cp以
下である。そのためには、(1)幅の広い粒度分布を
調整して充填密度を増して高濃度化を達成し、ま
た(2)適切な添加剤の添加により粒子表面をぬらし
て帯電させ、粒子同志を反発分散させることによ
り粘度低下をはかる必要がある。

このような高濃度石炭−水スラリーを連続的に
製造する場合、湿式ボールミルを使用するのが一
般的である。第１図は、このような湿式ボールミ
ルを用いる石炭−水スラリー製造設備の系統図で
あるが、例えば約５mm以下に粗砕された石炭はバ
ンカ１から給炭機２を経て、内部にスチールボー
ルを有するボールミル３に供給され、一方、水１
００で希釈された添加剤１０２を含む添加剤液は
ミル入口の石炭濃度が約60重量％以上になるよう
にその添加量が調整された後、ミル３に供給され
る。ミル内で石炭は、ボール間あるいはボールと
ミル内壁間で衝撃、摩砕、剪断作用を受け、200
メツシユ通過量が約60〜85重量％、粘度が約100
〜2000cp程度になるまで粉砕混合され、ミル３
の出口から排出され、タンク４に一旦貯蔵された
後、ポンプ５によつて次工程へ輸送される。

前述したように、石炭−水スラリーの高濃度化
を達成するには、石炭の粒度分布を広くする必要
がある。一般に粉砕機および粉砕方式が決ると、
粉砕によつて生ずる粉度分布は石炭の粉砕性に依
存することが知られている。例えばハードグロー
ブ粉砕性指数（HGI）の小さいものほど粉砕性
が悪く、粒度分布の幅が狭い（Coal
Preparation，4th Edition，Chapter7，edited
by J.W.Leanard，published by AIME，New
York，1979）。従つて粉砕方式が決るとHGI値の
小さいものほどスラリーの高濃化、低粘度は難し
くなる。ちなみに第１図に示した従来法において
は、HGI＜50の石炭の最大到達濃度は、粘度
2000cpで、70重量％以下である。また第１図に
示した従来法における添加剤使用量は乾炭に対し
て約１重量％程度と多量であり経済的にも問題で
ある。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消
し、添加剤の使用量が少なく、より高濃度で、か
つ低粘度で、粒度分布の変動の少ない石炭−水ス
ラリーを製造することができる石炭−水スラリー
の製造装置を提供することにある。

本発明は、石炭を貯溜する石炭バンカと、該石
炭バンカから供給される石炭を水とともに粉砕す
る湿式ボールミルと、湿式粉砕された石炭−水ス
ラリーを一旦貯溜する、撹拌手段を有するスラリ
ータンクとを備えた石炭−水スラリーの製造装置
において、前記スラリータンクの後流に分配器を
設けて石炭−水スラリの一部を前記湿式ボールミ
ル入口に分配するようにしたことを特徴とする石
炭−水スラリーの製造装置に関する。

本発明によれば、石炭−水スラリーの一部を循
環させて再粉砕するため、石炭粒子の微粉砕化が
可能で、幅の広い粒度分布が得られるとともに、
一旦貯溜された石炭−水スラリを撹拌し、その一
部を循環させているため、原炭の性状や供給量な
どの変動による石炭粒子の粒度分布の変動を吸収
でき、粒度分布の変動を少ない安定した製品を得
ることができる。

本発明の方法を実施例に基いてさらに詳細に説
明する。

第２図は本発明の一実施例を示す石炭−水スラ
リー調製装置の系統図である。第２図において、
ミル容積の35％を約50〜20mmのスチールボールで
占められたミル８の入口部には石炭給炭機７が接
続されており、添加剤液供給管１４がミル入口部
からミル内に開口している。またミル出口部から
他の添加剤液供給管１５がミル内に開口してい
る。ミル出口下にはスラリータンク９が設置さ
れ、タンク９内に添加剤がフイーダ１１により供
給され、撹拌機１０によつて混合されるようにな
つている。スラリータンク９で調整されたスラリ
ーはポンプ１２によつて分配器１３に輸送され、
ここで一部が分配されてミルに戻され、残りは製
品として取出される。上記分配器１３としては、
例えば振り分け式のフイーダーなどがあげられる
が、石炭粒子を分級せずに、そのままの状態で分
配できるものであれば、どのような形式のもので
もよい。

約５mm以下に粗粉砕された石炭はバンカ６から
給炭機７を経てミル８へ定量供給される。石炭濃
度が原炭に対し約75〜85重量％になるように、分
散剤等を含む添加剤液がミル入口部に供給され
る。石炭濃度の高いミル８内では石炭粒子はボー
ル間あるいはボールとミル内壁間での衝撃、剪断
および摩砕効果により微粉砕され、ミル出口方向
に流動する。ここで新たに生成する粒子の新表面
はミル出口側の添加剤液供給管１５からの添加剤
によつて効果的に濡らされる。さらに粉砕されて
新表面が生成されたスラリーはミル８から排出さ
れ、スラリータンク９に貯められ、フイーダ１１
から供給される添加剤と撹拌機１０により効率よ
く混合される。タンク９からポンプ１２により輸
送されるスラリーは分配器１３で分配され、一部
がミルに循環されて再粉砕され、残りは製品とし
て取出される。

第３図は、第２図に示した本発明方法によつて
石炭−水スラリーを製造した結果を示したもの
で、図中、Ａは本発明の場合、Ｂは従来法の場合
を示す。

本発明の場合は650mm径のミル８で200メツシユ
通過70％まで粉砕した後、分配器１３で製品量の
２倍量をミルに戻したのに対し、従来法では上記
粉砕後、ミルに戻さずにそのまま製品スラリーと
したものである。本発明による製造法では、製品
スラリーの一部をミルに循環することにより、粒
子が再粉砕され従来法と同じ200メツシユ通過70
％に粉砕しても200メツシユ以下により多くの微
粉を含むことが明らかである。第３図のＡ，Ｂの
スラリーの粘度および石炭濃度を比較すれば、従
来法のスラリーＢでは石炭濃度68重量％で粘度が
2200cpであつたが、本発明方法によるスラリー
Ａでは石炭濃度が70％で1800cpであつた。また
添加剤使用量は石炭に対し1.3重量％（従来法）
から0.6重量％（本発明方法）に低減された。こ
れは粉砕が進行して粒子の新表面が生成されてい
くのに対応して添加剤を添加する多段添加方式に
よつたために添加剤と粒子が効果的に接触混合さ
れたためである。

一般の乾式または湿式ボールミル装置において
は、ミルの外部に分級機を設置し、分級された微
粉を製品として回収し粗粉をミルに戻す閉回路粉
砕方式がとられる（例えば、Unit Operation of
Chemical Engineering，W.L.Mccabe and J.C.
Smith，Chapter 26，Mcgraw−Hill，2nd
edition，New York，1967）。第４図にこの閉回
路粉砕システムの系統図を示す。１６はボールミ
ル、１７は分級機である。閉回路粉砕方式を採用
する理由は、粉砕されて微粉となつた粒子を系外
に取出し過粉砕を避け、動力消費を小さくしよう
とするものである。第５図に、一般の分級機の分
級効率、すなわち分級されてミルに戻される重量
分率と粒子径の関係を示す。さらに第６図は、こ
の閉回路粉砕システムにおける製品の粒度分布と
分級機のない開回路システムの粒度分布を比較し
たものである。第６図から明らかであるように、
閉回粉砕では、粒度分布の幅が狭く、微粉の生成
量が少ない。第５図には、ある粒子径より大きい
粒子はすべてミルに戻され、それより小さい粒子
は製品として回収される、理想的に望ましい分級
機の分級効率と、全く分級しない分級機の分級効
率を示す。すなわち後者が本発明でいう分配器で
あり、全粒子径範囲の粒子を一様に２つの流れに
所定の比率で分配する。従つてこのような分配器
を設置したシステムでは、微小粒子も大粒子と同
様にミルに戻されて過粉砕されるので粒度分布の
幅が広くなり（第６図参照）、粉砕効率が悪くな
る。

本発明は、上述のように従来の粉砕機システム
では例のない全く分級しない分配器を設置した閉
回路システムで粉砕してより幅の広い粒度分布を
作り、石炭−水スラリーの高濃度化、低粘度化を
達成するものである。

次に第７図は、本発明の方法の他の実施例を示
す石炭−水スラリーの製造方法の装置系統図であ
るが、ミル８の構造が異なる以外は第２図と同様
の構成を有する。第７図において、スクリーン等
の仲仕切板２１を設置して２室化されたミル２０
の第１室には約75〜40mmの大径ボールが充填さ
れ、第２室には約40〜12mmの小径ボールが充填さ
れる。約10mm以下に粗粉砕された石炭はバンカ１
８、給炭機１９を経てミル２０に定量供給され
る。石炭濃度が約75〜85重量％になるように分散
剤等を含む添加剤液（水１００と添加剤１０２）
がミル２０の第１室に供給される。第１室では、
従来法より高濃度の雰囲気でかつ大径ボールによ
つて粉砕されるのでより微粉を含む幅の広い粒度
分布が生成される。仕切板２１を通過したスラリ
ーは第２室において小径ボールにより効率良く粉
砕され、また新たに添加される添加剤１０４に効
率よく粒子表面が濡らされ低粘度化される。ミル
２０から排出されたスラリーはタンク２２でフイ
ーダ２４により供給された添加剤１０６と混合さ
れ、さらに粘度が低下する。スラリーはポンプ２
５で分配器２６に輸送されて分配され、一部は製
品として回収され、残りはミルへ循環されて再粉
砕、微粒化され、より幅の広い粒度分布が生成し
高濃度化、低粘度化が達成される。また添加剤
は、粒子の新表面の生成に応じて多段添加される
ので効率よく作用し、トータルの使用量が従来法
に比べて1/2以下となる。

以上、本発明によれば、湿式連続ボールミルを
用い、例えば石炭濃度65％以上の高濃度石炭−水
スラリーを製造する際に、全く粒子を分級しない
分級機、すなわち分配器を設置した閉回路方式を
採用し、石炭−水スラリーを一旦スラリータンク
に貯溜して撹拌した後、その一部をミルに戻して
過粉砕することにより、より幅の広い粒度分布を
作り、かつ粒度分布の変動の少ないスラリーの高
濃度化および低粘度化を達成することができる。
また添加剤または添加剤液を粒子が粉砕されて新
表面が生成されるのに対応してミル内部及び外部
で多段少量添加し、効果的に粒子と混合すること
により、添加剤の無駄がなくなり、その使用量を
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高濃度石炭−水スラリー製造装
置の説明図、第２図は本発明の実施例を示す説明
図、第３図は従来法と本発明によるスラリー製造
試験結果の比較を示す説明図、第４図は閉回路粉
砕システムを示す説明図、第５図は分級効率を示
す説明図、第６図は粉砕方式による粒度分布の差
異を示す説明図、第７図は本発明の他の実施例を
示す説明図である。 ６……石炭バンカ、７……給炭機、８……ボー
ルミル、９……スラリータンク、１０……撹拌
機、１１……フイーダ、１２……ポンプ、１３…
…分配器、１００……水、１０２，１０４，１０
６……添加剤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石炭を貯溜する石炭バンカと、該石炭バンカ
   から供給される石炭を水とともに粉砕する湿式ボ
   ールミルと、該湿式ボールミルで粉砕された石炭
   −水スラリを一旦貯溜する、撹拌手段を有するス
   ラリータンクとを備えた石炭−水スラリの製造装
   置において、前記スラリータンクの後流に分配器
   を設けて石炭−水スラリの一部を前記湿式ボール
   ミル入口に分配するようにしたことを特徴とする
   石炭−水スラリの製造装置。 ２ 前記湿式ボールミルが２室からなり、かつミ
   ル入口側の第１室のボール径が、出口側の第２室
   のボール径より大きいことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の石炭−水スラリの製造装置。 ３ 前記湿式ボールミルの入口側と出口側に添加
   剤供給手段をそれぞれ設けたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の石炭−水
   スラリの製造装置。