JPH0437116B2 - - Google Patents
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- JPH0437116B2 JPH0437116B2 JP21138481A JP21138481A JPH0437116B2 JP H0437116 B2 JPH0437116 B2 JP H0437116B2 JP 21138481 A JP21138481 A JP 21138481A JP 21138481 A JP21138481 A JP 21138481A JP H0437116 B2 JPH0437116 B2 JP H0437116B2
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- Japan
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- coal
- particle size
- weight
- particles
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- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS 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
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
- C10L1/326—Coal-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)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Description
本発明は石炭の水性スラリー組成物に関する。
更に詳しくは、特定の粒度分布を有する石炭粉末
の水性スラリー組成物であつて、分散安定性に優
れ、かつ長時間静置した時に生ずる沈降物が圧密
したハードケーキを形成しない、すなわち、静置
安定性に優れた石炭スラリー組成物に関する。 近年、エネルギー源として、最も多く使用され
て来た石油が、その埋蔵量の限界や、それに伴な
う価格の高騰などから、エネルギー源の多様化お
よび、安定的な供給の確保が重要な問題となつて
いる。このようなことから、埋蔵量が多く、且
つ、偏在せず、世界中に存在する石炭の有効利用
が、見直されてきている。しかしながら石炭の場
合は、石油とは異なり、固体であるため、パイプ
ラインによる輸送が不可能であり、取り扱い上、
著しく不利である。さらに、石炭は一般に、石油
に比べ、多量の灰分を含んでいるため、発熱量の
低下、フライアツシユの処理等の問題も生じる。
このようなことにより、取り扱い上の欠点を改善
するために、石炭を粉末化し、水中に分散させて
スラリー状にして、使用する方法が、種々検討さ
れている。しかしながら、このようなスラリー
は、石炭濃度を上げると、著しく増粘し、流動性
を失ない、逆に石炭濃度を下げると、輸送効率が
低下し、さらに脱水工程にも費用がかかるという
問題点を有し、適切な石炭濃度を見出し難い。こ
れは、石炭−水スラリー中の石炭粒子同志が水中
で凝集することにより、粘度の増大、及び流動性
の減少を起こさせるからである。水スラリー中の
石炭粒子は、小さいほど分散安定性が良いが、微
粉砕の費用は、微粉砕の程度が大きくなるにつれ
て大きくなる。 石炭−水スラリーに、分散剤である、界面活性
剤を加えると、石炭粒子と水との界面に、界面活
性剤が吸着され、石炭粒子をバラバラにほぐす作
用や、石炭粒子が互いに、凝集するのを防ぐ作用
などを起こし、良好な分散状態を作り出すことが
期待される。このような分散剤として、アルキル
（フエニル）エーテルサルフエート（特開昭56−
20090号公報）や置換基として炭化水素基を有す
ることもある多環式芳香族化合物のスルホン化物
はその塩（特開昭56−21636号公報）などが提案
されている。しかしながらこのような分散剤を用
いた場合、流動性は向上するものの、長時間静置
した時に生ずる沈降物が圧密しハードケーキを形
成するため、実用上大きな問題となつていた。 そこで本発明者らは、かかる欠点を改良した流
動性に優れるとともに、かかるハードケーキを作
らない、すなわち、静置安定性に優れた石炭−水
スラリーを得るべく鋭意研究した結果、本発明に
到達した。 本発明に係る石炭スラリー組成物は、次の(a)，
(b)および(c)の３成分を必須成分として含有して成
る。 (a) 74μ以下の粒度を有する粒子が71〜85重量％
を占め、かつロージン−ラムラー線図において
44μを通過する粒度をもつ粒子の量（重量％）
と74μを通過する粒子をもつ粒子の量（重量
％）の２点を結ぶ直線の傾き（tanαの値）が
0.4ないし0.9の範囲となる粒度分布をもつ石炭
粉末、 (b) ナフタリンまたはクレオソート油のスルホン
化物、その塩またはこれらの脂肪族アルデヒド
付加縮合物、あるいはスルホン酸基含有アミノ
トリアジンの脂肪族アルデヒド縮合生成物また
はこれらの塩から成る群から選ばれる界面活性
剤の１種または２種以上、および、 (c) 水 本発明の石炭スラリー組成物中の各成分の割合
は、成分(a)の石炭粉末が50〜80重量％、成分(b)の
界面活性剤が0.01〜５重量％および成分(c)の水が
15〜45重量％であることが好ましく、特に成分(a)
が60〜75重量％、成分(b)がB0.03〜2.0重量％およ
び成分(c)が25〜35重量％の割合であることが一層
好ましい。 本発明に用いる石炭粉末、粒度74μ以下の粒子
がその71〜85重量％を占める。スラリーの直接燃
焼を考慮するならば、74μ以下の粒度を有する粒
子が75〜80重量％を占めることが好ましい。さら
に、この石炭粉末は、ロージン−ラムラー
（Rosin−Rammler）線図にプロツトした場合の
44μを通過する粒度をもつ粒子の量（重量％）を
示す点と74μを通過する粒度をもつ粒子の量（重
量％）を示す点の２点を結ぶ直線の傾きである
tanαの値が0.4〜0.9となるような粒度分布をもつ
ことが必要である。好ましいtanαは0.5〜0.8であ
る。このような要件が充足される限り、この線図
にプロツトして得られる粒度分布を示す線は直線
でも、曲線でも、あるいは直線と曲線との混成体
であつても差支えなく、また屈曲点のある線でも
よい。また、使用する石炭粉末は分級操作により
一部の粒度部分をカツトしたものでも差支えな
い。 ロージン・ラムラー線図は、第１図に示すよう
に、横軸に粒子度径を対数目盛で、縦軸に通過量
（重量％）を特殊目盛で目盛つたものであり、日
本粉体工業協会等で広く販布している。この線図
に粒度分布の測定値をプロツトして得られる線の
44μおよび74μの通過量（重量％）の２点を結ん
で得られる直線の傾きを正接の値（tanα）とし
て求めたものによつて決められる。 一般に石炭をボールミル等で単純に粉砕した場
合には上述の様な粒度分布要件を満足するものが
得られず、粒度分布の比較的狭い、tanαに値で
1.0〜1.2程度のものとなる。この様な粒度分布を
もつ石炭粉末では、本願発明が目的とする分散安
定性とともに静置安定性に優れた水性スラリーを
得ることはできない。本発明に使用できる上述の
ような粒度分布をもつ粉末を得るには、単純な粉
砕ではなく、特別に考案された粉末調製法による
必要がある。たとえば、複数の粉砕機を並列し、
適切な粒度分布になるように配合する方法、粉砕
機による粉砕後ふるい分け操作等を行う方法等を
採ることができる。粉砕機としては、ボールミ
ル、コロイドミル、アトライター等任意の形式の
ものを使用することができ、また粉砕方法は乾式
粉砕もしくは水中湿式粉砕のいずれでもよい。 石炭スラリー組成物中の石炭濃度は50〜80重量
％、特に60〜75重量％であることが好ましい。少
なすぎると発熱量が低下するとともに直接燃焼が
困難となる。また、多過ぎると粘度が高くなり過
ぎ流動性が悪化する。石炭の種類および粒度によ
り異るが概して上述の濃度範囲が適当である。本
発明で使用する石炭は無煙炭、瀝青炭、亜瀝青
炭、褐炭などのいずれであつてもよい。 上述の様にある特定の粒度分布を持つた石炭粉
末からなる石炭スラリーには分散安定剤として、
次の特定のアニオン性界面活性剤（ｂ成分）を用
いた場合に他の各種の分散安定剤にくらべて著し
く優れた分散安定性、静置安定性及び流動性を発
揮する。このような界面活性剤としては、ナフタ
リンまたはクレオソート油のスルホン化物、その
塩またはこれらの脂肪族アルデヒド付加縮合物、
あるいはスルホン酸基含有アミノトリアジンの脂
肪族アルデヒド縮合生成物またはこれらの塩が挙
げられる。これらのスルホン化物の塩としては、
ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の塩、カ
ルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の
塩およびアンモニウムまたはアミン塩が使用でき
る。これらの界面活性剤は、それぞれスルホン化
物を脂肪族アルデヒドで付加縮合したもの、ある
いは脂肪族アルデヒドで付加縮合した後スルホン
化したもののいずれでもよい。また、この中では
特にホルマリン縮合したものが有効であり、縮合
度は1.2〜30が好ましく、1.2〜10が一層好まし
い。縮合度が1.2以下では縮合による効果が少な
く、逆に30を越えると高分子量化し、溶解性が劣
るなどの点で実用的ではない。 本発明において用いる「クレオソート油」と
は、石炭乾留タール中の沸点200℃以上の中性油
またはそのアルキル化物をいう。従来クレオソー
ト油の定義は種々なされているが、日本工業規格
JISK2439（1978）によれば、コールタールを蒸留
して得られる中油以上の留出油の混合物で、中
油・重油・アントラセン油などの各留分からナフ
タリン・アントラセンなどの結晶物を分離し、フ
エノール類・ピリジン類などを分離回収したうえ
で、それらの留分を適宜配合して一定の規格のも
のとした製品であつて、１号、２号および３号の
３種に分類される。例えばクレオソート油１号は
比重1.03以上、水分３％以下、沸点235℃以下の
もの25％以下、沸点235〜315℃のもの40％以上で
あつて、315℃以下で50％以上が留出する多種化
合物の混合物である。 本発明の石炭スラリー組成物用分散剤の製造用
出発原料としては、上記JIS K2439（1978）に規
定するクレオソート油を各種成分の混合物のまま
または該クレオソート油を分留して得られる留
分、例えば沸点200〜250℃，240〜260℃，250〜
270℃，270〜300℃等の各留分がすべて利用でき
る。また、上記クレオソート油および留分をアル
キル化したものを利用することもできる。アルキ
ル化の方法は特に限定されない。発煙硫酸または
濃硫酸を用いたスルホン化の際に対応するアルコ
ールを併存させておいてスルホン化とアルキル化
を同時に行う方法もある。 また、本発明に用いるスルホン酸基を含有する
アミノトリアジンと脂肪族アルデヒドとの縮合生
成物はアミノ−Ｓ−トリアジン縮合物である。そ
の１例は特公昭43−21659号公報明細書に記載の
技法により製造される縮合物である。これら縮合
物は一般的には脂肪族アルデヒド、好ましくはホ
ルムアルデヒドの存在下で、アミノ−Ｓ−トリア
ジン、例えば、メラミン、ヘキサメチロールメラ
ミン、アセトグアナミンまたはベンゾグアナミン
と縮合せしめ、ついでスルホン化剤、例えば亜硫
酸、硫酸、スルホン酸、重亜硫酸またはそれらの
塩やジスルフアイト、ジチオナイト、ピロ亜硫酸
塩などを用いてスルホン化するか、或いはアミノ
−Ｓ−トリアジンスルホン酸をアルデヒド好まし
くはホルムアルデヒドと縮合させることにより得
られる。本発明の好ましい一態様であるスルホン
化メラミン樹脂はメラミンとホルムアルデヒドと
を用い、Na2S2O3（またはNaHSO3）を加えて反
応させて得られるスルホン酸基含有縮合生成物で
ある。 本発明の石炭スラリー中の(c)成分である水の配
合量は重要である。水の配合量が少ないと(b)成分
である界面活性剤を添加しても分散安定性はよく
ならず流動性に劣るスラリーしか得られない。と
ころが水を15重量％以上、好ましくは25重量％以
上配合すると急激に分散安定性は向上し、流動性
も優れたものとなる。しかし、水を多量に配合す
ると発熱量が低下し直接燃焼も困難となるため、
多量の配合は回避すべきである。従つて、水の配
合量は15〜45重量％、特に25〜35重量％であるこ
とが望ましい。 本発明の石炭・水スラリーが如何にして優れた
流動性と静置安定性を有するかの機作は必ずしも
明らかでないが次のようなものと考えられる。前
記(a)成分のように石炭粒子の粒度分布を特別に調
整せる石炭粉末においては、微粒炭が粗粒炭のま
わりに吸着し、ゆるいネツトワーク構造を形成す
る。その結果、粗粒炭の沈降分離が抑制され、静
置安定性が良好となる。また、微粒炭が粗粒炭間
の隙間に入りこむことで最密充填に近い状態にな
り得るため、高い石炭濃度においても流動性を有
する。(b)成分である界面活性剤は陰イオン性の界
面活性剤であり、石炭・水スラリー中の石炭粒子
中の石炭質に多く吸着されて電荷を賦与すること
によりスラリー中における石炭粒子の分散性を向
上し、ひいては流動性を高める。 本発明の石炭・水スラリーは、上記の構成によ
り、流動性が良好で且つ静置安定性に優る。な
お、ここで静置安定性が良好とは沈降物がソフト
で容易に再分散できる場合も含む。特に従来の分
散剤だけを用いて得られた石炭・水スラリーで
は、静置した場合に沈降物が圧密なハードケーキ
を作つたことに比べ、本発明の石炭・水スラリー
ではそのようなハードケーキは形成されず、本発
明の工業的価値は極めて高いものと言えよう。 以下に一部の界面活性剤成分(b)の合成例及び本
発明の石炭・水スラリーの実施例を説明するが、
本発明は、これらの合成例及び実施例に限定され
るものではない。なお、これらの例において
「部」および「％」はいずれも重量に基づく。 合成例 １ 37％ホルマリン567部をカ性ソーダでPH4.5に
し、次にメラミン294部と混合する。次に75℃に
加熱して澄明な溶液を作る。この溶液を45℃に冷
却し、Na2S2O3 222部を添加する。次に水332部
を添加し、カ性ソーダでPH値を10.5にし、この溶
液を80℃に２時間加熱する。この溶液を50℃に冷
却した後に水2116部と濃硫酸70部との混合物と混
合する。この後この反応混合物を50℃に５時間加
熱し、次にカ性ソーダでPH8.7にする。 得られた溶液は固形分約20％で、25℃で37cp
の粘度を有し、水と種々の割合で混合することが
できる。 合成例 ２ 37％ホルマリン567部をカ性ソーダでPH4.5に
し、次にメラミン294部と混合する。次に75℃に
加熱して澄明な溶液を作り、これを冷却し、この
後Ma2S2O3 222部を添加する。次に水332部を
添加し、カ性ソーダでPH値9.0にする。この溶液
を80℃に２時間加熱する。水2000部で希釈した後
に冷却する。この溶液の粘度は25℃で26.2cpであ
り、固形分含有量は約20％である。 合成例 ３ アセトングアニンスルホン酸を１：4.0のモル
比で30％ホルマリンと混合し、70℃に加熱し、カ
性ソーダでPH値を4.0にし、次に90℃に２時間加
熱する。こうして得られた種々の割合で水と混合
することのできる溶液は20℃で346cpの粘度およ
び約50％の固形分含有量を持つている。 合成例 ４ ベンゾグアナミンスルホン酸を１：4.0のモル
比で30％ホルマリンを混合し、70℃に加熱し、カ
性ソーダでPH4.0に調節し、この後90℃に２時間
加熱する。この種々の割合で水と混合することの
できる溶液は20℃で2330cpの粘度および約50％
の固形分含有量を持つ。 実施例 １ １ 石炭粉末の調製 直径30cmのボールミルにボールミルの体積の約
１／２に相当する量の磁性球（直径１cm及び0.5cmの
２種類を１：１の比率で混ぜたもの）と表−１に
示す大同炭または三池炭の２Kgとを装入し、
50rpmで１時間回転して粉砕を行つた。この石炭
粉末の粒度分布を48メツシユ、100メツシユ、200
メツシユ、350メツシユのふるいで測定したとこ
ろ表−２の粒度分布を有していた。大同炭および
三池炭について同様の方法により多量の石炭の粉
砕およびふるい分けを行い、48メツシユ残、48〜
100メツシユ、100〜200メツシユ、200〜350メツ
シユ、350メツシユパスの５区分に分割した石炭
粉末を作り、これらの粉末を表−３に示す配合比
率で混合して所定の粒度分布を有する石炭粉末を
調製した。その石炭粉末の性状を表−４に示し、
また一部の石炭粉末についてのロージン−ラムラ
ー線図を第１図に示す。
更に詳しくは、特定の粒度分布を有する石炭粉末
の水性スラリー組成物であつて、分散安定性に優
れ、かつ長時間静置した時に生ずる沈降物が圧密
したハードケーキを形成しない、すなわち、静置
安定性に優れた石炭スラリー組成物に関する。 近年、エネルギー源として、最も多く使用され
て来た石油が、その埋蔵量の限界や、それに伴な
う価格の高騰などから、エネルギー源の多様化お
よび、安定的な供給の確保が重要な問題となつて
いる。このようなことから、埋蔵量が多く、且
つ、偏在せず、世界中に存在する石炭の有効利用
が、見直されてきている。しかしながら石炭の場
合は、石油とは異なり、固体であるため、パイプ
ラインによる輸送が不可能であり、取り扱い上、
著しく不利である。さらに、石炭は一般に、石油
に比べ、多量の灰分を含んでいるため、発熱量の
低下、フライアツシユの処理等の問題も生じる。
このようなことにより、取り扱い上の欠点を改善
するために、石炭を粉末化し、水中に分散させて
スラリー状にして、使用する方法が、種々検討さ
れている。しかしながら、このようなスラリー
は、石炭濃度を上げると、著しく増粘し、流動性
を失ない、逆に石炭濃度を下げると、輸送効率が
低下し、さらに脱水工程にも費用がかかるという
問題点を有し、適切な石炭濃度を見出し難い。こ
れは、石炭−水スラリー中の石炭粒子同志が水中
で凝集することにより、粘度の増大、及び流動性
の減少を起こさせるからである。水スラリー中の
石炭粒子は、小さいほど分散安定性が良いが、微
粉砕の費用は、微粉砕の程度が大きくなるにつれ
て大きくなる。 石炭−水スラリーに、分散剤である、界面活性
剤を加えると、石炭粒子と水との界面に、界面活
性剤が吸着され、石炭粒子をバラバラにほぐす作
用や、石炭粒子が互いに、凝集するのを防ぐ作用
などを起こし、良好な分散状態を作り出すことが
期待される。このような分散剤として、アルキル
（フエニル）エーテルサルフエート（特開昭56−
20090号公報）や置換基として炭化水素基を有す
ることもある多環式芳香族化合物のスルホン化物
はその塩（特開昭56−21636号公報）などが提案
されている。しかしながらこのような分散剤を用
いた場合、流動性は向上するものの、長時間静置
した時に生ずる沈降物が圧密しハードケーキを形
成するため、実用上大きな問題となつていた。 そこで本発明者らは、かかる欠点を改良した流
動性に優れるとともに、かかるハードケーキを作
らない、すなわち、静置安定性に優れた石炭−水
スラリーを得るべく鋭意研究した結果、本発明に
到達した。 本発明に係る石炭スラリー組成物は、次の(a)，
(b)および(c)の３成分を必須成分として含有して成
る。 (a) 74μ以下の粒度を有する粒子が71〜85重量％
を占め、かつロージン−ラムラー線図において
44μを通過する粒度をもつ粒子の量（重量％）
と74μを通過する粒子をもつ粒子の量（重量
％）の２点を結ぶ直線の傾き（tanαの値）が
0.4ないし0.9の範囲となる粒度分布をもつ石炭
粉末、 (b) ナフタリンまたはクレオソート油のスルホン
化物、その塩またはこれらの脂肪族アルデヒド
付加縮合物、あるいはスルホン酸基含有アミノ
トリアジンの脂肪族アルデヒド縮合生成物また
はこれらの塩から成る群から選ばれる界面活性
剤の１種または２種以上、および、 (c) 水 本発明の石炭スラリー組成物中の各成分の割合
は、成分(a)の石炭粉末が50〜80重量％、成分(b)の
界面活性剤が0.01〜５重量％および成分(c)の水が
15〜45重量％であることが好ましく、特に成分(a)
が60〜75重量％、成分(b)がB0.03〜2.0重量％およ
び成分(c)が25〜35重量％の割合であることが一層
好ましい。 本発明に用いる石炭粉末、粒度74μ以下の粒子
がその71〜85重量％を占める。スラリーの直接燃
焼を考慮するならば、74μ以下の粒度を有する粒
子が75〜80重量％を占めることが好ましい。さら
に、この石炭粉末は、ロージン−ラムラー
（Rosin−Rammler）線図にプロツトした場合の
44μを通過する粒度をもつ粒子の量（重量％）を
示す点と74μを通過する粒度をもつ粒子の量（重
量％）を示す点の２点を結ぶ直線の傾きである
tanαの値が0.4〜0.9となるような粒度分布をもつ
ことが必要である。好ましいtanαは0.5〜0.8であ
る。このような要件が充足される限り、この線図
にプロツトして得られる粒度分布を示す線は直線
でも、曲線でも、あるいは直線と曲線との混成体
であつても差支えなく、また屈曲点のある線でも
よい。また、使用する石炭粉末は分級操作により
一部の粒度部分をカツトしたものでも差支えな
い。 ロージン・ラムラー線図は、第１図に示すよう
に、横軸に粒子度径を対数目盛で、縦軸に通過量
（重量％）を特殊目盛で目盛つたものであり、日
本粉体工業協会等で広く販布している。この線図
に粒度分布の測定値をプロツトして得られる線の
44μおよび74μの通過量（重量％）の２点を結ん
で得られる直線の傾きを正接の値（tanα）とし
て求めたものによつて決められる。 一般に石炭をボールミル等で単純に粉砕した場
合には上述の様な粒度分布要件を満足するものが
得られず、粒度分布の比較的狭い、tanαに値で
1.0〜1.2程度のものとなる。この様な粒度分布を
もつ石炭粉末では、本願発明が目的とする分散安
定性とともに静置安定性に優れた水性スラリーを
得ることはできない。本発明に使用できる上述の
ような粒度分布をもつ粉末を得るには、単純な粉
砕ではなく、特別に考案された粉末調製法による
必要がある。たとえば、複数の粉砕機を並列し、
適切な粒度分布になるように配合する方法、粉砕
機による粉砕後ふるい分け操作等を行う方法等を
採ることができる。粉砕機としては、ボールミ
ル、コロイドミル、アトライター等任意の形式の
ものを使用することができ、また粉砕方法は乾式
粉砕もしくは水中湿式粉砕のいずれでもよい。 石炭スラリー組成物中の石炭濃度は50〜80重量
％、特に60〜75重量％であることが好ましい。少
なすぎると発熱量が低下するとともに直接燃焼が
困難となる。また、多過ぎると粘度が高くなり過
ぎ流動性が悪化する。石炭の種類および粒度によ
り異るが概して上述の濃度範囲が適当である。本
発明で使用する石炭は無煙炭、瀝青炭、亜瀝青
炭、褐炭などのいずれであつてもよい。 上述の様にある特定の粒度分布を持つた石炭粉
末からなる石炭スラリーには分散安定剤として、
次の特定のアニオン性界面活性剤（ｂ成分）を用
いた場合に他の各種の分散安定剤にくらべて著し
く優れた分散安定性、静置安定性及び流動性を発
揮する。このような界面活性剤としては、ナフタ
リンまたはクレオソート油のスルホン化物、その
塩またはこれらの脂肪族アルデヒド付加縮合物、
あるいはスルホン酸基含有アミノトリアジンの脂
肪族アルデヒド縮合生成物またはこれらの塩が挙
げられる。これらのスルホン化物の塩としては、
ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の塩、カ
ルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の
塩およびアンモニウムまたはアミン塩が使用でき
る。これらの界面活性剤は、それぞれスルホン化
物を脂肪族アルデヒドで付加縮合したもの、ある
いは脂肪族アルデヒドで付加縮合した後スルホン
化したもののいずれでもよい。また、この中では
特にホルマリン縮合したものが有効であり、縮合
度は1.2〜30が好ましく、1.2〜10が一層好まし
い。縮合度が1.2以下では縮合による効果が少な
く、逆に30を越えると高分子量化し、溶解性が劣
るなどの点で実用的ではない。 本発明において用いる「クレオソート油」と
は、石炭乾留タール中の沸点200℃以上の中性油
またはそのアルキル化物をいう。従来クレオソー
ト油の定義は種々なされているが、日本工業規格
JISK2439（1978）によれば、コールタールを蒸留
して得られる中油以上の留出油の混合物で、中
油・重油・アントラセン油などの各留分からナフ
タリン・アントラセンなどの結晶物を分離し、フ
エノール類・ピリジン類などを分離回収したうえ
で、それらの留分を適宜配合して一定の規格のも
のとした製品であつて、１号、２号および３号の
３種に分類される。例えばクレオソート油１号は
比重1.03以上、水分３％以下、沸点235℃以下の
もの25％以下、沸点235〜315℃のもの40％以上で
あつて、315℃以下で50％以上が留出する多種化
合物の混合物である。 本発明の石炭スラリー組成物用分散剤の製造用
出発原料としては、上記JIS K2439（1978）に規
定するクレオソート油を各種成分の混合物のまま
または該クレオソート油を分留して得られる留
分、例えば沸点200〜250℃，240〜260℃，250〜
270℃，270〜300℃等の各留分がすべて利用でき
る。また、上記クレオソート油および留分をアル
キル化したものを利用することもできる。アルキ
ル化の方法は特に限定されない。発煙硫酸または
濃硫酸を用いたスルホン化の際に対応するアルコ
ールを併存させておいてスルホン化とアルキル化
を同時に行う方法もある。 また、本発明に用いるスルホン酸基を含有する
アミノトリアジンと脂肪族アルデヒドとの縮合生
成物はアミノ−Ｓ−トリアジン縮合物である。そ
の１例は特公昭43−21659号公報明細書に記載の
技法により製造される縮合物である。これら縮合
物は一般的には脂肪族アルデヒド、好ましくはホ
ルムアルデヒドの存在下で、アミノ−Ｓ−トリア
ジン、例えば、メラミン、ヘキサメチロールメラ
ミン、アセトグアナミンまたはベンゾグアナミン
と縮合せしめ、ついでスルホン化剤、例えば亜硫
酸、硫酸、スルホン酸、重亜硫酸またはそれらの
塩やジスルフアイト、ジチオナイト、ピロ亜硫酸
塩などを用いてスルホン化するか、或いはアミノ
−Ｓ−トリアジンスルホン酸をアルデヒド好まし
くはホルムアルデヒドと縮合させることにより得
られる。本発明の好ましい一態様であるスルホン
化メラミン樹脂はメラミンとホルムアルデヒドと
を用い、Na2S2O3（またはNaHSO3）を加えて反
応させて得られるスルホン酸基含有縮合生成物で
ある。 本発明の石炭スラリー中の(c)成分である水の配
合量は重要である。水の配合量が少ないと(b)成分
である界面活性剤を添加しても分散安定性はよく
ならず流動性に劣るスラリーしか得られない。と
ころが水を15重量％以上、好ましくは25重量％以
上配合すると急激に分散安定性は向上し、流動性
も優れたものとなる。しかし、水を多量に配合す
ると発熱量が低下し直接燃焼も困難となるため、
多量の配合は回避すべきである。従つて、水の配
合量は15〜45重量％、特に25〜35重量％であるこ
とが望ましい。 本発明の石炭・水スラリーが如何にして優れた
流動性と静置安定性を有するかの機作は必ずしも
明らかでないが次のようなものと考えられる。前
記(a)成分のように石炭粒子の粒度分布を特別に調
整せる石炭粉末においては、微粒炭が粗粒炭のま
わりに吸着し、ゆるいネツトワーク構造を形成す
る。その結果、粗粒炭の沈降分離が抑制され、静
置安定性が良好となる。また、微粒炭が粗粒炭間
の隙間に入りこむことで最密充填に近い状態にな
り得るため、高い石炭濃度においても流動性を有
する。(b)成分である界面活性剤は陰イオン性の界
面活性剤であり、石炭・水スラリー中の石炭粒子
中の石炭質に多く吸着されて電荷を賦与すること
によりスラリー中における石炭粒子の分散性を向
上し、ひいては流動性を高める。 本発明の石炭・水スラリーは、上記の構成によ
り、流動性が良好で且つ静置安定性に優る。な
お、ここで静置安定性が良好とは沈降物がソフト
で容易に再分散できる場合も含む。特に従来の分
散剤だけを用いて得られた石炭・水スラリーで
は、静置した場合に沈降物が圧密なハードケーキ
を作つたことに比べ、本発明の石炭・水スラリー
ではそのようなハードケーキは形成されず、本発
明の工業的価値は極めて高いものと言えよう。 以下に一部の界面活性剤成分(b)の合成例及び本
発明の石炭・水スラリーの実施例を説明するが、
本発明は、これらの合成例及び実施例に限定され
るものではない。なお、これらの例において
「部」および「％」はいずれも重量に基づく。 合成例 １ 37％ホルマリン567部をカ性ソーダでPH4.5に
し、次にメラミン294部と混合する。次に75℃に
加熱して澄明な溶液を作る。この溶液を45℃に冷
却し、Na2S2O3 222部を添加する。次に水332部
を添加し、カ性ソーダでPH値を10.5にし、この溶
液を80℃に２時間加熱する。この溶液を50℃に冷
却した後に水2116部と濃硫酸70部との混合物と混
合する。この後この反応混合物を50℃に５時間加
熱し、次にカ性ソーダでPH8.7にする。 得られた溶液は固形分約20％で、25℃で37cp
の粘度を有し、水と種々の割合で混合することが
できる。 合成例 ２ 37％ホルマリン567部をカ性ソーダでPH4.5に
し、次にメラミン294部と混合する。次に75℃に
加熱して澄明な溶液を作り、これを冷却し、この
後Ma2S2O3 222部を添加する。次に水332部を
添加し、カ性ソーダでPH値9.0にする。この溶液
を80℃に２時間加熱する。水2000部で希釈した後
に冷却する。この溶液の粘度は25℃で26.2cpであ
り、固形分含有量は約20％である。 合成例 ３ アセトングアニンスルホン酸を１：4.0のモル
比で30％ホルマリンと混合し、70℃に加熱し、カ
性ソーダでPH値を4.0にし、次に90℃に２時間加
熱する。こうして得られた種々の割合で水と混合
することのできる溶液は20℃で346cpの粘度およ
び約50％の固形分含有量を持つている。 合成例 ４ ベンゾグアナミンスルホン酸を１：4.0のモル
比で30％ホルマリンを混合し、70℃に加熱し、カ
性ソーダでPH4.0に調節し、この後90℃に２時間
加熱する。この種々の割合で水と混合することの
できる溶液は20℃で2330cpの粘度および約50％
の固形分含有量を持つ。 実施例 １ １ 石炭粉末の調製 直径30cmのボールミルにボールミルの体積の約
１／２に相当する量の磁性球（直径１cm及び0.5cmの
２種類を１：１の比率で混ぜたもの）と表−１に
示す大同炭または三池炭の２Kgとを装入し、
50rpmで１時間回転して粉砕を行つた。この石炭
粉末の粒度分布を48メツシユ、100メツシユ、200
メツシユ、350メツシユのふるいで測定したとこ
ろ表−２の粒度分布を有していた。大同炭および
三池炭について同様の方法により多量の石炭の粉
砕およびふるい分けを行い、48メツシユ残、48〜
100メツシユ、100〜200メツシユ、200〜350メツ
シユ、350メツシユパスの５区分に分割した石炭
粉末を作り、これらの粉末を表−３に示す配合比
率で混合して所定の粒度分布を有する石炭粉末を
調製した。その石炭粉末の性状を表−４に示し、
また一部の石炭粉末についてのロージン−ラムラ
ー線図を第１図に示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
＊ 比較品
２ 石炭スラリーの製造 表−５および表−６に示す界面活性剤成分なら
びに前記合成例にて調製した種々の界面活性剤成
分の所定量を添加した水溶液に、前記１で調製し
た成分(a)である石炭粉末の所定量を加えて、ホモ
ミキサ−（特殊機化工製）にて5000rpmで５分間
攪拌し、所定濃度の石炭スラリー組成物を調製し
た。各成分の配合比は後記表−７に示す。
２ 石炭スラリーの製造 表−５および表−６に示す界面活性剤成分なら
びに前記合成例にて調製した種々の界面活性剤成
分の所定量を添加した水溶液に、前記１で調製し
た成分(a)である石炭粉末の所定量を加えて、ホモ
ミキサ−（特殊機化工製）にて5000rpmで５分間
攪拌し、所定濃度の石炭スラリー組成物を調製し
た。各成分の配合比は後記表−７に示す。
【表】
【表】
＊ クレオソート油１号
３ 流動性および静置安定性の評価 ２で調製した石炭スラリー組成物について、25
℃にて粘度を測定し、流動性を評価した。粘度の
低いものが、流動性の良いことを示す。 次に、第２図に示す構成および大きさを有する
ガラス棒貫入試験装置を用いて静置安定性を評価
した。同図において高さのデイメンジヨン単位は
mmである。前記２）で調製した石炭、水スラリー
２を500c.c.メスシリンダー３中にて静置し１日後
に50ｇのガラス棒１の貫入時間を測定することで
静置安定性の評価とした。つまり沈殿物がハード
ケーキをつくり圧密すれば貫入時間が大きくなり
極端な場合は途中で停止する。また静置安定性が
よく分離しない場合や多少分離しても沈殿物がソ
フトであれば貫入時間は早くなる。結果を表７に
示す。
３ 流動性および静置安定性の評価 ２で調製した石炭スラリー組成物について、25
℃にて粘度を測定し、流動性を評価した。粘度の
低いものが、流動性の良いことを示す。 次に、第２図に示す構成および大きさを有する
ガラス棒貫入試験装置を用いて静置安定性を評価
した。同図において高さのデイメンジヨン単位は
mmである。前記２）で調製した石炭、水スラリー
２を500c.c.メスシリンダー３中にて静置し１日後
に50ｇのガラス棒１の貫入時間を測定することで
静置安定性の評価とした。つまり沈殿物がハード
ケーキをつくり圧密すれば貫入時間が大きくなり
極端な場合は途中で停止する。また静置安定性が
よく分離しない場合や多少分離しても沈殿物がソ
フトであれば貫入時間は早くなる。結果を表７に
示す。
【表】
第１図は、石炭スラリー組成物の調製に用いる
石炭粉末の粒度分布を示すロージン−ラムラー線
図の例を示し、同図中のNOは実施例１で用いた
石炭粉末(a)成分のNOに対応する。第２図は石炭
スラリー組成物の静置安定性の評価に使用するガ
ラス棒貫入試験装置を示す、１……ガラス棒、２
……石炭・水スラリー、３……メスシリンダー。
石炭粉末の粒度分布を示すロージン−ラムラー線
図の例を示し、同図中のNOは実施例１で用いた
石炭粉末(a)成分のNOに対応する。第２図は石炭
スラリー組成物の静置安定性の評価に使用するガ
ラス棒貫入試験装置を示す、１……ガラス棒、２
……石炭・水スラリー、３……メスシリンダー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 次の(a)，(b)および(c)の３成分、即ち、 (a) 74μ以下の粒度を有する粒子が71〜85重量％
を占め、かつロージン−ラムラー線図において
44μを通過する粒度をもつ粒子の量（重量％）
と74μを通過する粒子をもつ粒子の量（重量
％）の２点を結ぶ直線の傾き（tanαの値）が
0.4ないし0.9の範囲となる粒度分布をもつ石炭
粉末、 (b) ナフタリンまたはクレオソート油のスルホン
化物、その塩またはこれらの脂肪族アルデヒド
付加縮合物、あるいはスルホン酸基含有アミノ
トリアジンの脂肪族アルデヒド縮合生成物また
はこれらの塩から成る群から選ばれる界面活性
剤の１種または２種以上、および、 (c) 水 の３成分を必須成分として含んでなる石炭スラリ
ー組成物。 ２ 成分(a)の石炭粉末の量が50〜80重量％、成分
(b)の界面活性剤の量が0.01〜５重量％および成分
(c)の水の量が15〜45重量％である特許請求の範囲
第１項記載の石炭スラリー組成物。 ３ 成分(a)の石炭粉末が、ロージン−ラムラー線
図のtanαが0.5〜0.8の範囲となる粒径分布を持つ
ものである特許請求の範囲第１項または第２項記
載の石炭スラリー組成物。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21138481A JPS58117283A (ja) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | 石炭スラリ−組成物 |
| AU91899/82A AU537911B2 (en) | 1981-12-29 | 1982-12-24 | Coal slurry composition |
| DE19823248550 DE3248550A1 (de) | 1981-12-29 | 1982-12-29 | Kohleaufschlaemmungs-zusammensetzung |
| CA000418706A CA1181590A (en) | 1981-12-29 | 1982-12-29 | Coal slurry composition |
| GB08237003A GB2114597B (en) | 1981-12-29 | 1982-12-30 | Coal slurry composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21138481A JPS58117283A (ja) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | 石炭スラリ−組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58117283A JPS58117283A (ja) | 1983-07-12 |
| JPH0437116B2 true JPH0437116B2 (ja) | 1992-06-18 |
Family
ID=16605064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21138481A Granted JPS58117283A (ja) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | 石炭スラリ−組成物 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58117283A (ja) |
| AU (1) | AU537911B2 (ja) |
| CA (1) | CA1181590A (ja) |
| DE (1) | DE3248550A1 (ja) |
| GB (1) | GB2114597B (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1197637B (it) * | 1983-04-29 | 1988-12-06 | Centro Speriment Metallurg | Procedimento per la preparazione di miscele stabili carbone-acqua |
| DE3406456A1 (de) * | 1984-02-20 | 1985-08-22 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | Verfahren zur bereitstellung von kohle fuer grossfeuerungsanlagen |
| FR2574312A1 (fr) * | 1984-12-07 | 1986-06-13 | Elf France | Procede et appareil pour la production de suspensions de solides pulverulents dans des liquides, stables dans le temps |
| US4597770A (en) * | 1984-12-24 | 1986-07-01 | The Procter & Gamble Company | Coal-water slurry compositions |
| DE3509330A1 (de) * | 1985-03-15 | 1986-09-25 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Verfahren zur herstellung einer kohlesuspension |
| JPS6243488A (ja) * | 1985-08-21 | 1987-02-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 炭素質固体・水スラリ−組成物 |
| FR2595712B1 (fr) * | 1986-03-12 | 1988-06-24 | Charbonnages De France | Suspensions concentrees dans l'eau de combustibles solides et leur procede d'obtention |
| GB2562557A (en) * | 2018-01-19 | 2018-11-21 | A P Moeller Mærsk As | Slurry fuel suspension and method for preparation |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4282006A (en) * | 1978-11-02 | 1981-08-04 | Alfred University Research Foundation Inc. | Coal-water slurry and method for its preparation |
-
1981
- 1981-12-29 JP JP21138481A patent/JPS58117283A/ja active Granted
-
1982
- 1982-12-24 AU AU91899/82A patent/AU537911B2/en not_active Ceased
- 1982-12-29 DE DE19823248550 patent/DE3248550A1/de active Granted
- 1982-12-29 CA CA000418706A patent/CA1181590A/en not_active Expired
- 1982-12-30 GB GB08237003A patent/GB2114597B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3248550A1 (de) | 1983-08-11 |
| GB2114597B (en) | 1985-07-03 |
| CA1181590A (en) | 1985-01-29 |
| AU537911B2 (en) | 1984-07-19 |
| DE3248550C2 (ja) | 1987-09-17 |
| AU9189982A (en) | 1983-07-07 |
| JPS58117283A (ja) | 1983-07-12 |
| GB2114597A (en) | 1983-08-24 |
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