JPH0477035B2

JPH0477035B2 -

Info

Publication number: JPH0477035B2
Application number: JP60073134A
Authority: JP
Inventors: Toshio Takeshita; Shigeru Maeda; Morio Imayoshi; Satoru Kanamori
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-04-06
Filing date: 1985-04-06
Publication date: 1992-12-07
Also published as: JPS61231092A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、石炭の微粉末を石油系重質油に懸濁
して安定化させてなる、液体燃料として使用され
る微粉炭油混合燃料組成物の改良に関するもので
ある。現在世界におけるエネルギーの大部分は石油に
よつて賄われているが、その石油資源の埋蔵量に
も限界があり、近い将来、増大するエネルギー需
要に応じきれなくなる可能性がある。石油に代替
するエネルギー源として、最近石炭が注目されて
きている。石炭は、その埋蔵量の豊富さや、生産
地の広域性から、極めて有望な資源と考えられて
いる。石炭は、採掘した状態では塊状であつて取扱い
が困難であるので、これを粉末状の微粉炭にして
石油系重質油懸濁し、液状の燃料として使用する
ことが検討されている。従来の技術石炭を重質油に懸濁しただけでは、懸濁が不安
定であつて、時間と共に微粉炭が沈澱し易いもの
である。微粉炭の粒度を小さくし、0.1〜10μまで
超微粉砕することにより安定化させることが知ら
れているが、超微粉砕するのは容易ではな合く、
経済的に不利であつた。そこで、200メツシユ程度に粉砕した微粉炭を、
重質油に加えて懸濁させ、これに界面活性剤等の
添加剤を添加して、懸濁液を安定化させることが
行われている。従来この用途に使用される添加剤
としては、各種の脂肪酸や石鹸類、オレイン酸鉛
とアルカリとの併用、ソフト型又はハード型のド
デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、EDTA
の誘導体、ジアルキルスルホこはく酸、オクタデ
シルベタイン、ポリエチレンポリアミンベース共
重合多鎖型高分子量非イオン界面活性剤、ソルビ
トール−プロピレンオキシド−エチレンオキシド
共重合型非イオン界面活性剤等が使用されてい
る。発明が解決しようとする問題点しかしながら微粉炭油混合燃料組成物に使用す
ることのできる添加剤は、高価であつて経済的に
不利であつた。本発明はかかる事情に鑑みなされたものであつ
て、安価であつて、且つ組成物の分離を有効に防
止し、粘度を低く保つて分散安定性の良好の組成
物を得る添加剤を提供することを目的とするもの
である。問題点を解決する手段而して本発明は、石炭粉末40〜60重量部と石油
系重質油40〜60重量部との混合物を95〜99.5重量
％に対し、添加剤としてトール油又はトール油脂
肪酸0.5〜５重量％を添加したことを特徴とする
ものである。一般に石炭は、その産地によつて組成が異なつ
ており、その特性に差異がある。本発明の組成物
において使用する石炭としては、水分含有量の少
ない三池炭が最も適しており、本発明による分散
の安定化の効果が最も大きく現れるが、他の産地
の石炭であつても使用可能であつて、充分に効果
が認められる。石炭中の水分含有量は、できるだけ少ないのが
好ましい。水分含有量が多いと、石炭が経時的に
沈降を起こし易く、好ましくない。従つて、前記
三池炭を使用する場合においても、組成物を調製
する前に乾燥しておくのが好ましい。しかしなが
ら、水分含有量が多い場合において、石炭が経時
的に沈降しても、その沈降石炭が組成物液の底に
堅く固まることがなく、軽く撹拌するだけで容易
に均一化し、液体燃料としての使用に差支えない
ので、石炭中の水分含有量は本発明の必須の要件
ではない。重質油としては、通常のＣ重油を使用すること
ができ、産地による問題はない。石炭粉末と重質油との比率は、石炭粉末40〜60
％に対し、重質油40〜60％の範囲で使用でき、通
常両者をほゞ等量混合する。石炭粉末の量が40％
以下になると、石炭の量が少なく、混合燃料とす
ることにより石油の消費量を減少させるという意
味が失われる。また60％以上であつても、本発明
によつて充分に安定な組成物を得ることができる
が、組成物の粘度が高くなりすぎて取扱いが困難
になる。本発明の組成物におけるトール油又はトール油
脂肪酸の添加量は、組成物全体に対して0.5〜５
重量％が適当である。なお、以下この明細書にお
いてトール油という場合は、トール油脂肪酸をも
含むものである。トール油の添加量は、石炭の産地によつても適
正添加量が異なり、三池炭であれば0.5〜１重量
％で充分に安定な組成物が得られるが、他の産地
の石炭を使用する場合には、その産地に応じて２
〜５重量％に増量して添加することが必要であ
る。また石炭粉末の粒度によつても適正添加量は
変動し、粒度が大きい場合にはトール油の添加量
を多くする必要がある。ただ、その石炭粉末の産
地や粒度に応じて必要な量のトール油を添加すれ
ば、それ以上トール油の添加量を増しても効果は
上がらない。本発明の組成物を調製するには、重質油を約70
℃程度に加温し、ここにトール油と石炭粉末とを
所定量加え、約３分間撹拌機で撹拌することによ
り調製する。組成物を調製する際に、水を少量添加すること
ができる。重質油に所定量のトール油と、組成物
全体に対して0.1〜３重量％の水を添加して均質
化し、これに所定量の石炭粉末を加えて撹拌し、
組成物を調製する。このようにして得られた組成
物は、水を添加しないものに比べて粘度は若干高
くなるものの、石炭粉末の沈降が少なく、経時的
な変化が生じにくいものであつて、極めて優れた
燃料組成物となる。この事実は前述のように石炭
粉末中の水分含有量が多いのが好ましくないとい
う事実と矛盾しており、その組成物中の水の挙動
は明らかではない。作用本発明の組成物においては、トール油中の高級
脂肪酸や樹脂酸が石炭中の灰分又は塩基性基に吸
着又は反応することにより、石炭の表面が親油性
となり、重質油との親和性が良好となつて組成物
の安定性が増すものと思われる。また本発明において組成物中に水を添加するこ
とにより沈降性が改善されるが、その作用は明ら
かでない。発明の効果本発明によつて得られた微粉炭油混合燃料組成
物は、長期間に亙つて良好な安定性を保持し、組
成物中の石炭粉末が組成物の流動性を阻害するほ
どに沈降することはなく、また粘度が低く、取り
扱いが容易である。特に第二の発明において水を
添加した組成物においては、石炭の沈降が特に少
なく、石炭粉末の初期の水分含有量が多少多くて
も、長期間に亙つて高度の安定性を保つことがで
きる。またトール油は、パルプ製造の際の副生物とし
て得られるものであつて安価であり、組成物を安
価に製造することができる。実施例試料の配合微粉炭：試験に供した石炭粉末は、三池炭を使用
し、南大夕張炭、ワララ炭、太平洋炭及び赤平
炭を使用したものについても試験して、石炭の
産地による影響を見た。また微粉炭の粒度は、200メツシユ以下を80
重量％と120〜200メツシユを20重量％との混合
物(A)を基準とし、さらに粒度による影響を見る
ため、200メツシユ以下100％(B)及び350メツシ
ユ以下100％(C)についても試験した。微粉炭の水分含有量は、微粉炭をデシケータ
ー中で乾燥して約0.5％に調整したものを使用
したが、水分含有率の影響を見るために、約
1.0％及び約1.5％に調整したものについても試
験した。また本願第二の発明における、組成物に水を
添加した場合の影響を知るために、約1.5％の
水分を含有する三池炭の微粉炭を使用して、組
成物全体の0.3重量％、0.8重量％及び1.8重量％
の水を添加した組成物についても試験した。重質油：組成物に使用する石油系重質油として
は、アラビアンライト常圧蒸溜残渣油を使用し
た。添加剤：添加剤として、トール油脂肪酸（播磨化
成工業株式会社製ハートールFA−3S（脂肪酸
88.1％、樹脂酸7.4％、不鹸化物4.5％））を使用
し、その添加量は１重量％としたものを基準と
し、その添加量の変化に伴う効果の変化を見る
ために、0.5重量％、３重量％及び５重量％添
加したものについても試験した。また比較のた
めに、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
を主成分とする市販の界面活性剤（花王石鹸株
式会社製ネオペレツクスNo.1Fパウダー）を0.2
重量％添加したものについても試験した。配合割合微粉炭を50重量％、トール油脂肪酸を所定量、
残部を重質油とした。ただし水を添加するものに
ついては、微粉炭と水との合計を50重量％とし
た。また微粉炭の増量の可能性を見るために、ト
ール油脂肪酸を増量して、微粉炭を52.5重量％、
55重量％、57.5重量％及び、60重量％としたもの
についても試験した。試料の調製水を添加しない配合のものについては、70℃に
加温した重質油に、トール油脂肪酸及び微粉炭を
所定量加えた後、羽根付き撹拌機で３分間撹拌し
て試料を調製した。水を添加した配合のものについては、70℃に加
温した重質油に、トール油脂肪酸及び水を所定量
加えて、高速ケミトロンで１分間撹拌してホモジ
ナイズし、然る後所定量の微粉炭を加えて、羽根
付き撹拌機で３分間撹拌して試料を調製した。試験項目組成物の安定性試験棒貫入試験：内径38mmのガラス製シリンダー内
に、210mmの深さに亙つて試料組成物を入れ、
これを70℃の恒温層に浸して放置する。所定時
間経過後に、直径５mm、重さ20ｇのガラス棒を
液面から垂直に落とし、ガラス棒が試料内に貫
入する深さのパーセンテージを、貫入率として
測定した。100％貫入する場合には、貫入に要
した時間（秒）を測定し、貫入時間とした。この試験において嵌入率が100％である場合
には、底部に固い沈降層が生成しておらず、事
実上流動が阻害されることはない。また貫入時
間は、短い方が良い。沈降各層比重測定：組成物を前記棒貫入試験と同
様のガラス製シリンダーに入れて、70℃で所定
時間放置し、その組成物を上層、中層及び下層
に三等分し、上層及び下層のそれぞれ中央部か
ら約10mlを取出し、比重瓶で比重を測定した。粘度：共軸回転二重円筒粘度計（株式会社岩本製
作所製レオメーターIR−200）を使用して、試
料組成物の70℃における粘度を測定した。組成
物のチキソトロピー性を見るために、回転数を
50r.p.m.（剪断速度22／sec）にまで２分間で定
速で昇降させ、剪断応力を連続的に記録した。
然る後50r.p.m.で５分間回転させて、粘度（パ
スカル・秒）を測定した。試験結果試験に供した試料の配合を表−１に示し、その
試験の結果を表−２に示す。

【表】

【表】前記試験結果によれば、添加剤を添加しない配
合のものにあつては、微粉炭の粒度が小さく、水
分含有量が少ない三池炭であつて、最も状態の良
いものである場合においても、試料１に示すよう
に、試料調製後７日においてすでに棒貫入率が
100％に至らず、また試料の上層−下層間の比重
差が大きくなつており、試料中の微粉炭が著しく
沈降していることを示している。従つて、このよ
うな組成物は、液体燃料として到底使用に耐える
ものということはできない。これに対し本発明の標準試料３においては、粒
度が大きいものであるにも拘らず、15日後におい
ても棒貫入率が100％であり、その貫入時間も短
い。また上下層間の比重差も小さく、粘度も低い
ものとなつている。トール油脂肪酸の添加量を0.5％とした試料２
においては、15日後の棒貫入率が100％に至つて
おらず、充分とは言えないが、７日間は充分に使
用可能のものである。またトール油脂肪酸の添加
量を３〜５％に増量した試料４、５においては、
その結果は試料３と比べて大差なく、必要量のト
ール油を添加すれば、それ以上増量しても効果の
向上は期待できない。微粉炭の粒度を小さいものとした試料６、７に
おいては、粘度は若干高くなるものの、棒貫入時
間は短く、また上下層間の比重差も小さくなつて
おり、粘度を小さくすることは本発明の効果をよ
り向上させるものであることが理解できる。350
メツシユ以下100％の微粉炭を使用すれば、トー
ル油の添加量が0.5％でも充分であると推測でき
る。微粉炭中に含有されている水分は、本発明の効
果に悪影響を与える。水分含有率の大きい微粉炭
を使用した試料８、９においては、棒貫入率は
100％であるものの、貫入時間が長くなつており、
また上下層間の比重差も大きく、微粉炭の沈降が
激しいことを示している。しかしながら組成物の
粘度が低くなつており、沈降した微粉炭の粒子間
の結合が弱く、粘度計の円筒の回転により、容易
にかきまぜられて分散していることを示してい
る。従つて、特に長期間の安定性が要求されるよ
うな場合でない限り、充分に使用可能のものであ
ると考えられる。本願第二の発明において、組成物に水を添加し
た場合の実施例を試料10、11、12に示す。この試
料についての試験結果からも明らかなように、試
料調整後15日を経過した後においても、棒貫入時
間は極めて短く、また上下層間の比重差も極めて
小さいものとなつている。従つて、その根拠は不
明であるものの、水を少量添加することにより、
極めて安定性の良好な組成物を得ることができる
ことが理解できる。三池炭以外の微粉炭を使用したものについて
は、試料13〜16に示すように、トール油を３％添
加しても、三池炭に比べて効果の程度が劣る。南
大夕張炭を使用した場合には、ほゞ三池炭と同程
度の効果が得られているが、ワラフ炭及び赤平炭
では、７日後程度までは辛うじて使用に耐えるも
のが得られるものの、15日後においては、棒貫入
率が100％に至つていない。また上下層間比重差
も大きい。太平洋炭では、７日後で既に棒貫入率
が100％に至つていない。しかしながら、これらの三池炭以外の微粉炭に
おいても、トール油を添加しない配合のものに比
べれば大幅に安定性が増しており、トール油の添
加量をさらに増し、または水を添加することによ
り、使用可能の配合を得る可能性がある。また保
存期間が短期間であれば、充分に使用可能のもの
となる。また、三池炭を使用し、その配合量を増量した
場合には、試料17〜20に示されるように、粘度が
高くなり、棒貫入時間が長くなるものの、棒貫入
率は100％であり、また上下層間の比重差も小さ
いものであつて、組成物としての安定性は充分に
高いものということができる。粉末を分散した懸
濁液として固形分濃度が高い以上、粘度が高くな
ることは当然であり、またそれに伴つて棒貫入時
間が長くなることも当然と言える。それにも拘ら
ず棒貫入率が100％であり、組成物中の微粉炭の
沈降は少なく、充分に安定なものであつて、液体
燃料として使用可能のものである。ただしこの場
合には、微粉炭の増量に応じてトール油の添加量
も増量する必要がある。しかし微粉炭の配合量が
60％である場合においても、トール油を５％添加
すれば充分であり、10％添加しても、試料21に示
すように安定性がさらに向上することはない。比較のために、従来の添加剤としての界面活性
剤を使用した例を試料22に示すが、本発明のもの
はこれに比べても何等遜色ないものであり、粘度
はむしろ低くなつており、本発明は微粉炭油混合
燃料組成物として極めて優れた安定性を有してい
ることが理解できる。

Claims

【特許請求の範囲】１石炭粉末40〜60重量部と石油系重質油40〜60
重量部との混合物を95〜99.5重量％に対し、トー
ル油又はトール油脂肪酸0.5〜５重量％を添加し
たことを特徴とする、微粉炭油混合燃料組成物。２前記石炭が、三池炭であることを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項記載の微粉炭油混合燃
料組成物。３石炭粉末40〜60重量部と石油系重質油40〜60
重量部との混合物を92〜99.4重量％に対し、トー
ル油又はトール油脂肪酸0.5〜５重量％と、水0.1
〜３重量％とを添加したことを特徴とする、微粉
炭油混合燃料組成物４前記石炭が、三池炭であることを特徴とす
る、特許請求の範囲第３項記載の微粉炭油混合燃
料組成物。