JPH05230480A - 石炭パイルの自然発火・発塵防止剤、石炭パイルの自然発火・発塵防止方法、および石炭パイルの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 石炭パイルの自然発火・発塵防止剤等を提供
すること。 【構成】 高吸水性合成樹脂を有効成分とすることを特
徴とする石炭パイルの自然発火・発塵防止剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火力発電所、製鉄所、
鉱山等における堆積した石炭等（以下「石炭パイル」と
略称する）の自然発火・発塵防止剤等に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所等では、燃料等として用いる
石炭を船舶により荷揚げし、屋外のストックヤードに高
さ約１０数メートルに堆積して貯蔵し、必要に応じてこ
の石炭パイルを取り崩し、ボイラ等のプラントへ移送し
使用している。

【０００３】しかし、石炭を屋外に堆積したまま長時間
放置しておくと、石炭中の炭素あるいは硫黄分が空気中
の酸素により徐々に酸化される。酸化反応は、発熱反応
であるため熱エネルギーが発生するとともに、太陽熱も
受けて、熱エネルギーが蓄積される。石炭パイル内に蓄
積された熱エネルギー量は経時的に増加してゆくため、
特に夏場においては臨界点に達して自然発火するおそれ
がある。

【０００４】このような石炭パイルの自然発火は社会的
に不安感を招くとともに、自然発火が発生すると、これ
を消火しなくてはならず、消火に際して以下のような不
利益が発生する。

【０００５】消失した石炭は、使用できないため、莫
大な物損を生ずる。

【０００６】消火活動に人手と設備を要し、人件費等
がコストアップ要因になる。

【０００７】石炭中の硫黄分が酸化した硫酸や亜硫酸
が、消火に使用した水に溶解して硫酸イオン等となるた
め、排水のｐＨが急激に上昇し、排水処理過程で中和し
なくてはならない。

【０００８】また、石炭をストックヤードに堆積する場
合は、石炭粉の飛散による環境汚染を防止するため、粉
塵の飛散を防止する必要がある。

【０００９】自然発火と石炭粉の飛散を防止する方法と
しては、酢酸ビニル重合体、ラテックス等の高分子水溶
液を石炭パイル表面に散水し、乾燥せしめて、皮膜を形
成する方法（特開昭５２−５１４０１号、特開昭５１−
１３３７７０１号等）が知られている。

【００１０】発塵を防止する方法としては、一般的に散
水設備の設置や遮風ネットの設置が実施されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
高分子水溶液を用いて自然発火を防止する方法では、高
分子水溶液が乾燥する前に降雨があると、雨水によって
高分子水溶液の流出が生じ、再度高分子水溶液の散布が
必要となり、コストが上昇する。また、排水中に高分子
水溶液が流出すると、排水管の目詰まり等による排水処
理の不都合を生じる。

【００１２】散水設備の設置や遮風ネットの設置により
発塵を防止する方法は、石炭粉の飛散の防止には有効で
ある。しかし、散水設備による方法では、常に石炭表面
の水分管理を行わなければならなず、さらにスットクヤ
ードから排出される排水中に粉塵が流出するため、粉塵
を凝集、沈殿等により除去しなくてはならない欠点があ
り、遮風ネットの設置による方法では、設備費が莫大に
なる欠点がある。

【００１３】本発明の目的は、石炭パイルの自然発火・
発塵防止剤、石炭パイルの自然発火・発塵防止方法、お
よび自然発火・発塵が防止された石炭パイル構造を提供
することにある。

【００１４】また、上記とは別に雨水が石炭層に浸透す
ることを放置すると、過剰水分を乾燥させる分の燃費増
加を招きボイラ効率の低下につながるという問題がある
ので、本発明はこれを併せて解決することをも目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、上
記課題を解決するためになされたものであり、以下の石
炭パイルの自然発火・発塵防止剤を第１の発明とするも
のである。

【００１６】すなわち、本発明の石炭パイルの自然発火
・発塵防止剤は、高吸水性合成樹脂を有効成分とするこ
とを特徴とするものである。

【００１７】本発明で用いる高吸水性合成樹脂とは、自
重の数十倍から千倍以上の水を吸収することができる、
水に膨潤してヒドロゲルを形成する高分子をいい、この
機能を発揮する高分子であれば特に構造は限定されない
が、例えば以下のような高分子が挙げられる。

【００１８】デンプン系：デンプンにポリアクリロニ
トリル等をグラフト重合させたもの。 セルロース系：セルロースへポリアクリロニトリルや
アクリル酸をグラフト重合させたものやカルボキシメチ
ルセルロースをエピクロルヒドリンで架橋したもの。

【００１９】ポリビニルアルコール系：ポリビニルア
ルコールを環状酸無水物で架橋したものやアクリルと酢
酸ビニルとの共重合けん化物。

【００２０】アクリル系：ポリアクリル酸塩の架橋体
やポリアクリロニトニル系重合体のけん化物。

【００２１】架橋ポリエチレンオキサイド系：ポリエ
チレングリコールジアクリルレートなどのポリエチレン
オキシドの架橋体。

【００２２】本発明における高吸水性合成樹脂の形状
は、石炭と十分に混合され得れば特に限定されないが、
粉粒状、繊維状が好ましい。

【００２３】本発明における第２および第３の発明は、
石炭パイルの表面層として該高吸水性合成樹脂と石炭の
混合層を形成させ、該混合層に水を含ませることを特徴
とする石炭パイルの自然発火・発塵防止方法と、石炭パ
イルの表面を、含水した高吸水性合成樹脂と石炭の混合
したヒドロゲル層で覆ったことを特徴とする石炭パイル
構造に関するものである。

【００２４】第２の発明における混合層を形成させるに
は、石炭に対して高吸水性合成樹脂を０．０１〜１０重
量％を混合すればよい。０．０１重量％未満では、ヒド
ロゲル層の形成が不十分で効果がなく、１０重量％を超
えて高吸水性合成樹脂を配合しても効果の増加が望め
ず、またコストも上昇し好ましくない。

【００２５】本発明の処理対象となる石炭は、国内炭、
海外炭等の炭産地および褐炭、亜瀝青炭、瀝青炭、無煙
炭等の石炭の種類を問わない混合層の厚さは、石炭パイ
ルの大きさにより異なるが、０．１〜５ｍの範囲が好ま
しい。混合層を形成させる方法は特に限定されないが、
例えばストックヤードに石炭を移送するベルトコンベア
等の移送手段上で、高吸水性合成樹脂を自動供給装置に
より散布し、移送中に高吸水性合成樹脂と石炭を充分混
合し、混合層を形成させる方法や、あらかじめ別プラン
トで石炭と高吸水性合成樹脂を混合しておき石炭パイル
の表面に、この石炭と高吸水性合成樹脂の混合物を積載
する方法等が挙げられる。

【００２６】このようにして、石炭と混合された高吸水
性合成樹脂は、石炭中の水分または散水により膨潤し、
石炭パイル表面にヒドロゲル層を形成する。そしてこの
ヒドロゲル層の形成により、石炭粉の飛散が防止され、
また空気が遮断されるため石炭中の炭素・硫黄分の酸化
反応が抑制されるため自然発火が防止される。

【００２７】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、本発明
は以下の実施例に限定されるものではない。

【００２８】実施例１〜７、比較例１〜４ 図１に示すように濾床板５が１００メッシュのサランで
あるカラムに石炭を入れ、底辺１００ｃｍ、高さ７５ｃ
ｍ、幅６５ｃｍ、安息角約３７度の試験用石炭パイル２
を形成した。次にこの試験用の石炭パイルの表層に、表
１に示す割合でデンプン系高吸水性合成樹脂（三洋化成
工業株式会社製、商品名「サンウェットＩＭ５００
０」）を配合して、石炭と十分に混合した層を約１ｃｍ
形成させ、次いで、散水設備３により水を１００〜３０
０ｍｌ散水してヒドロゲル層形成させた。

【００２９】１日自然乾燥後、風速１５ｍ／ｓで、送風
機６により送風試験を５分間行い、飛散率および散水し
た水を集水槽４で集水し、水中のＳＳ濃度を測定した。
測定結果を表１に示す。なお、飛散率は以下の式に従っ
て算出した。

【００３０】

【数１】

【００３１】

【表１】

【００３２】表１の結果から明らかなように、石炭粉の
飛散率が減少し、石炭粉の飛散防止効果が認められた。
また、散水の集水中のＳＳも少なく、粉塵の流出が防止
されることが認められる。

【００３３】実施例８、比較例５ 約７００トンの石炭を安息角約３７度、高さ約１０ｍに
堆積して石炭パイルを形成し、頂点より約２ｍの深さの
位置に温度計を設置した。

【００３４】また、アクリル系高吸水性合成樹脂（東亜
合成化学工業株式会社製、商品名「アロンザップＲＳ−
２」）を石炭に対し約０．１重量％添加した後、十分混
合し、石炭パイルの表面に積載して、混合層を３０ｃｍ
形成した。石炭パイルの表面に水を約８０００リットル
均一に散水し、ヒドロゲル層を形成させた。温度の経日
変化を測定した結果を、表２に示した。なお、比較例と
して高吸水性合成樹脂を添加しない石炭パイルの内部温
度も同様に測定した結果を、表２に併せて示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】表２に示した結果から明らかなように、本
発明により石炭パイル内部の温度の上昇が抑制され、自
然発火が防止されていることが分かる。

【００３７】実施例９〜１６、比較例６ 図２に示したようにカラムに石炭を入れ、底辺１００ｃ
ｍ、高さ７５ｃｍ、安息角約３７度の試験用石炭パイル
２を調製した。試験用石炭パイル２の表層には、表３に
示す割合でアクリル酸系高吸水性合成樹脂（東亜合成化
学工業株式会社製、商品名「アロンザップＲＳ−２」）
を配合して石炭と十分に混合した層を形成させた。次い
で、水を約２００ｍｌ散水し、ヒドロゲル層１を形成さ
せた。

【００３８】約１時間後、５０ｍｍ／日相当量の水を４
時間で散水した。散水終了後、図２のＡ，Ｂ，Ｃ各点の
水分を測定した。その結果を表３に示す。

【００３９】なお、Ａはパイル２の底面であって壁より
１０ｃｍの位置、Ｂはパイル２の底面であって壁より６
５ｃｍの位置、Ｃはパイル２の底面より３５ｃｍ上方で
壁より５０ｃｍの位置である。

【００４０】

【表３】

【００４１】表３の結果から明らかなように、本発明に
より、散水によっても石炭水分に変化がなく、従って乾
燥燃費が低減できる。

【００４２】

【発明の効果】本発明により、石炭パイル表面に高吸水
性合成樹脂と水とのヒドロゲル層が形成させることによ
り、以下の効果が得られる。

【００４３】ヒドロゲル層により、空気中の酸素と石
炭の接触が遮断されるため、石炭の酸化反応が抑制さ
れ、自然発火が防止される。

【００４４】石炭パイル表面全体がヒドロゲル層で覆
われているため、石炭粉の発塵が防止される。

【００４５】ヒドロゲル層により、雨水が浸透しない
ため石炭水分が過剰にならず、乾燥燃費を低減化でき
る。

【００４６】高吸水性合成樹脂は一度ヒドロゲル化す
ると容易に水に溶解しないため、降雨があっても流出せ
ず、排水処理設備に悪影響を与えない。

【００４７】本発明に用いる高吸水性合成樹脂は、
Ｃ，Ｈ，Ｏ，Ｎａ，Ｋ，Ｎ等の元素で構成されており、
重金属、塩素等を含有していないため、本発明のヒドロ
ゲル層を含む石炭を燃焼させてもボイラ本体に悪影響を
与えることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１〜７における、試験装置の概略を示し
た図

【図２】実施例９〜１６における、試験装置の概略を示
した図

【符号の説明】

１…ヒドロゲル層 ２…石炭パイル（石炭
層） ３…散水設備 ４…集水槽 ５…濾床板 ６…送風機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高吸水性合成樹脂を有効成分とすること
   を特徴とする石炭パイルの自然発火・発塵防止剤。
2. 【請求項２】 石炭パイルの表面層として高吸水性合成
   樹脂と石炭の混合層を形成させ、該混合層に水を含ませ
   ることを特徴とする石炭パイルの自然発火・発塵防止方
   法。
3. 【請求項３】 石炭パイルの表面を、含水した高吸水性
   合成樹脂と石炭の混合したヒドロゲル層で覆ったことを
   特徴とする石炭パイル構造。