JPH06192668A

JPH06192668A - 石炭・水スラリー用分散安定剤及び石炭・水スラリー

Info

Publication number: JPH06192668A
Application number: JP34675992A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Isobe; 和雄磯部; Takao Taniguchi; 高雄谷口; Yukio Yano; 幸雄谷野
Original assignee: KITAHIRO CHEM KK; Kao Corp
Current assignee: KITAHIRO CHEM KK; Kao Corp
Priority date: 1992-12-25
Filing date: 1992-12-25
Publication date: 1994-07-12

Abstract

(57)【要約】【構成】メタ−クレゾールのスルホン酸塩を塩基性条
件下でホルムアルデヒドと縮合反応させた反応生成物
(分子量 5,000〜50,000) を必須成分とする石炭・水ス
ラリー用分散安定剤、及び石炭50〜80重量％と水50〜20
重量％とからなる石炭・水スラリー中に該石炭・水スラ
リー用分散安定剤をドライベースの石炭に対して0.05〜
2.0 重量％含有してなる石炭・水スラリー。【効果】高濃度でも粘度の上昇が少なく流動性が良好
で且つ長期分散安定性を保つためパイプライン輸送、タ
ンク貯蔵、ボイラー直接燃焼が可能な石炭・水スラリー
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石炭粉末の水スラリー
用分散安定剤及び石炭・水スラリーに関する。更に詳し
くは石炭粉末を水中に分散させパイプライン輸送可能な
状態に分散安定化させる分散安定剤及びそのスラリーに
関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
石油資源の枯渇により、埋蔵量が多く且つ偏在せず世界
中に存在する石炭資源の利用が再認識されている。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。このようなことより、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、この場合も石炭濃度を上げると著し
く増粘し、流動性を失う。また石炭濃度を下げると輸送
効率が低下し、更に脱水工程にも費用がかかるので実用
的でない。これらは、石炭・水スラリー中の石炭粒子同
士が水中で凝集することにより、粘度の増大及び流動性
の減少を起させるからである。

【０００３】この対策として種々の分散剤が使用されて
いる。これは、界面活性剤である分散剤を加えることに
より、石炭粒子に分散剤が吸着して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
が知られているからである。しかし、今日使用されてい
る、例えばナフタレンスルホン酸ナトリウムホルムアル
デヒド縮合物、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム等は
分散安定性や流動性に関し、実用上満足すべきものでは
なかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる従
来の石炭・水スラリーの欠点である分散安定性の改良と
流動性の向上をはかるべく鋭意検討した結果、分散安定
性と流動性に優れた効果を持つ分散安定剤を見出し本発
明を完成した。

【０００５】すなわち本発明は、メタ−クレゾールのス
ルホン酸塩を塩基性条件下でホルムアルデヒドと縮合反
応させた反応生成物を必須成分とする石炭・水スラリー
用分散安定剤を提供するものである。

【０００６】本発明ではメタ−クレゾールのスルホン酸
塩をpH７以上のアルカリ性領域でホルムアルデヒド縮合
することにより、石炭の分散性に有効な構造と分子量分
布を有する重縮合物となるものと推察される。公開特許
公報昭58−53988 号には、フェノール性OH基を有する芳
香族化合物のスルホン化物と脂肪族アルデヒドとの縮合
物もしくはその塩がよいとされている。しかし本発明で
はフェノールのメタ位にメチル基を有するいわゆるメタ
−クレゾールをスルホン化した特定の原料を用い塩基性
条件下でホルムアルデヒドと縮合反応させることにより
特定の分子量範囲において石炭・水スラリーの粘度を低
下させ流動性を著しく向上させ、静置安定性に優れた石
炭・水スラリー用分散能が達成される。

【０００７】本発明の分散剤の必須成分である反応生成
物の製造法の一例としては、次の通りである。まず、下
記に示すように、メタ−クレゾールを常法に従いスルホ
ン化し、アルカリで中和を行ってスルホン酸塩を得る。

【０００８】

【化１】

【０００９】M ＝Na、K などのアルカリ金属、NH₄、有
機アミン類本発明の反応生成物に使用するメタ−クレゾールのスル
ホン酸塩としては、メタ−クレゾールスルホン酸の水酸
化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、アンモ
ニア水、トリエタノールアミン塩等のアルカリとの有機
あるいは無機の中和塩が挙げられるが、特に溶解度の大
きい水酸化ナトリウム、水酸化カリウムによる塩が好ま
しい。

【００１０】このようにして得られたメタ−クレゾール
スルホン酸塩の結晶又は水溶液を原料として、常法に従
いホルムアルデヒド水溶液を加えて縮合反応させ本発明
の反応生成物であるホルムアルデヒド縮合物を得る。

【００１１】ホルムアルデヒドの反応モル比は、メチロ
ール付加、メチレン縮合に必要なモル比であり、特に使
用量に限定はないが、メタ−クレゾールのスルホン酸塩
１モルに対し 0.5〜３モル程度で良い。

【００１２】又、本発明に使用するメタ−クレゾールの
スルホン酸塩中にスルホン化する際の未反応メタ−クレ
ゾールが残存している原料を用いても良く、パラ−クレ
ゾール、パラ−クレゾールスルホン酸塩、オルト−クレ
ゾール、オルト−クレゾールスルホン酸塩、フェノール
スルホン酸塩、フェノール等のフェノール性OH基を有す
る芳香族化合物を30モル％以下の範囲で共縮合しても良
い。

【００１３】本発明の石炭・水スラリー用分散安定剤
は、常法により石炭・水スラリーの製造に用いられる。
つまり、該分散安定剤をあらかじめ水溶液化させておい
て、細かく粉砕された石炭に攪拌を加えながら添加する
などの方法で用いられる。

【００１４】本発明の石炭・水スラリーは石炭と水の比
率に関して特に限定はしない。しかし、エネルギー用と
しての目的を達成するためには石炭50〜80重量％、好ま
しくは65〜75重量％、水50〜20重量％、好ましくは35〜
25重量％である。

【００１５】本発明の重縮合体の平均分子量は 5,000〜
50,000の範囲であれば好ましく、更に好ましくは12,000
〜30,000の範囲である。

【００１６】本発明の石炭・水スラリー用分散剤の使用
量としては石炭（ドライベース）に対し0.05〜2.0 重量
％、好ましくは 0.1〜1.0 重量％が良く、この範囲外の
使用量においては分散性が著しく低下し、スラリーが増
粘する。

【００１７】又本発明の分散剤は石炭・水スラリーに一
般に用いられているナフタレンスルホン酸Naホルムアル
デヒド縮合物、ポリスチレンスルホン酸Na、ポリアクリ
ル系重合体、ポリビニル系重合体等の分散剤あるいは界
面活性剤、水溶性高分子、無機系安定化剤との併用も可
能である。

【００１８】本発明の石炭・水スラリー用分散剤が使用
できる石炭としては、無煙炭、瀝青炭、亜歴青炭等の一
般に燃料として使用されているもの以外に低品質の褐
炭、脱灰処理した石炭あるいは炭素質固体である石油ピ
ッチ、石油コークス等があげられる。

【００１９】

【実施例】以下に本発明の分散剤の製造法の一例及び実
施例を示すが、これによって本発明は何ら限定されるも
のではない。尚、以下の例における百分率は重量百分率
である。

【００２０】（製造例）メタ−クレゾールスルホン酸ナ
トリウムの結晶末（但し、水分を含んだり、水溶液や硫
酸ナトリウムを含んでもよい）210.1g（１mol)に35％ホ
ルムアルデヒド水溶液 86.0g（ホルムアルデヒド分30.1
g/1mol）を１リットルの四つ口フラスコにとる。これに
水194gを加えて攪拌機で攪拌してスラリー状とする。こ
れにNaOH又はNa₂CO₃ 10gを加えてpH 8.0〜8.5 として、
温度計、還流冷却機を設置して98〜102 ℃で 1.5〜3.0
時間縮合反応を行う。反応終了物は固形分30％水溶液と
してpHを 7.5〜8.5 に調整した。

【００２１】（実施例）石炭・水スラリーの調整と流動性の評価表１に示す石炭粉末を表２に示す分散剤を溶解した水に
攪拌しながら徐々に加え、全量加えた後、ホモミキサー
（特殊機化工業製）で4000rpm ５分間攪拌し石炭・水ス
ラリーを調整し、25℃に於いて粘度を測定した。その結
果を表３に示す。尚、表２において本発明の分散剤につ
いては製造例に準じて製造し、反応条件と平均分子量を
示した。

【００２２】石炭・水スラリーの安定性の評価スラリーの安定性は該スラリーを調整後30日および60日
間静置した後、直径５mmのステンレス棒（重量50ｇ）を
スラリー中に静かに入れその沈降状態を観察した。その
結果を表３に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】*1 ブレアソール炭発熱量 6720 kcal／kg 灰分 7.1 ％水分 7.0 ％固定炭素 59.7 ％ *2 コールバレー炭発熱量 6500 kcal／kg 灰分 9.9 ％水分 7.0 ％固定炭素 49.8 ％ *3 脱灰ブレアソール炭灰分 4.0 ％

【００２５】

【表２】

【００２６】* GPC 法−ゲルパーミエーションクロマト
グラフィー法（ポリスチレン平均分子量換算）

【００２７】

【表３】

【００２８】*1：対石炭 (ドライベース) ％ *2：◎：非常に良好（石炭の厚密なし） ○：良好（〃厚密微少） △：やや良好（〃厚密少） ×：不良（〃厚密多）

【００２９】

【発明の効果】本発明の分散安定剤を添加することで得
られる石炭・水スラリーは高濃度でも粘度の上昇が少な
く流動性が良好で且つ長期分散安定性を保つためパイプ
ライン輸送、タンク貯蔵、ボイラー直接燃焼が可能であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メタ−クレゾールのスルホン酸塩を塩基
性条件下でホルムアルデヒドと縮合反応させた反応生成
物を必須成分とする石炭・水スラリー用分散安定剤。
【請求項２】該反応生成物の分子量が 5,000〜50,000
であることを特徴とする請求項１記載の石炭・水スラリ
ー用分散安定剤。
【請求項３】石炭50〜80重量％及び水50〜20重量％か
らなる石炭・水スラリー中に請求項１又は２記載の石炭
・水スラリー用分散安定剤をドライベースの石炭に対し
て0.05〜2.0 重量％含有してなる石炭・水スラリー。