JPH0637628B2 - 石炭スラリ−の調製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、燃料に用いられる石炭スラリーの調製方法
に関する。

（従来の技術） 近年、石炭の輸送及び貯蔵等の取扱いが容易で、燃焼に
際しても重油と同様に利用出来る等の利点から、微粉炭
に少量の水と微量の添加剤（分散剤、安定剤、消泡剤
等）を混合してスラリー状とした、石炭・水混合燃料
（以下、これを単に石炭スラリーという）の利用が試み
られている。

上記石炭スラリーにおいて、微粉炭濃度を重量比率（湿
量基準、以下同じ）で65〜80％程度の高濃度とした場
合、これを長期間に亘って流動性、安定性等の面で良好
なスラリー特性に維持するためには、この石炭スラリー
に特殊な微粉炭の粒度構成が要求される。即ち、微粉炭
は粒度的に広い範囲に分布することが必要で、しかも単
に大きな粒径から微小な粒径のものまで存在するだけで
なく、充填密度を高くするために、使用する石炭の品種
にもよるが例えば３μｍ未満の超微粉を３〜15％と極め
て多く必要とする。

上記石炭スラリーを調製する場合における原料石炭の粉
砕方式には、大別して高濃度粉砕方式と低濃度粉砕方式
とがある。

まず、高濃度粉砕方式について説明すると、この方式は
粉砕機に原料石炭、水および添加剤を供給してこの原料
石炭を粉砕するに当り、製品スラリーに必要な水量のみ
を供給して粉砕を行い、これにより粉砕機から直接製品
スラリーを排出するもので、機器の構成が簡素であり、
また、後述の低濃度粉砕方式の様に脱水及び混合工程を
要しないという利点がある。しかし、単位石炭重量当り
の粉砕所要動力が大であり、また、粉砕機の成品として
得られる高濃度スラリーの分級が不可能なため開回路粉
砕方式とせざるを得ず、従って製品スラリー中の微粉炭
の粒度分布構成を調整しにくいという欠点がある。

一方、前記低濃度粉砕方式では、粉砕機に原料石炭およ
び水等を供給してこの原料石炭を粉砕するに当り、製品
スラリーに必要な水量よりも十分多い水を供給して粉砕
が行われる。この場合、粉砕機からの排出スラリー中の
石炭濃度は例えば30％程度であるが、この低濃度スラリ
ーを脱水し、その後、調整水及び添加剤を混合して所定
濃度の製品スラリーに調製するものである。

この方式によれば、粉砕機の所要動力は比較的少なくて
良く、また、粉砕機からの排出スラリーは必要に応じて
更に加水したのち分級し、粗粉は粉砕機に戻して再粉砕
することが出来るので製品スラリー中の微粉炭の粒度分
布構成の調整が容易であり、更に必要に応じて脱灰工程
を組込むことができる等の利点がある。しかし、上記方
式では、スラリー水分の調整、および添加剤の混合のた
めに脱水および混合工程を必要とし、よって、この工程
のための設備費や動力消費が大きくなるという欠点があ
る。

次に、上記低濃度粉砕方式の従来構成につき、第４図を
参照して、より詳細に説明する。

粉砕機１に供給された原料石炭２は、この粉砕機１に別
途供給される十分多い量の水３を使用して低濃度の湿式
法で粉砕される。そして、この粉砕で得られるスラリー
４には、通常、分級を行うため更に水が加えられる。

この後、このスラリー４は引続いて液体サイクロン等の
湿式分級機５に供給され、粗粉６と細粉７とに分級され
る。この場合、粗粉６は粉砕機１に戻されて再粉砕され
る。一方、細粉７は脱水機８に供給され、脱水されてケ
ーキ状の微粉炭９になる。その後、この微粉炭９は混練
機１０に供給され、水分調整用の水１１と添加剤１２を
加えられて混練され、所定水分の高濃度スラリー１３と
される。そして、このスラリー１３は攪拌機１４に供給
され、所定の流動性を備えた製品スラリーである石炭ス
ラリー１５とされて貯蔵工程（図示せず）等へ輸送され
る。尚、脱水機８でケーキ状の微粉炭９から分離した排
水１６は石炭粉砕機１等に循環されて再利用される。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上述のような低濃度粉砕方式による高濃度石
炭スラリー１５の調製方法では、脱水機８として真空式
もしくはプレス式のフィルターが使用されるが、これら
は脱水後のケーキ９の水分を所定値に調節することが出
来ないため、脱水機８では製品スラリー中の水分よりも
低い水準まで水分を低下させておき、後続工程にて再び
少量の水１１を供給して水分を所定水準に調整する必要
がある。しかし、このような作業は煩雑である。

特に、製品スラリーは前述の如く65〜80％程度の高濃
度、即ち20〜35％程度の低水分にする必要があり、脱水
機８にて更に低い水準まで水分を低下させるためには多
くの動力を消費し、その後再び水分を加えて混練・攪拌
する段階でも更に動力を消費する。このため、粉砕機１
自体での所要動力は高濃度粉砕方式に較べて遥かに少な
いが、製品スラリーを調製するために必要な全体の所要
動力は高濃度粉砕方式とほとんど差がなく、しかも、設
備費的にも脱水・混練・攪拌工程で多額の費用を必要と
する。

そこで、第５図に基本系統図を示す様に、高濃度粉砕方
式と低濃度粉砕方式とを組合せることにより、夫々の特
徴を生かすことが考えられる。

即ち、原料石炭２の一部分２ａと製品スラリー中のほぼ
全水量に相当する水３とが先ず低濃度粉砕機１７に供給
され、十分の水を使用して、製品スラリーに必要な超微
粉の多くを含んだ低濃度スラリー１８が造られる。そし
て、この低濃度スラリー１８と原料石炭２の他の部分２
ｂとが適当比率で配合され、更に必要な添加剤１２を加
えられた後、次工程の高濃度粉砕機１９で粉砕及び混合
され、所定水分の高濃度石炭スラリー１５が調製され
る。

この方式によれば、低濃度粉砕機１７での粉砕仕事量に
相当して傾向的には高濃度粉砕方式のみによる場合より
も粉砕所要動力が低減され、また、低濃度粉砕方式に必
要な脱水・混練・攪拌工程を省略することが出来る。

しかし、低濃度スラリー１８に石炭２ｂを混合して製品
スラリーの水分に調整するためには、多量の石炭を追加
・混合しなければならない。例えば、通常の30％の低濃
度スラリー１８を使用して70％の高濃度スラリーを調製
する場合には、追加石炭２ｂの水分を無視しても、低濃
度スラリー１８中の微粉炭の約4.5倍の石炭２ｂを混合
する必要があり、低濃度粉砕方式で粉砕できるのは全体
の石炭の20％以下にすぎない。また、スラリーの濃度を
あげて40％の低濃度スラリー１８を造るとしても、低濃
度粉砕方式で粉砕できるのは全体の石炭の30％以下にす
ぎない。従って、第５図示の系統図による場合は、低濃
度粉砕方式に必要な脱水・混練・攪拌工程が不要となっ
ても、全体の石炭の大部分を高濃度粉砕方式に依存せね
ばならず、結局高濃度粉砕方式と殆ど差のないものとな
る。

（発明の目的） この発明は、上記のような諸事情に注目してなされたも
ので、石炭を粉砕して所望の石炭スラリーを調製する場
合に、この調製に要する動力消費量を合理的に低減させ
ることを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するためのこの発明の特徴とするところ
は、単位石炭重量当りの粉砕所要動力が最少となる低濃
度粉砕方式により粉砕する石炭量を出来るだけ多くし、
粉砕所要動力が比較的多い高濃度粉砕方式により粉砕す
る石炭量を必要最少限に留めつつ、低濃度粉砕方式にお
ける脱水機での過度の仕事を軽減する一方、高濃度粉砕
方式における粉砕機内の混合効果を利用することにより
攪拌仕事を排除もしくは軽減し、また、高濃度粉砕を行
いつつ製品スラリー中の微粉炭の粒度分布構成を容易に
調整出来るようにした点にある。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面により説明する。

なお、これら実施例の基本構成は前記従来構成と同様で
ある。よって、共通の構成については単に図面にその符
号を付してその説明を省略し、異なる構成についてのみ
説明する。

（第１実施例） 第１図はこの発明の第１実施例を示している。

図において、原料石炭２の一部分２ａは従来例と同様に
低濃度湿式粉砕方式により粉砕されてスラリー状とな
り、引続いて脱水機８により脱水されてケーキ状微粉炭
９となる。この際、粉砕工程における石炭濃度は従来例
と同様の例えば30％程度の低濃度とされ、従って粉砕所
要動力が少なくて済む。即ち、低濃度湿式粉砕方式での
低粉砕動力の特長を生かすためには、微粉炭濃度は40％
以下とすることが好ましい。

一方、脱水工程においては従来の低濃度粉砕方式とは異
なり、脱水後のケーキ状微粉炭９の水分が製品スラリー
中の水分よりも若干高い水準までに留められ、例えば35
％前後の水分とされる。脱水後のケーキ９水分が30乃至
40％までの脱水仕事は微粉炭の粒度分布や吸水性にもよ
るが比較的容易であり、従って脱水機８が小型であり、
また、脱水のための所要動力も少なくて済む。

脱水後のケーキ状微粉炭９は、新たに追加・供給される
石炭２ｂおよび添加剤１２と共に高濃度粉砕機１９に供
給され、粉砕されて製品たる石炭スラリー１５に調製さ
れる。この際、追加・供給する石炭２ｂの量により製品
スラリーの水分が所定水準に調整されると同時に、高濃
度粉砕機１９内では粉砕と同時に、微粉炭ケーキ９、追
加石炭２ｂおよび添加剤１２の十分な混練と混合が行わ
れる。このため、高濃度粉砕機１９からの排出スラリー
を製品スラリーとする場合に、仮にこれを攪拌機で攪拌
する必要があるとしても、この攪拌機による攪拌工程は
僅かで済む。

また、このような石炭スラリー１５の調製方法において
は、脱水機８からの微粉炭ケーキ９は既に製品スラリー
中の水分よりも若干高い水分までに脱水されているの
で、所定水分に調節するために追加を必要とする新たな
石炭２ｂの量はケーキ９中の微粉炭量に較べて僅かな量
で済む。例えば、35％水分のケーキ９を使用して70％濃
度の石炭スラリー１５を調製する場合には、追加石炭２
ｂの水分を無視しても、ケーキ９中の石炭分の約1/4の
石炭を新たに供給すれば良く、製品スラリー中の全石炭
量の約1/5を追加石炭２ｂとして混合すれば良い。従っ
て、粉砕動力を多く必要とする高濃度粉砕方式により粉
砕を必要とする石炭量は僅かであり、粉砕所要動力の増
加を最少限に抑えることが出来る。

但し、脱水後のケーキ９の水分が40％を超える場合に
は、追加・供給を要する石炭２ｂの量が急激に多くなる
ため、脱水後のケーキ９の水分はこれ以下に留めるのが
好ましい。また、高濃度粉砕機１９に追加・供給された
石炭２ｂは製品スラリー中の比較的粗粉を構成するの
で、粗粉量を抑える面からも追加石炭量２ｂ、従って脱
水後のケーキ水分を制限する必要がある。

上記実施例によれば、大部分の石炭を低濃度の湿式粉砕
方式にて粉砕し、高濃度粉砕方式により粉砕する必要の
ある石炭量を最少限に留め、且つ脱水機８での仕事を比
較的脱水の容易な範囲に留めているため、石炭スラリー
を調製するために必要とする動力消費量を最少にするこ
とが出来る。

（第２実施例） 第２図は第２実施例を示している。

図において、低濃度粉砕方式による原料石炭２の湿式粉
砕は、石炭の流れ方向に見て互いに直列に配置した１次
粉砕機１７ａと２次粉砕機１７ｂとで構成されており、
それぞれの粉砕機１７ａ，１７ｂは排出スラリー１８
ａ，１８ｂの分級機５ａ，５ｂを付属した閉回路方式を
採っている。

そして、低濃度粉砕方式における被粉砕物としての原料
石炭２の全量は１次粉砕機１７ａに供給され、この１次
粉砕機１７ａからの排出スラリー１８ａを分級して得ら
れる粗粉６の少なくとも一部が２次粉砕機１７ｂに供給
され、粗粉６の残部は１次粉砕機１７ａに戻される。ま
た、両粉砕機１７ａ，１７ｂからの排出スラリー１８
ａ，１８ｂを分級して得られる細粉側スラリー７ａ，７
ｂは共に脱水機８に供給するようになっており、脱水機
８以降の構成については第１実施例と同様である。

上記実施例によれば、２次粉砕機１７ｂには１次粉砕機
１７ａからの排出スラリー６の一部が供給されて、石炭
スラリー１５に必要な超微粉が製造される。そして、そ
の量は２次粉砕機１７ｂへの粗粉砕給量によって調節で
きるので、製品スラリー中の微粉炭の粒度分布構成を容
易に調整することができる。

（第３実施例） 第３図は第３実施例を示している。

図において、低濃度粉砕装置１７は、石炭の流れ方向に
見て互いに直列に配置した１次粉砕機１７ａと２次粉砕
機１７ｂとで構成されており、１次粉砕機１７ａは開回
路方式、２次粉砕機１７ｂは排出スラリー１８の分級機
５を付属した閉回路方式となっている。

そして、この低濃度粉砕装置１７における被粉砕物とし
ての原料石炭２及び媒体としての水３は夫々の粉砕機１
７ａ，１７ｂに供給され、１次粉砕機１７ａからの成品
スラリーは２次粉砕機１７ｂに供給される。即ち、１次
粉砕機１７ａに供給される原料石炭２ａは１次及び２次
粉砕機１７ａ，１７ｂを共に通過して石炭スラリー１５
に必要な超微粉に粉砕される。このため、１次粉砕機１
７ａへの石炭２ａの供給量は超微粉の必要量に対応して
選定され、残部２ａ′は２次粉砕機１７ｂに直接供給さ
れる。この実施例によれば、製品スラリー中の微粉炭の
粒度分布構成を容易に調整することができ、これは第２
実施例と同様である。

また、高濃度粉砕機１９へ供給される水分調整用の石炭
２ｂ′は破砕機２０により破砕され、脱水後のケーキ状
微粉炭９および添加剤１２と混練機１０で粗混合された
後、高濃度粉砕機１９に供給される。このような粗混合
は高濃度粉砕機１９での混合を容易とする。また、粗混
合を効果的に行うためには、高濃度粉砕工程へ供給する
石炭２ｂ′の粒度を低濃度粉砕工程へ供給する石炭の粒
度より細かく、例えば５〜10mm以下にするのが好まし
く、このようにすれば、高濃度粉砕機１９へはスラリー
状で供給することが出来る。なお、高濃度粉砕機１９、
または混練機１０には最終的な水分調整用の少量の水を
加えることが出来る。

（その他の実施例） なお、以上は図示の例によるが、粉砕機、分級機、脱水
機や混練機の種類及び構造、添加剤の種類や添加位置、
脱灰工程の有無等については自由であり、更に原料石炭
の一部にコークス類を使用することもできる。また、製
造工程中の適所に貯蔵槽を設けることも自由である。

（発明の効果） この発明によれば、原料石炭の一部分を低濃度粉砕方式
により湿式粉砕し、この粉砕により得られた低濃度スラ
リーを脱水して製品スラリーよりも水分の多いケーキ状
微粉炭とし、このケーキ状微粉炭を原料石炭の他の部分
と共に高濃度粉砕方式により粉砕するようにしたため、
単位石炭重量当りの粉砕所要動力が最少となる低濃度粉
砕方式により粉砕する石炭量を出来るだけ多くし、粉砕
所要動力が比較的多い高濃度粉砕方式により粉砕する石
炭量を必要最少限に留めつつ、低濃度粉砕方式における
脱水機での過度の仕事を軽減することができる。また、
高濃度粉砕方式における粉砕機内の混合効果を利用する
ことにより攪拌仕事を排除もしくは軽減し、また、高濃
度粉砕を行いつつ製品スラリー中の微粉炭の粒度分布構
成を容易に調整することができる。

よって、石炭を粉砕して所望の石炭スラリーを調製する
場合に、この調製に要する動力消費量を合理的に低減さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図はこの発明の第１から第３実施例を示
す工程図、第４図と第５図は第１、第２従来例を示す工
程図である。 ２……原料石炭、２ａ……原料石炭の一部分、２ｂ……
原料石炭の他の部分、３……水、８……脱水機、９……
ケーキ状微粉炭、１２……添加剤、１５……石炭スラリ
ー、１７……低濃度粉砕機、１７ａ……低濃度１次粉砕
機、１７ｂ……低濃度２次粉砕機、１９……高濃度粉砕
機。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原料石炭の一部分を低濃度粉砕方式により
   湿式粉砕し、この粉砕により得られた低濃度スラリーを
   脱水して製品スラリーよりも水分の多いケーキ状微粉炭
   とし、このケーキ状微粉炭を原料石炭の他の部分と共に
   高濃度粉砕方式により粉砕することを特徴とする石炭ス
   ラリーの調製方法。
2. 【請求項２】低濃度スラリーの微粉炭濃度を40％以下に
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の石
   炭スラリーの調製方法。
3. 【請求項３】ケーキ状微粉炭の水分を30乃至40％とする
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項
   に記載の石炭スラリーの調製方法。
4. 【請求項４】低濃度粉砕方式による原料石炭の湿式粉砕
   を、石炭の流れ方向に見て互いに直列に配置した１次粉
   砕機と２次粉砕機とで行うべく、上記原料石炭を１次粉
   砕機に供給すると共に、この１次粉砕機からの排出スラ
   リーを分級して得られる粗粉の少なくとも一部を２次粉
   砕機に供給し、両粉砕機からの成品スラリーを脱水機に
   供給することを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
   ３項のいずれか１つに記載の石炭スラリーの調製方法。
5. 【請求項５】低濃度粉砕方式による原料石炭の湿式粉砕
   を、石炭の流れ方向に見て互いに直列に配置した１次粉
   砕機と２次粉砕機とで行うべく、上記原料石炭の一部を
   １次粉砕機に供給すると共に、この１次粉砕機からの排
   出スラリー及び上記原料石炭の他の一部を２次粉砕機に
   供給し、２次粉砕機からの成品スラリーを脱水機に供給
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項
   のいずれか１つに記載の石炭スラリーの調製方法。
6. 【請求項６】高濃度粉砕方式へ供給する原料石炭を低濃
   度粉砕方式へ供給する原料石炭よりも細かく破砕するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項のいず
   れか１つに記載の石炭スラリーの調製方法。
7. 【請求項７】ケーキ状微粉炭、細かく破砕した原料石炭
   および添加剤を粗混合してスラリー状とした後、高濃度
   粉砕方式で粉砕することを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項に記載の石炭スラリーの調製方法。