JPH067661A - 高濃度石炭−水スラリー用添加剤 - Google Patents
高濃度石炭−水スラリー用添加剤Info
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- JPH067661A JPH067661A JP4167828A JP16782892A JPH067661A JP H067661 A JPH067661 A JP H067661A JP 4167828 A JP4167828 A JP 4167828A JP 16782892 A JP16782892 A JP 16782892A JP H067661 A JPH067661 A JP H067661A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 （Ａ）スルホン化スチレンとマレイン酸の重
合モル比が４／１〜５０／１で、重量平均分子量が３，
０００〜５０，０００であるスルホン化スチレン−マレ
イン酸共重合体またはその塩、および（Ｂ）多価金属イ
オンと結合して水難溶性の塩を形成する陰イオンを生じ
る水溶性無機塩を必須成分として含有する高濃度石炭−
水スラリー用添加剤。 【効果】 本発明の添加剤を用いれば、石炭濃度が高
く、長期間にわたり安定かつ自己流動性を保つ石炭−水
スラリーが得られる。
合モル比が４／１〜５０／１で、重量平均分子量が３，
０００〜５０，０００であるスルホン化スチレン−マレ
イン酸共重合体またはその塩、および（Ｂ）多価金属イ
オンと結合して水難溶性の塩を形成する陰イオンを生じ
る水溶性無機塩を必須成分として含有する高濃度石炭−
水スラリー用添加剤。 【効果】 本発明の添加剤を用いれば、石炭濃度が高
く、長期間にわたり安定かつ自己流動性を保つ石炭−水
スラリーが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭−水スラリー用の
添加剤に関し、さらに詳しくは、ポンプ輸送可能で、例
えばそのまま発電所等のボイラー燃料として使用できる
高濃度石炭−水スラリーを得るための添加剤に関する。
添加剤に関し、さらに詳しくは、ポンプ輸送可能で、例
えばそのまま発電所等のボイラー燃料として使用できる
高濃度石炭−水スラリーを得るための添加剤に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、石
油資源の枯渇や価格の高騰により石炭の利用が再認識さ
れ、その利用方法が種々検討されている。ところが、石
炭は固体であり、そのままではポンプ輸送ができない。
そこで、ポンプ輸送が可能であり、かつそのまま発電所
等のボイラー用燃料として燃焼することができる微粉炭
の水スラリーが注目されている。しかし、薬剤を用いず
に石炭と水のスラリーを製造すると、スラリーの粘度が
高くなるので石炭濃度の高い水スラリーを製造すること
ができない。石炭濃度が低ければ輸送効率が低下し、さ
らに燃焼前に脱水工程が必要となるために費用がかか
る。そこで、高濃度石炭−水スラリーの粘度を下げる減
粘剤について研究が行なわれている。
油資源の枯渇や価格の高騰により石炭の利用が再認識さ
れ、その利用方法が種々検討されている。ところが、石
炭は固体であり、そのままではポンプ輸送ができない。
そこで、ポンプ輸送が可能であり、かつそのまま発電所
等のボイラー用燃料として燃焼することができる微粉炭
の水スラリーが注目されている。しかし、薬剤を用いず
に石炭と水のスラリーを製造すると、スラリーの粘度が
高くなるので石炭濃度の高い水スラリーを製造すること
ができない。石炭濃度が低ければ輸送効率が低下し、さ
らに燃焼前に脱水工程が必要となるために費用がかか
る。そこで、高濃度石炭−水スラリーの粘度を下げる減
粘剤について研究が行なわれている。
【０００３】従来、これらの減粘剤としては、ナフタレ
ンスルホン酸ホルマリン縮合物塩（特開昭５６−２１６
３６号）、アクリル酸またはメタクリル酸と他のビニル
モノマーの共重合物（特開昭５６−５７８９０号）、ポ
リスチレンスルホン酸塩や、他のビニルモノマーの共重
合物（特開昭５７−１４５１８７号）、アルキレンオキ
シド鎖を有するビニルモノマーを含む共重合物（特開昭
６２−１２１７８９号）、リグニンスルホン酸（特開昭
５８−４５２８７号）等多くの特許出願がなされてい
る。
ンスルホン酸ホルマリン縮合物塩（特開昭５６−２１６
３６号）、アクリル酸またはメタクリル酸と他のビニル
モノマーの共重合物（特開昭５６−５７８９０号）、ポ
リスチレンスルホン酸塩や、他のビニルモノマーの共重
合物（特開昭５７−１４５１８７号）、アルキレンオキ
シド鎖を有するビニルモノマーを含む共重合物（特開昭
６２−１２１７８９号）、リグニンスルホン酸（特開昭
５８−４５２８７号）等多くの特許出願がなされてい
る。
【０００４】しかし、これらはいずれもそれ相応の効果
は有するものの、スラリーの高濃度化性および長期安定
性において、まだ不充分であった。
は有するものの、スラリーの高濃度化性および長期安定
性において、まだ不充分であった。
【０００５】一方、石炭そのものに起因する性能阻害要
因として、石炭が含有する金属が、スラリーの製造時や
貯蔵時に水中へ溶出し、減粘剤の効果を減じるという現
象が生じている。
因として、石炭が含有する金属が、スラリーの製造時や
貯蔵時に水中へ溶出し、減粘剤の効果を減じるという現
象が生じている。
【０００６】以上の原因から、今までは、実用上満足な
添加剤が見い出せていなかった。
添加剤が見い出せていなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の問題点に着目してなされたものである。すなわち、
本発明は、（Ａ）スルホン化スチレンとマレイン酸の重
合モル比が４／１〜５０／１で、重量平均分子量が３，
０００〜５０，０００であるスルホン化スチレン−マレ
イン酸共重合体またはその塩、および（Ｂ）多価金属イ
オンと結合して水難溶性の塩を形成する陰イオンを生じ
る水溶性無機塩を必須成分として含有する高濃度石炭−
水スラリー用添加剤である。
来の問題点に着目してなされたものである。すなわち、
本発明は、（Ａ）スルホン化スチレンとマレイン酸の重
合モル比が４／１〜５０／１で、重量平均分子量が３，
０００〜５０，０００であるスルホン化スチレン−マレ
イン酸共重合体またはその塩、および（Ｂ）多価金属イ
オンと結合して水難溶性の塩を形成する陰イオンを生じ
る水溶性無機塩を必須成分として含有する高濃度石炭−
水スラリー用添加剤である。
【０００８】本発明で用いる（Ａ）成分のスルホン化ス
チレン−マレイン酸共重合体またはその塩は、スルホン
化スチレンとマレイン酸の重合モル比が４／１〜５０／
１の範囲にあり、かつ重量平均分子量が３，０００〜５
０，０００の範囲のものが有効である。この範囲を逸脱
すると、石炭−水スラリーの分散性および安定性が悪化
する。また、スルホン化率は、スチレン骨格に対して６
０〜１００％であるのが好ましい。
チレン−マレイン酸共重合体またはその塩は、スルホン
化スチレンとマレイン酸の重合モル比が４／１〜５０／
１の範囲にあり、かつ重量平均分子量が３，０００〜５
０，０００の範囲のものが有効である。この範囲を逸脱
すると、石炭−水スラリーの分散性および安定性が悪化
する。また、スルホン化率は、スチレン骨格に対して６
０〜１００％であるのが好ましい。
【０００９】本発明のスルホン化スチレン−マレイン酸
共重合体またはその塩は、スチレン−（無水）マレイン
酸共重合体をスルホン化剤でスルホン化して得ることが
できる。あるいは、予め、スルホン化したスチレンスル
ホン酸とマレイン酸を共重合して得ることもできる。
共重合体またはその塩は、スチレン−（無水）マレイン
酸共重合体をスルホン化剤でスルホン化して得ることが
できる。あるいは、予め、スルホン化したスチレンスル
ホン酸とマレイン酸を共重合して得ることもできる。
【００１０】スチレン−（無水）マレイン酸共重合体を
スルホン化する場合、スルホン化剤は、硫酸、発煙硫
酸、無水硫酸、クロルスルホン酸を用いることができ
る。これらを用いて、通常の条件にて、スルホン化を行
ない、その後中和し、また、必要に応じて無機塩を取り
除くことにより、目的物を得ることができる。
スルホン化する場合、スルホン化剤は、硫酸、発煙硫
酸、無水硫酸、クロルスルホン酸を用いることができ
る。これらを用いて、通常の条件にて、スルホン化を行
ない、その後中和し、また、必要に応じて無機塩を取り
除くことにより、目的物を得ることができる。
【００１１】共重合体の塩を構成する酸の対イオンとし
ては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属イオンや、ＮＨ
３を用いる。
ては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属イオンや、ＮＨ
３を用いる。
【００１２】本発明で用いる（Ｂ）成分である、多価金
属イオンと結合して水難溶性の塩を形成する陰イオンを
生じる水溶性無機塩としては、炭酸、ケイ酸、リン酸の
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属塩およびアンモニウム
塩からなる群より選ばれる少なくとも１種を用いるのが
好ましい。
属イオンと結合して水難溶性の塩を形成する陰イオンを
生じる水溶性無機塩としては、炭酸、ケイ酸、リン酸の
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属塩およびアンモニウム
塩からなる群より選ばれる少なくとも１種を用いるのが
好ましい。
【００１３】石炭−水スラリーに使用される石炭は、無
煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭等である。とりわけ、本
発明の添加剤は、石炭に含まれるＣａ、Ｍｇの総量が、
ＣａＯ、ＭｇＯ換算で、乾炭当たり０．３重量％以上で
ある石炭をスラリー化する場合に、顕著な効果を示し、
従来の添加剤では得られなかった高濃度スラリーおよび
その長期安定性を得ることができる。ここにいう乾炭当
たりのＣａＯ、ＭｇＯ量は、ＪＩＳ Ｍ８８１２および
ＪＩＳ Ｍ８８１５によって測定した灰分量およびＣａ
Ｏ、ＭｇＯ量から得ることができる。
煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭等である。とりわけ、本
発明の添加剤は、石炭に含まれるＣａ、Ｍｇの総量が、
ＣａＯ、ＭｇＯ換算で、乾炭当たり０．３重量％以上で
ある石炭をスラリー化する場合に、顕著な効果を示し、
従来の添加剤では得られなかった高濃度スラリーおよび
その長期安定性を得ることができる。ここにいう乾炭当
たりのＣａＯ、ＭｇＯ量は、ＪＩＳ Ｍ８８１２および
ＪＩＳ Ｍ８８１５によって測定した灰分量およびＣａ
Ｏ、ＭｇＯ量から得ることができる。
【００１４】本発明の（Ｂ）成分は、主として、石炭か
ら溶出したスラリー中の多価金属イオンを水難溶性の無
機塩にするので、（Ａ）成分の対イオンが多価金属イオ
ンに置換されるのが防がれ、（Ａ）成分が本来有してい
る分散力を長期間維持させる役割を演じていると考えら
れる。
ら溶出したスラリー中の多価金属イオンを水難溶性の無
機塩にするので、（Ａ）成分の対イオンが多価金属イオ
ンに置換されるのが防がれ、（Ａ）成分が本来有してい
る分散力を長期間維持させる役割を演じていると考えら
れる。
【００１５】ＣａやＭｇ含量の多い石炭から得られるス
ラリーは、従来、初期の流動性の悪さもさることなが
ら、長期貯蔵中にスラリー物性の劣化が著しかったが、
本発明の添加剤を用いることにより、長期間、初期の物
性を保つことが可能となった。
ラリーは、従来、初期の流動性の悪さもさることなが
ら、長期貯蔵中にスラリー物性の劣化が著しかったが、
本発明の添加剤を用いることにより、長期間、初期の物
性を保つことが可能となった。
【００１６】なお、本発明添加剤の効果は、対象とする
石炭の粒度に左右されないので、水スラリー中の石炭粒
度も任意であるが、現在の火力発電所が使用している微
粉炭は、２００メッシュ篩の通過量が７０％以上のもの
であるから、この程度の粒度がおおよその目安となる。
石炭の粒度に左右されないので、水スラリー中の石炭粒
度も任意であるが、現在の火力発電所が使用している微
粉炭は、２００メッシュ篩の通過量が７０％以上のもの
であるから、この程度の粒度がおおよその目安となる。
【００１７】本発明の添加剤は、石炭−水スラリーを湿
式法にて調製する際、最初から一括して添加されてもよ
いし、調製の途中で分割して添加されてもよい。或はま
た、石炭−水スラリーの調製後に添加されてもよい。こ
の他、石炭と水を粉砕機に入れ、低濃度のスラリーを製
造した後、脱水、濃縮したものに添加し、混合する方法
も有用である。但し、本発明思想はこれらの特定の調製
法とは関係がなく、添加剤が最終的にスラリー中に実質
的均一に溶解または分散していれば足りるから、任意の
スラリー製造法を採用することができる。また、（Ａ）
成分と（Ｂ）成分とを予め混合して添加剤を調製し、こ
れを添加してもよいし、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を別々
にスラリーに添加してもよい。
式法にて調製する際、最初から一括して添加されてもよ
いし、調製の途中で分割して添加されてもよい。或はま
た、石炭−水スラリーの調製後に添加されてもよい。こ
の他、石炭と水を粉砕機に入れ、低濃度のスラリーを製
造した後、脱水、濃縮したものに添加し、混合する方法
も有用である。但し、本発明思想はこれらの特定の調製
法とは関係がなく、添加剤が最終的にスラリー中に実質
的均一に溶解または分散していれば足りるから、任意の
スラリー製造法を採用することができる。また、（Ａ）
成分と（Ｂ）成分とを予め混合して添加剤を調製し、こ
れを添加してもよいし、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を別々
にスラリーに添加してもよい。
【００１８】本発明の添加剤の使用量は、石炭−水スラ
リーに対して、（Ａ）成分のスルホン化スチレン−マレ
イン酸共重合体またはその塩は０．０３〜２重量％、
（Ｂ）成分の水溶性無機塩は０．０３〜１重量％でよ
く、これ未満では効果が少なく、また、この範囲を超え
て使用しても、使用量に見合う効果は得られない。
（Ａ）成分と（Ｂ）成分の比（Ａ／Ｂ）は、１／９〜２
０／１が好ましい。１／９未満だと、分散性が不足す
る。２０／１を超えると、特に分散力を長期間維持でき
ない。
リーに対して、（Ａ）成分のスルホン化スチレン−マレ
イン酸共重合体またはその塩は０．０３〜２重量％、
（Ｂ）成分の水溶性無機塩は０．０３〜１重量％でよ
く、これ未満では効果が少なく、また、この範囲を超え
て使用しても、使用量に見合う効果は得られない。
（Ａ）成分と（Ｂ）成分の比（Ａ／Ｂ）は、１／９〜２
０／１が好ましい。１／９未満だと、分散性が不足す
る。２０／１を超えると、特に分散力を長期間維持でき
ない。
【００１９】石炭−水スラリーの流動性の限界は、石炭
の種類や粒度によって異なるが、一般に添加剤を用いな
ければ、石炭濃度５０重量％前後で流動性がなくなる。
しかし、本発明の添加剤を用いれば、著しく粘度が低下
するため、石炭濃度が６０重量％以上でも流動性を有す
る。
の種類や粒度によって異なるが、一般に添加剤を用いな
ければ、石炭濃度５０重量％前後で流動性がなくなる。
しかし、本発明の添加剤を用いれば、著しく粘度が低下
するため、石炭濃度が６０重量％以上でも流動性を有す
る。
【００２０】また、スラリーの経時変化もなく、通常、
添加剤を用いなければ、静置後数時間から沈降がはじま
るが、本発明の添加剤を用いれば、１ヶ月以上安定な石
炭−水スラリーが得られる。さらに、経時による粘度上
昇もほとんどない。
添加剤を用いなければ、静置後数時間から沈降がはじま
るが、本発明の添加剤を用いれば、１ヶ月以上安定な石
炭−水スラリーが得られる。さらに、経時による粘度上
昇もほとんどない。
【００２１】本発明の添加剤は、その構成原料が実用的
なものであり、極めて経済的に製造できるので、総合的
に石炭−水スラリーを実用ならしめるものである。
なものであり、極めて経済的に製造できるので、総合的
に石炭−水スラリーを実用ならしめるものである。
【００２２】
【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明の
添加剤の効果を示すが、本発明はこれによって制限を受
けるものではない。
添加剤の効果を示すが、本発明はこれによって制限を受
けるものではない。
【００２３】実施例１〜１４および比較例１〜５ 表１に示す（Ａ）成分（スルホン化スチレン−マレイン
酸共重合体およびその塩）、表２に示す（Ｂ）成分（水
溶性無機塩）および表３に示す石炭を用い、下記に示し
た方法で石炭−水スラリーを製造した。なお、石炭は、
予め乾式ミルで粒径３ｍｍ以下に粗砕したものを用い
た。
酸共重合体およびその塩）、表２に示す（Ｂ）成分（水
溶性無機塩）および表３に示す石炭を用い、下記に示し
た方法で石炭−水スラリーを製造した。なお、石炭は、
予め乾式ミルで粒径３ｍｍ以下に粗砕したものを用い
た。
【００２４】［石炭−水スラリーの製造法］表４または
表５の割合となるように、所定量の粗砕炭（粒径約３ｍ
ｍ以下）と水と添加剤とをボールミルに投入して、２０
０メッシュ篩の通過量が８０％になるまで石炭を粉砕し
た。表４においてはレミントン炭を用い、表５において
はマッセルブルック炭と神木炭を用いた。
表５の割合となるように、所定量の粗砕炭（粒径約３ｍ
ｍ以下）と水と添加剤とをボールミルに投入して、２０
０メッシュ篩の通過量が８０％になるまで石炭を粉砕し
た。表４においてはレミントン炭を用い、表５において
はマッセルブルック炭と神木炭を用いた。
【００２５】製造したスラリーを以下に示す試験方法に
より評価した。評価結果を表４および表５に示す。 （１）スラリー粘度：２５℃にてハーケ回転粘度計を用
いて、ズリ速度１００ｓｅｃ−１で測定した。 （２）スラリーの寿命：製造したスラリーを２５０ｍｌ
容の広口瓶に入れ、１ヶ月静置後、瓶からスラリーを自
然落下によって払い出し、目開きが１ｍｍの篩を通過さ
せた。この際、瓶内に残った重量および篩上のスラリー
重量を凝集量として測定し、全スラリー重量に対する凝
集率（％）を求めた。また、１ヶ月静置後のスラリー粘
度も測定した。凝集率が小さく、粘度が製造直後のそれ
と近い程、寿命の長い良好なスラリーである。
より評価した。評価結果を表４および表５に示す。 （１）スラリー粘度：２５℃にてハーケ回転粘度計を用
いて、ズリ速度１００ｓｅｃ−１で測定した。 （２）スラリーの寿命：製造したスラリーを２５０ｍｌ
容の広口瓶に入れ、１ヶ月静置後、瓶からスラリーを自
然落下によって払い出し、目開きが１ｍｍの篩を通過さ
せた。この際、瓶内に残った重量および篩上のスラリー
重量を凝集量として測定し、全スラリー重量に対する凝
集率（％）を求めた。また、１ヶ月静置後のスラリー粘
度も測定した。凝集率が小さく、粘度が製造直後のそれ
と近い程、寿命の長い良好なスラリーである。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】
【表４】
【００３０】
【表５】
【００３１】表４および表５から明らかなように、本発
明の添加剤を含むスラリーは、製造直後の粘度が低く、
１ヶ月静置後でも粘度が殆ど上昇しておらず、良好であ
る。これに反し、比較例の場合は、製造直後でもスラリ
ー粘度が高く、１ヶ月静置後もスラリー物性が悪化して
いる。
明の添加剤を含むスラリーは、製造直後の粘度が低く、
１ヶ月静置後でも粘度が殆ど上昇しておらず、良好であ
る。これに反し、比較例の場合は、製造直後でもスラリ
ー粘度が高く、１ヶ月静置後もスラリー物性が悪化して
いる。
【００３２】中でも、表５は、Ｃａ、Ｍｇ含量の多い石
炭（マッセルブルック炭、神木炭）を用いた例を示して
おり、本発明の添加剤の効果が顕著に現われている。
炭（マッセルブルック炭、神木炭）を用いた例を示して
おり、本発明の添加剤の効果が顕著に現われている。
【００３３】
【発明の効果】本発明の添加剤を用いれば、石炭濃度が
高く、長期間にわたり安定かつ自己流動性を保つ石炭−
水スラリーが得られる。
高く、長期間にわたり安定かつ自己流動性を保つ石炭−
水スラリーが得られる。
Claims (3)
- 【請求項１】（Ａ）スルホン化スチレンとマレイン酸の
重合モル比が４／１〜５０／１で、重量平均分子量が
３，０００〜５０，０００であるスルホン化スチレン−
マレイン酸共重合体またはその塩、および（Ｂ）多価金
属イオンと結合して水難溶性の塩を形成する陰イオンを
生じる水溶性無機塩を必須成分として含有する高濃度石
炭−水スラリー用添加剤。 - 【請求項２】 （Ｂ）成分が、炭酸、ケイ酸、リン酸の
アルカリ金属塩およびアンモニウム塩からなる群より選
ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１
記載の高濃度石炭−水スラリー用添加剤。 - 【請求項３】 スラリー化される石炭が、ＣａおよびＭ
ｇの総含量が、ＣａＯ、ＭｇＯ換算で、乾炭当たり０．
３重量％以上の石炭であることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の高濃度石炭−水スラリー用添加剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167828A JPH067661A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 高濃度石炭−水スラリー用添加剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167828A JPH067661A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 高濃度石炭−水スラリー用添加剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH067661A true JPH067661A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=15856853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4167828A Pending JPH067661A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 高濃度石炭−水スラリー用添加剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067661A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102517106A (zh) * | 2011-12-13 | 2012-06-27 | 南京大学 | 一种浆体稳定性及用途 |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4167828A patent/JPH067661A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102517106A (zh) * | 2011-12-13 | 2012-06-27 | 南京大学 | 一种浆体稳定性及用途 |
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