JPH0710987B2 - 固体燃料・水スラリ− - Google Patents
固体燃料・水スラリ−Info
- Publication number
- JPH0710987B2 JPH0710987B2 JP62005841A JP584187A JPH0710987B2 JP H0710987 B2 JPH0710987 B2 JP H0710987B2 JP 62005841 A JP62005841 A JP 62005841A JP 584187 A JP584187 A JP 584187A JP H0710987 B2 JPH0710987 B2 JP H0710987B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid fuel
- water slurry
- standard deviation
- particles
- weight
- Prior art date
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- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高濃度の固体燃料・水スラリーに関し、更に
詳しくは、高濃度で、かつ低粘度であって、輸送、貯
蔵、取扱などが容易な固体燃料・水スラリーに関する。
詳しくは、高濃度で、かつ低粘度であって、輸送、貯
蔵、取扱などが容易な固体燃料・水スラリーに関する。
［従来技術及びその問題点］ 近年、エネルギー源として、石炭、石油コークスなどの
固体燃料が見直されている。しかしながら、固体燃料
は、石油のような液体燃料と比較して、輸送や貯蔵を円
滑に行うことが困難であり、また取り扱いに際しても作
業能率が悪いと言う欠点がある。
固体燃料が見直されている。しかしながら、固体燃料
は、石油のような液体燃料と比較して、輸送や貯蔵を円
滑に行うことが困難であり、また取り扱いに際しても作
業能率が悪いと言う欠点がある。
これらの欠点を改善するために、固体燃料を微粉状にし
て水中に分散させた固体燃料・水スラリーの開発が進め
られている。しかし、固体燃料・水スラリーにおいて、
固体燃料の濃度を上げると、固体燃料・水スラリーの粘
度が著しく高くなり、流動性が失われ、取扱いや、管路
輸送などが困難になる。また、固体燃料・水スラリーの
粘度を下げるために、固体燃料の濃度を下げると、輸送
効率が低下し、さらに燃料やガス化原料として使用する
ためには、事前に脱水処理を必要とするなどの難点があ
る。
て水中に分散させた固体燃料・水スラリーの開発が進め
られている。しかし、固体燃料・水スラリーにおいて、
固体燃料の濃度を上げると、固体燃料・水スラリーの粘
度が著しく高くなり、流動性が失われ、取扱いや、管路
輸送などが困難になる。また、固体燃料・水スラリーの
粘度を下げるために、固体燃料の濃度を下げると、輸送
効率が低下し、さらに燃料やガス化原料として使用する
ためには、事前に脱水処理を必要とするなどの難点があ
る。
固体燃料・水スラリーを工業的に使用するためには、固
体燃料・水スラリー中の固体燃料の含有量を高濃度に維
持しながら、しかもその粘度を低くする必要がある。高
濃度でかつ低粘度の固体燃料・水スラリーの製造方法と
しては、幾何標準偏差（σｇ）の値が大きくなるように
固体燃料の粒度分布を調整する方法が提案されている
（特開昭59−15486号公報参照）。この方法において、
固体燃料粒子の幾何標準偏差の値を大きくするために
は、該粒子の粒度分布の幅を広くする必要があり、その
ためには、該粒子の粗粒分および／または超微粒子分の
量を増大させることが必要となる。そして、粗粒分を増
大させることは、貯蔵、輸送時の安定性の低下、噴霧時
におけるバーナーなどの閉塞、燃焼時における未燃焼分
の増加など種々の好ましくない現象の原因となり、一
方、超微粒子分を増大させることは、固体燃料粒子表面
積の著しい増大にともなって、その分散のために多量の
添加物を必要とし、粉砕に要する動力の増大すると言う
欠点がある。また、固体燃料の粒径を非常に小さくする
こと自体極めて困難なことである。
体燃料・水スラリー中の固体燃料の含有量を高濃度に維
持しながら、しかもその粘度を低くする必要がある。高
濃度でかつ低粘度の固体燃料・水スラリーの製造方法と
しては、幾何標準偏差（σｇ）の値が大きくなるように
固体燃料の粒度分布を調整する方法が提案されている
（特開昭59−15486号公報参照）。この方法において、
固体燃料粒子の幾何標準偏差の値を大きくするために
は、該粒子の粒度分布の幅を広くする必要があり、その
ためには、該粒子の粗粒分および／または超微粒子分の
量を増大させることが必要となる。そして、粗粒分を増
大させることは、貯蔵、輸送時の安定性の低下、噴霧時
におけるバーナーなどの閉塞、燃焼時における未燃焼分
の増加など種々の好ましくない現象の原因となり、一
方、超微粒子分を増大させることは、固体燃料粒子表面
積の著しい増大にともなって、その分散のために多量の
添加物を必要とし、粉砕に要する動力の増大すると言う
欠点がある。また、固体燃料の粒径を非常に小さくする
こと自体極めて困難なことである。
［発明の目的］ 本発明は、前記のような従来技術が有する欠点のない、
工業的に容易に製造することができ、しかも有利に使用
することができる、固体燃料を高濃度で含有し、かつ低
粘度である固体燃料・水スラリーを提供することを目的
とする。
工業的に容易に製造することができ、しかも有利に使用
することができる、固体燃料を高濃度で含有し、かつ低
粘度である固体燃料・水スラリーを提供することを目的
とする。
［発明の構成］ 本発明は、石炭及び／またはコークスからなる固体燃料
を含む固体燃料・水スラリーにおいて、該固体燃料を50
〜80重量％含有し、該固体燃料は、その粒子の幾何平均
径（Dp50）が、74μｍ以下であり、粒度分布が、対数正
規分布における上側幾何標準偏差（σg+）と下側幾何標
準偏差（σg-）との算術平均が６〜12の範囲内の値であ
り、それらの比（σg+／σg-）が0.6以下の範囲の値で
あるように調整されていることを特徴とする固体燃料・
水スラリーにある。
を含む固体燃料・水スラリーにおいて、該固体燃料を50
〜80重量％含有し、該固体燃料は、その粒子の幾何平均
径（Dp50）が、74μｍ以下であり、粒度分布が、対数正
規分布における上側幾何標準偏差（σg+）と下側幾何標
準偏差（σg-）との算術平均が６〜12の範囲内の値であ
り、それらの比（σg+／σg-）が0.6以下の範囲の値で
あるように調整されていることを特徴とする固体燃料・
水スラリーにある。
本発明において使用される「幾何平均径」及び「幾何標
準偏差」の各用語は、粉末の粒度及びその分布を規定す
るために一般に使用されている用語であり、対数正規分
布での粒径と積算通過重量百分率との関係から、次のよ
うに定義される。
準偏差」の各用語は、粉末の粒度及びその分布を規定す
るために一般に使用されている用語であり、対数正規分
布での粒径と積算通過重量百分率との関係から、次のよ
うに定義される。
幾何平均径（Dp50）： 積算通過重量百分率が50％に相当する粒径上側幾何標準
偏差（σg+）： 積算通過重量百分率が84.13％に相当する粒径（Dp+σ）
と幾何平均径（Dp50）との比（Dp+σ/Dp50） 下側幾何標準偏差（σg-）： 幾何平均径（Dp50）と、積算通過重量百分率が、15.87
％に相当する粒径との比（Dp50/ Dp−σ） 本発明における固体燃料は、石炭及び／または石油コー
クスである。石炭及び石油コークスとしては、特に限定
されず、通常燃料として一般に使用されているものを使
用することが出来る。石炭として、灰分が約６％以下で
あるようなものが特に好ましい。脱灰処理された石炭、
例えば、灰分約10重量％含有する石炭を、例えば重液選
炭法などそれ自体公知の方法で脱灰処理した約６重量％
以下の石炭も好適に使用することができる。また、石油
コークスは、一般に石油精製工程から副生する石油コー
クスであり、通常灰分を0.1〜１重量％含有するものが
使用される。
偏差（σg+）： 積算通過重量百分率が84.13％に相当する粒径（Dp+σ）
と幾何平均径（Dp50）との比（Dp+σ/Dp50） 下側幾何標準偏差（σg-）： 幾何平均径（Dp50）と、積算通過重量百分率が、15.87
％に相当する粒径との比（Dp50/ Dp−σ） 本発明における固体燃料は、石炭及び／または石油コー
クスである。石炭及び石油コークスとしては、特に限定
されず、通常燃料として一般に使用されているものを使
用することが出来る。石炭として、灰分が約６％以下で
あるようなものが特に好ましい。脱灰処理された石炭、
例えば、灰分約10重量％含有する石炭を、例えば重液選
炭法などそれ自体公知の方法で脱灰処理した約６重量％
以下の石炭も好適に使用することができる。また、石油
コークスは、一般に石油精製工程から副生する石油コー
クスであり、通常灰分を0.1〜１重量％含有するものが
使用される。
本発明の固体燃料・水スラリー中の固体燃料の含有量
は、50〜80重量％、好ましくは、65〜75重量％である。
固体燃料粒子の幾何平均径は、74μｍ以下、好ましくは
20〜53μｍである。幾何平均径が74μｍよりも大きいと
粗大粒子が増加して、使用時における種々の障害の原因
となり、余り小さすぎると微細粒子が多くなるため、そ
の製造効率が低下し、かつ粒子分散のために分散剤を多
量添加することが必要になる。
は、50〜80重量％、好ましくは、65〜75重量％である。
固体燃料粒子の幾何平均径は、74μｍ以下、好ましくは
20〜53μｍである。幾何平均径が74μｍよりも大きいと
粗大粒子が増加して、使用時における種々の障害の原因
となり、余り小さすぎると微細粒子が多くなるため、そ
の製造効率が低下し、かつ粒子分散のために分散剤を多
量添加することが必要になる。
固体燃料粒子の粘度分布が、対数正規分布における上側
幾何標準偏差（σg+）と下側幾何標準偏差（σg-）との
算術平均が６〜12の範囲の値であり、上側幾何標準偏差
と下側幾何標準偏差との比（σg+／σg-）が0.6以下、
好ましくは、0.4以下の範囲の値になるように調整する
ことが必要である。それにより固体燃料・水スラリー中
の固体燃料粒子の粗粒分含量が低減し、高濃度化と低粘
度化が可能となる。
幾何標準偏差（σg+）と下側幾何標準偏差（σg-）との
算術平均が６〜12の範囲の値であり、上側幾何標準偏差
と下側幾何標準偏差との比（σg+／σg-）が0.6以下、
好ましくは、0.4以下の範囲の値になるように調整する
ことが必要である。それにより固体燃料・水スラリー中
の固体燃料粒子の粗粒分含量が低減し、高濃度化と低粘
度化が可能となる。
上記標準偏差の比が、0.6よりも大きくなると、粗粒分
を低減させるためには、幾何平均径（Dp50）を著しく小
さくさせなくてはならず、固体燃料、水スラリーの高濃
度化と低粘度化が困難になり、また工業的製造プロセス
においても不利となる。
を低減させるためには、幾何平均径（Dp50）を著しく小
さくさせなくてはならず、固体燃料、水スラリーの高濃
度化と低粘度化が困難になり、また工業的製造プロセス
においても不利となる。
本発明の固体燃料・水スラリーを製造する方法として
は、例えば、固体燃料を通常使用される乾式または湿式
の粉砕機を使用して、幾何平均径（Dp50）が74μｍ以下
である種々の幾何平均径（Dp50）を有する固体燃料粒子
を製造し、これらを用いて、混合物の固体燃料粒子の粘
度分布が上記規定した範囲内にはいるように調製混合し
た後所定量の水と混合する方法がある。また、各種の粒
径を有する固体燃料粒子の調製に際しては公知の分級操
作を利用することもできる。
は、例えば、固体燃料を通常使用される乾式または湿式
の粉砕機を使用して、幾何平均径（Dp50）が74μｍ以下
である種々の幾何平均径（Dp50）を有する固体燃料粒子
を製造し、これらを用いて、混合物の固体燃料粒子の粘
度分布が上記規定した範囲内にはいるように調製混合し
た後所定量の水と混合する方法がある。また、各種の粒
径を有する固体燃料粒子の調製に際しては公知の分級操
作を利用することもできる。
本発明の固体燃料・水スラリー中には、高濃度化に伴な
う粘度上昇を抑制するために、適当な分散剤などのごと
き添加物を含有させることができる。分散剤としては、
それ自体公知の物質を使用することができ、例えば、ナ
フタレンスルホン酸塩、石油スルホン酸塩、リグニンス
ルホン酸塩、及びこれらのホルマリン縮合物；ポリオキ
シエチレンアルキルエーテエル硫酸エステル塩、ポリオ
キシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸エステル
塩；ポリグリセリンの硫酸化物；メラミン樹脂のスルホ
ン酸塩；石炭抽出物のスルホン酸塩等を挙げることが出
来る。
う粘度上昇を抑制するために、適当な分散剤などのごと
き添加物を含有させることができる。分散剤としては、
それ自体公知の物質を使用することができ、例えば、ナ
フタレンスルホン酸塩、石油スルホン酸塩、リグニンス
ルホン酸塩、及びこれらのホルマリン縮合物；ポリオキ
シエチレンアルキルエーテエル硫酸エステル塩、ポリオ
キシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸エステル
塩；ポリグリセリンの硫酸化物；メラミン樹脂のスルホ
ン酸塩；石炭抽出物のスルホン酸塩等を挙げることが出
来る。
分散剤の使用量は、固体燃料・水スラリー100重量部に
対して、0.01〜３重量部が適当である。また、分散剤は
固体燃料・水スラリーの製造工程の任意の時点、固体燃
料・水スラリーの製造後に添加することができる。
対して、0.01〜３重量部が適当である。また、分散剤は
固体燃料・水スラリーの製造工程の任意の時点、固体燃
料・水スラリーの製造後に添加することができる。
本発明の固体燃料・水スラリーは、70重量％以上の固体
燃料を含有する高濃度固体燃料・水スラリーでありなが
ら、後述する方法で測定した粘度が約800mPa・ｓ以下程
度の低粘度であるため、そのまま工業的に有利に使用す
ることができる。
燃料を含有する高濃度固体燃料・水スラリーでありなが
ら、後述する方法で測定した粘度が約800mPa・ｓ以下程
度の低粘度であるため、そのまま工業的に有利に使用す
ることができる。
［発明の効果］ 本発明の固体燃料・水スラリーは、固体燃料粒子を高濃
度で含有しながら、しかも低粘度であるので、石油など
の液体燃料と同様に工業的に有利に使用することがで
き、固体燃料粒子の表面積が低減され、かつ粗粒分の含
有量が著しく少ないため、分散剤などの添加剤の必要量
が軽減され、更に、燃焼時における未燃焼分の発生が極
めて抑制されるなどの特徴を有する。従って、本発明の
固体燃料・水スラリーは、ボイラー、加熱炉等における
燃料として、また、水素、一酸化炭素などの製造におけ
るガス化用原料として好適に利用することが出来るもの
である。
度で含有しながら、しかも低粘度であるので、石油など
の液体燃料と同様に工業的に有利に使用することがで
き、固体燃料粒子の表面積が低減され、かつ粗粒分の含
有量が著しく少ないため、分散剤などの添加剤の必要量
が軽減され、更に、燃焼時における未燃焼分の発生が極
めて抑制されるなどの特徴を有する。従って、本発明の
固体燃料・水スラリーは、ボイラー、加熱炉等における
燃料として、また、水素、一酸化炭素などの製造におけ
るガス化用原料として好適に利用することが出来るもの
である。
次に実施例及び比較例を示す。実施例及び比較例に於け
る、固体燃料の性状、固体燃料粒子の粒度分布の測定方
法、固体燃料・水スラリーの粘度測定方法を、次に示
す。
る、固体燃料の性状、固体燃料粒子の粒度分布の測定方
法、固体燃料・水スラリーの粘度測定方法を、次に示
す。
（１）固体燃料の性状 下記性状の脱灰処理した石炭を使用した。
工業分析（重量％）： 水分 5.1 （恒湿基準） 灰分 2.3 ［JIS M8812］ 揮発分 40.8 固定炭素 51.8 発熱量（kcal/kg）： 7410 （恒湿基準）［JIS M8814］ 元素分析（重量％）： 炭素 79.6 ［JIS M8813］ 水素 5.2 窒素 1.7 硫黄 0.5 酸素 10.6 灰分 2.4 （２）固体燃料粒子の粒度分布の測定方法 島津製作所製遠心沈降式粒度分布測定装置CP−50型と、
通常の篩とを併用して測定した。
通常の篩とを併用して測定した。
（３）固体燃料・水スラリーの粘度測定方法 固体燃料・水スラリーを製造後直ちに、東京計器（株）
製Ｂ型回転粘度計（No3ローター使用）を用いて測定し
た。測定は、温度27℃、回転数12rpmで行い、測定開始
１分後の値を読み取って行なった。
製Ｂ型回転粘度計（No3ローター使用）を用いて測定し
た。測定は、温度27℃、回転数12rpmで行い、測定開始
１分後の値を読み取って行なった。
［実施例１］ 固体燃料を、ボールミルを用いて湿式粉砕した後、目開
き297μｍの篩で分級して、粉砕の程度が異なる種々の
固体燃料粉砕試料を調製した。
き297μｍの篩で分級して、粉砕の程度が異なる種々の
固体燃料粉砕試料を調製した。
各試料の幾何平均径（Dp50）、上側幾何標偏差（Dp+
σ）および下側幾何標準偏差（Dp-σ）を第１表に示
す。
σ）および下側幾何標準偏差（Dp-σ）を第１表に示
す。
試料Ａを64重量部、試料Ｃを28重量部および試料Ｄを８
重量部均一に混合して、第２表に示すような幾何平均径
および粒度分布を有する固体燃料粒子を調製した。
重量部均一に混合して、第２表に示すような幾何平均径
および粒度分布を有する固体燃料粒子を調製した。
固体燃料粒子70重量部、水30重量部および分散剤として
のβ−ナフタレンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮
合物0.5重量部を室温で混合容器に入れ、手攪拌で予備
混合した後、特殊機化工業（株）製のラボディスパーを
使用して、回転数3000r.p.m.で３分間攪拌して、固体燃
料濃度70重量％の固体燃料・水スラリーを製造した。そ
の粘度を第２表に示す。
のβ−ナフタレンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮
合物0.5重量部を室温で混合容器に入れ、手攪拌で予備
混合した後、特殊機化工業（株）製のラボディスパーを
使用して、回転数3000r.p.m.で３分間攪拌して、固体燃
料濃度70重量％の固体燃料・水スラリーを製造した。そ
の粘度を第２表に示す。
［実施例２］ 実施例１に記載した試料Ｂを72重量部、試料Ｃを21重量
部および試料Ｄを７重量部を均一に混合して、第２表に
示すような幾何平均径および粒度分布を有する固体燃料
粒子を調製した他は、実施例１におけると同様にして固
体燃料・水スラリーを製造した。その粘度を第２表に示
す。
部および試料Ｄを７重量部を均一に混合して、第２表に
示すような幾何平均径および粒度分布を有する固体燃料
粒子を調製した他は、実施例１におけると同様にして固
体燃料・水スラリーを製造した。その粘度を第２表に示
す。
［比較例１〜２］ 実施例１におけると同様の方法により、本発明の範囲外
の粒度分布を有する固体燃料を調製し、実施例１におけ
ると同様にして固体燃料・水スラリーを製造した。固体
燃料の幾何平均径および粒度分布、そして固体燃料・水
スラリーの粘度を第２表に示す。
の粒度分布を有する固体燃料を調製し、実施例１におけ
ると同様にして固体燃料・水スラリーを製造した。固体
燃料の幾何平均径および粒度分布、そして固体燃料・水
スラリーの粘度を第２表に示す。
Claims (6)
- 【請求項１】石炭及び／又は石油コークスからなる固体
燃料・水スラリーにおいて、該固体燃料を50〜80重量％
含有し、該固体燃料は、その粒子の幾何平均径（Dp50）
が、74μｍ以下であり、粒度分布が、対数正規分布にお
ける上側幾何標準偏差（σg+）と下側幾何標準偏差（σ
g-）との算術平均が６〜12の範囲内の値であり、それら
の比（σg+／σg-）が0.6以下の値であるように調整さ
れていることを特徴とする固体燃料・水スラリー。 - 【請求項２】該固体燃料の含有量が、65〜75重量％の範
囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
固体燃料・水スラリー。 - 【請求項３】固体燃料の粒子の幾何平均径（Dp50）が20
〜53μｍの範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の固体燃料・水スラリー。 - 【請求項４】上側幾何標準偏差と下側幾何標準偏差との
比（σg+／σg-）が0.4以下であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の固体燃料・水スラリー。 - 【請求項５】分散剤が含有されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の固体燃料・水スラリー。 - 【請求項６】ナフタレンスルホン酸塩、石油スルホン酸
塩、リグニンスルホン酸塩、及びこれらのホルマリン縮
合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステ
ル塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫
酸エステル塩、ポリグリセリンの硫酸化物、メラミン樹
脂のスルホン酸塩、石炭抽出物のスルホン酸塩からなる
群より選ばれる分散剤が含有されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の固体燃料・水スラリー。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62005841A JPH0710987B2 (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 固体燃料・水スラリ− |
| CN87108310A CN1021343C (zh) | 1986-12-26 | 1987-12-24 | 固体燃料-水浆液组合物及其制备方法 |
| AU83052/87A AU612127B2 (en) | 1986-12-26 | 1987-12-24 | Solid fuel-water slurry composition and process for the preparation of the same |
| KR1019870015002A KR900005100B1 (ko) | 1986-12-26 | 1987-12-26 | 고체연료-물슬러리 혼합물 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62005841A JPH0710987B2 (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 固体燃料・水スラリ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63172793A JPS63172793A (ja) | 1988-07-16 |
| JPH0710987B2 true JPH0710987B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=11622243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62005841A Expired - Lifetime JPH0710987B2 (ja) | 1986-12-26 | 1987-01-12 | 固体燃料・水スラリ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0710987B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2611921B2 (ja) * | 1993-06-30 | 1997-05-21 | 川崎重工業株式会社 | 高濃度石炭・水ペーストの製造方法及び装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5838791A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Ube Ind Ltd | 高濃度石炭・水スラリ−の製造方法 |
| JPS58222191A (ja) * | 1982-06-18 | 1983-12-23 | Ube Ind Ltd | 固体燃料−水スラリの製法 |
| JPS5915486A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-26 | Ube Ind Ltd | 固体燃料−水スラリの製造方法 |
-
1987
- 1987-01-12 JP JP62005841A patent/JPH0710987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63172793A (ja) | 1988-07-16 |
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