JPH0733519B2 - 石炭由来分散剤 - Google Patents
石炭由来分散剤Info
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- JPH0733519B2 JPH0733519B2 JP3063981A JP6398191A JPH0733519B2 JP H0733519 B2 JPH0733519 B2 JP H0733519B2 JP 3063981 A JP3063981 A JP 3063981A JP 6398191 A JP6398191 A JP 6398191A JP H0733519 B2 JPH0733519 B2 JP H0733519B2
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- Japan
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- coal
- dispersant
- substance
- derived
- derived dispersant
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は低石炭化炭の有効利用に
係り、石炭を原料とし微生物を用いて得られる、分散剤
として好適な石炭由来物質に関する。
係り、石炭を原料とし微生物を用いて得られる、分散剤
として好適な石炭由来物質に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭は世界中に広く存在し、莫大な埋蔵
量をもつ資源である。近年、石油に替わるエネルギー源
として石炭の重要性は益々高まってきているが、燃料等
に利用できる石炭は固体であることから、石油に比べて
燃焼炉等への供給において不利である。そのため、より
利便性のよい石炭の利用形態として、微粉化した石炭を
水や重油に分散させたスラリー燃料についての研究開発
が盛んである。しかしながら、スラリー化するに当たり
分散剤が必要となるが、分散剤によってはスラリー燃料
を高価なものにするとか、また燃焼時にカロリーを低下
させるとか場合によっては有害なガスを発生させる等の
問題を有している。
量をもつ資源である。近年、石油に替わるエネルギー源
として石炭の重要性は益々高まってきているが、燃料等
に利用できる石炭は固体であることから、石油に比べて
燃焼炉等への供給において不利である。そのため、より
利便性のよい石炭の利用形態として、微粉化した石炭を
水や重油に分散させたスラリー燃料についての研究開発
が盛んである。しかしながら、スラリー化するに当たり
分散剤が必要となるが、分散剤によってはスラリー燃料
を高価なものにするとか、また燃焼時にカロリーを低下
させるとか場合によっては有害なガスを発生させる等の
問題を有している。
【０００３】このほか、現在、石油代替エネルギーとし
て期待されている石炭は主に石炭化度の高い瀝青炭であ
り、褐炭など石炭化度の低い石炭は燃焼により生成する
熱量が低いため、ローカルエネルギーとしてわずかに利
用されているに過ぎない。また、褐炭より液化油を製造
する試みはパイロットプラント運転終了の段階にある
が、液化反応は高温高圧下で行なわれ、溶剤や水素を必
要とするため、コスト的には実用レベルに達していな
い。
て期待されている石炭は主に石炭化度の高い瀝青炭であ
り、褐炭など石炭化度の低い石炭は燃焼により生成する
熱量が低いため、ローカルエネルギーとしてわずかに利
用されているに過ぎない。また、褐炭より液化油を製造
する試みはパイロットプラント運転終了の段階にある
が、液化反応は高温高圧下で行なわれ、溶剤や水素を必
要とするため、コスト的には実用レベルに達していな
い。
【０００４】一方、低石炭化炭はその根源となった植物
の構造を多く残していると考えられるため、微生物分解
が可能であるという観点から、微生物による石炭の液化
が検討された。その結果、現在までに数種の微生物、特
に糸状菌が寒天培地上に分散したレオナダイト（酸化褐
炭）や過酸化水素、硝酸などで処理した褐炭から黒色の
粘液を生成することが明らかになった。この黒色粘液は
分子量数万の高分子物質を含む水溶液であり、この高分
子物質は原炭と類似した赤外吸光スペクトルを有するこ
とから、石炭由来物質であるとされた。しかし含有量は
数パーセントしかなく自燃不可能なため、現在ではこれ
をメタン発酵の基質として用い、メタンガスを生産し、
エネルギーとして利用する方向で研究が進められている
が、見通しはかなり厳しいものになっている。
の構造を多く残していると考えられるため、微生物分解
が可能であるという観点から、微生物による石炭の液化
が検討された。その結果、現在までに数種の微生物、特
に糸状菌が寒天培地上に分散したレオナダイト（酸化褐
炭）や過酸化水素、硝酸などで処理した褐炭から黒色の
粘液を生成することが明らかになった。この黒色粘液は
分子量数万の高分子物質を含む水溶液であり、この高分
子物質は原炭と類似した赤外吸光スペクトルを有するこ
とから、石炭由来物質であるとされた。しかし含有量は
数パーセントしかなく自燃不可能なため、現在ではこれ
をメタン発酵の基質として用い、メタンガスを生産し、
エネルギーとして利用する方向で研究が進められている
が、見通しはかなり厳しいものになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低石炭化炭
をエネルギー源としてその有する熱量を大きく損なうこ
となく有効利用することを目的とするものである。
をエネルギー源としてその有する熱量を大きく損なうこ
となく有効利用することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは種々研究を
重ねた結果、低石炭化炭を原料として微生物のうち特に
石炭を分解する能力を有する糸状菌を培養することによ
り得られる石炭由来物質が、原料炭とほぼ同様な化学組
成を有し、しかも分散剤としての界面活性能力をも有す
ることを見出して本発明を完成した。
重ねた結果、低石炭化炭を原料として微生物のうち特に
石炭を分解する能力を有する糸状菌を培養することによ
り得られる石炭由来物質が、原料炭とほぼ同様な化学組
成を有し、しかも分散剤としての界面活性能力をも有す
ることを見出して本発明を完成した。
【０００７】したがって本発明は、石炭を原料とし、微
生物の培養によって得られる石炭由来分散剤に関するも
のである。本発明の石炭由来物質による分散剤は上記し
た如く、原料炭とほぼ同様な化学組成を有し、しかも分
散剤としての能力をも有することから、石炭のスラリー
燃料を製造する際の分散剤として使用したとき、スラリ
ー燃料のエネルギー効率を低下させることなく石炭を分
散させることができる。本発明の分散剤は、必要に応じ
て従来公知の分散剤、界面活性剤等の既存物質と共に使
用することができる。使用できる既知物質としては、本
発明分散剤の分散能力を低下させないものであれば何れ
のものでも使用できるが、微生物の共存下で併用するた
めには、天然物質による分散剤が好ましい。
生物の培養によって得られる石炭由来分散剤に関するも
のである。本発明の石炭由来物質による分散剤は上記し
た如く、原料炭とほぼ同様な化学組成を有し、しかも分
散剤としての能力をも有することから、石炭のスラリー
燃料を製造する際の分散剤として使用したとき、スラリ
ー燃料のエネルギー効率を低下させることなく石炭を分
散させることができる。本発明の分散剤は、必要に応じ
て従来公知の分散剤、界面活性剤等の既存物質と共に使
用することができる。使用できる既知物質としては、本
発明分散剤の分散能力を低下させないものであれば何れ
のものでも使用できるが、微生物の共存下で併用するた
めには、天然物質による分散剤が好ましい。
【０００８】本発明における石炭由来物質の製造方法は
公知であるが、以下に概要を説明する。原料となる石炭
としては、石炭化度の低い褐炭、亜瀝青炭が使用され、
レオナダイト以外のものは使用前に過酸化水素あるいは
硝酸あるいはオゾンによる表面処理を施すのが好まし
い。使用する微生物としては、Polyporus versicolor、
Poria monticola(Appl.Environ.Microbiol.,44,23(198
2)) 、Penicillium waksmanii, Candida sp.、Aspergil
lus sp. 、 Sporothrix sp. 、 Paecilomyces sp.(Biot
echnol.Prog.,2,131(1986)) 、Streptomyces viridospo
rous、 Streptomyces setonii(J.Ind.Microbiol.,1,371
(1987)) 、Streptomyces badius(Can.J.Microbiol.,34,
667(1988))、Cunninghamella sp.(Appl.Biochem.Biotec
hnol.,20/21,753(1989))、Phanerochaete sp. 、Strept
omyces flavovirens(Appl.Biochem.Biotechnol.,20/21,
731(1989))が知られている。微生物はこれらに限定され
ることなく、上記のものと同様に石炭を分解する能力の
あるものであれば使用できる。例えば、後記するよう
に、本発明実施例においては新たに分離した同様の能力
を持つ糸状菌を使用した。この微生物は常法により、一
般土壌や褐炭表面から分離されたものであり、これらの
微生物が特に稀な存在ではないことが示唆される。
公知であるが、以下に概要を説明する。原料となる石炭
としては、石炭化度の低い褐炭、亜瀝青炭が使用され、
レオナダイト以外のものは使用前に過酸化水素あるいは
硝酸あるいはオゾンによる表面処理を施すのが好まし
い。使用する微生物としては、Polyporus versicolor、
Poria monticola(Appl.Environ.Microbiol.,44,23(198
2)) 、Penicillium waksmanii, Candida sp.、Aspergil
lus sp. 、 Sporothrix sp. 、 Paecilomyces sp.(Biot
echnol.Prog.,2,131(1986)) 、Streptomyces viridospo
rous、 Streptomyces setonii(J.Ind.Microbiol.,1,371
(1987)) 、Streptomyces badius(Can.J.Microbiol.,34,
667(1988))、Cunninghamella sp.(Appl.Biochem.Biotec
hnol.,20/21,753(1989))、Phanerochaete sp. 、Strept
omyces flavovirens(Appl.Biochem.Biotechnol.,20/21,
731(1989))が知られている。微生物はこれらに限定され
ることなく、上記のものと同様に石炭を分解する能力の
あるものであれば使用できる。例えば、後記するよう
に、本発明実施例においては新たに分離した同様の能力
を持つ糸状菌を使用した。この微生物は常法により、一
般土壌や褐炭表面から分離されたものであり、これらの
微生物が特に稀な存在ではないことが示唆される。
【０００９】手法としては種々の方法が考えられるが、
微生物を栄養素を含む寒天培地上に一面に生育させ、そ
の上に前記石炭の小粒子を分散させる方法が一般的であ
る。培地成分は微生物の生育を支持するものならば何で
も良いが、容易に糸状菌の胞子を形成するような場合は
衛生上好ましくないと考えられるため、糖分（グルコー
ス、マルトース等）を含む培地が望ましい。石炭を分散
した後、数週間で黒色粘液が石炭粒子上に生成されるの
でこれをピペット等で収集する。液体培地にて微生物を
振とう培養し、前述の石炭粒を培養液中に添加する方法
も考えられるが、石炭由来物質の収率は低い。しかしな
がら、石炭のスラリー燃料を工業的に生産するような場
合には、培地から生産された黒色粘液を分離することな
く使用するのが有利であることから、適当な培地をスラ
リー用石炭粉粒と混合し、これに微生物を培養し、培地
と共に分散剤として使用してもよい。
微生物を栄養素を含む寒天培地上に一面に生育させ、そ
の上に前記石炭の小粒子を分散させる方法が一般的であ
る。培地成分は微生物の生育を支持するものならば何で
も良いが、容易に糸状菌の胞子を形成するような場合は
衛生上好ましくないと考えられるため、糖分（グルコー
ス、マルトース等）を含む培地が望ましい。石炭を分散
した後、数週間で黒色粘液が石炭粒子上に生成されるの
でこれをピペット等で収集する。液体培地にて微生物を
振とう培養し、前述の石炭粒を培養液中に添加する方法
も考えられるが、石炭由来物質の収率は低い。しかしな
がら、石炭のスラリー燃料を工業的に生産するような場
合には、培地から生産された黒色粘液を分離することな
く使用するのが有利であることから、適当な培地をスラ
リー用石炭粉粒と混合し、これに微生物を培養し、培地
と共に分散剤として使用してもよい。
【００１０】本物質は分子量10,000以上の高分子で、分
子量 100,000以上の成分も含む広い分子量分布を持つ。
元素組成は炭素４０〜５０％、酸素２６〜４０％、水素
２．１〜４．１％、窒素１．５〜４．３％、硫黄０．２
〜４．１％である。赤外吸光スペクトル分析によれば、
特に水酸基に富み、カルボニル基、カルボキシル基にも
富む。また本物質は、前記黒色粘液を酸性とすると沈澱
する性質を持つ。
子量 100,000以上の成分も含む広い分子量分布を持つ。
元素組成は炭素４０〜５０％、酸素２６〜４０％、水素
２．１〜４．１％、窒素１．５〜４．３％、硫黄０．２
〜４．１％である。赤外吸光スペクトル分析によれば、
特に水酸基に富み、カルボニル基、カルボキシル基にも
富む。また本物質は、前記黒色粘液を酸性とすると沈澱
する性質を持つ。
【００１１】本物質が分散作用をもつ理由としては、固
体表面に吸着し、界面自由エネルギーを低下させ分散系
の熱力学的不安定度を減少させること、吸着層および溶
媒和層の形成により立体障害的保護作用をすること、電
気的保護作用をすることが考えられる。
体表面に吸着し、界面自由エネルギーを低下させ分散系
の熱力学的不安定度を減少させること、吸着層および溶
媒和層の形成により立体障害的保護作用をすること、電
気的保護作用をすることが考えられる。
【００１２】本発明分散剤の添加方法については、黒色
粘液のまま使用に供しても良いが、酸性下で沈澱濃縮し
たものを使用することもできる。また本物質を他の公知
の分散剤、界面活性剤と混合して使用することもでき
る。
粘液のまま使用に供しても良いが、酸性下で沈澱濃縮し
たものを使用することもできる。また本物質を他の公知
の分散剤、界面活性剤と混合して使用することもでき
る。
【００１３】
【実施例】以下実施例により本発明を更に説明するが本
発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００１４】実施例１ 褐炭表面より分離したペニシリウム属糸状菌を第１表に
示す組成の直径９cmの平板培地に接種し、３０℃にて菌
糸が平板一面を覆うまで１０日間培養した。褐炭を粉砕
し、直径０．５〜１．７mm（１０−３０メッシュ）の粒
子を１０％過酸化水素溶液に投入し、時々かき混ぜなが
ら室温にて２４時間処理した。この石炭粒子を水洗、乾
燥したのち、平板培地上に約０．５ｇずつ分散させた。
分散後３日目より黒色粘液の生成が認められたが、液滴
が十分大きくなるのを待ち、１０日後及び２０日後にピ
ペットにて液滴を吸い取り集めた。１平板あたり約１ml
の黒色粘液が得られた。この黒色粘液中の石炭由来物質
濃度は、２．３重量パーセントであった。第２表に使用
した褐炭と過酸化水素処理後の褐炭及び得られた石炭由
来物質の元素組成を示した。本物質の赤外吸光スペクト
ルをＫＢｒ法により測定し、吸収波長とその帰属を第３
表に示した。本実施例により、本発明石炭由来物質は原
炭より特に酸素に富み、水素結合水酸基、カルボキシル
基、カルボニル基など、酸素を含む官能基を持つことが
わかる。
示す組成の直径９cmの平板培地に接種し、３０℃にて菌
糸が平板一面を覆うまで１０日間培養した。褐炭を粉砕
し、直径０．５〜１．７mm（１０−３０メッシュ）の粒
子を１０％過酸化水素溶液に投入し、時々かき混ぜなが
ら室温にて２４時間処理した。この石炭粒子を水洗、乾
燥したのち、平板培地上に約０．５ｇずつ分散させた。
分散後３日目より黒色粘液の生成が認められたが、液滴
が十分大きくなるのを待ち、１０日後及び２０日後にピ
ペットにて液滴を吸い取り集めた。１平板あたり約１ml
の黒色粘液が得られた。この黒色粘液中の石炭由来物質
濃度は、２．３重量パーセントであった。第２表に使用
した褐炭と過酸化水素処理後の褐炭及び得られた石炭由
来物質の元素組成を示した。本物質の赤外吸光スペクト
ルをＫＢｒ法により測定し、吸収波長とその帰属を第３
表に示した。本実施例により、本発明石炭由来物質は原
炭より特に酸素に富み、水素結合水酸基、カルボキシル
基、カルボニル基など、酸素を含む官能基を持つことが
わかる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】実施例２ 実施例１で得られた石炭由来物質の表面張力を垂直板法
により求めた。測定にはＫＹＯＷＡ ＣＢＶＰ ＳＵＲ
ＦＡＣＥ ＴＥＮＳＩＯＭＥＴＥＲ Ａ３を用い、ガラ
スプレートにて２７−３０℃で行なった。表面張力は、
数値が平均に達した後の静的表面張力とした。比較例と
して汎用界面活性剤であるリグニンスルホン酸ナトリウ
ム（アニオン系）及びポリオキシラウリルエーテル（ノ
ニオン系）の値を併記した。結果を第４表に示す。
により求めた。測定にはＫＹＯＷＡ ＣＢＶＰ ＳＵＲ
ＦＡＣＥ ＴＥＮＳＩＯＭＥＴＥＲ Ａ３を用い、ガラ
スプレートにて２７−３０℃で行なった。表面張力は、
数値が平均に達した後の静的表面張力とした。比較例と
して汎用界面活性剤であるリグニンスルホン酸ナトリウ
ム（アニオン系）及びポリオキシラウリルエーテル（ノ
ニオン系）の値を併記した。結果を第４表に示す。
【００１９】
【００２０】実施例３ 実施例１で得られた石炭由来物質及び実施例２で用いた
比較物質の０．２％水溶液を用いて疎水性及び親水性の
粉体に対する分散性を調べた。すなわち疎水性粉体とし
てグラファイト、親水性粉体としてウルトラマリンを分
散剤溶液の１％の割合で分散させ、１５分間スターラー
で撹拌した後、５０ml容メスシリンダーに５０ml分注し
た。１時間静置後、上部２５mlを採取し、懸濁する分散
質の重量を分散力として表わした。第５表に結果を示
す。実施例２及び３によれば、本発明分散剤は水の表面
張力を低下させる力は弱いが、特に親水性粉体を分散さ
せる力をもつことがわかる。
比較物質の０．２％水溶液を用いて疎水性及び親水性の
粉体に対する分散性を調べた。すなわち疎水性粉体とし
てグラファイト、親水性粉体としてウルトラマリンを分
散剤溶液の１％の割合で分散させ、１５分間スターラー
で撹拌した後、５０ml容メスシリンダーに５０ml分注し
た。１時間静置後、上部２５mlを採取し、懸濁する分散
質の重量を分散力として表わした。第５表に結果を示
す。実施例２及び３によれば、本発明分散剤は水の表面
張力を低下させる力は弱いが、特に親水性粉体を分散さ
せる力をもつことがわかる。
【００２１】
【００２２】実施例４ 実施例１で得た石炭由来物質及び実施例２で用いた比較
物質をそれぞれ所定量溶解した水溶液に、２００メッシ
ュ８０％パスまで乾式粉砕した瀝青炭を加え、スリーワ
ンモーターにて７２０rpm １０分間撹拌し石炭水スラリ
ーを調製した。この石炭水スラリーの粘度をＢ型粘度計
にて測定した。最終石炭濃度は、スラリーを１０５℃に
て恒量となるまで乾燥した重量から、添加した分散剤の
重量を減じた値より算出した。第６表に結果を示す。本
実施例によれば、本発明分散剤を使用して低粘度で流動
性の良い石炭水スラリーを調製することができる。
物質をそれぞれ所定量溶解した水溶液に、２００メッシ
ュ８０％パスまで乾式粉砕した瀝青炭を加え、スリーワ
ンモーターにて７２０rpm １０分間撹拌し石炭水スラリ
ーを調製した。この石炭水スラリーの粘度をＢ型粘度計
にて測定した。最終石炭濃度は、スラリーを１０５℃に
て恒量となるまで乾燥した重量から、添加した分散剤の
重量を減じた値より算出した。第６表に結果を示す。本
実施例によれば、本発明分散剤を使用して低粘度で流動
性の良い石炭水スラリーを調製することができる。
【００２３】
【００２４】
【発明の効果】以上の結果よりわかるように、本発明に
よれば利用価値の低い低石炭化炭を原料として、付加価
値の高い分散剤を得ることができるので、低石炭化炭の
有効利用を図ることができる。また本発明分散剤は、顔
料分散剤、セメント減水剤、石炭水スラリー用添加剤な
どに使用できる可能性をもつことがわかる。また、他の
公知分散剤との混合により、より目的に適した分散剤と
することができる。本発明分散剤は、上記した如く原料
石炭とほぼ同じ化学組成を有することから、燃焼効率も
よく、したがって石炭スラリー燃料の分散剤として使用
したときそのエネルギー効率を低下させない等の利点を
も有する。
よれば利用価値の低い低石炭化炭を原料として、付加価
値の高い分散剤を得ることができるので、低石炭化炭の
有効利用を図ることができる。また本発明分散剤は、顔
料分散剤、セメント減水剤、石炭水スラリー用添加剤な
どに使用できる可能性をもつことがわかる。また、他の
公知分散剤との混合により、より目的に適した分散剤と
することができる。本発明分散剤は、上記した如く原料
石炭とほぼ同じ化学組成を有することから、燃焼効率も
よく、したがって石炭スラリー燃料の分散剤として使用
したときそのエネルギー効率を低下させない等の利点を
も有する。
Claims (4)
- 【請求項１】 石炭を原料とし、石炭を分解する糸状菌
を培養することによって得られる石炭由来分散剤。 - 【請求項２】 石炭として石炭化度の低い石炭を使用
し、該石炭と栄養素を含む培地内で糸状菌を培養するこ
とによって得られる黒色粘液からなる請求項１記載の石
炭由来分散剤。 - 【請求項３】 黒色粘液が、分子量１０，０００以上の
高分子物質で、炭素４０〜５０％、酸素２６〜４０％、
水素２．１〜４．１％、窒素１．５〜４．３％、および
硫黄０．２〜４．２の元素組成を有し、水酸基、カルボ
ニル基、カルボキシル基に富む物質である請求項２記載
の石炭由来分散剤。 - 【請求項４】 石炭粉末を請求項１ないし３のいずれか
１項記載の石炭由来分散剤で分散せしめてなる石炭・水
スラリー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3063981A JPH0733519B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 石炭由来分散剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3063981A JPH0733519B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 石炭由来分散剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04277593A JPH04277593A (ja) | 1992-10-02 |
| JPH0733519B2 true JPH0733519B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=13244973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3063981A Expired - Lifetime JPH0733519B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 石炭由来分散剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733519B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106589260B (zh) * | 2016-11-28 | 2019-08-23 | 大唐国际化工技术研究院有限公司 | 一种聚羧酸水煤浆添加剂及其制备方法和应用 |
| CN112359003B (zh) * | 2020-12-16 | 2022-12-13 | 西南林业大学 | 一种西唐链霉菌菌株及其应用 |
| CN116396790B (zh) * | 2022-12-29 | 2025-07-29 | 西安科技大学 | 一种曲霉菌对抑制煤自燃的应用 |
| JP2025110787A (ja) * | 2024-01-16 | 2025-07-29 | 正人 木野 | 着火改善剤 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5938287A (ja) * | 1982-08-30 | 1984-03-02 | Kao Corp | 石炭微粉末の水スラリ−およびその製造法 |
| JPS5963189A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-10 | Kao Corp | 安定な石炭・水スラリ−の製造法 |
-
1991
- 1991-03-05 JP JP3063981A patent/JPH0733519B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04277593A (ja) | 1992-10-02 |
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