JPH0765061B2 - 石炭・水スラリ− - Google Patents

石炭・水スラリ−

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JPH0765061B2
JPH0765061B2 JP62043898A JP4389887A JPH0765061B2 JP H0765061 B2 JPH0765061 B2 JP H0765061B2 JP 62043898 A JP62043898 A JP 62043898A JP 4389887 A JP4389887 A JP 4389887A JP H0765061 B2 JPH0765061 B2 JP H0765061B2
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water slurry
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直雄 陣場
和男 橋
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粉炭と水とを主成分とする石炭・水スラリーに
関する。
〔従来の技術〕
石炭・水スラリーは近年、石油に代わる燃料として注目
されているが、従来、降伏値が0.1〜10Pa、望ましくは
0.75〜7.0Pa、更に望ましくは0.75〜5.0Paで、粘度が40
00cps(4.0Pa・S)未満、望ましくは3000cps(3.0Pa・
S)未満、更に望ましくは300〜2400cps(0.3〜2.4Pa・
S)程度の石炭・水スラリーが提案されている(特表昭
58-501183号公報参照)。
これに対し、本発明者は、粘度に関しては主に管路輸送
性等の取扱い性を高く確保する観点から、また、降伏値
に関しては主に安定性(すなわち、品質不均一化の原因
となるハードパック(ハードケーキ)が生成し難い性
状)を得る観点から、粘度μを0.5≦μ≦2.0(Pa・S)
の範囲内とし、かつ、降伏値τyを0.5≦τy≦15(P
a)の範囲内とする石炭・水スラリーを考えた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記のいずれの性状基準にしても、粘度及び降
伏値の各々が夫々の規定範囲内にあるにもかかわらず、
2カ月間程度の貯蔵中にハードパックが生成されてしま
う石炭・水スラリーが多く存在し、この点、安定性の高
い石炭・水スラリーと安定性の低い石炭・水スラリーと
を区別することに関し上記の各性状基準は的確さに欠
け、このため、安定性の低い不良の石炭・水スラリーを
無駄に製造することとなって生産性や歩留りが低下す
る、また、安定性の低い不良の石炭・水スラリーを気付
かずに需要先に供給してしまって需要先でのハードパッ
ク生成により製品信頼性を落とす、あるいはまた、安定
性の低い不良の石炭・水スラリーと製造時期が同時期の
石炭・水スラリーを良質であるにもかかわらず不良と誤
判断して不用意に製品スラリーから除外してしまう等の
問題があった。
本発明の目的は、適切な性状基準により、管路輸送性等
の取扱い面で優れ、しかも、ハードパックの生成を長期
にわたって確実に防止でき、更には、燃料としての発熱
量を高く確保できると共に製造能率並びにコスト面でも
有利な石炭・水スラリーを安定的に製造・供給できるよ
うにする点にある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明による石炭・水スラリーの特徴は、 粉炭と水とを主成分とし、粘度μが下記(イ)式 0.5≦μ≦2.0(Pa・S) −(イ) により示される範囲にあり、かつ、 レオロジー特性を表す下記(ロ)式 τ−τy=η()n −(ロ) 但し、τ :ずり応力値(Pa) τy:降伏値 (Pa) η :係数 (Pa・Sn) :ずり速度(S-1) におけるPower Law Index nが下記(ハ)式 0.5≦n≦0.95 −(ハ) により示される範囲にあり、かつ、 次記の(X)又は(Y)の条件 (X)Power Law Index nと粘度μ(Pa・S)との相関
として、下記(ニ)式 −3.12n+3.65≧μ −(ニ) に示される相関を有する、 (Y)降伏値τyが下記(ホ)式 0.5≦τy≦15(Pa) −(ホ) より示される範囲内で、Power Law Index nと粘度μ(P
a・S)と降伏値τy(Pa)との相関として、下記
(ヘ)式 0.0261τy−2.25n+2.78≧μ −(ヘ) に示される相関を有する、 を満足することにある。
〔作用〕
作用説明に代え、実験データを第5図、及び、第6図に
示す。
なお、第5図においては粘度μ(Pa・S)を横軸に採
り、Power Law Index nに関する式−3.12n+3.65の値、
並びに、Power Law Index nを縦軸に採ってあり、第6
図においては粘度μ(Pa・S)を横軸に採り、降伏値τ
yとPower Law Index nに関する式0.026τy−2.25n+
2.78の値を縦軸に採ってある。
また、各図において、図中○印は2ケ月間の貯蔵中にハ
ードパックの生成が無かった石炭・水スラリーを示し、
×印は2ケ月間の貯蔵中にハードパックが生成した石炭
・水スラリーを示す。
つまり、粘度μと降伏値τyとを単に下記(イ)式及び
(ホ)式の範囲 0.5≦μ≦2.0(Pa・S) −(イ) 0.5≦τy≦15(Pa) −(ホ) に規定しただけの石炭・水スラリーや、粘度μと降伏値
τyとを単に下記(イ″)式及び(ホ″)式の範囲 μ≦4.0(Pa・S) −(イ″) 0.1≦τy≦10(Pa)− (ホ″) に規定しただけの石炭・水スラリー(すなわち、特表昭
58-501183号公報に示される石炭・水スラリー)では、
いずれも、2ケ月間の貯蔵中にハードパックの生成があ
ったものと無かったものとの両方が夫々多数存在する、
すなわち、安定性に関し良質のものと不良のものとが混
在するのが実情であるが、第5図や第6図から判かるよ
うに、 粘度μが上記(イ)式の範囲にあることに加えて、レオ
ロジー特性を表す下記(ロ)式 τ−τy=η()n −(ロ) 但し、τ :ずり応力値(Pa) τy:降伏値 (Pa) η :係数 (Pa・Sn) :ずり速度(S-1) におけるPower Law Index nが下記(ハ)式 0.5≦n≦0.95 −(ハ) により示される範囲にあり、かつ、 次記の(X)又は(Y)の条件 (X)Power Law Index nと粘度μ(Pa・S)との相関
として、下記(ニ)式 −3.12n+3.65≧μ −(ニ) に示される相関を有する、 (Y)降伏値τyが下記(ホ)式 0.5≦τy≦15(Pa) −(ホ) より示される範囲内で、Power Law Index nと粘度μ(P
a・S)と降伏値τy(Pa)との相関として、下記
(ヘ)式 0.0261τy−2.25n+2.78≧μ −(ヘ) に示される相関を有する、 を満足する石炭・水スラリー(すなわち、上記(X)の
条件の場合では第5図において直線μ=0.5とμ=2.0と
に挾まれ、かつ、直線n=0.95より上側の領域のうち、
直線−3.12n+3.65=μよりも左上側部分の領域Aにあ
るもの、また、上記(Y)の条件の場合では第6図にお
いて直線μ=0.5とμ=2.0とに挾まれる領域のうち、直
線0.0261τy−2.25n+2.78=μよりも左上側部分の領
域Cにあるもの)では、そのほとんど全てが2ケ月間の
貯蔵中におけるハードパック生成の無いものとなってい
る。
しかも、上記(イ),(ロ),(ハ),(X)をともに
満足する、又は、上記(イ),(ロ),(ハ),(Y)
をともに満足する石炭・水スラリーであれば、そのほと
んど全てについてハードパック生成が無いというだけで
はなく、逆に、上記(X)から外れる石炭・水スラリー
(第5図において領域Bにあるもの)や、上記(Y)か
ら外れる石炭・水スラリー(第6図において領域Dにあ
るもの)については、そのほとんど全てが2ケ月間の貯
蔵中にハードパック生成のあるものとなっている。
すなわち、上記(イ),(ロ),(ハ),(X)、又
は、上記(イ),(ロ),(ハ),(Y)を満足するか
否かを基準とすれば、ハードパック生成のない良質の石
炭・水スラリーと、ハードパック生成が生じる不良の石
炭・水スラリーとを精度良く的確に区分することができ
る。
また、管路輸送性等の取扱い性については、上記(イ)
式を満たすことで満足な性状が得られる。
なお、上記(ロ)式におけるPower Law Index nが0.5よ
り小さい(n<0.5)場合についても、他の(イ),
(ロ),(X)、又は、(イ),(ロ),(Y)を満足
するものであれば、性状については良質の石炭・水スラ
リーを得ることができるが、Power Law Index nが0.5よ
り小さいものを製造するのでは、添加剤の必要量が多大
となってそれに要する費用が大となる、また、粒度分布
における細粒比率を高くするために原料石炭に対する粉
砕処理能率の大巾な低下や必要粉砕動力の大巾は増大を
招くといった採算面での理由から、さらには、石炭濃度
の低下のために発熱量が小さくなって燃料としての品質
低下を招くといった燃料発熱量についての理由から、上
記(ロ)式におけるPower Law Index nは、その下限を
0.5に規定して上記(ハ)式の範囲としてある。
〔発明の効果〕
つまり、本発明による石炭・水スラリーであれば、その
性状基準により安定性の高い良質の石炭・水スラリーと
安定性の低い石炭・水スラリーとを精度良く的確に区分
できることから、先述の如き従来の問題、すなわち、 安定性の低い不良の石炭・水スラリーを無駄に製造する
こととなって生産性や歩留りが低下する、また、安定性
の低い不良の石炭・水スラリーを気付かずに需要先に供
給してしまって製品信頼性を落とす、あるいはまた、安
定性の低い不良の石炭・水スラリーと同時期に製造した
石炭・水スラリーを良質であるにもかかわらず不良と誤
判断して不用意に製品スラリーから除外してしまう等の
問題を効果的に防止した状態で、管路輸送性等の取扱い
性で優れ、しかも安定性が高くてハードパック生成が長
期にわたって確実に防止され、さらには、燃料としての
発熱量を高く確保できると共に製造能率並びにコスト面
でも有利な良質の石炭・水スラリーを安定的に製造・供
給できる。
〔実施例〕
次に本発明の実施例を説明する。
第1図は石炭・水スラリーの製造過程を示し、第2図は
製造設備を示すが、石炭・水スラリーの製造にあたって
は、先ず、原料石炭、水、及び、添加剤(安定化剤)を
所定の割合で湿式ミル(1)に投入し、この湿式ミル
(1)での粉砕・混合処理により粗粒の石炭・水スラリ
ーを得る。
尚、燃料として十分な発熱量を得るために、通常、生成
石炭・水スラリーにおける石炭濃度が65%以上の所定値
となるように石炭、水、及び、添加剤の混合割合を決定
する。
湿式ミル(1)により得た粗粒石炭・水スラリーは次に
タワーミル(2)に供給し、このタワーミル(2)での
微粉砕・混合処理により石炭粒度を調整する。
そして、タワーミル(2)から取出される製品石炭・水
スラリーは、第1性状検査課程を経てポンプ(3)によ
り貯蔵タンク(4)に供給し、最大2ケ月間程度の貯蔵
期間中に適時、消費先へ出荷する。
又、貯蔵中においては適時、第2性状検査を行なう。
第1及び第2性状検査においては、夫々、 粘度μが下記(イ)式 0.5≦μ≦2.0(Pa・S) −(イ) により示される範囲にあり、かつ、 レオロジー特性を表す下記(ロ)式 τ−τy=η()n −(ロ) 但し、τ :ずり応力値(Pa) τy:降伏値 (Pa) η :係数 (Pa・Sn) :ずり速度(S-1) におけるPower Law Index nが下記(ハ)式 0.5≦n≦0.95 −(ハ) により示される範囲にあり、かつ、 次記の(X)又は(Y)の条件 (X)Power Law Index nと粘度μ(Pa・S)との相関
として、下記(ニ)式 −3.12n+3.65≧μ −(ニ) に示される相関を有する、 (Y)降伏値τyが下記(ホ)式 0.5≦τy≦15(Pa) −(ホ) より示される範囲内で、Power Law Index nと粘度μ(P
a・S)と降伏値τy(Pa)との相関として、下記
(ヘ)式 0.0261τy−2.25n+2.78≧μ −(ヘ) に示される相関を有する、 を満足する性状状態が維持されるように適時調整処理を
施す。
調整処理としては具体的には、第1性状検査の結果に基
づいて添加剤の添加量調整や、タワーミル(2)におけ
る駆動スクリュー(2a)の回転数調整、又、場合によっ
ては石炭の混合割合(石炭濃度)の微調整等を行ない、
他方、第2性状検査の結果に基づいては、貯蔵タンク
(4)に具備した撹拌機(5)をもっての貯蔵石炭・水
スラリーの撹拌処理や、貯蔵石炭・水スラリーに対する
添加剤投入等を行なう。
つまり、上述の(イ),(ロ),(ハ),(X)、又
は、(イ),(ロ),(ハ),(Y)を満足する性状に
調整・維持することにより、管路輸送性等の製品スラリ
ーの取扱い性、製造上の採算性、並びに、石炭濃度面で
の品質(燃料としての発熱量)の夫々を良好に維持しな
がら、スラリーの安定性をも高く維持して貯蔵中におけ
るハードパックの生成を防止し、もって、燃料としての
価値の高い良質の石炭・水スラリーの安定的な製造・供
給を維持する。
粘度μとPower Law Index nとの測定、ないし、粘度μ
と降伏値τyとPower Law Index nとの測定に用いる測
定方法の具体的一例を挙げると、Haake粘度計を用いて
第3図に示す如きパターンの検査を実施し、1サイクル
目の上昇カーブにおいて、ずり速度(剪断速度)の複
数変化値に対するずり応力値τ(剪断応力)を読み取
り、それらずり速度の各変化値と、その夫々に対応す
る読み取りずり応力値τとを下記のCasson式 に代入し、それら代入結果に対し最小二乗法を適用する
ことで降伏値τyを算出する。
換言すれば、ずり速度の各変化値に対するずり応力値
τの読み取り結果を第4図に示すグラフ上にプロットし
て最小二乗法の適用によりCasson関係直線(l)を求
め、そのCasson関係直線(l)の▲√▼軸切片として
▲√▼を求め、降伏値τyを算出する。
又、Power Law Index nについては、第3図に示す検査
パターンの1サイクル目の上昇カーブにおけるずり速度
の複数変化値と、その夫々に対応する読み取りずり応
力値τと、更に、先に算出した降伏値τyとを、レオロ
ジー特性を表わす下記式 τ−τy=η()n 但しη:係数 に代入して、それら代入結果に対し最小二乗法を適用す
ることでPower Law Index nを算出する。
一方、粘度については、第3図に示す検査パターンの2
サイクル目の上昇カーブにおいて、例えばずり速度が
90S-1のときのずり応力値τを読み取り、 〔別実施例〕 次に本発明の別実施例を列記する。
石炭・水スラリーの製造過程は種々の変更が可能であっ
て、前述の実施例で示した以外の各種の処理過程を付加
する等しても良い。
粘度とPower Law Indexとの測定、ないし、粘度と降伏
値とPower Law Indexとの測定は、最終生成石炭・水ス
ラリーに対して、貯蔵タンク(4)への貯蔵以前、及
び、貯蔵中の両方において実施するに代えて、いずれか
一方でのみ実施しても良く、又、測定頻度は適宜決定す
れば良い。
粘度とPower Law Indexとの測定、ないし、粘度と降伏
値とPower Law Indexとの測定には、前述実施例で挙げ
た方法・器具以外の測定方法・測定器具を適用しても良
い。
粘度μとPower LawIndex nとを、前記の(イ)式及び
(ハ)式により示される範囲内に調整し、かつ、前記の
(ニ)式を満足するように調整するための具体的調整手
段、また、粘度μと降伏値τyとPower Law Index nと
を、前記の(イ)式、(ハ)式、及び(ホ)式により示
される範囲内に調整し、かつ、前記の(ヘ)式を満足す
るように調整するための具体的調整手段としては、夫
々、前述実施例の如く、種々の添加剤を適量添加した
り、又、撹拌等によって石炭・水スラリーに対し機械的
に適度な剪断力を付与したりすることが有効かつ簡単で
あるが、その他、ミルの運転状態調整等による石炭粒子
の粒度調整や、石炭・水スラリーのPH調整、あるいは、
場合によっては、石炭濃度調整をもって粘度、Power La
w Index、又、降伏値を調整する等、種々調整手段を適
用できる。
本発明において、粘度μ、降伏値τy、Power Law Inde
x n以外の性状値による性状特定を付加することは任意
である。
【図面の簡単な説明】 第1図ないし第4図は本発明の実施例を説明するための
図であり、第1図は製造過程を示す図、第2図は製造設
備を示す図、第3図及び第4図は粘度、降伏値、及び、
Power Law Indexの測定方法を説明するためのグラフで
ある。 第5図、及び、第6図は実験データを示すグラフであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粉炭と水とを主成分とし、粘度μが下記
    (イ)式 0.5≦μ≦2.0(Pa・S) −(イ) により示される範囲にあり、かつ、 レオロジー特性を表す下記(ロ)式 τ−τy=η()n −(ロ) 但し、τ :ずり応力値(Pa) τy:降伏値 (Pa) η :係数 (Pa・Sn) :ずり速度(S-1) におけるPower Law Index nが下記(ハ)式 0.5≦n≦0.95 −(ハ) により示される範囲にあり、かつ、 次記の(X)又は(Y)の条件 (X)Power Law Index nと粘度μ(Pa・S)との相関
    として、下記(ニ)式 −3.12n+3.65≧μ −(ニ) に示される相関を有する、 (Y)降伏値τyが下記(ホ)式 0.5≦τy≦15(Pa) −(ホ) より示される範囲内で、Power Law Index nと粘度μ(P
    a・S)と降伏値τy(Pa)との相関として、下記
    (ヘ)式 0.0261τy−2.25n+2.78≧μ −(ヘ) に示される相関を有する、 を満足する石炭・水スラリー。
JP62043898A 1987-02-25 1987-02-25 石炭・水スラリ− Expired - Lifetime JPH0765061B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4416666A (en) * 1979-10-26 1983-11-22 Alfred University Research Foundation Inc. Coal-water slurry and method for its preparation
JPS6058491A (ja) * 1983-09-09 1985-04-04 Electric Power Dev Co Ltd 炭素含有組成物の水スラリ−の安定化処理方法

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