JPS5840392A

JPS5840392A - 石炭組成物

Info

Publication number: JPS5840392A
Application number: JP14007781A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Tategami; 義治立上; Masato Ogura; 真人小倉; Masahiro Niwano; 庭野　正広; Masaru Oota; 勝太田
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1981-09-04
Filing date: 1981-09-04
Publication date: 1983-03-09
Also published as: JPS6330959B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は石炭、ヒドロゲルおよび水からなる石炭組成物
に関する。

石油はエネルギー源として低廉、高カロリーであること
、液体のために輸送と貯蔵等の取扱いが容易なことなど
の理由からひろく使用されているが、石油シ１ツク以来
の価格高踏とその埋蔵量に限界があるために供給不足気
味の石油を補うエネルギー源として石炭がふたたび注目
されるようになってきた。

しかし、石炭は固体であり、鉱物質を有しているので、
輸チ戸用などの点で不便である。

石炭の固体としての不便さを改善して７寸イブ輸送など
のできる状態にする石炭の流体化法として石炭の水スラ
リー化法がある。該方法は石炭を粉末化し、水と混合し
流体化する方法であり、自然発火の危険性や炭塵問題も
なく、ノ（イブラインを通じて輸送可能となり、輸送コ
スト組み入れることができるため、品質の向上につなが
る利点もある。

しかし、石炭スラリー輸送の場合の困難な問題の一つは
、約５５重量％より多い固形分を含有する微粉砕の石炭
−水スラリーは通常のスラリーポンプを用いては輸送す
ることが困難なこと、及び固形分が約５０重量−以上と
なると水と固形分が沈降分離して石炭の微粒子がポンプ
輸送系統の至る所にたい積・沈降し、水分離をお〔シ、
ポンプ輸送系統の閉塞を引きおこすという欠点がある。

また、石炭の貯蔵時に炭塵の飛散等を生じ環境上の問題
等を有している。

本発明者らは上述の欠点を克服すべく、石炭−水組成物
について鋭意研究を行なった結果、石炭、ヒト四ゲμお
よび水からなる石炭組成物は石炭の沈降を防止乃至遅延
し、また低粘度スラリー乃至ペーストを与えるという予
期されない有用な特性を有することを見い出し本発明に
到達した。

すなわち、本発明は石炭、ヒドロゲルおよび水からなる
石炭組成物を提供するものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明の石炭組成物は沈降が防止乃至遅延され、しかも
スラリーが低粘度となり容易に輸送で趣る改善された水
性石炭スラリー乃至ペーストを提供する。本発明の石炭
組成物はポンプ輸送及び押出しの可能な石炭ペーストに
おいて、これまでに存在したものよりもはるかに高い重
量％、例えば８０重量−の石炭を含有さすことができる
。高圧下での石炭ガス化の単位操作における加圧下での
輸送も可能である。

また、本石炭組成物はヒドロゲμの存在のために長期間
安定的に水を保持し、徐々に水を放出するため、貯蔵や
輸送に際し、炭塵発生や自然発火等の危険が少なく、貯
炭場において散水回数を低減でき、汚水による環境汚染
を防ぐことができるという種々の利点を発揮する。

本発明組・酸物に用いる石炭は、例えば無煙炭、瀝青炭
、亜瀝青炭、褐炭等の各種石炭で種類や産地にかかわり
なく、また、化学組成にかかわりなく、いかなるものも
使用できる。

水スラリー中の石炭粒子は小さい程分散安定性が良好で
あるが微粉砕の費用は微粉砕の程度が大きくなるにつれ
て大きくなるので粒度は経済性を考慮して決めればよい
。現在、火力発電所で燃焼されている微粉炭は２００メ
ツシエ、８０％ｚｆス品であるので、燃焼用にはこの粒
度が粒子径の目安として使用される。

本発明組成物に使用するヒドロゲ〜は吸水能を有するも
のであれば、いかなるものでも使用できる。

このようなヒドロゲ〃としては、たとえば寒天ゲル、カ
ルホキシリメチルセルロースの架橋体などのセルロース
誘導体、ポリアルキレンオキシド、ギリアクリ〃酸、−
リビニルピロリドン、スルホン化ポリエチレン、ポリア
クリル酸ソーダなどの架橋体、架橋ポリアクリロニトリ
ルあるいはデンプン−アクリロニトリルグラフト共重合
体加水分解物の塩、デンプン−アクリル酸又はアクリル
酸塩のグラフト共重合体架橋物、酢酸ビニル−アクリル
酸メチμ共重合体加水分解物の塩、アクリル酸又はアク
リル酸塩の架橋重合体、アクリル酸又はアクリル酸塩の
自己架橋重合体、イソブチレンと無水アレイン酸架橋物
、ポパールと無水マレイン酸架橋反応物などをあげるこ
とができる。

本発明の組成物において石炭に対するヒドロゲルの量（
乾体基準）はその目的およびヒドロゲ〃の吸水能によっ
て決定されるが、石炭１ｏ。

重量部に対して一般に０．００１〜１００重量部特に０
．０１〜１０重量部となるように添加される。

０．００１重量部未満では沈降性防止効果及び流動性改
善効果が小さく、一方１００重量部以上では効果が飽和
値番ζ達し経済的でなくなる。

石炭に対する水の量は、その目的およびヒドロゲルの吸
水能によって決まるが、石炭１００重量部当り、一般に
１０〜５ｏＯ重量部、好ましくは２０〜３００重量部と
なるように添加できる。

がンブ輸送可能な石炭スラリー又はペーストとなすため
には一般に石炭１００重量部に対して水２０重量部以上
が用いられる。

本発明組成物の調合は任意の方法で行なう仁とができ、
たとえば、石炭馨と対し、ヒドロゲルと水をそれぞれ単
独に又は混合物として添加することができる。ヒドロゲ
ルは吸水したヒドロゲ〜として添加してもよいし又、乾
燥粉末のも）ずれの形でも使用することができる。

石炭の水スラリー化又はペースト化に当り石炭は微粉で
あることが必要であり、石炭は一般に湿式粉砕、たとえ
ばボールミル、チューブミル、ピンｍｔｉｖ、ギヤーデ
ィスククラッシャー・又は、ギャーコロイドミン等の粉
砕機を用いて粉砕されるのであるが、本発明の組成物の
調合に当り、石炭のこの粉砕工程にヒドロゲルを添加す
ることが、分散性等の上からより好ましい方法であるが
、これに制限されるものではない・以上のようにして調
合された本発明の組成物は水の割合が石炭に対して２０
重量−という少い量でもペースト化出来るために高固体
濃度での輸送が可能であり、また水の濃度を多少高めて
も石炭が沈降することがないためにポンプ輸送できると
いう利点が発揮される。

また、本発明の組成物に対して界面活性剤または／およ
び水溶性高分子を添加すること番こより混和性、流動性
を改善し、ノでイブラインを通じて輸送する際に効率よ
く行なうこと力５できる石炭組成物を提供すること力（
でき、輸送動力等を低減さすことができる。

界面活性剤としては陰イオン性、非イオン性、陽イオン
性および両性イオン性のものをあ逸デることが出来る。

陰イオン性界面活性剤として４よ、脂肪酸塩６、アルキ
μ硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ア
ルキルナフタレンスμホン酸塩、ジアルキルスルホコノ
１り酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタ
レンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレ
ンアルキル硫酸エステル塩など、非イオン性界面活性剤
としては、ポリオキシエチレンアμキルエーテル、ポリ
オキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキ
シエチレンｎ旨肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステ
μ、ホリオキシエチレンーｇ、ｙｔｖビタン脂肪酸エス
テル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン
脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロ
ックポリマーなど、陽イオン性界面活性剤としてはアル
キルアミン塩、第四級アンモニウム塩す性イオン性界面
活性剤としてはアルキルベタイン等をあげることができ
る。

界面活性剤の添加量は石炭１００重量部に対して一般に
１０重量部以下、好ましくは０．００１〜５重量部で用
いられる。

本界面活性剤の混合により石炭スラリー又はペーストの
流動性を未使用の場合の約２〜２０倍となすことができ
るという効果がある。

かかる組成物は固形分濃度約８０重量％でも流動化可能
であり極めて興味をひくものである。

また、水溶性高分子としては−ＯＨ、−ＣＯＮＨ，。

＝Ｃ０ＯＨ−ＮＨ＋　ｃｏｏ−−ｓｏ、−、−ＮＨ，＋
９　　　　２９基等の親水基を有する架橋のない高分子が用いられる。

それらを具体的に例示すれば、デンプン、デンプン誘導
体、セルローズ、カルボキシメチルセルローズ、ヒドロ
キシエチルセルローズ、ヒドロキシプロピルセルローズ
などのセルローズ誘導体、タンニン、ニグニンスルホン
酸、アルギン酸、アルギン酸ソーダ、アラビアゴム、ト
ラガントガムなどの天然水溶性高分子およびポリアクリ
ル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルア〜コー
ｐ、ポリエチレンオキサイド、架橋型ポリアクリル酸、
ポリビニ／Ｌ’ピロリドンなどの合成水溶性高分子など
をあげることができる。

これらの水溶性高分子の添加は、石炭とヒドロゲルをさ
らに効率的に分散せしめ、かつ、保水効果を高めるもの
である。

水溶性高分子の添加量は石炭１００重量部に対し、一般
に１０重量部以下、好ましくはｏ、ｏｏｔ〜５重量部で
用いられる。

以上、詳述した本発明の石炭組成物は、特に石炭水スラ
リーの輸送又はポンプ輸送に用いるのに適しており、工
業的利用価値の極めて高いものである。

また１本発明の石炭組成物はヒドロゲμによって覆われ
ているために、長期間湿潤状態に保持される結果、炭塵
、発火問題等を生じないという利点もある。

以下に本発明組成物を実施例を挙げて更蕃こ詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお
実施例中のヒドロゲμの吸水率は吸水率（Ｆ／Ｆ）　　
−吸水ヒドロゲル重量／乾燥しドロゲル重量で表示した
。

実施例１オーストラリア産の塊状石炭（灰分：８重量％（ＪＩＳ
　　Ｍ８８１２　　に準拠、以下同じ）、水分２９重量
ｔｓ（ＪＩＳ　　Ｍ８８１１　　ニ準拠、以下同じ）、
揮発分：　２７．５重量％（ＪＩＳ　Ｍ８８１２化準拠
、以下同じ）ｌＯトンを屋外に山積しアクリル酸−アク
リル酸ナトリウム架橋重金体から成るヒドロゲｆｉ／（
粒径１５０＃１Ｋ、吸水率４９０　ｆ／ｆ　’）　Ｉ　
Ｋｇと水１．５トンを混合したヒドロゲル−水混合物を
石炭の上からホースで均一に散布した。露出状態で５日
間放置、貯蔵したのち、シ曹ベルカーで他所に輸送した
が石炭は湿潤していて、はとんど炭塵を発生しなかった
。流水もみとめなかった。

比較例１ヒドロゲルを使用しなかった以外は実施例１と同じ操作
で散水した石炭を露出状態で２日間放置、貯蔵したのち
、シ冒ベルカーで他所に輸送したが石炭は乾燥していて
炭塵が多く発生した。

なお、流水中には炭塵が混入していた。

以上により、本発明の組成物は炭塵問題を生じないこと
が明らかである。

実施例２２００メッシｚ、８０％パスまで微粉砕した実施例１で
用いたと同じオーストラリア産の石炭５０　Ｆとアクリ
ル酸−アクリル酸ソーダ架橋重合体からなるヒドロゲ／
Ｉ／（粒径２９０　ｐｍ。

吸水率　７７０　ｆ／ｆ　）　０．０２５９及び水１２
．５　ｆを混合してホモミキサーで５００Ｏｒｐｍ、　
ａ分間攪拌して石炭−ヒドロゲル−水組成物からなるペ
ーストを調製した。

長さ８ｍ、直径２３１１で直径ｏ、７１ダ　のオリアイ
スを有する容量２０国のシリンジ中に上記組成物からな
るペーストを満たし、このシリンジのプランジャーに一
定速度で力をかけ該オリフィスを経てペーストを押出し
た。

シリンジ中にはペーストは残らなかった。

比較例２ヒドロゲルを使用しなかった以外は実施例２と同一の方
法および操作で石炭−水混合物を調整したのち、実施例
２と同様な方法により押出したところ、シリンジ中には
１７０Ｃの混合物が残った。

本比較例は実施例２において石炭−ヒドロゲル−水組成
物からなるペーストに連続的に押出すことができ、輸送
が可能であることを示すの番こ比べて、はとんど輸送さ
れなかったことを示している。

実施例３２００メツシユ、８０−パスまで微粉砕した実施例１で
用いたと同じオーストラリア産の石炭５０　Ｆとアクリ
ル酸−アクリル酸ソーダ架橋重合体から成るヒドロゲμ
（粒径２９０μｍ。

吸収率７７０　ｆ／ｌ　”）　０．０２５　Ｐ及び水１
２．５Ｆ　、アルキルナフタレンスルホン酸ソーダ０．
００１Ｆを混合してホモミキサーで５０００　ｒＰｍ、
　　３分間攪拌ルで石炭−ヒドロゲル−水組成物からな
るペーストを調整した。長さ８０、直径２ｃｕｅで、直
径０．５ｃｍｊＩｆのオリフィス有する容積２０ωのシ
リンジ中に上記組成物から成るペーストを満たし、この
シリンジのプランジャーに一定速度で力をかけ該オリフ
ィスを経て、ペーストを押出した。シリンジ中にはペー
ストは残らなかった。

比較例３ヒドロゲ〜を使用しなかった以外は実施例３と同一の方
法および操作で石炭−水混合物を調整したのち、実施例
２と同様な方法により押出したところ、シリンジ中には
１６国の混合物が残った。

本比較例は実施例３において、石炭−ヒドロゲル−水組
成物からなるペーストは連続的に押し出すことができ、
輸送が可能であることを示すの曇こ比べて、はとんど輸
送されなかったξとを示している。

実施例４２００メツシエ、９０１ｓパスまで微粉砕した中国産の
瀝青炭（灰分：１０重量％、水分＝３．５重量％、揮返
分：　２２．５重量％）５０ｔに酢酸ビニμｍアクリル
酸メチル共重合体加水分解物の塩からなるヒドロゲ／Ｉ
／（粒径９０　＃ｓ。

吸水率５５０　ｆ／ｆ　）　０．０１６　Ｆ及び水８．
８＃、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレー）
　（ＨＬＢ　：　１４．９）　０．００５１を混合して
ホモミキサーで５０００　ｒＰｆｎ　、　２分間攪拌し
て石炭ゴーヒドロゲルー水組成物からなる令−ストを調整した。

実施例３で用いたシンンジと同じ寸法のステンレス・ス
チール製シリンジの中に上記組成物からなるペーストを
移した。このシリンジを約２５躯９ゲージ圧の安定弁を
備えたステンレス・スチール製の加圧器に取りつけて本
組成物を加圧器中に押し出すことができる装置を作成し
た。加圧器を窒素ガスで２０９／ｆｆ１２ゲージ圧まで
加圧したのちシリンジのプランジャーを約５０／分の速
度で２２ＫＦ／♂　に加圧した。

本組成物は加圧器の中へ押出され、シリンジ中にはペー
ストは残らなかった。

実施例５　′ 実施例１で用いたと同一の石炭４８ＫＦに対し、アクリ
ル酸−アクリル酸ナトリウム自己架橋重合体から成るヒ
ドロゲ〃（粒径１５０ハ、吸水率４００　ｆ／ｆ　）　
　０．０６時と水１２　　ＫＰを混合したヒドロゲル−
水混合物およびアルキルナフタレンスルホン酸ソーダ０
．６即を添加したのち、ピンＩＩ　ｔ　Ａ／で湿式粉砕
し石炭、ヒドロゲルおよび水からなる組成物をえた。

乙の組成物は、流動性が良好なペースト性を呈し、数日
間露出状態で放置してもその流動性の低下をほとんどみ
とめなかった。

比較例４ヒドロゲルを使用しなかった以外は実施例５と同じ操作
および同じ装置で湿式粉砕した石炭−水組成物はペース
ト状にならなかった。

実施例６〜９南アフリカ産の瀝青炭（灰分：９．０重量俤、水分８５
．５重量％、揮発分：１９重１ｌｑＩＩ）を用いて実施
例３と同様な操作１こより各種の粉砕機を用いてヒドロ
ゲルの種類、量、水の量を加えて石炭、ヒドロゲルおよ
び水からなる石炭組成物をえた。本石炭組成物の物性結
果を第１表に示す。

以上の結果より、本発明、の石炭組成物は公知、の石炭
組成物に比較して、沈降防止性、流動性に優れており、
しかも粉塵の問題が生じないことが明らかである。

手続補正書【自発）特許庁醍官　　島　１）春　嗣　　殿ｌ　事件の表示昭和５６年　特許願第　１４００７７月２、発明の名称石炭組成物３　補正をオる者事件との関係　　　特許出願人住　所　　大阪市東区北浜５丁目１旙地名称　（２０９
）住友化学工業株式会社代表考　　　　Ｌ　方　　　　
武４代理人住　所　　大阪市東区北浜５丁目■番地６、　　Ｍｌ’
正の内容（１１明細Ｉ！第２頁第３行目の「高騰」を１高晴」に
訂正する。

（２）　　同第６頁第１行目の「無水アレイン酸架橋物
」を「無水ンレイン酸架橋物」６と訂正する。

（８）　　同ｆ！ｆＳ７頁第９行目の「ギャーコロイド
ミン」を「ギャーコロイドミｌし」−こ訂正する。

（４）　　同第１０１ｊ第１行目の「ニグニンスルホン
伏の欄の「良好な流動性を不すペースト水分離なし１出
放霞・こより炭塵上せず」を「良好な流動性を示すペー
スト。水分離なし。１４！出敢１岑により炭窄化せず。

」に訂正すう。

αヒ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）石炭、ヒドロゲルおよび水からなる石炭組成物。
（２）石炭１００重量部に対してヒドロゲル０．００１
〜１００重量部および水１０〜５００重量部からなる特
許請求の範囲第１項記載の石炭組成物。
（３）石炭、ヒドロゲル、界面活性剤または／及び水溶
性高分子及び水からなる石炭組成物。
（４）石炭１００重量部に対してヒドロゲ／Ｉ／　０．
００１〜１００重量部、界面活性剤または／および水溶
性高分子０．００１〜１０重量部及び水１０〜５００重
量部から成る特許請求の範囲第３項記載の石炭組成物。