JPS5845729A - 高濃度石炭−水スラリ−用分散剤 - Google Patents

高濃度石炭−水スラリ−用分散剤

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JPS5845729A
JPS5845729A JP56145098A JP14509881A JPS5845729A JP S5845729 A JPS5845729 A JP S5845729A JP 56145098 A JP56145098 A JP 56145098A JP 14509881 A JP14509881 A JP 14509881A JP S5845729 A JPS5845729 A JP S5845729A
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JP
Japan
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coal
dispersant
water slurry
alcohol
weight
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JP56145098A
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Akira Iwase
岩瀬 章
Toshiro Fukuda
俊郎 福田
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Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

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】 本発明は高濃度石炭−水スラリー用分散剤に関する。さ
らに詳しくは、石炭粉末を高濃度に水中に分散させ、パ
イプライン輸送、直接・燃焼が可能な状態に分散させる
高濃度石炭−水スラリー用分散剤に関する。
近年、石油系液体燃料の価格上昇によシ安価で世界中に
偏することなく多量に存在する石炭が見直されている。
大量の石炭をハンドリングするだめの石炭−水スラリー
は、石炭の加工度が低く安価なものとして近年注′目さ
れており、パイプライン輸送には石炭濃度40〜50重
量%のスラリーで実用化されている。しかしながらこの
場合は50〜60重量%の水を輸送することになり輸送
効率が悪く、脱水工程にも費用がかかるなどの欠点を有
している。
従来より高濃度の石炭−水スラリーの流動性を改良する
ために、スルホン酸塩(特開昭56−21636号公報
)や硫酸エステル塩(特開昭56−20090%公報)
の添加や高分子物質と低分子界面活性剤の併用(特開昭
54−33803号公報)や共重合物質(特開昭56−
57889号公報)の添加などが知られているが、スル
ホン酸塩や硫蚕エステル塩は、硫黄分子や金属イオンを
含んでおり、燃焼時に硫黄酸化物や金属酸化物を発生す
る欠点があり、また石炭濃度が60重量%の水スラリー
でも粘度が1200cpまでにしか低下しないなどの欠
点がある。また高分子物質と低分子界面活性剤を併用し
たものでは、初期沈降速度が大きく、パイプライン中や
ポンプ中に石炭−が沈降するという欠点がある。また共
重合物質を添加したものも、石炭濃度60重量%の水ス
ラリーでも粘度が1700cpまでにしか低下せず、石
炭濃度が70重量%以上の高濃度石炭−水スラリーでは
粘度が高くなシ実用にたえないなどの欠点がある。
本発明者らは、上記欠点がなく、石炭濃度が50重量%
以上(好ましくは60重量%以上)であっても十分に粘
度が低く、効率良く石炭をパイプライン輸送できる良好
な流動性を持ち、直接燃焼も可能な高濃度石炭−水スラ
リー用分散剤を見い出すべく鋭意検討し′だ結果、特定
の分散剤を用いることにより上記目的を達成しうろこと
を見い出し本発明に到達した。
すなわち本発明は、−価アルコールのポリオキシア/l
/ キレンエーテtv (但し、該ポリオキンアルキレ
ンエーテルは、オキシエチレン基および炭素数3以北の
オキシアフレキレン基を有する)からなる非イオン界面
活性剤を含有することを特徴とする高濃度石炭−水スラ
リー用分散剤である。
本発明において用いら、れる上記ポリオキシアIレキレ
ンエーテ7し゛における極側アルコールには脂肪族アル
コール、脂環式アルコールおよび芳香族アルコ−7しが
含まれる。こレラの極側アルコールとしては、下記一般
式(1) 、 (2)または(3)で示されるものが使
用できる: R−OH(1) 〔式中Rは炭素数が通常3〜30、好ましくは6〜2o
の直鎖および/または分岐の飽和または不′飽和のアル
キル基である。〕 (R1寸R6−OH■ 〔式中R1は、通常炭素数が1〜27、好ましくは炭素
数が1〜10の直鎖および/または分岐の飽和または不
飽和のアルキル基、nlはOまたは1以上の。
整数好ましくは0または1.Roは、通常炭素数が3〜
30、好ましくは炭素数が5〜10の脂環基である。〕 (R2+TrrA r−R’ −OH(3)〔式中R2
は通常炭素数が1〜23、好ましくは1〜10の直鎖お
よび/または分岐の飽和または不飽和のア7レキμ基+
 n2は0または1以上の整数好ましくは0,1または
2.Arは芳香族核好ましくはベンゼン核またはナフタ
レン核、R′は通常炭素数が1〜24、好ましくは1〜
5のアルキレンまたはアルケニレン基である。〕 これらの−価アルコーμの炭素数は通常3〜30好まし
くは6〜20である。
上記一般式(1)で示される脂肪族アルコ−μには、第
1.第2または第3の飽和または不飽和アルコールが含
まれる。第1アIレコールトシては、ヘキシ ル ア 
lし コ −ル 、  2− エ チ lレヘ キ シ
 ルア ル コ −ル 。
ラ ウ リ ル ア ル コ −ル 、 ス テ ア 
リ ル ア 7し コ − lし 、 オv  イール
ア ルコ − ル 、 オ キ ソ ア !し コ −
 ル (炭素’Jkn〜17.側鎖率50%以上)など
が挙げられる。第27ルコール タノ−μ,メチルイソブチ7レカルビノールオンカーバ
イド製「ターシト−)vS」などが挙げられる。第3ア
ルコ−lしとしては、t−ブチルア= )レコー/しな
どが挙げられる.これらの脂肪族アルコールは、2種以
上併用してもよく、たとえば第1 ア ル コ ー l
し ( ラ ウ リ ルア 7歳 コ ー ル 、オキ
ン°ア 7レコー7しなど)と第2アpコー/しくユニ
オンカーバイド製「アージ”)−/L/S jなど)と
の混合物を用いることもできる。   ゛ 1記一般式(2)で示される脂環式アルコールとしてハ
、シクロペンタノール、シクロヘキサノール。
シクロノナノーμ,l−メチ/L/−1−シクロヘキサ
ノールs 2”− s 3”’ tまたは4−エチ/L
/−1−シクロヘキサノ−μ,ノニμンクロヘキサノー
ルなどが挙げられる。これらの脂環式アルコ−7しは、
2伸以上併用してもよく、たとえばシクロヘキサノール
と2−エチ)v−1−シクロへキサノールとの混合物を
用いることもできる。
さらに一般式(3)で示される芳香族アルコ−〜として
ハ、ベンジルアルコール メチルフェニルカルビノール
、β−フェニルエチルアルコール、3−フエニ1V−1
−プロパノーμ、トリルメタノールルアルコール、’3
−(1 −ナフチ/l/ ) − 1−プロパツールな
どが挙げられる.これらの芳香族アルコールは、2種以
と併用してもよく、たとえば、ベンジルアフレコ−pと
ト¥タノールとの混合物を用いることもできる。
これらのうちで好ましいものは、脂肪族アルコール、芳
香族アルコールである。特に好ましいものは、脂肪族ア
ルコールのうちの第1,第2アルコール、 芳香族アフ
レコ−μのうちのベンゼン核を持った第1アルコ−μで
ある。
これらの−価アルコールは2種以上併用してもよ<、た
とえば脂肪族アルコール(ラウリルアルコ−μ,炭素数
が12.14の混合物の第2アルコールなど)と芳香族
アルコ−/l/ ( p−)二lレフエネチμ7 /l
/コール、ベンジルアルコール混合物を用いることもで
きる。
本発明で用いられる前記ポリオキシア7!/キレンエー
テルを構成するオキシア!レキレン単位としては、オキ
シエチレン基および炭素数3以北のオキシアルキレン基
〔オキシプロピレン基,オキシブチレン基,オキシ(フ
ェニル)エチレン基,オキシ(ハロ)エチレン基などお
よびこ.れらの2種以上の併用系〕の併用系が挙げられ
る。これらのうちで好tしいものは、オキシエチレン基
トオキシプロピレン基”、オキシブチレン基またはオキ
シプロピレン基トオギシプチレン基の混合物との併用系
が好ましい。
上記ポリオキシアルキレンエーテルは公知の方法f製造
でき、上記−価アルコールにアルキレンオキシド(エチ
レンオキシドとプロピレンオキシド、1、2−、2、3
−、1、3−、1、4−ブチレンオキシド。
スチレンオキシドまたはエピクロルヒドリン等)を触媒
(苛性カリ、トリメチルアミンなどの塩基性触媒または
フッ化ホウ素などの酸性触媒)の存在下に付加すること
によシ製造できる.アルキレンオキシドの付加は2種以
上を混合して付加(ランダム付加)もしくは順次に付加
(ブロック付加)7あるいはランダム付加とブロック付
加の組合せにより行なうことができるが、ブロック付加
またはブロック付加とランダム付加との組合せが好まし
い。
ブロック付加(またはこれとランダム付加との組合せ)
型ポリオキシアルキレンエーテルとしては、次の式(4
)〜(7)で示されるものが゛挙げられる。
A  − 0. − Q  − E  − H    
    f41A−0−E−Q−H        (
5)A−0−E,7Q−E’−H   f61A−0−
Q−E−Q’−H    (71式中八へは、−価アル
コール残基〔一般式(↑。
(2)または(傭でおけるR−、■坩RC−,(R+F
A,−R′−〕を示し、Q 、−Q’は疎水性ポリオキ
シアルキレン基。
E 、 E’は親水性ポリオキシアルキレン基ヲ示ス。
疎水性ポリオキシアルキレン基Q,Q’Kfdポリオキ
シプロピレン基−(C3H60)を−および酸素/炭素
原子数比がα43以下の混合ポリオキシアフレキレン基
(とくに、オキシプロピレン基を主体とするもの)、親
水性ポリオキシアルキレンME,E’;:L。
てはポリオキシエチレン基−(C2H,0)□−および
酸素/炭素原子数比がα43より大きく少なくともオキ
シエチレン基を含む混合ポリオキシ7 )Vキレン基(
とくにオキシエチレン基を主体とするポリオ ・キシエ
チレン−オキシプロピレン基)が含まれる。
式(4)〜(7)の型のうち好ましいのは式14)およ
び16)である。
AI’i〜(7)で示されるブロック付加型ポリオキシ
アルキレンエーテルにおける親水性ポリオキシアルキレ
ンiE,E’と疎水性ポリオキシアルキレン基Q 、 
Q’との割合(全体としての重量比)は通常1:1〜1
9:1好ましくは3:1〜19:1である。
本発明で用いるJ:、記ポリオキシアルキレンエーテル
中のポリオキシアルキレン基は、通常song  =%
以上、好ましくは90〜918重量%でおる。ポリオキ
シアルキレン基が、80重量%より少ないと石炭の分散
性が悪くなり、粘度が低下せず好ましくない。
1記ポリオキシアルキレンエーテlしのポリオキシアル
キレゾ“基沖の牙−キシーエヂレンー基の含有量は、5
0−95重量%とくに75〜95重量%が好ましい、5
0重l5より小さいと、石炭を水に分散させる分散力が
小さくなり、石炭−水スラリーとできず好ましくない、
95重量%より大きくなると、分散力が低下しくとくに
分子量が6000より小さい場合)好ましくない、全ポ
リオキシアルキレン基の酸素/炭素原子数比はα4以上
が好ましい。
本発明で用いる上記−価アルコーμのポリオキシアルキ
レンエーテルの分子量は6 常2000〜100000
好ましくは3000〜70000とくに好ましくは60
00〜70000である。分子量が100OQOよp大
になると石炭−水スラリーの粘度が十分に低下せず、ま
た2000より小になると、石炭が水に十分に分散せず
スラリー化できないなど好ましくない。
本発明の分散剤は、石炭−水スラリー中の石炭の重量に
基づいて、通常001〜五〇%、好ましくは005〜2
.0%添加することにより、水中に高濃度(たとえば5
0重量%以):、)の石炭粒子を分散させうる。
一般に、石炭粉末の種類および粒度などによって異なる
が、分散剤を添加しない場合は、石炭(別席が30重量
%を越えると、流、動性がなくなってくるばかりでなく
、本発明以外の分散剤、たとえば二価アルコール 結合含有物(たとえばヒマシ油,ソIレビタンモノーま
たはトリー脂肪酸エステlし・)などのア.ルキレンオ
キシド付加物を添加しても、石炭濃度が60重量%を越
えると流動性がなくなり実用的でない。
一方、本発明の分散剤を所定量添加すると、石炭粒子が
水の中に分散して、粘度が低下し流動性が良好となる。
石炭−水スラリ−を構成する石炭濃度はあまり小さいと
、輸送効率が悪くなり、脱水工程にも費用がかがジ、直
接燃焼も出来ないなど意義がなくなる。また、あまり大
きいと、粘度が高くなシすぎ、スラリー化しないので、
石炭の種類,粒度により異なるが、通常50%以と(と
くに50’−95%)、好ましくは、60〜90%であ
る。
本発明の分散剤は、必要により昭和56年9月7日付特
許願(1、発明の名称「高濃度石炭−水スラリ−用分散
剤」)に記載の多価アルコールのポリオキシアルキレン
エーテルと、種々の割合たとえば重量比で1:0〜1:
1oo (とくに20=1〜1:20)で併用すること
ができる。
本発明の分散剤は単独でまたは1記載価ア7レコールの
ポリオキシアルキレンエーテルと組合せて使用するのが
好ましいが必要によシ他の分散剤を併用することもでき
る.他の分散剤としては、特開昭56−21636号公
報、特開昭56−2QO9[株]公報、特開昭54−3
3803号公報、特開昭56−5788帰公報、特開昭
56−5789[株]公報、特開昭56−57891号
公報などに記載の分散剤が挙げられる。本発明の分散剤
(および場合により上記多価アルコ−μのポリオキシア
ルキレンエーテ/I/)と他の分散剤との割合(重量比
)は通常1 0/9 0〜10 010好ましくは2 
0/3 0〜10010とくに好ましくは50150〜
10010である。
本発明の分散剤を用いで石炭−水スラリ−を製造する方
法は通常の方法でよく、石炭,分散剤。
水の混合順序は何れでもよい.たとえば、分散剤を水に
溶解または分散させて石炭を加え適当な混合装置または
粉砕装置により調製することができ′る。
本発明の分散剤を使用して製造された石炭−水スラリ−
の粘度は、石炭濃度80%以北(80〜95%)の水ス
ラリーで通常5000cp以下(20℃)、とくに50
〜2 0 0 0cpである.また、たとえば石炭濃度
60%の水スラリーでは通常10 0 0cp以下(2
0℃)とくに20〜900cpである。さらには石炭濃
度70%の水スラリーでは通常2000cp以下(20
℃)とくに50〜1400cpである.さらに、本発明
の分散剤で分子量かへ′6000〜70000のものを
使用して製造された石炭−水スラリ−の粘度は、石炭濃
度70%の水スラリーで通常500cp以下(20℃)
とくに50−400cpである。
本発明で言う石炭としては、無煙炭,瀝青炭。
亜瀝青炭,褐炭などである.石炭の粒度は、通常粒径が
3闘以下、好ましくはα5朋以下である。
本発明の分散剤を使用して製造された石炭−水スラリー
は通常のパイプラインで輸送することができる。送られ
た石炭−水スラリーは、直接に燃料として通常の微粉炭
ボイラーで燃焼できる。また脱水してまたは直接にガス
化、液化またはコークス製造などの各用途に供すること
ができる。
本発明の分散剤を使用して製造された石炭−水スラリー
は、従来の分散剤(たとえば、特開昭56−21636
号公報、特開昭56−20090号公報、特開昭54−
33803号公報、特開昭56−57889号公報、特
開昭56−57890号公報、特開昭56−57891
号公報などに記載の分散剤)を使用して製造された石炭
−水スラリーに比べて粘度が極端に低く(従来、石炭濃
度60%、石炭平均粒子径α074顛で粘度1200c
p以上、本発明のもの2O−900cp入従って石炭濃
度を高くして輸送効率を高める(たとえば石炭濃度70
〜95%)ことができる、ま九石炭濃度が比較的低い(
たとえば30%以上、60%未満)場合は、粘度が極端
に低く、かつ均質な石炭−水スラリーが得られ、石炭−
水スラリーの輸送エネ7レギーの減少を図ることができ
る。
以下に実施例により本発明をさらに説明するが本発明は
これに限定されるものでは力い。
以下において、EO,PO,BOはそhぞれエチ1ノ、
7オキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドを
示す、また、POE 、 POP 、 POB 、八f
POAはそれぞれポリオキシエチレン基、ポリオキシプ
ロピレーン基、ポリオキシブチレン基、混合ポリオキシ
アルキレン基を示す、また、比率(分数)は、重量比を
示す。
但しO/Cは、ポリオキシアルキレン基中の酸素/炭素
原子数比を示す6Mwは、平均分子量を示し、80%は
、当該ポリオキシア7レキレンエーテルのポリオキシア
ルキレン基中に含まれるオキシエチレン基の重量%を示
す。
実施例1〜1〉よび比較例1〜9 次のような組成を有する本発明の分散剤(実施例1〜1
2)および従来の分散剤(比較例1〜9)について、後
述の方法で石炭−水スラリーを調製しその性能評価を行
なった。
実m例1 : 式[41中、A ニラウリルアルコ−1
し残基、 Q : POP、E : POE 、 MW
:3000.80%:9Q。
実施例2:式t61中、Aニラウリルアルコール基, 
E : POE 、 Q:POP, E’:POE 、
 E/Q/E’= 1/1/18。
hfW:50000, Fi:的:9鳳実を例3:式(
4)中、A:ステアリル・アルコール残基, Q:PO
P 、 E:POE 、 MW:5500 、 80%
:80。
実施例4:式(4)中、A:ステアリルアルコール残基
, Q:POP 、 E:POE 、 MW:6200
0 、 EO%ニア7。
実施例5:式(6)中、Aニオイルアルコール残基。
E:POE 、 Q:POと1.2−BOからなる頁が
α324の11、IPOA 、 E’:POE 、 E
/Q/E’= L4/1/10 、凧:4000 。
EO%=92。
実施例6:式(4)中、Aニオレイルアルコール残基,
Q:POと1 、 2=BOからなる0/Cが(132
4)MPOA。
E:POE 、 MW:50000 、 80%:95
実施例7:式(4)中、A:炭素数12〜15,側鎖率
66%のオキ’/7/l/mー;残基, Q:POP 
、 E:POE 、 MW:20000 、 80%:
85。
実施例8:式(6)中、A:炭素数12〜15,側鎖率
66%のオキソアルコ−、ル残基, E:EOとPOか
らなるVCがα481のMPOA 、Q:POP  、
E’: POE 、E/Q/E’= 1o/9/81 
 、 MW: 20000  、  80% ’JO。
実施例9:式(6)中、A:炭素数12.14の第2ア
/し コ ール残基 、  E:POE  、  Q:
POP  、  E’:  POE  、  E/Q/
E”1/3/26 、 MW:4000 、 80%:
90。
実施例10:式(6)中、−A:炭素数12,14の第
2アμコール残基, E:POE 、 Q:POP 、
 E’: POE 、 E/Q/E’=115/19 
、 MW:19000, EO%=80。
実施例11:式(4)中、A:βーフェニルエチルア!
し コ ール残基 、  Q:POP  、  E:P
OE  、  MW:3500  、  EO%93。
実施例12:式(6)中、A:ベンジルアルコール残基
, E:POE 、 Q:POと1.2−BOからなル
C)ic カ. 0.324(7) MPOA 、 E
’: POE 、 E/Q/E’= 115/44, 
hlW:30000 。
80%:90。
比較例1:ナフタレンスルホン酸Na塩のホルマーリン
縮合物,縮合度:約4。
比較例2:ポリオキシエチレン(約100モ/L/)ノ
ニμフエニμエーテル、 MW:460℃。
比較例3:ポリオキシエチレンポリオキシフ0ロピレン
グリコーμのブロック共重合物, MW : 310 
0 。
ポリオキシプロピレングリコールのMW:1750゜比
較例4:エチレンジアミンのPO、EOブロック付加物
、λ4’W:2700 、 EO%=300比較例5:
ヒマシ油のE030モル付加物。
比較例6:ソルビタンのラウリン酸モノエステルのEO
20モル付加物。
比較例7:無水マレイン酸/ジイソブチレン=1/1の
コーポリマーのNa塩、 MW:15000゜比較例8
:メタクリル酸メチ/L//スチレン−6/4のコーポ
リマーの加水分解物のNa塩、MW:10000゜比較
例9ニアクリμ酸/マレイン酸=1/1のコーポリマー
のNa塩、 MW:6000゜1)石炭−水スラリーの
調製及び流動性の評価分散剤を有効成分で175f(石
炭濃度60重量%のときは、L5#)を秤取し水を加え
て全体を150t(石炭濃度60重量%のときは2QO
f?)として、分散剤を水に溶解または分散させ、この
水溶液に200メツシ=80%・・スまで粉砕した重大
夕張1最炭■3soii(石炭濃度60重量%のときは
、300#)を、室温にて、少量ずつ加えた。全量加え
終ったのち放射板状6枚羽、根タービンにそ500rp
lTk  5分間攪拌し、その後ホモミキサー(特殊1
幾化工製)にて300rpm。
10分間攪拌して石炭−水スラリーを調製し、20℃に
て粘度を測定し、流動性を評価した。
その結果を、表1に示す、粘度の低いものが流動性の良
い事を示している。
(注) ■重大夕張1サ炭(日本歴青炭、北海道産)発熱量83
90(kcat/kg)、固有水分1.1%、灰分ih
1%、・揮発分3a2%、固定炭素576%。
元素分析値: C62,8%、 H4,5%、04.7
%、N1.2%。
Sα2%。
表1 (庄)Zl:対石炭1重量% 5と52二対系全体2重量% ・4:3.:20℃における粘度、センチボイズ(cp
)。
※ 4 :

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L −価アルコールのポリオキシアμキレンエーテ/1
    /(但し、該ポリオキシアルキレンエーテルは、オキシ
    エチレン基および、炭素数3以上のオキシエチレン基を
    有する)からなる非イオン界面・活性剤を含有すること
    を特徴とする高濃度石−炭−水スラリー用分散剤。 2 該ポリオキシ7/I/キレンエーテルが少くとも8
    0重量%′のポリオキシアルキレン基ヲ有する特許請求
    の範囲第1項記載の分散剤。 a 該ポリオキシアルキレンエーテルがポリオキシアル
    キレン基中にオキシエチレン基ヲ50〜95重量%含有
    す〜る特許請求の範囲第1項または第2項記載の分散剤
    。 4、−価アルコールが炭素数3〜30の脂肪族、脂環式
    または芳香族アルコ−pである特許請求の範囲第1〜第
    3項の何れかに記載の分散剤。 5 該ポリオキシアルキレンエーテtVカ2ooo〜1
    0000(f)分子量を有する特許請求の範囲第1〜第
    4項の何れかに記載の分散剤。
JP56145098A 1981-09-14 1981-09-14 高濃度石炭−水スラリ−用分散剤 Pending JPS5845729A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4657560A (en) * 1984-09-29 1987-04-14 Basf Aktiengesellschaft Aqueous coal dispersions
US6428425B1 (en) 1998-01-16 2002-08-06 Mizuno Corporation Metal golf club head

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