JPS5853988A - 高濃度石炭−水スラリ−用減粘剤 - Google Patents

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−水スラリー用減粘剤に関する。

さらに詳しくは、微粉炭を水に分散させ、ポンプ輸送が
可能な高濃度石疾−水スラリーを提供するための減粘剤
に関する。

近年石油資源の枯渇により、石炭の利用が再認識され、
その利用方法が種々検討されている。ところが石炭は石
油と異なり、固体であるためポンプ輸送ができない。そ
のため石炭を粉体化して水中に分散し、水スラリーにす
る方法が種々検討されている。しかしながらこの方法は
現技術では、石炭濃度を」二げていくと著しく増粘し、
流動性がなくなるため、ポンプ輸送が困難になってくる
。

一方石炭濃度を下げると輸送効率が低下し、さらに燃焼
前に脱水工程が必要となってきて、費用かか＼るため実
用的でない。。

特開昭５２−７１５０６　、回器５６−２１６３６には
ナフタレンスルボン酸系の”ＩＡＩや、これらのホルマ
リン縮合物が記載されているが、これらの化合物を単独
で用いた場合、減粘効果は弱く、石炭濃度が６１％以上
の高濃度に１、）いては急激に増粘するとともに、ダ・
ｒう々ンシーが生じ、実用」−ポンプ輸送が困り４１に
なる。

本発明者らζｊ１高濃度の石炭−水スラリーを流。

動化し、ポンプ輸送を１げ能にする石炭−水スラリー用
減粘剤について鋭、にｆｉｌｌ究し、少量の添加で、石
伏−水スラリーの粘度を斤しく減少し、そのため高濃度
の石炭濃度に１、〕いてもポンプ輸送が＋ｉＪ能な石炭
−水スラリーを」ｊ１１供する減粘剤の開発に成功した
。

本発明の減粘剤を用いると、少ｊＩｉの水で石炭を流動
化できるため、ボンゾｉｌｊ！送ｄＺｊ７ｆ能にするこ
とは勿論、そのま＼の状７＋仁でボイラー腐蝕ＩＬがで
き、燃焼前の脱水１］稈をも省くことかできる。本発明
の減粘剤の使用により、石炭の取り扱いは非常に簡便に
′ｌｒす、その利用用途は大きく広がる３、石炭−水ス
ラリーに使用される石炭は無焼成、瀝青炭、亜瀝青欣、
褐炭、またはそれらをりＩＪ−ン化したものなど、どの
ような石炭であってもよい。また水スラリー中の石炭粒
度も粉末であればどのような粒度であってもよいが、現
在火力発電所で燃焼される微粉炭は２００メツシュバス
７０％以七のものであるから、この粒度が微粉炭の粒度
の目安である。しかし本発明の減粘剤は粒度によって影
響されるものではなく、とのような粒径の石炭粉末に対
してもすぐれた効果を発揮する。

またクリーン化した石炭は石炭中より無機物例えば灰お
よびイオウなどを除去したものである。

石炭をクリーン化する方法としては例えば重液分離法、
Ｏｉｌ　Ａｇｇｌ（ｍ＝ｒａｔｉｏｎ法（以下ＯＡ法と
いう）浮遊選炭法などがある。しかしながらこれら以外
の方法でもよく特に限定するものではない。

ＯＡ法について記すと、石炭を乾式あるいは湿式で粉砕
した後、水スラリーを調整し、適量の油を添加するか、
あらかしめ石炭に油をコ−１・した後、水スラリーを調
整し、攪拌することにより石−：（−一 疾の有機分と無機物とσ）油」−５よび水に対する詔れ
の差を利用して、選１）＜的に石炭の有機分を儒らず油
をバインダーにして石炭有機分の凝集を起させる。一方
、無機物は油との親和力が弱いため、水中にｉ！！２ｔ
ｉｉｉＡするので、凝集した石炭の水分離を行えば同時
に無機物を除去することができる方法である。

（）Ａ法の石炭−水スラリー中の石炭濃度は通常ｌＯ〜
６５％である。ＯＡ法において用いる油は、原油あるい
は原油か’Ｅ＋　？！ｔられる各種留分、例えば灯油、
ｉｊＹ油、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ市泊′／ｆとや、タール
または頁岩油またはエチレン分解残油または各種配合油
なと一般に燃料として用いられる油や、潤滑油、洗浄油
などの鉱物油である０、またベンゼン、トルエン、キシ
レン、動植物油など水に不溶の油も用いられるが中でも
ｆｌ【油、タール残１メト油などの重質油類は安価であ
るため１、テに好ましい。この油は無機物除去処理をし
ようとする石炭−水スラリー中の石炭に対して−・般的
に２０％以下の量で充分である。

　４　− また浮遊選炭法は既存の選炭法で微粉炭〜水スラリー中
に極く少量の油を加え攪拌することによち泡立たせて、
フロスを生成さセる。本方法もＯＡＡ法様、石炭の有機
分がフロス油膜に付着するが、無機物は水中に′：Ｍ離
し、石炭有機分と分離することができる方法である。

浮遊選炭法において用いる油は、ターピネオイル、ター
ル、Ａ重油、Ｃ重油、軽油、灯油である。

」−配力法により数ｌＯ％以Ｉ−の無機物が石炭より除
去されるのが一般的である。

このようにしてクリーン化した石炭を使用すればクリー
ン化していない石炭に比べ本発明の添加剤の効果は著し
るしく優れ、数ポイント高濃度の石炭−水スラリーを得
ることができる。さらに、クリ一ン化した石炭を用いた
場合、本効果以外にも燃焼時のボイラー腐蝕が抑制され
、灰の除去設備、脱硫設備への負担が軽減される等のメ
リットが非常に大きい。

本発明の石炭−水スラリー用減粘剤はフェノール性ＯＨ
基を有する芳香族化合物のスルホン化物と脂肪族アルデ
ヒドとの縮合物もしくはその塩、又はフェノール性の０
１１基を有する芳香族化合物のスルボン化物と、イミノ
基をイｊする化合物および／またはカルバモイルＪ１（
もしくｉ：］チチオカルバモイル基（を有する化合物と
、脂肪族アルデヒドとの縮合物もしくはその塩を必Ａ″
■成分とするものである。

こ＼にいうフェノール性ＯＩＩ　Ｊ、ｌをイＪする芳香
族化合物のスルボン化物とｃＪ１フェノール、ナフト−
ル、多価フェノール、　＄４１１ｉナフト−ルヤ、コレ
らに置換基を有する置換フェノールやｉｆｆ換ナフトー
ル等のスルボン化物を、ｅ　！！、１．：する。具体的
には以下に記載する化合物等のスルホン化物をいう。。

１）　　フェノール、クレゾール、キシレノール、ブチ
ルフェノール、ノニルフェノール、アミンフェノール、
オキシ安肌１杏酸等σ）フェノール類。

２）ナフト−ル、メチルナフト−ル、ブチルナフト−ル
、オクヂルナフト−ル等のナフト−ル類、−。

３）カテ：Ｊ−ル、レゾルシン、　　ｌ＝、”　ｕ　ノ
ｔゝロ〜ル等の多価フェノール類。

４）ナフトレゾルシン、α−ナフトヒドロキノン等の多
価ナフトール類。

５）ヒスフェノールＡ、ビスフェノールＳ等の縮合フェ
ノール類。

しかしこれらに限定するものではなく、フェノール性Ｏ
Ｈ基を有するもの、つまり芳香環に直接結合したＯＨ基
を有する芳香族化合物のスルホン化物であれば使用する
ことができる。

脂肪族アルデヒドとしては、ホルマリン、グリオギザ−
ル、アセトアルテヒドを挙げることができ、ホルマリン
が一般に使用される。

また−」−記フエノール性ＯＨ基を有する芳香族化合物
のスルホン化物の縮合反応を行なう時に、イミノ基を有
する化合物、および／またはカルバモイル基もしくはチ
オカルバモイル基を有する化合物と、脂肪族アルデヒド
とで縮合した化合物もしくはその塩は更に優れた減粘剤
になり得る。

イミノ基を有する化合物としては、例えばグアニジン、
ジシアンジアミド、ビグアニド等があり、カルバモイル
基もしくはチオカルバモイル基を有する化合物としてＧ
ｊ、尿素、アルギレン尿素、カルバミン酸エステル、お
よびそれらの対応するチオ化合物などがある。

脂肪族アルデヒドとしてｕ、−１−記に記載したものが
使用される。本発明の減粘剤の製造は公知の合成法によ
って実施できる１、ず／１″わちフェノール性０１−Ｉ
基を有する芳香族化合物を例えば硫酸、発煙硫酸、また
はザルファン等を用いてスルホン化し、そのまま、また
４；ｌ　Ｆｉｌ（分中和後、脂肪族アルデヒドまたは脂
肪族アルデヒドとイミノ基を有する化合物および／）Ｉ
Ｅだにカルバモ・ｒル基もしくはチオカルバモイル基を
イＪする化合物とを加え、６０〜］　１０　＝Ｃの温度
で縮合する１、１１戒した縮合物をすトリウム、カリウ
ノ＼等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等の
アルカリｌ　Ｄｉ金金属アンモニアまたはアミンベ洋の
１１．、ｉにしてもｊ二い、。

しかし本発明減粘剤Ｇ：ｉ製造法＆ｌよって限定される
ものではなく、１−１的の減粘剤が得られる限り任意の
製造法を採用できる。縮合度は、好ましくは１．５〜５
０．さらに好ましくは２（）〜ｌＯのものが有効である
。本発明の石炭−水スラリー用減粘剤が優れた効果を発
揮する理由は、その特殊構造によって粒子表面に強固に
吸着した後、静電的要因により粒子の凝集を防ぎ、−次
粒子として安定化するため流動性が向」−するものと思
われる。とりわけ、イミノ基、カルバモイル基、チオカ
ルバモイル基は水溶性の何与と共に、粒子への吸着が一
段と強固なため、今までにはなかったような硬れた効果
を発揮するものと思われる。

また脱灰等のクリーン化した石炭を使用すればさらにそ
の効果が上昇するのは、脱灰することによって親水性が
大きく微粒子でその表面積が大きい灰が除去されること
により、有機性か向上した石炭表面に、本発明の減粘剤
が効果的に作用するためであり、それによって石炭濃度
の−１−昇をはかることができる。

か＼る本発明の減粘剤は、石炭−水スラリーに対して０
０１〜５．０重量％、好ましくは０．０３〜２０重量％
添加することによりすぐれた効果を発揮する。石炭−水
スラリーの流動性の限界は石炭の種類や粒度に」：って
異７’ｊ−るが、一般に減粘剤を添加しなｉ−１れば石
炭濃度が５（）％１）ＩＩ後で流動性がなくなるが、本
発明の減粘剤を添加すれば著しく粘度が低下するため、
石炭濃度が６０％以ト、特に７０％以−１−においても
流動性を有するものである。さらにクリーン化した石炭
を用いた場合Ｇ」石炭濃度がさらに数ポイント、一般的
には３〜ｌ　（１ポイント」―昇する。

本発明の減粘剤は、他の界面活性剤と併用して使用する
こともできる。

石炭−水スラリーの製造方法４５よび減粘剤の添加方法
に関しては、石灰をあらかじめ乾式で粉砕した後減粘剤
を水溶１ｆｋ中に混合する方法や、石炭−水スラリーを
つくった後減粘剤を添加する方法や、ミル中へ石炭、水
、減粘剤を加え、石炭を粉砕しながら混合する方法や、
それぞれの方法において、石炭の代わりにクリーン化し
た石炭を用いて混合する方法袴任意の方法が実施できる
。

本発明の減粘剤は、石炭を水中（、：安定に分散する効
果もずぐれており、長期間、例えば１ケ月間静置しても
水分離を生ぜず、均質な石炭−水スラリーを保持してい
る。

このように本発明の減粘剤は、石炭−水スラリーに対し
て００１〜５０重量％、好ましくは００３〜２０重量％
添加するだけで、石炭−水スラリーの粘度を著しく減少
せしめ、しかも高濃度でポンプ輸送が可能な石炭−水ス
ラリーをつくることができる。

以下に実施例を示す。実施例中％は重量による。

実施例１ 所定風の第１表に示ず減粘剤を溶解した水溶液に、２０
０メツシュ８０％パスまで粉砕した石炭を室温にてかき
まぜながら加え、所定濃度の石炭−水スラリーを調整す
る。このスラリーの粘度を２５°Ｃにて測定し、また流
動性を観察する。さらにこのスラリーを１ケ月間静置し
た後、水の分離状態を測定する。試験結果を第２表に示
す。

第２表に示すとおり、本発明の減粘剤を添加すると石炭
濃度７２〜７７％においても粘度はｌ。

０００〜３，０００ｃｐ　であり、極めて流動性が１１
　− 良好である。これに対し一般のアニオン活性剤を添加し
たり、減粘剤無添加の場合は、石炭濃度５０％において
粘度が２０．０　（１０ｃｐ以−ヒになり、全く流動し
ない。

（以下余白） 　１２− 実施例２ クリーン化した石炭を使用して実施例１と同様に所定濃
度のクリーン石炭−水スラリーを調整する。石炭粒度は
２００メツシュ８０％バスのものである。このスラリー
の粘度を２５°Ｃにて測定し、また流動性をも観察する
。このスラリーを１ケ月間静置した後、水の分離状態を
測定する。

試験に用いた本発明の減粘剤は第１表に示すとおりであ
る。試験結果を第３表に示す。

第３表に示すとおり、クリーン化石炭−水スラリーに本
発明の減粘剤を添加すると石炭濃度７６〜８０％でも粘
度が１，９００〜２，８００　ｃｐであり、極めて流動
性が良好である。−力木発明以外の減粘剤を添加したり
、減粘剤ｆ！爬添加の場合は石炭濃度５０％において粘
度が２０，０００ｃｐ以上になり、全く流動しない。

（以下余白） １４−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）石炭−水スラリーの粘度を低下させ、流動性と安
   定性を向上させるために用いる高濃度石炭−水スラリー
   用減粘剤であって、 （ａ）　　フェノール性ＯＨ基を有する芳香族化合物の
   スルホン化物と、脂肪族アルデヒドとの縮合物もしくは
   その塩、または （１））　　フェノール性ＯＨ基を有する芳香族化合物
   のスルホン化物と、イミノ基を有する化合物および／ま
   たはカルバモイル基もしくはチオカルバモイル基を有す
   る化合物と、脂肪族アルデヒドとの縮合物もしくはその
   塩、 を心得成分として含有することを特徴とする石炭−水ス
   ラリー用減粘剤。
2. （２）石炭濃度が６１％以上、好ましくは７０％より高
   い石炭−水スラリーに用いるための特許請求の範囲第１
   項記載の石炭−水スラリー用減粘剤。
3. （３）石炭がクリーン化した石炭である特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の石炭−水スラリー用減粘剤。