JPS5876493A - 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
可能な高濃度石炭−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、石炭濃度を上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。−
λ 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−できて、費用がかかるため実
用的でない。

特開昭５４−３３８０３号には微粉鉱石スラリーに高分
子界面活性剤を加えることが記載されているが、具体的
にはポリアクリルアミ゛ド、ポリエチレンイミンが例示
されているだけであり、かつ低濃度の微粉鉱石スラリー
を対象としたものである。

本発明者らは、高濃度の石炭−水スラリーを流動化し、
ポンプ輸送を可能にする石炭−水スラリー用減粘剤につ
いて鋭意研究し、少量の添加で石炭−水スラリーの粘度
を著しく減少することを見出し、それにより高い石炭濃
度においてもポンプ輸送が可能な石炭−水スラリーを提
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、少量の水で石炭を流動化で
きるため、ポンプ輸送を可能にすることは勿論、そのま
＼の状態でボイラー燃焼ができ、燃焼前の脱水工程をも
省くことができる。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なり、その利用用途は大きく
広がる。

石炭−水スラリーに使用される石炭は無煙炭、瀝青炭、
亜、瀝青炭、褐炭、またはそれらをクリーン化したもの
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メツシュア０％パス以上のものであるから
、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、どの
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
、Ｏｉ　ｌ　Ａｇｇ１ｃｍｅｒａｔｉｏｎ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法について記載すると、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、適鼠の油を添加する
か、あらかじめ石炭に油をコートした後、水スラリーを
調整し、攪拌することにより石炭の有機分と無機物との
油および水に対する濡れの差を利用して、選択的に石炭
の有機分を鴎らす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、
水中に遊離するので、凝集した石炭の水分離を行なえば
同時に無機物を除去することができる方法である。ＯＡ
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ら得られ
る各種留分、例えば灯油、軽油、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重
°油などや、タールまたは頁岩前またはエチレン分解残
油または各種配合油などが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。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Ｃ重油、タール残渣油などの重質油
類は安価であるため特に好ましい。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
一般に３０％以下の量で充分である。

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り泡立たせて、
７０スを生成させる。本方法もＯＡ法同様、石炭の有機
分が７０ス油膜に付着するが、無機物は水中に遊離し、
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。

上記方法により数１０％以上の無機物が石炭より除去さ
れるのが一般的である。

こめ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くらべて本発明の減粘剤の効果は
著しく優れ、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、クリー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、７エ／−ル性水
酸基を有する芳香族化合物の脂肪族アルデヒド縮合物に
アルキレンオキシドを付加して得られる分子量１０００
ないし１０万、好ましくは６０００ないし１０万のポリ
エーテル化合物、または該ポリエーテル化合物の硫酸エ
ステル化物もしくはリン酸　エステル化物を含有するこ
とを特徴とする。

フェノール性水酸基を有する芳香族化合物としては、例
えば、 ｌ）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、アミノ７エグール、ヒド
ロキシ安息香酸などの７エノールおよび置換フェノール
類 ２）す７トール、メチルナフトール、ブチルナフトール
、オクチルナフトールなどのナフトールおよび置換す７
トール類 ３）カテコール、レゾルシン、ピロガロールナトの多価
フェノール類 等の多価す７トール類 ５）ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ等の縮合フェ
ノール類 が挙げられる。

脂肪族アルデヒドとしてはζホルマリン、アセトアルデ
ヒド、グリオキサ゛−ルなどが挙げられ、ホルムアルデ
ヒドが一般的である。

アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロ
ピレンオキシド、ブチレンオキシ１ドなどが使用され、
これらは単独であっても、２種以上であってもよく、２
種以上の場合その配列はブロック重合型またはランダム
重合型のいずれでもよいが、ブロック重合型が一般的で
ある。特にアルキレンオキシドとしてエチレンオキシド
を含み、その含有率が全アルキレンオキシドの１０ない
し９５重量％、好ましくは３０ないし９０重量％である
ポリエーテル化合物、またはその硫酸エステル化物もし
くはリン酸エステル化物がすタレタ効果を発揮する。

ポリエーテル化合物の硫酸エステル化物またはリン酸エ
ステル化物は遊離エステルおよび塩を含み、塩を形成す
る陽イオン成分としては、ナトリウム、カリウム、カル
シウム、マグネシウム、アンモニア等の無機陽イオン、
および各種アミン類、４級化したアミン類などの有機陽
イオンを用いるこメができる。

前記ポリエーテル化合物は、フェノール性水酸基を有す
る芳香族化合物を脂肪族アルデヒドを用いて先に縮合し
、その後アルキレンオキシドを付加して製造してもよく
、またフェノール性水酸基を有する芳香族化合物に先に
アルキレンオキシドを付加し、その後脂肪族アルデヒド
を用いて縮合シてもよいが前者が一般的である。硫酸エ
ステル化物またはリン酸エステル化物は、該ポリエーテ
ル化合物を常法により硫酸、発煙硫酸、クロルスルホン
酸、サルファン、スルファミン酸、五酸化リン、リン酸
等によって硫酸エステル化またはリン酸エステル化し、
必要あ゛れば中和して塩とすることにより製造すること
ができる。しかし本発明の減粘剤は特定の製造法によっ
て得られるものに限定されるものではなく、目的の減粘
剤が得られる限り任意の製造法を採用することができる
。脂肪族アルデヒドによる縮合度は１．５ないし５０が
好ましく、２０ないし３０がさらに好ましい。

本発明の減粘剤が優れた効果を発揮する理由は、その特
殊構造により粒子表面に強固に吸着した後、多数のエー
テル結合が周囲の水を水和して、この水を潤滑油的作用
を有する構造にかえるため、石炭粒子は一次粒子として
安定し、流動性が向上するものと思われる。同時に著し
い粘度低下を起すのである。

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
により有機性が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
上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００３〜２．０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よって
異なるが、一般に減粘剤を添加しなければ石炭濃度が５
０％前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６１％以
上、特に７０％以上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は石炭濃度
がさらに数ポイント、一般的には３〜ｌＯポイント上昇
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および減粘剤の添加方法に
関しては、石炭をあらかじめ乾式で粉砕゛した後減粘剤
を水溶液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等任意の方法が実施できる
。

本発明の減粘剤は、石炭を水中に安定に分散する効果も
すぐれており、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０．０１〜５．０重量％、好ましくは０．０３〜２．
０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 所定量の第１表に示す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ヲ２５℃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１３ＱＯ〜２９００　ｃｐであり、極めて流動性
が良好である。これに対し一般のアニオン界面活性剤を
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゜０００　ｃｐ以上になり、全く流動
しない。

本発明の減粘剤は石炭−水スラリーの粘度を著しく減少
せしめ、高濃度の石炭−水スラリーを可能にするととも
に、石炭−水スラリーの安定性をも著しく改良し、１ケ
月間以上静置しても、石炭沈降は生ぜず、また水の分離
も全く生じない。

（以下余白） 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
濃度のクリーン化石炭−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℃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１３００〜２８００ｃｐ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
粘剤無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）

Claims (5)

【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、フェノール性水酸基を有する芳
   香族化合物の脂肪族アルデヒド縮合物にアルキレンオキ
   シドを付加して得られる分子量１０００ないし１０万の
   ポリエーテル化合物または該ポリエーテル化合物の硫酸
   エステル化物もしくはリン酸エステル化物を必須成分と
   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）前記ポリエーテル化合物の分子量が６０００ない
   しｌＯ万である特許請求の範囲第１項の石炭−水スラリ
   ー用減粘剤。
3. （３）アルキレンオキシドとしてエチレンオキシドを含
   み、その含有率が全アルキレンオキシドのｌＯないし９
   ５重量％、好ましくは３０ないし９０重量％である特許
   請求の範囲第１項または第２項の石炭−水スラリー用減
   粘剤。
4. （４）石炭濃度が６１％以上、好ましくは７０％以上の
   石炭−水スラリーに用いるための特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずがの石炭−水スラリー用減粘剤。
5. （５）石炭がクリーン化した石炭である特許請求の範囲
   第１項ないし第４項のいずれがの石炭−水スラリー用減
   粘剤。