JPS5889693A - 燃料組成物及び製造方法 - Google Patents
燃料組成物及び製造方法Info
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- JPS5889693A JPS5889693A JP18682281A JP18682281A JPS5889693A JP S5889693 A JPS5889693 A JP S5889693A JP 18682281 A JP18682281 A JP 18682281A JP 18682281 A JP18682281 A JP 18682281A JP S5889693 A JPS5889693 A JP S5889693A
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- Japan
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- coal
- fuel
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- mineral oil
- coal particles
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はメチル燃料を含浸した石炭粒子を鉱油中Kli
濁させてなる安定性のある燃料組成物及びその製造方法
に関するものである。
濁させてなる安定性のある燃料組成物及びその製造方法
に関するものである。
近年石油系燃料に代わり石炭が注目されており、従来の
鉱油燃焼を石炭燃焼に転換する計画も数多くみられる。
鉱油燃焼を石炭燃焼に転換する計画も数多くみられる。
しかし、石炭燃焼に□転換する罠は石炭が固体燃料であ
る几め、貯蔵、輸送及び消費において技術的な制約が大
きく因−な場合が多い。そこで鉱油の使用量を減少させ
、しかも鉱油に準じた取扱いが可「ヒな燃料として、鉱
油と石炭粒子を混合した流体化燃料(以下COMと略称
する)が開発されている。COMは鉱油中[30〜50
vt優の石炭粒子を混合した液体−同体懸濁体である
が、燃料として使用する・場合の大きな問題点は鉱油に
比し石炭粒テの燃焼速度が極端に遅いことに主因する燃
料組成物としての燃焼性の悪さである。そのため重油火
力発電所のがイラーYCOM燃焼に転換する場合な例に
とると、通常その発生可能熱量は鉱油に比し数lO慢減
少し、発電容量4同様に低下する。
る几め、貯蔵、輸送及び消費において技術的な制約が大
きく因−な場合が多い。そこで鉱油の使用量を減少させ
、しかも鉱油に準じた取扱いが可「ヒな燃料として、鉱
油と石炭粒子を混合した流体化燃料(以下COMと略称
する)が開発されている。COMは鉱油中[30〜50
vt優の石炭粒子を混合した液体−同体懸濁体である
が、燃料として使用する・場合の大きな問題点は鉱油に
比し石炭粒テの燃焼速度が極端に遅いことに主因する燃
料組成物としての燃焼性の悪さである。そのため重油火
力発電所のがイラーYCOM燃焼に転換する場合な例に
とると、通常その発生可能熱量は鉱油に比し数lO慢減
少し、発電容量4同様に低下する。
本明細書中のメチル燃料とは、メタノール単体からなる
ものでも、又大部分がメタノールからなり、2〜4個の
炭素原子を有する低級アルコール等の含酸素化合物との
混合物でも良く、あるいは約20 vt噛までの水分を
含有してもさしつかえない、鉱油とは、ある程度の粘度
をもった鉱物系の油をさし、石油及び石油製品、オイル
シェール又はオイルサンドの抽出油および石炭からの合
成油を含むものである。又、石炭粒子は無煙炭、瀝宵炭
、亜瀝青炭、褐炭の群から選ばれた少くとも1稙の石炭
を粉砕し、その粒子の大きさ74JI以下な大略60〜
90 vNIとし友ものである。
ものでも、又大部分がメタノールからなり、2〜4個の
炭素原子を有する低級アルコール等の含酸素化合物との
混合物でも良く、あるいは約20 vt噛までの水分を
含有してもさしつかえない、鉱油とは、ある程度の粘度
をもった鉱物系の油をさし、石油及び石油製品、オイル
シェール又はオイルサンドの抽出油および石炭からの合
成油を含むものである。又、石炭粒子は無煙炭、瀝宵炭
、亜瀝青炭、褐炭の群から選ばれた少くとも1稙の石炭
を粉砕し、その粒子の大きさ74JI以下な大略60〜
90 vNIとし友ものである。
こ−で、COMの燃焼は、周仰のように最れに絖〈残留
固体燃焼の2段燃焼が行われんガス化燃焼では鉱油の単
体燃焼に似た安定した輝炎が認められ滴又は粒の容積基
準比表面積径の変化はあるものの分裂は認められない。
固体燃焼の2段燃焼が行われんガス化燃焼では鉱油の単
体燃焼に似た安定した輝炎が認められ滴又は粒の容積基
準比表面積径の変化はあるものの分裂は認められない。
その後の固体燃焼期間の挙動は石炭の単体燃焼と#1と
んど同じで、その燃焼速度は非常圧遅い、(燃料協会誌
第59巻642号822〜831頁、同誌第60巻第6
47号183〜191頁参照) 一方、メチル燃料を含浸し友石炭粒子の燃焼は、COM
と同様2段燃焼するが個々の燃焼の挙動はCOMとは異
っている。COMでは鉱油は石炭粒子の2クロポア中に
浸入せず石炭粒子の表面をぬらす状態又は包む状態にな
っているのに対し、メチル燃料を含浸した−6炭粒子の
場合メチル燃料が重油と比較して分子量、表面張力およ
び粘度が小さく水との相溶性は大きい等の理由により石
炭粒子のミクU/ア中に浸入し同ミクロfア中の尿と置
換する現象がある。このためメチル燃料を含浸した石炭
粒子の燃焼に際しては、石炭粒子のtioxttア中に
&入したメチル燃料が第1段のガス化燃焼中に石炭の表
面近くから順次急激和気化膨張し、固体粒を破砕飛散し
ながら爆発的に燃焼するので、容積基準比表面積径の減
少割合も大きく、ガス化熔焼時間を短縮すると共に固体
燃焼時間を大巾に短縮させる。
んど同じで、その燃焼速度は非常圧遅い、(燃料協会誌
第59巻642号822〜831頁、同誌第60巻第6
47号183〜191頁参照) 一方、メチル燃料を含浸し友石炭粒子の燃焼は、COM
と同様2段燃焼するが個々の燃焼の挙動はCOMとは異
っている。COMでは鉱油は石炭粒子の2クロポア中に
浸入せず石炭粒子の表面をぬらす状態又は包む状態にな
っているのに対し、メチル燃料を含浸した−6炭粒子の
場合メチル燃料が重油と比較して分子量、表面張力およ
び粘度が小さく水との相溶性は大きい等の理由により石
炭粒子のミクU/ア中に浸入し同ミクロfア中の尿と置
換する現象がある。このためメチル燃料を含浸した石炭
粒子の燃焼に際しては、石炭粒子のtioxttア中に
&入したメチル燃料が第1段のガス化燃焼中に石炭の表
面近くから順次急激和気化膨張し、固体粒を破砕飛散し
ながら爆発的に燃焼するので、容積基準比表面積径の減
少割合も大きく、ガス化熔焼時間を短縮すると共に固体
燃焼時間を大巾に短縮させる。
本発明はメチル燃料を含浸し次石炭粒子を鉱油が包込ん
でいる液体一固体懸濁体を作ることKより、COMの高
発熱性の長所を失することなく、大きな短所である燃焼
性の悪さt改善しようとするものである0本発明の燃料
組成物(以下メタコムと略称する)の燃焼挙動は、試験
によると期待した通りの効果が得られ、全体の燃焼時間
は同一条件でCOMと比較すると石炭及び鉱油のMIi
類、石炭と鉱油との混合割合によっても異なるが大略2
/3〜1/2忙短縮出米る。
でいる液体一固体懸濁体を作ることKより、COMの高
発熱性の長所を失することなく、大きな短所である燃焼
性の悪さt改善しようとするものである0本発明の燃料
組成物(以下メタコムと略称する)の燃焼挙動は、試験
によると期待した通りの効果が得られ、全体の燃焼時間
は同一条件でCOMと比較すると石炭及び鉱油のMIi
類、石炭と鉱油との混合割合によっても異なるが大略2
/3〜1/2忙短縮出米る。
一方、石炭粒子中にメチル燃料を含浸させることKより
、メタコムは石炭粒子が鉱油中に実質的に均一に分散し
ている状態、すなわち物理的な安定性の優れた燃料組成
物となる。
、メタコムは石炭粒子が鉱油中に実質的に均一に分散し
ている状態、すなわち物理的な安定性の優れた燃料組成
物となる。
COMの安定性機構一ついては一般に次のように考えら
れている0石炭粒子表面は通常無機質、炭化水素等の混
在状態であ−9、水は無機質等極性の大きい部分に優先
的に付着していると見做されるが、この石炭粒子を鉱油
と混合するとその界面に大きな界面張力を生じ、系のエ
ネルギーレベルが高くなるため、互に結合して凝集する
。この凝集して大きくなった石炭粒子群は直径の2乗に
比例した速度で沈降し、凝結して貯蔵容器底部に、いわ
ゆる圧密層を形成する。これt解消し再び全体をもとの
均一な懸濁体とすることは困−で界面会力を低下させ水
が石炭te1う状態にするため、石炭粒子が水を介して
弱い結合状寒を示し凝集せず、安定した状Nt/保持す
るものである。
れている0石炭粒子表面は通常無機質、炭化水素等の混
在状態であ−9、水は無機質等極性の大きい部分に優先
的に付着していると見做されるが、この石炭粒子を鉱油
と混合するとその界面に大きな界面張力を生じ、系のエ
ネルギーレベルが高くなるため、互に結合して凝集する
。この凝集して大きくなった石炭粒子群は直径の2乗に
比例した速度で沈降し、凝結して貯蔵容器底部に、いわ
ゆる圧密層を形成する。これt解消し再び全体をもとの
均一な懸濁体とすることは困−で界面会力を低下させ水
が石炭te1う状態にするため、石炭粒子が水を介して
弱い結合状寒を示し凝集せず、安定した状Nt/保持す
るものである。
と\で、メチル燃料は水に比べ表面張力。
粘度も低いメタノールが主成分であるため。
適当量のメチル燃料を含浸させた石炭粒子を用いてメタ
コムを作ると、界面活性剤V添加しないCOMK比べ界
面張力は低い、そのためメチル燃料が石炭表面t−aう
状11になり石炭粒子が凝集せず、石炭粒子間に弱い結
合状態ヲつくって粒子の沈降を妨げるため優れた安定性
を示すものと考察される。
コムを作ると、界面活性剤V添加しないCOMK比べ界
面張力は低い、そのためメチル燃料が石炭表面t−aう
状11になり石炭粒子が凝集せず、石炭粒子間に弱い結
合状態ヲつくって粒子の沈降を妨げるため優れた安定性
を示すものと考察される。
更に本燃料組成物の特徴は、石炭粒子2クロIア中に含
浸さnているメチル燃料の外面Y鉱油が包んでいるので
、メタノールの沸点付近である60〜65℃に加温して
も気散分離することなく安定状態で存在する。
浸さnているメチル燃料の外面Y鉱油が包んでいるので
、メタノールの沸点付近である60〜65℃に加温して
も気散分離することなく安定状態で存在する。
本発明における燃料組成物の各成分の混合比としては石
炭粒子25〜55wtl51メチル燃料3〜30wt憾
、鉱油20〜70 vtllの範囲から実施者において
適宜選択出来る。4hシ石炭粒子25wt4、メチル燃
料a vt憾、鉱油20 wt警未滴のとき又は石炭粒
子55 wt4、メチル燃料30vt憾、鉱油70 w
t嘔を超えるときは技術的経済的に本発明の目的が達成
されない。
炭粒子25〜55wtl51メチル燃料3〜30wt憾
、鉱油20〜70 vtllの範囲から実施者において
適宜選択出来る。4hシ石炭粒子25wt4、メチル燃
料a vt憾、鉱油20 wt警未滴のとき又は石炭粒
子55 wt4、メチル燃料30vt憾、鉱油70 w
t嘔を超えるときは技術的経済的に本発明の目的が達成
されない。
次に本発明の製造方法を第1図〜第2図に基づいて説明
する。第1図の方法では石炭を乾式粉砕機1で適当な粒
度の石炭粒子に粉砕し、この石炭粒子を混合機2で適当
量のメチル燃料と混合する。こうして得たメチル燃料含
浸石炭粒子を混練機4に送り、こ\で鉱油と混練してメ
タコムとする。第2図の方法では石炭とメチル燃料を湿
式粉砕機1に入れ、適当な石炭粒子に粉砕し、且つメチ
ル燃料と混合する。メチル燃料としては新規のメチル燃
料および/又は脱液機3で回収するメチル燃料を使用す
る。メチル燃料との混合物はメチル燃料が過剰のとき、
脱液機3で余剰のメチル燃料を回収する。又適当な割合
の混合物のときはそのま\混練機4に送り、C−で鉱油
と混練してメタコムとする。
する。第1図の方法では石炭を乾式粉砕機1で適当な粒
度の石炭粒子に粉砕し、この石炭粒子を混合機2で適当
量のメチル燃料と混合する。こうして得たメチル燃料含
浸石炭粒子を混練機4に送り、こ\で鉱油と混練してメ
タコムとする。第2図の方法では石炭とメチル燃料を湿
式粉砕機1に入れ、適当な石炭粒子に粉砕し、且つメチ
ル燃料と混合する。メチル燃料としては新規のメチル燃
料および/又は脱液機3で回収するメチル燃料を使用す
る。メチル燃料との混合物はメチル燃料が過剰のとき、
脱液機3で余剰のメチル燃料を回収する。又適当な割合
の混合物のときはそのま\混練機4に送り、C−で鉱油
と混練してメタコムとする。
石炭粒子、メチル燃料および鉱油の混合割合は特許請求
の範囲(2)K記載の割合の範囲内において実施者にお
いて適宜選択出来る。
の範囲(2)K記載の割合の範囲内において実施者にお
いて適宜選択出来る。
又粉砕時間、混合時間、脱液時間および混練時間は使用
する石炭および鉱油の種llv勘案して実施者において
適宜選択出来るものである。
する石炭および鉱油の種llv勘案して実施者において
適宜選択出来るものである。
粉砕機としては市販のものが使用可能である。混合機と
しては攪拌式で4粒子浮遊式でも便用可能であるが、粒
子浮遊式混合機を使用する場合は、石炭粒子に粉霧する
メチル燃料を調整することにより、任意の量のメチル燃
料を含浸した石炭粒子が製造でき、場合によっては脱液
機を油路することができて好ましい、脱液機、混練機は
市販のものが使用で−きる。 パ 以下実施例、比較例により本発明klK明確圧する。
しては攪拌式で4粒子浮遊式でも便用可能であるが、粒
子浮遊式混合機を使用する場合は、石炭粒子に粉霧する
メチル燃料を調整することにより、任意の量のメチル燃
料を含浸した石炭粒子が製造でき、場合によっては脱液
機を油路することができて好ましい、脱液機、混練機は
市販のものが使用で−きる。 パ 以下実施例、比較例により本発明klK明確圧する。
実施例1
米−M炭(Am育炭、)v気乾後、乾式粉砕機振動ミル
で74s以下が大略70m含むように粉砕し1000F
の石炭粒子を得几。この20分かけて石炭粒子に含浸し
ていない余剰のメタノールを脱液しメタノール含浸石炭
粒子690Fを得友、これを回転式混合機に入れ、中)
[CX油500 tlに加L60℃テ45分混練してメ
タコムを造った。このメタコムを1000−メスシリン
ダーに移し60℃で14日間靜置後、圧密層の淳さを測
定したところ2■であった。このことにより該組成物は
安定性のある液体一固体懸濁体であることがわかる。圧
密層の測定には6mφ、409の鉄棒な使用した。
で74s以下が大略70m含むように粉砕し1000F
の石炭粒子を得几。この20分かけて石炭粒子に含浸し
ていない余剰のメタノールを脱液しメタノール含浸石炭
粒子690Fを得友、これを回転式混合機に入れ、中)
[CX油500 tlに加L60℃テ45分混練してメ
タコムを造った。このメタコムを1000−メスシリン
ダーに移し60℃で14日間靜置後、圧密層の淳さを測
定したところ2■であった。このことにより該組成物は
安定性のある液体一固体懸濁体であることがわかる。圧
密層の測定には6mφ、409の鉄棒な使用した。
尚、使用した米国M炭の工業分析値等は次の通りである
。
。
水分 灰分 揮発分 固定炭素 全硫黄 発熱量(
vNl) (vtl) (vtl) (vtl)
(wtl) (Kj/X?)17.3 6.8
32.6 43.3 0.8 5500実施例
2 カナダC炭(◆瀝育炭)を実施例1と同様に粉砕し10
00Fの石炭粒子を得た。この石炭粒子500fY実施
例1と同一操作で処理し、メタノール含浸石炭粒子77
0fV得た。これV実施例1同様中東C重油500tを
加え60℃で45分混練してメタコムを造った。該メタ
コムについて実施例1と同じ試験を行なったところ、圧
密層の厚さは!−であった。このことから、該組成物は
安定性のある液体一固体懸濁体であることがわかる。
vNl) (vtl) (vtl) (vtl)
(wtl) (Kj/X?)17.3 6.8
32.6 43.3 0.8 5500実施例
2 カナダC炭(◆瀝育炭)を実施例1と同様に粉砕し10
00Fの石炭粒子を得た。この石炭粒子500fY実施
例1と同一操作で処理し、メタノール含浸石炭粒子77
0fV得た。これV実施例1同様中東C重油500tを
加え60℃で45分混練してメタコムを造った。該メタ
コムについて実施例1と同じ試験を行なったところ、圧
密層の厚さは!−であった。このことから、該組成物は
安定性のある液体一固体懸濁体であることがわかる。
尚、使用したカナダC炭の工業分析値は次の通りである
。
。
水分 灰分 揮発分 固定炭素 全硫黄 発熱量(
wn) twtl) (vtl) (vtl)
(wt憾) (Kmvkc9)?、0 10.1
33.8 49.1 0.2 6220比較例
1 実施例1で得た74μ以下が大略704含む米国M炭5
00t1に1回転混合機に入れ、これに中![C重油5
00 f)r加え、60℃で45分混練してCOM!作
った。該COMを1000−のメスシリンダーに移し、
60℃で100時間靜置後置後密層の厚さを測定したら
160■あった、このことから界面活性剤の入らないC
OMは不安定な液体一固体懸濁体である。
wn) twtl) (vtl) (vtl)
(wt憾) (Kmvkc9)?、0 10.1
33.8 49.1 0.2 6220比較例
1 実施例1で得た74μ以下が大略704含む米国M炭5
00t1に1回転混合機に入れ、これに中![C重油5
00 f)r加え、60℃で45分混練してCOM!作
った。該COMを1000−のメスシリンダーに移し、
60℃で100時間靜置後置後密層の厚さを測定したら
160■あった、このことから界面活性剤の入らないC
OMは不安定な液体一固体懸濁体である。
比較例2
実施例2で4ftカナダC炭を用いたほかは比較例1と
全く同じ操作でCOMをつくった。
全く同じ操作でCOMをつくった。
icOMKついて比較例1と同様の操作を行い、圧密層
の厚さを測定したら170■であった。このことから該
COMは不安定な液体一固体rrss体であることが分
る。
の厚さを測定したら170■であった。このことから該
COMは不安定な液体一固体rrss体であることが分
る。
次に実施例1.2のメタコム及び比較例1.20COM
の燃焼試験結果について説明する。
の燃焼試験結果について説明する。
強制盾火による懸垂率−滴の燃焼試験をメタコム及び比
較としてCOMKついて実施した。試験は燃焼用空気t
900℃に加温し、一定流速で試料に供給する。試料の
着火+S強制着火を行い、燃焼挙動を計測した。試験4
1゜0.1■φの白金素線の先端に試料vs垂し約2雪
径の#Iをつくって行った。
較としてCOMKついて実施した。試験は燃焼用空気t
900℃に加温し、一定流速で試料に供給する。試料の
着火+S強制着火を行い、燃焼挙動を計測した。試験4
1゜0.1■φの白金素線の先端に試料vs垂し約2雪
径の#Iをつくって行った。
試験の結果を燃焼速度係数にで表示し、第1表に示す、
には(1)式によって定義される。
には(1)式によって定義される。
DJ−DJ
[m −−−−(1)
D、: 燃焼初期の滴の容積基準比表面積径(■)
D、: 燃焼後における灰の容積基準比表面積径(−)
t:燃焼所要時間(a)、
第111に示すとおり、メタコムのKw&ICOHのそ
れに対し米−M炭では2.26倍、カナメC炭では1.
58倍になり、極めて優れた燃焼性を示すことも表わし
ている。メタコムの燃焼挙#を**すると、fスイヒ燃
焼時COMは石炭粒子の分裂はなく一個の滴として燃焼
するのに対し、メタコムは分裂しながら燃焼する。その
沈め高い燃焼速度係数を示すものと考えられる。
れに対し米−M炭では2.26倍、カナメC炭では1.
58倍になり、極めて優れた燃焼性を示すことも表わし
ている。メタコムの燃焼挙#を**すると、fスイヒ燃
焼時COMは石炭粒子の分裂はなく一個の滴として燃焼
するのに対し、メタコムは分裂しながら燃焼する。その
沈め高い燃焼速度係数を示すものと考えられる。
第1図、第2図は本願発明の燃料組成物の製造方法の一
例のフローシートである。 図中 1・−粉砕機 2・・・混合機 3・・・脱液機4−混
線機 5・・・燃料組成物貯槽を表わ鳴第11n 茎tm
例のフローシートである。 図中 1・−粉砕機 2・・・混合機 3・・・脱液機4−混
線機 5・・・燃料組成物貯槽を表わ鳴第11n 茎tm
Claims (5)
- (1) メチル燃料を含浸した石炭粒子を鉱油が包込
でいる液体一固体S温体燃料組成物。 - (2)石炭粒子25〜55 wt4、メチル燃料3−〜
3 Ovt憾、鉱油20〜70 wt4からなる特許請
求の範囲第1項記載や燃料組成物。 - (3)石炭粒子が無煙炭、瀝育炭、亜瀝青炭、褐炭の群
から選ばれた少くとも1種の石炭の粒子である特許請求
の範囲第2項記載の燃料組成物。 - (4)石炭を乾式粉砕し、これにメチル燃料を加え混合
してメチル燃料含浸石炭粒子とし、これに鉱油を加え混
練して製造する特許請求の範囲第1項記載の燃料組成物
の製造方法。 - (5) 石炭粒子にメチル燃料を加えて湿式粉砕し、
余剰のメチル燃料を脱液してメチル燃料含浸石炭粒子と
し、これに鉱油を加え混練して製造する特許請求の範囲
第1項記載の燃料組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18682281A JPS5889693A (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | 燃料組成物及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18682281A JPS5889693A (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | 燃料組成物及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5889693A true JPS5889693A (ja) | 1983-05-28 |
Family
ID=16195207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18682281A Pending JPS5889693A (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | 燃料組成物及び製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5889693A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53141307A (en) * | 1977-05-16 | 1978-12-09 | Keller Corp | Stable dispersed body of carbon in hydrocarbon fuel and production thereof |
-
1981
- 1981-11-24 JP JP18682281A patent/JPS5889693A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53141307A (en) * | 1977-05-16 | 1978-12-09 | Keller Corp | Stable dispersed body of carbon in hydrocarbon fuel and production thereof |
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