JPS59100191A - 固体燃料−水スラリの製法 - 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、貯蔵安定性のすぐれた固体燃料−水スラリの
製法に関する。

更に詳１〜くは９本発明は２石炭１石油コークスなどの
固体燃料を水および分散剤と混合して固体燃料−水スラ
リを製造する方法の改良に関するもので１分散剤として
特にリグニンスルポン酸のアルカリ金属塩とカルボキシ
メチルセルロースのアルカリ金属塩とを組合せて使用す
ることにより。

低粘度、かつ高濃度で、長期間の貯蔵においても固体燃
料が沈降、圧密化しない貯蔵安定性のすぐれた同体燃料
−水スラリを製造する方法に関するものである。

近年、エネルギー源として石炭２石油コークスなどの固
体燃料が見直されてきている。しかしながら石炭１石油
コークスなどは４石油のような流体燃料と比較して輸送
や貯蔵を円滑に行ないにくく、取扱いに際しても作業効
率が悪く１石油より使いにくいという欠点がある。それ
故、これらの欠点を改良するために、固体燃料を微粉状
にして水に分散させ、固体燃料−水スラリにする方法の
開発が進められている。

しかし固体燃料−水スラリを製造する場合、−般に固体
燃料の濃度を一トげると、スラリの粘度が著しく高くな
ぐ）で流動イ（１−が失なわれ取Ｊｆｉいやパイプ輸送
が困難となる。また逆にスラリの粘度を一トげる／ζめ
に固体燃料の濃度をドげると輸送効率が低ＦＬ、燃ｔ１
やガス化原料とじで使用するだめには、後処理とＬ−［
脱水工程を必要表するという難点がある。

これらの問題点を解決し、低粘度、かつ高濃度の１謂体
ｍオー１−水スラリを製造するブζめに１分散剤を添加
混合する方法が多数提案さｔしているが、こＪｌらの方
法で製造したスラリを長期間静屑させて脱水現象により
強国な固体沈降層が形成され、再分散も容易でない場合
が多く、また分散剤を添加する公知の方法では、固体燃
料濃度を高めようとするとスラリ粘度の上昇が著しくな
るたけでなく。

貯蔵安定性も悪くなってしまい、低粘度、かつ高濃度で
、貯蔵安定性のすぐれた固体燃料−水スラリの製造は困
難である。

例えば分散剤として、リグニンスルホン酸のナトリウノ
、塩を単独で使用（７／こ場合、その添加鼠を増すとあ
る程度の高濃度化をはかることができるが、固体燃料濃
度を例えは７０重鼠チ以上に−まで高めようとするとス
ラリ粘度が著しく高く々ってし甘いスラリの製造が困難
になり、丑だ７０−＠　−，６ｔ’係よりも低い濃度で
スラリを製造し７た場合でも短期間で固体燃料の沈降が
生じ、スラリの安定化をはかることかできない１、丑だ
分散剤としでカルボキンメチルセルロースのナトリウノ
、塩を単独で使用し７だ場合も低粘度、かつ高濃度で、
貯蔵安定性のすぐれた固体燃料−水スラリを製造するこ
とができない）。

寸た例えば分散剤として、リグニンスルホン酸のすｌ・
リウム塩にかえでカルンウノ、塩とカルボギンメチルセ
ルロースのナトリウム塩との２種、リグニンスルホン酸
のすトリウム塩とボリフ′クリルアミドとの２種、カル
ボギンメチルセル「１−スとβ−ナフタレンスルホン酸
ナトリウムのポルマリン縮合物との２種などを使用し／
こ場合も、固体燃料が短期１ｔ４）に沈降したり、高濃
度化をはかろうとするとスラリ粘度が著しく上昇して高
濃度化が困黄１（になったり、また貯蔵安定性が悪くな
ったりして、低粘度、かつ高濃度で、貯蔵安定性のすぐ
れ／ζ固体燃Ｒ−水スラリを製造することができない。

また分散剤を使用する方法のほかに固体燃料の粒度分布
を調節して固体燃料−水スラリを製造する方法なども提
案されているが２粒度分布を調節する程度ではスラリの
貯蔵安定性を改善するこ・とけ容易ではない。

本発明者らは、これらの実情に鑑み、低粘度。

かつ高濃度で、貯蔵安定性のすぐれた実用的な固体燃料
−水スラリを開発することを目的として鋭意（Ｉ〕［究
を行った結果、従来知られている多数の分散剤のなかか
ら、特にリグニンスルホン酸のアルカリ金属塩とカルボ
キンメチルセルロースのアルカリ金属塩とを選択し、こ
の両者を、固体燃料および水と混合し７て固体燃料−水
スラリを製造すると１手記目的を達成できるスラリか得
られることを知り１本発明に到った。

本発明は、固体燃料を水および分散剤と混合１〜で固体
燃料−水スラリを製造する方法において。

分１　剤として、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩
とカルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩とを使
用することを特徴とする固体燃料−水スラリの製法に関
するものである。

本発明により製造される固体燃料−水スラリし［。

低粘度で同体燃料の濃度が高く、長期間にわフチって貯
蔵可能であるという特長がある。従って本発明による固
体燃料−水スラリは、タンク貯蔵に特殊な設備を必要と
くず、ボイラ、発電所などでの燃料とＬ２ての使用や、
水素、−酸化炭素などの製造のようなガス化原料として
の使用に好適である。

本発明においては、リグニンスルホン酸のアルカリ金属
塩とカルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩の両
者を使用することが特に重要であり１例えば各々を単独
で使用し７たり、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩
にかえてアルカリ土類金属塩を使用したりしたのでは本
発明の目的を達成することは困難である。

本発明において、リグニンスルホ／酸のアルカリ金属塩
とし７てはすトリウム塩、カリウム塩などを挙ケるこ吉
が−Ｃき、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩はスラ
リ１ｏｏ重量部に対して０．０５〜０．６重ｈ１一部、
灯ｊしくはＣ１，１へ−ｏ、５重附部の範囲で使用され
る。使用計が少なずぎると固体燃料濃度を充分に篩める
ことができず、多すぎても便用量を４＜したことによっ
て固体燃料濃度をさらに高めることができるといっだ効
果はなく、経済的でもないのでリグニンスルホ／酸のア
ルカリ金属塩の使用ｈ１ｄ、前記範囲にするのがよい。

−まだカルボギンメチルセルロースのアルカリ金属塩と
してυＪＬす１リウノ、塩、カリウノ、塩などを挙げる
ことができ、カルボ片ジメチルセルロースの−７−ルカ
リ金属塩はスラｌ）　１ｏ　ｃ）重腋部に対して０．０
３−０．５　Ｍ量部・好ましくは０．０５〜０．３重量
部の範ＩＪＪＪで使用される。使用４１が少なずきると
貯蔵安定性が充分でなく、多すぎるとスラリ粘度が高く
なったり、固体燃料濃度の高いスラリを製造シ難くなる
のでカルボギンメチルセルロースのアルカリ金属塩の使
用叶は前記範囲にするのがよい。

本発明にふ・いて使用される固体燃料と１７では。

石油精製工程から副生ずる石油コークス、脱灰処理した
石炭など、灰分含有量・が約６重１１１％以ドのものが
好適である。灰分含有量が高い石炭では高濃度の固体燃
料−水スラリの製造が阻害され易い。

脱灰処理した石炭は例えば通常市販されている石炭を重
液選炭などそれ自体公知の方法で脱灰処理することによ
１）で容易に得られる。また固体燃料として石炭を使用
する場合の炭種は特に制限はなく４例えば亜炭、：ｆｆ
１ｌＷ宵炭、歴育炭、無煙炭などが使用できる。

固体燃Ｈの粒度は、固体燃料−水スラリの反応性、燃焼
性などを考慮すると幾日■平均径が１５０μｍ以下、好
斗しくは７４μ７１７以トであることが望まし２い。

本発明を実施するにあたり、固体燃料、水、リグニンス
ルホ／酸のアルカリ金属塩、およびカルボキシメチルセ
ルロースのアルカリ金属塩の混合順序ｄ、特に制限さｉ
ｔない。好適な調製法の１例としてはあらかじめ水にリ
グニンスルポン酸のアルカリ金属塩とカルボギンメチル
セルロースのアルカリ金属塩を溶解させ１次いで微粉状
の固体燃料を加え、固体燃れＩを湿式粉砕しながら混合
する方法を挙げることができる。

次に実施例および比較例を示して本発明を説明する１゜ 各側に４３・いて、固体燃料としでは石油コークス（工
業分析値：水分０．７重量係、灰９−０．２重量係。

揮発分１１．２重尾係、固定炭素８７．９重量係）を使
用しプζ。

また各側において固体燃料−水スラリの製造は次の方法
で行った１、 乾式粉砕した幾ｌ″ＩＪ平均径が約７ｏ／１ｍの固体燃
料と、これをさらに幾町平均径が約Ｂ１１ｙｎに湿式粉
砕した固体燃ｔ１とを絶乾基準で６０：４００重量割合
で混合したものを、あらかじめ分散剤を溶解させた水に
加えて、ラボディスパー（特殊機化工業製）を使用して
３　Ｄ　００　ｒ、ｐ、ｍ、でろ分間攪拌する方法で固
体燃料−水スフリを製遺しまた６、スラリ粘度は、Ｂ型
粘度計（東京ｄＩ器製）で測定した。

また固体燃料−水スラリの貯蔵安定性の試験Ｃ１１次の
（１）寸だは（２）の方法で行った。

（１）固体燃料−水スラリを１００ｍｇのサンゾル管容
器に仕込み、所定期間静置後、ガラス俸を以入して容器
底部付近での沈降部の有無、圧密化程度を調へる簡易法
。評価は、沈降部のない場合を○、ある場合を×とした
。

（２）内径ろｂｒｎｍｌおよび高さ１８０ｍｍでその最
下部に下層抜出「１．下層抜出Ｌ１から６ｏｍｍ上方に
中層抜出「］、さらに中層抜出口から６０順上方に上層
抜出［」が設けられている有底円筒管容器に。

固体燃料−水スラ）ノを仕込み、所定期間静置後土層部
、中層部および下層部のスラリを取り出し。

各部での固体燃料濃度、スラリ粘度を測定する方法。

実施例１〜２ 分散剤と１〜で第１表に記載の量の、リグニンスルホン
酸のナトリウノ、塩とカルボキシメチルセルロースの犬
トリウノ、塩との２種を使用し、固体燃料０度か第」表
に記載の石油コークス−水スラｒ）を製造し、スラリ粘
度を測定し、プζ。結果は第１表に示す。

比較例１〜７ 分散剤として第１表に記載の量の、リグニンスルホン酸
のナトリウム塩単独、カルボギゾメチル１＋ｂ　＊　−
ｘノｆ　ト’）ラム塩単独、リグニア　スル、ｉ：ン酸
のナトリウム塩とポリアクリルアミドとの２種、および
リグニンスルポン酸のカルシラノ・塩とカルボキシメチ
ルセルロースのナトリウム塩トの２種を使用し２．固体
燃料濃度が第１表にＦ載の石油コークス−水スラリを製
造し５．スラリ粘度を測定しプと。結果は第１表に示す
。

へ＼、 ＼ 第　　　　１　　　　表 第１表中ＣＭＣはカルボキシメチノ［セルロースのナト
リウム塩を意味する。

第１表において１本発明によれば１固体燃料濃度７０重
量係以上で粘度２０００ｃｐ程度のスラリを製造できる
ことがわかる（実施例１＝２）。

なおリグニンスルホン酸のすトリウ入地単独では。

添加量を増すとある程度の高濃度化は可能であったが、
貯蔵安定性が悪く（第２表参照）、また固体燃料濃度を
さらに高くしようとするとスラリ粘度が高くなシ、７０
重量係以上に１ですることは難しかっ／こ。寸だＣＭＯ
（カルボキシメチルセルロースのすｌ−ＩＪウム塩）単
独では添加量が０．１重ｆｆｉ′係程度で最も高い固体
燃料濃度にすることができたが、７０重（Ｊ、％以上に
寸でしようとすると急激にスラリ粘度が−に昇してしま
い、　　ＣＭＣ単独で固体燃料濃度が７０重ｔ％以十の
スラリにすることはできなかった。また本発明以外の組
合せ１例えばＯＭＣの代りに水溶性高分子のポリアクリ
ルアミドを使用し２てもスラリ粘度が高くなり、固体燃
料濃度の高濃度化はできなかった。まだリグニンスルホ
ン酸のすトリウノ、塩の代りに、リグニンスルポン酸の
カルシウム塩を使用してもスラリ粘度が高くなり、同様
に高濃度化ＩｒＪ−できなかった。

実施例３〜５ 分散剤として第２表に記載の鼠のりゲニンスルホン酸の
すトリウム塩とカルボキシメチルセルロースのすトリウ
ノ、塩との２種を使用し、固体燃料濃度が第２表に記載
の石油コークス−水スラリを製造し、スラリの貯蔵安定
性を（１）の方法で試験した。結果は第２表に示す。

比較例８〜１１ 分散剤として第２表に記載の量の、リグニンスルホン酸
のすトリウム塩単独、およびβ−ナフタレンスルホン酸
ナトリウムのホルマリン縮合物とカルボキシメチルセル
ロースのブトリウム塩との２種を使用し、同体燃料濃度
が第２表に記載の石油コークス−水スラリを製造し、ス
ラリの貯蔵安定性を（１）の方法で試験をした。結果ｄ
：第２表に示す。

第　　　　２　　　　表 第２表において１本発明による場合は固体燃料−水スラ
リは３１］後も安定（実施例３−ｓ）であったのに対し
、リグニンスルホン酸のすトリウム塩単独の場合は、１
０後には沈降を生じ（比較例９）、β−ラフタレンスル
ホン酸すトリウム塩のホルマリン縮合物とＣＭ　Ｃの組
合せも５日後には沈降を生じた（比較例９〜１１）。

実施例６ 分散剤とシ、２てリグニンスルホン酸ＩＯ＋トリウノ、
塩が０．２５市ｉｆｉ、　％およびカルボギンメチルセ
ルロースが０．１６重量％でスラリ濃度が６９．０重量
部の石油コークス−水スラリを製造し、（２）の方法で
スラリの貯蔵安定性を試験した。結果は第６表に示−イ
゛。

＼ ＼１、 ＼８、 ＼、 ＼、 ゝゝ゛＼ ＼、 第　　　　ろ　　　　表 −６・

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固体燃料を水および分散剤と混合して固体燃料−
   水スラリを製造する方法において１分散剤トシで、リグ
   ニンスルホン酸のアルカリ金属塩とカッ［ボキシメチル
   セルロースのアルカリ金属塩とを使用することを特徴と
   する固体燃料−水スラリの製法。
2. （２）固体燃料が微粉状の石油コークスまたｄ、脱灰処
   理し、た石炭で、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩
   の使用量がスラリ１００重量部に対して０．０５〜０．
   ６重量部で、カルボキンメチルセルロースのアルカリ金
   属塩の使用量がスラリ１００重）ｊｌ：部に対して０．
   ０３＝０．５重量部である特許請求の範囲第１項記載の
   固体燃料−水スラリの製法。