JPS5920389A - 石炭・水スラリ−の処理方法 - 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、石炭・水スラリーの処理方法に係り、より詳
しくは貯蔵、輸送中に石炭粒子が沈降して強固な固形物
を形成することのない、安定化したスラリーを得られる
ようにした石炭・水スラリーの処理方法に関するもので
ある。

従来から石炭の輸送手段として、微粉砕した石炭に適量
の水を加えてスラリー状として輸送する方法が知られて
おり、石炭濃度５０重量％の石炭・水ス、ラリ−を５０
０Ｋｍ離れた火力発電所まで供給しているプラックメサ
パイプラインが、商業ベースで成功した唯一の例として
有名である。

しかし、この場合、受入側の火力発電所では、強力な脱
水、排水処理工程が必要なうえ、ボイラー燃焼の際の水
分が約２５％もあるため、輸送、燃焼を総合したシステ
ム効率が著しく低いという欠点がある。

そこで、この欠点を改良するため、パイプライン輸送時
の石炭濃度を７０〜８０重量％にまで上げ、そのままボ
イラー燃焼する高濃度石炭・水スラリー輸送システムが
提案されているが、石炭濃度が６０重量％を越えると、
その見掛は粘度が急激に増大し、更に濃度を上げると全
く流動性を失なうだめ、何等かの添加剤を加えて石炭粒
子を分散させ、流動性を増す必要がある。

ところが、このような添加剤（以下、分散剤という）を
加えて製造した石炭・水スラリーも、船舶輸送、貨車輸
送等でひとたび振動、動揺の場にさらされると、石炭粒
子が槽内で沈降して強固な固形物（以下、ハードケーキ
という）を形成し、以後の工程、例えは揚荷役、排出等
において流動的なハンドリングが全く不可能になるとい
う問題がある。

この点に関しては、石炭粒子の沈降を防止して、分散化
の作用をする前記分散剤のほかに、沈澱炭の圧密を防止
して、安定化の作用をする添加剤（以下、安定剤という
）を加えることも考えられるが、本来、分散剤と安定剤
とは相反作用があるうえ、両者の添加で添加剤の量が増
加することになり、単に燃焼に供されるだけのスラリー
の製造コストが高価になるという欠点がある。

本発明者らは、高濃度の石炭・水スラリーを輸送し、消
費地の燃焼施設で直ちに燃焼に供することのできるスラ
リーの改良について検討中のところ、思いがけず成る特
異な現象を見出した。すなわち、前記スラリーに、通常
の輸送ルートで加わる攪拌以上の攪拌力を強制的に加え
ることにより、石炭粒子が沈降してハードケーキを形成
することのない、安定化したスラリーに改質できること
を見出した。この現象の起因は、必ずしも定かでないが
、この現象に基づき更に鋭意検討の結果、本発明に到達
したものである。

すなわち、本発明は、微粉砕した石炭に水と分散剤を加
えてスラリー状にしたのち、該スラリーを少なくとも、
流走経路で加わるトルク以上に、トルクが増大するまで
攪拌することを特徴とする石炭・水スラリーの処理方法
であり、このように処理することにより、貯蔵、輸送中
に石炭粒子が沈降してノ・−ドケーキを形成することの
ない、安定化したスラリーを得られるようにしたもので
ある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明を実施して石炭・水スラリーの安定化
処理を行なうと共に、得られた製品スラリーを消費地の
燃焼施設まで供給するトータルシステムの一例を示すも
のである。

まず石炭１を、粉砕機２で、１５咽程度以下に粗砕した
のち、石炭濃度が６０〜８０重量％（乾燥炭基準）とな
るように、規定量の水３と乾燥炭規準０．０１〜１．０
重量％の分散剤４とを加えて、微粉砕機５で湿式粉砕し
、その粒子径が７４μｍ。

６０〜８０重量係の石炭・水スラリー６を製造する。こ
の石炭・水スラリー６は、受取り槽７、ポンプ８を経て
、攪拌・混練装置９へ送られ、ここで、通常の流走経路
で加わるトルク以上に、トルクが増大する１で強制的に
攪拌して、ノ・−ドケーキを形成することのない、安定
化したスラリーに改質する。

このように処理した製品スラリー１０は、パイプライン
１１またはタンクローリ−１２によって積出港まで輸送
され、貯蔵タンク１３に一時貯えられ、積出港に大型の
スラリータンカー１４が着岸できる場合は、ポンプ１５
で直接スラリー積込みし、着岸できない場合は、海底配
管１６、一点係留プイ１７などを経て船積みされる。揚
地まで海上輸送された製品スラリー１０′は、タンカー
１４内のポンプ１８で、揚地の貯蔵タンク１９に揚荷さ
れ、ポンプ２０を経て、パイプライ／１１′またはタン
クロ＝＋Ｊ−１２’などを用いて、消費地の供給タンク
２５まで輸送される。この供給タンク２５からポンプ２
１によってボイラー２２まで送り出された製品スラリー
１０“は、霧化空気２３と混ぜ合わされ、バーナー２４
を用いて燃焼される。

第２図は、前記攪拌・混練装置９の好ましい一例を示す
もので、円筒容器３１内で、羽根車３２を高速で回転さ
せる型式のものである。なお、３３は無段変速機付駆動
モータ、６４はトルク変換器である。

この攪拌・混練装置９を用い、円筒容器６１内に、石炭
・水スラリー６を供給し、後述する実施例１の条件で、
該スラリーに、羽根車６２の高速回転による攪拌・混線
エネルギーを与えて、スラリーが安定化する軸動力の時
間変化を計測した結果を第３図に示す。

この結果、該スラリーを、成る時間、強制的に攪拌・混
練することにより、通常の流走経路で加わるトルク以上
に、トルクか増大し、このようにトルクが増大したスラ
リーは、極めて安定化したものとなり、処理後１０日以
上の静置に対してもハードケーキを形成することのない
、安定化したスラリーに物性変化していた。

この安定化したスラリーへの物性変化は、羽根車６２の
高速回転による攪拌・混練エネルギーが寄与したものと
考えられろが、本発明者らの検討結果によれは、この攪
拌・混線エネルギーの付加は、大きいほど安定化がすす
みより好ましいが、実際には前記石炭・水スラ’）　−
１ｍ’当り１〜５０ＫＷ−Ｈの範囲が適当である。

例えば、前記攪拌・混練装置９を用い、石炭・水スラリ
ーの１　ｍ”　／　Ｈを処理するときには、円筒容器３
１を１ｍ゛の大きさとし、羽根車６２の駆動モータ６３
に１〜５０　ＫＷの負荷がかかるように、羽根車３２の
回転数と台３５の高さと個数を設定すれはよく、このよ
うな攪拌・混練エネルギーの付加によって、該スラリー
を、ハードケーキを形成することのない、安定化したス
ラリーとすることができ、排出孔（図示省略）から製品
スラリーとして取り出される。

次に、前記攪拌・混線装置９の運転制御法を、第４図に
基づいて説明する。

前記のことく、円筒容器３１内に、石炭・水スラリーを
供給し、この円筒容器６１の中で、羽根車６２を高速回
転させて、該スラリーに攪拌・混練エネルギーを与える
が、この場合、羽根車３２の回転経路に、駆動モータ４
１と変速機４２とからなる変速機付駆動モータ３３と、
トルク変換器３４を配置する。トルク変換器３４として
は、回転数とトルクを検出し、両値の積から動力を算出
する装置が例として採用できる。前記円筒容器６１内に
供給される石炭・水スラリーの濃度を濃度計４３（例え
ばγ線濃度計）で、さらに流量を流量計４４（例えば電
磁流量計）で検出する。

制御器４５ては、動力検出値Ｐ（ＫＷ）、濃度検出値Ｃ
，流量検出値ｑ（ｍン■）を入力として、Ｐ／。

を９出後、攪拌・混線エネルギーの基準値Ｐ。（Ｃ）１
〜５０　ＫＷ−Ｈ／ｍ３と比較し、羽根車６２の回転数
を調整するように、変速機４２に制御信号４６を発する
。すなわち、Ｐ／９とＰ。（Ｃ）を比較し、Ｐ／。

がＰ。（Ｃ）に不足のときは１羽根車６２の回転数を−
１−けるよう、またＰ／、がＰ。（Ｃ）を越えるときに
は、逆に減速の操作を自動的に行なう。なお、ＰＯ（Ｃ
）は、円筒容器６１内に供給される石炭の粒径が一定の
ときには、濃度の函数であるが、石炭の質および添加分
散剤の種類によって変りつるので事前にヒーカースケー
ルのテストによって決めておく。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例　１ 大同炭（中国産）に水と分散剤（乾燥炭規準、１係添加
）を加えて、７４μｍ以下、８０％に湿式粉砕し、石炭
濃度６８重量係（乾燥炭規準）の石炭・水スラリーを製
造した。

このスラＩＪ−０，７Ｊを、第２図の攪拌・混線装置９
の円筒容器６１（直径１８０ｍｍ）内に入れて密閉し、
駆動モータ６６で、羽根車６２（直径１４０闘）を高速
回転（５００Ｒ／Ｍ　）させて、該スラリーに攪拌・混
線エネルギーを与えた。この際の軸動力の時間変化を計
測したところ、第３図に示すように、成る時間、強制的
に攪拌・混練することにより、通常の流走経路で加わる
トルク以上に、トルクが増大し、処理後１０日以上の静
置に対してもハードケーキを形成することのない、安定
化したスラリーに物性変化していた。

なお、前記攪拌動力をトルク変換器６４で計測し、該ス
ラリーに付加された攪拌・混線エネルギーを計測したと
ころ、スラリー１　ｍ１１当り１〜５０ＫＷ−Ｈのエネ
ルギー付加で、前記のように安定化したスラリーに改質
できることが判った。

実施例　２ 第５図の装置を使用し、実施例１と同じ粒径の石炭によ
る同じ濃度の石炭・水スラ’Ｊ−５Ｈ２ｍ３）を、槽５
２（２，５ｍ”）に投入し、該スラリーを槽５２内の羽
根車５３によって攪拌しつつ、管５４゜５５　、５６を
通して、遠心スラリーポンプ５７で循環し、該スラリー
に１ｍ３当り５０ＫＷ−Ｈの攪拌・混練エネルギーを与
えた。この結果、従来−晩の静１ｉ’ｉ″てイＩ炭粒子
が沈降してノ・−ドケーキを形成したスラリーか、この
処理によって１０日以上の静（ハに対しても・・−トケ
ーキを形成することのない、安定化したスラリーに改質
された。なお、図において、５８は、鳴動モータ、５９
　、６０　。

６１は流量調整弁、６２は製品スラリー排出弁、６３は
排出管である。

本発明の石炭・水スラリーの処理方法は、上記のように
構成されているので、貯蔵、輸送中に石炭粒子が沈降し
て・・−Ｆケーキを形成することのない、安定したスラ
リーを容易に得ることができる。したがって、安定した
製品スラリーとして、消費地の燃焼施設捷で供給するこ
とができると共に、石炭濃度のアップで該スラリーをそ
のま１燃焼させることができるので、輸送、燃焼を総合
したシステム効率を著しく向上きせることかできる。ま
た、石炭・水スラリーを攪拌するという簡単な操作で所
望のスラリーを得ることができるので、製品開発投資や
設備投資が少なくて済み、したがって製品コストを安く
することができ、まだ連続製造も容易である。捷だ、製
品スラリー〇貯蔵、輸送に当っても、スラリーが安定化
しているので、貯蔵時に槽にレーキ等の連続攪拌のだめ
の装置が不要であること、安定剤を添加する必要がない
ので、安定剤の薬効切れの心配がいらないこと、パイプ
ライン輸送中に石炭粒子が沈降することがないので、低
流速で輸送することができ、ポンプ動力の減少、パイプ
内壁の摩耗量の低減が可能となること、短距離、中小容
量の輸送には、タンクローリ−を用いることもでき、小
回りがきくことなどの利点がある。更に、燃焼に当って
は、ニー）′アトマイズが可能であること、バーナーチ
ップ内での閉塞の心配がないことなどの利点があり、本
発明の奏する工業的効果は極めて顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、石炭・水スラリーを安定化処理して、消費地
の燃焼施設まで供給するトータルシステムの一例を示す
全体図、第２図囚は、攪拌・混練装置の側面図、（Ｂ）
はその円筒容器部分の正面図、第３図はスラリーが安定
化する軸動力の時間変化を計測した線図、第４図および
第５図は、本発明を実施して石炭・水スラリーの安定化
処理を行なっている状態を模式的に示す図である。 １・・・石炭、６・・・水、４・・・分散剤、６・・・
石炭・水スラリー。 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　賢　照 弁理士□斎下和彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　微粉砕した石炭に水と分散剤を加えてスラリー状に
   したのち、該スラリーを、少なくとも、流送経路で加わ
   るトルク以上に、トルクが増大する捷で］Ｗ拝すること
   を特徴とする石炭・水スラリーの処理方法。 ２　石炭濃度が、乾燥炭基準で、６０〜８０重量％であ
   る特許請求の範囲第１項記載の石炭・水スラリーの処理
   方法。 ３　分散剤濃度が、乾燥炭基準で、０．０１〜１．０重
   量％である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の石炭
   ・水スラリーの処理方法。