JPS59502105A - 石炭−水分散液 - 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】 石炭−水分散液 本発明は、液体中に分散した微粉砕化石炭から成シ、非常に長期の貯蔵寿命をも ち、そして輸送及びエネルギー生産に適した液体燃料に関する。更に具体的には 、本発明は、水と微粉砕化された石炭（石炭含量は少なくとも６０重量置部ある ）と添加剤とから少なくとも部分的には成る液体から成る分散液に関する。

石炭分散液は固体状石炭と比べて汚染性が極めて弱く、しかもよシ簡易に取扱う ことができ、輸送及び貯蔵中における一定の危険も除去される。前記の分散液は 経済的な観点からも好ましいものである。

石炭分散液を使用する理由は、電気及び熱生産用の大規模及び小規模プラント中 で、基本的なエネルギー源として、石炭を計画的に増加させて使用することにあ る。この点で、固体状石炭の取扱いは種々の理由から困難であり、従って、石炭 の液体形への変換は一般に興味のある方法と考えられる。石炭の液体状生成物へ の化学的転換、いわゆる液化は、未だ油には匹敵でき々い。そして、この方法が 全地球的なエネルギー供給に貢献できるのは早くても西暦２０００年の直前であ ると考えられる。石炭の気体状生成物への化学的転換、いわゆる気化は、よシ有 望な石炭利用法であるように思われる。しかしながら、この方法も、技術開発に 多量の資源を費やしてきだにもかかわらず、未だに相当の技術的困難を含んでい る。

物理的転換は石炭を液体状形に変換するもう一つの方法であり、本発明はこの方 法に関するものである。これは、水単独から成るか又は一定の有機燃料例えば加 熱油（ヒーティングオイル）、メタノール等と組合せた水から成ることのできる 液体中に分散することによって実施する。

本発明は、主に、微粉砕された石炭の水中分散液に関する。

石炭−水燃料を製造する場合の問題点の１つは、石炭の表面構造が、しばしば化 学添加剤により、不抜の加工段階における石炭粒子の分散が一層困難になる点に ある。

定義によれば熱力学的に不安定である石炭−水分散液を安定化していく場合には 、本発明の適用において、粒子引力に逆らうノ（リヤーを生成することにより、 沈降及び凝集速度を低下させる。この反発効果は、３つの主原理によって達成す ること７５：できる。

すなわち、静電的安定化、立体的安定化及び水利力による安定化である。この安 定化は粒子のエネルギーを変化させ、及び（又ゆ）粒子引力を防ぐ高バリヤーを 生成する。これらの原理に基づいて、少量の有機添加剤を加えることによって水 溶液中で高含量の石炭粒子を安定化させることができる。

新規なコロイド系を生成するだめに、粒子間引力を最小にし、フロキーレーショ ン及びその後の沈降に対する反発バリヤーを発達させる性質を、その系に付与す る必要がある。親水性ポリマーによる立体安定化の形の中には、石炭−水分散液 の長期間安定化に好ましい条件を提供するものがある。

石炭−水燃料の製法は、しばしば、何らかの方法による無機成分の除去を含む。

最初に、石炭を１又はそれ以上のミル中で粉砕して、多分散粒子寸法分布にする 。全粒子が約３００μより小さく、全量の約３５係が４０μより小さい。

本発明による石炭−水燃料を製造する場合に、これに含まれる主要工程は石炭の 浮選濃縮（ｅｎｒｔｃｈｍｅｎｔ　）であシ、これは選択的疎水性化及び帯電に より、石炭と異物とを分離する。この目的には、脂肪族アルコールと発泡剤との 混合物から一般に成る各種の薬剤を使用する。石炭の浮選に適した他の薬剤は、 発泡剤を伴う水不溶性油及び双極イオン性表面活性剤及び痕跡量のアルキルスル ホスクンネートの混合物である。

４ 浮選工程の後で、機械的に、例えば回転真空フィルタによシ石炭を脱水する。石 炭の脱水の際の表面活性物質の使用については、実験室内で、及び・ぐイロット 試験規模で研究を行なった。本発明者は、脱水の程度を改良する２つの型の表面 活性剤が存在することを見い出した。

１）水の表面張力を変える表面活性剤。

２）疎水性化（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｚｉｎｇ）性をもつ物質。

第１の主要な型の表面活性剤の中では、アニオン性表面活性剤が最適であること がわかった。使用することのできる表面活性剤の例としては、アルキルアリール スルホネート及びアルキルスルホスクシネートがある。

石炭−水燃料を製造する最終加工段階においては、分散剤及び場合により安定化 剤を加える。水中又は油中の微粉砕化された石炭用として公知の分散剤の中には 、例えば、アニオン性ポリナフタレンスルホネート、ポリカルデン酸及び非イオ ン性エチレンオキシド誘導体がある。

全分散液の重量％として計算した分散剤の合計量が分散液の物理的性質によって 完全に決定的意味をもつことは従来から知られている。石炭とは別に、分散剤は 、分散液の製造に使用する重要な項目の１つである。

本発明者は、異なる型の石炭が異なる型の分散剤を必要とすることも見い出した 。従って、本発明は、同じ型の塩基性（ｂａｓｉｃ　）化合物であるが異なる電 荷をもつものによって石炭粒子の分散を行なう方法を提供する。特に活性な分散 剤は、１種又はそれ以上の親水性エチレンオキシド鎖及び疎水性芳香族部分の囲 シに増成される。

分子荷電は、アニオン性、カチオン性、又は好ましくは双極イオン性であること ができる。分子の荷電は、石炭自体の表面荷電によって変化する。

この型の双極イオン性化合物の中では、双極イオン性アルキルアリールエトキシ レート例えばナトリウムノニルフェネトキシメチルタウリドを選ぶことが適して いる。この化合物は、ノニルフェノールエトキシレートの末端水酸基とスルホニ ルクロリド七を反応させ、得られるハライドをナトリウムメチルタウリドと反応 させるようにすることによって最も簡単に製造される。

この化合物の全体の構造式は ＣＸＨｙＡｒ−〇（Ｃ２Ｈ４０）ｎＣａＨｂＮ（ｃＨ３）ｃｃＨｄｓｏ３Ｎａで 表わされる。

一定の石炭に対して優れた分散媒質を構成するその他の双極イオン性化合物は、 エトキシ化された４級窒素スルフェートである。この型の化合物は、ＰＣ−３７ の名称でＧＡＦから市販されている。

本発明によって使用することのできるカチオン性化合物は、主にピリジン及びキ ノリンに基づくものである。疎水性的な性質をもつ芳香環構造はそれらすべてに 共通している。ピリジンはエーテルと反応してアルコキシメチルピリジン型の化 合物を形成する。更に、これらのカチオン性分散剤は、少なくとも５０のエチレ ンオキシド単位を含むことを特徴とするものである。

価格が比較的高いので比較的少量を適用するアニオン性分散剤の中では、アルキ ルアリールエトキシレートの塩を挙げることができる。この型のアニオン性化合 物は、親水性石炭に対して最適である。

本発明による分散剤はすべて、分子量（ｍｏｌｅｗｅｉｇｈｔ　）　１，５００ 以上をもち、そして水溶性である。

本発明を、説明を目的とする実施例によって、以下のとおシ説明する。

１）ミセル非形成性で従って比較的難溶性の双極イオン性表面活性剤例えばレシ チン又はアルキルベタインを水中に乳濁させて、液晶性相を形成する。

乳濁液（石炭の０．０３重量％）を、燃料調製法の粉砕工程に供給する。浮選工 程の直前の混合工程において、レシチンとヘキサデカンとメチルイソブチルケト ンとから成る配合物を、１　／　５　／　２の比で加える。添加剤の合計量及び 組成は、異なる石炭の品質によって変化させることができる（石炭の０．０１〜 ０．０５重量％）。浮選工程の後で、少量のアルキルスルホスクシネート（１０ 〜５０ｇ／トン石炭）ヲ加えて、フィルタ中の脱水度を向上させる。フィルタケ ーキは水分１５〜２２チを含んでいる。

２）前記工程からの湿った精製石炭フィルタケーキ約９０９　（２２，２％）を 、分子量約５，０００のノニルフェノキシポリエチレンオキシエタノールのアン モニウム塩から成シ、水に溶解した分散剤ｏ４２５Ｉと均質に混合する。

水溶液の濃度を分散媒質に関して変化させることによシ、混合物の得られる石炭 含量を７０％に調節する。こうして得られる分散液は、輸送に対して及び液体燃 料としての直接燃焼に対して優れた性質を有している。

貯蔵安定性並びに凝集及び沈降安定性を達成するために、ケ゛ル化剤を分散液に 加えることができる。

ケ゛ル化は、可逆性のものであっても非可逆性のものであってもよい。可逆性の ケ゛ル化は、金属イオン例えばアルミニウム又はホウ素と組合せた、少量の変性 スターチ、多糖類、キサンタン（ｘａｎｔａｎ　）がム、グアー（ｇｕａｒ　） ガム、又はアルギン酸塩によって得ることができる。可逆性ケ゛ル化工程は、温 度又はＰＨ８ を変化させることによって制御することができる。

石炭−水分散液の非可逆性ケゞル化は、例えば各種クレー、ベントナイト、チャ イニーズクレー等によって行なうことができる。得られる燃料生成物は、明白な 疑似塑性レオロジーを有している。

本発明者は、前記石炭−水燃料が熱及びスチーム生産に対して極めて良好な油代 替性をもつことを見い出した。前記燃料は、多量の無機異物から精製されており 、そして環境間粗及び取扱いの観点において、従来の石炭技術よりも好寸しいも のである。

手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 ＰＣＴ／ＳＥ　８３１００３９６ ２、発明の名称 石炭−水分散液 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 アクティエボラーク ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−下目８番１０号６、補正の対象 （１）特許法第１８４条の５第１項の規定による書面の出願人の代表者の欄 （２）願書翻訳文第■欄 （３）明細書及び請求の範囲の翻訳文 （４）委任状 ７、補正の内容 （］、）　、　（２）　、　（４，）　別紙の通り（３）明細書及び請求の範囲 の浄書（内容に変更なし） ８、添附書類の目録 （１）特許法第１８４条の５第１項 の規定による書面　１通 （２）願書勧訳文　１通 （３）明細書及び請求の範囲の翻訳文　各１通（４）委任状及び訳文　各１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分散液中に含まれる添加剤の少々くとも１種が、石炭表面への親和性を有す る疎水性基少なくとも１個とエチレンオキシドに基づく水溶性基少なくも１個と を含む分子量１．Ｏ’ＯＯ以上のイオン性表面活性剤ポリマーであることを特徴 とする、水と添加剤と表面を双極イオン性物質又は他の疎水性化性物質の吸着に よって変性した微粉砕化された石炭とを含み、石炭含有量が分散液の少なくとも ５５重量％である、分散液。 ２　疎水性部分を１個又はそれ以上の芳香族基上に増成する請求の範囲第１項記 載の分散液。 ３、添加剤が双極イオン性荷電をもつ請求の範囲第１項記載の分散液。 ４　添加剤が、イミダゾレン誘導体、ベタイン誘導体、双極イオン性アミノ酸誘 導体又はレシチン誘導体の双極イオン性基を含む請求の範囲第１項又は第３項の いずれかに記載の分散液。 ５　添加剤が、エトキシ化された４級窒素化合物の双極イオン性塩又は双極イオ ン性アルキルアリールエトキシレートである請求の範囲第１項、第３項又は第４ 項のいずれかに記載の分散液。 ６、添加剤がカチオン性の荷電をもつ請求の範囲第１項又は第２項のいずれかに 記載の分散液。 ７、添加剤がエトキシ化された環状アルキルアンモニウム化合物である請求の範 囲第１項、第２項又は第６項のいずれかに記載の分散剤。 ８、添加剤が、ピリジン、キノリン、イソキノリン、ベンズインダゾール、ベン ズチアゾール、ベンズトリアゾール、ビロリソン、イミダゾールの群又はこれら の群の誘導体少なくとも１個を含む不飽和複素環式化合物に基づくものである請 求の範囲第１項、第２項、第６項又は第７項のいずれかに記載の分散液。 ９　添加剤がピぼリジン、モルホリン又はそれらの誘導体の群の少なくとも１個 を含む飽和窒素化合物に基づくものである請求の範囲第１項、第２項。 第６項又は第７項のいずれかに記載の分散液。 １０、添加剤がアニオン性荷電をもつ請求の範囲第１項又は第２項のいずれかに 記載の分散液。 １１　添加剤がアルキルアリールオキシエチレンオキシアルコールの塩である請 求の範囲第１項、第２項又は第１０項のいずれかに記載の分散液。 １２添加剤がアルキルフェノキシポリエチレンオキシエタノールのアンモニウム 塩である請求の範囲第１項、第２項、第１０項又は第１１項のいずれかに記載の 分散液。 １３　添加剤の合計量が、分散液の合計重量の２％１１ を越えない請求の範囲第１項〜第１２項のいずれかに記載の分散液。 １４　添加剤の合計量が、分散液の合計重量の０８チを越えない請求の範囲第１ 項〜第１３項のいずれかに記載の分散液。 浄書（内容に変更なし）　１