JPS60252694A - 石炭水スラリ−用添加剤 - Google Patents
石炭水スラリ−用添加剤Info
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- JPS60252694A JPS60252694A JP11033584A JP11033584A JPS60252694A JP S60252694 A JPS60252694 A JP S60252694A JP 11033584 A JP11033584 A JP 11033584A JP 11033584 A JP11033584 A JP 11033584A JP S60252694 A JPS60252694 A JP S60252694A
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- additive
- sulfonic acid
- salt
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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、石炭粉末の水スラリー用の添加剤に関する。
更に詳しくは石炭粉末を水中に分散さ−せパイプライン
輸送可能な状態に分散安定化させる添加剤に関する。
輸送可能な状態に分散安定化させる添加剤に関する。
近年、エネルギー源として、最も多く使用されてきた石
油が、その埋蔵量の限界や、それに伴う価格の高騰など
から、エネルギー源の多様化及び、安定的な供給の確保
が重要な問題となっている。このようなことから、埋蔵
量が多く且つ、偏在せず、世界中に存在する石炭の有効
利用が見直されてきている。しかしながら石炭の場合は
、石油とは異なり、固体であるため、パイプラインによ
る輸送が不可能であり、取り扱い上著しく不利である。
油が、その埋蔵量の限界や、それに伴う価格の高騰など
から、エネルギー源の多様化及び、安定的な供給の確保
が重要な問題となっている。このようなことから、埋蔵
量が多く且つ、偏在せず、世界中に存在する石炭の有効
利用が見直されてきている。しかしながら石炭の場合は
、石油とは異なり、固体であるため、パイプラインによ
る輸送が不可能であり、取り扱い上著しく不利である。
更に、石炭は一般に石油に比べ、多量の灰分を含んでお
り、発熱量の低下、フライアッシュの処理等の問題もあ
る。
り、発熱量の低下、フライアッシュの処理等の問題もあ
る。
このようなことより、取り扱い上の欠点を改善するため
に、石炭を粉末化し、水中に分散させてスラリー状にし
て、使用する方法が種々検討されている。しかしながら
、この場合も石炭濃度を上げると、著しく増粘し、流動
性を失い、石炭濃度を下げると、輸送効率が低下し、更
に脱水工程にも費用がかかることになり、実用的でない
。これは、石炭−水スラリー中の石炭粒子同志が水中で
凝集することにより、粘度の増大及び流動性の減少を起
こさせるからである。
に、石炭を粉末化し、水中に分散させてスラリー状にし
て、使用する方法が種々検討されている。しかしながら
、この場合も石炭濃度を上げると、著しく増粘し、流動
性を失い、石炭濃度を下げると、輸送効率が低下し、更
に脱水工程にも費用がかかることになり、実用的でない
。これは、石炭−水スラリー中の石炭粒子同志が水中で
凝集することにより、粘度の増大及び流動性の減少を起
こさせるからである。
水スラリー中の石炭粒子は、小さいほど分散安定性が良
いが、微粉砕の費用は微粉砕の程度が大きくなるにつれ
て大きくなる。現在、火力発電所で燃焼されている微粉
炭は200メツシユ、80%バス、即ち約74ミクロン
程度の粒子径であるので、この粒子が微粉炭の粒度の一
つの目安として使用されることが予想される。石炭−水
スラリーに、分散剤である界面活性剤を加えると、石炭
粒子と水との界面に界面活性剤が吸着し、石炭粒子をバ
ラバラにほぐず作用や、石炭粒子が互いに凝集するのを
防く作用などを起こし良好な分散状態を作り出すことが
期待される。
いが、微粉砕の費用は微粉砕の程度が大きくなるにつれ
て大きくなる。現在、火力発電所で燃焼されている微粉
炭は200メツシユ、80%バス、即ち約74ミクロン
程度の粒子径であるので、この粒子が微粉炭の粒度の一
つの目安として使用されることが予想される。石炭−水
スラリーに、分散剤である界面活性剤を加えると、石炭
粒子と水との界面に界面活性剤が吸着し、石炭粒子をバ
ラバラにほぐず作用や、石炭粒子が互いに凝集するのを
防く作用などを起こし良好な分散状態を作り出すことが
期待される。
本発明者らはすでにそのような効果をもつ分。
散剤を開発済みである(特願昭54−95173号明細
書参照)。しかしこのような分散剤では流動性は向上す
るが静置した場合沈降物が圧密しハードケーキを生成す
るため実用上は必ずしも満足すべきものではなかった。
書参照)。しかしこのような分散剤では流動性は向上す
るが静置した場合沈降物が圧密しハードケーキを生成す
るため実用上は必ずしも満足すべきものではなかった。
本発明者らはかかる従来の石炭−水スラリーの欠点であ
る静置安定性の改良と流動性の向上をはかるべく鋭意研
究した結果、静置安定性と流動性に優れた効果をもつ添
加剤を見いだし本発明を完成した。
る静置安定性の改良と流動性の向上をはかるべく鋭意研
究した結果、静置安定性と流動性に優れた効果をもつ添
加剤を見いだし本発明を完成した。
即ち本発明は次の(at (りl (C1の3成分を必
須成分として含むことを特徴とする石炭水スラリー用添
加剤である。
須成分として含むことを特徴とする石炭水スラリー用添
加剤である。
(a)1分子中に活性水素を1ヶ以上好ましくは2以上
有する化合物にエチレンオキシド又はエチレンオキシド
を含むアルキレンオキシド混合物を付加したポリエーテ
ル化合物又はその誘導体 (b) 下記(b−1)ないしくb−6)成分の中から
選ばれた界面活性剤の少なくとも1種 (b−1)ナフタリンもしくはアルキルナフタリンのス
ルホン化物の脂肪族アルデヒド付加縮合物又はその塩 (b−2)スルホン酸基含有アミノトリアジンの脂肪族
アルデヒド縮合生成物またはその塩 (b−3)クレオソート油のスルホン化物の脂肪族アル
デヒド付加縮合物又はその塩 (b−4)リグニンスルホン酸塩又はその誘導体 (b−5)リグニンスルホン酸とナフタリンスルホン酸
もしくはアルキルナフタリンスルホン酸の脂肪族アルデ
ヒド付加共縮合物又はその塩 (b −6) リグニンスルホン酸とクレオソート油ス
ルホン酸の脂肪族アルデヒド付加共縮合物又はその塩 (C1下記(c−1)ないしくc−2)成分のうち少な
くとも1種 (C−])ポリスチレンスルホン酸塩 (c−2)スチレン/スチレンスルホン酸塩共重合体 又、本発明の添加剤−浮遊選鉱法あるいは水中造粒法に
より脱灰された石炭にも有効であることを特徴とする石
炭粉末の水スラリー用添加剤である。
有する化合物にエチレンオキシド又はエチレンオキシド
を含むアルキレンオキシド混合物を付加したポリエーテ
ル化合物又はその誘導体 (b) 下記(b−1)ないしくb−6)成分の中から
選ばれた界面活性剤の少なくとも1種 (b−1)ナフタリンもしくはアルキルナフタリンのス
ルホン化物の脂肪族アルデヒド付加縮合物又はその塩 (b−2)スルホン酸基含有アミノトリアジンの脂肪族
アルデヒド縮合生成物またはその塩 (b−3)クレオソート油のスルホン化物の脂肪族アル
デヒド付加縮合物又はその塩 (b−4)リグニンスルホン酸塩又はその誘導体 (b−5)リグニンスルホン酸とナフタリンスルホン酸
もしくはアルキルナフタリンスルホン酸の脂肪族アルデ
ヒド付加共縮合物又はその塩 (b −6) リグニンスルホン酸とクレオソート油ス
ルホン酸の脂肪族アルデヒド付加共縮合物又はその塩 (C1下記(c−1)ないしくc−2)成分のうち少な
くとも1種 (C−])ポリスチレンスルホン酸塩 (c−2)スチレン/スチレンスルホン酸塩共重合体 又、本発明の添加剤−浮遊選鉱法あるいは水中造粒法に
より脱灰された石炭にも有効であることを特徴とする石
炭粉末の水スラリー用添加剤である。
本発明で配合される(al成分のポリエーテル化合物お
よびその誘導体は、1分子中に1個以上の活性水素を有
する化合物に常法により、一般的には酸またはアルカリ
触媒の存在下、加圧下で、エチレンオキサイド又はエチ
レンオキシドを含むアルキレンオキシド混合物を付加反
応させることにより得られる。
よびその誘導体は、1分子中に1個以上の活性水素を有
する化合物に常法により、一般的には酸またはアルカリ
触媒の存在下、加圧下で、エチレンオキサイド又はエチ
レンオキシドを含むアルキレンオキシド混合物を付加反
応させることにより得られる。
1分子中に1個以上の活性水素を有する化合物としては
、ラウリルアルコール、ステアリルアルコーイレ、フェ
ノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール等の1
価アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプ
ロパン、ペンタエリスリトール、ソルビタン、ソルビト
ール等の多価アルコール;カテコール、レゾルシン、ピ
ロガロール、フェノールホルマリン縮合物等の水酸基を
1個以上有する芳香族化合物;1級アミン、エチレンジ
アミン、N−アルキルプロピレンジアミン、モノエタノ
ールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミ
ン、ポリエチレンイミンなどの活性水素を1 (ffM
以上有するアミン化合物などを挙げることができる。ま
たこれらのアミノ化合物をアルキルハライドやジエチル
硫酸等によりカチオン化した化合物も挙げられる。これ
らのうちでも1分子中に2個以上の活性水素を有する化
合物が好ましい。また、ポリビニルアルコ−ル、ポリ酢
酸ヒニルの部分ケン化物、ヒドロキシル基を有する七ツ
マ−を成分として含む重合体も使用しくηる。
、ラウリルアルコール、ステアリルアルコーイレ、フェ
ノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール等の1
価アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプ
ロパン、ペンタエリスリトール、ソルビタン、ソルビト
ール等の多価アルコール;カテコール、レゾルシン、ピ
ロガロール、フェノールホルマリン縮合物等の水酸基を
1個以上有する芳香族化合物;1級アミン、エチレンジ
アミン、N−アルキルプロピレンジアミン、モノエタノ
ールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミ
ン、ポリエチレンイミンなどの活性水素を1 (ffM
以上有するアミン化合物などを挙げることができる。ま
たこれらのアミノ化合物をアルキルハライドやジエチル
硫酸等によりカチオン化した化合物も挙げられる。これ
らのうちでも1分子中に2個以上の活性水素を有する化
合物が好ましい。また、ポリビニルアルコ−ル、ポリ酢
酸ヒニルの部分ケン化物、ヒドロキシル基を有する七ツ
マ−を成分として含む重合体も使用しくηる。
又、活性水素を1ヶ以上含有するアミド化物やカルボン
酸類も使用できる。カルボン酵としては、ステアリル酸
、シュウ酸、アジビ/ン酸、ダイマー酸等があげられる
。
酸類も使用できる。カルボン酵としては、ステアリル酸
、シュウ酸、アジビ/ン酸、ダイマー酸等があげられる
。
本発明の(耐成分において付加するアルキレンオキシド
としてはエチレンオキシドが必須であり、エチレンオキ
シドの含有率は全アルキレンオキシドの50〜100重
量%、好ましくは70〜95重量%である。またエチレ
ンオキシド以外のアルキレンオキシドとしてはプロピレ
ンオキシドが望ましいが、ブチレンオキシド、スチレン
オキシドも使用することができる。付加状態としてはい
ずれでもよいが、ブロック状に付加したものが望ましい
。
としてはエチレンオキシドが必須であり、エチレンオキ
シドの含有率は全アルキレンオキシドの50〜100重
量%、好ましくは70〜95重量%である。またエチレ
ンオキシド以外のアルキレンオキシドとしてはプロピレ
ンオキシドが望ましいが、ブチレンオキシド、スチレン
オキシドも使用することができる。付加状態としてはい
ずれでもよいが、ブロック状に付加したものが望ましい
。
又ポリエーテル化合物及びその誘導体の分子♀としては
、5,000以上が好ましいが、より好ましくは10,
000〜200,000の範囲である。
、5,000以上が好ましいが、より好ましくは10,
000〜200,000の範囲である。
本発明の(al成分のポリエーテル化合物の誘導体とし
ては、ポリエーテル化合物の末端水酸基の硫酸化物、リ
ン酸化物、カルボキシアルキル化物、脂肪族エステル化
物あるいは窒素原子の一部をカチオン化したものが含ま
れる。
ては、ポリエーテル化合物の末端水酸基の硫酸化物、リ
ン酸化物、カルボキシアルキル化物、脂肪族エステル化
物あるいは窒素原子の一部をカチオン化したものが含ま
れる。
その他の誘導体としては、ポリエーテル化合物を架橋剤
を用いて架橋することにより得られる化合物、あるいは
多価イソシアネートとの反応生成物、エピハロヒドリン
との反応生成物がある。
を用いて架橋することにより得られる化合物、あるいは
多価イソシアネートとの反応生成物、エピハロヒドリン
との反応生成物がある。
本発明の(bl成分として用いられる界面活性剤である
ナフタリンもしくはアルキルナフタリンまたはクレオソ
ート油のスルホン化物の脂肪族アルデヒド付加縮合物又
はその塩、スルホン酸基含有アミノトリアジンの脂肪族
アルデヒド縮合生成物またはこれらの塩、及びクレオソ
ート油のスルホン化物の脂肪族アルデヒド付加縮合物又
はその塩に於いて、これらのスルホン化物の塩としては
、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の塩、カルシ
ウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の塩およびア
ンモニウムまたはアミン塩が使用できる。これらの界面
活性剤は、それぞれスルホン化物を脂肪族アルデヒドで
付加縮合したもの、あるいは脂肪族アルデヒドで付加縮
合した後スルホン化したもののいずれでもよい。また、
この中では特にホルマリン縮合したものが有効であり、
縮合度は1.2〜30が好ましく、1.2〜10が一層
好ましい。
ナフタリンもしくはアルキルナフタリンまたはクレオソ
ート油のスルホン化物の脂肪族アルデヒド付加縮合物又
はその塩、スルホン酸基含有アミノトリアジンの脂肪族
アルデヒド縮合生成物またはこれらの塩、及びクレオソ
ート油のスルホン化物の脂肪族アルデヒド付加縮合物又
はその塩に於いて、これらのスルホン化物の塩としては
、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の塩、カルシ
ウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の塩およびア
ンモニウムまたはアミン塩が使用できる。これらの界面
活性剤は、それぞれスルホン化物を脂肪族アルデヒドで
付加縮合したもの、あるいは脂肪族アルデヒドで付加縮
合した後スルホン化したもののいずれでもよい。また、
この中では特にホルマリン縮合したものが有効であり、
縮合度は1.2〜30が好ましく、1.2〜10が一層
好ましい。
縮合度が1.2以下では縮合による効果が少なく、逆に
30を越えると高分子量化し、熔解性が劣名などの点で
実用的ではない。
30を越えると高分子量化し、熔解性が劣名などの点で
実用的ではない。
上記「クレオソート油」とは、石炭乾溜タール中の沸点
200℃以上の中性油またはそのアルキル化物をいう。
200℃以上の中性油またはそのアルキル化物をいう。
従来クレオソート油の定義は種々なされているが、日本
工業規格JIS K2439 (1978)によれば、
コールタールを蒸溜して得られる中油以上の留出油の混
合物で、中油・重油、アントラセン油などの各留分から
ナフタリン・アントラセンなどの結晶物を分離し、フェ
ノール類、ピリジン類などを分離回収したうえで、それ
らの留分を適宜配合して一定の規格のものとした製品で
あって、1号、2号および3号の3種に分類される。例
えばクレオソート油1号は比tf1.03以上、水分3
%以下、沸点235℃以下のもの25%以下、沸点23
5〜315℃のもの40%以上であって、315℃以下
で50%以上が留出する多種化合物の混合物である。
工業規格JIS K2439 (1978)によれば、
コールタールを蒸溜して得られる中油以上の留出油の混
合物で、中油・重油、アントラセン油などの各留分から
ナフタリン・アントラセンなどの結晶物を分離し、フェ
ノール類、ピリジン類などを分離回収したうえで、それ
らの留分を適宜配合して一定の規格のものとした製品で
あって、1号、2号および3号の3種に分類される。例
えばクレオソート油1号は比tf1.03以上、水分3
%以下、沸点235℃以下のもの25%以下、沸点23
5〜315℃のもの40%以上であって、315℃以下
で50%以上が留出する多種化合物の混合物である。
本発明のfb)成分の製造用出発原料としては、上記J
IS K 2439 (197B)に規定するりL/オ
ソート油を各種成分の混合物のまままたは該クレオソー
ト油を分留して得られる留分、例えば沸点200〜25
0℃、240〜260℃、250〜270℃、270〜
300℃等の各留分がす 豪べて利用できる。また、上
記クレオソート油および留分をアルキル化したものを利
用することもできる。アルカリ化の方法は特に限定され
ない。発煙硫酸または濃硫酸を用いたスルホン化の際に
対応するアルコールを併存させておし1てスルボン化と
アルキル化を同時に行う方法もある。
IS K 2439 (197B)に規定するりL/オ
ソート油を各種成分の混合物のまままたは該クレオソー
ト油を分留して得られる留分、例えば沸点200〜25
0℃、240〜260℃、250〜270℃、270〜
300℃等の各留分がす 豪べて利用できる。また、上
記クレオソート油および留分をアルキル化したものを利
用することもできる。アルカリ化の方法は特に限定され
ない。発煙硫酸または濃硫酸を用いたスルホン化の際に
対応するアルコールを併存させておし1てスルボン化と
アルキル化を同時に行う方法もある。
また本発明に用いるスルホン酸基を含有するアミノトリ
アジンと脂肪族アルデヒドとの縮合生成物はアミノ−3
−)リアジン縮合物である。
アジンと脂肪族アルデヒドとの縮合生成物はアミノ−3
−)リアジン縮合物である。
その−例は特公昭43−21659号公報明細書に記載
の技法により製造される縮合物である。
の技法により製造される縮合物である。
これら縮合物は一般的にはアルデヒド、好ましくはホル
ムアルデヒドの存在下で、アミノ−S−トリアジン、例
えば、メラミン、ヘキ号メチロールメラミン、アセトグ
アナミンまたはベンゾグアナミンと縮合せしめ、ついで
スルホン化剤、例えば亜硫酸、硫酸、スルホン酸、重亜
硫酸またはそれらの塩やジチオナイト、ジチオナイト、
ピロ亜硫酸塩などを用いてスルホン化剤するか、或いは
アミノ−3−)リアジンスルホン酸をアルデヒド好まし
くはホルムアルデヒドと縮合させることにより得られる
。本発明の(bl成分の好ましい一例であるスルホン化
メラミン樹脂はメラミンとホルムアルデヒドとを用い、
Na2s20 y、(またはNaH3O3)を加えて反
応さゼで得られるスルホン酸基含有縮合生成物である。
ムアルデヒドの存在下で、アミノ−S−トリアジン、例
えば、メラミン、ヘキ号メチロールメラミン、アセトグ
アナミンまたはベンゾグアナミンと縮合せしめ、ついで
スルホン化剤、例えば亜硫酸、硫酸、スルホン酸、重亜
硫酸またはそれらの塩やジチオナイト、ジチオナイト、
ピロ亜硫酸塩などを用いてスルホン化剤するか、或いは
アミノ−3−)リアジンスルホン酸をアルデヒド好まし
くはホルムアルデヒドと縮合させることにより得られる
。本発明の(bl成分の好ましい一例であるスルホン化
メラミン樹脂はメラミンとホルムアルデヒドとを用い、
Na2s20 y、(またはNaH3O3)を加えて反
応さゼで得られるスルホン酸基含有縮合生成物である。
また、本発明のTbl成分として用いられるその他の界
面活性剤としては、リグニンスルホン酸塩及びその誘導
体、リグニンスルホン酸とナフタリンスルホン酸もしく
はアルキルナフタリンスルホン酸の脂肪族アルデヒド付
加共縮合物又はその塩、及びリグニンスルホン酸とクレ
オソート油スルホン酸の脂肪族アルデヒド付加共縮合物
またはその塩がある。これらの塩としては同様ナトリウ
ム、カリウム等のアルカリ金属の塩、カルシウム、マグ
ネシウム等のアルカリ土類金属の塩、及びアンモニウム
塩またはアミン塩が使用できる。
面活性剤としては、リグニンスルホン酸塩及びその誘導
体、リグニンスルホン酸とナフタリンスルホン酸もしく
はアルキルナフタリンスルホン酸の脂肪族アルデヒド付
加共縮合物又はその塩、及びリグニンスルホン酸とクレ
オソート油スルホン酸の脂肪族アルデヒド付加共縮合物
またはその塩がある。これらの塩としては同様ナトリウ
ム、カリウム等のアルカリ金属の塩、カルシウム、マグ
ネシウム等のアルカリ土類金属の塩、及びアンモニウム
塩またはアミン塩が使用できる。
本発明で配合されるIc)成分であるポリスチレンスル
示ン酸塩及びスチレン−スチレンスルオン酸塩共重合体
は、スチレンスルボン酸塩モノマーの重合及ヒスチレン
とスチレンスルホン酸塩の共重合によって得られる。又
ポリスチレンを公知の方法によってスルホン化反応する
ことによってもt”fられる。
示ン酸塩及びスチレン−スチレンスルオン酸塩共重合体
は、スチレンスルボン酸塩モノマーの重合及ヒスチレン
とスチレンスルホン酸塩の共重合によって得られる。又
ポリスチレンを公知の方法によってスルホン化反応する
ことによってもt”fられる。
スルホン酸基の塩としてはアルカリ金属またはアンモニ
ウムの塩が良好であるが、一部水素が残存してもよくま
たアルカリ土類金属塩及びアミン塩であゲてもよい。ま
た分子量は1 、000以−にが好ましく、より好まし
くは2,000 〜50.000の範囲である。
ウムの塩が良好であるが、一部水素が残存してもよくま
たアルカリ土類金属塩及びアミン塩であゲてもよい。ま
た分子量は1 、000以−にが好ましく、より好まし
くは2,000 〜50.000の範囲である。
本発明の添加剤中のfa) (b) (el成分の配合
割合は、石炭様、石炭中灰分組成、石炭粒度などによっ
て変化するが、以下の配合割合(重量%)が好ましい。
割合は、石炭様、石炭中灰分組成、石炭粒度などによっ
て変化するが、以下の配合割合(重量%)が好ましい。
+8>成分:1〜95N量%
lb)成分:1〜95重量%
tc>成分:1〜95重量%
本発明のta+ fb) fcl 3成分それぞれを単
独に添加しても石炭水スラリーの流動性を向上すること
は可能である。しかし添加量が多く必要であり、しかも
流動性の点およびスラリーの安定化効果の点で不十分で
あるとかの欠点があった。そこで本発明者らは鋭意検討
した結果、本発明の3成分を併用することによって流動
性、安定性等の面で極めて優れた相乗効果を発揮するこ
とを見いだし本発明を完成するに至った。本発明の効果
をさらに具体的に述べると、石炭水スラリーは製造され
てからボイラーで燃焼されるまで流動性、安定性を保持
することが絶対必要であるが、これまで開発された添加
剤及び本発明の[a) fbl fc) 3成分単独で
は、ボイラー燃焼時にスラリーが受けると予想される高
温剪断力に対して極めて弱いということを本発明者等は
見いだした。即ち20〜30℃で極めて流動性の良好な
スラリーを50〜60℃に加温し剪断力を与えると瞬時
に流動性を失いゲル化するという欠点を有する。従って
このような添加剤を添加したスラリーでは、50〜60
℃に加温され高剪断力で噴霧されるボイラー燃焼時に、
石炭、粒子が凝集することにより燃焼効率が悪くなり大
量の未燃石炭粒子が残り非雷に効率が悪い。そこで本発
明者らは高温剪断下でも流動性を失わない石炭水スラリ
ー用添加剤の開発に努めた結果、本発明の3成分を併用
することにより、高温剪断力下でも流動性を失わず、又
、安定性の点でも極めて優れた相乗効果を発揮すること
を見いだしたのである。
独に添加しても石炭水スラリーの流動性を向上すること
は可能である。しかし添加量が多く必要であり、しかも
流動性の点およびスラリーの安定化効果の点で不十分で
あるとかの欠点があった。そこで本発明者らは鋭意検討
した結果、本発明の3成分を併用することによって流動
性、安定性等の面で極めて優れた相乗効果を発揮するこ
とを見いだし本発明を完成するに至った。本発明の効果
をさらに具体的に述べると、石炭水スラリーは製造され
てからボイラーで燃焼されるまで流動性、安定性を保持
することが絶対必要であるが、これまで開発された添加
剤及び本発明の[a) fbl fc) 3成分単独で
は、ボイラー燃焼時にスラリーが受けると予想される高
温剪断力に対して極めて弱いということを本発明者等は
見いだした。即ち20〜30℃で極めて流動性の良好な
スラリーを50〜60℃に加温し剪断力を与えると瞬時
に流動性を失いゲル化するという欠点を有する。従って
このような添加剤を添加したスラリーでは、50〜60
℃に加温され高剪断力で噴霧されるボイラー燃焼時に、
石炭、粒子が凝集することにより燃焼効率が悪くなり大
量の未燃石炭粒子が残り非雷に効率が悪い。そこで本発
明者らは高温剪断下でも流動性を失わない石炭水スラリ
ー用添加剤の開発に努めた結果、本発明の3成分を併用
することにより、高温剪断力下でも流動性を失わず、又
、安定性の点でも極めて優れた相乗効果を発揮すること
を見いだしたのである。
かかる本発明の添加剤は水スラリーに対して0、O1〜
5.0重量%、好ましくは0.05〜2.0重量%添加
することにより、水中に石炭粒子を分散さゼうる。
5.0重量%、好ましくは0.05〜2.0重量%添加
することにより、水中に石炭粒子を分散さゼうる。
また、本発明[al [b) fc) 3成分は事前に
配合しておき共に石炭スラリーに加えてもよく、又別個
に石炭スラリーに加えてもよい。
配合しておき共に石炭スラリーに加えてもよく、又別個
に石炭スラリーに加えてもよい。
石炭−水スラリーの流動性は、一般に石炭粉末の種類及
び粒度などによって異なるが、添加剤を添加しない場合
は、石炭濃度が30重量%を超えると粘度が急激に上昇
してくる。一方、本発明の添加剤を所定量添加すると、
石炭粒子が分散し、流動性が著しく向上し高濃度のスラ
リーとすることができると同時に、長時間放置した場合
に沈降してハードケーキを形成しないという貯蔵安定性
に優れたスラリーとすることができる。石炭−水スラリ
ーを構成する石炭濃度はあまり小さいと輸送効率が悪く
なり、脱水工程にも費用がかかり、意義がなくなる。又
、あまり大きいと、粘度が高くなりすぎるので、石炭の
種類、粘度により異なるが、一般に30〜85重量%、
好ましくは50〜78重量%である。
び粒度などによって異なるが、添加剤を添加しない場合
は、石炭濃度が30重量%を超えると粘度が急激に上昇
してくる。一方、本発明の添加剤を所定量添加すると、
石炭粒子が分散し、流動性が著しく向上し高濃度のスラ
リーとすることができると同時に、長時間放置した場合
に沈降してハードケーキを形成しないという貯蔵安定性
に優れたスラリーとすることができる。石炭−水スラリ
ーを構成する石炭濃度はあまり小さいと輸送効率が悪く
なり、脱水工程にも費用がかかり、意義がなくなる。又
、あまり大きいと、粘度が高くなりすぎるので、石炭の
種類、粘度により異なるが、一般に30〜85重量%、
好ましくは50〜78重量%である。
本発明に使用する石炭は無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐
炭等の種々の炭種のものが用いられるが、これを微粉砕
して用いる。この石炭粉末の粒度はボイラーへの直接燃
焼の可能な粒度であればよいが、現在このような目的で
火力発電所にて使用されている一般的な粒度は2.00
メンシユバス率が70〜90%の粒度のものである。
炭等の種々の炭種のものが用いられるが、これを微粉砕
して用いる。この石炭粉末の粒度はボイラーへの直接燃
焼の可能な粒度であればよいが、現在このような目的で
火力発電所にて使用されている一般的な粒度は2.00
メンシユバス率が70〜90%の粒度のものである。
石炭、添加剤、水の混合順としては□何れでもよいが、
添加剤を水に熔解又は分散させて、それに石炭を加え、
適当な混合装置又は粉砕装置によりKEHすればよい。
添加剤を水に熔解又は分散させて、それに石炭を加え、
適当な混合装置又は粉砕装置によりKEHすればよい。
かかる本発明の添加剤はその他のアニオン性、カチオン
性、非イオン性、両性界面活性剤を併用することができ
る。具体的には「界面活性剤ハンドブフク」 (工学図
書発行、高欄、外波ら著)p16〜23に記載の界面活
性剤の何れかを少量併用することで、さらに優れた分散
能が得られる場合もある。
性、非イオン性、両性界面活性剤を併用することができ
る。具体的には「界面活性剤ハンドブフク」 (工学図
書発行、高欄、外波ら著)p16〜23に記載の界面活
性剤の何れかを少量併用することで、さらに優れた分散
能が得られる場合もある。
更に、本発明の添加剤を用いた石炭の水スラリーにオレ
イン酸等の脂肪酸、トリブチルホスフェート等のリン酸
エステルあるいはアルミニウムステアレート等の金属石
鹸、炭素数6〜12の脂肪族アルコール、ソルビタン脂
肪酸エステル、あるいはポリジメチルシロキサン、ジメ
チルシリコン油、フルオロシリコン油などのシリコン化
合物を加えることによって、気泡の混入の少ない安定な
スラリーとすることができる。
イン酸等の脂肪酸、トリブチルホスフェート等のリン酸
エステルあるいはアルミニウムステアレート等の金属石
鹸、炭素数6〜12の脂肪族アルコール、ソルビタン脂
肪酸エステル、あるいはポリジメチルシロキサン、ジメ
チルシリコン油、フルオロシリコン油などのシリコン化
合物を加えることによって、気泡の混入の少ない安定な
スラリーとすることができる。
又、キサンタンガム、グアーガフ8等の天然高分子、あ
るいは変性セルロース誘導体(カルボキシメチルセルロ
ース、ヒドロキシエチルセルロース等)などの増粘剤を
併用することによってさらに優れた静置安定化能が得ら
れる場合もある。
るいは変性セルロース誘導体(カルボキシメチルセルロ
ース、ヒドロキシエチルセルロース等)などの増粘剤を
併用することによってさらに優れた静置安定化能が得ら
れる場合もある。
現在、石炭中の灰分を種々の方法で除去し、脱灰炭水ス
ラリーとして重油専焼ボイラーで燃焼することが検削さ
れている。この際の石炭脱灰法としては、浮遊選鉱法の
原理を応用して禎集剤、発泡剤を用い天分を水中にとど
め泡沫に石炭を吸着し回収する方法や、石炭スラリーに
油乃至ばエマルションを添加攪拌し石炭質を選択的に造
粒により回収する水中造粒法等(例えば特開昭52−3
7910号)が注目されている。かかる本発明の添加剤
はこのような方法で脱灰された石炭スラリーに対しても
極めて良好な分散安定性を示す。又、この場合、石炭ス
ラリー中に炭化水素油(例えばディーゼル油、A重油、
B重油、C重油等)が混入すること、考えられるが、本
発明の添加剤はかがる炭化水素油の共存する系でも分散
効果を失うことなく優れた性能を示す。
ラリーとして重油専焼ボイラーで燃焼することが検削さ
れている。この際の石炭脱灰法としては、浮遊選鉱法の
原理を応用して禎集剤、発泡剤を用い天分を水中にとど
め泡沫に石炭を吸着し回収する方法や、石炭スラリーに
油乃至ばエマルションを添加攪拌し石炭質を選択的に造
粒により回収する水中造粒法等(例えば特開昭52−3
7910号)が注目されている。かかる本発明の添加剤
はこのような方法で脱灰された石炭スラリーに対しても
極めて良好な分散安定性を示す。又、この場合、石炭ス
ラリー中に炭化水素油(例えばディーゼル油、A重油、
B重油、C重油等)が混入すること、考えられるが、本
発明の添加剤はかがる炭化水素油の共存する系でも分散
効果を失うことなく優れた性能を示す。
本発明の添加剤を添加することで得られる石炭粉末の水
スラリーは、高濃度でも粘度の上昇が少な(、流動性が
良好で、かつ高温剪断力下でも流動性を失わず、且つ長
時間保存後にもハードケーキを生成せず良好な分散安定
性を保つため、パイプライン輸送、タンク貯蔵、ボイラ
ー直接燃焼が可能である。又本発明の添加剤を用いてf
aた石炭粉末の水スラリーは製造時の泡が少なく、スラ
リーの体積増加が少なく、又気泡による増粘を防止し、
良好な性状のものとすることができる。
スラリーは、高濃度でも粘度の上昇が少な(、流動性が
良好で、かつ高温剪断力下でも流動性を失わず、且つ長
時間保存後にもハードケーキを生成せず良好な分散安定
性を保つため、パイプライン輸送、タンク貯蔵、ボイラ
ー直接燃焼が可能である。又本発明の添加剤を用いてf
aた石炭粉末の水スラリーは製造時の泡が少なく、スラ
リーの体積増加が少なく、又気泡による増粘を防止し、
良好な性状のものとすることができる。
以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例により限定されるものではない。
明はこれらの実施例により限定されるものではない。
実 施 例
(])脱灰炭の調製法
i)水中造粒法による脱灰炭の製造法
200メツシュ80%パスの下記の組成のワークワース
炭 428g(7,0%の水分を含んでいるため純分と
して400g>を室温にて水に分散させ攪拌して石炭、
水スラリーを得る。この混合物に対してA重油を20g
加え、室温にてラボディスパー(特殊機化工業製)にて
Iooorpmで30分攪拌し脱灰造粒化させる。この
ようニジて得られた混合物を8メソシユのフルイに通し
灰分を除去し、105℃にて乾燥させて脱灰・脱水され
た造粒物(脱灰炭Aと詐う)を得た。このものの残存灰
分の含量は4.8wt%(石炭基準)であった。
炭 428g(7,0%の水分を含んでいるため純分と
して400g>を室温にて水に分散させ攪拌して石炭、
水スラリーを得る。この混合物に対してA重油を20g
加え、室温にてラボディスパー(特殊機化工業製)にて
Iooorpmで30分攪拌し脱灰造粒化させる。この
ようニジて得られた混合物を8メソシユのフルイに通し
灰分を除去し、105℃にて乾燥させて脱灰・脱水され
た造粒物(脱灰炭Aと詐う)を得た。このものの残存灰
分の含量は4.8wt%(石炭基準)であった。
ii )浮遊選鉱法による脱灰炭の製造法i)と同様に
ワークワース灰 428gを室温にて水に分散させ、パ
イン浦0.5 gとともにF−W型浮遊選鉱機に入れ浮
遊処理を行う。そして泡とともに回収した脱灰石炭スラ
リーを減圧脱水し脱灰炭Bを得る。
ワークワース灰 428gを室温にて水に分散させ、パ
イン浦0.5 gとともにF−W型浮遊選鉱機に入れ浮
遊処理を行う。そして泡とともに回収した脱灰石炭スラ
リーを減圧脱水し脱灰炭Bを得る。
このものの残存天分の含量は4.0 wt%(石炭基!
1代)であった。
1代)であった。
*1ワークワース炭
発熱@ 6700. kcal/kg (JIS M
8814)灰分I3% (JIS M 8812)水分
4.0% (JIS M 8811)固定炭素54.0
% (JIS M 8812)表1 供試炭一覧表 (2)水スラリーの調製及び流動性の評価表2のa−1
化合物0.74g 、表3のb−1化合物0.37g
、表4のC−1化合物0.74gを112.8gの水に
分散させこの混合物に表1の供試炭No、 iのワーク
ワース炭385.4 gを室温にて少量づつ加える。全
量加え終わった後、ホモミキザー(特殊機化工業製)に
て5000rpmで5分間攪拌して石炭水スラリーを調
製した。
8814)灰分I3% (JIS M 8812)水分
4.0% (JIS M 8811)固定炭素54.0
% (JIS M 8812)表1 供試炭一覧表 (2)水スラリーの調製及び流動性の評価表2のa−1
化合物0.74g 、表3のb−1化合物0.37g
、表4のC−1化合物0.74gを112.8gの水に
分散させこの混合物に表1の供試炭No、 iのワーク
ワース炭385.4 gを室温にて少量づつ加える。全
量加え終わった後、ホモミキザー(特殊機化工業製)に
て5000rpmで5分間攪拌して石炭水スラリーを調
製した。
25℃にて粘度を測定すると、720センヂボイズであ
り、流動性は良好であった。さらにこのスラリーを60
℃に保温しながら、5000rpmで5分間攪拌後の粘
度を60℃にて測定した。その結果820センチボイズ
であり、流動性は良好であった。
り、流動性は良好であった。さらにこのスラリーを60
℃に保温しながら、5000rpmで5分間攪拌後の粘
度を60℃にて測定した。その結果820センチボイズ
であり、流動性は良好であった。
同様条件にて表1に示す供試炭、表2に示すポリエーテ
ル化合物誘導体(C成分)、表3に示すb成分並びに表
4に示すC成分を各種紐み合わせて行った他の実施例及
び比較例も含めてその結果を表5及び表6に記した。
ル化合物誘導体(C成分)、表3に示すb成分並びに表
4に示すC成分を各種紐み合わせて行った他の実施例及
び比較例も含めてその結果を表5及び表6に記した。
粘度の低いものが流動性の良い事を示している。
(3)水スラリーの安定性の評価
スラリーの安定性は該スラリーを製造後30日間静置し
た後、直径5m11のステンレス棒(重量50g)をス
ラリー中に静かに入れその沈降状態を観察した。(2)
で調製したスラリーは安定性が良好であり、30日経過
後も圧密はほとんどなかった。他の実施例も含めてその
結果を表5に示した。なお静置温度は25℃である。
た後、直径5m11のステンレス棒(重量50g)をス
ラリー中に静かに入れその沈降状態を観察した。(2)
で調製したスラリーは安定性が良好であり、30日経過
後も圧密はほとんどなかった。他の実施例も含めてその
結果を表5に示した。なお静置温度は25℃である。
表5.6の注釈
*1 表2階参照
*2 表3No参照
*3 表4N[1参照
*4 表INo参照
*50:流動性良好
△:ペースト状でわずかに流動する
×:流動性なし
*60;安定性良好(石炭の圧密なし)△:やや良好(
石炭の圧密微小) ×:不良(石炭の圧密大) 出願人代理人 古 谷 馨
石炭の圧密微小) ×:不良(石炭の圧密大) 出願人代理人 古 谷 馨
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 次の(at (bl (c)の3成分を必須成分と
して含むことを特徴とする石炭水スラリー用添加剤。 (a)1分子中に活性水素を1ヶ以上有する化合物にエ
チレンオキシド又はエチレンオキシドを含むアルキレン
オキシド混合物を付加したポリエーテル化合物又はその
誘導体(bl 下記(b−1)ないしくb−6)成分の
中から選ばれた界面活性剤の少なくとも1種 (b−1)ナフタリンもしくはアルキルナフタリンのス
ルホン化物の脂肪族アルデヒド付加縮合物又はその塩 (b −2)スルボン酸基含有アミノトリアジンの脂肪
族アルデヒド縮合生成物またはその塩 (b −3)クレオソート油のスルホン化物の脂肪族ア
ルデヒド付加縮合物又はその塩 (b−4)リグニンスルホン酸塩又はその誘導体 (b −5)リグニンスルホン酸とナフタリンスルホン
酸もしくはアルキルナフタリンスルホン酸の脂肪族アル
デヒド付加共縮合物又はその塩 (b −6)リグニンスルホン酸とクレオソート油スル
ホン酸の脂肪族アルデヒド付加共縮合物又はその塩 (C1下記(C=1)ないしくc−2)成分のうち少な
くとも1種 (c−1)ポリスチレンスルホン酸塩 (c−2)スチレン/スチレンスルホン酸塩共重合体 2(a)成分のポリエーテル化合物又はその誘導体がエ
チレンオキシドとエチレンオキシド以外のフルキレンオ
キシドのブロック状又は一部ブロック状の付加物であり
、分子量が5,000〜2(10,000である特許請
求の範囲第1項記載の石炭水スラリー用添加剤。 3 4b−4)の成分のリグニンスルホン酸塩誘導体が
部分脱スルポンリグニンスルホン酸塩である特許請求の
範囲第1項記載の石炭水スラリー用添加剤。 4 石炭が脱灰処理された石炭である特許請求の範囲第
1項〜第3項のいずれか1項記載の石炭水スラリー用添
加剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033584A JPS60252694A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 石炭水スラリ−用添加剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033584A JPS60252694A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 石炭水スラリ−用添加剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60252694A true JPS60252694A (ja) | 1985-12-13 |
Family
ID=14533138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11033584A Pending JPS60252694A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 石炭水スラリ−用添加剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60252694A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS638487A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-14 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 炭素質固体・水スラリ−組成物 |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP11033584A patent/JPS60252694A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS638487A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-14 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 炭素質固体・水スラリ−組成物 |
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