JPS6031840A - スラリ−製造装置 - 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】 本発明はスラリー製造装置に係り、特に所定の濃度、粘
度および粒度分布を有するスラリーを自動的に多量に製
造することのできるスラリー製造装置に関する。

この種スラリー性状装Ｍは、例えば水などの搬送媒体と
微粉炭を構成材料とするスラリー燃料の製造において需
要が高まっている。このことは、スラリー燃料がポンプ
輸送や貯蔵をするのに都合が良いことから、各種燃焼装
置へ普及しつつあるためである。しか１７、スラリー性
状、すなわち、含有する微粉炭の濃度や粒度分布や粘度
が所定の条件を満足していｒｊい場合、粗い粒径の微粉
炭粒によって燃焼装置のバーナチップを閉塞したり、燃
料輸送が不可能になったり、貯蔵中に微粉炭と搬送媒体
とが分離するなどの支障をきたすことになる。

性状の良いスラリーの条件は、含有する微粉炭の濃度が
高く、所定の粒度分布を有し、粒度が低いことである。

こわを実施するため、スラリーの製造中に界面活性剤を
添加し、微粉炭・こ液膜を形成して、微粉炭同志の滑り
を良好にするとともに互いに表面を同一極性に帯電させ
て、同一極性による反発力を利用し微粉炭の分散性を維
持していた。このような条件を備えたスラリーを多量に
製造することのできるスラリー製造装置の開発が望まれ
ている。

以下、従来のスラリー燃料の製造装置の概略構成を第１
図とともに説明する。

バンカ１に投入された原料炭は、給炭機２により所定量
ずつ湿式ボールミル（以下、ミルと略称面活性剤と、後
述する粗粒分離機ｌＯから粗粒スラリーとが供給される
ようになっている、ミル３では、原料炭と粗粒スラリー
とが水と界面活性剤のもとで粉砕・混合されて精製前の
スラリー、すなわち粗製スラリーが製造される。この粗
製スラリーは、ミル３の排出側に備えらねた調整槽８に
一時的に貯えられた後、ポンプ９により粗粒分離機１０
に輸送される。なお、粗粒分離機１０には、所定のふる
い網目を有する湿式のふるい１１と、回収ホッパー１３
と、スラリー燃料排出部１２とが備えられている。

上記の如く輸送された粗製スラリーは、粗粒分離機１０
に備えられているふるい１１において、粒度の粗い石炭
粒を含む粗粒スラリーと、所定の粒径以下の石炭粒を含
む微粒スラリーとに分離される。ふるい１１を通過した
前記微粒スラリーは排出部１２からスラリー燃料として
取り出され、図示していない燃焼装置へ搬送される。分
級ふるい１１を通過［７なかった前記粗粒スラリーは、
ホッパー１３に回収されてミル３へ供給され再粉砕され
る。

この［ｊ装置にあっては、粗製スラリーの濃度。

粘度１粒径及び粒度分布を適宜に測定し、その測定結果
に基づき、原料炭、水、界面活性剤の供給１１ｔ−調整
する必要がある。これが適切に行なわれないと、所定品
質のスラリー燃料が得られないば力）りでなく、例えば
、水分の少ない原料炭が供給され、給水量が依然と同じ
であった場合、ミル３内の粗製スラリー濃度は高くなり
、ミル３の動力負荷が増加して粉砕能力が低下するなど
の支障が生ずる。

このような支障を除くため、ミル３の排出口１４近傍で
抜き取り検査を行なっている。しかし、例えば約６０重
量−以上の微粉炭含有量のスラリー燃料を製造する場合
、粗製スラリーを製造するのに要する時間（以下、ミル
内滞留時間と呼ぶ）は約１時間から２時間にも及び、更
に、検査してから所要の品質に調整がなされるまでに少
なくとも２時間から３時間を要している。

以上のように、従来の製造装置にあっては、オンライン
で迅速に制御しないことから、作業が煩雑で品質の管理
が非常に困難であった。

本発明の目的は上記従来技術の欠点を除き、所定の濃度
、粘度９粒度分布特性を有するスラリーの製造を自動化
したスラリー製造装置の提供にある。

その目的を達成するため、本発明は、湿式きルと、その
湿式ミルに原料炭を供給する原料炭供給手段と、前記湿
式ミルに微粉炭搬送用液体を供給する液体供給手段とを
少なくとも備え、前記液体の存在下で前記原料炭上粉砕
して微粉炭を含むスラリーをつくるスラリー製造装置に
おいて、前記湿式ミルの動力負荷変動を検知する検知手
段と、その検知手段からの信号に基づいてスラリー構成
材料の供給Ｉ艙調整する供給手段とを備えていることを
特徴とする。

上述のような構成を有する本発明においては、湿式ミル
の動力負荷変動を検知する検知項目として昏ゴ、例えば
湿式ミルの駆動トルク値、湿式ミルを駆動するモータの
電流値、電圧値、電力値、あるいは、湿式ミルでつくら
れたスラリーの流量比などがある〇一方、前記検知手段
からの信号にもとづいて供給ｍを調整されるべきスラリ
ー構成材料は例えば、原料炭、水、界面活性剤などであ
る。

以下、本発明のスラリー製造装置の第１実施例′ｆ第２
図とともに説明する。

この製造装置は、バンカ２１、給炭機２２．湿式ボール
ミル２３、貯水槽２４、界面活性剤貯蔵槽２５、調整槽
２８、粗粒分離機３０．回収槽３５、トルクメータ３９
、駆１の制御部４０．第２の制御部４４、第１の流量計
４２、第２の流量計４３とから主に構成されている。

バンカ２１に投入された原料戻入は、スクリューコンベ
アからなる給炭機２２により所定量ずつ湿式ボールミル
２３へ供給される。なお上記給炭量の調整は、給炭機２
２のスクリューを回転する駆動モータ４５の回転速度を
変化させることにより行なわれる。ミル２３には、前記
給炭機２２からの原料戻入の他に、後述する回収槽３５
で濃度。

粘度が調整された粗粒スラリーＢが供給されるようにな
っている。

ミル２３は駆動モータ３７で駆動されており、それの駆
動軸３８にトルクメータ３９が設置されている。精製前
の粗製スラリー〇がこのミル２３で製造され、排出部４
７側に備えられた調整槽２８に一時的に貯蔵される。そ
して、粗製スラリーＣはポンプ２９により、輸送管の途
中に設置された第１の流量計４２を通り粗粒分離機３ｏ
へ輸送される。

粗粒分離機３０は、所定のふるい網目を有する湿式のふ
るい３１と、回収ホッパー３３と、スラリー燃料りを出
力する排出部３２とを備えている。

そして、上記の如く輸送された粗製スラリー〇は、ふる
い３１において、粒度の粗い石炭粒を含む粗粒スラリー
Ｅと、所定の粒径以下の石炭粒を含む微粒スラリーとに
分離される。ふるい３１を通過した前記微粒スラリーは
排出部３２からスラリー燃料りとしてＴＯＩｎ出され、
輸送管の途中に設置された第２の流量計４３Ｅ通り、図
示していない燃焼装買へ搬送される。ふるい３１を通過
しなかった前＆！相籾粒スラリーは、回収ホッパー３３
に回収されて回収槽３５に集められる。

回収槽３５には攪拌機３６が備えられており、貯水Ｗ１
２４から算１のポンプ２６によって水が、界面活性剤貯
蔵槽２５ｔｐら第２のポンプ２７によって界面活性剤が
それぞれ供給されるようになっている。粗粒スラリーＥ
は攪拌機３６により水と界面活性剤と良く混合された粗
粒スラリーＢとなってトルク３に供給される。

なお、前記第１のポンプ２６の給水ｉは、ポンプ２６を
駆動するモータ４１の回転速度を変化させることにより
調整され、第２のポンプ２７の界面活性剤供給量は、ポ
ンプ２７を駆動するモータ４６の回転速度を変化させる
ことにより調整されている。第１．第２の流量計４２．
４３はともに電磁式流量計が用いられている。

更に、尚該装置には本発明の目的を達成するための各種
制御手段が備えられている。

第１の制御手段は、駆動軸３８の駆動トルクを測定する
トルクメータ３９と、その測定値１受信して、その信号
に基づきモータ４１へ回転速度調整の信号を送信し第１
のポンプ２６の給水量を調整する第１の制御部４０とか
ら構成されている。

この制御手段は、駆動軸３８に掛かる駆動トルク値とオ
ル２３でつくられるスラリーの濃度及び粘度との間に相
関関係があることに着目し、ミル２３内のスラリーの濃
度と粘度を検知し制御するものである。

以下、その原理を第３図とともに説明する。同図は、硬
度指数（ＨＧＩ　）が５０の原料炭を使用し、内径６．
５ｍ、長さ１２゜５ｍの寸法の湿式ボールミルを用いて
粉砕した場合の、ミル内のスラリーの石炭粒濃度に対す
るミルの駆動トルク、及びミル２３内のスラリーの粘度
の関係を示す特性曲線図である。なお曲線■は濃度に対
する駆動トルクの特性、曲線■は濃度に対する粘度の特
性をそれぞれ示している。

同図から明らかなように、スラリーの濃度が上昇するの
に伴い粘度も上昇し、反面、ミル２３の駆動トルクは低
下している。このようにスラリー濃度とスラリー・粘度
とミル駆動トルクとの間に相関関係があ２１゜このよう
な関係に基づき、ミルの駆動軸３８にお１ｉる駆動トル
クの変動をトルクメータ３９で検知することにより、ス
ラリーの濃度と粘度の変化を把握できる。この変化を是
正するために、制御部４０からは、変化量に応じた制御
信号がモータ４１に出力され、それに基づき給水量が調
整されて、スラリーの濃度と粘度が所望の値に調整され
る。

第２の制御手段は、調整槽２８から粗粒分離機３０へ搬
送される粗製スラリー〇の流量を測定する第１の流量計
４２と、粗粒分離機３０の排出部３２から取り出される
スラリー燃料りの流量を測定する第２の流量計４３と、
両方の流量計４２゜４３の測定値を受信して、それらの
信号に基づきモータ４６へ回転速度調整の信号を、駆動
モータ４５へ回転速度調整の信号をそれぞれ送信し、第
２のポンプ４６の界面活性剤供給量と給炭機２２の給炭
量を調整する第２の制御部４４とから構成されている。

この制御手段は、ふるい３１を通過できない粗粒スラリ
ーＥの量とギル２３内のスラリーの粒度および濃度との
間に相関関係があることに着目し、ミル内のスラリーの
粒度を検知し制御するものである。

以下、その原理を第４図とともに説明する。同図は、硬
度指数（ＨＧＩ）が５０の原料炭を使用し、時間当りの
給炭量を変化した場合の、ミル２３内スラリーの濃度に
対する粗製スラリー〇の量とその粗製スラリーＣの内か
ら２００メツシユのふるいを通過したスラリー燃料りの
量との重量比（スラリー燃料りの爲／粗製スラリー〇の
量）の関係を示す特性曲線図である。なお、曲線■は時
間当りの給炭量が２５ｋｇ、曲線■は時間当りの給炭量
が７０　ｋｇの場合の特性曲線である。

同図から明らかなように、ミル２３内のスラリーの濃度
が一定であっても、時間当りの給炭量が異なると、スラ
リー燃料１）の量と粗製スラリー〇の量との重量比が変
化する。この重量比の変化は粗製スラリー〇の粒度が変
化したことを示すものである。つまり、ミル２３内のス
ラリーの粒度を調整するには給炭量を調整すればよいこ
とがわかる。このような関係に基づき、第２の制御部４
４は、第１の流量計４２で測定した粗製スラｌ）　−Ｃ
の流量と、第２の流路計４３で測定したスラリー燃料り
の流量とから、粗粒スラリーＥの量に対するスラリー燃
料りの量の比（以下、循環比と呼ぶ）をめる。この循環
比からギル２３内のスラリー粒度特性を把握できる。こ
の循環比の変化を是正するために、制御部４４からは、
循環比の変化量に応じた制御信号が駆動モータ４５とモ
ータ４６にそれぞれ送信され、それぞれの信号に基づき
、給炭量及び、界面活性剤の供給量が調整されて、ギル
２３内のスラリーの粒度特性が所望の状態に調整される
。

なお、濃度を所定の状態に維持するという条件は、前記
第１の制御手段において行なわれている。

更に、第２の制御手段は、スラリー燃料りの粒度分布を
も調整している。以下、その原理を説明する。

一般に、粗粒分離機３０からミル２３へ循環される粗粒
スラリーＥの量が増加するのに伴い、スラリーのミル２
３内に滞留する時間は短かくなっていく。その結果、粗
製スラリー〇の粒度が粗くなるとともに、その粒度分布
は粒径の大きな方へ片寄り、分布幅は狭くなる。このよ
うな相関関係に基づき、第２の制御手段は粗製スラリー
Ｃの粒度分布を把握し制御している。第５図と第６図と
ともにさらに詳述する。

第５図は、給炭量を一定にし、循環比を変化させた場合
の、粗製スラリーＣの粒度分布を示す特性曲線図である
。横軸に粒径、縦軸に頻度を示している。なお、曲線■
は循環比が１の場合、曲線■は循環比が０．３３の場合
、曲線Ｘは循環比がＯの場合の特性曲線である。ただし
、点線■は、便宜的に、循環比が１の場合のスラリー燃
料りの粒度分布を示している。この時使用した湿式分級
ふるい３１の細線間隔は５００μｍである。第６図は同
様の湿式のふるい３１の分級効率？示す特性曲線図であ
る。横軸に粒径、縦軸に粗製スラリー〇の重量に対する
ミル２３へ循環される粗粒スラリーＥの１爾の比を示【
、ている。

第５図より、循環比が１の場合（曲線■参照）、粒径の
大きな石炭粒の割合が多く、それに較べて粒径の小さな
ものは非常に少ないことがわかる。

循環比が０．３３の場合（曲線■参照）、粒径の大きな
石炭粒は５００μｍ以下の所定の粒径に近づくとともに
、分布側は循環比が１の場合より広くなる。これらの結
果から、循環比を小さくすることにより、粗製スラリー
〇の性状が良くなることがわかる。

ただし、第５図中の曲線Ｘに示す如く、循環比は小さい
ほど良いが、この循環比をＯ−０，５程度にすると燃焼
装置で使用する上で実用上支障のないスラリー燃料りを
製造できる。また、循環比を０〜０．２程度にすると非
常に性状の良いスラリー燃料りが製造できる。

以上に述べたように、第２の制御手段は給炭量及び界面
活性剤の供給量を調整することにより、ミル２３内のス
ラリーの粒度を調整していると同時に、粗製スラリー〇
の粒度分布をも調整している。

次に、第６図の曲線■に示す如く、湿式分級ふるい３１
を通過せずぐル２３へ循環される粗粒スラリーＥの成分
は、粒径が５００　ｐｍ以上の石炭粒と、その石炭粒に
付着したりふるい３１の漏れ分など粒径に関係なくほぼ
一定量で循環される石炭粒である。この結果から、第５
図中の曲線■と曲線■に示す如く、粒径が５００μｍ未
満の範囲においては、粗製スラリー〇の粒度分布とスラ
リー燃料１）の粒度分布の特性がほぼ等しくなる。つマ
Ｉ’）、第２の制御手段で粗製スラリー〇の性状を調整
することにより、スラリー燃料りの性状を向上させてい
る。

以上述べたように２ｇｌ実施例にあっては、第１の制御
手段において、駆動軸３８における駆動トルクの変動を
トルクメータ３９で検知し、その変動の変化量に基づき
第１の制御部４０がモータ４１に制御信号を送信して給
水量を調整し、第２の制御手段において、餓１の流量計
４２で測定した粗製スラリー〇の流量と、第２の流量流
計４３で測定したスラリー燃ＩＤの流量とに基づき、第
２の制御部４４から駆動モータ４５とモータ４６に制御
信号分送信して給炭量及び界面活性剤の供給ｉｖ調整す
るので、所定の濃度、粘度および粒度分布？有するスラ
リーを自動的に多量に製造することができる。

次に本発明のスラリー製造装置の第２実施例を第７図と
ともに説明する。なお、同図において第２図と同一符号
のものは同一物あるいは均等物であり、それらの詳細な
説明は省略する。

当骸製造装置には、本発明の目的を達成するための各種
制御手段が備えられている。

第１の制御手段は、駆動軸３８の駆動トルクを測定する
トルクメータ３９と、その測定値を受信して、その信号
に基づき駆動モータ４５へ回転速度調整の信号を、モー
タ４６へ回転速度調整の信号をそれぞれ送信し、第２の
ポンプ４６の界面活性剤供給量及び給炭機２２の給炭１
Ｐ調整する第１の制御部４８とから構成されている。

この制御手段は、駆動軸３８に掛かる駆動トルク値とミ
ル２３でつくられるスラリーの濃度及び粘度との間に相
関関係があることに着目し、給炭量及び界面活性剤の供
給量を調整することにより、ミル２３内のスラリーの濃
度と粘度を制御するものである。

第２の制御手段は、調整槽２８から粗粒分離機３０へ搬
送される粗製スラ＋Ｊ−Ｃの流量を測定する第１の流量
計４２と、粗粒分離機３０の排出部３２から取り出され
るスラリー燃料りの流量を測定する第２の流量計４３と
、両方の流量計４２゜４３の測定値を受信１−１それら
の信号に基づきモータ４１へ回転速度調整の信号を送信
し、第１のポンプ２６の給水量を調整する第２の制御部
５０から構成されている。

この制御手段昏１、第４図に示す如く、時間当りの給炭
量が一定の場合であっても、ミル２３内のスラリーの濃
度が変化すると、スラリー燃料りの量と粗製スラリーＥ
の扉との重量比が変化するという関係に着目し、給水量
を調整することによりミル２３内のスラリー濃度を変化
させるのに伴い、粗製スラ１７−Ｃの粒度及び粒度分布
を制御するものである。

第２の制御部５０は、上記のような関係に基づき、第１
の流領引４２で測定した粗製スラリー〇の流量と、第２
の流量計４３で測定したスラリー燃料ｌ）の流量から、
粗粒スラリーＥの量に対するスラリー燃料ｌ）のｍの比
（循環比）をめる。そして、循環比の変化を是正するた
めに、制御部５０からは、循環比の変動量に応じた制御
信号な％−ＪＩ４１に送信し、給水量が調整されて、ミ
ル２３内のスラリーの粒度及び粒度分布が所望の状態に
調整される。

以上述べたように第２実施例にあっては、第１の制御手
段において、駆動軸３８における駆動トルクの変動をト
ルクメータ３９で検知し、その変動の変化量に基づき第
１の制御部４８が駆動モータ４５及びモータ４６に制御
信号を送信し、第２の制御手段において、第１の流量計
４２で測定した粗製スラリー〇の流量と、！２の流量計
４３で測定したスラリー燃料りの流量とに基づき、第２
の制御部５０がポンプ４１に制御信号を送信して、給炭
量、界面活性剤の供給量及び給水量を調整するので、所
定の濃度、粘度及び粒度分布を有するスラリーを自動的
に多量に製造することができる。

なお、上記第１．第２実施例では、共に湿式ボールミル
２３を備えているが、本発明はこれに限定されず、湿式
ボールミル２３の代りに湿式チューブミルを設けた構成
にしてもよい。

また、上記第１．第２実施例にあっては、共に第１の制
御手段では、トルクメータ３９を備えているが、本発明
はこれに限定されず、トルクメータ３９の代りに、モー
タ３７に供給する電流、電圧、電力のうちから選択され
た少なくとも１つのものを計測する計測器を設け、第１
．第２の制御部４０．４８が、その計測器の測定値の変
動から湿式ミルの動力負荷変動を検知し、その変化量に
対応して、それぞれｍｌ、＠２実施例の如く、スラリー
構成材料の供給量を調整する信号を出力するように構成
してもよい。

更に、本発明に係るスラリー製造装置は、水を搬送媒体
とするスラリーの製造に限らず、他の液体を搬送媒体と
するスラリーの製造にも利用が可能である。

以上に述べたように、本発明のスラリー製造装置は、湿
式ミルの動力負荷変動を検知する検知手段と、その検知
手段からの信号に基づいてスラリー構成材料の供給蓋を
調整する供給量調整手段とを備えているので、所定の濃
度、粘度１粒度分布特性を有するスラリーを自動的に、
多量に製造することか可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスラリー燃料製造装置の構成図。 第２図は本発明のスラリー製造装置に係る第１実施例を
示す構成図、第３図から第６図までは実施例の原理を説
明するための特性曲線図であり、第３図はミル内のスラ
リー濃度と粘度とミルの駆動トルクとの関係を示す特性
曲線図、第４図はミル内のスラリー濃度と粗製スラリー
重量に対するスラリー燃料重量の比との関係を示す特性
曲線図、２実施例を示す構成図である。 ２１・・・・・・バ９力、２３・・・・・・湿式ボール
ミル、２４・・・・・・貯水槽、２５・・・・・・界面
活性剤貯蔵槽、３０・・・・・・粗粒分離機、３１・・
・・・・ふるい、３５・・・・・・回収槽、３７・・・
・・・モータ、３８・・・・・・駆動軸、３９・・・・
・・トルクメータ、４０．４８・・・・・・第１の制御
部、４２・・・・・・第１の流量計、４３・・・・・・
第２の流１計、４４．５０・・・・・・第２の制御部。 　１台］彌阪＊／図 第２図 ９υ ＄３　図 ミル内スラリーヲ農麿　（重量％） 第４図 第５図 律ｎ、　径　（ｐｍ） 負λ　６　図 ｔ　Ｈｔｋ　（／Ｊｍ） 第７図 ｑσ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）湿式ミルと、その湿式ミルに原料炭を供給する原
   料炭供給手段と、前記湿式ミルに微粉炭搬送用液体を供
   給する液体供給手段とを少なくとも備え、前記液体の存
   在下で前記原料炭を粉砕して微粉炭を含むスラリーをつ
   くるスラリー製造装置において、前記湿式ミルの動力負
   荷変動を検知する検知手段と、その検知手段からの信号
   に基づいてスラリー構成材料の供給量を調整する供給量
   調整手段とを備えていることを特徴とするスラリー製造
   装置。 （２、特許請求の範囲第（１）項記載において、前記検
   知手段が、前記湿式ミルの駆動トルクを検知するトルク
   メータであることを特徴とするスラリー製造装置。 （３）特許請求の範囲第（１）項記載において、前記検
   知手段が、前記湿式ミルを回転駆動するモータに供給さ
   れる電流、電圧、電力のうちから選択された少なくとも
   １つのものを計測する計測器であることを特徴とするス
   ラリー製造装置。 （４）特許請求の範囲第（１）項記載において、前記検
   知手段が、前記湿式ミルで作られたスラリーの総流量を
   検知する＠１の流量検知手段と、そのスラリーのうち所
   望の性状を有するスラリーの流量全検出する第２の流量
   検知手段と、そのｊＪｌおよび第２の流量検知手段から
   の検知流量によって流量比率をめる演算手段とから構成
   されていることを特徴とするスラリー製造装置。 （５）特許請求の範囲第（４）項記載において、前記湿
   式ミルで作られたスラリーのうちの所望の性状を有する
   スラリーが粗粒分離機を通過することによって得られ、
   その粗粒分離機の後段に前記第２の流量検出手段が設け
   られていることを特徴とするスラリー製造装置。