JPS6047098A - 石炭−水スラリ−の製造方法 - 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】 この発明は石炭粉末を水に安定にかつ高濃度で分散させ
た石炭−水スラリーの製造方−法に関する。

石炭はその形状が固体であるために永い間石油に燃料と
しての王座をゆずっていたが、石油ショックを機に石炭
の見直しが行なわれ、石炭石油混合燃料（ＣＯＭ）で代
表されるように、石炭を粉末とし、媒体と混合すること
により石炭を流体として取り扱おうという試みが盛んに
行なわれている。しかし、石炭石油混合燃料の場合には
、約半分が油であるという欠点を避けて通ることかでき
ず、さらに別のスラリー燃料の開発が望まれている。

近年、水を媒体として用い、高濃度に石炭を勺散させた
流体としてのスラリーをパイプライン輸送や油タンカー
などによる輸送にも適したものとし、さらに各種ボイラ
ーにおける石油の代替燃料や化学原料として用いようと
する試みがなされている。このスラリーの場合には、媒
体が水であるところから、スラリーとして次の性質を持
つことが好ましい。すなわち、石炭濃度が制くがっ低粘
度であって、しかも石炭粉末の凝集や沈降のおこらない
長期安定性にすぐれたものであることである。

ところで、石炭−水スラリーの特性を改良するためにス
ラリー中に界面活性剤などの分散剤を添加することはす
でに知られている。このような分散剤としては、例えば
特開昭５：３−５８１号公報にアンモニアと有機スルホ
ン酸の塩が、特開昭５４−１．６５１．１号公報には高
分子電解質とポリカルホン酸塩が、特開昭５５．−．９
・６９．５　号公報にポリアクリルアミドが、特開昭５
６−５７８８９号公報、特開昭５６−５７８９０号公報
および特開昭５６−５７８９１号公報にはポリカルボン
酸塩がそれぞれ開示されている。このような分散剤を添
加することによりスラリー中の石炭濃度を高めることが
できるとともに安定性にすぐれたスラリーとすることが
できる。

しかしながら、このような分散剤として使用する界面活
性剤は高価であるためこの界面活性剤の添加量が少量で
前記の効果を得ることができなけれはコストの制い石炭
−水スラリーとなるので実用的でない。従来の石炭−水
スラリー用の分散剤はスラリー中の石炭と水との合計量
１００重量部に対して界面活性剤を０．５〜１重量部程
度を添加する必要があり石炭−水スラリーのコストアッ
プが避けられないという欠点があった。

そこでこの発明者らはこのような欠点を解決するために
鋭意検討した結果、安価なアルカリ性物質と特定の界面
活性剤とを併用すると界面活性剤の添加量をきわめて少
量としても石炭濃度が高（安定性にすぐれたスラリーを
得ることかできることを見い出しこの発明をなすに至っ
た。

すなわぢ、この発明は、石炭を水と分散剤との存在下で
湿式粉砕して石炭−水スラリーを製造するにあたり、分
散剤として石炭と水との合計量１００重冊８１≦に対し
て、ａ）低分子量アルカリ成分０゜０１〜２重量部およ
びｂ）無水マレイン酸と次の一般式； ％式％ （式中、Ｒ１は水素またはメチル基、Ｒ２は水素、炭素
数１〜３０のアルキル基もしくはアルケニル基、フェニ
ル基、炭素数１〜４のアルキル基置換フェニル基、炭素
数１〜５のアルコキシ基または炭素数１〜８のアルコキ
シカルボニル基である。） で表わされる少なくとも一種のビニル化合物との共重合
物またはこの共重合物のアミド化物もしくはエステル化
物のアルカリ金属塩、アンモニウム塩または低級アミン
塩０．００１〜０．０９重量部を使用することを特徴と
する石炭−水スラリーの製造方法に係るものである。

石炭を水と分散剤の存在下で湿式粉砕してスラリーを製
造する方法では、粉塵発生や発火のトラブルが防げ、ま
た選炭してから乾燥せずに直接粉砕できるというメリッ
トがあるが、この発明の方法では分散剤としてアルカリ
性物質である前記のａ成分と界面活性剤である前記のｂ
成分とを併用することにより、従来に比して非常に少な
い界面活性剤量で高濃度でかつ安定性にすぐれた石炭−
水スラリーを得ることができる。

この発明において使用するａ成分としては、水酸化リチ
ウム、カセイソーダ、カセイカリ、アンモニアのほかモ
ノエタノールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノ
ールアミンなどのアルカノールアミン、メチルアミン、
ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロ
ピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、エチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテト
ラミン、Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、Ｎ−
Ｎ−ジメチルプロピレンジアミン、モルホリンなどの低
級アミンが挙げられ、これらのうち一種才たは二種以上
を使用する。

この発明において使用する１）成分を得るために無水マ
レイン酸との共重合に用いられるビニル化合物は、次の
一般式； ％式％ （式中、Ｒ１およびＲ２は前述のとおり）で表わされる
ものであり、この具体例としてはたとえはエチレン、プ
ロピレン、１−ブテン、■−ヘキセン、１−オクテン、
■−ドデセン、インブチレン、ジイソブチレン、トリイ
ソブチレン、ブタジェン、スチレン、パラメチルスチレ
ン、酢酸ビニル、エチルビニルエーテル、イソプロピル
ビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、オクチルビニ
ルエーテル、アクリル酸イチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２
−エチルヘキシルなどが挙けられ、これらのうちの少な
くとも一種を使用する。

無水マレイン酸とこのビニル化合物との共重合は常法に
準じて行なえばよく、共重合におけるこ。

のビニル化合物の使用割合は、無水マレイ・ン酸に対し
て通常１〜１０モル倍、好適には１〜７／３モル倍とな
るようにするのがよい。

無水マレイン酸と上記割合のビニル化合物とからなる共
重合物は、その平均分子量が通常１，０００〜５０，０
００、好ましくは３０，０００以下とされたものである
ことが望ましい。分子量があまりに高くなりすぎると水
への溶解性や粘度低下の面であまり好結果が得られない
。

この発明のｂ成分のひとつは、」二記共重合物のアルカ
リ金属塩−アンモニウム塩または低級アミン塩であり、
他に上記共重合物のアミド化物あるいはエステル化物の
アルカリ金属塩、アンモニウム塩または低級アミン塩が
ある。ｂ成分としてはこれらのうちの一種または二種以
上を使用する。

前記のアミド化物は共重合物の酸無水物基とアンモニア
または低級第二もしくは第三アミンとの反応によって得
られ、酸無水物基の一方がアミド化され、他方はカルボ
キシル基となる。アミド化に用いられる低級第一もしく
は第三アミンとし１てはメチルアミン、ジメチルアミン
、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジ
プロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、゛モ
ノエタノールアミン、ジエタノールア□ミンニエチレン
ジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラ
ミン、Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、Ｎ−Ｎ
−ジメチルプロピレンジアミン、モルホリンなどがある
。

ｉｉ’ｌ　ａｔのニス、チル化物は共重合物の酸無水物
基とアルコールとの反応によって得られ、酸無水物基の
一方がエステル化され、他方はカルボキシル基とな乙。

エステル化に用いられるアルコールとしてはメチルアル
コール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、
ｎ−−１ｆルアルコール、ｎ−ヘキシルアルコール、２
−エチルヘキシルアルコール、ラウリルアルコール、オ
レイルアルコールナトのｍ個アルコール、エチレングリ
コール、フロピレンゲリコール、ポリエチレングリコー
ル、グリセリン、ソルビトールなどの多価アルコー−ル
がある。

上記共重合物ま右！は共重合物めアミ１°化物あるいは
エステル化物のアル男す金属塩としては、リチウム塩、
ナトリウム塩およびカリウム塩があり、低級アミン塩と
しては前記アミド化に用いられる低級第一もしくは第三
アミンのほか、トリメチルアミン、トリエチルアミン、
トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノー
ルアミンなどの第三アミンがある。

この発明においては前記のａ成分および１）成分を分散
剤として使用するが、その使用量はスラリー中の石炭と
水との合計量１００重量部に対してａ成分が０．０１〜
２重量部、好ましくは０．０５・・１重量部となるよう
に、またｂ成分が０．００１〜００９重量部、好ましく
は０．０１〜００７重量１ｒｉＳとする。ａ成分が０．
０１重量部未満であったり、１〕成分が０００１重量部
未満であるとスラリーの特性の改質効果を得ることがで
きず好ましくない。

また、ａ成分が２重量部を超えるとそれ以上の効果は得
られないので経済的に不利であり、ｂ成分が０．０９重
量部を超えると経済的に不利であるばかりでなく、スラ
リー中に気泡が多量に含まれることになりスラリーの粘
度が高くなるので好ましくない。

ａ成分と１〕成分との使用割合は特に限定されないが、
１〕成分の使用量を少なくするためにａ成分を１〕成分
よりも多く使用することが好ましい。

これらａ成分およびｂ成分からなる分散剤はそのままあ
るいは水、アルコール、炭化水素などの媒体に含ませた
状態で使用に供することができる。

この発明においては、前記の分散剤と水との存在下で石
炭を湿式粉砕する。ここに適用される石炭は、亜り」ｙ
青膨、瀝青炭、無煙炭などいずれであってもよくとくに
制限はない。粉砕手段はとくに限定されず、ボールミル
などの通常の湿式粉砕に用いられているものがいずれも
使用可能である。

また、この粉末２粒、度もとくに規定されない。しかし
、パイプライン輸送、バーナー燃焼において摩耗、閉基
などのトラブルをおこさないように、通常２００メツシ
ユパスが５０重量％以上となるのが好ましく、７０重量
％以上となればさらに好ましい。

かくして得られるこの発明に係る石炭−水スラリーは、
石炭濃度５０〜７５重量％のものであって、分散剤とし
て界面活性剤の使用量が従来方法に比して非常に少ない
にもかかわらず高い石炭濃度とすぐれた安定性を有して
おり、その利用価値はきわめて大である。

なお、この発明の方法により得られる石炭−水スラリー
には、上述した分散剤以外の添加剤として、防錆剤や金
属イオン封鎖剤などの各種添加剤を、必要に応じて添加
することができる。これらの添加剤は、前記の湿式粉砕
時またはその後に添加するようにしてもよい。

つぎに、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。

実施例 無水マレイン酸と各種のビニル化合物とを常法に準じて
共重合させて共重合体を得、またこの共重合体にアンモ
ニア、低級アミンあるいはアルコールを反応させて共重
合体のアミド化物ある０トはエステル化物を得た。

これらの共重合体、そのアミド化物あるいはエステル化
物に、アルカリ金属水酸化物、アンモニアまたＧＪ低級
アミンを作用させて下記の第１表に示すようなそれぞれ
の塩を得、これらの塩をｂ成分とした。また、第１表に
示すようにこれらの塩を二種以上混合したものもし成分
とした。なお、第１表中のＭＡｎとは無水マレイン酸の
略称であり、またＭｗとは重量平均分子量を意味する。

容ｆｆ　５／？のボールミル（ホール充填率３０容量％
〕に拉径約２ｍｍに粗粉砕したカナダ産瀝青炭３３７．
０７をとり、これにａ成分及びｂ成分からなる分散剤を
瀝青炭と水との合計量１ｏｏｒｉ量部に対しての添加量
が次の第２表に示す量となるように所定４ｊｌ溶解させ
た水溶液を１６３．（Ｎ１７加え、４０１’ｌ）Ｉηの
回転数で粉砕し、石炭粉末の粒度が２００メツシュパス
７０重量％になるまで粉砕された固形分ｔ３２　市、４
け％の石炭−水スラリーを得た。なお、使用したカナダ
産ｉ１Ｊ、７青炭の分析値は水分８０％、灰分９５％、
揮発分３８−０％、固定炭素４６．０％であった。

このようにして得られたスラリーの粘度および静置安定
性を調べた結果を次の第２表に示した。

なお、スラリーの粘度（２５°Ｃ）はＢ型粘度計により
６［す定し、静置安定性は次の方法で調べた。すなわち
、直径５　ｃｍ　、高さ２０　Ｃａ１１のステンレス製
シリンダーの底部より６αｎと１２　ｃｍの位置に止栓
つき取り出し口を設け、得られた石炭−水スラリーを上
記シリンダーの底部から１８ｃｍのところまで′入れ、
室温で１週間静置した。つぎに、シリンター底部から１
２ｃｍより上の上層部分、６〜］、　２　ｃＩｌｒの中
層部分および６ａｒｎより里の下層部：公に分け、各層
の固形分濃度を１０５℃の乾燥器中に１時間放置する乾
燥減量法で測定した。

第　２　表　（その１） 第　２　表　（その２） 比較のため、分散剤としてａ成分を単独で使用（比較例
１〜１０）、ｂ成分を単独で使用（比較例１１〜３４）
、ｂ成分とは異なる界面活性剤のりゲニンスルホン酸塩
をａ成分と併用（比較例３５〜３７）、ＩＪゲニンスル
ホン酸塩を単独−使用（比較例３８〜３９）、分散剤を
使用せず（比較例４０）および分散剤としてａ成分とｂ
成分を併用したが、ｌ）成分をこの発明の方法における
添加量を超えて使用（比較例４１〜４３）してそれぞれ
石炭−水スラリーを得、これらのスラリーの粘度（２５
パＣ）を１３型回転粘度計を用いて測定した結果を次の
７３表に示した。

なお、これらスラリーの静置安定性を前述した方法で調
へようとしたがいずれもスラリーの粘度が非常に高いた
めシリンダーの取り出し口からスラリーを取り出すこと
ができず測定不可能であった。

第　３　表　（その１） 第　３　表　（その２） 以上の結果から明らかなように、この発明の方法による
と低粘度でしかも石炭濃度が高く、さらに静置安定性に
もすぐれる均質な石炭−水スラリーが得られることがわ
かる。

特許出願人　日本油脂株式会社 ＝６′。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）石炭を水と分散剤との存在下で湿式粉砕して石炭
   −水スラリーを製造するにあたり、分散剤として石炭と
   水との合計量１００重量部に対して、ａ）アルカリ成分
   ００１〜２重量部およびｂ）無水マレイン酸と次の一般
   式； ％式％ （式中、■＜、は水素またはメチル基、Ｒ２は水素、炭
   素数１〜３０のアルキル基もしくはアルケニル基、フェ
   ニル基、炭素数１〜４のアルキル基置換フェニル基、炭
   素数１〜５のアルコキシ基または炭素数１〜８のアルコ
   キシカルボニル基である。） で表わされる少なくとも一種のビニル化合物との共重合
   物またはこの共重合物のアミド化物もしくはエステル化
   物のアルカリ金属塩、アンモニウム塩または低級アミン
   塩０００１〜０．０９重量部を使用することを特徴とす
   る石炭−水スラリーの製造方法。
2. （２）アルカリ成分がカセイソーダ、カセイカリ、アン
   モニア、アルカノールアミンまたは低級アミンである特
   許請求の範囲第（１）項記載の石炭−水スラリーの製造
   方法。