JPS62241993A - 石炭−メタノ−ルスラリ−およびその製造方法 - Google Patents
石炭−メタノ−ルスラリ−およびその製造方法Info
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- JPS62241993A JPS62241993A JP61085073A JP8507386A JPS62241993A JP S62241993 A JPS62241993 A JP S62241993A JP 61085073 A JP61085073 A JP 61085073A JP 8507386 A JP8507386 A JP 8507386A JP S62241993 A JPS62241993 A JP S62241993A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は良好な貯蔵安定性、輸送性および燃焼性を有す
る石炭−メタノールスラリーおよびその製造方法に関す
る。
る石炭−メタノールスラリーおよびその製造方法に関す
る。
〈従来の技術〉
近年、エネルギー源として広く用いられている石油資源
の有限性が論じられるようになり、石油の代替品として
石炭が見直されてきている。しかしながら固体燃料であ
る石炭は、液体燃料に較べて輸送上あるいはハンドリン
グ上の不利はまぬがれない。
の有限性が論じられるようになり、石油の代替品として
石炭が見直されてきている。しかしながら固体燃料であ
る石炭は、液体燃料に較べて輸送上あるいはハンドリン
グ上の不利はまぬがれない。
この問題を解決するための手段として、石炭を微粉砕し
鉱油あるいは水等の媒体と混合して、いわゆるスラリー
燃料とする方法が試みられている。使用する媒体として
は、鉱油、水、メタノールなどが主として検討されてお
り、それぞれ異なった特徴を有している。
鉱油あるいは水等の媒体と混合して、いわゆるスラリー
燃料とする方法が試みられている。使用する媒体として
は、鉱油、水、メタノールなどが主として検討されてお
り、それぞれ異なった特徴を有している。
なかでも石炭−メタノールスラリ−(以下CMSと略称
する)は次のような利点を有しており、石炭の流体化の
媒体としてメタノールが注目されている。
する)は次のような利点を有しており、石炭の流体化の
媒体としてメタノールが注目されている。
即ち、メタノールを製造する原料性多様性があり、将来
1石炭のガス化による安価なメタノール合成ルートが開
発されれば、石炭のみから経済的にCMSが製造できる
。媒体としてメタノールを用いるので、水スラリーに比
してエネルギ一単位当りの輸送コストが低くなる。メタ
ノールの凝固点が低い(−98℃)ので寒冷地において
も凍結のおそれがない、水分が多く、炭種によっては自
然発火のおそれがあり、現在あまり利用されていない低
品位炭にも適用可能である。輸送経路の適所あるいは消
費地において、メタノールの一部を分離し、輸送媒体と
して再使用した一部、メタノールとして燃料あるいは化
学工業用原料などの多様な用途に利用できる。
1石炭のガス化による安価なメタノール合成ルートが開
発されれば、石炭のみから経済的にCMSが製造できる
。媒体としてメタノールを用いるので、水スラリーに比
してエネルギ一単位当りの輸送コストが低くなる。メタ
ノールの凝固点が低い(−98℃)ので寒冷地において
も凍結のおそれがない、水分が多く、炭種によっては自
然発火のおそれがあり、現在あまり利用されていない低
品位炭にも適用可能である。輸送経路の適所あるいは消
費地において、メタノールの一部を分離し、輸送媒体と
して再使用した一部、メタノールとして燃料あるいは化
学工業用原料などの多様な用途に利用できる。
CMSに関する従来技術として特開昭53−55304
号の方法が知られている。こ°の方法においては、石炭
を大部分の粒子が100メツシユ以下となるまで粉砕し
メタノールと混合してメタノール−微粉炭懸濁体を得て
おり、この懸濁体はシュード・チキソトロピー性であり
、貯蔵中弱く攪拌するだけで懸濁状態が維持でき、パイ
プライン中をポンプで送る際にも分離しないように保持
され、シェア・シンニング・レオロジー性を有していて
、静止中の粘度よりも低い見かけ粘度でポンプ輸送可能
な性質を有している。しかし、攪拌を停止して貯蔵して
おくと貯蔵容器の底部に懸濁微粉炭の一部が沈積して堅
い石炭の層であるいわゆる圧密層を形成するようになり
、一旦この圧密層が形成されると再びもとの均一な懸濁
体とすることが困難であり、充分な輸送および貯蔵安定
性を有しているとはいえなかった。
号の方法が知られている。こ°の方法においては、石炭
を大部分の粒子が100メツシユ以下となるまで粉砕し
メタノールと混合してメタノール−微粉炭懸濁体を得て
おり、この懸濁体はシュード・チキソトロピー性であり
、貯蔵中弱く攪拌するだけで懸濁状態が維持でき、パイ
プライン中をポンプで送る際にも分離しないように保持
され、シェア・シンニング・レオロジー性を有していて
、静止中の粘度よりも低い見かけ粘度でポンプ輸送可能
な性質を有している。しかし、攪拌を停止して貯蔵して
おくと貯蔵容器の底部に懸濁微粉炭の一部が沈積して堅
い石炭の層であるいわゆる圧密層を形成するようになり
、一旦この圧密層が形成されると再びもとの均一な懸濁
体とすることが困難であり、充分な輸送および貯蔵安定
性を有しているとはいえなかった。
また、特開昭58−45283号には適当量の水を添加
することにより、圧密層の形成が少なく貯蔵安定性の良
好なCMSを得る方法が開示されているが、輸送性の改
良に関しては未だ不充分であった。
することにより、圧密層の形成が少なく貯蔵安定性の良
好なCMSを得る方法が開示されているが、輸送性の改
良に関しては未だ不充分であった。
一般に、石炭スラリーの性能は1次のような特性値、す
なわち安定性(貯蔵性)、粘性(輸送性)、燃焼性等に
よって評価される。
なわち安定性(貯蔵性)、粘性(輸送性)、燃焼性等に
よって評価される。
CMSにおいては、これらの特性値を左右する因子とし
て1石炭の種類、スラリー中の石炭濃度、石炭の粒度分
布、水分および添加剤があり、さらに粉砕、混合等の製
造条件も加味されてCMSの性能が定まる。しかも、こ
れらの因子は相互に影響し合って複雑な作用を示すので
それぞれの因子に適切な設定条件の組合せを見出すのは
容易ではない、従来の方法においてはこの点に関する検
討が充分なされておらず、各種の石炭から良好な性能を
有するCMSを安定して得るためにはその都度、各因子
についての最適条件を検討する必要があった。
て1石炭の種類、スラリー中の石炭濃度、石炭の粒度分
布、水分および添加剤があり、さらに粉砕、混合等の製
造条件も加味されてCMSの性能が定まる。しかも、こ
れらの因子は相互に影響し合って複雑な作用を示すので
それぞれの因子に適切な設定条件の組合せを見出すのは
容易ではない、従来の方法においてはこの点に関する検
討が充分なされておらず、各種の石炭から良好な性能を
有するCMSを安定して得るためにはその都度、各因子
についての最適条件を検討する必要があった。
石炭スラリー中の石炭の粒度分布に関しては。
石炭−水スラリ−(以下CWSと略称する)の場合につ
いてはかなり検討されており1例えば日本公表特許公報
昭58−501183号などが知られているが、CM
Sのそれについて検討された例はない。一般に、CWS
の場合には石炭と水との親和性が小さく、相互作用もな
いので比較的解析が容易である。しかし乍ら、CMSの
場合には、石炭とメタノールの親和性が大きいので1石
炭中の成分の一部がメタノール中に溶出してCMS中の
固体成分および液体成分の双方の組成が変化したり、メ
タノールが石炭中の細孔や割目部分に浸入して崩壊し易
くするなどの複雑な相互作用を生じる。このように、C
WSにおける挙動とは異なる様相を呈している。さらに
、燃焼工程においても石炭中に浸透しにくく、燃焼性の
ない水の場合と異なり、石炭中に浸透したメタノールの
膨張および燃焼による爆砕効果により石炭粒子は破砕さ
れながら燃焼する。
いてはかなり検討されており1例えば日本公表特許公報
昭58−501183号などが知られているが、CM
Sのそれについて検討された例はない。一般に、CWS
の場合には石炭と水との親和性が小さく、相互作用もな
いので比較的解析が容易である。しかし乍ら、CMSの
場合には、石炭とメタノールの親和性が大きいので1石
炭中の成分の一部がメタノール中に溶出してCMS中の
固体成分および液体成分の双方の組成が変化したり、メ
タノールが石炭中の細孔や割目部分に浸入して崩壊し易
くするなどの複雑な相互作用を生じる。このように、C
WSにおける挙動とは異なる様相を呈している。さらに
、燃焼工程においても石炭中に浸透しにくく、燃焼性の
ない水の場合と異なり、石炭中に浸透したメタノールの
膨張および燃焼による爆砕効果により石炭粒子は破砕さ
れながら燃焼する。
このようにCMSはCWSとは大きく異なる挙動を示す
ので、CWSとは異なる観点から、その貯蔵安定性、輸
送性および燃焼性等を左右する因子を解明し、最適の製
造条件を定めることが必要である。
ので、CWSとは異なる観点から、その貯蔵安定性、輸
送性および燃焼性等を左右する因子を解明し、最適の製
造条件を定めることが必要である。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明は前記した従来技術の欠点を改良するものであっ
て、CMSの特性に影響を与える因子を解明し、各因子
の最適条件を定めることによって得られる。貯蔵安定性
、輸送性および燃焼特性のすぐれたCMSを提供するこ
とを目的とする。
て、CMSの特性に影響を与える因子を解明し、各因子
の最適条件を定めることによって得られる。貯蔵安定性
、輸送性および燃焼特性のすぐれたCMSを提供するこ
とを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉
前述のごと<CMSの性能は主に安定性(貯蔵性)、粘
性(輸送性)および燃焼性によって評価される。本発明
者らはCMSの製造条件につき種々検討を重ね、前記し
た特性値を左右する諸因子およびそれらの組合せについ
て詳細に検討した結果、各因子のCMS特性に及ぼす効
果は複雑で最適条件の設定に当っては数多くの実験を必
要としたが、理解を助ける為に他の条件を一定にして説
明すれば、微粒成分が多いほどCMSは安定となり燃焼
性も良いが粘度が増大するため輸送性は悪くなり、また
石炭法度は高い方が安定性は良いが高過ぎると粘度が高
くなることを認めた。而して本発明者らは、CMSの実
用性および経済性を重視し、製造の容易さ、゛貯蔵お・
よび輸送性、発熱量および燃焼性について総合的に判断
し、実用可能なCMSの目標特性値を、安定性について
は静置再流動化可能期間2ケ月以上、粘性については粘
度として50〜1000cp (センチポイズ)、そし
て燃焼性については微粉炭専焼と同等以上の燃焼効率が
得られることとし、これらを満足させることのできる各
因子の許容範囲について詳細に検討した結果本発明に到
達した。
性(輸送性)および燃焼性によって評価される。本発明
者らはCMSの製造条件につき種々検討を重ね、前記し
た特性値を左右する諸因子およびそれらの組合せについ
て詳細に検討した結果、各因子のCMS特性に及ぼす効
果は複雑で最適条件の設定に当っては数多くの実験を必
要としたが、理解を助ける為に他の条件を一定にして説
明すれば、微粒成分が多いほどCMSは安定となり燃焼
性も良いが粘度が増大するため輸送性は悪くなり、また
石炭法度は高い方が安定性は良いが高過ぎると粘度が高
くなることを認めた。而して本発明者らは、CMSの実
用性および経済性を重視し、製造の容易さ、゛貯蔵お・
よび輸送性、発熱量および燃焼性について総合的に判断
し、実用可能なCMSの目標特性値を、安定性について
は静置再流動化可能期間2ケ月以上、粘性については粘
度として50〜1000cp (センチポイズ)、そし
て燃焼性については微粉炭専焼と同等以上の燃焼効率が
得られることとし、これらを満足させることのできる各
因子の許容範囲について詳細に検討した結果本発明に到
達した。
即ち1本発明は、石炭およびメタノールを主成分とする
スラリーであって、該スラリー中の石炭粒子が、最大粒
子径が1500μ以下であり、 74fiL以下が30
〜85重量%、10ル以下が10〜25重量%、さらに
3ル以下が5〜15重量%の粒度分布を有し、かつ、該
スラリー中の石炭濃度Yが(a)式を満足する範囲内に
あることを特徴とする貯蔵安定性、輸送性および燃焼性
にすぐれたCMSである。
スラリーであって、該スラリー中の石炭粒子が、最大粒
子径が1500μ以下であり、 74fiL以下が30
〜85重量%、10ル以下が10〜25重量%、さらに
3ル以下が5〜15重量%の粒度分布を有し、かつ、該
スラリー中の石炭濃度Yが(a)式を満足する範囲内に
あることを特徴とする貯蔵安定性、輸送性および燃焼性
にすぐれたCMSである。
X −34,0≦Y≦X−15,1−・・・(a)但し
、 (a)式中、Xは石炭中の炭素の重量%で示される
炭化度を、Yはスラリー中の石炭の重量%濃度を示す。
、 (a)式中、Xは石炭中の炭素の重量%で示される
炭化度を、Yはスラリー中の石炭の重量%濃度を示す。
而して本発明のCMSにおいては、スラリー中に全水分
量が30重量%を越えない範囲で石炭中の固有水分に加
えて0.5〜25.0重量%、より好ましくは0.5〜
20.0重量%の水を含有することが好ましく、また本
発明のCMSは次のような製造方法によって得られるス
ラリーであることがより好ましい。
量が30重量%を越えない範囲で石炭中の固有水分に加
えて0.5〜25.0重量%、より好ましくは0.5〜
20.0重量%の水を含有することが好ましく、また本
発明のCMSは次のような製造方法によって得られるス
ラリーであることがより好ましい。
即ち、本発明の他の発明は、石炭を最大粒子径が150
0−以下、74に以下が35〜65重量%、lo路路下
下10〜25重量%、さらに3蒔以下が5〜15重量%
の粒度分布となるよう乾式または湿式粉砕し、次いで得
られるCMS中の水の濃度が石炭中の固有水分プラス0
.5重量%以上となる量に水を添加または調製して混合
し、次いでメタノールおよび必要により残部の水を添加
混合して該スラリー中の水の量を全水分量が30重量%
を越えない範囲で石炭中の固有水分に加えて0.5〜2
5.0重量%となるようにtIJ整し且つ該スラリー中
の石炭濃度Yが(a)式を満足するように調整すること
を特徴とするCMSの製造方法である。
0−以下、74に以下が35〜65重量%、lo路路下
下10〜25重量%、さらに3蒔以下が5〜15重量%
の粒度分布となるよう乾式または湿式粉砕し、次いで得
られるCMS中の水の濃度が石炭中の固有水分プラス0
.5重量%以上となる量に水を添加または調製して混合
し、次いでメタノールおよび必要により残部の水を添加
混合して該スラリー中の水の量を全水分量が30重量%
を越えない範囲で石炭中の固有水分に加えて0.5〜2
5.0重量%となるようにtIJ整し且つ該スラリー中
の石炭濃度Yが(a)式を満足するように調整すること
を特徴とするCMSの製造方法である。
X−34,0≦Y≦X−15,1・・・−・・(a)但
し、 (a)式中、XおよびYは前記と同意を表わす。
し、 (a)式中、XおよびYは前記と同意を表わす。
本発明者らの知見によれば、CMSの物性値はスラリー
中の石炭の粒度構成に大きく依存し、特にCMSの安定
性、粘性に関しては超微粒成分の影響が大きいことを認
めた。即ち、安定性、パイプライン輸送停止後の再スタ
ートの容易さ、パイプの摩耗および燃焼性の面からはで
きるだけ微粒成分が多い方がよく、一方、パイプライン
輸送を容易にする粘度の低下、高濃度化さらに粉砕動力
の面からは粗粒成分が多い方が好ましい、従って、実用
性のあるCMSを得るためには、これらの相関関係を考
慮し、さらに経済性も加味して特定の粒度分布範囲を設
定しなければならない。
中の石炭の粒度構成に大きく依存し、特にCMSの安定
性、粘性に関しては超微粒成分の影響が大きいことを認
めた。即ち、安定性、パイプライン輸送停止後の再スタ
ートの容易さ、パイプの摩耗および燃焼性の面からはで
きるだけ微粒成分が多い方がよく、一方、パイプライン
輸送を容易にする粘度の低下、高濃度化さらに粉砕動力
の面からは粗粒成分が多い方が好ましい、従って、実用
性のあるCMSを得るためには、これらの相関関係を考
慮し、さらに経済性も加味して特定の粒度分布範囲を設
定しなければならない。
本発明者らは1石炭の粒度分布を任意に調整してCMS
を製造し、その物性評価を行なった結果、全体の粒度分
布、最大粒径および超微粒子の含有量を制御することに
より、貯蔵安定性にすぐれ、粘度も低く、かつ燃焼性の
よいCMSが得られることがわかった。CMSとして最
適の粒度分布は原料炭の炭種や粉砕方法によって異なる
が、粒度構成として最大粒子径および74ル以下、to
p以下、3JL以下の粒子の含有量の範囲を前記のとお
り規定すれば各特性値が前記した許容範囲内に収まる良
好な性能のCMSが得られる。また、粒子径は燃焼性の
面からも重要であり、ボイラー燃焼で95%以上の燃焼
効率を得るためには微粉炭専焼あるいはCWSの場合に
は74ル以下の粒子が70〜80%となるように粉砕す
ることが必要であるが、CMSの場合には石炭粒子中に
浸透したメタノールの効果により石炭が爆裂しながら燃
焼するので燃焼性のみについていえば?4μ以下が40
〜50%となるように粉砕すれば充分であり、最大粒子
径も1500 J4まで許容できる。而して74ル以下
の石炭粒子が85重量%を超える場合において得られる
CMSは概して粘性が高く流動性が悪くなり、一方、7
4川以、下の石炭粒子が30重量%に満たない場合にお
いて得られるCMSは概して低粘度ではあるが粒子が沈
降しやすく安定性が悪いので実用的でなく、また74μ
以下の石炭粒子が30〜65重量%の範囲であっても例
えば3ト以下の石炭粒子が5重量%に満たない場合、或
は15重量%を越える場合に吻いて得られるCMSにお
いても同様に不都合を生じ実用的でない。
を製造し、その物性評価を行なった結果、全体の粒度分
布、最大粒径および超微粒子の含有量を制御することに
より、貯蔵安定性にすぐれ、粘度も低く、かつ燃焼性の
よいCMSが得られることがわかった。CMSとして最
適の粒度分布は原料炭の炭種や粉砕方法によって異なる
が、粒度構成として最大粒子径および74ル以下、to
p以下、3JL以下の粒子の含有量の範囲を前記のとお
り規定すれば各特性値が前記した許容範囲内に収まる良
好な性能のCMSが得られる。また、粒子径は燃焼性の
面からも重要であり、ボイラー燃焼で95%以上の燃焼
効率を得るためには微粉炭専焼あるいはCWSの場合に
は74ル以下の粒子が70〜80%となるように粉砕す
ることが必要であるが、CMSの場合には石炭粒子中に
浸透したメタノールの効果により石炭が爆裂しながら燃
焼するので燃焼性のみについていえば?4μ以下が40
〜50%となるように粉砕すれば充分であり、最大粒子
径も1500 J4まで許容できる。而して74ル以下
の石炭粒子が85重量%を超える場合において得られる
CMSは概して粘性が高く流動性が悪くなり、一方、7
4川以、下の石炭粒子が30重量%に満たない場合にお
いて得られるCMSは概して低粘度ではあるが粒子が沈
降しやすく安定性が悪いので実用的でなく、また74μ
以下の石炭粒子が30〜65重量%の範囲であっても例
えば3ト以下の石炭粒子が5重量%に満たない場合、或
は15重量%を越える場合に吻いて得られるCMSにお
いても同様に不都合を生じ実用的でない。
本発明のCMSにおいては亜炭から無煙炭までの広範囲
の石炭が適用可能であるが、同一条件で製造したCMS
でもその性状は原料石炭により大幅に異なる場合がある
0本発明者らの知見によれば、得られるスラリー粘度へ
の影響が大きく、この点に関連して特に前記したY値を
制御する必要がある。
の石炭が適用可能であるが、同一条件で製造したCMS
でもその性状は原料石炭により大幅に異なる場合がある
0本発明者らの知見によれば、得られるスラリー粘度へ
の影響が大きく、この点に関連して特に前記したY値を
制御する必要がある。
即ち、前記の如く実用的CMSにおいてはスラリー粘度
として50〜100OCPの範囲にあることが必要であ
り、かへる粘度範囲を安定して調整し得るためには、用
いる石炭の炭化度を尺度としてY値を制御する必要があ
る。炭化度と粘度の関係を具体的に示せば、例えばカナ
ダ瀝青炭を使用する場合において代表的炭化度値88.
7を採用して算出すればY値は73.8〜54.7重量
%の範囲であり、また米国亜瀝青炭を使用する場合にお
いて炭化度値76.7を採用して算出すればY値は61
.0〜42.7重量%である。而して前者の場合におい
て石炭濃度73.6重量%濃度(7)0MSスラリーは
はX 1000cpの粘度を有するものであり、同様に
後者の場合において81.6重量%濃度の0MSスラリ
ーははN 1000Cpの粘度を有するものとなり、は
C採用し得る濃度の上限値を示すものである。一方、Y
値の下限値に満たない場合はスラリーの安定性が低下す
ると共に石炭の輸送効率が低下し利用し得ない。
として50〜100OCPの範囲にあることが必要であ
り、かへる粘度範囲を安定して調整し得るためには、用
いる石炭の炭化度を尺度としてY値を制御する必要があ
る。炭化度と粘度の関係を具体的に示せば、例えばカナ
ダ瀝青炭を使用する場合において代表的炭化度値88.
7を採用して算出すればY値は73.8〜54.7重量
%の範囲であり、また米国亜瀝青炭を使用する場合にお
いて炭化度値76.7を採用して算出すればY値は61
.0〜42.7重量%である。而して前者の場合におい
て石炭濃度73.6重量%濃度(7)0MSスラリーは
はX 1000cpの粘度を有するものであり、同様に
後者の場合において81.6重量%濃度の0MSスラリ
ーははN 1000Cpの粘度を有するものとなり、は
C採用し得る濃度の上限値を示すものである。一方、Y
値の下限値に満たない場合はスラリーの安定性が低下す
ると共に石炭の輸送効率が低下し利用し得ない。
本発明の好ましい態様においては石炭中に含まれる固有
水分に加えてさらに水を添加することによりCMS中の
水が制御され、添加水量としては好ましくは0.5〜2
5.0重量%、より好ましくは0.5〜20.0重量%
、更に好ましくは2.0〜15.0重量%の範囲に制御
される。而してCMS中の石炭の固有水分以上の水分の
存在はCMSの安定性の向上とスラリー粘度の低下にお
いて効果的であり、例えば固有水分5.9重量%のカナ
ダ瀝青炭から水を添加せずに調整した水分368重量%
のCMSの粘度が約900CPであったものが、水を添
加して水分20重量%とすると約HOcpまで低下し、
しかも安定性が向上した例がある。
水分に加えてさらに水を添加することによりCMS中の
水が制御され、添加水量としては好ましくは0.5〜2
5.0重量%、より好ましくは0.5〜20.0重量%
、更に好ましくは2.0〜15.0重量%の範囲に制御
される。而してCMS中の石炭の固有水分以上の水分の
存在はCMSの安定性の向上とスラリー粘度の低下にお
いて効果的であり、例えば固有水分5.9重量%のカナ
ダ瀝青炭から水を添加せずに調整した水分368重量%
のCMSの粘度が約900CPであったものが、水を添
加して水分20重量%とすると約HOcpまで低下し、
しかも安定性が向上した例がある。
この場合においてCMS中の全水分量が30重量%を超
える場合はCMSの発熱量を低下させるので実用的でな
い。
える場合はCMSの発熱量を低下させるので実用的でな
い。
スラリー粘度のより効果的な低減方法としては次の方法
を開示することができる。即ち、上記した水を含有する
CMSの製造方法において石炭とメタノールとの混合に
先立って石炭と添加用の水との接触を行なうことにより
その目的を達することができる。この際接触させる水の
量に関しては前記したCMS中に許容される水の量的範
囲の一部または全量の水と石炭との接触混合を行なった
のち場合により残部の水と接触させることが好ましい、
かへる接触操作ののち更に残部の水との接触、場合によ
り水−メタノール混合液との接触を行ない、更にメタノ
ール若しくは残部のメタノールとの接触を行なうことが
好ましい、なお、原料石炭中の水分が多すぎる場合には
遠心分離等の手段により水分を除去し、全体の水分量を
調整すればよい。
を開示することができる。即ち、上記した水を含有する
CMSの製造方法において石炭とメタノールとの混合に
先立って石炭と添加用の水との接触を行なうことにより
その目的を達することができる。この際接触させる水の
量に関しては前記したCMS中に許容される水の量的範
囲の一部または全量の水と石炭との接触混合を行なった
のち場合により残部の水と接触させることが好ましい、
かへる接触操作ののち更に残部の水との接触、場合によ
り水−メタノール混合液との接触を行ない、更にメタノ
ール若しくは残部のメタノールとの接触を行なうことが
好ましい、なお、原料石炭中の水分が多すぎる場合には
遠心分離等の手段により水分を除去し、全体の水分量を
調整すればよい。
石炭とメタノールとの接触に先立って石炭と水とを接触
させることによる効果の発現理由は明らかではないが、
原料石炭中の含水量との兼ね合いにより調整され添加混
合、乃至は添加混合粉砕された石炭より製造されるCM
Sは低粘性を保ち得ることから輸送性に優れ実用性に優
れたものである。猶、上記した方法による効果は、瀝青
炭および亜瀝青炭の様にメタノール吸収量の大きい炭種
において石炭濃度の低い領域では粘度が高くなるが高濃
度領域においては粘度が低下し特に有効である。
させることによる効果の発現理由は明らかではないが、
原料石炭中の含水量との兼ね合いにより調整され添加混
合、乃至は添加混合粉砕された石炭より製造されるCM
Sは低粘性を保ち得ることから輸送性に優れ実用性に優
れたものである。猶、上記した方法による効果は、瀝青
炭および亜瀝青炭の様にメタノール吸収量の大きい炭種
において石炭濃度の低い領域では粘度が高くなるが高濃
度領域においては粘度が低下し特に有効である。
本発明の0MS製造においては適当な添加剤を併用する
ことにより安定性および流動性を更に向上することがで
きる。即ち、添加剤としてはアニオン界面活性剤、カチ
オン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、高分子分散剤そ
の他の有機化合物類等が用いられるが、なかでも親木基
として÷0CH2−CH2+、 OH基を有し、親油基
として脂肪属炭化水素基、芳香族炭化水素基のエーテル
結エーテル結合、エステル結合を有するノニオン界面活
性剤が顕著な安定化効果を示すことも認められている。
ことにより安定性および流動性を更に向上することがで
きる。即ち、添加剤としてはアニオン界面活性剤、カチ
オン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、高分子分散剤そ
の他の有機化合物類等が用いられるが、なかでも親木基
として÷0CH2−CH2+、 OH基を有し、親油基
として脂肪属炭化水素基、芳香族炭化水素基のエーテル
結エーテル結合、エステル結合を有するノニオン界面活
性剤が顕著な安定化効果を示すことも認められている。
また、粘度低下剤としては、或種の水溶性リン酸塩、ア
ルカリ金属などの水酸化物1弱酸塩、カチオン性および
アニオン性官能基を有する両性化合物、アニオン系界面
活性剤等も有効であり、これらの添加剤を5重量%以下
、好ましくは0.2〜2重量%の範囲で使用することも
できる。
ルカリ金属などの水酸化物1弱酸塩、カチオン性および
アニオン性官能基を有する両性化合物、アニオン系界面
活性剤等も有効であり、これらの添加剤を5重量%以下
、好ましくは0.2〜2重量%の範囲で使用することも
できる。
本発明のCMSに使用されるメタノールは精製されたメ
タノールである必要はなく、メタノールの製造工程に由
来する不純物が混入しているものでも1〜4個の炭素原
子を有する低級アルコールを含んでいてもよく、またC
MSの使用に際し石炭とメタノールを分離し1回収され
たメタノールを再使用することもできる。さらに前記し
たように適量の水の存在はCMSの性能に好ましい影響
を与えるので含水メタノールの使用も可罷であり、原料
石炭も未乾燥のま−あるいはCWSの形で輸送された石
炭から水を分離した湿潤状態の石炭をそのま翫使用でき
実用上きわめて好都合である。
タノールである必要はなく、メタノールの製造工程に由
来する不純物が混入しているものでも1〜4個の炭素原
子を有する低級アルコールを含んでいてもよく、またC
MSの使用に際し石炭とメタノールを分離し1回収され
たメタノールを再使用することもできる。さらに前記し
たように適量の水の存在はCMSの性能に好ましい影響
を与えるので含水メタノールの使用も可罷であり、原料
石炭も未乾燥のま−あるいはCWSの形で輸送された石
炭から水を分離した湿潤状態の石炭をそのま翫使用でき
実用上きわめて好都合である。
〈発明の効果〉
本発明のCMSは静置再流動化可能期間2ケ月以上のよ
うな優れた貯蔵安定性および粘度が50〜1000cp
であるような優れた輸送性を有しており。
うな優れた貯蔵安定性および粘度が50〜1000cp
であるような優れた輸送性を有しており。
粗粒成分、が多いにもかかわらず微粉炭燃焼と同等以上
の燃焼効率の得られる高性能の石炭流体化燃料であり、
しかも比較的簡単な工程により製造が可能で且つ石炭の
高濃度化、低品位炭への応用も容易であり、従って経済
性の面でも有利さを備えた極めて実用性の高い石炭スラ
リーである。
の燃焼効率の得られる高性能の石炭流体化燃料であり、
しかも比較的簡単な工程により製造が可能で且つ石炭の
高濃度化、低品位炭への応用も容易であり、従って経済
性の面でも有利さを備えた極めて実用性の高い石炭スラ
リーである。
〈実施例〉
以下、実施例により本発明のCMSを具体的に説明する
が、本発明のCMSはこれら実施例に限定されるもので
はない。
が、本発明のCMSはこれら実施例に限定されるもので
はない。
物性値の測定方法:・
以下の実施例におけるCMSの各物性値はそれぞれ次の
ような方法で・測定した。
ような方法で・測定した。
1)粒度分布
JIS標準篩を使用し、メタノールを用いた湿式篩分け
により44ルまで測定し、44ル以下の粒子は遠心沈降
式の光透過法により測定した。
により44ルまで測定し、44ル以下の粒子は遠心沈降
式の光透過法により測定した。
2)粘度
二重円筒型回転粘度計(ハーケ社製、ローターMVII
)を使用し、測定温度20℃、ずり速度20 sec’
で測定した。
)を使用し、測定温度20℃、ずり速度20 sec’
で測定した。
3)安定性
0MSサンプルを200dメスシリンダーに採り、60
日間静置後あるいは振動機により60日間の静置に相当
する加振処理したのち棒貫入試験により安定性を評価し
た。棒貫入試験はCMS液面より6mmφX 520m
mHのガラス棒(37g)を落下させ棒が停止したとき
の底面からの高さを圧密層とし、さらに棒を指で軽く押
したときの棒の底面からの高さを手押し圧密層として測
定し、次の4段階で評価した。
日間静置後あるいは振動機により60日間の静置に相当
する加振処理したのち棒貫入試験により安定性を評価し
た。棒貫入試験はCMS液面より6mmφX 520m
mHのガラス棒(37g)を落下させ棒が停止したとき
の底面からの高さを圧密層とし、さらに棒を指で軽く押
したときの棒の底面からの高さを手押し圧密層として測
定し、次の4段階で評価した。
@ 圧密生成なしく棒瞬時落下)
0 圧密生成あり、手押し圧密O%
Δ 圧密生成あり1手押し圧密5%未満X 圧密生成あ
り1手押し圧密5%以上なお1本発明のCMSの目標値
である「静置後回流動化可能期間2ケ月以上」は上記評
価のO−■に相当する。
り1手押し圧密5%以上なお1本発明のCMSの目標値
である「静置後回流動化可能期間2ケ月以上」は上記評
価のO−■に相当する。
4)燃焼性
炉内径1.5m、炉長4.5mの小型燃焼試験炉を用い
、排ガス中の酸素濃度が約2%となるような条件で燃焼
試験を行ない、次式により燃焼効率を算出した。
、排ガス中の酸素濃度が約2%となるような条件で燃焼
試験を行ない、次式により燃焼効率を算出した。
ここでLC:炉出口ダスト中の未燃炭素による損失(K
cal/h) Li:不完全燃焼による損失 (Kcal/h) B ;燃焼量(kg/ h) Hl:低位発熱量(Kcal/kg) 実施例1 第1表に示す各産炭地の石炭を使用し、主として0MS
中の石炭粒子の粒度および石炭濃度とY値と得られるC
MSのスラリー特性、即ち粒度、貯蔵安定性および燃焼
効率との関係を調べた。
cal/h) Li:不完全燃焼による損失 (Kcal/h) B ;燃焼量(kg/ h) Hl:低位発熱量(Kcal/kg) 実施例1 第1表に示す各産炭地の石炭を使用し、主として0MS
中の石炭粒子の粒度および石炭濃度とY値と得られるC
MSのスラリー特性、即ち粒度、貯蔵安定性および燃焼
効率との関係を調べた。
この実験において石炭の粉砕は乾式粉砕機ハンマークラ
ッシャーを用いて行ない、更に表に示すCMS組成とな
るようにメタノールを加え所定の粒度分布となるよう湿
式粉砕を行なった。更にメタノールを加えて濃度調整を
行ない表に示すCMSを得た。このCMSを80日間静
置した後、圧密層の生成度合により安定性評価を行なっ
た。また粘性および燃焼効率を測定しこれらの結果を第
1表に示した。猶、この実験における0MS中の水含有
量は主として原料石炭中に含まれる固有水分に由来する
ものである。また表中の使用度の略称は以下のとおり。
ッシャーを用いて行ない、更に表に示すCMS組成とな
るようにメタノールを加え所定の粒度分布となるよう湿
式粉砕を行なった。更にメタノールを加えて濃度調整を
行ない表に示すCMSを得た。このCMSを80日間静
置した後、圧密層の生成度合により安定性評価を行なっ
た。また粘性および燃焼効率を測定しこれらの結果を第
1表に示した。猶、この実験における0MS中の水含有
量は主として原料石炭中に含まれる固有水分に由来する
ものである。また表中の使用度の略称は以下のとおり。
1−3 支−−1
無 炭 カナダ亜瀝青炭
K 炭 インドネシア亜瀝青炭
M 炭 米国亜瀝青炭
C炭 カナダ瀝青炭
Q 炭 豪州瀝青炭
D 炭 中国瀝青炭
A 炭 カナダ瀝青炭
無煙炭 中国無煙炭
実施例2
CMS中の水含有率、特に石炭中の固有水分以上の水の
量とスラリー特性との関係を調べた。
量とスラリー特性との関係を調べた。
カナダ瀝青炭およびカナダ亜瀝青炭を最大粒子径110
0ル、74ル以下45〜47重景%、10ル以下18〜
20重量%、3JL以下8.0〜8.5重量%となるよ
うに実施例1と同様の粉砕法を採用してCMSを調整し
た。この実験におけるCMS中の水含有量は原料石炭中
の固有水分に加えて乾式粉砕時に適宜添加する方法によ
り調整した。猶、この実験におけるCMS調整後静置期
間は60日とした。
0ル、74ル以下45〜47重景%、10ル以下18〜
20重量%、3JL以下8.0〜8.5重量%となるよ
うに実施例1と同様の粉砕法を採用してCMSを調整し
た。この実験におけるCMS中の水含有量は原料石炭中
の固有水分に加えて乾式粉砕時に適宜添加する方法によ
り調整した。猶、この実験におけるCMS調整後静置期
間は60日とした。
#i2表
実施例3
CMS調整時の水の添加時期によるスラリー粘性への影
響を調べた。
響を調べた。
カナダ瀝青炭を気乾後、ヘンシェルミキサーを用イテ2
800rpmで17分子lJl砕して200メツシュパ
ス50%程度となるよう粉砕し粗粒を除去した。この場
合の最大粒子径1050..747z以下47.0重量
%、 10JL以下19重量%、3勝以下8重量%であ
った。
800rpmで17分子lJl砕して200メツシュパ
ス50%程度となるよう粉砕し粗粒を除去した。この場
合の最大粒子径1050..747z以下47.0重量
%、 10JL以下19重量%、3勝以下8重量%であ
った。
この粉砕石炭(水分含有率3.5%・・・固有水分)に
メタノールおよび水を次の調整方法に従って添加混合し
、得られる石炭濃度50〜BO重量%のCMSの粘度を
調べ第3表に示した。なお、混合は回転X式の攪拌機で
40Orpmの回転数により実施した。
メタノールおよび水を次の調整方法に従って添加混合し
、得られる石炭濃度50〜BO重量%のCMSの粘度を
調べ第3表に示した。なお、混合は回転X式の攪拌機で
40Orpmの回転数により実施した。
調整方法゛1:粉砕石炭に所定量のメタノールを添加し
て10分間混合し、20日間静置したのち、所定量の水
を加えてlO分間混合し更に20日間静置した。
て10分間混合し、20日間静置したのち、所定量の水
を加えてlO分間混合し更に20日間静置した。
調整方法2:粉砕石炭に全量のメタノールを加えて20
分間混合し次いで40日間静置した。
分間混合し次いで40日間静置した。
調整方法3;粉砕石炭に所定量の水とメタノールの混合
溶液を加えて20分間混合したのち40日間静置した。
溶液を加えて20分間混合したのち40日間静置した。
調整方法4:粉砕石炭に所定量の水を添加してlO分間
混合したのち所定量のメ・タノールを加えて10分間混
合しさらに20日間静置した。
混合したのち所定量のメ・タノールを加えて10分間混
合しさらに20日間静置した。
第3表
〈発明の評価〉
実施例1記載の実験では、使用度のY値の上限に近い石
炭濃度で得られるCMSの粘性は1000cpに近いか
それ以上の値を示し、スラリー輸送における上限濃度に
近いことを示している。また1本発明において特定され
た石炭粒径の範囲、即ち最大粒径、?4μ以下、lOル
以下および3勝以下の石炭粒子の量が特定された量的範
囲を外れる場合は好ましいスラリー特性のCMSは得ら
れないことがわかる。
炭濃度で得られるCMSの粘性は1000cpに近いか
それ以上の値を示し、スラリー輸送における上限濃度に
近いことを示している。また1本発明において特定され
た石炭粒径の範囲、即ち最大粒径、?4μ以下、lOル
以下および3勝以下の石炭粒子の量が特定された量的範
囲を外れる場合は好ましいスラリー特性のCMSは得ら
れないことがわかる。
実施例2記載の実験では1石炭の固有水分に加えて適量
の水を添加したCMSが、石炭の固有水分に由来する水
分のみを含有するCMSに比べてスラリー粘性が低く、
安定性もすぐれていることがわかる。
の水を添加したCMSが、石炭の固有水分に由来する水
分のみを含有するCMSに比べてスラリー粘性が低く、
安定性もすぐれていることがわかる。
更に実施例3記載の実験ではCMSの調整時における水
の添加順序が得られるCMSの粘度に微妙に影響し、石
炭粒子のメタノールとの接触に先立って水と接触させし
かる後メタノールと接触させる方法が、得られるCMS
の粘度を低いレベルに維持する上で効果的であり、且つ
これらの効果は高濃度の石炭濃度のCMSにおいてより
顕著であることがわかる。
の添加順序が得られるCMSの粘度に微妙に影響し、石
炭粒子のメタノールとの接触に先立って水と接触させし
かる後メタノールと接触させる方法が、得られるCMS
の粘度を低いレベルに維持する上で効果的であり、且つ
これらの効果は高濃度の石炭濃度のCMSにおいてより
顕著であることがわかる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)石炭およびメタノールを主成分とするスラリーであ
って、該スラリー中の石炭粒子が、最大粒子径が150
0μ以下であり、74μ以下が30〜65重量%、10
μ以下が10〜25重量%、さらに3μ以下が5〜15
重量%の粒度分布を有し、かつ、該スラリー中の石炭濃
度Yが(a)式を満足する範囲内にあることを特徴とす
る石炭−メタノールスラリー。 X−34.0≦Y≦X−15.1・・・ ・・・(a)
但し、(a)式中、Xは石炭中の炭素の重量%で示され
る炭化度を、Yはスラリー中の石炭の重量%濃度を示す
。 2)スラリー中の全水分量が30重量%を越えない範囲
で石炭中の固有水分に加えて0.5〜25.0重量%の
水を含有する特許請求の範囲第1項記載の石炭−メタノ
ールスラリー。 3)スラリー中の全水分量が30重量%を越えない範囲
で石炭中の固有水分に加えて0.5〜20.0重量%の
水を含有する特許請求の範囲第1項記載の石炭−メタノ
ールスラリー。 4)石炭を最大粒子径が1500μ以下、74μ以下が
35〜65重量%、10μ以下が10〜25重量%、さ
らに3μ以下が5〜15重量%の粒度分布となるよう乾
式または湿式粉砕し、次いで最終的に得られる石炭−メ
タノールスラリー中の水の濃度が石炭中の固有水分プラ
ス0.5重量%以上となる量に水を添加または調製して
混合し、次いでメタノールおよび必要により残部の水を
添加混合して該スラリー中の水の量を全水分量が30重
量%以下であって石炭中の固有水分に加えて0.5〜2
5.0重量%となるように調整し且つ該スラリー中の石
炭濃度Yが(a)式を満足するように調整することを特
徴とする石炭−メタノールスラリーの製造方法。 X−34.0≦Y≦X−15.1・・・ ・・・(a)
但し、(a)式中、Xは石炭中の炭素の重量%で示され
る炭化度を、Yはスラリー中の石炭の重量%濃度を示す
。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61085073A JPS62241993A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 石炭−メタノ−ルスラリ−およびその製造方法 |
| CA000508722A CA1273200A (en) | 1986-04-15 | 1986-05-08 | Coal-methanol slurry and its production process |
| US07/171,152 US4802891A (en) | 1986-04-15 | 1988-03-21 | Coal-methanol slurry and its production process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61085073A JPS62241993A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 石炭−メタノ−ルスラリ−およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62241993A true JPS62241993A (ja) | 1987-10-22 |
| JPH0349318B2 JPH0349318B2 (ja) | 1991-07-29 |
Family
ID=13848442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61085073A Granted JPS62241993A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 石炭−メタノ−ルスラリ−およびその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4802891A (ja) |
| JP (1) | JPS62241993A (ja) |
| CA (1) | CA1273200A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115824768A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-21 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | 一种油煤浆稳定性评价方法 |
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| US20040159184A1 (en) * | 2003-02-19 | 2004-08-19 | General Electric Company | Non-corrosive treatment to enhance pressurized and non-pressurized pulverized coal combustion |
| WO2007016528A2 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Primet Precision Materials, Inc. | Coal particle compositions and associated methods |
| SMT202100354T1 (it) | 2010-11-25 | 2021-07-12 | Gane Energy & Resources Pty Ltd | Combustibile contenente metanolo e processo per l'alimentazione di un motore ad accensione per compressione con questo combustibile |
| CN110382613B (zh) * | 2017-03-22 | 2022-03-25 | 住友橡胶工业株式会社 | 用于无钉防滑轮胎的胎面橡胶组合物 |
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| US1681335A (en) * | 1926-03-24 | 1928-08-21 | Ig Farbenindustrie Ag | Stable suspension and paste of coal |
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| JPS609077B2 (ja) * | 1976-10-29 | 1985-03-07 | ザ ケラ− コ−ポレ−シヨン | 燃料組成物およびその製造方法 |
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| US4441887A (en) * | 1981-07-31 | 1984-04-10 | Alfred University Research Foundation Inc. | Stabilized slurry and process for preparing same |
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| US4498906A (en) * | 1982-03-22 | 1985-02-12 | Atlantic Research Corporation | Coal-water fuel slurries and process for making |
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-
1986
- 1986-04-15 JP JP61085073A patent/JPS62241993A/ja active Granted
- 1986-05-08 CA CA000508722A patent/CA1273200A/en not_active Expired
-
1988
- 1988-03-21 US US07/171,152 patent/US4802891A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115824768A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-21 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | 一种油煤浆稳定性评价方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1273200A (en) | 1990-08-28 |
| US4802891A (en) | 1989-02-07 |
| JPH0349318B2 (ja) | 1991-07-29 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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