【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、酸又はアルカリ水溶液中で石炭を粉
砕して微粉炭を調製するとともに石炭中に含まれ
ている灰分を該水溶液中に溶解させた後に、得ら
れた微粉炭を含水状態に於いて油と混合して油中
に分散させることを特徴とする乳化コロイド燃料
の製造法に関するものである。
従来、微粉炭−油混合燃料は、流動性をもつた
液状であるために輸送時、貯蔵時並びに燃焼時の
取り扱いが容易であるところから実用化研究がす
すめられているが、石炭と油が分離しやすい欠点
があつた。
本発明に係わる乳化コロイド燃料は、石炭を水
溶液中で微粉砕するため、石炭中の灰分が水中に
溶出除去されるので、燃焼後の残渣が少なく、燃
焼装置を汚すことが少ないうえ、石炭を含水状態
に於いて油と混合して乳化コロイドとするため、
石炭と油の分離が起らず、貯蔵安定性がすぐれて
いるという特徴を有している。
また、水中粉砕を行う結果、燃料中の水が石炭
の細孔中に潜入して存在するため、油が燃焼して
水の沸点まで昇温すると水爆発が起り、石炭の燃
焼を促進するという効果を示すことも大きな特徴
である。
本発明に於いて使用し得る石炭は、炭素含有率
が65重量％以上のものであればよく、例えば褐炭
（炭素含有率65〜75重量％）、亜歴青炭（同75〜78
重量％）、歴青炭（同80〜90重量％）、無煙炭（同
90重量％以上）等がいずれも好適に使用できる
が、本発明方法は水酸基、カルボキシル基等の含
有量の多い褐炭の処理方法として特にすぐれてい
る。これらの石炭を水中で粉砕するに当つては、
あらかじめ平均粒径150μ程度まで粗粉砕して使
用することが好ましい。
酸又はアルカリ水溶液に用いる酸、アルカリに
は特に制限はないが、コストの点から塩酸、硫酸
等の如き酸又は水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウ
ム等の如きアルカリが使用される。水溶液中で粗
粉砕された石炭を微粉砕する方法としては、例え
ばボールミル等を使用して粉砕する方法を採用す
ることができる。水溶液に対する石炭の添加量
は、一般に10〜60重量％とすることが好ましい。
水中粉砕は好ましくは平均粒径100μ以下となる
程度まで行う。
石炭中に含まれている灰分には、酸に可溶なも
のとアルカリに可溶なものがあるから、原料とす
る石炭により酸処理及びアルカリ処理を適宜組み
合せて行う必要がある。灰分の水溶液中への溶出
を促進するために、酸又はアルカリ水溶液中で石
炭を粉砕した後に必要に応じて煮沸温度で数時間
還流してもよい。このような水中粉砕により、石
炭中の灰分は２分の１以下に減少させることが可
能となる。
又このような酸、アルカリによる水中処理をし
た後、酸性下でイオウバクテリア処理をすること
により石炭中の硫黄を分解除去することも可能で
ある。硫黄化合物を資化するバクテリアは水中で
活性であるため、水中粉砕を行う本発明方法に更
にイオウバクテリア処理を応用することにより、
石炭中の有害物を更に大幅に減少させることがで
きる。
水溶液中で粉砕して灰分を溶出させた微粉炭は
次いで含水状態のまま油と混合して乳化コロイド
燃料とされる。
本発明に於いては、重油、軽油、灯油のいずれ
もが好適に使用されるが、主としてボイラー用の
燃料とするためには、石油の常圧蒸溜残油である
重油を利用するのが一般的である。微粉炭と油と
の比率は、一般に重量比で７：２〜２：７とする
ことが好ましい。
乳化方法としては、水溶液中で微粉炭を調製し
た後に、必要に応じて該水溶液の一部を分離除去
し、次いでニーダー等を使用して油と混合するこ
とによつて余分の水溶液を分離除去するとともに
水と油の乳化物中に微粉炭が分散されている乳化
コロイド燃料とする方法が採用される。
水溶液の一部を除去する場合、必要に応じ微粉
炭分散液を過し、含水ケーキのPHを調整、或い
は乳化のための適当な界面活性剤を添加すること
が好ましい。乳化安定剤としては石油系又は石炭
系のピツチ（ギルソナイト）、アニオン界面活性
剤、カチオン界面活性剤、非イオン界面活性剤等
が使用される。また石炭を安定に分散させるため
の界面活性剤の添加もこの段階で行うのが好まし
い。このような添加剤を適宜採択混合することに
より、より安定な乳化コロイド燃料とすることが
可能である。
次に、実施例によつて本発明を具体的に説明す
る。
実施例 １
第１表に示した５種類の石炭（平均粒径140
μ）を用い、それぞれについて次の如くして乳化
コロイド燃料を得た。
１規定塩酸水溶液20重量部に石炭３重量部を添
加し、ボールミルで48時間磨砕して微粉炭（平均
粒経50μ）を調製した後、煮沸温度に於いて１時
間還流した。
水を分離し室温に冷却した後に、ニーダーを使
用してセリアAR（重油）３重量部並びにカフジ
AP（アスフアルトピツチ）0.3重量部と混合し、
余分の水を分離除去することによつて微粉炭と重
油を１：１の重量比で含有するとともに水分を約
10重量％含有した乳化コロイド燃料を得た。
得られた乳化コロイド燃料は、いずれも流動性
がよく、取り扱いが容易であり、また燃焼後の残
渣は極く少量であつた。
それぞれの乳化コロイド燃料の貯蔵安定性は、
第１表に示す通りであり、良好な貯蔵安定性を示
した。
The present invention involves preparing pulverized coal by pulverizing coal in an acid or alkaline aqueous solution, dissolving ash contained in the coal in the aqueous solution, and then placing the obtained pulverized coal in a hydrated state. The present invention relates to a method for producing emulsified colloidal fuel, which is characterized by mixing with oil and dispersing it in oil. Conventionally, research has been carried out to put pulverized coal-oil mixed fuel into practical use as it is easy to handle during transportation, storage, and combustion due to its fluidity and liquid state. It had the disadvantage of being easy to separate. Since the emulsified colloidal fuel according to the present invention finely pulverizes coal in an aqueous solution, the ash in the coal is eluted and removed in water, so there is little residue after combustion, and it does not pollute the combustion equipment. Because it is mixed with oil in a water-containing state to form an emulsified colloid,
It is characterized by no separation of coal and oil and excellent storage stability. In addition, as a result of underwater pulverization, the water in the fuel sneaks into the pores of the coal, so when the oil burns and the temperature rises to the boiling point of water, a water explosion occurs, accelerating the combustion of the coal. Another major feature is that it is effective. Coal that can be used in the present invention may have a carbon content of 65% by weight or more, such as lignite (carbon content 65 to 75% by weight), subbituminous coal (carbon content 75 to 78% by weight),
(weight%), bituminous coal (80-90% by weight), anthracite (weight%), bituminous coal (80-90% by weight),
(90% by weight or more) can be suitably used, but the method of the present invention is particularly excellent as a method for treating brown coal with a high content of hydroxyl groups, carboxyl groups, etc. When crushing these coals in water,
It is preferable to use it after coarsely pulverizing it in advance to an average particle size of about 150μ. The acid or alkali used in the acid or alkali aqueous solution is not particularly limited, but from the viewpoint of cost, acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, etc., or alkalis such as sodium hydroxide, sodium carbonate, etc. are used. As a method for finely pulverizing the coarsely pulverized coal in an aqueous solution, for example, a method of pulverizing using a ball mill or the like can be adopted. The amount of coal added to the aqueous solution is generally preferably 10 to 60% by weight.
The pulverization in water is preferably carried out to the extent that the average particle size is 100 μm or less. Since some of the ash contained in coal is acid-soluble and alkali-soluble, it is necessary to carry out an appropriate combination of acid treatment and alkali treatment depending on the raw material coal. In order to promote dissolution of ash into the aqueous solution, the coal may be refluxed for several hours at boiling temperature after being crushed in the acid or alkaline aqueous solution, if necessary. Such underwater pulverization makes it possible to reduce the ash content in coal to one-half or less. It is also possible to decompose and remove the sulfur in the coal by carrying out the underwater treatment with acid or alkali and then treating it with sulfur bacteria under acidic conditions. Since bacteria that assimilate sulfur compounds are active in water, by further applying sulfur bacteria treatment to the method of the present invention that performs underwater pulverization,
Harmful substances in coal can be further significantly reduced. The pulverized coal, which has been pulverized in an aqueous solution to elute the ash, is then mixed with oil while still containing water to form an emulsified colloidal fuel. In the present invention, heavy oil, light oil, and kerosene are all suitably used, but in order to mainly use it as fuel for boilers, it is common to use heavy oil, which is the residual oil from atmospheric distillation of petroleum. It is true. The ratio of pulverized coal to oil is generally preferably 7:2 to 2:7 by weight. The emulsification method involves preparing pulverized coal in an aqueous solution, then separating and removing a portion of the aqueous solution as necessary, and then separating and removing the excess aqueous solution by mixing it with oil using a kneader or the like. At the same time, a method is adopted in which pulverized coal is dispersed in an emulsion of water and oil to produce an emulsified colloidal fuel. When removing a portion of the aqueous solution, it is preferable to filter the pulverized coal dispersion as necessary to adjust the pH of the water-containing cake, or to add a suitable surfactant for emulsification. As the emulsion stabilizer, petroleum-based or coal-based pitch (gilsonite), anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, etc. are used. It is also preferable to add a surfactant at this stage to stably disperse the coal. By appropriately selecting and mixing such additives, it is possible to obtain a more stable emulsified colloidal fuel. Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples. Example 1 Five types of coal shown in Table 1 (average particle size 140
Emulsified colloidal fuel was obtained in the following manner. 3 parts by weight of coal was added to 20 parts by weight of a 1N aqueous hydrochloric acid solution, ground in a ball mill for 48 hours to prepare pulverized coal (average particle size 50μ), and then refluxed at boiling temperature for 1 hour. After separating the water and cooling it to room temperature, use a kneader to add 3 parts by weight of Ceria AR (heavy oil) and the cuff.
Mixed with 0.3 parts by weight of AP (asphaltopic),
By separating and removing excess water, it is possible to contain pulverized coal and heavy oil at a weight ratio of 1:1 and reduce water content to approx.
An emulsified colloidal fuel containing 10% by weight was obtained. The obtained emulsified colloidal fuels all had good fluidity and were easy to handle, and the residue after combustion was extremely small. The storage stability of each emulsified colloidal fuel is
As shown in Table 1, it showed good storage stability.
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