JPS6247477B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭・水スラリー中の石炭粒子を短
時間でペレツト状に造粒する石炭の造粒装置に関
するものである。 〔従来の技術〕 近年、石油供給の不安化のため、石炭を有効利
用する技術開発が進められている。石炭の輸送コ
ストを下げるためには石炭をスラリー輸送するの
が効果的であり、このためスラリー輸送された石
炭粒子を効率よく回収する装置の開発が要求され
ている現状である。 従来、産炭地から直接石炭をスラリー輸送する
方法が、アメリカ合衆国、ソビエト連邦で行わ
れ、文献にも報告されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 これらの方法ではスラリー輸送後の石炭粒子と
水との分離は、遠心分離装置により行われてお
り、消費エネルギが大きい割には脱水後の石炭粒
子中の水分が多い（約25〜39％）などの不都合点
がある。 本発明は上記の点に鑑みなされたもので、輸送
されてきた石炭・水スラリーに重油および造粒促
進剤を加え、撹拌混合して凝集体を形成させた
後、この凝集体を圧密化することにより、短時間
で石炭粒子と重油との混合ペレツトが形成され、
消費動力が少なくかつ脱水効率も高く（脱水後の
石炭中の水分約20〜25％）、しかも石炭中に含ま
れる灰分も一部分離、除去することができる石炭
の造粒装置の提供を目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本発明の石炭の造粒装置は、図面を参照して説
明すれば一端に石炭・水スラリー入口および重
油・造粒促進剤入口１を有し、他端に生成ペレツ
ト出口２を有し、中央部に中心部が開口した仕切
板３を有し、駆動ローラ７により回転する回転円
筒ドラム４と、この回転円筒ドラム内において仕
切板の上流側に設けられ、回転円筒ドラムの中心
軸方向に設けられた回転軸８に取り付けられ回転
円筒ドラムに対して相対的に回転する回転翼５
と、回転円筒ドラム内において仕切板の下流側に
先端が回転円筒ドラム内壁近傍に位置するように
回転しない支持軸９に取り付けられた掻取り板６
とからなることを特徴としている。 回転円筒ドラム４内に供給された石炭・水スラ
リー、重油、造粒促進剤は、回転円筒ドラム４の
転動作用および回転翼５の作用により主として重
油とスラリーとの混合および凝集体の形成が行わ
れ、ついで凝集体が転動作用および掻取り板６の
作用により圧密化されてペレツトが形成される。 本発明における造粒促進剤の役割りは次のよう
に考えられる。まず、石炭・水スラリー中に添加
された重油と造粒促進剤が分散し、造粒促進剤が
石炭粒子表面に吸着して石炭粒子表面を改質した
後、重油が石炭粒子表面に付着して油膜を形成
し、ついで重油と造粒促進剤の吸着した石炭粒子
同志が衝突、接触して油をバインダーとして凝
集、結合してフロツクを形成、成長し、さらに圧
密されてペレツトを形成する。 また、回転翼５の回転方向は、回転円筒ドラム
４と反対方向または同一方向にであり、翼端の周
速を回転円筒ドラム４と相対的に1.5〜10ｍ／秒
とするのが望ましい。 以下、本発明の構成を図面に基づいて説明す
る。第１図および第２図は本発明の石炭の造粒装
置の一実施態様を示している。本実施態様におけ
る石炭の造粒装置は、一端に石炭・水スラリー、
重油および造粒促進剤の入口１を有し、他端に生
成ペレツト出口２を有し、中央部に中心部が開口
した仕切板３を有する回転円筒ドラム４と、この
回転円筒ドラム４内において仕切板３の上流側に
設けられた、回転円筒ドラム４の中心軸方向に設
けられた回転軸８に取り付けられた回転翼５と、
回転円筒ドラム４内において仕切板３の下流側に
先端が回転円筒ドラム４内壁近傍に位置するよう
に設けられた掻取り板６とからなつている。７は
回転円筒ドラムを回転させるための駆動ローラ、
８は回転翼の回転軸、９は掻取り板の支持軸であ
る。なお入口１を石炭・水スラリーのみの入口と
し、重油・造粒促進剤入口を石炭・水スラリー入
口とは別に、石炭・水スラリー入口の近傍に設け
てもよい。また重油・造粒促進剤入口を設ける代
りに、重油入口、造粒促進剤入口を別々に設けて
もよい。前記仕切板３の開口は入口１よりやや大
きく形成され、かつ生成ペレツト出口２は仕切板
３の開口よりやや大きく形成されている。また回
転円筒ドラム４の長さＬと回転円筒ドラム４の内
径Ｄとの比、Ｌ／Ｄを２〜８程度、回転翼５の回
転方向は円筒ドラムと反対方向に周速を1.5〜10
ｍ／秒程度とするのが望ましい。 スラリー粒度が高く動力が大きくなる場合に
は、回転円筒ドラム４と同一方向に回転させるこ
ともある。回転円筒ドラム４の回転数は、ドラム
の遠心力が重力の加速度と等しくなる回転数
（Nc＝42.3／√Nc：回転数（rpm）、Ｄ：ドラ
ム径（ｍ））の20％〜150％が望ましい。 上記のように構成された石炭の造粒装置におい
て、回転円筒ドラム４内に供給される石炭・水ス
ラリー、造粒促進剤を含む重油もしくはそのエマ
ルジヨンは、回転円筒ドラム４の転動作用により
混合、造粒される。すなわち入口側の空間では、
転動作用および回転翼５の作用により主として重
油とスラリーとの混合および凝集体の形成が行わ
れ、この凝集体が仕切板３の開口を経て出口側の
空間に流入し、出口側の空間において、凝集体が
転動作用および掻取り板６の作用により圧密化さ
れてペレツトが形成され、生成ペレツト出口２か
ら生成ペレツトおよび廃液が抜き出される。この
とき、掻取り板６を設けなかつた場合、造粒速度
が低下し、ペレツト製造量が減少する。生成ペレ
ツトおよび廃液は振動ふるいなどの固液分離器
（図示せず）によりペレツトと灰分を含む廃液と
に分離され、分離されたペレツトは再び輸送され
るかまたはボイラで燃焼される。通常、産炭地か
ら輸送される石炭・水スラリーにおける石炭の濃
度は、ドライベースで40〜50％、とくに43〜47％
の場合が多く、本発明はこれらの濃度の石炭・水
スラリーを処理するのに適している。 本発明において用いられる重油は、造粒する際
にバインダーとして必要な粘度を有しかつ比較的
安価なものでなければならない。この意味からＣ
重油、Ｂ重油、常圧蒸留塔塔底油などが好適であ
る。また重油の添加量はドライベースで石炭の６
〜20重量％、好ましくは10〜15重量％である。 また本発明において用いられる造粒促進剤は、
アニオン系、ノニオン系、カチオン系の界面活性
剤を単独または組み合わせて用いられ、炭種によ
つて、適宜選択される。具体的にはアニオン系界
面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸
塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレ
ンアルキル（アルキルフエノール）硫酸エステル
塩、アルキルリン酸エステル塩、ジアルキルスル
ホコハク酸エステル塩、アクリル酸もしくは／お
よび無水マレイン酸共重合体、多環式芳香族スル
ホン化物もしくはホルマリン化合物などが使用さ
れ、カチオン系界面活性剤としては、アルキルア
ミン塩、第４級アミン塩などが使用され、ノニオ
ン系界面活性剤としては、ポリオキシアルキルエ
ーテル、ポリオキシエチレンアルキルフエノール
エーテル、オキシエチレン・オキシプロピレンブ
ロツクポリマー、ポリオキシエチレンアルキルア
ミン、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエ
チレンソルビタン脂肪酸エステルなどが使用さ
れ、両性系界面活性剤としては、アルキルベタイ
ンなどが使用され、また１、２、３モノアミン、
ジアミンなどのアミン化合物が使用される。また
造粒促進剤の添加量はドライベースで石炭の0.01
〜5.0重量％、好ましくは0.05〜2.0重量％であ
る。 石炭の種類によつては、たとえばオーストラリ
ア産のブレアソール炭のように酸性を呈するもの
があり、このような場合には石炭・水スラリーに
Ca（CH）₂などの中和剤を添加してPHを6.5〜10、
好ましくは７〜９に調整した後、重油および造粒
促進剤を加える。なお石炭・水スラリーに重油お
よび造粒促進剤を加えつつ、さらにCa（OH）₂な
どの中和剤を添加してPH6.5〜10、好ましくは７
〜９に調整しても差し支えない。 本発明における造粒はつぎの過程によつてなさ
れていると考えられる。まず石炭・水スラリー中
に添加された重油と造粒促進剤が分散し、造粒促
進剤が石炭粒子表面に吸着して石炭粒子表面を改
質した後、重油が石炭粒子表面に付着して油膜を
形成し、ついで重油と造粒促進剤の吸着した石炭
粒子同志が衝突、接触して油をバインダーとして
凝集、結合してフロツクを形成、成長し、さらに
圧密されてペレツトを形成する。 本発明者らが本発明の装置を用いブレアソール
炭の水スラリーについて実験を行つた結果、全水
分20.3重量％、油分8.0重量％（ドライベース）、
灰分5.8重量％（対石炭）のペレツトを得ること
ができた。なお原料ブレアソール粉砕炭の灰分は
7.6重量％（対石炭）であつた。このような灰分
が減少するのは、油は石炭に付着し易く、灰分に
付着し難いことによるものと考えられる。 第３図は本発明の石炭の造粒装置の他の実施態
様を示している。本実施態様における石炭の造粒
装置は、入口１側の空間に空気、窒素などの気体
を吹き込むための気体供給管１０を設け、石炭の
造粒時間をさらに短縮するように構成したもので
ある。石炭・水スラリー、重油および造粒促進剤
の撹拌、混合の際に空気、窒素などの気体が吹き
こまれると、気泡が石炭粒子に付着して油が吸着
し易くなり、このため造粒時間が短縮されるもの
と考えられる。 〔実施例〕 つぎに本発明の実施例を挙げて説明する。 実施例 粒径１mm以下のブレアソール炭を用いた石炭濃
度45重量％の水スラリーを、4.0Kg／minの割合
で重油0.22Kg／minと造粒促進剤としてジオクチ
ルスルホ琥珀酸ナトリウム（アニオン系界面活性
剤）を1.8ｇ／min（石炭当たり0.1％に相当）添
加して回転円筒ドラムに供給した。用いた重油は
50℃における粘度137.3センチストークス、比重
（15／４℃）0.9515であつた。またブレアソール
炭は下表の通りであつた。 回転円筒ドラムの形状は、径が300mm、長さ
1500mm、入口の開口部径が100mm、仕切板の開口
部径150mm、出口の開口部径が180mmのものを用い
た。また回転翼は幅30mm、長さ125mm、１段当た
り４枚、４段のものを用いた。掻取り板は幅600
mm、長さ150mmのものを用いた。回転円筒ドラム
の運転条件は、ドラムの回転数は39rpm、回転翼
の回転数60rpmにて回転円筒ドラムと反対方向に
回転させて運転した。その結果、全水分19.0重量
％、油分10.7重量％（ドライベース）、平均粒径
２mmの混合ペレツトが2.42Kg／minで得られた。

〔発明の効果〕

本発明の石炭造粒装置は、上記のように入口側
の空間で石炭・水スラリーと重油、造粒促進剤と
を十分に撹拌混合して凝集体を形成させるととも
に、回転円筒ドラムに仕切板を設けて２室に分割
することによつて、シヨートパスによる未造粒物
を減少させ、回転円筒ドラムの造粒効果を十分に
高める一方、出口側の空間で凝集体を転動作用に
よつて圧密化させるように構成されているから、
効率よく造粒を行うことができ、このため造粒時
間が短縮する上に、石炭粒子を簡単な装置、少な
い消費動力で、かつ高い脱水効率で回収でき、さ
らに石炭中に含まれる灰分の一部も分離、除去す
ることができるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の石炭の造粒装置の一実施態様
を示す縦断面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ
線断面図、第３図は本発明の石炭の造粒装置の他
の実施態様を示す縦断面図である。 １……入口、２……生成ペレツト出口、３……
仕切板、４……回転円筒ドラム、５……回転翼、
６……掻取り板、７……駆動ローラ、８……回転
軸、９……支持軸、１０……気体供給管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一端に石炭・水スラリー入口および重油・造
   粒促進剤入口を有し、他端に生成ペレツト出口を
   有し、中央部に中心部が開口した仕切板を有し、
   駆動ローラにより回転する回転円筒ドラムと、こ
   の回転円筒ドラム内において仕切板の上流側に設
   けられ、回転円筒ドラムの中心軸方向に設けられ
   た回転軸に取り付けられ回転円筒ドラムに対して
   相対的に回転する回転翼と、回転円筒ドラム内に
   おいて仕切板の下流側に先端が回転円筒ドラム内
   壁近傍に位置するように、回転しない支持軸に取
   り付けられた掻取り板とからなることを特徴とす
   る石炭の造粒装置。