JPS628478B2

JPS628478B2 -

Info

Publication number: JPS628478B2
Application number: JP57098140A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Tsukahara; Makoto Imoo; Yoshitake Hizuka
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1982-06-08
Filing date: 1982-06-08
Publication date: 1987-02-23
Also published as: JPS58215492A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は流動性の良好な高濃度石炭−水スラリ
ーの製法に関する。

近年、エネルギー源として石炭を利用すべく、
大規模な石炭使用プロジエクトが数多く計画され
ているが、一般に、石炭は石油に比べて単位重量
当りの発熱量が50〜80％と小さいのでその取扱い
高が多くなると共に、固体であり、炭塵の発生を
伴い、かつ空気中で酸化が進行するなどその搬送
や取扱いがやつかいで、石油と同程度のエネルギ
ー量を石炭で得るには、わが国が過去において経
験したことのないような規模での、船舶、港湾、
荷役などの諸設備並びに環境・防災対策上の設備
などにおいて、高効率化とクリーン化及び安全化
を達成する取扱い技術の確立が望まれ、石炭入手
の信頼性を確保し、かつ燃料費に上乗せされる関
連経費をできるだけ節減すると共に、立地に際し
て地域社会に受け入れられる諸条件を満たすこと
が大きな課題となつている。

これに答えるものの一つとして、固体である石
炭を破砕し、これを流体と均一に混合してスラリ
ー状となし、石油に準じて流体物として取扱う提
案がなされている。なかでも、石炭と水のスラリ
ーは大量かつ確実な石炭搬送方式として米国にお
いて実用例があるほか、これによる巨大計画が世
界各地で立案されているなど、有望な手段である
と考えられている。

しかし、この石炭−水スラリーには多量の原水
の確保と搬送終点もしくは燃焼前での大規模な脱
水と排水の処理が前提となる。このために、地域
によつてはその計画路線の隘路となる場合が多
い。したがつて、混合水量をできるだけ少なくし
た高濃度スラリーを作ることが望まれる。（混合
水量を充分に少なくした高濃度スラリーは、石油
に替わる流体燃料として直接炉内に吹込むことが
できるよう炉側からの研究も進められている。）
だが、混合水量を少なくすればスラリーの流動性
が低下し、取扱い面でも、燃料としてもその機能
を喪失する。

一般に、破砕された石炭粉は粒度分布を適正に
調整した場合においても、石炭／スラリー比を重
量で約55％より高くすると、スラリーは粘土状と
なつて固形化し、管路輸送は困難となる。これ
は、破砕された石炭は粒子形状が角ばつているこ
と、また石炭は疎水性であり、粒子表面が水に対
する濡れ性に欠けることなどの理由により、所定
の水量に満たないとその流動性が著しく低下する
ようになると考えられている。そこで、界面活性
剤などの化学薬剤を添加して石炭粒子表面の水に
対する性質を改善し、粒子間の相互移動を容易に
することによつて、少ない水量で流動性を良好に
する方法などが既に提案されている。しかし、こ
のような化学薬剤を主体とするものを燃料物質に
添加することは、燃料設備や排煙性状に影響を及
ぼすおそれがあると共に、巨大量のスラリー量を
取扱う関係上、その副次作用が累積することも覚
悟せねばならず、またこのような化学薬剤は、一
般に高価であり大量消費には適さない。

本発明は、このような問題の付随する化学薬剤
の使用による石炭粒子の水に対する濡れ性改善処
法によらずとも、石炭−水スラリーの流動性を高
め、ひいては添加水量の低減を図ることを目的と
してなされたものである。

粉砕された石炭を水に分散させた石炭−水スラ
リーを得るにさいし、平均粒径が0.5mm以下のフ
ライアツシユを石炭と水の合計重量に対して10重
量％以下の量で該スラリーに配合することを特徴
とする流動性のよい高濃度石炭−水スラリーの製
法を提供するものである。このフライアツシユ
は、微粉炭燃焼ボイラーの煙道ガスから採取され
るが、これは石炭中に含まれている灰分が燃焼時
に溶融し、これが燃焼ガスに同伴して煙道に達
し、温度降下時にその表面張力によつて球形とな
つて凝固したものであり、極く微量の未燃焼炭素
等の非球形粒子を含むが、直径が0.1mm以下の実
質上球形の微粒子からなつている。その成分は
SiO₂が多く、通常は45重量％以上がSiO₂であ
る。（このフライアツシユは他の類似粉末に比べ
て、品質・量ともに安定入手が可能で、かつ廉価
でもある。）一方においてこのフライアツシユは、石炭を石
油代替エネルギー源として活用する場合に不可避
的に大量発生することが予想され、その利用を少
しでも多く図ることが石炭使用プロジエクトの大
きな課題とされており、したがつて本発明によれ
ば、この課題にも答え得るものであつて、フライ
アツシユの新しい用途を見い出した点においても
非常に有益である。加えて、このフライアツシユ
の新しい用途が石炭活用プロジエクトの中で見い
出されたことは、その回収と一部の再利用が一元
的になされ得ることになり、一石二鳥の効果があ
る。

このようにして本発明は、フライアツシユのよ
うな硝子状の実質的に球形の微粒子群を主体とし
てなる化学的および物理的に不活性な微粉末を、
石炭−水スラリーに添加して少ない添加水量で良
好な流動性を得るものであるが、その添加量は石
炭と水の合計量に対して10重量％以下の量でよ
く、フライアツシユの場合、５重量％程度の添加
量でも、後記実施例に示すように、無添加の場合
と同等の流動特性が約10％程度水の添加量を少な
くしても得ることができる。このような化学的、
物理的に安定な微粉末の添加によつて、石炭−水
スラリーの流動特性が改善される理由は、この微
粒子が石炭粒子間に水と共に介在してベアリング
材として作用し、これによつて石炭粒子の相互移
動が容易となり、少ない水量でも所要の流動性を
有するスラリーとなるものと考えられる。この
点、従来の化学薬剤によるものが、石炭粒子の水
に対する濡れ性改善を行なうのとは、その流動性
改善機構が基本的に異なるものであると推察され
ると共に、本発明による添加剤は、スラリー中も
しくは大気中でその効果が変化することがなく、
長期貯蔵や長期使用に耐えると同時に、使い易さ
の点において化学薬剤では得られない利点を有
し、かつ価格的にも格段に有利である。また、石
炭燃焼時にも、硝子状粉の成分は、もともと石炭
に含有される灰分と同質のものであるので、ボイ
ラー設備や排ガス設備に別段の影響を与えること
がない点でも有利であり、既存の設備で対応が可
能で、かつ特別な排煙対策も不要であるなど、非
常に数多くの利益が享受できる。

以下に本発明の実施例を挙げる。

粒径３mm以下に破砕された微粉炭と、粒径20〜
30μｍのフライアツシユと、水とからなる混合物
を、その混合比率を適当に変えて第１図に示す容
器１に入れ、その流動特性を測定した。測定は、
容器１内の混合物２を撹拌するための撹拌翼３を
モーター４で回転させるさいに、その回転軸に取
付けた反射板５と反射式回転数計測機６とによつ
て、その回転数を計測すると同時に、モーター４
への電流量を電流計７によつて測定し、次式によ
つて撹拌必要トルク（Ｔ）を算出した。

Ｔ＝Ｋ・Ｉ／ｎただし、Ｔ；トルク（Kg−cm）Ｋ；撹拌機固有係数Ｉ；電流(A) ｎ；回転数（rpm）第２図および第３図に測定結果の代表値を示
す。両図における縦軸は、水のみの場合のトルク
に対する混合物のトルクの比（トルク比）で表わ
してある。また、両図において破線イは、フライ
アツシユを添加しない場合の対照例、実線ロはフ
ライアツシユを混合物全量に対して５重量％添加
したときの値である。第２図は水量比（水量／全
重量）とトルク比の関係を、また第３図は石炭比
（石炭量／全重量）との関係を整理したものであ
るが、これらから明らかなように、フライアツシ
ユ無添加のスラリー（破線）に対してフライアツ
シユ添加スラリーは、同じレベルの流動特性が少
量の水添加量（約10％程度少ない）で得られ、ま
た石炭量の増加にも有効であることがわかる。し
たがつて、本発明によると、流動性のよい高濃度
の石炭−水スラリーが得られ、輸送効率の向上と
燃焼の前工程で脱水等の省力、省設備が達成でき
ることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は石炭−水スラリーの流動特性測定法を
説明するための機器配置図、第２図は水量比とト
ルク比との関係図、第３図は石炭比とトルク比と
の関係図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１粉砕された石炭を水に分散させた石炭−水ス
ラリーを得るにさいし、平均粒径が0.5mm以下の
フライアツシユを石炭と水の合計重量に対して10
重量％以下の量で該スラリーに配合することを特
徴とする流動性のよい高濃度石炭−水スラリーの
製法。