JPS6324558B2 - - 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効
率よく経済的にペレツト状に造粒する石炭の造
粒・脱灰装置に関するものである。 〔従来の技術〕 近年、石油供給の不安定化のため、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方法の開発が要求さ
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、ソビエト連で行われ、
文献にも報告されているが、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。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者らは上記の点を解決すべく脱意研究を
進め、石炭・水スラリーの水中造粒について種々
の試験を行つた結果、(1)水中造粒における造粒完
了時間は、回転体の回転数に大きく依存する。(2)
石炭単位重量当りの水中造粒に要する動力は、装
置形式、造粒完了時間によらず全体としてほぼ等
しい。という知見を得た。これらの２つの知見か
ら、石炭の水中造粒装置は、回転体を高回転数で
回転させ、短時間で造粒を行うのが有利であると
言える。しかし、多量の石炭・水スラリーを処理
する場合、回転体の径を大きくして行くと回転体
の回転羽根の周速に限界が生じる。本発明者らは
種々の実験を行つた結果、回転体の回転方向が同
一方向で、回転体の回転数が200rpm以上で、回
転羽根の周速が8m／sec以下の場合に好ましい結
果が得られることを知見した。たとえば回転体の
回転数を250rpm、回転羽根の周速を8m／secと
すると、回転体の最大径は約0.6mであり、槽内
に単一の回転体を設ける水中造粒装置では、せい
ぜい1m程度の内径の造粒槽しか設けることがで
きない。このため多量の石炭・水スラリーを処理
する場合は、多数の造粒槽を設置しなければなら
ず、さらに各造粒槽に設置すべきポンプ、各造粒
槽間の配管などに要する費用がきわめて嵩むとい
う不都合点がある。 本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、槽
内に多軸の回転羽根を有する回転体を配列して水
中造粒装置を構成して、槽全体を大型化した場合
でも回転体の数を増やすことによつて回転体を高
速回転させて効率よくかつ低コストで水中造粒を
行うことができる石炭の造粒・脱灰装置の提供を
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・脱灰装置は、図面を参照
して説明すれば、一端に石炭・水スラリー供給管
３、重油供給管４および造粒促進剤供給管５が接
続され、内部に石炭粒子をペレツト状に造粒する
ための回転軸と回転羽根とからなる回転体を有
し、他端に生成ペレツト・廃水抜出口６を有して
いる石炭の造粒・脱灰装置において、回転体を、
回転数が200rpm以上で、回転羽根の周速が8m／
sec以下となる同一回転方向の複数の回転体２と
したことを特徴としている。なお周速とは、回転
羽根の周端における速度である。 以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。第１図および第２図は本発明の石炭の造粒・
脱灰装置の一実施態様を示している。１は複数
（一例として４基）の回転体２を備えた造粒槽で、
この造粒槽１の一端には石炭・水スラリー供給管
３、重油供給管４および造粒促進剤供給管５が接
続され、造粒槽１の他端には生成ペレツト・廃水
抜出口６が設けられている。回転体２はモータに
連結された回転軸と回転羽根とからなつている。
なお石炭・水スラリー供給管３、重油供給管４お
よび造粒促進剤供給管５は図面に示すように単独
に設けてもよく、または集合して設けてもよい。
回転体２の回転数は200rpm以上、好ましくは300
〜500rpmとし、周速8m／sec以下とする。７は
邪魔板で完全邪魔板条件を満足するものが好まし
い。なお回転数が200rpm未満では、造粒速度が
遅くなるので好ましくない。また終速が8m／sec
を越えると、一旦、造粒したものが破砕されるの
で好ましくない。 造粒槽１を大型化するには、円形の槽の場合は
主として半径方向に延長し、第３ａ図〜第３ｈ図
に示すように回転体２を四角配列または三角配列
などにより増やし、個々の回転体２については上
記回転数を保つようにする。また長方形の槽の場
合は主として長さ方向に延長し、第４ａ図〜第４
ｄ図に示すように回転体２を三角配列または四角
配列などにより増やし、個々の回転体２の回転数
を落とすことなく、適正回転数を保つようにす
る。なお回転体２の回転方向は、すべて同一方向
となるように構成する。また邪魔板７を設けない
場合もある。 上記のように構成された装置において、造粒槽
１内に石炭・水スラリー、重油および造粒促進剤
を供給し、スラリー中で複数の回転体２を
200rpm以上で周速が8m／sec以下で同一方向に
回転させて石炭粒子と重油との混合ペレツトを形
成させるとともに灰分を分離する。すなわち石
炭・水スラリーに重油および造粒促進剤を混合し
て造粒が起こる際に、石炭中の石炭分はペレツト
側へ、石炭中の灰分は廃水側へ分離される。この
現象は油は石炭に付着し易く、灰分に付着し難い
ことによるものと解される。ペレツトおよび廃水
は生成ペレツト・廃水抜出口６から抜き出され、
固液分離器に送られてペレツトと、灰分を含む廃
水とに分離される。なお造粒槽１に石炭・水スラ
リー、重油および造粒促進剤を供給する場合、第
２図に示すように各々別々に供給する以外に、造
粒促進剤を予め石炭・水スラリー中に添加する
か、または予め重油中に添加してエマルジヨンと
して供給する場合もある。 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
〜50重量％、好ましくは10〜40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
剤などを単独でまた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
であり、このような場合には造粒槽１にアルカリ
剤供給管を接続してCa（OH）₂などの中和剤を添
加しPHを6.5〜11、好ましくは７〜10に調整する。 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、生長し、さらに
圧密されてペレツトを形成する。 〔実施例〕 つぎに本発明の実施例および比較例について説
明する。 実施例、比較例 本例は、第５図に示す１軸邪魔板付造粒槽（内
径500mm、高さ700mm、回転体の直径300mm）、第６
ａ図および第６ｂ図に示す４軸邪魔板なし造粒槽
（内径650mm、高さ600mm、回転体の直径180mm）、
第７ａ図および第７ｂ図に示す４軸邪魔板付造粒
槽（内径650mm、高さ600mm、回転体の直径180mm）
を用いて行つた。粒径１mm以下のブレアソール炭
の44重量％水スラリーをそれぞれの造粒槽に100
供給した後、Ca（OH）₂を添加してPHを8.0に調
整し、さらに中東系Ｃ重油（50℃における粘度
137.3センチストークス、比重（15／４℃）
0.9515）を石炭に対して12重量％、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）を石炭に対して0.1重量％添加
し、回転体を同一方向に回転させて造粒した。回
転体の回転数は１軸邪魔板付造粒槽の場合は
300rpm、４軸邪魔板なし造粒槽の場合は
350rpm、４軸邪魔板付造粒槽の場合は350rpmで
あつた。結果は第１表および第８図に示す如くで
あつた。

【表】 第１表において、回転体の回転数を異ならせた
理由は次の如くである。すなわち、No.１、No.２、
No.３による造粒性能を比較するためには、撹拌に
要する動力を一定にする必要がある。撹拌動力
は、一般に撹拌翼の径が小さくなると動力が低く
なるため、同じ動力を得るためには、回転数を高
める必要がある。したがつて、本例においては、
１時間当りの消費動力が等しくなるように回転数
を設定した。 また第１表に、本実施例における造粒時間中に
要した撹拌動力の積算値と石炭1TON当りの造粒
に要する撹拌動力を示した。複数の回転体により
造粒化することによつて、１軸邪魔板付造粒槽に
較べて、撹拌に要する石炭の単位処理量当りの消
費動力も少なく、処理量を高めることができた。 なお１時間当りの消費動力は、実施例および比
較例ともに同一であり、撹拌動力が等しく撹拌状
態が同一であることを示している。したがつて比
較条件としては、妥当なものと考えられる。 また造粒時間は、造粒槽内の回転体が回転し始
めてから、石炭粒子がＣ重油により凝集され、圧
密化されることによつて、ペレツトを生成するに
要する時間とした。ペレツトが生成すると、スラ
リーの外観がペレツトと水とに明確に分離するた
め、ペレツトが生成していることが判定できる。 第１表および第８図から明らかなように、本発
明の多軸の回転体を有する造粒・脱灰装置は、１
軸の標準型の造粒装置に比べて大幅に造粒時間が
短縮されている。 また本実施例により得られた造粒物および原料
石炭の性状は、第２表に示す如くであつた。なお
第２表の造粒炭性状は、第１表中においてNo.３の
場合に得られた造粒炭性状である。No.１、No.２の
性状は、第２表とは大きく異ならない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の石炭の造粒・脱
灰装置は造粒時間が短縮化され、かつ単位時間当
りの処理量が増加するという効果を有し、また回
転体の数を増やすことにより槽全体を容易に大型
化することができるから、石炭・水スラリーを多
量に処理するのに適し、さらに１軸の回転体を有
する造粒槽を多数設置する場合に比べて、槽、ポ
ンプ、配管などに要する費用を大幅に低減するこ
とができるなどの効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の石炭の造粒・脱灰装置の一実
施態様を示す平面説明図、第２図は同断面説明
図、第３ａ図〜第３ｈ図は円形の槽に回転体を配
列する場合の例を示す平面説明図、第４ａ図〜第
４ｄ図は長方形の槽に回転体を配列する場合の例
を示す平面説明図、第５図〜第７ｂ図は本発明の
実施例において用いた造粒槽を示し、第５図は１
軸邪魔板付造粒槽の正面説明図、第６ａ図は４軸
邪魔板なし造粒槽の正面説明図、第６ｂ図は同平
面説明図、第７ａ図は４軸邪魔板付造粒槽の正面
説明図、第７ｂ図は同平面説明図、第８図は本発
明の実施例における造粒槽形式と造粒完了時間と
の関係を示すグラフである。 １……造粒槽、２……回転体、３……石炭・水
スラリー供給管、４……重油供給管、５……造粒
促進剤供給管、６……生成ペレツト・廃水抜出
口、７……邪魔板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一端に石炭・水スラリー供給管、重油供給管
   および造粒促進剤供給管が接続され、内部に石炭
   粒子をペレツト状に造粒するための回転軸と回転
   羽根とからなる回転体を有し、他端に生成ペレツ
   ト・廃水抜出口を有している石炭の造粒・脱灰装
   置において、回転体を、回転数が200rpm以上で、
   回転羽根の周速が8m／sec以下となる同一回転方
   向の複数の回転体としたことを特徴とする石炭の
   造粒・脱灰装置。