JPS6324559B2 - - 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
率よくかつ経済的にペレツト状に造粒するととも
に灰分を分離する石炭の造粒・脱灰装置、とくに
大型化、連続運転化を容易ならしめる石炭の造
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、ソビエト連邦で行わ
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鋭意研究を
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、回転体の径を大くして行くと回転体の
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、
さらに沈降したペレツトを搬送する掻取り機、お
よびペレツトを排出する排出機を設けることによ
り、連続運転化を容易に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、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備えた石
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
下の同一回転方向の複数の回転体３として、これ
らの回転体３の下側の槽内底部に、沈降したペレ
ツトを槽内底部の他端下部に搬送する掻取り機５
を備え、さらに槽内他端においてこの掻取り機に
隣接して掻取り機により搬送されてきたペレツト
を排出する排出機７を備え、他端に廃水抜出口２
を備え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、本発明を図面に示す実施態様に基づいて
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。本発明の石炭の造粒・脱灰装置は、一端に石
炭・水スラリー、重油、造粒促進剤、アルカリ剤
（必要な場合のみ）の混合スラリーを供給する混
合スラリー供給管１が接続され、他端に廃水抜出
口２を有し、内部に石炭粒子をペレツト状に造粒
するための複数の回転体３を備え、これらの回転
体３の下側の槽内底部に沈降したペレツトを槽内
底部の他端下部に搬送する掻取り機４を有する掻
取り機５を備え、さらに槽内他端においてこの掻
取り機５に隣接して掻取り機５により搬送されて
きたペレツトを排出するバケツト６を有するコン
ベアからなる排出機７を備えている。回転体３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、重油供給
管、造粒促進剤供給管などを集合した混合スラリ
ー供給管１を接続する代りに、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を単
独に接続してもよい。回転体３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。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。
また排出機７のバケツトを目の細かい網状バケツ
トとすれば、ペレツトの水切りも同時に行えるの
で好ましく、また排出機７の下流側においてバケ
ツトの先端に隣接してスクリーンを設け、かつバ
ケツトの先端にブラシ部を連設してブラシ部でス
クリーンの網目を常に掃除できるように構成する
と、スクリーンによつてペレツトや未造粒炭が濾
過されて灰分を含む廃水のみが廃水抜出口２から
排出されるので好ましい。なお回転体３の回転方
向は、すべて同一方向となるように構成する。

上記のように構成された装置において、石炭粒
子、水、重油、造粒促進剤、アルカリ剤（必要な
場合のみ）からなる混合スラリーを混合スラリー
供給管１から槽内に供給し、複数の回転体３を
200rpm以上で、かつ回転羽根の周速が8m／sec
以下で同一方向に高速回転させて混合スラリーを
十分に混合してペレツトを形成するとともに灰分
を分離する。すなわち石炭・水スラリーと重油お
よび造粒促進剤と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。形成したペレツトは下部の掻取り機５によ
つて次第に排出機７の下方に送られ、排出機７の
バケツト６によつてすくい取られて系外に取り出
される。

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（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 本実施例は第１図および第２図に示す装置を用
いて行つた。Ca（OH）₂を添加してPHを７に調整
した、粒径200メツシユ以下75重量％、濃度35％
のブレアソール炭水スラリーを147.3Kg／ｈの割
合で水中造粒・脱灰装置に供給するとともに、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35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0.3重量％添加し、回転体３の回転数
300rpm、滞留時間60分で造粒した。なお回転体
３の回転方向は同一方向であつた。

生成ペレツトの一部は沈降し、装置の下部に備
えられた掻取り機５によつて出口側に送られた。
出口部分では排出機７によつて自動的にペレツト
と、灰分を含んだ廃水とに分離され、それぞれ装
置外に取り出された。ペレツトとしては全水分25
％、平均粒径１mmのものが68.7Kg／ｈ得られた。
このときの脱灰率は40％であつた。

なお装置形状、運転条件は下記の通りであつ
た。とくに定常状態における装置内のスラリー量
は、全容積175であるが、造粒に関与する撹拌
領域は150であつた。

回転羽根の翼長 ：50mm 〃 翼幅 ：20mm 〃 枚数 ：４枚 〃 段数 ：２段 〃 回転数 ：300rpm 掻取り機の幅 ：490mm 〃 長さ ：1480mm 〃 回転数 ：1rpm 排出機の幅 ：490mm 排出機の長さ ：290mm 〃 回転数 ：1rpm 装置全体の幅 ：500mm 〃 長さ ：1500mm 排出機部分の液深さ ：250mm 回転体部分左端の液深さ ：190mm 回転体部分右端の液深さ ：210mm 回転軸の間隔（装置長手方向） ：400mm 回転軸の間隔（装置幅方向） ：340mm 回転羽根の間隔（上下方向） ：80mm 上側の回転羽根と液面との間隔 ：80mm 装置全容積 ：0.175m³ 造粒部分容積（回転体設置部分） ：0.15m³ 比較例 本比較例では、第１図および第２図に示す装置
において、掻取り機５を停止して処理した。Ca
（OH）₂を添加してPH７に調整した、粒径200メツ
シユ以下75重量％、濃度35％のブレアソール炭水
スラリーを115Kg／ｈの割合で水中造粒・脱灰装
置に供給するとともに、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35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を石
炭に対して0.3重量％添加し、回転体３の回転数
300rpm、滞留時間78分で造粒した。なお回転体
３の回転方向は同一方向であつた。出口部分では
排出機７によつて自動的にペレツトと、灰分を含
んだ廃水とに分離され、それぞれ装置外に取り出
された。ペレツトとしては全水分25％、平均粒径
１mmのものが53Kg／ｈ得られた。この時の脱灰率
は40％であつた。なお他の運転条件、装置形状は
実施例における場合と同様であつた。

実施例と比較例における測定条件として、石炭
濃度35％のスラリーを、異なつた量、供給処理し
ているのは、つぎの理由による。すなわち、比較
例においては、掻取り機５を停止した状態で造粒
化処理している。したがつて、造粒化処理能力が
低下し、スラリーの供給量を減少させる必要があ
り、実施例の147.3Kg／ｈから115Kg／ｈに減少さ
せた。これは実施例の如く、掻取り機５を設ける
ことにより、造粒化能力が上昇する本発明の効果
を示すものである。なお実施例で得られたペレツ
トの性状と、比較例で得られたペレツトの性状
は、前記のようにほぼ同様であつた。

実施例、比較例から掻取り機５を設置すること
によつて、処理量を高めることができることがわ
かる。

〔発明の効果〕

本発明の石炭の造粒・脱灰装置は上記のように
構成されているから、石炭の造粒・脱灰時間が短
縮化され、かつ単位時間当りの処理量が増加し、
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、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、さらに掻取り機によつて槽の底部に溜ま
つたペレツトなどを容易に排出することができる
ので、連続運転化を容易にはかることができるな
どの効果を有している。また掻取り機を設けるこ
とにより、造粒されたペレツトが回転体のインペ
ラに当たつて破砕されることがなく、排出機によ
り安定して粒径の揃つたものを取り出すことがで
きる。

【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図は同正面説明図
である。 １……混合スラリー供給管、２……廃水抜出
口、３……回転体、４……掻取り機、５……掻取
り機、６……バケツト、７……排出機。

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備えた石炭の造粒・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以下の同一回転方
   向の複数の回転体とし、これらの回転体の下側の
   槽内底部に、沈降したペレツトを槽内底部の他端
   下部に搬送する掻取り機を備え、さらに槽内他端
   においてこの掻取り機に隣接して掻取り機により
   搬送されてきたペレツトを排出する排出機を備
   え、他端に廃水抜出口を備えたことを特徴とする
   石炭の造粒・脱灰装置。