JPS62232494A - High-concentration coal/water slurry composition - Google Patents
High-concentration coal/water slurry compositionInfo
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- JPS62232494A JPS62232494A JP61075500A JP7550086A JPS62232494A JP S62232494 A JPS62232494 A JP S62232494A JP 61075500 A JP61075500 A JP 61075500A JP 7550086 A JP7550086 A JP 7550086A JP S62232494 A JPS62232494 A JP S62232494A
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- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、石炭濃度が高いにもかかわらず、低粘度で流
動性に優れた石炭/水スラリー組成物に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a coal/water slurry composition that has low viscosity and excellent fluidity despite having a high coal concentration.
近年の石油代替エネルギーとしての石炭利用開発は、エ
ネルギー源としての石油が長期的供給安定性に不安があ
ること、ハンドリングコストを含めても石油よシ経済的
であると考えられることから、世界的に推進されている
。石炭のハンドリングの主たる問題点は、固体である為
パイプライン輸送やタンク貯蔵が困難であること、灰分
を有すること等であるが、これらの点を考慮したハンド
リング技術として、石炭/重油スラリー(coM)、石
炭/水スラリー(CWMあるいはCwS )、石炭/メ
タノールスラリー(Methacoal)等のスラリー
組成物が検討されている。そしてこれらスラリー組成物
の媒体としては、安価かつ供給の容易な水を利用する方
法が実用的であり、研究の中心となっている。In recent years, the development of the use of coal as an energy alternative to oil has become a worldwide trend, as oil as an energy source has concerns about its long-term supply stability and is considered to be more economical than oil even when handling costs are included. is being promoted. The main problems in handling coal are that it is solid, making it difficult to transport by pipeline or storing in tanks, and that it contains ash. ), coal/water slurry (CWM or CwS), coal/methanol slurry (Methacoal), and other slurry compositions have been investigated. As a medium for these slurry compositions, it is practical to use water, which is inexpensive and easy to supply, and is the focus of research.
石炭は、分子中に水酸基やカルボン酸基等の親水性の基
を有してはいるものの、全体としては疎水性でsb、多
量の石炭微粉末を水と混合した場合、水に良く湿潤しな
いために均一な分布状態とはならず、流動性が著しく悪
いスラリーとなシ、現状においては最大でも60チ程度
の石炭濃度のスラリーが得られるにすぎない。石炭/水
スラリーが燃料として有効に働らく為には、水の蒸発潜
熱を考慮に入れ、少なくとも石炭濃度として70チ以上
のものが一般に要望されている。これを達成する為に、
適正な石炭の微粒分布状態と、石炭と水の間に介在し石
炭の分散を保持し、かつ流動性を向上することのできる
界面活性剤であるところの添加剤の検討がなされている
。Although coal has hydrophilic groups such as hydroxyl and carboxylic acid groups in its molecules, it is hydrophobic as a whole and does not wet well with water when a large amount of fine coal powder is mixed with water. Therefore, the slurry is not uniformly distributed and has extremely poor fluidity.Currently, only a slurry with a coal concentration of about 60% at maximum can be obtained. In order for a coal/water slurry to work effectively as a fuel, it is generally desired that the coal concentration be at least 70 g, taking into consideration the latent heat of vaporization of water. In order to achieve this,
Studies have been conducted on additives that are surfactants that can maintain an appropriate particle distribution state of coal, maintain dispersion of coal by intervening between coal and water, and improve fluidity.
従来、高濃度石炭/水スラリーを得る目的で使用検討さ
れた添加剤としては、リグニンスルホン酸塩(特開昭5
7−96090など)、多環系芳香族スルホン酸塩ホル
マリン縮合物(特開昭57−145193など)、ある
いは本発明で用いる化合物に類似のポリエーテル化合物
(特開昭57−147595など)等がある。これらは
、それぞれに特徴ある添加剤ではあるが、70チの石炭
濃度のスラリーにするには、比較的多量の添加を要する
とか、流動性の面で不十分でちるといった問題点がある
。Conventionally, lignin sulfonate (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1989-1999
7-96090, etc.), polycyclic aromatic sulfonate formalin condensates (Japanese Patent Publication No. 57-145193, etc.), or polyether compounds similar to the compounds used in the present invention (Japanese Patent Application Publication No. 57-147595, etc.). be. Although each of these additives has its own characteristics, there are problems in that a relatively large amount must be added in order to make a slurry with a coal concentration of 70 cm, and that the fluidity is insufficient and the additives tend to crumble.
添加剤による高濃度石炭/水スラリーの作製は、添加剤
コストがスラリーとしてのトータルコストを上昇せしめ
、石油代替としてのコストメリットを無くする様では意
味が無く、したがって添加剤が安価であるか、あるいは
少量の添加で目的のスラリーを与えるものである事が要
求される。There is no point in creating a highly concentrated coal/water slurry using additives if the cost of the additive increases the total cost of the slurry and eliminates the cost advantage as a petroleum substitute. Alternatively, it is required that the desired slurry can be obtained by adding a small amount.
本発明の目的は、即ち、この要求に合致し、重油並みの
輸送と燃焼が可能々石炭/水スラリー組成物を提供する
ことにある。The object of the present invention is to provide a coal/water slurry composition that meets this requirement and can be transported and burned on a par with heavy oil.
本発明によれば、下記化合物の存在下に、水性媒体中に
、少なくとも60重量係の一石炭を、低粘度で微粒懸濁
させたことを特徴とする、高濃度石炭/水スラリー組成
物が提供される。According to the present invention, there is provided a highly concentrated coal/water slurry composition characterized in that at least 60 parts by weight of coal is finely suspended at low viscosity in an aqueous medium in the presence of the following compounds: provided.
化合物:ポリエチレングリコールジアミンに、エチレン
オキサイドと炭素数3以上のアルキレンオキサイドを付
加重合して得られる、複数のポリアルキルエーテル鎖を
持つ化合物。Compound: A compound having multiple polyalkyl ether chains obtained by addition polymerizing ethylene oxide and alkylene oxide having 3 or more carbon atoms to polyethylene glycol diamine.
本発明においては、好ましくは、水性媒体中に、添加剤
として前記化合物を、石炭に対し0.1〜1.0重i−
%存在させ、全量中60重量%以上の石炭を、200メ
ツシュ(74μm)パス約70係以上の粒径で、低粘度
に懸濁した石炭/水スラリー組成物が提供される。In the present invention, preferably, the above compound is added to the aqueous medium as an additive in an amount of 0.1 to 1.0 weight i-
A coal/water slurry composition is provided in which 60% by weight or more of the total amount of coal is suspended in a low viscosity with a particle size of about 70 coefficient or more on a 200 mesh (74 μm) pass.
本発明において添加剤として使用する化合物は、付加さ
れたアルキレンオキサイド全体に対してボリオキシエチ
レン基を40〜90重量%、好ましくは70〜90重量
%含有し、複数のポリアルキルエーテル鎖を持つ分子量
が5,000〜100,000でおる化合物であって、
ポリエチレングリコールジアミンを、ポリアルキルエー
テル化して得られるが、末端に必らずポリオキシエチレ
ン基を有するものである。The compound used as an additive in the present invention has a molecular weight of 40 to 90% by weight, preferably 70 to 90% by weight of polyoxyethylene groups based on the total added alkylene oxide, and has a plurality of polyalkyl ether chains. is between 5,000 and 100,000,
It is obtained by converting polyethylene glycol diamine into a polyalkyl ether, and it necessarily has a polyoxyethylene group at the end.
添加剤は、そのイオン性、親水基の種類、疎水基の種類
、親水基と疎水基の結合構造、親水基と疎水基の量比、
分子量等によってその性能が大きく左右されるけれども
、本発明に有用な前記化合物は、特に、親水基と疎水基
の結合構造、親水基と疎水基の量比、および分子量のバ
ランスによって、目的とする性能を達成するものである
。Additives are characterized by their ionicity, type of hydrophilic group, type of hydrophobic group, bond structure between hydrophilic group and hydrophobic group, amount ratio of hydrophilic group and hydrophobic group,
Although the performance of the compound is greatly influenced by its molecular weight, etc., the compound useful in the present invention is particularly determined by the bonding structure of the hydrophilic group and the hydrophobic group, the weight ratio of the hydrophilic group and the hydrophobic group, and the balance of the molecular weight. performance.
本発明に有用な前記化合物の合成は、分子量148〜4
,000のポリエチレングリコールジアミンに、通常の
条件でエチレンオキサイド、ゾロピレンオキサイド、ブ
チレンオキサイド、スチレンオキサイド等を付加重合す
る。付加重合は、これらアルキレンオキサイドをブロッ
ク重合してもよいし、ランダム重合してもよいが、好ま
しくはブロック共重合が採用される。エチレンオキサイ
ドは、アルキレンオキサイド中親水基を形成するもので
あって、その一部又は全量を末端基形成する様に付加重
合するのがよい。これら重合に際し、微量に存在する水
によって不純物としてポリエチレングリコール等が副生
ずると、充分な性能を発揮し得々いことはあきらかでオ
シ、かかる副生がない様合成を行う。The synthesis of the compounds useful in the present invention has a molecular weight of 148-4.
,000 polyethylene glycol diamine is subjected to addition polymerization with ethylene oxide, zolopylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, etc. under normal conditions. The addition polymerization may be performed by block polymerization or random polymerization of these alkylene oxides, but block copolymerization is preferably employed. Ethylene oxide forms a hydrophilic group in alkylene oxide, and it is preferable to add-polymerize part or all of it to form a terminal group. During these polymerizations, if polyethylene glycol or the like is produced as an impurity by-product due to the presence of a trace amount of water, it is obvious that sufficient performance cannot be achieved, and therefore synthesis is carried out to avoid such by-products.
石炭は、脱灰した石炭あるいは脱灰してない石炭で、し
かもいずれの炭種のものでも使用することができる。ま
だ石炭は、粗粉砕した後、添加剤を含む水を加え湿式粉
砕機にて微粉砕スラリーとするか、あらかじめ乾式粉砕
機にて微粉砕した後、添加剤を含む水と混合スラリーと
するいずれの方法をとってもよい。スラリー中の石炭粒
径は、200メツシュ(74μm)フルイ通過量として
約70チ以上、好ましくは約80チ以上にすることが望
ましい。一般には、石炭粒径は微粒である程、燃焼の際
に着火性が向上するが、スラリー性状としては、表面積
が増加することによシ、添加剤量を増さないと高粘度に
なるかあるいは凝集をおこす等、負の面も出てくる。し
かし、本発明組成物においてはこの様な問題は少ない。The coal may be deashed coal or non-deashed coal, and any type of coal can be used. Coal can be coarsely pulverized and then mixed with water containing additives to make a finely pulverized slurry in a wet pulverizer, or first pulverized in a dry pulverizer and then mixed with water containing additives to make a slurry. You may take the following method. The coal particle size in the slurry is desirably about 70 inches or more, preferably about 80 inches or more as the amount of coal passing through a 200 mesh (74 μm) sieve. In general, the finer the coal particle size, the better the ignitability during combustion, but the slurry properties tend to increase due to the increased surface area. There are also negative aspects such as agglomeration. However, such problems are rare in the composition of the present invention.
使用する石炭の濃度は、石炭/水スラリー中約60%以
上、好ましくは70〜75チでおる。水は、流動化の媒
体として一番安価なものであるが、燃焼の際蒸発潜熱を
奪いカロリーロスとなる。更に、その量が増せば滅火の
原因ともなりうるため、できる限シ少い水量が望ましい
。この点から、一般的に70%以上の石炭濃度が指向さ
れておシ、本発明ではこの濃度が達成され、しかも低粘
度のスラリーを与える。低粘度であることは、輸送が容
易であるばかりでなく通常の燃焼製蓋で噴霧燃焼が可能
となることを意味する。The concentration of coal used is about 60% or more in the coal/water slurry, preferably 70-75%. Water is the cheapest fluidizing medium, but it absorbs latent heat of vaporization during combustion, resulting in calorie loss. Furthermore, if the amount increases, it may cause the fire to go out, so it is desirable to keep the amount of water as small as possible. From this point of view, a coal concentration of 70% or more is generally desired, and the present invention achieves this concentration while still providing a slurry of low viscosity. The low viscosity means that it is not only easy to transport, but also allows for spray combustion with conventional combustion caps.
なお1本発明の石炭/水スラリー組成物中には、脱気、
防錆、防腐、凍結防止や安定性改良を目的とする薬剤の
添加も可能である。Note that the coal/water slurry composition of the present invention includes deaeration,
It is also possible to add chemicals for the purpose of rust prevention, antiseptic, antifreeze, and stability improvement.
次に、本発明を実施例により更に説明する。表お、実施
例中の部及びチは、特記しない限多、重量を基準とする
。Next, the present invention will be further explained by examples. All parts and parts in tables and examples are based on weight unless otherwise specified.
実施例1
太平洋炭(揮発分42.3%、灰分14.9%、全So
、 19%)を、ハンマーミルで2,300 r、p、
m。Example 1 Pacific coal (volatile content 42.3%, ash content 14.9%, total So
, 19%) in a hammer mill for 2,300 r, p,
m.
の回転数で粉砕し、200メツシュ、eス50チ、平均
粒子径70μmのものを得た。The powder was pulverized at a rotation speed of 200 mesh, 50 mesh, and an average particle size of 70 μm.
次に、本発明の添加剤を表1に示す配合にて、総量で0
.7部を水60部に溶解後、140部の上記石炭粗粒を
加え、ニーダ−にて充分混線後、ボールミルにて6 O
r、p、m、で2時間湿式粉砕し、流動性良好な石炭/
水スラリー200部を得た。Next, the additives of the present invention were added in the formulation shown in Table 1 in a total amount of 0.
.. After dissolving 7 parts in 60 parts of water, 140 parts of the above coarse coal particles were added, and after thorough mixing in a kneader, the mixture was heated to 6 O in a ball mill.
Coal with good fluidity was wet-pulverized for 2 hours at r, p, m.
200 parts of water slurry was obtained.
添加剤の比較例として、リグニンスルホン酸ナトリウム
、ナフタリンスルホン酸ナトリウムナルマリン縮合物、
またはポリエチレングリコール(分子量20,000)
を、それぞれ1.4部加え調製した結果を表1に示す。Comparative examples of additives include sodium ligninsulfonate, sodium naphthalenesulfonate, narmaline condensate,
or polyethylene glycol (molecular weight 20,000)
Table 1 shows the results obtained by adding 1.4 parts of each of these.
なお、表中の記号については、表2の後に記す。Note that the symbols in the table are described after Table 2.
表中の物性値は、それぞれ下記の方法にて測定した。The physical property values in the table were measured using the methods described below.
200メツシュパスチ
作製した石炭/水スラ!j −3、!i’を、水にて5
0倍に希釈し、最低200メツシュのふるい上に流し込
み、振とう開始後11の水で洗い、ふるい上の石炭を乾
燥秤量し、算出する(振とう時間10分)。Coal/water slurry made with 200 mesh pasties! j-3,! i' with water 5
Dilute it to 0 times, pour it onto a sieve with a minimum of 200 mesh, wash it with 11 water after starting shaking, dry weigh the coal on the sieve, and calculate (shaking time 10 minutes).
測定機:ふるい振とう機VSS −50(筒井理化学器
械製)
粘度
作製した石炭/水スラリー3dを、カップに入れ、EL
D−8T iローターにて3分後の粘度を測定した。回
転数2 Or、p、m、 (7s@e−’ ) 、測定
温度30℃。Measuring device: Sieve shaker VSS-50 (manufactured by Tsutsui Rikagaku Kikai) Pour 3d of the prepared coal/water slurry into a cup and EL
The viscosity was measured after 3 minutes using a D-8Ti rotor. Rotation speed: 2 Or, p, m, (7s@e-'), measurement temperature: 30°C.
測定材=E型回転粘度計(東京計器製)静置安定性
作製した石炭/水スラリー約200mJを、メスシリン
ダーに入れて静置し、1週間後の状態を棒貫入し、観察
した。Measurement material = E-type rotational viscometer (manufactured by Tokyo Keiki) Static stability Approximately 200 mJ of the prepared coal/water slurry was placed in a graduated cylinder and left to stand, and the state after one week was observed by penetrating the cylinder with a rod.
実施例2
南アフリカ炭(揮発分33.3%、灰分9.6%、全S
0.6%)を、微粉砕型ハンマーミルで粉砕し、200
メツシュパス78%のものを得た。Example 2 South African coal (volatile content 33.3%, ash content 9.6%, total S
0.6%) was ground with a fine grinding hammer mill, and
A mesh pass of 78% was obtained.
次に、本発明の添加剤を、表2に示す配合にて総量で0
.7部を水60部に溶解後、140部の上記石炭微粉を
加え、オートホモミキサー(特殊機化製)にて4.00
Or、p、m、で5分間混合し、流動性良好な石炭/
水スラ!J −200部を得た。Next, the additives of the present invention were added in a total amount of 0 in the formulation shown in Table 2.
.. After dissolving 7 parts in 60 parts of water, add 140 parts of the above fine coal powder, and mix with an autohomogen mixer (manufactured by Tokushu Kika) to 4.00 parts.
Mixed for 5 minutes at Or, p, m, coal with good fluidity/
Water sla! J-200 parts were obtained.
物性値を、実施例1に示す方法にて測定した。Physical property values were measured by the method shown in Example 1.
同様に、添加剤の総量で0.75部あるいは1,05部
を水50部に溶解後、150部の上記石炭微粉を加えて
調製した場合も、流動性良好なスジIJ−が得られた。Similarly, when preparing by dissolving 0.75 parts or 1.05 parts of the total amount of additives in 50 parts of water and then adding 150 parts of the above coal powder, streak IJ- with good fluidity was obtained. .
添加剤の比較例として、表1に例示のものを、それぞれ
1.4部加えて調製した結果を示した。As comparative examples of additives, the results were shown in which 1.4 parts of each of the additives listed in Table 1 were added.
以下余白Margin below
Claims (1)
60重量%の石炭を、低粘度で微粒懸濁させたことを特
徴とする、高濃度石炭/水スラリー組成物。 化合物:ポリエチレングリコールジアミンに、エチレン
オキサイドと炭素数3以上のアルキレンオキサイドを付
加重合して得られる、複数のポリアルキルエーテル鎖を
持つ化合物。 2、化合物が、分子中に付加されたアルキレンオキサイ
ド全体に対してポリオキシエチレン基を40〜90重量
%、好ましくは70〜90重量%含有し、末端に必らず
ポリオキシエチレン基を有し、かつ、5,000〜10
0,000の分子量を有する特許請求の範囲第1項記載
の組成物。 3、組成物を構成する石炭の粒径が、200メッシュ(
74μm)パス約70%以上である特許請求の範囲第1
項又は第2項記載の組成物。 4、石炭に対し、0.1〜1.0重量%の前記化合物を
含む特許請求の範囲第1〜3項のいずれかに記載の組成
物。[Claims] 1. A highly concentrated coal/water slurry composition, characterized in that at least 60% by weight of coal is finely suspended with low viscosity in an aqueous medium in the presence of the following compound: . Compound: A compound having multiple polyalkyl ether chains obtained by addition polymerizing ethylene oxide and alkylene oxide having 3 or more carbon atoms to polyethylene glycol diamine. 2. The compound contains 40 to 90% by weight, preferably 70 to 90% by weight of polyoxyethylene groups based on the total alkylene oxide added to the molecule, and necessarily has a polyoxyethylene group at the end. , and 5,000 to 10
A composition according to claim 1 having a molecular weight of 0,000. 3. The particle size of the coal constituting the composition is 200 mesh (
74 μm) pass approximately 70% or more
The composition according to item 1 or 2. 4. The composition according to any one of claims 1 to 3, which contains 0.1 to 1.0% by weight of the compound based on coal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61075500A JPS62232494A (en) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | High-concentration coal/water slurry composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61075500A JPS62232494A (en) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | High-concentration coal/water slurry composition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62232494A true JPS62232494A (en) | 1987-10-12 |
Family
ID=13578041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61075500A Pending JPS62232494A (en) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | High-concentration coal/water slurry composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62232494A (en) |
-
1986
- 1986-04-03 JP JP61075500A patent/JPS62232494A/en active Pending
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