JPS628479B2

JPS628479B2 -

Info

Publication number: JPS628479B2
Application number: JP57128981A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Nakaooji; Kenichi Nagata; Takuji Yano
Original assignee: Electric Power Development Co Ltd; Kawasaki Jukogyo KK; Mitsui Zosen KK
Current assignee: Electric Power Development Co Ltd; Mitsui Zosen KK; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1982-07-26
Filing date: 1982-07-26
Publication date: 1987-02-23
Also published as: JPS5920389A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、石炭・水スラリーの処理方法に係
り、より詳しくは貯蔵、輸送中に石炭粒子が沈降
して強固な固形物を形成することのない、安定化
したスラリーを得られるようにした石炭・水スラ
リーの処理方法に関するものである。

従来から石炭の輸送手段として、微粉砕した石
炭に適量の水を加えてスラリー状として輸送する
方法が知られており、石炭濃度50重量％の石炭・
水スラリーを500Km離れた火力発電所まで供給し
ているブラツクメサパイプラインが、商業ベース
で成功した唯一の例として有名である。

しかし、この場合、受入側の火力発電所では、
強力な脱水、排水処理工程が必要なうえ、ボイラ
ー燃焼の際の水分が約25％もあるため、輸送、燃
焼を総合したシステム効率が著しく低いという欠
点がある。

そこで、この欠点を改良するため、パイプライ
ン輸送時の石炭濃度を70〜80重量％にまで上げ、
そのままボイラー燃焼する高濃度石炭・水スラリ
ー輸送システムが提案されているが、石炭濃度が
60重量％を越えると、その見掛け粘度が急激に増
大し、更に濃度を上げると全く流動性を失なうた
め、何等かの添加剤を加えて石炭粒子を分散さ
せ、流動性を増す必要がある。ところが、このよ
うな添加剤（以下、分散剤という）を加えて製造
した石炭・水スラリーも、船舶輸送、貸車輸送等
でひとたび振動、動揺の場にさらされると、石炭
粒子が槽内で沈降して強固な固形物（以下、ハー
ドケーキという）を形成し、以後の工程、例えば
揚荷役、排出等において流動的なハンドリングが
全く不可能になるという問題がある。

この点に関しては、石炭粒子の沈降を防止し
て、分散化の作用をする前記分散剤のほかに、沈
澱炭の圧密を防止して、安定化の作用をする添加
剤（以下、安定剤という）を加えることも考えら
れるが、本来、分散剤と安定剤とは相反作用があ
るうえ、両者の添加で添加剤の量が増加すること
になり、単に燃焼に供されるだけのスラリーの製
造コストが高価になるという欠点がある。

本発明者らは、高濃度の石炭・水スラリーを輸
送し、消費地の燃焼施設で直ちに燃焼に供するこ
とのできるスラリーの改良について検討中のとこ
ろ、思いがけず或る特異な現象を見出した。すな
わち、前記スラリーに、通常の輸送ルートで加わ
る撹拌・混練エネルギを上まわる撹拌・混練エネ
ルギを強制的に加えることにより、石炭粒子が沈
降してハードケーキを形成することのない、安定
化したスラリーに改質できることを見出した。こ
の現象の起因は、必ずしも定かでないが、この現
象に基づき更に鋭意検討の結果、本発明に到達し
たものである。

すなわち、本発明は、微粉砕した石炭に水と分
散剤を加えてスラリー状にしたのち、該スラリー
を少なくとも、流走経路で加わるトルク以上に、
撹拌・混練エネルギが増大するまで撹拌すること
を特徴とする石炭・水スラリーの処理方法であ
り、このように処理することにより、貯蔵、輸送
中に石炭粒子が沈降してハードケーキを形成する
ことのない、安定化したスラリーを得られるよう
にしたものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は、本発明を実施して石炭・水スラリー
の安定化処理を行なうと共に、得られた製品スラ
リーを消費地の燃焼施設まで供給するトータルシ
ステムの一例を示すものである。

まず石炭１を、粉砕機２で、15mm程度以下に粗
砕したのち、石炭濃度が60〜80重量％（乾燥炭基
準）となるように、規定量の水３と乾燥炭規準
0.01〜1.0重量％の分散剤４とを加えて、微粉砕
機５へ湿式粉砕し、その粒子径が74μｍ、60〜80
重量％の石炭・水スラリー６を製造する。この石
炭・水スラリー６は、受取り槽７、ポンプ８を経
て、撹拌・混練装置９へ送られ、ここで、このス
ラリーを、通常の輸送ルートで加わる以上の撹
拌・混練エネルギ以上の撹拌・混練エネルギ（ス
ラリー１m³当り１〜50KW・Ｈ）を付加すべく、
強制的に撹拌して、ハードケーキを形成すること
のない、安定化したスラリーに改質する。

ここで、撹拌・混練エネルギとは、次式であら
わされるものをいう。

（撹拌・混練エネルギ）＝（トルク）×（回転数）×（時間）このように処理した製品スラリー１０は、パイ
プライン１１またはタンクローリー１２によつて
積出港まで輸送され、貯蔵タンク１３に一時貯え
られ、積出港に大型のスラリータンカー１４が着
岸できる場合は、ポンプ１５で直接スラリー積込
みし、着岸できない場合は、海底配管１６、一点
係留ブイ１７などを経て船積みされる。揚地まで
海上輸送された製品スラリー１０′は、タンカー
１４内のポンプ１８で、揚地の貯蔵タンク１９に
揚荷され、ポンプ２０を経て、パイプライン１
１′またはタンクローリー１２′などを用いて、消
費地の供給タンク２５まで輸送される。この供給
タンク２５からポンプ２１によつてボイラー２２
まで送り出された製品スラリー１０″は、霧化空
気２３と混ぜ合わされ、バーナー２４を用いて燃
焼される。

第２図は、前記撹拌・混練装置９の好ましい一
例を示すもので、円筒容器３１内で、羽根車３２
を高速で回転させる型式のものである。なお、３
３は無段変速機付駆動モータ、３４はトルク変換
器である。

この撹拌・混練装置９を用い、円筒容器３１内
に、石炭・水スラリー６を供給し、後述する実施
例１の条件で、該スラリーに、羽根車３２の高速
回転による撹拌・混練エネルギーを与えて、スラ
リーが安定化する軸動力の時間変化を計測した結
果を第３図に示す。

この結果、該スラリーを、或る時間、強制的に
撹拌・混練することにより、通常の流走経路で加
わるトルク以上に、撹拌・混練エネルギが増大
し、このように撹拌・混練エネルギが増大したス
ラリーは、極めて安定化したものとなり、処理後
10日以上の静置に対してもハードケーキを形成す
ることのない、安定化したスラリーに物性変化し
ていた。

この安定化したスラリーへの物性変化は、羽根
車３２の高速回転による撹拌・混練エネルギーが
寄与したものと考えられるが、本発明者らの検討
結果によれば、この撹拌・混練エネルギーの付加
は、大きいほど安定化がすすみより好ましいが、
実際には前記石炭・水スラリー１m³当り１〜
50KW・Ｈの範囲が適当である。

例えば、前記撹拌・混練装置９を用い、石炭・
水スラリーの１m³／Ｈを処理するときには、円筒
容器３１を１m³の大きさとし、羽根車３２の駆動
モータ３３に１〜50KWの負荷がかかるように、
羽根車３２の回転数と台３５の高ささと個数を設
定すればよく、このような撹拌・混練エネルギー
の付加によつて、該スラリーを、ハードケーキを
形成することのない、安定化したスラリーとする
ことができ、排出孔（図示省略）から製品スラリ
ーとして取り出される。

次に、前記撹拌・混練装置９の運転制御法を、
第４図に基づいて説明する。

前記のごとく、円筒容器３１内に、石炭・水ス
ラリーを供給し、この円筒容器３１の中で、羽根
車３２を高速回転させて、該スラリーに撹拌・混
練エネルギーを与えるが、この場合、羽根車３２
の回転経路に、駆動モータ４１と変速機４２とか
らなる変速機付駆動モータ３３と、トルク変換器
３４を配置する。トルク変換器３４としては、回
転数とトルクを検出し、両値の積から動力を算出
する装置が例として採用できる。前記円筒容器３
１内に供給される石炭・水スラリーの濃度を濃度
計４３（例えはγ線濃度計）で、さらに流量を流
量計４４（例えば電磁流量計）で検出する。

制御器４５では、動力検出値Ｐ（KW）、濃度
検出値Ｃ、流量検出値ｑ（m³／Ｈ）を入力とし
て、ｐ／ｑを算出後、撹拌・混練エネルギーの基
準値P₀(C)＝１〜50KW・Ｈ／m³と比較し、羽根車
３２の回転数を調整するように、変速機４２に制
御信号４６を発する。すなわち、Ｐ／ｑとP₀(C)を
比較し、Ｐ／ｑがP₀(C)に不足のときは、羽根車３
２の回転数を上げるよう、またＰ／ｑがP₀(C)を越
えるときには、逆に減速の操作を自動的に行な
う。なお、P₀(C)は、円筒容器３１内に供給される
石炭の粒径が一定のときには、濃度の函数である
が、石炭の質および添加分散剤の種類によつて変
りうるので事前にビーカースケールのテストによ
つて決めておく。

次に、本発明を実施例によつて具体的に説明す
る。

実施例１大同炭（中国産）に水と分散剤（乾燥炭規準、
１％添加）を加えて、74μｍ以下、80％に湿式粉
砕し、石炭濃度68重量％（乾燥炭規準）の石炭・
水スラリーを製造した。

このスラリー0.7を、第２図の撹拌・混練装
置９の円筒容器３１（直径180mm）内に入れて密
閉し、駆動モータ３３で、羽根車３２（直径140
mm）を高速回転（500R／Ｍ）させて、該スラリ
ーに撹拌・混練エネルギーを与えた。この際の軸
動力の時間変化を計測したところ、第３図に示す
ように、或る時間、強制的に撹拌・混練すること
により、通常の流走経路で加わる撹拌・混練エネ
ルギ以上に、撹拌・混練エネルギが増大し、処理
後10日以上の静置に対してもハードケーキを形成
することのない、安定化したスラリーに物性変化
していた。

なお、前記撹拌動力をトルク変換器３４へ計測
し、該スラリーに付加された撹拌・混練エネルギ
ーを計測したところ、スラリー１m³当り１〜
50KW・Ｈのエネルギー付加で、前記のように安
定化したスラリーに改質できることが判つた。

実施例２第５図の装置を使用し、実施例１と同じ粒径の
石炭による同じ濃度の石炭・水スラリー５１（２
m³）を、槽５２（2.5m³）に投入し、該スラリー
を槽５２内の羽根車５３によつて撹拌しつつ、管
５４，５５，５６を通して、遠心スラリーポンプ
５７で循環し、該スラリーに１m³当り50KW・Ｈ
の撹拌・混練エネルギーを与えた。この結果、従
来一晩の静置で石炭粒子が沈降してハードケーキ
を形成したスラリーが、この処理によつて10日以
上の静置に対してもハードケーキを形成すること
のない、安定化したスラリーに改質された。な
お、図において、５８は駆動モーター、５９，６
０，６１は流量調整弁、６２は製品スラリー排出
弁、６３は排出管である。

本発明の石炭・水スラリーの処理方法は、上記
のように構成されているので、貯蔵、輸送中に石
炭粒子が沈降してハードケーキを形成することの
ない、安定したスラリーを容易に得ることができ
る。したがつて、安定した製品スラリーとして、
消費地の燃焼施設まで供給することができると共
に、石炭濃度のアツプで該スラリーをそのまま燃
焼させることができるので、輸送、燃焼を総合し
たシステム効率を著しく向上させることができ
る。また、石炭・水スラリーを撹拌するという簡
単な操作で所望のスラリーを得ることができるの
で、製品開発投資や設備投資が少なくて済み、し
たがつて製品コストを安くすることができ、また
連続製造も容易である。また、製品スラリーの貯
蔵、輸送に当つても、スラリーが安定化している
ので、貯蔵時に槽レーキ等の連続撹拌のための装
置が不要であること、安定剤を添加する必要がな
いので、安定剤の薬効切れの必配がいらないこ
と、パイプライン輸送中に石炭粒子が沈降するこ
とがないので、低流速で輸送することができ、ポ
ンプ動力の減少、パイプ内壁の摩耗量の低減が可
能となること、短距離、中小容量の輸送には、タ
ンクローリーを用いることもでき、小回りがきく
ことなどの利点がある。更に、燃焼に当つては、
エアアトマイズが可能であること、バーナーチツ
プ内での閉塞の心配がないことなどの利点があ
り、本発明の奏する工業的効果は極めて顕著であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、石炭・水スラリーを安定化処理し
て、消費地の燃焼施設まで供給するトータルシス
テムの一例を示す全体図、第２図Ａは、撹拌・混
練装置の側面図、Ｂはその円筒容器部分の正面
図、第３図はスラリーが安定化する軸動力の時間
変化を計測した線図、第４図および第５図は、本
発明を実施して石炭・水スラリーの安定化処理を
行なつている状態を模式的に示す図である。１……石炭、３……水、４……分散剤、６……
石炭・水スラリー。

Claims

【特許請求の範囲】１微粉砕した石炭に水と分散剤とを加えてスラ
リーとし、このスラリーに対して、通常の輸送ル
ートで加えられる撹拌・混練エネルギを上まわる
エネルギに相当する、スラリー１m³当り１〜
50KW・Ｈの撹拌・混練エネルギを付加すること
を特徴とする石炭・水スラリーの処理方法。２石炭濃度が、乾燥炭基準で、60〜80重量％で
ある特許請求の範囲第１項記載の石炭・水スラリ
ーの処理方法。３分散剤濃度が、乾燥炭基準で、0.01〜1.0重
量％である特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の石炭・水スラリーの処理方法。