JPS644560B2 - - Google Patents
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- JPS644560B2 JPS644560B2 JP17460780A JP17460780A JPS644560B2 JP S644560 B2 JPS644560 B2 JP S644560B2 JP 17460780 A JP17460780 A JP 17460780A JP 17460780 A JP17460780 A JP 17460780A JP S644560 B2 JPS644560 B2 JP S644560B2
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Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
この発明は取扱い容易な沈降の少ない石炭スラ
リー燃料を製造する方法及びその装置に関する。
リー燃料を製造する方法及びその装置に関する。
＜従来の技術及びその問題点＞
最近、火力発電所を中心に、石油に代わり石炭
の利用が活発になつている。しかし、固体燃料で
ある石炭などはハンドリングが困難であり、輸送
費が石炭の価格に及ぼす影響も大きい。そこで、
石炭をスラリ化し、流体として取り扱えるように
する技術の開発が盛んに行なわれている。
の利用が活発になつている。しかし、固体燃料で
ある石炭などはハンドリングが困難であり、輸送
費が石炭の価格に及ぼす影響も大きい。そこで、
石炭をスラリ化し、流体として取り扱えるように
する技術の開発が盛んに行なわれている。
石炭の流体化技術の一つに重油と石炭の混合物
であるCOM（Coal Oil Mixture）、水と石炭の混
合物であるCWM（Coal Water Mixture）等があ
る。水などを担体に分散することにより石炭をス
ラリに転換する従来技術の一つとして特開54―
16511がある。ここに開示される内容は分散剤と
して界面活性剤を使用し石炭を水中で分散させる
方法が中心で石炭の粒径の調整及び微粉粒子の必
要性については記述されていない。また特開53―
581にも石炭と水スラリの製造方法が開示されて
いる。この特許公報明細書によれば石炭の粒度構
成は200メツシユパス量50％以上と記述されてい
るのみである。
であるCOM（Coal Oil Mixture）、水と石炭の混
合物であるCWM（Coal Water Mixture）等があ
る。水などを担体に分散することにより石炭をス
ラリに転換する従来技術の一つとして特開54―
16511がある。ここに開示される内容は分散剤と
して界面活性剤を使用し石炭を水中で分散させる
方法が中心で石炭の粒径の調整及び微粉粒子の必
要性については記述されていない。また特開53―
581にも石炭と水スラリの製造方法が開示されて
いる。この特許公報明細書によれば石炭の粒度構
成は200メツシユパス量50％以上と記述されてい
るのみである。
しかし、これらの従来技術は次のような問題点
がある。水中における石炭の分散の方法を分散剤
のみに依存しており、石炭の粒径及び分散液
（水）の比重の調整は何んら行なわれていない。
石炭の比重は石炭によつても異なるが1.3〜1.8あ
るのに対して水の比重は1.0と小さいことは言う
までもなく、水又は液中（油など）で比重の大き
い石炭粒子は容易に沈降分離してしまうことが確
認されている。石炭粒子は沈降するので輸送管内
の水又は油と微粉炭の混合物の流速をあげてその
輸送中の沈降堆積を防止している。しかし貯槽に
受け入れられ静置するときは分離し微粉炭の堆積
ができその取扱いに困難を生じ、その解決が要望
されているところである。この分離しやすい性質
は一方において輸送管で渦流を生ずるところ、流
速の変化するところでは微粉の分離堆積を生じ問
題を生ずる。
がある。水中における石炭の分散の方法を分散剤
のみに依存しており、石炭の粒径及び分散液
（水）の比重の調整は何んら行なわれていない。
石炭の比重は石炭によつても異なるが1.3〜1.8あ
るのに対して水の比重は1.0と小さいことは言う
までもなく、水又は液中（油など）で比重の大き
い石炭粒子は容易に沈降分離してしまうことが確
認されている。石炭粒子は沈降するので輸送管内
の水又は油と微粉炭の混合物の流速をあげてその
輸送中の沈降堆積を防止している。しかし貯槽に
受け入れられ静置するときは分離し微粉炭の堆積
ができその取扱いに困難を生じ、その解決が要望
されているところである。この分離しやすい性質
は一方において輸送管で渦流を生ずるところ、流
速の変化するところでは微粉の分離堆積を生じ問
題を生ずる。
以上のような沈降防止のため分散剤を使用する
方法が前記した特開54―16511、特開53―581で開
示されているが、石炭粒子の沈降防止には分散剤
の添加のみでは不充分であることが確認されてい
る。
方法が前記した特開54―16511、特開53―581で開
示されているが、石炭粒子の沈降防止には分散剤
の添加のみでは不充分であることが確認されてい
る。
上記従来技術は石炭スラリーの安定性、貯蔵性
及び高品質化の点について配慮がされておらず、
石炭スラリーの沈降、凝集による輸送トラブル、
品質の悪化という点で問題があつた。
及び高品質化の点について配慮がされておらず、
石炭スラリーの沈降、凝集による輸送トラブル、
品質の悪化という点で問題があつた。
＜発明の目的＞
本発明の目的は、これらの従来技術の欠点をな
くし、安定性の高い石炭スラリの製造方法とその
装置を提供するにある。
くし、安定性の高い石炭スラリの製造方法とその
装置を提供するにある。
＜問題点を解決するための手段＞
上記目的は石炭スラリの製造においてまず極く
微細な粒子（５〜10μｍ以下の石炭、脱硫剤等）
を水又は油中で混合し、液中でコロイド状な液体
に作製した後、そのコロイド状に微粉炭を加えて
混合撹拌することにより達成される。
微細な粒子（５〜10μｍ以下の石炭、脱硫剤等）
を水又は油中で混合し、液中でコロイド状な液体
に作製した後、そのコロイド状に微粉炭を加えて
混合撹拌することにより達成される。
水及び油に混合、撹拌した微細な固体粒子（石
炭、脱硫剤、スラツジ等）は水及び油とのコロイ
ド状液を作製し、コロイド状液の比重及び粘度の
増加により、コロイド状液に添加する微粉炭の沈
降が改善され安定な石炭スラリが作製される。
炭、脱硫剤、スラツジ等）は水及び油とのコロイ
ド状液を作製し、コロイド状液の比重及び粘度の
増加により、コロイド状液に添加する微粉炭の沈
降が改善され安定な石炭スラリが作製される。
＜実施例＞
第１図にこの発明の実施に使用する装置の工程
のフローを示す。10〜５ミクロン以下の微粉炭は
ホツパ１に収容されフイーダ〔ロータリフイー
ダ、又はベーレーフイーダ（商品名）〕２により
計量器３におくられ計量されて混合機４に送られ
る。水又は油又は液は管路５より流量計６を経由
し第１混合機４に送られる。第１混合機４で微粉
炭の比重とほぼ等しい液が形成され、その液は管
路７により第２混合機８（送出ポンプを兼用又は
付属する）に送られる。70〜100ミクロンの微粉
炭はホツパ１Ａからフイーダ２Ａにより計量機３
Ａに送られついで第２混合機８で第１混合機から
の液と混合され管路９により貯槽１０に送られ必
要に応じ取り出され燃料として使用される。また
遠隔の貯槽１１に送るには管路１２よりポンプ１
３により輸送することができる。
のフローを示す。10〜５ミクロン以下の微粉炭は
ホツパ１に収容されフイーダ〔ロータリフイー
ダ、又はベーレーフイーダ（商品名）〕２により
計量器３におくられ計量されて混合機４に送られ
る。水又は油又は液は管路５より流量計６を経由
し第１混合機４に送られる。第１混合機４で微粉
炭の比重とほぼ等しい液が形成され、その液は管
路７により第２混合機８（送出ポンプを兼用又は
付属する）に送られる。70〜100ミクロンの微粉
炭はホツパ１Ａからフイーダ２Ａにより計量機３
Ａに送られついで第２混合機８で第１混合機から
の液と混合され管路９により貯槽１０に送られ必
要に応じ取り出され燃料として使用される。また
遠隔の貯槽１１に送るには管路１２よりポンプ１
３により輸送することができる。
またホツパ１Ｂには脱硫剤を収容し必要に応じ
フイーダ２Ｂ、計量機３Ｂを経由して第１混合機
４に供給することができる。
フイーダ２Ｂ、計量機３Ｂを経由して第１混合機
４に供給することができる。
またホツパ１Ｃには比重調整用の微粉（Fe2O3
等）を収容し、フイーダ２Ｃ、計量器３Ｃを経由
して第１混合機４に供給することができる。
等）を収容し、フイーダ２Ｃ、計量器３Ｃを経由
して第１混合機４に供給することができる。
このような第１混合機内の液の比重の制御は第
１混合機４に設けた液比重発信器１６から送られ
る比重の信号を記憶と指令信号を出す制御箱１５
に送り、その指令信号を水等の液の供給量を制御
する流量制御弁１７、フイーダと計量器の組１と
２，１Ａと２Ａ，１Ｂと２Ｂ，１Ｃと２Ｃの制御
をする。計量機３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ及び流量計
６からはそれぞれの計測値が制御箱１５にフイー
ダバツクされる。
１混合機４に設けた液比重発信器１６から送られ
る比重の信号を記憶と指令信号を出す制御箱１５
に送り、その指令信号を水等の液の供給量を制御
する流量制御弁１７、フイーダと計量器の組１と
２，１Ａと２Ａ，１Ｂと２Ｂ，１Ｃと２Ｃの制御
をする。計量機３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ及び流量計
６からはそれぞれの計測値が制御箱１５にフイー
ダバツクされる。
＜作用＞
石炭と水スラリの場合、それぞれの比重は1.3
〜1.8と1.0で水に比べて石炭粒子の比重は大きい
値をもつ。したがつて石炭粒子はストークスの式
に従つて水中下で沈降する。沈降速度は層流域で
はストークスの式に従うところは公知である。
（例えば化学工学、P29；大山著、第２刷 岩
波全書、1964） Ut＝（ρs−ρa）ｇ・d2／18μ ……(1) Ut：沈降速度 μ：粘 ρs：粒子密度 ｄ：粒子径 ρa：媒液密度 ｇ：重力加速度 沈降速度に及ぼす影響因子として固体粒子と媒
液の比重差、媒液の粘度、固体粒子径がある。
〜1.8と1.0で水に比べて石炭粒子の比重は大きい
値をもつ。したがつて石炭粒子はストークスの式
に従つて水中下で沈降する。沈降速度は層流域で
はストークスの式に従うところは公知である。
（例えば化学工学、P29；大山著、第２刷 岩
波全書、1964） Ut＝（ρs−ρa）ｇ・d2／18μ ……(1) Ut：沈降速度 μ：粘 ρs：粒子密度 ｄ：粒子径 ρa：媒液密度 ｇ：重力加速度 沈降速度に及ぼす影響因子として固体粒子と媒
液の比重差、媒液の粘度、固体粒子径がある。
１例として石炭粒子が水中下で沈降する速度を
ストークスの式に基づいて計算すると第２図の結
果になる。石炭粒子の沈降速度は粒子径70μｍで
約10mm／ｓと比較的早いことが示される。もちろ
ん粒子数が大で粒子が多量に存在する粒子群では
この値より遅い値となることは言うまでもない。
ストークスの式に基づいて計算すると第２図の結
果になる。石炭粒子の沈降速度は粒子径70μｍで
約10mm／ｓと比較的早いことが示される。もちろ
ん粒子数が大で粒子が多量に存在する粒子群では
この値より遅い値となることは言うまでもない。
沈降速度を遅くし石炭スラリの安定性を改善す
るために媒液と石炭粒子の比重差を小さくするこ
と、粒子径を小さくすること、媒液の粘度を増加
することが重要となる。本願発明は上記３件を全
て満足して石炭スラリの安定性を著しく改善する
方法を提供している。水にあらかじめ微細な石炭
粒子、脱硫剤、スラツジ等を添加混合することに
より水と石炭粒子、脱硫剤、スラツジ等のコロイ
ド状液を作製することができる。この微細な粒子
としては、径が５〜10μｍ以下のものが使用さ
れ、水と混合撹拌することによつてコロイド状液
となつてコロイド状液の比重は高くなる。水と石
炭及び固体（脱硫剤、スラツジ等）の混合物の比
重は次式で示される。
るために媒液と石炭粒子の比重差を小さくするこ
と、粒子径を小さくすること、媒液の粘度を増加
することが重要となる。本願発明は上記３件を全
て満足して石炭スラリの安定性を著しく改善する
方法を提供している。水にあらかじめ微細な石炭
粒子、脱硫剤、スラツジ等を添加混合することに
より水と石炭粒子、脱硫剤、スラツジ等のコロイ
ド状液を作製することができる。この微細な粒子
としては、径が５〜10μｍ以下のものが使用さ
れ、水と混合撹拌することによつてコロイド状液
となつてコロイド状液の比重は高くなる。水と石
炭及び固体（脱硫剤、スラツジ等）の混合物の比
重は次式で示される。
ρs＝ρc／ω／１＋pC／pH（１／ω−１）……(2
) ρc：固体の比重 ω：固体濃度 ρH：液体の比重 ρs：スラリの比重 １例として石炭粒子と水の混合物の比重を計算
した結果を第３図に示す。石炭の微細粒子の割合
がコロイド状液に対して50％のときコロイド状液
の比重は1.17と石炭粒子の比重1.4に比べて近い
値を示す。さらには微細な粒子の添加によつてコ
ロイド状液の粘度は増加することは公知である。
（文献参照：“Farris，R.J”Trans.Society of
Rheology，12：２，281（1968）） 第４図は微細粒子の混合によるコロイド状液に
おける石炭粒子径と沈降速度の関係を示したもの
である。このようにコロイド状液の作製によつて
石炭粒子の沈降は著しく遅くなり第２図の水中下
にける石炭粒子の沈降速度と比較すると約１／3000 以下に改善されている。（コロイド状液の粘度を
1000cpと仮定） また比重の高い脱硫剤、スラツジ等を添加する
と少量で比重の高いコロイド状液を作製すること
ができる。
) ρc：固体の比重 ω：固体濃度 ρH：液体の比重 ρs：スラリの比重 １例として石炭粒子と水の混合物の比重を計算
した結果を第３図に示す。石炭の微細粒子の割合
がコロイド状液に対して50％のときコロイド状液
の比重は1.17と石炭粒子の比重1.4に比べて近い
値を示す。さらには微細な粒子の添加によつてコ
ロイド状液の粘度は増加することは公知である。
（文献参照：“Farris，R.J”Trans.Society of
Rheology，12：２，281（1968）） 第４図は微細粒子の混合によるコロイド状液に
おける石炭粒子径と沈降速度の関係を示したもの
である。このようにコロイド状液の作製によつて
石炭粒子の沈降は著しく遅くなり第２図の水中下
にける石炭粒子の沈降速度と比較すると約１／3000 以下に改善されている。（コロイド状液の粘度を
1000cpと仮定） また比重の高い脱硫剤、スラツジ等を添加する
と少量で比重の高いコロイド状液を作製すること
ができる。
第５図は脱硫剤（比重＝3.0）と水のコロイド
状液の比重を(2)式に基づいて計算した結果を示
す。
状液の比重を(2)式に基づいて計算した結果を示
す。
脱硫剤の必要添加量は石炭中に含まれるＳ分の
量によつても変わるが、微細な脱硫剤（15〜10μ
ｍ以下）を30％添加することによつてコロイド状
液の比重は1.25にも上昇する。このコロイド状液
に微粉炭を添加した場合の沈降速度は第４図に示
す値よりも小さくなる。（粘度を1000cpと仮定） このように微細な粒子（石炭、スラツジ、脱硫
剤等）を水等に添加して混合撹拌することにより
コロイド状の比重及び粘度の高い液が作製でき
る。このコロイド状液の中に微粉炭を添加、混合
することによつて沈降の少ない安定な石炭スラリ
が作製することができる。
量によつても変わるが、微細な脱硫剤（15〜10μ
ｍ以下）を30％添加することによつてコロイド状
液の比重は1.25にも上昇する。このコロイド状液
に微粉炭を添加した場合の沈降速度は第４図に示
す値よりも小さくなる。（粘度を1000cpと仮定） このように微細な粒子（石炭、スラツジ、脱硫
剤等）を水等に添加して混合撹拌することにより
コロイド状の比重及び粘度の高い液が作製でき
る。このコロイド状液の中に微粉炭を添加、混合
することによつて沈降の少ない安定な石炭スラリ
が作製することができる。
＜発明の効果＞
本発明を実施することにより微粉炭粒子の沈降
を著しく低減できることから石炭スラリの長期安
定性が維持できる。石炭スラリの品質管理項目で
最も重要なことはスラリの安定性であり、スラリ
の安定性を確保することによりスラリ製造工程、
配管ループ（ライン）、貯蔵タンク等での閉塞及
び沈降トラブルが解消でき信頼性の高いシステム
が可能となる。またコロイド状液を作製するに必
要な微細粒子（５〜10μｍ）にスラツジ炭を使用
した場合、微粉砕に必要な粉砕エネルギーの節約
になり製造工程におけるランニングコストが低減
できる。一方、微粒子として脱硫剤を使用した場
合、石炭中に含まれる硫黄の除去が著しく容易と
なる。すなわち脱硫剤の取り扱いが石炭スラリ化
することによつて容易となるばかりでなく、燃焼
炉内で脱硫反応が可能となることから脱硫設備が
不要となり設備コストの大巾な低減が可能とな
る。
を著しく低減できることから石炭スラリの長期安
定性が維持できる。石炭スラリの品質管理項目で
最も重要なことはスラリの安定性であり、スラリ
の安定性を確保することによりスラリ製造工程、
配管ループ（ライン）、貯蔵タンク等での閉塞及
び沈降トラブルが解消でき信頼性の高いシステム
が可能となる。またコロイド状液を作製するに必
要な微細粒子（５〜10μｍ）にスラツジ炭を使用
した場合、微粉砕に必要な粉砕エネルギーの節約
になり製造工程におけるランニングコストが低減
できる。一方、微粒子として脱硫剤を使用した場
合、石炭中に含まれる硫黄の除去が著しく容易と
なる。すなわち脱硫剤の取り扱いが石炭スラリ化
することによつて容易となるばかりでなく、燃焼
炉内で脱硫反応が可能となることから脱硫設備が
不要となり設備コストの大巾な低減が可能とな
る。
第１図は本発明の一実施例にかかる石炭スラリ
製造工程のフローを示す説明明図、第２図は本発
明の一実施例にかかる粒子径と沈降速度の関係線
図、第３図は本発明の一実施例にかかる固体濃度
とコロイド液比重の関係を示す線図、第４図は本
発明の一実施例にかかるコロイド液下で石炭粒子
が沈降する速度を示した線図、第５図は本発明の
一実施例にかかる脱硫剤を使用した場合の固体濃
度とコロイド液比重の関係を示す線図である。 １…微粉炭のホツパ、２…フイーダ、３…計量
機、４…第１混合機、８…第２混合機、１０，１
１…貯槽、１５…制御箱。
製造工程のフローを示す説明明図、第２図は本発
明の一実施例にかかる粒子径と沈降速度の関係線
図、第３図は本発明の一実施例にかかる固体濃度
とコロイド液比重の関係を示す線図、第４図は本
発明の一実施例にかかるコロイド液下で石炭粒子
が沈降する速度を示した線図、第５図は本発明の
一実施例にかかる脱硫剤を使用した場合の固体濃
度とコロイド液比重の関係を示す線図である。 １…微粉炭のホツパ、２…フイーダ、３…計量
機、４…第１混合機、８…第２混合機、１０，１
１…貯槽、１５…制御箱。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 微粉炭の比重にほぼ等しい比重の液に微粉炭
を加え微粉炭の沈降量の小なるスラリーを形成す
ることを特徴とする石炭スラリー燃料製造方法。 ２ 微粉炭の比重にほぼ等しい比重の液をスラツ
ジ炭と水の混合により形成し、これに微粉炭を加
えて石炭スラリー燃料とすることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の石炭スラリー燃料製造
方法。 ３ 微粉炭の比重にほぼ等しい比重の液を重油又
は軽油に５〜10ミクロン以下の微粉炭及び又は酸
化鉄粉を加え混合して形成し、これに約70〜100
ミクロンの微粉炭を加えて石炭スラリー燃料とす
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
石炭スラリー燃料製造方法。 ４ 石炭スラリーの重量に対し水約20〜50％と約
10〜５ミクロン以下の微粉炭約24〜30％との重量
比で混合して微粉炭の比重にほぼ等しい比重のコ
ロイド状液を形成し、ついで約70〜100ミクロン
の微粉炭を重量比で約20〜56％加えて石炭スラリ
ー燃料とすることを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項記載の石炭スラリー燃料製造方
法。 ５ 微粉炭の比重にほぼ等しい比重の液を、脱硫
性をもつ材料を粒径10〜５ミクロン及び又はそれ
以下の微粉として液に供給し混合してコロイド状
液に形成し、この液に約70〜100ミクロンの微粉
炭を供給して石炭スラリー燃料とすることを特徴
とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項の
いずれかに記載の石炭スラリー燃料製造方法。 ６ 脱硫性をもつ材料をCaO，CaCO3，MgO，
Fe2O3の何れか一種又はこれらを組合せたものと
することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
の石炭スラリー燃料製造方法。 ７ 微粉炭の比重とほぼ等しい比重の液をつくる
混合機内の液の比重を計測する液比重発信器から
の信号を受ける記憶と指令信号を出す制御箱と、
この制御箱からの指令信号を受け第１混合機への
供給水量を制御する流量制御弁と、微粉炭、比重
調整用粉体、脱硫剤の供給量を制御するそれぞれ
の材料に対するフイーダと計量機との組、第２混
合機、およびこれらを接続する管路とよりなるこ
とを特徴とする石炭スラリー燃料製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17460780A JPS5798596A (en) | 1980-12-12 | 1980-12-12 | Method and apparatus for preparing coal slurry fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17460780A JPS5798596A (en) | 1980-12-12 | 1980-12-12 | Method and apparatus for preparing coal slurry fuel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5798596A JPS5798596A (en) | 1982-06-18 |
| JPS644560B2 true JPS644560B2 (ja) | 1989-01-26 |
Family
ID=15981534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17460780A Granted JPS5798596A (en) | 1980-12-12 | 1980-12-12 | Method and apparatus for preparing coal slurry fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5798596A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5953597A (ja) * | 1982-09-21 | 1984-03-28 | Babcock Hitachi Kk | 石炭スラリの粘度改善法 |
| CN105312003A (zh) * | 2014-06-30 | 2016-02-10 | 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司 | 长距离管道终端煤浆脱水与细磨联合制浆装置及方法 |
-
1980
- 1980-12-12 JP JP17460780A patent/JPS5798596A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5798596A (en) | 1982-06-18 |
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