JPH0128079B2

JPH0128079B2 -

Info

Publication number: JPH0128079B2
Application number: JP55020327A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yamamura; Shinichi Watanabe; Noboru Moryama
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1980-02-20
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1989-05-31
Also published as: JPS56116793A

Description

[Detailed description of the invention]

本発明は石炭粉末の水スラリー用造粒助剤に関
し、詳しくは石炭粉末の水スラリーに、バインダ
ーとしての油を加え、水中にて、石炭粉末を造粒
化するに際し、造粒化を著しく促進し、灰分及び
無機物が存在する時は、灰分及び無機物の除去を
容易ならしめる造粒助剤に関する。近年、エネルギー源として、最も多く使用され
て来た石油が、その埋蔵量の限界や、それに伴な
う価格の高騰などから、エネルギー源の多様化及
び、安定的な供給の確保が重要な問題となつてい
る。このようなことから、埋蔵量が多く、且つ、
偏在せず、世界中に存在する石炭の有効利用が、
見直されてきている。しかしながら石炭の場合
は、石油とは異なり、固体であるため、パイプラ
インによる輸送が不可能であり、取り扱い上、著
しく不利である。さらに、石炭は一般に、石油に
比べ、多量の灰分を含んでおり、発熱量の低下、
フライアツシユの処理等の問題もある。このよう
なことより取り扱い上の欠点の改善及び、燃焼に
際して、有害な、灰分などの無機物の除去の研究
が広汎に行なわれているがその中でも、石炭を粉
末化し、水中に分散させ、水スラリー状にする方
法が注目されている。これはパイプライン輸送を
可能にし、更に、水中にて、選炭工程が可能なた
め石炭中の灰分を除去するいわゆる脱灰操作等が
可能となるものである。本発明者らは、この石炭
−水スラリー用の分散剤に関する研究を行い特許
についても出願中である（特願昭54−95173号、
同54−95174号明細書参照）。ところが一般にこの様な石炭粉末の水分散系の
スラリーでは粒子が小さいため、ろ過や脱水工程
が困難となる。そこでパイプ輸送等のスラリーと
しての利用が終了した時には水と分散質の分離の
ために、分散している粒子を凝集させる事が試み
られている。このようなスラリー中の粒子を凝集
させ、その凝集体の成長と圧密を行なう操作とし
ては湿式造粒というものがあり、古くから、その
研究が進められている。これらの方法としては次
のような方法がある。(1)電解質を添加することに
より、粒子のζ電位を低下させ、凝集させる方
法。(2)高分子凝集剤を添加し、粒子間に高分子架
橋を形成させ、凝集させる方法。(3)分散媒とは混
和せず、粒子と親和性を有する、第２の液体を添
加し、この液体により、粒子間に液体架橋を形成
し、凝集させる方法。この液体架橋による造粒技術を石炭−水スラリ
ーに利用した発明が公開されている（特開昭53−
70076号公報）。しかしながら、ここに開示されて
いる界面活性剤では、凝集による造粒化のための
時間や、エネルギーが多大に必要なことや、水ス
ラリーに添加すべき“混和しない液体”である油
の量も多量必要であるなどの欠点があり、少量の
油で、しかも、造粒化の時間及びエネルギーを必
要としない界面活性剤の開発が必要となつてきて
いる。本発明者らは、かかる従来の石炭−水スラ
リー中からの石炭粉末の造粒化のための欠点を改
良すべく、鋭意検討の結果、本発明に到達した。即ち、本発明は次の一般式（）で示される非
イオン性界面活性剤を主成分とする石炭粉末の水
スラリー用水中造粒助剤を提供するものである。Ｒ−Ｏ−（CH₂CH₂O）_oＨ（）（式（）中、Ｒは炭素数８〜22のアルキル基又
はアルケニル基、あるいはアルキル基の炭素数が
８〜12であるアルキルフエニル基又はアルケニル
基の炭素数が８〜12であるアルケニルフエニル基
を示し、ｎは20〜100の整数である。）本発明に使用しうる化合物は、炭素数８〜22の
飽和又は不飽和アルコール、あるいは炭素数８〜
12のアルキル基又はアルケニル基を有する置換フ
エノールに、公知の方法によりエチレンオキサイ
ドを20〜100モル付加することにより得られる。
エチレンオキサイドの付加モル数が一般の湿潤剤
より多い化合物が有効であり、付加モル数が20を
越えると効果が顕著であるが、100を越えると結
晶性や粘度の点で取扱いが面倒であり、20〜100
であることが望ましい。上記一般式（）で示さ
れる非イオン性界面活性剤において、Ｒが上記範
囲外のものでは、良好な造粒性が得られない。本発明に係わるエチレンオキサイド付加物の出
発原料として用いられる高級アルコールは天然ア
ルコールはもとより、合成アルコール例えばオキ
ソアルコールやチーグラーアルコールも用いるこ
とが出来る。出発物質として用いられるヒドロキシ化合物と
しては、オクチルアルコール、ラウリルアルコー
ル、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコー
ル、セチルアルコール、ステアリルアルコール、
オレイルアルコール、椰子アルコール、牛脂アル
コール等のアルコール類、あるいはノニルフエノ
ール、ドデシルフエノール等の置換フエノール類
を挙げることができる。本発明の非イオン性界面活性剤の具体例を例示
すれば下記のような化合物である。ポリオキシエチレン（25モル）ラウリルエーテ
ル〔以下POE（25）ラウリルエーテルという形式
で記述する〕、POE（30）ラウリルエーテル、
POE（30）ステアリルエーテル、POE（30）オレ
イルエーテル、POE（30）椰子アルキルエーテ
ル、POE（50）ラウリルエーテル、POE（75）ラ
ウリルエーテル、POE（25）ノニルフエニルエー
テル、POE（50）ノニルフエニルエーテル、POE
（30）ドデシルフエニルエーテル等々。本発明に係る造粒助剤を用いることにより、即
ち、石炭粉末の水スラリーに石炭粉末のバインダ
ーとしての油を加え、これに本発明に係る造粒助
剤を添加し、撹拌することによつて、油をバイン
ダーとして水中の石炭粉末を凝集させるのみでな
く短時間で圧密された粒子状とすることができ、
石炭の水からの分離が極めて容易になる。本発明においては、上記の非イオン性界面活性
剤とともに、他の非イオン性界面活性剤、陰イオ
ン性界面活性剤、又は陽イオン性界面活性剤を本
発明の効果を損わない範囲で併用してもよい。本発明の造粒助剤は、石炭−水スラリーの石炭
量に対して0.01〜5.0重量％、好ましくは0.05〜
2.0重量％、添加することにより、石炭−水スラ
リーから石炭粉末の造粒が可能となる。一般に、
石炭の種類及び粒度などにより異なるが、石炭濃
度が高くなると流動性を失ない、低くなり過ぎる
と石炭−水スラリーとしての輸送効率が悪くなる
ため意義がなくなる。従つて、石炭−水スラリー
の石炭濃度としては20〜85重量パーセント、好ま
しくは50〜75重量パーセントである。又、造粒の
ために加えられる油としては重油、軽油、原油等
の水と混和しない燃料油ならいずれでも良く、加
えるべき油の量は、油の種類により異なるが、石
炭粉末の１〜50重量パーセント、好ましくは２〜
35重量パーセントである。本発明の造粒助剤は、
水性スラリー中の石炭粒子を小粒子として分散さ
せ、更に、石炭と油の界面張力を低下させること
により、石炭と油の接触面積の向上及び濡れ性の
向上を計り、その結果、石炭同志の凝集を促進さ
せ、造粒化を進行させその結果、スラリー中の石
炭の効率のよい回収が行なわれる。一方石炭中の
灰分は、水に濡れやすく、油に濡れにくいため、
油を添加した際、水中に分散させる事により、脱
灰を行なわせる。石炭−水スラリーに対して、造粒助剤及び油の
添加順序は、いずれが先でもよいし、又、石炭を
水スラリーにする際に加えておいてもよい。又、
石炭のスラリー化のための分散剤を併用してもよ
い。混合撹拌装置としては、高速ブレンダーや、コ
ロイドミル型造粒機等の造粒機又は、撹拌機が使
用される。本発明により得た、石炭粉末の造粒物は、その
まま燃料として使用しても良いし、油と混合する
事により、石炭粉末と油の混合燃料（COM）と
して使用してもよい。又、廃水液は、造粒助剤を含むため、再使用が
可能である。この場合造粒助剤の一部は、石炭粉
末上にも吸着し、消費されるため、廃水液を再使
用するためには、造粒助剤を補充しなければなら
ないことは当然である。以下に実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明は、これらの実施例により限定される
ものではない。実施例１ 200メツシユ70％パスのベルモント炭^*136.2ｇ
（3.25％の水分を含んでいるため、純分として
35.0ｇ）を室温にて水80.5ｇに分散させ撹拌し
て、石炭−水スラリーを得る。この混合物に対し
て所定量の造粒助剤を添加し、更に、Ｃ重油を10
ｇ加え、室温にて、ラボデイスパー（特殊機化工
業製）にて、直径35mmの羽根を1000rpmで回転さ
せ10分又は20分撹拌し、造粒化させる。このようにして得られた混合物を、８メツシユ
のフルイに通し、水洗いの後乾燥して、フルイ上
の重量（W₁ｇ）を測定する。次に、フルイ上のサンプルの一部をサンプリン
グし、灰分量（Awt％）と石炭濃度（Bwt％）を
測定する。灰分量はJISM8812の方法により、石
炭濃度は、１，１，１−トリクロロエタンによつ
てＣ重油を洗浄後の重量の測定により行なつた。従つて、石炭−水スラリーからの石炭の回収率
Ｘ（％）＝W₁×Ｂ／35であり、回収された石炭中の灰分量（Ａ／Ｂ×100％）及びベルモント炭の初期灰分量（15.95wt％）より脱灰率Ｙ（％）＝（１−
100A／15.95B）×100となる。ここで、Ｘが大きい程造粒化が良好であり、Ｙ
が大きい程脱灰性が良好である事を示している。実験結果及び、他の界面活性剤による実施例に
ついては表１に示した。但し、Ｃ重油中の灰分量は無視している。＊：ベルモント炭（オーストラリヤ産の石炭）：
高位発熱量6550Kcal／Kg（JIS M8814）、灰分
15.95（JIS M8812）、水分3.25（JIS M8811）、
固定炭素49.35％（JIS M8812）、元素分析
（JIS M8813）Ｃ：69.20％、Ｈ：4.71％、Ｎ：
1.23％、Ｏ：8.44％、Ｓ：0.50％、Cl：0.03％、
Na：0.04％ The present invention relates to a granulation aid for a water slurry of coal powder, and more specifically, oil as a binder is added to a water slurry of coal powder to significantly promote granulation when the coal powder is granulated in water. However, when ash and minerals are present, it relates to a granulation aid that facilitates the removal of ash and minerals. In recent years, petroleum has been the most commonly used energy source, but due to its limited reserves and the accompanying price hikes, it has become important to diversify energy sources and ensure a stable supply. It is becoming. For this reason, there are large reserves and
The effective use of coal, which exists all over the world and is not unevenly distributed, is
It is being reviewed. However, unlike petroleum, coal is a solid, so it cannot be transported by pipeline, which is extremely disadvantageous in terms of handling. Furthermore, coal generally contains a large amount of ash compared to petroleum, which lowers the calorific value and
There are also issues such as the processing of fly ash. For this reason, extensive research is being carried out to improve the handling disadvantages and remove harmful inorganic substances such as ash during combustion. The method of making it into a shape is attracting attention. This makes it possible to transport the coal by pipeline, and furthermore, it is possible to carry out the coal cleaning process underwater, making it possible to carry out so-called deashing operations to remove the ash from the coal. The present inventors have conducted research on this dispersant for coal-water slurry and are currently applying for a patent (Japanese Patent Application No. 54-95173,
(See specification No. 54-95174). However, in general, such a slurry of water dispersion of coal powder has small particles, making filtration and dewatering processes difficult. Therefore, attempts have been made to agglomerate the dispersed particles in order to separate the water and the dispersoid when the use as a slurry for pipe transportation etc. is completed. Wet granulation is an operation for agglomerating particles in a slurry and growing and compacting the agglomerates, and research has been conducted on this technique for a long time. These methods include the following. (1) A method of lowering the ζ potential of particles and coagulating them by adding an electrolyte. (2) A method of adding a polymer flocculant to form polymer crosslinks between particles and coagulating them. (3) A method in which a second liquid that is immiscible with the dispersion medium and has affinity with the particles is added, and this liquid forms liquid bridges between the particles to cause aggregation. An invention that utilizes this granulation technology based on liquid crosslinking for coal-water slurry has been disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 1983-1999).
Publication No. 70076). However, the surfactant disclosed herein requires a large amount of time and energy for granulation by aggregation, and the amount of oil, which is an "immiscible liquid", that must be added to the water slurry is also limited. However, there is a need to develop a surfactant that requires a small amount of oil and does not require time and energy for granulation. The present inventors have arrived at the present invention as a result of intensive studies in order to improve the drawbacks of the conventional granulation of coal powder from a coal-water slurry. That is, the present invention provides an underwater granulation aid for an aqueous slurry of coal powder, the main component of which is a nonionic surfactant represented by the following general formula (). R-O-(CH ₂ CH ₂ O) _o H () (In formula (), R is an alkyl group or alkenyl group having 8 to 22 carbon atoms, or an alkyl phenyl group in which the alkyl group has 8 to 12 carbon atoms. or an alkenyl phenyl group in which the carbon number of the alkenyl group is 8 to 12, and n is an integer of 20 to 100.) The compound that can be used in the present invention is a saturated or unsaturated compound having 8 to 22 carbon atoms. Alcohol or carbon number 8~
It is obtained by adding 20 to 100 moles of ethylene oxide to a substituted phenol having 12 alkyl or alkenyl groups by a known method.
Compounds with a larger number of added moles of ethylene oxide than general wetting agents are effective, and when the number of added moles exceeds 20, the effect is remarkable, but when the number of added moles exceeds 100, it becomes difficult to handle due to crystallinity and viscosity. ,20~100
It is desirable that In the nonionic surfactant represented by the above general formula (), if R is outside the above range, good granulation properties cannot be obtained. As the higher alcohol used as a starting material for the ethylene oxide adduct according to the present invention, not only natural alcohols but also synthetic alcohols such as oxo alcohol and Ziegler alcohol can be used. Hydroxy compounds used as starting materials include octyl alcohol, lauryl alcohol, tridecyl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol,
Examples include alcohols such as oleyl alcohol, coconut alcohol, and tallow alcohol, and substituted phenols such as nonylphenol and dodecylphenol. Specific examples of the nonionic surfactant of the present invention include the following compounds. Polyoxyethylene (25 mol) lauryl ether [hereinafter described as POE (25) lauryl ether], POE (30) lauryl ether,
POE (30) stearyl ether, POE (30) oleyl ether, POE (30) coconut alkyl ether, POE (50) lauryl ether, POE (75) lauryl ether, POE (25) nonyl phenyl ether, POE (50) nonyl Phenyl ether, POE
(30) Dodecyl phenyl ether, etc. By using the granulation aid according to the present invention, that is, by adding oil as a binder for coal powder to a water slurry of coal powder, adding the granulation aid according to the present invention to this, and stirring. By using oil as a binder, it is possible not only to aggregate coal powder in water, but also to compact it into particles in a short time.
Separation of coal from water becomes extremely easy. In the present invention, other nonionic surfactants, anionic surfactants, or cationic surfactants may be used in combination with the above-mentioned nonionic surfactants to the extent that the effects of the present invention are not impaired. You may. The granulation aid of the present invention is 0.01 to 5.0% by weight, preferably 0.05 to 5.0% by weight, based on the amount of coal in the coal-water slurry.
By adding 2.0% by weight, it becomes possible to granulate coal powder from coal-water slurry. in general,
Although it varies depending on the type and particle size of the coal, if the coal concentration becomes high, fluidity is not lost, and if it becomes too low, the transportation efficiency as a coal-water slurry deteriorates, so it becomes meaningless. Therefore, the coal concentration of the coal-water slurry is 20 to 85 weight percent, preferably 50 to 75 weight percent. The oil that can be added for granulation may be any fuel oil that is immiscible with water, such as heavy oil, light oil, or crude oil. Weight percent, preferably from 2 to
35% by weight. The granulation aid of the present invention is
By dispersing the coal particles in the aqueous slurry as small particles and further lowering the interfacial tension between the coal and oil, we aim to improve the contact area and wettability of the coal and oil, and as a result, the coal coagulates together. This promotes granulation and promotes granulation, resulting in efficient recovery of coal in the slurry. On the other hand, the ash content in coal is easily wetted by water and difficult to get wet by oil, so
When oil is added, deashing is performed by dispersing it in water. The granulation aid and oil may be added in any order to the coal-water slurry, or they may be added when the coal is made into a water slurry. or,
A dispersant for slurrying coal may also be used. As the mixing and stirring device, a high speed blender, a granulator such as a colloid mill type granulator, or an agitator is used. The granulated coal powder obtained according to the present invention may be used as a fuel as it is, or may be mixed with oil to be used as a mixed fuel (COM) of coal powder and oil. Moreover, since the wastewater liquid contains a granulation aid, it can be reused. In this case, a part of the granulation aid is also adsorbed onto the coal powder and is consumed, so it is natural that the granulation aid must be replenished in order to reuse the wastewater liquid. EXAMPLES The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Example 1 200 mesh 70% pass Belmont charcoal ^*1 36.2g
(Contains 3.25% water, so as pure content)
35.0g) was dispersed in 80.5g of water at room temperature and stirred to obtain a coal-water slurry. A predetermined amount of granulation aid was added to this mixture, and 10% of C heavy oil was added.
g, and stirred at room temperature for 10 or 20 minutes using a Labo Disper (manufactured by Tokushu Kika Kogyo) using a blade with a diameter of 35 mm at 1000 rpm to granulate. The mixture thus obtained is passed through an 8-mesh sieve, washed with water and dried, and the weight on the sieve (W ₁ g) is measured. Next, a portion of the sample on the sieve is sampled and the ash content (Awt%) and coal concentration (Bwt%) are measured. The ash content was determined by the method of JISM8812, and the coal concentration was determined by measuring the weight after washing C heavy oil with 1,1,1-trichloroethane. Therefore, recovery rate _of coal from coal-water slurry (15.95wt%), demineralization rate Y (%) = (1-
100A/15.95B) x 100. Here, the larger X is, the better the granulation is, and Y
The larger the value, the better the demineralization performance. Experimental results and Examples using other surfactants are shown in Table 1. However, the ash content in C heavy oil is ignored. *: Belmont coal (Australian coal):
Higher calorific value 6550Kcal/Kg (JIS M8814), ash content
15.95 (JIS M8812), moisture 3.25 (JIS M8811),
Fixed carbon 49.35% (JIS M8812), elemental analysis (JIS M8813) C: 69.20%, H: 4.71%, N:
1.23%, O: 8.44%, S: 0.50%, Cl: 0.03%,
Na: 0.04%

【表】【table】

【表】実施例２界面活性剤の種類を変え、実施例１と同様に実
験を行つた。結果は表２に示す通りであつた。[Table] Example 2 An experiment was conducted in the same manner as in Example 1, except that the type of surfactant was changed. The results were as shown in Table 2.

【table】

Claims

[Scope of Claims] 1. An underwater granulation aid for water slurry of coal powder, the main component of which is a nonionic surfactant represented by the following general formula (1). R-O-(CH ₂ CH ₂ O) _o H () (In formula (), R is an alkyl group or alkenyl group having 8 to 22 carbon atoms, or an alkyl phenyl group in which the alkyl group has 8 to 12 carbon atoms. represents an alkenyl phenyl group in which the group or alkenyl group has 8 to 12 carbon atoms, and n is an integer of 20 to 100.)