JPH0367118B2 - - Google Patents
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- JPH0367118B2 JPH0367118B2 JP12578983A JP12578983A JPH0367118B2 JP H0367118 B2 JPH0367118 B2 JP H0367118B2 JP 12578983 A JP12578983 A JP 12578983A JP 12578983 A JP12578983 A JP 12578983A JP H0367118 B2 JPH0367118 B2 JP H0367118B2
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- JP
- Japan
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- coal
- particle size
- slurry
- particles
- size distribution
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- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、粉砕した後粒径分布調整を行つた粉
炭と溶媒とを混合することにより、管路輸送が可
能な程度の粘性を有する石炭スラリーの製造法に
関する。
炭と溶媒とを混合することにより、管路輸送が可
能な程度の粘性を有する石炭スラリーの製造法に
関する。
粉体のスラリー輸送技術は、固体である粉体を
取扱いが簡単な流体状として輸送する方法として
古くから研究が行なわれている。近年、石炭の輸
送に上記スラリー輸送技術を適用し、石炭の自然
発火や粉じん飛散等の問題がなく安全で、しかも
管路輸送が可能なため取扱いが容易で輸送効率の
向上を図る方法が種々開発されている。これらの
方法としてCOM（重油−石炭混合物）、CWH「（水
−石炭混合物）、CMM（メタノール−石炭混合
物）等の石炭スラリーを用いる方法がある。
取扱いが簡単な流体状として輸送する方法として
古くから研究が行なわれている。近年、石炭の輸
送に上記スラリー輸送技術を適用し、石炭の自然
発火や粉じん飛散等の問題がなく安全で、しかも
管路輸送が可能なため取扱いが容易で輸送効率の
向上を図る方法が種々開発されている。これらの
方法としてCOM（重油−石炭混合物）、CWH「（水
−石炭混合物）、CMM（メタノール−石炭混合
物）等の石炭スラリーを用いる方法がある。
このような石炭スラリーにおいては、石炭含有
量をでき得る限り大きくすることが石炭の輸送効
率を向上する上で重要なことである。しかし石炭
の含有量が大きくすると製造されたスラリーの粘
性が高くなり、ひいてはスラリーの流動性が無く
なつてしまうためスラリーの管路輸送が不可能と
なる。このため石炭スラリーにおける石炭含有量
には自ずと上限があり、実用に供する程度の粘性
を有するスラリーではその限界値は50〜55重量％
である。
量をでき得る限り大きくすることが石炭の輸送効
率を向上する上で重要なことである。しかし石炭
の含有量が大きくすると製造されたスラリーの粘
性が高くなり、ひいてはスラリーの流動性が無く
なつてしまうためスラリーの管路輸送が不可能と
なる。このため石炭スラリーにおける石炭含有量
には自ずと上限があり、実用に供する程度の粘性
を有するスラリーではその限界値は50〜55重量％
である。
一方、粉体と液体の混合物であるスラリーの粘
性に関する研究は理想的な粉体形状である球状粒
子を用いて古くから行われており、現在までに概
略以下の結論が得られている。
性に関する研究は理想的な粉体形状である球状粒
子を用いて古くから行われており、現在までに概
略以下の結論が得られている。
(1) スラリーの粘度は、その中に含有される粉体
が最密充てんされた時に存在する粒子間空隙空
間の割合と関係し、同一固体濃度においては、
最密充てん時の粒子間空隙空間が小さい粉体の
スラリー程低い。（R.Roscoe、Brit.J.APPI.
Phys.、３、267（1952）、R.J.Farris、Trans.
Soc.Rheolgy、12、281（1968）、森芳郎、化学
工学、20、488（1956）、J.V.Robinson、J.Phys.
＆Colloid Chem、53、1042（1949）） (2) 最密充てん時の粒子間空隙空間は、粒子が単
一粒径でなく、複数の異なる粒径を持つている
場合に小さくなる。（A.E.R.Westman、J.Am.
Ceram.Soc.13、769（1938）、R.K.McGeary、J.
Am.Seram.Soc.、44、513（1961）、F.D.
Anderegg、Ind.Eng.Chem.、23、1058（1931）） すなわち上記(2)の研究において、第１図に示す
ように異なる粒径を持つ粒子が混合された粉体で
は、大径の粒子間の空隙空間に小径の粒子が充て
んされ、粒子の粒径幅（最大粒径から最小粒径の
幅）が大きい程、最密充てん時におけるその粉体
の空隙空間は小さくなり、より密に充てんされる
ことになることを述べている。このことから異な
る粒径を持つ粒子を密に充てんされた粉体に液体
を加えてスラリーとする場合、粒径幅が大きく密
に充てんされる粉体程、スラリーに流動性を与え
るに必要な液体量が少なくて良いことが想定され
うる。
が最密充てんされた時に存在する粒子間空隙空
間の割合と関係し、同一固体濃度においては、
最密充てん時の粒子間空隙空間が小さい粉体の
スラリー程低い。（R.Roscoe、Brit.J.APPI.
Phys.、３、267（1952）、R.J.Farris、Trans.
Soc.Rheolgy、12、281（1968）、森芳郎、化学
工学、20、488（1956）、J.V.Robinson、J.Phys.
＆Colloid Chem、53、1042（1949）） (2) 最密充てん時の粒子間空隙空間は、粒子が単
一粒径でなく、複数の異なる粒径を持つている
場合に小さくなる。（A.E.R.Westman、J.Am.
Ceram.Soc.13、769（1938）、R.K.McGeary、J.
Am.Seram.Soc.、44、513（1961）、F.D.
Anderegg、Ind.Eng.Chem.、23、1058（1931）） すなわち上記(2)の研究において、第１図に示す
ように異なる粒径を持つ粒子が混合された粉体で
は、大径の粒子間の空隙空間に小径の粒子が充て
んされ、粒子の粒径幅（最大粒径から最小粒径の
幅）が大きい程、最密充てん時におけるその粉体
の空隙空間は小さくなり、より密に充てんされる
ことになることを述べている。このことから異な
る粒径を持つ粒子を密に充てんされた粉体に液体
を加えてスラリーとする場合、粒径幅が大きく密
に充てんされる粉体程、スラリーに流動性を与え
るに必要な液体量が少なくて良いことが想定され
うる。
したがつて上記(1)の研究において、粉体と液体
とを混合することにより流動性のあるスラリーと
する場合、同一濃度に於ては粉体粒子の粒径幅が
広い程流動性が高い、即ち低粘性のスラリーを製
造することが可能となることを述べている。
とを混合することにより流動性のあるスラリーと
する場合、同一濃度に於ては粉体粒子の粒径幅が
広い程流動性が高い、即ち低粘性のスラリーを製
造することが可能となることを述べている。
最密充てん時の粒子間空隙空間ができるだけ小
さくなるように粒径を調整する方法として、異な
る粒径を持つ複数の粉体を混合する方法と、広い
粒径範囲に亘り連続的に分布するように粉砕する
方法が知られている。最密充てん時の粒子間空隙
空間を小さくするような連結粒径分布に関して
も、古くから研究が行われており、アンドレアセ
ン式（A.H.M.Audreasen、Kolloid−Z.50、217
（1930））が知られている。これらの方法の中で代
表的なものであるアンドレアセン式は次式の様に
表わされる。
さくなるように粒径を調整する方法として、異な
る粒径を持つ複数の粉体を混合する方法と、広い
粒径範囲に亘り連続的に分布するように粉砕する
方法が知られている。最密充てん時の粒子間空隙
空間を小さくするような連結粒径分布に関して
も、古くから研究が行われており、アンドレアセ
ン式（A.H.M.Audreasen、Kolloid−Z.50、217
（1930））が知られている。これらの方法の中で代
表的なものであるアンドレアセン式は次式の様に
表わされる。
Ｆ＝（Ｄ／DL）n・100
ここでＤは粒径（μｍ）、Ｆは粒径Ｄよりも細
かい粒子の累積重合割合（重量％）、DLは粒子の
最大粒径、ｎは0.2〜0.7の値を持つ定数である。
第２図はアンドレアン式において、DL＝300μｍ、
ｎ＝0.46としたときの粒径分布曲線である。
かい粒子の累積重合割合（重量％）、DLは粒子の
最大粒径、ｎは0.2〜0.7の値を持つ定数である。
第２図はアンドレアン式において、DL＝300μｍ、
ｎ＝0.46としたときの粒径分布曲線である。
このような分布曲線を持つ粒子によりスラリー
を製造することにより高濃度のスラリーを製造す
ることは可能である。
を製造することにより高濃度のスラリーを製造す
ることは可能である。
しかし、上記の密充てんを与える粒径分布式は
粉体が理想的な球形粒子より構成されている場合
であり、粉砕石炭のように粒子形状が球形でなく
不規則なものに対するものではない。したがつて
上記の粒径分布に合うように石炭を粒径調整して
も必ずしも最密充てんを与えるわけではなく、ま
たこのように調整した石炭と液体を混合すること
によりスラリーを製造しても、必ずしも低粘性を
与えるものでもない。このため管路輸送が可能な
低粘性の高濃度石炭スラリーの製造は困難であつ
た。
粉体が理想的な球形粒子より構成されている場合
であり、粉砕石炭のように粒子形状が球形でなく
不規則なものに対するものではない。したがつて
上記の粒径分布に合うように石炭を粒径調整して
も必ずしも最密充てんを与えるわけではなく、ま
たこのように調整した石炭と液体を混合すること
によりスラリーを製造しても、必ずしも低粘性を
与えるものでもない。このため管路輸送が可能な
低粘性の高濃度石炭スラリーの製造は困難であつ
た。
本発明の目的は、管路輸送が可能な粘性を有す
る高濃度石炭スラリーの製造方法を提供すること
にある。
る高濃度石炭スラリーの製造方法を提供すること
にある。
〔発明の概要〕
本発明者らは、種々の粒径分布に粉砕した石炭
粒子を用いて高濃度スラリーを調製しその粘度を
調べると同時に、これら粉砕炭の空隙率の測定に
より石炭に対して最適の粒径分布の探索を行つた
結果、本発明に到達したものである。異なる粒径
を持つ粒子が混合された粉体を、振動を加えるか
あるいは遠心力下で最密充てんされるように充て
んした場合、第１図に示すように大粒径粒子の間
隙に小粒径粒子が順次充てんされるため、単一粒
径の粒子の充てん時よりも高密度に充てんされ
る。
粒子を用いて高濃度スラリーを調製しその粘度を
調べると同時に、これら粉砕炭の空隙率の測定に
より石炭に対して最適の粒径分布の探索を行つた
結果、本発明に到達したものである。異なる粒径
を持つ粒子が混合された粉体を、振動を加えるか
あるいは遠心力下で最密充てんされるように充て
んした場合、第１図に示すように大粒径粒子の間
隙に小粒径粒子が順次充てんされるため、単一粒
径の粒子の充てん時よりも高密度に充てんされ
る。
しかし粉体に液体を添加し流動性を有するスラ
リーに必要かつ充分の流動性を与えるのに必要な
量の液体を添加することが必要である。第３図は
流動性のあるスラリー中の粒子の充てん状態を模
式的に示したものであつて、第３図中、１では粒
子間空隙空間を充満する液体（間隙液）、２では
流動媒体として作用する液体（液膜）、３は石炭
粒子である。
リーに必要かつ充分の流動性を与えるのに必要な
量の液体を添加することが必要である。第３図は
流動性のあるスラリー中の粒子の充てん状態を模
式的に示したものであつて、第３図中、１では粒
子間空隙空間を充満する液体（間隙液）、２では
流動媒体として作用する液体（液膜）、３は石炭
粒子である。
管路輸送に適する程度の流動性を有するスラリ
ーの製造に必要な流動媒体として作用する液体量
は、スラリー中の粉体の体積の約１〜５％程度で
あることは本発明者らの研究の結果から判明して
いる。
ーの製造に必要な流動媒体として作用する液体量
は、スラリー中の粉体の体積の約１〜５％程度で
あることは本発明者らの研究の結果から判明して
いる。
そこで石炭の比重を1.3、管路輸送に適する程
度の流動性を有するスラリーの製造に必要な流動
媒体量がスラリー中の石炭の体積の５％であると
した時、石炭の最密充てん時の粒子間空隙空間の
割合（以後空隙率と称す）とスラリーの石炭重量
濃度の間径を第４図に示す。第４図からわかる通
り、従来の限界値とされていた50〜55重量％より
も高い、石炭濃度が75重量％以上のスラリーを製
造するためには石炭の空隙率を約28％以下とする
必要がある。但し、石炭は多孔性の物質であり、
石炭と溶媒を混合した場合には溶媒の一部が石炭
粒子内に吸収されるため、実際には炭種により多
孔率が異なるため上記の値は多少変動する。
度の流動性を有するスラリーの製造に必要な流動
媒体量がスラリー中の石炭の体積の５％であると
した時、石炭の最密充てん時の粒子間空隙空間の
割合（以後空隙率と称す）とスラリーの石炭重量
濃度の間径を第４図に示す。第４図からわかる通
り、従来の限界値とされていた50〜55重量％より
も高い、石炭濃度が75重量％以上のスラリーを製
造するためには石炭の空隙率を約28％以下とする
必要がある。但し、石炭は多孔性の物質であり、
石炭と溶媒を混合した場合には溶媒の一部が石炭
粒子内に吸収されるため、実際には炭種により多
孔率が異なるため上記の値は多少変動する。
以上の点から、本発明者らは管路輸送に適する
流動性を有し、かつ高濃度の石炭スラリーを得る
ためには、従来公知の理想的な球形粒子に最密充
てんを与える粒径分布と異なり、非球形の不規則
な粒子が形成される粉砕石炭特有の最適な粒径分
布が必要であることを見い出した。
流動性を有し、かつ高濃度の石炭スラリーを得る
ためには、従来公知の理想的な球形粒子に最密充
てんを与える粒径分布と異なり、非球形の不規則
な粒子が形成される粉砕石炭特有の最適な粒径分
布が必要であることを見い出した。
本発明は、このような石炭粒子の最適粒径分布
として、累積重量割合が５から95％の間で石炭の
粒径分布が実質上次式 Ｆ＝100／１＋exp（−alogＤ／D50） ……(1) Ｄ：石炭粒径（μｍ） D50：累積重量割合50％における石炭粒径（μ
ｍ）（５〜500μｍ） Ｆ：石炭粒径Ｄより細かい石炭粒子の累積重量割
合（重量％） ａ：定数（D50以上の粒径範囲で２〜５、D50以
下の粒径範囲で１〜３） に従うものであつて、この粒径分布の粉砕石炭を
液体中に分散せしたものである。
として、累積重量割合が５から95％の間で石炭の
粒径分布が実質上次式 Ｆ＝100／１＋exp（−alogＤ／D50） ……(1) Ｄ：石炭粒径（μｍ） D50：累積重量割合50％における石炭粒径（μ
ｍ）（５〜500μｍ） Ｆ：石炭粒径Ｄより細かい石炭粒子の累積重量割
合（重量％） ａ：定数（D50以上の粒径範囲で２〜５、D50以
下の粒径範囲で１〜３） に従うものであつて、この粒径分布の粉砕石炭を
液体中に分散せしたものである。
本発明において、石炭粒子を上記(1)式の範囲内
である限り大粒径とすることによつて、石炭の粉
砕に必要な動力を軽減できる利点はある。しかし
スラリー中の粒子は輸送や貯蔵時における重力の
作用により沈降するため、石炭の粒径をあまりに
も大きくすることは得策ではない。スラリー中の
石炭粒子の沈降は粒径ばかりではなく使用する溶
媒の比重や粘度等にも影響されるが、上記の事情
に鑑みスラリー製造を用いる石炭は、その95％以
上が1000μｍ以下の粒径となるように粉砕するこ
とが望ましい。
である限り大粒径とすることによつて、石炭の粉
砕に必要な動力を軽減できる利点はある。しかし
スラリー中の粒子は輸送や貯蔵時における重力の
作用により沈降するため、石炭の粒径をあまりに
も大きくすることは得策ではない。スラリー中の
石炭粒子の沈降は粒径ばかりではなく使用する溶
媒の比重や粘度等にも影響されるが、上記の事情
に鑑みスラリー製造を用いる石炭は、その95％以
上が1000μｍ以下の粒径となるように粉砕するこ
とが望ましい。
本発明において、石炭粒子を上記(1)式に示すよ
うな粒径分布は、例えば粉砕した石炭を篩分級
し、粒径の小さい石炭粒子を分取し、一方粒径の
大きい石炭粒子をボールミル等によつて湿式粉砕
し、この湿式粉砕の時間を数段階に分けることに
よつて粒径範囲の異なる石炭粒子群を数種調製
し、これらの石炭粒子群を混合することによつて
達成することができる。
うな粒径分布は、例えば粉砕した石炭を篩分級
し、粒径の小さい石炭粒子を分取し、一方粒径の
大きい石炭粒子をボールミル等によつて湿式粉砕
し、この湿式粉砕の時間を数段階に分けることに
よつて粒径範囲の異なる石炭粒子群を数種調製
し、これらの石炭粒子群を混合することによつて
達成することができる。
所定の粒径分布とされた石炭粒子に混合される
液体は、COM、CWM、及びCMMの石炭スラリ
ーに用いられる用媒、即ち、水、石油系油、メタ
ノールがいずれも使用できる。
液体は、COM、CWM、及びCMMの石炭スラリ
ーに用いられる用媒、即ち、水、石油系油、メタ
ノールがいずれも使用できる。
第５図は石炭を粉砕して粒径調整を行つたもの
の粒径分布を示す。第５図中１の曲線は(1)式にお
いてD50＝38μｍ、D50以上の粒径範囲でａ＝3.0、
D50以下の粒径範囲でａ＝2.5とした時の粒径分布
であり、第５図中２の曲線は粒径が１〜300μｍ
の間で累積重量割合がほぼ連続的に変化するよう
に粒径調整を行つたもので、第５図中３の曲線は
粒径範囲を15〜90μｍと狭くし、より単一粒径に
近い粒径分布を有する。
の粒径分布を示す。第５図中１の曲線は(1)式にお
いてD50＝38μｍ、D50以上の粒径範囲でａ＝3.0、
D50以下の粒径範囲でａ＝2.5とした時の粒径分布
であり、第５図中２の曲線は粒径が１〜300μｍ
の間で累積重量割合がほぼ連続的に変化するよう
に粒径調整を行つたもので、第５図中３の曲線は
粒径範囲を15〜90μｍと狭くし、より単一粒径に
近い粒径分布を有する。
第６図は第５図の１〜３で示した粒径分布に調
整した石炭を円筒形容器に入れ、この容器をタツ
ピングすることにより石炭充てん層の容積がもは
や減少しなくなるまで密充てんした時の石炭充て
ん層の空隙率を示す。第６図の１〜３は、各々第
５図の１〜３の粒径分布に対応する。第６図から
わかるように、本発明になる(1)式に従つた粒径分
布を有する石炭の空隙率１は他の粒径分布を有す
る石炭に程べ飛躍的に小さく、(1)式の粒径分布は
粉砕した石炭の最密充てん時における空隙率を小
さくするのに有効であることがわかる。
整した石炭を円筒形容器に入れ、この容器をタツ
ピングすることにより石炭充てん層の容積がもは
や減少しなくなるまで密充てんした時の石炭充て
ん層の空隙率を示す。第６図の１〜３は、各々第
５図の１〜３の粒径分布に対応する。第６図から
わかるように、本発明になる(1)式に従つた粒径分
布を有する石炭の空隙率１は他の粒径分布を有す
る石炭に程べ飛躍的に小さく、(1)式の粒径分布は
粉砕した石炭の最密充てん時における空隙率を小
さくするのに有効であることがわかる。
第５図の石炭の粒径調整を行うに際し、粒径分
布の測定は以下の通り行つた。粒径37μｍ（400
メツシユ）以上の粒径はJISで定められた節を用
いて水による湿式分級により粒径分布を測定し
た。粒径37μｍ以下の粒子については、遠心力場
における沈降を利用した光透過法により測定し
た。また、溶媒として水を用いた。粒径37μｍ以
下の細かい粒子の粒径分布を測定する方法は上記
の光透過法以外にもコールカウンター法や光散乱
法等の方法があるが、、微小粒子の粒径分布の測
定結果は使用する測定法や装置によりかなり異な
ることが知られている。本発明になる粒径分布は
上記の光透過法による粒径分布測定に基づくもの
である。
布の測定は以下の通り行つた。粒径37μｍ（400
メツシユ）以上の粒径はJISで定められた節を用
いて水による湿式分級により粒径分布を測定し
た。粒径37μｍ以下の粒子については、遠心力場
における沈降を利用した光透過法により測定し
た。また、溶媒として水を用いた。粒径37μｍ以
下の細かい粒子の粒径分布を測定する方法は上記
の光透過法以外にもコールカウンター法や光散乱
法等の方法があるが、、微小粒子の粒径分布の測
定結果は使用する測定法や装置によりかなり異な
ることが知られている。本発明になる粒径分布は
上記の光透過法による粒径分布測定に基づくもの
である。
石炭スラリーに限らず、粉体と液体を混合して
得られるスラリーの粘度は、スラリー中の粉体粒
子の凝集の程度により大きく変化する。これは、
粒子同志の凝集によるスラリー中の粉体の粒径分
布が見かけ上変化するためである。また、複数個
の粒子が凝集して凝集塊を形成すると、この凝集
塊の内部に溶媒を取り込むため、結果的にスラリ
ーの流動に寄与する溶媒量（第３図中２で示され
る）が減少することになる。
得られるスラリーの粘度は、スラリー中の粉体粒
子の凝集の程度により大きく変化する。これは、
粒子同志の凝集によるスラリー中の粉体の粒径分
布が見かけ上変化するためである。また、複数個
の粒子が凝集して凝集塊を形成すると、この凝集
塊の内部に溶媒を取り込むため、結果的にスラリ
ーの流動に寄与する溶媒量（第３図中２で示され
る）が減少することになる。
第７図中はこの様子を模式的に示したものであ
る。第７図において、凝集塊５の中に凝集塊内液
４が介在している。粒子の凝集性はその表面がス
ラリー溶媒に対し疎液性である程大きい。このよ
うな石炭粒子の凝集を防止し、更に高濃度で低粘
性の石炭スラリーとするためには、石炭スラリー
に更に界面活性剤を添加し、石炭粒子表面をスラ
リー溶媒に対して親液性とすることが望ましい。
界面活性剤の添加は、特に溶媒として水を用いる
石炭スラリーに有効であり、界面活性剤には、陰
イオン系界面活性剤又は非イオン系界面活性剤を
用いることができる。
る。第７図において、凝集塊５の中に凝集塊内液
４が介在している。粒子の凝集性はその表面がス
ラリー溶媒に対し疎液性である程大きい。このよ
うな石炭粒子の凝集を防止し、更に高濃度で低粘
性の石炭スラリーとするためには、石炭スラリー
に更に界面活性剤を添加し、石炭粒子表面をスラ
リー溶媒に対して親液性とすることが望ましい。
界面活性剤の添加は、特に溶媒として水を用いる
石炭スラリーに有効であり、界面活性剤には、陰
イオン系界面活性剤又は非イオン系界面活性剤を
用いることができる。
実施例
石炭Ａをスクリーンミルにより粉砕した後、目
の開き297μｍ（48メツシユ）の篩により分級し、
粒径297μｍ以下の石炭粒子を分取した。この石
炭粒子をとする。粒径297μｍ以上の石炭粒子
をボールミルにより湿式粉砕を行つた。湿式粉砕
はそれぞれ10分、２時間、及び12時間行ない、粒
径の異なる粉砕炭群を調製した。10分湿式粉砕し
た粉砕炭群を、２時間湿式粉砕した粉砕炭群を
、12時間湿式粉砕を行つた粉砕炭群をとす
る。このようにして製造した粒径の異なる４種類
の粉砕炭１〜を混合することにより第５図の
１，２に示した粒径分布となるようにそれぞれ粒
径調整を行つた。但し、第５図の３に示した粒径
分布の石炭は上記の粉砕炭Ａを目の開き88μｍ
（170メツシユ）の篩で分級することにより調製し
た。
の開き297μｍ（48メツシユ）の篩により分級し、
粒径297μｍ以下の石炭粒子を分取した。この石
炭粒子をとする。粒径297μｍ以上の石炭粒子
をボールミルにより湿式粉砕を行つた。湿式粉砕
はそれぞれ10分、２時間、及び12時間行ない、粒
径の異なる粉砕炭群を調製した。10分湿式粉砕し
た粉砕炭群を、２時間湿式粉砕した粉砕炭群を
、12時間湿式粉砕を行つた粉砕炭群をとす
る。このようにして製造した粒径の異なる４種類
の粉砕炭１〜を混合することにより第５図の
１，２に示した粒径分布となるようにそれぞれ粒
径調整を行つた。但し、第５図の３に示した粒径
分布の石炭は上記の粉砕炭Ａを目の開き88μｍ
（170メツシユ）の篩で分級することにより調製し
た。
このようにして調製した３種類の粒径調整炭を
用いてスラリーを作製した。本実施例では界面活
性剤として陰イオン系のものを用い、溶媒として
水を用いることにより、石炭水スラリーを作成し
た。スラリーの調製は以下の手順で行つた。乾燥
した粒径調整炭100ｇと、陰イオン系界面活性剤
0.5ｇを溶解した水42.9ｇとを混合撹拌した。こ
のようにして作成したスラリーは石炭を70重量％
含有する高濃度石炭水スラリーである。これらの
スラリーの粘度を回転円筒形の粘度計により温度
20℃、せん断速度18S-1で測定した。本発明にな
る第５図の１の粒径分布を持つ石炭で調製したス
ラリーの粘度は約1000cp、第５図の２の粒径分
布を持つ石炭で調製したスラリーの粘度は約
1700cpであつた。これに対し、第５図の３の粒
径分布を持つ石炭で調整したスラリーは全く流動
性を示さず、その粘度の測定は不可能であつた。
用いてスラリーを作製した。本実施例では界面活
性剤として陰イオン系のものを用い、溶媒として
水を用いることにより、石炭水スラリーを作成し
た。スラリーの調製は以下の手順で行つた。乾燥
した粒径調整炭100ｇと、陰イオン系界面活性剤
0.5ｇを溶解した水42.9ｇとを混合撹拌した。こ
のようにして作成したスラリーは石炭を70重量％
含有する高濃度石炭水スラリーである。これらの
スラリーの粘度を回転円筒形の粘度計により温度
20℃、せん断速度18S-1で測定した。本発明にな
る第５図の１の粒径分布を持つ石炭で調製したス
ラリーの粘度は約1000cp、第５図の２の粒径分
布を持つ石炭で調製したスラリーの粘度は約
1700cpであつた。これに対し、第５図の３の粒
径分布を持つ石炭で調整したスラリーは全く流動
性を示さず、その粘度の測定は不可能であつた。
本実施例で使用した石炭Ａは比較的細孔容積が
大きく、親水性が大きいためスラリー溶媒である
水を吸収する性質が大きいものである。因みに石
炭Ａを水中に浸漬した場合、その乾燥重量に対し
約10重量％の水を吸収する（以後吸水率10％と称
する）。前述したように吸水率の大きい石炭では
その粒子内に溶媒である水を吸収するためスラリ
ーの流動に寄与する溶媒量を減少する。このた
め、管路輸送に適した粘性を持つスラリーの最高
の石炭濃度（以後限界濃度と称す）は石炭粒子内
に吸収した溶媒分だけ低くなる。第５図の１の粒
径分布に調整した石炭Ａの場合、上記の方法によ
り72重量％の濃度となるように調整したスラリー
の粘度は約2000cpであり、したがつて石炭Ａを
用した石炭水スラリーは石炭濃度72重量％程度と
しても十分に管路輸送が可能であると考えられ
る。
大きく、親水性が大きいためスラリー溶媒である
水を吸収する性質が大きいものである。因みに石
炭Ａを水中に浸漬した場合、その乾燥重量に対し
約10重量％の水を吸収する（以後吸水率10％と称
する）。前述したように吸水率の大きい石炭では
その粒子内に溶媒である水を吸収するためスラリ
ーの流動に寄与する溶媒量を減少する。このた
め、管路輸送に適した粘性を持つスラリーの最高
の石炭濃度（以後限界濃度と称す）は石炭粒子内
に吸収した溶媒分だけ低くなる。第５図の１の粒
径分布に調整した石炭Ａの場合、上記の方法によ
り72重量％の濃度となるように調整したスラリー
の粘度は約2000cpであり、したがつて石炭Ａを
用した石炭水スラリーは石炭濃度72重量％程度と
しても十分に管路輸送が可能であると考えられ
る。
実施例 ２
本実施例では石炭Ａよりも小さい吸水率（吸収
率2.7％）を有する石炭Ｂを用い、実施例１と同
様の方法により石炭スラリーを調製しその粘度及
び限界濃度について検討した。実施例１と同様
に、第５図の１〜３に示した粒径分布に粒径調整
した石炭Ｂを用いて石炭濃度74重量％のスラリー
を調製し、その粘度を測定したところ、第５図の
１の粒径分布を持つ石炭で調製したスラリーは約
1200cp、第５図の２の粒径分布を持つ石炭で調
製したスラリーは約2400cpであつた。また、第
５図の３の粒径分布を持つ石炭で調整したスラリ
ーは実施例１の場合と同様流動性を示さず、粘度
の測定は不可能であつた。第５図１の粒径分布を
持つ石炭Ｂを用い石炭濃度75重量％のスラリーを
調製しその粘度を測定したところ、約2500cpで
あつた。このことから、石炭Ｂを本発明の粒径分
布とした石炭スラリーでの石炭濃度の上限は75重
量％程度と考えられる。
率2.7％）を有する石炭Ｂを用い、実施例１と同
様の方法により石炭スラリーを調製しその粘度及
び限界濃度について検討した。実施例１と同様
に、第５図の１〜３に示した粒径分布に粒径調整
した石炭Ｂを用いて石炭濃度74重量％のスラリー
を調製し、その粘度を測定したところ、第５図の
１の粒径分布を持つ石炭で調製したスラリーは約
1200cp、第５図の２の粒径分布を持つ石炭で調
製したスラリーは約2400cpであつた。また、第
５図の３の粒径分布を持つ石炭で調整したスラリ
ーは実施例１の場合と同様流動性を示さず、粘度
の測定は不可能であつた。第５図１の粒径分布を
持つ石炭Ｂを用い石炭濃度75重量％のスラリーを
調製しその粘度を測定したところ、約2500cpで
あつた。このことから、石炭Ｂを本発明の粒径分
布とした石炭スラリーでの石炭濃度の上限は75重
量％程度と考えられる。
粉砕した石炭粒子を所定の粒径分布となるよう
に調整後、これを液体と混合することによつて、
高濃度でかつ管路輸送の支障のない低粘性とする
ことができるので石炭の輸送効率の向上を図るこ
とができる。
に調整後、これを液体と混合することによつて、
高濃度でかつ管路輸送の支障のない低粘性とする
ことができるので石炭の輸送効率の向上を図るこ
とができる。
第１図は異粒径粒子混合粉体の充てん状態を示
す模式図、第２図はアンドレアセン式の粒径分布
の一例を示すグラフ、第３図はスラリー中での粒
子の充てん状態を示す模式図、第４図は最密充て
ん時の粉砕石炭の空隙率とこの空隙率を有する石
炭で作成したスラリー中の石炭重量濃度との関係
を示す図、第５図は粒径調整後の石炭の粒径分布
を示す図、第６図は第５図に示した各粒径分布を
持つ石炭の最密充てん時における空隙率を示す
図、第７図はスラリー中の粒子の凝集塊の状態を
模式的に示す図である。 １……液膜、２……間隙液、３……石炭粒子、
４……凝集塊内液、５……凝集塊。
す模式図、第２図はアンドレアセン式の粒径分布
の一例を示すグラフ、第３図はスラリー中での粒
子の充てん状態を示す模式図、第４図は最密充て
ん時の粉砕石炭の空隙率とこの空隙率を有する石
炭で作成したスラリー中の石炭重量濃度との関係
を示す図、第５図は粒径調整後の石炭の粒径分布
を示す図、第６図は第５図に示した各粒径分布を
持つ石炭の最密充てん時における空隙率を示す
図、第７図はスラリー中の粒子の凝集塊の状態を
模式的に示す図である。 １……液膜、２……間隙液、３……石炭粒子、
４……凝集塊内液、５……凝集塊。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 累積重量割合が５から95％の間でその粒径分
布が実質上次式(1) Ｆ＝100／１＋exp（−alogＤ／D50） ……(1) Ｄ：石炭粒径（μｍ） D50：累積重量割合50％における石炭粒径（μ
ｍ）（５〜500μｍ） Ｆ：石炭粒径Ｄよりも細かい石炭粒子の累積重量
割合（重量％） ａ：定数（D50以上の粒径範囲で２〜５、D50以
下の粒径範囲で１〜３） に従うように粒径調整した石炭粒子を液体と混合
し、少なくとも55重量％以上の石炭濃度とするこ
とを特徴とする石炭スラリーの製造法。 ２ 石炭を粒径1000μｍ以下が95％以上となるよ
うに粒砕した後、前記式(1)の粒径分布とすること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の石炭ス
ラリーの製造法。 ３ 前記液体が水、石油系油又はメタノールのい
ずれかであ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の製造法。 ４ 前記液体が水であつて、この水に界面活性剤
が添加されてい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の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12578983A JPS6018585A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 石炭スラリ−の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12578983A JPS6018585A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 石炭スラリ−の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6018585A JPS6018585A (ja) | 1985-01-30 |
| JPH0367118B2 true JPH0367118B2 (ja) | 1991-10-21 |
Family
ID=14918900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12578983A Granted JPS6018585A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 石炭スラリ−の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6018585A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2927161A1 (en) | 2012-11-27 | 2015-10-07 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Method for storing upgraded coal, and grain-size-controlled coal |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5599356A (en) * | 1990-03-14 | 1997-02-04 | Jgc Corporation | Process for producing an aqueous high concentration coal slurry |
-
1983
- 1983-07-11 JP JP12578983A patent/JPS6018585A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2927161A1 (en) | 2012-11-27 | 2015-10-07 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Method for storing upgraded coal, and grain-size-controlled coal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6018585A (ja) | 1985-01-30 |
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