JPH04372691A - 高濃度石炭−水スラリ−の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉砕した石炭を分散剤
で水に分散させた高濃度石炭−水スラリ−の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭の輸送性、貯蔵性、取り扱い易さを
改善するため、石炭を微粉化して水にスラリ−状に分散
させることが行われている。この石炭−水スラリ−は直
接燃焼可能な燃料であるが、燃焼効率の点から高濃度が
要求され、また輸送、取り扱い易さなどの点から低粘度
が要求されている。この高濃度でかつ低粘度という相反
する要求を充たすべく、従来から種々の方法が研究され
ている。

【０００３】高濃度石炭−水スラリ−の湿式製造方法と
しては、ボ−ルミルに比較的多量の破砕炭及び水と分散
剤とを入れ粉砕処理し、次いで粗粒子を除去して最初か
ら石炭濃度６０重量％以上の高濃度の石炭−水スラリ−
を調製するいわゆる高濃度粉砕法、及びボ−ルミルに比
較的少量の破砕炭及び水とを入れ石炭濃度６０重量％以
下の低濃度の石炭−水スラリ−を作り、このスラリ−を
脱水して脱水ケ−キとなし、この脱水ケ−キを水に分散
して高濃度の石炭−水スラリ−を調製するいわゆる低濃
度粉砕法とが知られている。

【０００４】そして、従来は低濃度粉砕法が、分級によ
る粗粒子の除去操作の容易性などから多く採用されてい
る。例えば、石炭を水と共に第１ボ−ルミルに供給して
低濃度石炭−水スラリ−を調製し、該スラリ−を水で希
釈して篩分し、粗粒子を除去してから脱水機にかけて脱
水ケ−キを得、該ケ−キを水及び分散剤と共に第２ボ−
ルミルに供給して高濃度石炭−水スラリ−を調製する方
法（特開昭６３−１５８９３号）、破砕した石炭を水と
共にチュ−ブミルで処理し低濃度スラリ−をつくり、該
スラリ−を２分し、一方のスラリ−を分級により粗粒子
を除去し、脱水して得た微細成分の脱水ケ−キと、他方
のスラリ−を湿式超微粉砕ミルで処理して得た成分とを
混合して高濃度石炭−水スラリ−を調製する方法（特開
昭６３−５１４９３号）などが採用されている。しかし
、これらの方法は、いずれも高濃度且つ低粘度の点で満
足する製品が得られ難かったり、操作が煩雑であったり
、また脱水機を必要とするなど動力を多量に要する問題
点があった。

【０００５】そこで、本出願人は先に、最密性に富み高
濃度にして且つ低粘度の石炭−水スラリ−を、低動力で
能率的に製造し、しかも長期にわたり安定した製品を得
る方法を提供することを目的とし、原炭を破砕機により
破砕し、この破砕炭に水及び分散剤を添加して粉砕機で
粉砕処理して高濃度石炭−水スラリ−を調製し、次いで
この高濃度石炭−水スラリ−の一部を塔型磨砕機に供給
し磨砕処理し超微粒高濃度石炭−水スラリ−となし、こ
の超微粒高濃度石炭−水スラリ−と前記高濃度石炭−水
スラリ−とを高剪断力の存在下で混合して空隙率を低下
させた高濃度石炭−水スラリ−の製造方法を開発した（
特願平２−４１８０２８号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の高濃
度石炭−水スラリ−の製造においては、塔型磨砕機での
微粉砕処理が高濃度、高粘度で行われるため動力の軽減
、取扱易さの点で未だ充分とはいえないことに鑑み、上
記の方法を更に改良し、微粉砕処理を低濃度、低粘度で
行い得るようにし、もって、最密性に富み高濃度にして
且つ低粘度であり、しかも安定性のよい石炭−水スラリ
−を、より取り扱い易く且つ低動力で能率的に製造する
方法を提供することを目的するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、平均
粒径３００〜８００μｍの破砕炭と水と平均粒径３〜１
５μｍ、濃度４０〜６０％の低濃度微粉砕石炭−水スラ
リ−とを粉砕機に供給し粉砕処理し、次いで混練処理し
て高濃度石炭−水スラリ−を製造する方法であって、前
記低濃度微粉砕石炭−水スラリ−は前記粉砕機で粉砕処
理して得られた高濃度石炭−水スラリ−の一部に水を添
加して微粉砕機で微粉砕処理した石炭−水スラリ−であ
ることを特徴とする高濃度石炭−水スラリ−の製造方法
である。

【０００８】本発明を図にもとずいて詳しく説明する。 図１は本発明の一例を示した工程図である。図１におい
て、１は破砕した石炭すなわち破砕炭を貯蔵したホッパ
−である。２は高濃度で粉砕処理する粉砕機、３は混練
処理する混練機、４は低濃度で微粉砕処理する微粉砕機
、５は製品の高濃度石炭−水スラリ−を収納する製品タ
ンクである。また６、７はそれぞれ粉砕処理時に添加す
る水及び分散剤であり、８、９はそれぞれ微粉砕処理時
に添加する水及び分散剤である。

【０００９】まず、平均粒径３００〜８００μｍに破砕
した破砕炭をホッパ−１から粉砕機２に供給する。この
粉砕機２には、更に微粉砕機４からの低濃度微粉砕石炭
−水スラリ−、水６、及び分散剤（例えばアニオン系界
面活性剤）７を供給する。低濃度微粉砕石炭−水スラリ
−の石炭微粒子の平均粒径は３〜１５μｍである。粉砕
機にはボ−ルミル、ロッドミルが用いられる。この粉砕
処理によって、平均粒径１５〜５０μｍ、濃度６５〜８
０％の高濃度石炭−水スラリ−が得られる。得られた高
濃度石炭−水スラリ−は二分し、その一部を混練機３で
混練処理して製品となし、製品タンク５に収納する。混
練機は高剪断力の存在下で混練処理できるものが好まし
い。

【００１０】上記の二分した高濃度石炭−水スラリ−の
他の部分は、微粉砕機４に送り、水８及び分散剤９を添
加して微粉砕処理する。この微粉砕処理には塔型磨砕機
（例えば登録商標名タワ−ミル）を用いるのが好ましい
。本発明においてはこの微粉砕処理を水を添加し低濃度
にして行うので動力が少なくてすむ。微粉砕処理して得
られた平均粒径３〜１５μｍの石炭微粒子を含む低濃度
微粉砕石炭−水スラリ−は、粉砕機２に戻され、高濃度
石炭−水スラリ−の製造に供される。

【００１１】本発明においては、上記したように、破砕
炭の粉砕に際し低濃度微粉砕石炭−水スラリ−を添加す
る。この方法を採用すると、破砕炭の石炭粒子の間隙に
低濃度微粉砕石炭−水スラリ−中の微粉炭粒子が入り込
んで石炭粒子間の空隙が低下した状態、すなわち、空隙
率低下にもとずく低粘度の状態で粉砕処理できるので、
極めて効率良く粉砕することができる。

【００１２】また、粒径の大きい破砕炭粒子と粒径の小
さい微粉砕石炭粒子とを混合して粉砕機で粉砕処理する
と、粒径の大きい破砕炭粒子と粒径の小さい微粉砕石炭
粒子とはそれぞれ独立して微細化される。そのため、破
砕機出口の石炭−水スラリ−における、高濃度化するた
めの粒度分布の制御は、粉砕機入口の石炭粒子の粒度分
布を調整することにより達成できる。そして本発明にお
いては、この粉砕機入口の石炭粒子の粒度分布の調整は
、上記塔型磨砕機から供給される微粉砕石炭−水スラリ
−の石炭粒子の粒径と量とで自由に行うことが可能とな
る。

【００１３】このように、本発明においては、粉砕機出
口の石炭粒子粒度分布を、容易に制御できる利点がある
が、これは、粉砕機２で粉砕した高濃度石炭−水スラリ
−の部を更に微粉砕機４で微粒に粉砕して粉砕機２に戻
すという循環方式を採用することによりはじめて得られ
るのであって、粉砕機２で粉砕した高濃度石炭−水スラ
リ−の部を単に粉砕機２に戻すという循環方式を採用し
たのでは得られない効果である。

【００１４】また、本発明は、微粉砕機例えば塔型磨砕
機で微粉砕する際に、水を添加して低濃度、低粘度で行
う点にも特徴の一つがあり、このようにすることによっ
て、超微粒スラリ−の取扱が容易になり、微粉砕時の動
力を大きく低減することができる。

【００１５】更に、本発明においては、前述した如く破
砕炭の粉砕処理に際し、破砕炭の石炭粒子の間隙に低濃
度微粉砕石炭−水スラリ−中の微粉炭粒子が入り込んで
石炭粒子間の空隙が低下した状態、すなわち、空隙率低
下にもとずく低粘度の状態で粉砕処理できるので、粉砕
処理をより高濃度で行うことができる。したがって、粉
砕処理時に添加する水の量を減少させ、この減少させた
分の水を混練処理時に添加することができる。

【００１６】図２はこの工程を示した図である。粉砕機
２に添加する水６の量を減少させ、この減少させた分の
水を混練処理時に水１０として添加する。このように、
混練処理時に水を添加することによって、極めて軽度の
混練で著しく粘度を低下させることができ、またそのス
ラリ−を安定化させることができる。すなわち、例えば
濃度６９％の石炭−水スラリ−の混練処理においては、
強度の混練処理を行ってはじめて所望の粘度低下を得る
ことができるが、濃度７２％の石炭−水スラリ−に水３
％を添加し濃度を６９％とした場合には、殆ど混練処理
を必要とせずに著しく粘度を低下させることができ、ま
た安定性の良いスラリ−を得ることができる。したがっ
て、この手段を採用することによって、場合によっては
混練処理を必要としなく、混練処理を行う場合でもその
動力を著しく低減することができ、また低粘度の安定性
のよい高濃度石炭−水スラリ−を得ることができる。

【００１７】本発明においてはスラリ−を形成させ、安
定化させるために分散剤を使用するが、この分散剤は、
微粉砕処理するときに添加するのが好ましいが、微粉砕
処理するとき及び粉砕処理するときに添加してもよい。

【００１８】

【実施例】次に本発明の実施例を示す。 実施例１ 原炭をクラッシャ−で平均粒径６００μｍに破砕した。 この破砕炭６９Ｋｇと水２６．５Ｋｇと下記の如くして
得た低濃度微粉砕石炭−水スラリ−３４．５Ｋｇとをボ
−ルミルに供給し粉砕処理した。かくして、石炭濃度６
９％の高濃度石炭−水スラリ−１３０Ｋｇが得られた。 このうちの１００Ｋｇは混練機で混練処理して製品とし
た。この製品の粘度は９２０ｃｐ（２５℃）であり、安
定性も良かった。

【００１９】低濃度微粉砕石炭−水スラリ−は次ぎの如
くして調製した。すなわち、上記の残りの高濃度石炭−
水スラリ−３０Ｋｇと水４．５Ｋｇと適量の分散剤とを
塔式磨砕機に供給し微粉砕処理した。この微粉砕処理に
よって平均粒径５μｍ、濃度６０％の低濃度微粉砕石炭
−水スラリ−３４．５Ｋｇが得られた。この低濃度微粉
砕石炭−水スラリ−を、上記のボ−ルミルによる粉砕処
理に供した。

【００２０】平均粒径５μｍに微粉砕処理した低濃度微
粉砕石炭−水スラリ−の粉砕処理への循環比を種々変え
て、該循環比と製品の到達濃度（粘度９００ｃｐにおけ
る到達濃度）と空隙率との関係を調べた。その結果を図
３に示す。循環比が約３０％のとき製品の到達濃度が最
高となり、また空隙率は最小となった。

【００２１】実施例２ 原炭をクラッシャ−で平均粒径６００μｍに破砕した。 この破砕炭６９Ｋｇと水２１Ｋｇと下記の如くして得た
低濃度微粉砕石炭−水スラリ−３４．６Ｋｇとをボ−ル
ミルに供給し粉砕処理した。かくして、石炭濃度７２％
の高濃度石炭−水スラリ−１２４．６Ｋｇが得られた。 このうちの９５．８Ｋｇを採り、水４．２Ｋｇを添加し
て混練機で混練処理し、石炭濃度６９％の高濃度石炭−
水スラリ−の製品を得た。この製品の粘度は６２０ｃｐ
（２５℃）であった。

【００２２】低濃度微粉砕石炭−水スラリ−は次ぎの如
くして調製した。すなわち、上記の残りの高濃度石炭−
水スラリ−の２８．８Ｋｇと水５．８Ｋｇと適量の分散
剤とを塔式磨砕機に供給し微粉砕処理した。この微粉砕
処理によって平均粒径５μｍ、濃度６０％の低濃度微粉
砕石炭−水スラリ−３４．６Ｋｇが得られた。この低濃
度微粉砕石炭−水スラリ−を、上記のボ−ルミルによる
粉砕処理に供した。

【００２３】この実施例２は、粉砕処理時における水の
添加量を減少させ、この減少させた分の水を混練処理時
に添加した例であるが、この混練処理時の水の添加によ
る粘度低下効果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１からわかるように、最終の製品の濃度
が同じ６９％であっても、粉砕機出口濃度が６９％の場
合は、混練処理する前及び混練処理した（この混練処理
には石炭−水スラリ−１トン当り約１０ｋｗＨの動力を
要す）後の粘度は、それぞれ１７２０ｃｐ及び９２０ｃ
ｐである。一方粉砕機出口濃度が７２％の場合は、製品
の濃度が６９％になるように水を僅か３％添加するだけ
で混練処理しなくても粘度が７６０ｃｐに低下する。こ
のように、粉砕処理時における水の添加量を減少させて
、粉砕機出口濃度を７２％にした場合は、混練処理時の
動力が不要となるばかりでなく、粘度も１６０ｃｐ（９
２０−７６０＝１６０）も低下させることができると言
う大きな効果を奏する。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、前記のように破砕炭と低濃度
微粉砕石炭−水スラリ−とを粉砕機で粉砕処理して高濃
度石炭−水スラリ−をつくり、これを二分し、その一部
を水及び分散剤と共に微粉砕機で微粉砕処理し、粉砕機
に返還させるものであり、本発明においては、このよう
に、微粉砕機での微粉砕処理を水を添加して低濃度、低
粘度で行なうようにしたことにより、取扱が容易になり
且つ微粉砕処理時の動力が低減できる。また、微粉砕処
理したスラリ−を粉砕機に返還させるようにしたことに
より、製品たる高濃度石炭−水スラリ−の粒度分布の調
整が容易になり、石炭−水スラリ−の空隙率を小さくし
粘度を低下させた製品を得ることができ、また、粉砕機
におけるスラリ−の粘度低下により粉砕処理を効率良く
行なうことができる。

【００２７】更に、微粉砕処理スラリ−の粉砕機への返
還により粉砕処理時の粘度を低下できるので、粉砕時の
添加水量を減少させ、そしてこの減少させた分の水を混
練時に添加することによって、混練によること無く粘度
低下を生じさせ、混練処理の動力を少なくすることがで
きる。したがって、本発明によれば高濃度にして低粘度
の石炭−水スラリ−を、簡単な工程、操作により低動力
で安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法の一例の工程図である。

【図２】本発明の製造方法の他の例の工程図である。

【図３】本発明の実施例１の結果を示す図である。

【符号の説明】

１　　破砕炭貯蔵ホッパ−、　　２　　粉砕機、　　３
　　混練機、　　４　　微粉砕機、５　　製品タンク、
　　６，８，１０　　水、　　７，９　　分散剤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平均粒径３００〜８００μｍの破砕炭と水
   と平均粒径３〜１５μｍ、濃度４０〜６０％の低濃度微
   粉砕石炭−水スラリ−とを粉砕機に供給し粉砕処理し、
   次いで混練処理して高濃度石炭−水スラリ−を製造する
   方法であって、前記低濃度微粉砕石炭−水スラリ−は前
   記粉砕機で粉砕処理して得られた高濃度石炭−水スラリ
   −の一部に水を添加して微粉砕機で微粉砕処理した石炭
   −水スラリ−であることを特徴とする高濃度石炭−水ス
   ラリ−の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の高濃度石炭−水スラリ−の
   製造方法において、粉砕処理時に添加する水の量を減少
   させ、混練処理時に更に水を添加することを特徴とする
   高濃度石炭−水スラリ−の製造方法。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２記載の高濃度石炭−
   水スラリ−の製造方法において、微粉砕処理時又は微粉
   砕処理と粉砕処理時に分散剤を添加することを特徴とす
   る高濃度石炭−水スラリ−の製造方法。