JPS608393A - Preparation of low-viscosity coal-water slurry - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain low-viscosity coal-water slurry having high concentration by simple operation, suitable for transportation and storage, by crushing coal in wet state in the presence of highly concentrated coal, adding water to the prepared slurry. CONSTITUTION:Coal is crushed in wet state by a ball mill, etc., to give highly concentrated coal-water slurry having preferably 70-80wt% (most preferably 75-80wt%) concentration. Water is then added to the slurry to give the desired 65-70wt% coal-water slurry. The slurry has a large amount of pulverized coal and a wide particle size distribution.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低粘度化石炭−水スラリの製造方法に係シ、特
に石炭濃度の低下を要することなく低粘度の石炭−水ス
ラリを製造する方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a low viscosity coal-water slurry, and particularly to a method for producing a low viscosity coal-water slurry without requiring a reduction in coal concentration.

固体燃料である石炭は、石油等の液体燃料に比べ安価で
、埋蔵量も多くかつ出炭地も世界各国にもわたっている
ことから、その供給は安定しているが、反面、輸送や貯
蔵が煩雑になるという欠点を有している。そこで、重油
−石炭スラリ（ＣＯＭ）、メタノール−石炭スラリ（Ｃ
ＭＭ）および高濃度の石炭−水スラ！ｊ（ＣＷＭ）等に
見られるように、石炭を液状媒体でスラリー化すること
によシ流体化させるための技術開発が積極的に進められ
ている。上記のスラリのうち、ＣＯＭは重油を流動化媒
体として用いた石炭のスラリであるが、輸送抵抗の面か
ら重油の割合を５０％（重量、以下同じ）以下に低下さ
せることは困難であシ、そのため多量の重油が必要にな
るという欠点を有している。また、ＣＭＭはメタノール
を流動化媒体として用いた石炭スラリーであるが、メタ
ノール自体が現状の製造技術の下では高価になるという
一欠点があり、実用化に到っていない。一方、ＣＷＭけ
水を流動化媒体とする石炭スラリであるため、水の供給
にともなう熱的な損失がボイラ等において、問題とされ
るが、６５％以上の石炭を含む高濃度の水スラリとすれ
ばこれらの問題も低減するとされている。すなわち、従
来、石炭を燃料として使用するボイラの場合には、該使
用原戻中に水が予め１０〜３０％程度含まれていること
および排ガス中の亜硫酸ガスを除去する脱硫塔では湿式
法が一般的であり、ここでも多量の水が蒸発し熱損失を
生じていること等を考慮すると、石炭−水スラリ中の水
分を３５％程度以下に抑えることができれば、水の添加
による熱的な損失はそれほど問題にならないといえる。Coal, which is a solid fuel, is cheaper than liquid fuels such as oil, has large reserves, and is produced in many countries around the world, making its supply stable. However, on the other hand, it is difficult to transport and store. It has the disadvantage that it is complicated. Therefore, heavy oil-coal slurry (COM), methanol-coal slurry (C
MM) and high concentrations of coal-water sla! As seen in CWM (CWM), etc., the development of technology for turning coal into a fluid by slurrying it with a liquid medium is actively progressing. Among the above slurries, COM is a coal slurry that uses heavy oil as a fluidizing medium, but it is difficult to reduce the proportion of heavy oil to less than 50% (by weight, the same hereinafter) due to transportation resistance. , which has the disadvantage of requiring a large amount of heavy oil. Furthermore, CMM is a coal slurry that uses methanol as a fluidizing medium, but one drawback is that methanol itself is expensive under current production technology, so it has not been put into practical use. On the other hand, since it is a coal slurry that uses CWM water as a fluidizing medium, thermal loss due to water supply is a problem in boilers, etc. This is said to reduce these problems. In other words, conventionally, in the case of a boiler that uses coal as fuel, water is already contained in the reconstituted water by about 10 to 30%, and the desulfurization tower that removes sulfur dioxide from exhaust gas requires a wet method. This is common, and considering that a large amount of water evaporates and causes heat loss, if the moisture content in the coal-water slurry can be suppressed to about 35% or less, the thermal It can be said that losses are not that much of an issue.

そして、Ｃ，ＷＭとすることにより、従来貯炭時等に問
題であった微粉炭の自然発火や火災等の危険がなくなる
上、タンク貯蔵やパイプ輸送が可能となるため貯蔵面積
を小さくでき、かつ開放部がなくなるので安全で無公害
なシステムを組むことができる。ＣＷＭはこのような種
々の利点を有するが、反面、石炭の濃度が増加するに従
がってスラリの粘度が増加し、ノ（イブ輸送等では圧損
が増加するという大きな問題がある。従ってこのような
粘度上昇の問題がなく、かつ熱的損失の影響がない石炭
濃度６５％以上、好ましくは７０％以上の高濃度ＣＷＭ
を作るだめには、石炭の粒子と粒子の間にさらに小さな
石炭粒子が入シ、とれにより石炭鳥兜を上げるような粒
径分布、すなわちフラーの粒径分布で示されるよう々幅
の広い粒径分布を持ち、しかも微粉を多量に含むスラリ
とすることが望まれていた。このようなスラリを得るた
めには、現状では数種の粉砕機を組み合せる等の複雑な
システム、を組む必要があるが、この場合においても、
幅の広い粒径分布を連続１７た分布で得るた込にはさら
に複雑表制御を必要とする。By using C, WM, the dangers of spontaneous ignition and fire of pulverized coal, which were problems during conventional coal storage, are eliminated, and the storage area can be reduced because tank storage and pipe transportation are possible. Since there are no open parts, a safe and pollution-free system can be constructed. CWM has various advantages as described above, but on the other hand, as the concentration of coal increases, the viscosity of the slurry increases, and there is a major problem that pressure drop increases during coal transportation. High-concentration CWM with a coal concentration of 65% or more, preferably 70% or more, without the problem of viscosity increase and without the effects of thermal loss.
In order to create this, even smaller coal particles are inserted between the coal particles, resulting in a particle size distribution that increases the size of the coal, that is, a very wide particle size distribution as shown in Fuller's particle size distribution. It has been desired to create a slurry that has a good distribution and also contains a large amount of fine powder. In order to obtain this kind of slurry, it is currently necessary to set up a complex system such as combining several types of crushers, but even in this case,
Further complicated table control is required to obtain a continuous particle size distribution with a wide width.

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、簡
単な操作で石炭濃度を高く維持しながらスラリーの粘度
を低下させることができる低粘度化石炭−水スラリの製
造法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method for producing a low-viscosity coal-water slurry that eliminates the drawbacks of the above-mentioned prior art and can reduce the viscosity of the slurry while maintaining a high coal concentration with simple operations. It is in.

本発明者らは、石炭を湿式粉砕するに当り、高濃度の石
炭含有下でこれを行う際には摩砕作用の割合が増大し、
これにともない微粉生成率の向上と粒径分布幅の拡大が
達成されることを実験によシ見出した。The present inventors have discovered that when wet-pulverizing coal is carried out in the presence of a high coal content, the rate of attrition increases;
Experiments have shown that this improves the fine powder production rate and widens the particle size distribution.

本発明は上記知見に基づきなされたもので、石炭を湿式
粉砕することにより石炭−水スラリを製造する方法にお
いて、上記石炭の粉砕を先づ高濃度の石炭含有下で行い
、次いで得られた高濃度の石炭−水スラリに水を添加し
、輸送および貯蔵等の取扱に適した低粘度の製品石炭−
水スラリを得るものである。The present invention has been made based on the above findings, and includes a method for producing a coal-water slurry by wet-pulverizing coal. Concentrated coal - low viscosity product coal suitable for handling such as transportation and storage by adding water to water slurry -
A water slurry is obtained.

本発明において、石炭の粉砕を高濃度の石炭含有下で行
う理由は以下の通りである。すなわち、高濃度かつ低積
度の石炭−水スラリを得るためには、粉砕ｌ〜た石炭の
粒径分布の幅を広くするとともに微粉の割合を多くする
ことが有効であるとされている。ところで、常法に従い
ミル内で石炭を粉砕する場合、その破砕の機構は衝撃破
砕と摩砕とに大別されるが、その際、広い粒径分布幅で
しかも微粉の割合を増すためには摩砕の割合を増加させ
ることが望ましい。そして、との摩砕割合を増加させる
だめには、第１図に示す実験結果からも明らかなように
、石炭を７５〜８０％程度の高濃度に保って粉砕するこ
とが最も効果的である。In the present invention, the reason why coal is pulverized with a high concentration of coal is as follows. That is, in order to obtain a highly concentrated and low-volume coal-water slurry, it is said that it is effective to widen the particle size distribution of the pulverized coal and to increase the proportion of fine powder. By the way, when coal is crushed in a mill according to the conventional method, the crushing mechanism is broadly divided into impact crushing and attrition, but in order to achieve a wide particle size distribution and increase the proportion of fine powder, It is desirable to increase the rate of attrition. As is clear from the experimental results shown in Figure 1, the most effective way to increase the grinding ratio is to keep the coal at a high concentration of 75 to 80%. .

この理由として以下が考えられる。すなわち、湿式ボー
ルミルでは、ケーシングを回転するに従かいミル内のボ
ールは持ち上げられたのち落下するという運動をくり返
すこととなる。その際、第１図に示す衝撃破砕の領域で
は、水分が非常に多いか、あるいは少ない状態にあるた
めミル内におけるスラリの粘度は低く、そのため第２図
Ａに示すようにミル（ケーシング）ｌの回転につれて持
ち上げられたボール２は勢いよ、く落下し、この時の衝
撃で石炭が粉砕されるので、衝撃を中心とした破砕が行
われることとなる。そのため、スラリ中の石炭の粒径分
布幅は狭い上、微粉の割合も少なくなるので、濃度の高
い石炭−水スラリを製造することはできなくなる。一方
、石炭の濃度を７５〜８０％程度に高濃度化して粉砕す
るとミル内の粘度は高くなるので、第２図Ｂに示すよう
に、持ち」こげられたボール２がミル１の内壁を滑り落
ちるような運動を起して摩砕を中心とした粉砕が行われ
ることとなり、これにより微粉の割合が多くかつ粒径分
布幅の広い微粉炭が得られることとなる。Possible reasons for this are as follows. That is, in a wet ball mill, as the casing is rotated, the balls inside the mill repeat a movement in which they are lifted up and then dropped. At this time, in the area of impact crushing shown in Figure 1, the viscosity of the slurry in the mill is low because the water content is either very high or low, and therefore the mill (casing) is As the ball 2 rotates, the ball 2 falls down with great force, and the impact at this time shatters the coal, resulting in crushing centered on the impact. Therefore, the particle size distribution width of the coal in the slurry is narrow and the proportion of fine powder is also reduced, making it impossible to produce a highly concentrated coal-water slurry. On the other hand, when the coal is pulverized with a high concentration of about 75 to 80%, the viscosity inside the mill becomes high, so as shown in Figure 2B, the charred balls 2 slide down the inner wall of the mill 1. This movement causes pulverization, mainly attrition, and as a result, pulverized coal with a large proportion of fine powder and a wide particle size distribution can be obtained.

さらに、上記により得られた高濃度の石炭−水スラリに
水を添加することにより、水添加後に湿式粉砕して同一
濃度にしたものよりも大幅な低粘度化が達成されること
がわかった。この水添加は一般に、従来のこの押スラリ
の濃度水準である７０％程度まで行えば十分である。Furthermore, it has been found that by adding water to the highly concentrated coal-water slurry obtained above, a significantly lower viscosity can be achieved than when the slurry is wet-milled to the same concentration after adding water. It is generally sufficient to add water to about 70%, which is the conventional concentration level of this pressed slurry.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。な
お、各実施例中の％は、特に記載のない限シ重量％を意
味する。Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Note that % in each example means % by weight unless otherwise specified.

実施例１ 第１表に示す条件下で石炭の粉砕と粉砕スラリに対する
水添加を行い、ミル出口での石炭濃度がそれぞれ’７Ｑ
％の本発明のスラリ（実施例１）と従来法に基づくスラ
リ（比較例１）を得た。得られたスラリの石炭濃度はと
もに７０％ではあるが、実施例１のスラリ粘度は８　Ｃ
１ｃｐであシ、比較例１の１５００ｃｐに比し大幅に粘
度低下することが明らかである。Example 1 Coal was pulverized and water was added to the pulverized slurry under the conditions shown in Table 1, and the coal concentration at the mill outlet was 7Q.
% of the slurry of the present invention (Example 1) and the slurry based on the conventional method (Comparative Example 1) were obtained. Although the coal concentration of the obtained slurries is 70% in both cases, the slurry viscosity in Example 1 is 8 C.
It is clear that the viscosity is significantly reduced at 1 cp compared to 1500 cp in Comparative Example 1.

第　１　表 なお、実施例１と比較例１で得られた各スラリに関して
石炭粒径の累積率をめたところ第３図の結果となった。Table 1 Note that when the cumulative ratio of coal particle diameter was determined for each slurry obtained in Example 1 and Comparative Example 1, the results shown in FIG. 3 were obtained.

図中、Ａは実施例１％Ｂは比較例の場合をそれぞれ示す
。この図から、実施例１で得られたスラリ中の石炭粒子
は比較例１のものより幅の広い粒径分布を示すことがわ
かった。このことは、実施例１の方がミル内での石炭濃
度が高く、より摩砕に適したΦ件下で粉砕されだ＼めと
考えられる。In the figure, A shows the case of Example 1 and B shows the case of Comparative Example. From this figure, it was found that the coal particles in the slurry obtained in Example 1 showed a wider particle size distribution than that in Comparative Example 1. This is considered to be because the coal concentration in the mill was higher in Example 1, and the coal was crushed under Φ conditions that were more suitable for grinding.

実施例２ 粉砕時の石炭濃度を６０〜７５％の範囲内で種々に変化
させながら石炭の粉砕を行うとともに、粉砕抜水を添加
してスラリ濃度を変化させた際のスラリ粘度の変化をめ
たところ、前者については第４図に示す実線上のαｌ、
ｂＩ、Ｃ１％　ｄｌおよび’Ｉ’ｈ後者については破線
上のα１〜α５、ｂ１〜ｂ３およびＣ１〜Ｃ３のように
なった。Example 2 Coal was pulverized while varying the coal concentration during pulverization within the range of 60 to 75%, and the change in slurry viscosity was estimated when the slurry concentration was changed by adding pulverization drainage water. However, regarding the former, αl on the solid line shown in Figure 4,
bI, C1% dl and 'I'h The latter were α1-α5, b1-b3 and C1-C3 on the dashed line.

第４図に示す結果から、石炭濃度’７０％以上、好まし
くは′７３％以上で粉砕しだスラリに水を添加して７０
％程度の濃度にしたものが粘度が大幅に低下し、輸送や
貯蔵等の取扱に適したものとなることがわかった。From the results shown in FIG.
It was found that the viscosity was significantly reduced when the concentration was about 1.5%, making it suitable for handling such as transportation and storage.

以上、本発明によれば、石炭の粉砕を先づ高濃度で石炭
を含有する水の存在下で行い、次いで得られた高濃度の
石炭−水スラリに水を添加することにより、微粉が多く
、粒度分布幅の広い微粉炭スラリ、すなわち輸送および
貯蔵等の取扱に適した低粘度の石炭−水スラリを簡単な
操作で得ることができる。As described above, according to the present invention, coal is first pulverized in the presence of water containing coal at a high concentration, and then water is added to the obtained high concentration coal-water slurry, thereby producing a large amount of fine powder. A pulverized coal slurry with a wide particle size distribution, that is, a low viscosity coal-water slurry suitable for handling such as transportation and storage, can be obtained by a simple operation.

【図面の簡単な説明】 第１図は、ミル内の石炭濃度が石炭の破砕機構に与える
影響を説明する図、第２図Ａは、衝撃破砕時におけるボ
ールの挙動を説明するミルの断面図、同図Ｂは、摩砕時
におけるボールの挙動を説明するミルの断面図、第３図
は、本発明の実施例の効果を比較例とともに説明する図
、第４図は、本発明によって得られる種々の石炭−水ス
ラリの濃度と粘度との関係を説明する図である。 １・・・ミル、２・・・ボール。 代理人　弁理士　川　北　武　長[Brief explanation of the drawings] Figure 1 is a diagram explaining the influence of coal concentration in the mill on the coal crushing mechanism, and Figure 2A is a cross-sectional view of the mill explaining the behavior of balls during impact crushing. , FIG. 4 is a cross-sectional view of the mill explaining the behavior of the balls during grinding, FIG. 3 is a diagram explaining the effects of the embodiment of the present invention together with a comparative example, and FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the concentration and viscosity of various coal-water slurries. 1...mil, 2...ball. Agent Patent Attorney Takeshi Kawakita

Claims (1)

【特許請求の範囲】 （１）石炭を湿式粉砕することにより石炭−水スラリを
製造する方法において、上記石炭の粉砕を先づ高濃度の
石炭含有下で行い、次いで得られた高濃度の石炭−水ス
ラリに水を添加することを特徴とする低粘度化石炭−水
スラリの製造方法。 （２、特許請求の範囲第１項において、石炭粉砕時の石
炭濃度が７０〜８０％（重！；ｉ：）であることを特徴
とする低粘度化石炭−水スラリの製造方法。 （３）特許請求の範囲第１項において、水添加によって
石炭−水スラリの石炭濃度を６５〜９０％（重りにする
ことを特徴とする低粘度化石炭−水スラリの製造方法。[Claims] (1) In a method for producing a coal-water slurry by wet-pulverizing coal, the above-mentioned coal is first pulverized in a state containing a high concentration of coal, and then the resulting high-concentration coal is - A method for producing a low viscosity coal-water slurry, which comprises adding water to the water slurry. (2. In claim 1, the method for producing a low-viscosity coal-water slurry is characterized in that the coal concentration during coal pulverization is 70 to 80% (weight!; i:). ) The method for producing a low-viscosity coal-water slurry according to claim 1, characterized in that the coal concentration of the coal-water slurry is increased to 65 to 90% (weight) by adding water.