石炭水スラリーの製造工程

水は熱損失の原因となり、燃焼過程で熱を発生させることができません。そのため、石炭の濃度は一般的に65～70%という比較的高いレベルに達する必要があります。化学添加量は約1%です。水による熱損失は、石炭水スラリーの発熱量の約4%を占めます。水はガス化において不可欠な原料です。この観点から、石炭濃度を62%～65%まで下げることが可能であり、酸素燃焼の増加につながる可能性があります。

燃焼およびガス化反応を促進するために、石炭水スラリーには石炭の粒度に関して一定の要件があります。燃料用石炭水スラリーの粒径の上限（通過率が98%以上の粒径）は300μmで、74μm（200メッシュ）未満の含有量は75%以上です。ガス化用石炭水スラリーの粒度は、燃料用石炭水スラリーよりもやや粗く、粒径の上限は1410μm（14メッシュ）まで許容され、74μm（200メッシュ）未満の含有量は32%～60%です。石炭水スラリーのポンプ輸送および噴霧を容易にするために、石炭水スラリーには流動性に関する要件もあります。

室温、せん断速度100s⁻¹における見かけ粘度は、一般的に1000～1500mPa・s以下であることが求められます。長距離パイプライン輸送に使用される石炭水スラリーは、低温（地下埋設管の年間最低気温）かつせん断速度10s⁻¹において、見かけ粘度が800mPa・s以下であることが求められます。さらに、石炭水スラリーは、流動状態では粘度が低く、使い勝手が良いこと、流動が停止して静止状態では粘度が高く、保管しやすいことも求められます。

石炭水スラリーは固液混合物であり、固液分離しやすい性質を持つため、貯蔵・輸送中の安定性は非常に重要です。そのため、貯蔵・輸送中に「固い沈殿物」が発生しないことが求められます。ここでいう「固い沈殿物」とは、石炭水スラリーを攪拌しても元の状態に戻らない沈殿物のことです。石炭水スラリーが固い沈殿物を発生しない状態を維持できる能力を「安定性」と呼びます。安定性の低い石炭水スラリーは、貯蔵・輸送中に沈殿物が発生すると、生産に深刻な影響を及ぼします。

II．石炭水スラリー調製技術の概要

石炭水スラリーは、固結沈殿を避けるために、高い石炭濃度、微細な粒子サイズ、良好な流動性、および良好な安定性を必要とします。これらの特性の一部は相互に制約されるため、上記のすべての特性を同時に満たすことは困難です。例えば、濃度を上げると粘度が上昇し、流動性が低下します。良好な流動性と低い粘度は安定性を悪化させます。したがって、濃度をリアルタイムで監視する必要があります。ロンメーター携帯型密度計0.003 g/mlまでの精度を有しており、正確な密度測定とスラリーの密度の精密な制御を実現できます。