(57)【要約】【課題】水溶性であるため水希釈及び水洗浄が可能であり、また、嵩密度向上効果に優れ、少量の添加量で石炭の嵩密度を十分に改善することができるコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤を提供する。【解決手段】エチレンオキシドの付加モル数が１〜７で、アルキル基の炭素数が１２のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩と、エチレンオキシドの付加モル数が１〜７で、アルキル基の炭素数が１３のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩とを含むコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤。この嵩密度向上剤を原料炭に対して０．０１〜０．１重量％添加するコークス製造用原料炭の嵩密度向上方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレンオキシドの付加モル数が１〜７で、アルキル基の炭素数が１２のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩と、エチレンオキシドの付加モル数が１〜７で、アルキル基の炭素数が１３のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩とを含むことを特徴とするコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤。
【請求項２】
請求項１において、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩が、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールおよびグリセリンよりなる群から選ばれる少なくとも１種の溶媒によって溶解されていることを特徴とするコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤を、コークス製造用原料炭に対して０．０１〜０．１重量％添加することを特徴とするコークス製造用原料炭の嵩密度向上方法。
【請求項４】
請求項３において、ベルトコンベア上に堆積された前記コークス製造用原料炭に、前記嵩密度向上剤を直接又は水で希釈しながら噴霧することを特徴とするコークス製造用原料炭の嵩密度向上方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤及びコークス製造用原料炭の嵩密度向上方法に係り、特に、水による希釈や洗浄が可能で、しかも嵩密度向上効果に優れたコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤と、この嵩密度向上剤を用いたコークス製造用原料炭の嵩密度向上方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークスの生産性を向上させる技術としてコークス製造用原料炭の嵩密度を向上させることにより、コークス炉への装入量を増加させる方法がある。
【０００３】
コークス製造用原料炭の嵩密度を向上させる方法としては、
（１）  コークス製造用原料炭への嵩密度向上剤の添加
（２）  コークス製造用原料炭の水分量の低減
がある。
【０００４】
上記（１），（２）のいずれの方法も、石炭の擬似粒子同士の接近を良くすることにより、石炭の嵩密度を上げる方法である。即ち、石炭の擬似粒子の表面に水分が付着していると、この水分が石炭擬似粒子同士の接近を阻害し、石炭の嵩密度を低下させる。従って、石炭の水分量が高ければ高い程コークス炉に挿入される石炭の嵩密度が悪化する傾向にある。このため、（２）の方法では、ＣＭＣ（石炭調湿設備）等を設けて石炭の水分を飛ばし、これにより石炭擬似粒子同士を接近させて嵩密度を向上させる。また、上記（１）の方法では、嵩密度向上剤により、石炭擬似粒子表面の水分の反発力を緩和させて、擬似粒子同士を接近しやすくして嵩密度を向上させる。
【０００５】
しかし、上記（２）の方法で水分量を低減させた石炭をコークス炉に送り込むと、特に老朽化したコークス炉では閉塞（押し詰まり）を起こし、かえって生産性を低下させる結果となる。このため、石炭の水分を低下させることなく、（１）の嵩密度向上剤の添加により嵩密度の向上を図ることが望まれる。
【０００６】
この場合において、嵩密度向上剤には、嵩密度向上効果に優れ、少量添加で石炭の嵩密度を十分に高めることができること、また、水溶性であることが望まれる。
【０００７】
即ち、石炭の嵩密度向上のために必要な嵩密度向上剤量が多いと、薬剤コストが高くつく。また、石炭を積載したベルトコンベア下部には、粉塵による発火を防止するために、水を流している場合もある。ベルトコンベア上の石炭に散布された嵩密度向上剤が、このベルトコンベア下部の流水中に漏れ落ちると、この流水の排水処理設備の負荷となるが、嵩密度向上剤の散布量が多いと、漏れ落ちる嵩密度向上剤量も多くなって、排水処理設備の負荷が増大するため、石炭の嵩密度向上に必要な嵩密度向上剤量を極力低減することができる、嵩密度向上効果に優れた嵩密度向上剤が望まれる。
【０００８】
また、石炭に嵩密度向上剤を添加する場合、混炭器などの混合設備がある場合には、混炭器内の石炭に嵩密度向上剤を散布して混合することにより、嵩密度向上剤を石炭に均一に混合して十分な嵩密度向上効果を得ることができるが、混合設備がない場合には、例えば、ベルトコンベア上の石炭に対して嵩密度向上剤を散布することになる。この場合、嵩密度向上剤を高濃度で散布すると石炭に対して均一に散布することが困難であることから、嵩密度向上剤を希釈して、即ち有効成分量は一定で散布液量を増やして散布することが好ましい。この希釈に当たり、有機溶媒を使用すると溶媒コストが高くつき、また、作業環境面でも好ましくない。このため、嵩密度向上剤には水溶性であることが望まれる。また、嵩密度向上剤の散布ラインの洗浄のためにも、嵩密度向上剤は水溶性で容易に水洗浄できることが望まれる。
【０００９】
従来、コークス製造用原料炭に適用される嵩密度向上剤としては、スルホ琥珀酸ジオクチル硫酸塩、ポリオキシエチレン硫酸塩などが知られている。このうち、スルホ琥珀酸ジオクチル硫酸塩は嵩密度向上効果に優れるものの、水への溶解性が殆どないために（溶解度１％程度）、水希釈ができず、散布時及び洗浄時の作業性が悪いという欠点がある。
【００１０】
一方、ポリオキシエチレン硫酸塩は、水溶性であるが、嵩密度向上効果の面でスルホ琥珀酸ジオクチル硫酸塩よりも劣るものであった。
【００１１】
なお、特許２７１９９４５号公報には、特定の非イオン界面活性剤と、アニオン性界面活性剤として、アルキル基の炭素数が１２〜１４であって、エチレンオキシドの付加モル数が２〜４であるポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩を含むコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤の記載がある。この嵩密度向上剤では、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩のアニオン界面活性剤以外に、非イオン界面活性剤も必須成分となっており、石炭への必要添加量が多いという欠点がある。
【００１２】
また、この特許２７１９９４５号公報において、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩の具体例の記載がある配合剤３では、ポリオキシエチレン（３）ドパノール硫酸トリエタノールアミンが使用されている。ここで、ドパノールは合成アルコールを意味し、実際には炭素数がいくつのものが使用されたかについては何も示されていない。
【特許文献１】特許２７１９９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、水溶性であるため水希釈及び水洗浄が可能であり、また、嵩密度向上効果に優れ、少量の添加量で石炭の嵩密度を十分に改善することができるコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤と、この嵩密度向上剤を用いた嵩密度向上方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩の中でも、アルキル基の炭素数が特定のものが、スルホ琥珀酸ジオクチル硫酸塩と同等或いはそれ以上の嵩密度向上効果を示し、本来の良好な水溶性と相俟って優れた嵩密度向上剤を提供し得ることを見出し、本発明を完成させた。
【００１５】
本発明（請求項１）のコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤は、エチレンオキシドの付加モル数が１〜７で、アルキル基の炭素数が１２のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩と、エチレンオキシドの付加モル数が１〜７で、アルキル基の炭素数が１３のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩とを含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項２のコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤は、請求項１において、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩が水、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールおよびグリセリンよりなる群から選ばれる少なくとも１種の溶媒によって溶解されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明（請求項３）のコークス製造用原料炭の嵩密度向上方法は、請求項１又は２に記載のコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤を、コークス製造用原料炭に対して０．０１〜０．１重量％添加することを特徴とする。
【００１８】
請求項４のコークス製造用原料炭の嵩密度向上方法は、請求項３において、ベルトコンベア上に堆積された前記コークス製造用原料炭に、前記嵩密度向上剤を直接又は水で希釈しながら噴霧することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明で用いる特定のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩は、水溶性であり、かつ嵩密度向上効果に優れるため、このポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩を嵩密度向上剤として用いることにより、次のような優れた効果が奏される。
（１）  嵩密度向上効果に優れるため少量添加で石炭の嵩密度を十分に改善することができる。
（２）  （１）より薬剤コストの低減が可能であり、また、ベルトコンベア下の流水への漏れ落ち量も低減され、排水処理の負荷を軽減することができる。
（３）  水溶性であるため、水に任意の濃度に希釈して石炭に散布することができる。このため、石炭への均一散布が容易となり、より一層の良好かつ安定な嵩密度向上効果を得ることができる。
（４）  水溶性であるため散布ライン等の水洗浄が可能であり、保守管理も容易である。
【００２０】
特に、本発明に係る特定のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩は、コークス製造用原料炭の水分量が高い場合には、スルホ琥珀酸ジオクチル硫酸塩等の従来の嵩密度向上剤よりも良好な嵩密度向上効果を示すという利点がある。これは、本発明に係る特定のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩に含まれる特定のアルキル基の組み合わせに石炭表面に存在する水分を効果的に石炭内部に浸透させるはたらきがあることによると考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明のコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤及び嵩密度向上方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
本発明のコークス製造用原料炭の嵩密度向上剤は、エチレンオキシドの付加モル数が１〜７で、アルキル基の炭素数が１２のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩と、エチレンオキシドの付加モル数が１〜７で、アルキル基の炭素数が１３のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩とを含む。
【００２３】
本発明のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩のエチレンオキシド付加モル数（以下「ＥＯ付加モル数」と称す。）は１〜７であり、より好ましくは２〜６、特に好ましくは３〜５である。ＥＯ付加モル数が０のときおよびＥＯ付加モル数が７を超えると、十分な嵩密度改善率が得らない。
【００２４】
また、アルキル基の炭素数が１１以下または１４を超えると十分な嵩密度改善率が得られないため、期待する嵩密度低減効果を発揮させるためには、多量に使用しなければならなくなる。さらに１６以上になると水への溶解性も悪化し、洗浄するための水量も増加させる。
【００２５】
さらに、アルキル基の炭素数が１３のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩とアルキル炭素数が１２のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩と混合することにより、それぞれを単独で使用したときより、さらに嵩密度向上効果を向上させることができる。
【００２６】
従って、本発明はアルキル基の炭素数が１２のものと１３のものの混合物を用いる。なお、この混合割合は、過度に一方が少なく、他方が多いと、両者を併用することによる本発明の効果を十分に得ることができない。このため、アルキル基の炭素数が１２のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩とアルキル基の炭素数が１３のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩との混合割合は１：０．１〜１０（重量比、以下同じ）の範囲であることが好ましく、１：０．５〜５の範囲であることがより好ましく、１：１〜３の範囲であることが特に好ましい。
【００２７】
以下、このような本発明のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩を「ＰＯＥ（１〜７）アルキル（１２，１３）エーテル硫酸塩」と称す。
【００２８】
なお、ＰＯＥ（１〜７）アルキル（１２，１３）エーテル硫酸塩の塩の種類としては特に制限はなく、ナトリウム塩、カリウム塩、アルカノールアミン塩等が挙げられるが、水への溶解性の点でナトリウム塩、アルカノールアミン塩が好ましく、分解しにくいという点でナトリウム塩がさらに好ましい。本発明では、異なる塩の２種以上を混合して用いても良い。
【００２９】
本発明に係るＰＯＥ（１〜７）アルキル（１２，１３）エーテル硫酸塩は、水溶性であり、その水に対する溶解度は通常ナトリウム塩で２５％程度である。また、後述するグリコール類やグリセリンに対する溶解度も高く、水との混合割を調節することで、通常ナトリウム塩で３０〜３５％程度になる。
【００３０】
従って、このＰＯＥ（１〜７）アルキル（１２，１３）エーテル硫酸塩は、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールおよびグリセリンよりなる群から選ばれる少なくとも１種の溶媒によって溶解させた溶液として用いることが、石炭への散布時の均一散布性を高める上で好ましい。なお、ここで、溶媒としてグリコール類やグリセリンを用いた場合には薬剤を高濃度化できるという利点があるが、コストや取り扱い性の面で水溶液とすることが好ましい。
【００３１】
特に、ＰＯＥ（１〜７）アルキル（１２，１３）エーテル硫酸塩は２０〜２５重量％程度の濃度の水溶液として用いることが、石炭への均一混合性の面で好ましい。
【００３２】
このような本発明の嵩密度向上剤は、他の界面活性剤等を併用することなく、ＰＯＥ（１〜７）アルキル（１２，１３）エーテル硫酸塩のみで石炭の嵩密度を十分に改善することができるが、本発明の嵩密度向上剤は必要に応じて、他の薬剤を含むものであっても良い。
【００３３】
本発明の嵩密度向上方法は、このような本発明の嵩密度向上剤を石炭に、０．０１〜０．１重量％（対石炭重量）添加することにより、石炭の嵩密度を改善する方法である。なお、ここでこの嵩密度向上剤添加量は、好ましくは、ＰＯＥ（１〜７）アルキル（１２，１３）エーテル硫酸塩添加量である。この添加量が少な過ぎると十分な嵩密度の向上効果を得ることができず、多過ぎても添加量の増加に見合う改善効果は得られず、薬剤コストと前述の排水処理負荷の増大を招き不利である。
【００３４】
本発明の嵩密度向上剤は、そのままで石炭に添加して混炭器等で混合して用いることもできるが、好ましくはベルトコンベア上の石炭に対して噴霧器を用いて噴霧する。この際、嵩密度向上剤をそのまま噴霧しても良く、水やその他の溶媒で希釈しながら噴霧しても良い。
【００３５】
このような本発明の嵩密度向上剤は、特に通常の水分量（８〜１０重量％程度）の石炭よりも水分量の多い石炭、例えば水分量１０〜１２重量％の高水分石炭の嵩密度の改善に有効であり、高水分で搬送性には優れる半面、水分による反発力で嵩密度が低くなり易い石炭の嵩密度を効果的に改善することができる。
【００３６】
なお、本発明に係るＰＯＥ（１〜７）アルキル（１２，１３）エーテル硫酸塩は、それのみで、石炭の嵩密度を十分に改善することができるが、石炭への添加に際して、必要に応じて他の薬剤を併用しても良い。
【実施例】
【００３７】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３８】
実施例１〜３、比較例１〜１８
水分量が１０重量％の石炭１．５ｋｇに、嵩密度向上剤として表１に示すアルキル基の炭素数及びＥＯ付加モル数のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムを、添加量が有効成分量で０．０５６重量％（対石炭）となるように添加して、モルタルミキサーで２分間攪拌した。
【００３９】
その後、落下試験装置で処理後の石炭を１ｍの高さから落下させ、受箱の中に入った石炭の重量から石炭の嵩密度を求め、処理前の石炭の嵩密度に対する嵩密度改善率を下記式により算出し、結果を表１に示した。
【００４０】
【数１】
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【００４１】
【表１】
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【００４２】
実施例４
水分量が１０重量％の石炭１５ｋｇに実施例１で用いたポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムを水で２倍に希釈したものを嵩密度向上剤として使用した。
【００４３】
上記石炭を幅１０ｃｍ、長さ１０ｍのベルトコンベアに載せて搬送し、搬送開始直後に上記嵩密度向上剤を霧吹き器で有効成分量で０．０５６重量％（対石炭）となるように噴霧した。ベルトコンベアの進行方向末端に到着した試験炭を容量１０Ｌの容器中に高さ５０ｃｍの位置から落下させ、その容器に入った試験炭の重量を測定して、嵩密度改善率を求めたところ、６．０％であることが分かった。
【００４４】
比較例１９，２０
嵩密度向上剤として表２に示す薬剤を用いたこと以外は実施例１と同様にして石炭の処理を行い、同様に嵩密度改善率を求め、結果を表２に示した。
【００４５】
【表２】
2007270027.tif 000005
【００４６】
実施例５
水分量１２重量％の石炭を処理したこと以外は実施例３と同様に石炭の処理を行い、処理後の石炭の落下試験を行うことを６回繰り返し、各回の嵩密度を測定すると共に嵩密度改善率を算出し、結果を表３と図１に示した。
【００４７】
比較例２１
嵩密度向上剤としてスルホ琥珀酸ジオクチル硫酸ナトリウムを用いたこと以外は実施例５と同様にして処理行い、結果を表３と図１に示した。
【００４８】
【表３】
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【００４９】
以上の結果から、ＥＯ付加モル数が１〜７で、アルキル基の炭素数が１２と１３の混合物であるポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩は、異なるアルキル基のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩に比べても、また、他の嵩密度向上剤に比べても嵩密度向上効果に優れることが分かる。特に、表３，図１より、本発明に係るＰＯＥ（１〜７）アルキル（１２，１３）エーテル硫酸塩は、水分量の多い石炭の嵩密度向上処理において、従来品の中でも最も有効とされるスルホ琥珀酸ジオクチル硫酸ナトリウムよりも優れた嵩密度向上効果を示し、しかも、その嵩密度向上効果の安定性にも優れることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施例５と比較例２１における落下回数と嵩密度改善率との関係を示すグラフである。
【図１】
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