(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジカル捕捉剤及び酸素捕捉剤から選ばれる少なくとも１つの物質を含むことを特徴とする炭素質粉体の昇温・自然発火抑制剤。
【請求項２】
ノニオン性界面活性剤の１種類以上を含む請求項１記載の炭素質粉体の昇温・自然発火抑制剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に石炭やカーボンブラックなどの炭素質粉体の昇温・自然発火抑制剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、発電所、製鉄所などで、大量の石炭、カーボンブラック類を貯蔵する際に、粉塵の発生や山崩れを防止するために粉塵・山崩れ防止剤が用いられてきている。
【０００３】
粉塵防止剤は、主にノニオン性界面活性剤やグリセリンなどの混合物であり、この水希釈物を石炭山に散布し、散水された石炭山を保湿させることによって粉塵の発生を防いでいる。
一方、山崩れ防止剤は、アスファルト乳化物、ポリマーエマルジョンなどからなり、これを水で希釈したものを石炭山に散布し、表面に硬化体を形成させることにより、粉塵の発生を抑制すると共に、降雨時の山崩れを防いでいる。
しかしながら、貯炭時には、粉塵・山崩れのほかに、石炭類の昇温それに伴う自然発火の問題が残されている。
【０００４】
特に、若年炭は、屋外に貯炭すると、石炭山内部の温度が上昇し、発火に至る場合もあるものである。
従来においては、昇温を防ぐために一定期間毎に山の積み換えを行ったり、貯炭時に山を圧縮する方法がとられているのが現状である。
【０００５】
しかしながら、上記の方法では、多くの労力を必要とし、なおかつ高コストとなる課題を有するものである。
一方、上記自然発火の問題に対する薬剤の対応については、上述の山崩れ防止剤を大量散布し、堅牢な表面硬化体を形成させることによって、自然発火を防ぐ方法も試みられているが、均一散布が困難であることや、表面のひび割れ発生により、大きな効果は得られないという課題を有するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術等の課題及び現状に鑑み、これを解消しようとするものであり、石炭、カーボンブラック類の炭素質粉体の積み上げ時、あるいは貯蔵中における昇温・自然発火を抑制することができる炭素質粉体の昇温・自然発火抑制剤を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記従来技術等の課題について、鋭意検討した結果、化学物質から選ばれる特定の物質を水及び／又は適当な有機溶剤で希釈し、石炭、カーボンブラック類などの炭素質粉体に散布することにより、昇温・自然発火を抑制することを見い出し、本発明を完成するに至ったのである。
すなわち、本発明は、次の(1)及び(2)に存する。
(1) ラジカル捕捉剤及び酸素捕捉剤から選ばれる少なくとも１つの物質を含むことを特徴とする炭素質粉体の昇温・自然発火抑制剤。
(2) ノニオン性界面活性剤の１種類以上を含む上記(1)記載の炭素質粉体の昇温・自然発火抑制剤
なお、本発明で規定する「ラジカル捕捉剤又は酸素捕捉化合物」とは、ラジカル又は酸素と反応し、自身が比較的安定な化合物となるものをいう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
本発明の炭素質粉体の昇温・自然発火抑制剤は、ラジカル捕捉剤及び酸素捕捉剤から選ばれる少なくとも１つの物質を含むことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明で用いられるラジカル捕捉剤及び酸素捕捉化合物は、上述の如く、ラジカル又は酸素と反応し、自身が比較的安定な化合物となるものであり、このような化合物としては、例えば、ハイドロキノン、２，６−ジターシャリーブチルハイドロキノン、フェノール、カテコール、ｐ−ターシャリーブチルカテコール、レゾルシン、１―ナフトール、ピロガロール、４−クロロレゾルシン、アニリン、o―アミノフェノール、ｐ−アミノフェノール、２−メチルー５−アミノフェノール、４−アミノアニソール、３−ヒドロキシー４−アミノアニソール、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェネチジン、o―トリレンジアミン、ｍ−トリレンジアミン、２−クロローｐ−フェニレンジアミン、４−メトキシーｐ−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ’―ビス（２−ヒドロキシエチル）―ｐ―フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、２−ニトロ−o―フェニレンジアミン、４−ニトロ−o―フェニレンジアミン、トリレンジイソシアネート、ヒドラジン、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、ハイドロサルファイトナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、イオウ、２，６−ジターシャリーブチルーｐ−クレゾール、２−ターシャリーブチルー４−メトキシフェノール、没食子酸プロピル、没食子酸イソアミル、プロトカテチュ酸エチル等が挙げられる。
【００１０】
これらの中でも、コスト、更に昇温・自然発火抑制効果の高い点などから、好ましくは、ハイドロキノン、フェノ−ル、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｏ−トリレンジアミン、２，６−ジターシャリーブチルーｐ−クレゾール、２−ターシャリーブチルー４−メトキシフェノール、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイトナトリウムである。
【００１１】
これらのラジカル捕捉剤又は酸素捕捉化合物は、単独で、あるいは２種類以上を併用して使用することができる。
また、本発明では、更なる昇温・自然発火抑制効果の向上等の点から、これらの抑制剤に加えて、更に、ノニオン性界面活性剤の単独、あるいは２種類以上を併用して使用することができる。
【００１２】
本発明で使用できるノニオン性界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、下記式（Ｉ）で表されるポリオキシアルキレンアルキルエーテル又は下記式（II）で表されるポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルなどが挙げられる。
【化１】
0004226173.tif 000002
【００１３】
上記式（Ｉ）又は（II）で表されるノニオン性界面活性剤としては、例えば、ノニルフェノールエチレンオキサイド（７モル付加体）、ラウリルアルコールエチレンオキサイド（７モル付加体）、トリデシルアルコールエチレンオキサイド（９モル付加体）、ペンタデシルアルコールエチレンオキサイド（９モル付加体）、ヤシアルコールエチレンオキサイド（９モル付加体）などが挙げられる。
【００１４】
ノニオン性界面活性剤の配合量は、昇温・自然発火抑制剤全量に対して、９０質量％以下（以降、質量％を単に「％」という）、好ましくは、７０％以下、更に好ましくは、５０％以下である。
上記ノニオン性界面活性剤を配合することによって、石炭等、炭素質粉体への当該界面活性剤含有昇温・自然発火抑制剤溶液の浸透性を向上させることにより、更に昇温・自然発火抑制効果を向上することができることとなる。
なお、ラジカル捕捉剤、酸素捕捉化合物の分率（量）が低下すると、昇温・自然発火抑制に対して効果が低減することとなるので、ノニオン性界面活性剤の配合量が７０％を越えて配合することは好ましくない。
【００１５】
このように構成される本発明の昇温・自然発火抑制剤は、水及び／又は適当な有機溶剤（希釈溶剤）、例えば、エタノール等のアルコール類等によって希釈して使用することができる。
希釈に使用する水及び／又は有機溶剤は、昇温・自然発火抑制剤に対して、１倍〜１００００倍、好ましくは、１０倍〜１０００倍、より好ましくは、２０倍〜１００倍である。
希釈溶剤が多くなると（１００００倍を越えると）、効果を得るために大量散布が必要となるため好ましくなく、一方、希釈溶剤が少ないと（１倍未満であると）、粘度が高くなりハンドリング性が低下するため好ましくない。
【００１６】
また、本発明の昇温・自然発火抑制剤の散布量は、対象となる炭素質粉体の性状や粒度分布に強く依存するため一概に決めることはできないが、散布量が少ないと、昇温・自然発火抑制効果が期待できず、一方、散布量が多いと炭素質粉体の性状が変化する場合がある。
【００１７】
本発明において、対象となる炭素質粉体としては、例えば、無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭などの石炭、石油コークス、化学プラントから副生するカーボンブラック、有機物を炭化して得られるカーボンブラック、木炭などエネルギー源として用いられるものが挙げられる。好ましくは石炭である。
【００１８】
更に、本発明の昇温・自然発火抑制剤は、石炭等の炭素質粉体に対して使用するものであるが、山積み作業時、あるいは山積み後に使用することができる。また、抑制剤の効果を高めるためには山積み作業時に均一に散布することが好ましい。その際、専用の噴霧機、あるいはスプリンクラー、散水車などの散水設備で散布することができる。
【００１９】
本発明の炭素質粉体の昇温・自然発火抑制剤は、上述のように、ラジカル捕捉剤及び酸素捕捉剤から選ばれる少なくとも１つの物質、または、これにノニオン性界面活性剤の１種類以上を含むものを水及び／又は適当な有機溶剤で希釈し、石炭、カーボンブラック類などの炭素質粉体に散布することにより、昇温・自然発火を抑制することができることとなる。
このような抑制剤（薬剤）が昇温・自然発火抑制効果を有する理由としては、ラジカル捕捉剤又は酸素捕捉剤が、炭素質粉体と酸素との反応によって発生するラジカル量を低減させる作用があり、それに続く酸化反応を阻害し、反応熱の発生を抑制することによるものである。従来の薬剤、すなわち、粉塵・山崩れ防止剤はこのようなラジカルを阻害する作用は有していないが、本発明の抑制剤は、直接酸化反応を阻害し、昇温・自然発火を抑制することができるものである。
更に、ノニオン性界面活性剤を併用することにより、炭素質粉体への浸透力を高め、ラジカル捕捉剤又は酸素捕捉剤の効果を一層高めることができることとなる（これらの点については、さらに後述する実施例等で説明する）。
【００２０】
【実施例】
次に、本発明を実施例及び比較例を示してより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００２１】
〔実施例１〜９及び比較例１〜３〕
使用した昇温・自然発火抑制剤（薬剤）種を下記表１に、また、使用したノニオン性界面活性剤種を下記表２に示す。
下記表３に示す組成により、昇温・自然発火抑制剤を調製した。
得られた実施例１〜９及び比較例１〜３の昇温・自然発火抑制剤について、下記試験方法により、自然発火性試験を行った。
得られた結果を下記表３に示す。なお、表３中の「％」は質量％である。
【００２２】
〔自然発火性の試験方法〕
試験装置は、島津製作所製「自然発火性試験装置  ＳＩＴ−２」を使用した。
試験条件は、６０メッシュ以下に粉砕し、下記表３に示す薬剤等を水可溶性の場合には水に、水に不溶の場合は水・エタノール混合（１：１）溶媒系にて溶解して霧吹きにより噴霧したAsam Asam炭（インドネシア産石炭）約９００ｍｇを精秤し、装置内セルに入れ、約１時間、５０℃にて窒素雰囲気下に放置した。
その後、乾燥空気を５ｍｌ/min流入し、温度の変化を観測した。
ここでは、初期温度である５０℃から２００℃まで昇温するに要した時間を測定した。なお、昇温するに要した時間が長いほど、炭素質粉体の昇温・自然発火を抑制することに優れていることを示す。
【００２３】
【表１】
0004226173.tif 000003
【００２４】
【表２】
0004226173.tif 000004
【００２５】
【表３】
0004226173.tif 000005
【００２６】
上記表１〜３の結果から明らかなように、本発明の範囲となる実施例１〜９は、本発明の範囲外となる比較例１〜３に較べて、昇温・自然発火抑制剤を散布した炭素質粉体はその昇温・自然発火性を著しく抑制することができることが判った。
具体的にみると、比較例１では、何等処理しない場合は、昇温時間は３４５（min）であり、ノニオン性界面活性剤溶液のみの比較例２及び３では夫々昇温時間は４０３（min）、４１２（min）であった。
これに対して、本発明の範囲となる実施例１〜９では、すべて昇温時間は５００（min）以上であることが判った。また、実施例２及び３、並びに実施例４及び５を夫々比較すると、界面活性剤を併用した昇温・自然発火抑制剤の方が昇温時間が更に長くなること、すなわち、昇温・自然発火を更に抑制することに優れていることが判った。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、昇温・自然発火抑制剤を石炭等の炭素質粉体に散布することにより、貯蔵時の昇温・自然発火を抑制することが簡単かつ容易にできるので、昇温・自然発火の恐れのある石炭等の炭素質粉体の長期にわたる保存が可能であり、なおかつ、散水、積み換えなど、昇温時における処置が低減できる昇温・自然発火抑制剤が提供される。