JPH07213950A

JPH07213950A - 石炭灰の脱炭素装置

Info

Publication number: JPH07213950A
Application number: JP6013451A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Komatsu; 茂小松; Satoru Yoshida; 覚吉田; Ichiro Ebato; 一郎江波戸; Norifumi Mikota; 典史三小田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-02-07
Filing date: 1994-02-07
Publication date: 1995-08-15

Abstract

(57)【要約】【構成】タンク１内に、石炭灰と灯油等の有機溶媒の
混合物を投入する。バルブ６を開、バルブ７を閉として
おき、ポンプ３を作動させる。所定時間経過後、ポンプ
３を停止し、水を静止状態におく。そうすると、タンク
１内において、石炭灰中の炭素は有機溶媒と共に浮上
し、アッシュ分は沈降する。この浮上分をオーバーフロ
ー管８から回収する。タンク１内に沈降したアッシュ分
をタンク１外に排出するには、バルブ６を閉、バルブ７
を開とし、ポンプ３を作動させ、配管５からスラリーと
して排出する。【効果】石炭灰から炭素分を容易に分離できる。炭素
分が分離されたアッシュ分は、炭素含有量が少ないか
ら、混和材として用いることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は石炭灰の脱炭素装置に係
り、特に微粉炭ボイラ灰中の未燃炭素とそれ以外のアッ
シュ分とを分離するのに好適な装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭灰の脱炭素法として、以下の５方法
が知られている。

【０００３】（１）浮遊選鉱を利用して、未燃炭素を
灰分から分離除去する。（２）オイルアグロメレーション法にて未燃炭素と灰
分を分離し、未燃炭素を造粒して除去する。（３）乾式分級により、微粉部分と粗粉部分に分け、
未燃炭素含有量の少ない微粉部分を粗粉部分から分離す
る。（４）微粉炭ボイラ灰を粉砕し、被粉砕性の高い未燃
炭素を微粉部分に集め、乾式分級により、微粉部分を除
去する。（５）未燃炭素と灰分の電気的性質の差を利用して分
離する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法のうち、未
燃炭素の除去に優れているのは、（１）及び（２）であ
る。しかし、（１）の方法では灰分粒子が小さい場合、
未燃炭素と灰分を分離するのは困難である。また、未燃
炭素量が１０％以下と少ない場合、（２）の方法でも困
難となる。

【０００５】（３）〜（５）の方式は、大量の石炭灰を
処理する方法としては適しているが、脱炭素の効率が低
い。さらに、大型の分級装置、粉砕装置が必要となり、
採算の取れるシステムになりにくい。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の石炭灰の脱炭
素装置は、浮上分離用のタンクと、該タンク内の液を該
タンクの底部から抜き出し、該タンクの上部に循環させ
るスラリーポンプと、該タンク内の浮上物の取出手段
と、該タンク内の沈降物の取出手段とを備えてなるもの
である。

【０００７】請求項２の石炭灰の脱炭素装置は、請求項
１において、さらに、前記タンク内の沈降物が導入され
る液体サイクロンを備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【作用】本発明装置を用いて石炭灰を脱炭素処理するに
は、石炭灰に対し、比重が１よりも小さく且つ水に対し
非混和性の有機溶媒を添加して混合し、この混合物をタ
ンク内に投入する。スラリーポンプを作動させてタンク
内の水を循環させることにより、石炭灰、有機溶媒及び
水が混合される。

【０００９】この混合の過程で、石炭灰中の炭素分に有
機溶媒が付着し、この有機溶媒をバインダーとして炭素
粒子が凝集する。循環を停止し、タンク内の液を静置す
ると、この凝集した炭素粒子が有機溶媒と共に水面に浮
上する。この浮上物をタンク外に取り出す。一方、アッ
シュ分はタンク底に沈降するので、この沈降物をタンク
外に取り出す。

【００１０】これにより、未燃炭素分とアッシュ分とが
分離され、石炭灰が脱炭素処理される。

【００１１】請求項２の装置では、沈降物が液体サイク
ロンで分級及び脱水される。

【００１２】本発明において、石炭灰としては火力発電
所の微粉炭ボイラ灰が好適であるが、その他の石炭灰で
あっても良い。処理対象とする石炭灰としては、炭素含
有量が５重量％以上とりわけ７重量％以上のものが好適
である。

【００１３】比重が１よりも小さく、且つ水に対し非混
和性の有機溶媒としては、灯油、ベンゼン、キシレン、
トルエン、軽油、重油などが好適である。

【００１４】

【実施例】第１図は請求項１の発明の実施例装置を説明
する系統図であり、タンク１内に水が張られている。タ
ンク１の底部には配管２、スラリーポンプ３及び配管４
よりなる循環機構が接続されている。配管４の途中から
は配管５が分岐している。配管４，５にはそれぞれバル
ブ６，７が設けられている。

【００１５】このタンク１内に、石炭灰と灯油等の有機
溶媒の混合物を投入する。バルブ６を開、バルブ７を閉
としておき、ポンプ３を作動させる。そうすると、微粉
炭ボイラ灰及び有機溶媒が水と共に攪拌され、水中に分
散される。なお、この撹拌により、灰粒子に付着してい
た炭素分が剥離される。

【００１６】所定時間経過後、ポンプ３を停止し、水を
静止状態におく。そうすると、タンク１内において、微
粉炭ボイラ灰中の炭素は有機溶媒と共に浮上し、アッシ
ュ分は沈降する。この浮上分をオーバーフロー管８から
オーバーフローさせることにより回収する。回収された
炭素と有機溶媒との混合物は、そのまま、又は固液分離
処理（例えば遠心分離）し、燃料として利用できる。

【００１７】なお、炭素は水に対するよりも有機溶媒に
対する親和性が大きいので、ボイラ灰中に単に混入して
いる（即ち、灰粒子に付着することなく単体として混在
している）未燃炭素や、灰粒子から剥離された未燃炭素
は、速やかに有機溶媒と親和し、且つ有機溶媒をバイン
ダーとして炭素粒子同志が付着し、凝集する。このよう
に炭素粒子が凝集して大きな凝集粒子を形づくるため、
攪拌停止後、速やかに浮上する。

【００１８】タンク１内に沈降したアッシュ分をタンク
１外に排出するには、バルブ６を閉、バルブ７を開と
し、ポンプ３を作動させ、配管５からスラリーとして排
出する。このアッシュ分を含むスラリーは、脱水処理
後、セメント原料やセメント混和材として利用できる。

【００１９】このアッシュ分を含むスラリーを湿式分級
し、粗粒分をセメント原料として使用し、細粒分をセメ
ント混和材として使用するのが好適である。

【００２０】なお、この第１図の装置を用いて石炭灰を
脱炭素処理する方法においては、石炭灰と有機溶媒との
混合割合は、石炭灰１００重量部に対し、有機溶媒を５
〜４０重量部とりわけ５〜１０重量部とするのが好まし
い。

【００２１】タンク１内の水の量は、石炭灰と有機溶媒
との混合物容積の３〜１０倍とりわけ４〜７倍とするの
が好ましい。

【００２２】このタンク１には、浮上分離用のエアレー
ション装置を設けても良い。

【００２３】第２図は請求項２の実施例方法を説明する
系統図であり、石炭灰と灯油等の有機溶媒との混合物
は、水を張ったタンク１０中に投入される。このタンク
１０には配管１３、スラリーポンプ１４、戻り配管１３
ａよりなる攪拌機構が設けられている。スラリーポンプ
１４によってタンク１０内の液を循環させることによ
り、投入物と水とが攪拌混合される。

【００２４】配管１３ａからは液体サイクロン１５に連
通する配管１３ｂが分岐されており、これら配管１３
ａ，１３ｂには、タンク１０内の液を循環させる流路
と、液体サイクロン１５へ送り出す流路とを選択するた
めにバルブ（図示略）が設けられている。

【００２５】タンク１０内の液を上記循環により攪拌し
た後、静置する。浮上物は、配管１１を介して脱水機１
２へ送られる。沈降物は、スラリーポンプ１４及び配管
１３ｂを介して液体サイクロン１５へ送られ、遠心分離
処理される。

【００２６】液体サイクロン１５で分級された粗粒分
は、タンク１６に導入される。細粒分は配管１７によ
り、水が張られたタンク１８へ送られる。

【００２７】タンク１６には循環配管とスラリーポンプ
２１とからなる攪拌機構が設けられており、導入物と水
とが所定時間攪拌された後、静置される。

【００２８】この静置により浮上した浮上分は、配管１
９を介して脱水機１２へ送られる。沈降分は、スラリー
ポンプ２１及び配管２０を介して液体サイクロン２２へ
送られ、遠心分離処理される。

【００２９】液体サイクロン２２で分級された粗粒分
は、配管２３で粗粉スラリーとして装置外へ取り出され
る。液体サイクロン２２で分級された細粒分は、配管２
４を介して水が張られたタンク１８へ送られる。

【００３０】このタンク１８にも循環配管とスラリーポ
ンプ２７とからなる攪拌機構が設けられており、配管１
７，２４からの導入物と水とが所定時間攪拌された後、
静置される。

【００３１】この静置により浮上した浮上分は、配管２
５を介して脱水機１２へ送られる。沈降分は、スラリー
ポンプ２７及び配管２６を介して液体サイクロン２８へ
送られ、遠心分離処理される。

【００３２】液体サイクロン２８で分級された粗粒分
は、配管２９で中粉スラリーとして装置外へ取り出され
る。液体サイクロン２８で分級された細粒分は、配管３
０を介して水が張られたタンク３１へ送られる。

【００３３】このタンク３１にも循環配管とスラリーポ
ンプ３４とからなる攪拌機構が設けられており、配管３
０からの導入物と水とが所定時間攪拌された後、静置さ
れる。

【００３４】この静置により浮上した浮上分は、配管３
２を介して脱水機１２へ送られる。沈降分は、スラリー
ポンプ３４及び配管３３を介して液体サイクロン３５へ
送られ、遠心分離処理される。

【００３５】液体サイクロン３５で分級された粗粒分
は、配管３６で微粉スラリーとして装置外へ取り出され
る。液体サイクロン３５で分級された細粒分は、配管３
７を介して脱水機１２へ送られる。

【００３６】この脱水機１２で脱水された固形分は、炭
素を主体とするものであり、燃料として再利用される。

【００３７】配管２３，２９から取り出された粗粉スラ
リー及び中粉スラリーは、必要に応じさらに脱水処理し
た後、セメント原料として原料ミルにおいて、他のセメ
ント原料（石灰石、粘土、珪石、その他）と同時粉砕す
る。

【００３８】配管３６から取り出された微粉スラリー
は、必要に応じさらに脱水処理した後、セメント混和材
として仕上ミルでクリンカー及び石膏と同時粉砕する。
この微粉スラリー中の固形物資は、球形粒子を主体とす
るものであり、且つ未燃炭素も除去されているため、フ
ライアッシュの規格(JIS A 6201)を十分に満足する。

【００３９】なお、配管２３，２９，３６から取り出さ
れるスラリーは水分を含んでいるが、液体サイクロンに
より脱水されているため、その量は少ない。従って、特
に脱水処理を施さなくても、仕上ミル及び原料ミルでの
粉砕時に、粉砕熱により乾燥される。

【００４０】なお、この第２図の装置を用いた脱炭素方
法においては、石炭灰と有機溶媒との混合割合は、石炭
灰１００重量部に対し、有機溶媒を５〜４０重量部とり
わけ５〜１０重量部とするのが好ましい。

【００４１】タンク１０内の水の量は、石炭灰と有機溶
媒との混合物容積の４〜７倍とりわけ約５倍とするのが
好ましい。

【００４２】このタンク１０，１６，１８，３１には、
浮上分離用のエアレーション装置を設けても良い。タン
ク１６，１８，３１内の水の量は、導入されるスラリー
の体積の２〜１０倍とりわけ２〜４倍とするのが好まし
い。

【００４３】

【発明の効果】以上の通り、請求項１の装置によると、
石炭灰から炭素分を容易に分離できる。炭素分が分離さ
れたアッシュ分は、炭素含有量が少ないから、混和材と
して用いることが可能である。従って、炭素含有量の多
い微粉炭ボイラ灰であっても、再資源化することができ
る。

【００４４】本発明装置によると、未燃炭素分が１０％
以下、最大粒径が５０μｍ以下の微粒子よりなる石炭灰
であっても、効率良く脱炭素処理できる。

【００４５】本発明装置では、主要動力がスラリーポン
プのモーターのみであるため、運転コストが低廉であ
る。

【００４６】請求項２の方法によると、沈降物を液体サ
イクロンにより容易に分級、脱水することができるた
め、装置が小型で済む。また、このため、設備コストが
低廉である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例装置を説明する系統図である。

【図２】実施例装置を説明する系統図である。

【符号の説明】

１，１０，１６，１８，３１タンク３，１４，２１，２７，３４ポンプ１５，２２，２８，３５液体サイクロン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三小田典史福岡県北九州市八幡西区洞南町１番地１三菱マテリアル株式会社九州事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浮上分離用のタンクと、該タンク内の液
を該タンクの底部から抜き出し、該タンクの上部に循環
させるスラリーポンプと、該タンク内の浮上物の取出手
段と、該タンク内の沈降物の取出手段とを備えてなる石
炭灰の脱炭素装置。
【請求項２】請求項１において、さらに、前記タンク
内の沈降物が導入される液体サイクロンを備えたことを
特徴とする石炭灰の脱炭素装置。