JPH013038A - 流動層燃焼灰を原料とする固化体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料としての石炭および脱硫剤としての石灰
石から構成される流動層における流動層燃焼の際に発生
する石炭灰（石炭の灰分と使用済脱硫剤とからなる）を
原料として、嵩密度が大きく、粒子同志の付着がない、
高強度の粒状体を短時間に製造する方法に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

石炭を燃料とする際の燃焼方式は、従来、微粉炭燃焼方
式が中心であったが、最近、流動層燃焼方式が注目され
ている。この流動層燃焼方式は、通常、炉内脱硫方式が
採用され、燃料である石炭と炉内脱硫のための脱硫剤で
ある石灰石を投入しボイラ内にて流動層を構成させる方
式である。流動層燃焼方式は従来の微粉炭燃焼方式に較
べて、第１に火炉容積が小さくて済みボイラ容積が小さ
くなること、第２に燃料石炭の品種に関する制約が少な
いこと、第３に７５０〜８５０℃の低温燃焼が可能であ
り灰の凝結に関するトラブルがなくサーマルＮｏχの発
生が少ないこと、第４に伝熱水管表面での総括伝熱係数
が大きいことなどの長所を有している。一方、流動層燃
焼技術の実用化の課題として灰処理上の問題がある。流
動層燃焼の際に発生する石炭灰は、石炭の灰分と使用済
脱硫剤からなり、使用済脱硫剤は脱硫生成物である■型
態水石こうと未反応の生石灰から構成されている。

石炭燃焼ガス中の硫黄酸化物の除去効率、すなわち脱硫
率を大きくするため、通常Ｃａ／Ｓのモル比が３〜６と
なるように石灰石の投入量が設定されており、７５０〜
８５０℃における硫黄酸化物との反応により石灰石が生
石灰および■型態水石こうとなり、石炭灰とともに排出
される。流動層燃焼灰の発生量は使用石炭の品種、脱硫
率、ボイラの運転条件などにより相当に異なるが、通常
、石炭灰、■型態水石こう、生石灰の発生量はそれぞれ
使用石炭量のほぼ１５〜２０重量％、１−１０重量％、
１〜１０重景％である。　・ このような灰に対する従来の処分・利用技術はつぎの通
りである。

ｆｉｌ　　灰１００重量部に対して１０〜４０重量部の
水を１回で投入し加温・混練した後、処分する加湿処分
法。

（２）灰１００重量部に対して２０〜５０重量部の水を
１回で投入して混練し、粒状体とした後、処分する加湿
造粒処分法。

（３）灰１００重砥部に対して２０〜５０部の水を２回
に分けて混練し、粒状体とした後、６０〜１００℃の常
圧水蒸気下で処理する加湿造粒水蒸気処理法。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記（１１の加湿処分法は、混練物の粒径
が０．０１〜１００ｍで、かつ十分に締まっていないた
め、嵩密度が小さくなり、運搬用のトラック、船などへ
の積載量が少なく、かつ埋立後の密度、地盤強度が低く
なるという不都合点を有している。

また上記（２）の加湿造粒処分法は、粒径が０．５〜５
０ｍでよく締まった粒状体であるが、つぎの不都合点が
ある。

（５）粒状体表面水の影響により、粒状体同志が付着し
、ハンドリング性が悪い。

ｆｂｌ　　０．５　ｆ１未満の粒状体が殆どないため、
加湿処分法による混練物密度よりも大幅に向上しない。

ｔｅｌ　　常温放置となるため、水和反応速度が遅く、
固化体強度が十分に向上せず、固化体地盤による支持力
は低い。

＋ｄ＋　　水を１回に入れて混練するため、生石灰含有
量が７．５重量％以上になると、生石灰の消化熱により
粒状体が破壊する。

さらに上記（３）の加湿造粒水蒸気処理法は、つぎの不
都合点を有している。

（ａｌ　　粒状体表面水の影響により、粒状体同志が付
着し、ハンドリング性が悪い。

ｆｂ）　　０．５　ｕｒ未満の粒状体が殆どないため、
加湿処分法による混練物密度よりも大幅に向上しない。

＋０１６０〜１００℃の常圧水蒸気を用いて粒状体の強
度を上げるために、製造コストが高くなる。

本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、石炭灰と水
とを混練することによって粒状体にし、さらに生石灰を
含有する石炭灰をまぶすことにより、粒度分布を適正化
して輸送効率、埋立効率を向上させるとともに、まぶし
た石炭灰の反応性を利用し、粒状体の表面水を反応固定
するとともに、発熱により粒状体の強度を短時間に向上
させ、粒状体同志の付着を防止することができる固化体
の製造方法の提供を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本願の第１
の発明の流動層燃焼灰を原料とする固化体の製造方法は
、燃料としての石炭および脱硫剤としての石灰石から構
成される流動層燃焼の際に発生する石炭灰に対して、水
を１回または多回に分けて加え、混練して粒径０．５〜
５０龍を主体とする粒状体とした後、生石灰含有量７．
５〜４０重量％の石炭灰を、前記粒状体１００重量部に
対して５〜２０重量部混合することを特徴としている。

また本願の第２の発明の流動層燃焼灰を原料とする固化
体の製造方法は、燃料としての石炭および脱硫剤として
の石灰石から構成される流動層燃焼の際に発生する石炭
灰に対して、水を１回または多回に分けて加え、混練し
て粒径０．５〜５Ｑｍｍを主体とする粒状体とした後、
石炭灰に生石灰粉末を加えて生石灰含有量７．５〜４０
重量％に調製したわ〕体を、前記粒状体１００重量部に
対して５〜２０重量部混合することを特徴としている。

粒径０５〜５０ｍ１を主体とする粒状体１００重量部に
対して、石炭灰または粉体を５〜２０重量部混合するこ
とにより、粒状体の間に微粉（石炭灰または粉体）が入
り込み、嵩密度が大きくなり、この結果、輸送効率およ
び埋立密麿が向上する。

この場合、石炭灰量が５重量部未満では、微粉が少ない
ため嵩密度が向上せず、一方、２０重量部を超えると、
微粉が多いため嵩密度が低下する。

また粒状体の粒径が０．５　ｍｍ未満では、粒状体のブ
リジング割合が大きくなって嵩密度が大きくならず、一
方、粒径が５０ｍｍを超える場合は、粒状体間の隙間に
混合した微粉が十分に入り込まないために、嵩密度が大
きくならない。

また粒径０．５〜５０重鵞を主体とする粒状体１００重
量部に対して、生石灰含有量７．５〜４０重量％の石炭
灰または粉体を５〜２０重量部混合することにより、粒
状体の表面水を投入混合した石炭灰または粉体で吸収し
、粒状体同志の付着を防止し、ハンドリング性の向上を
図る。なお混合した石炭灰または粉体中の生石灰含有量
が７．５重量％未満の場合は、水の吸収が不十分となり
粒状体同志が付着する。一方、生石灰含有量が４０重量
％を超える場合は、雰囲気温度が上がり、多くの水が蒸
発して固化反応が阻害されるため、ハンドリング性が悪
くなる。

石炭灰または粉体中の生石灰含有量が７．５重量％未満
であれば、水を１回に投入しても粒状体は破壊しない。

しかしながら、生石灰含有量が７．５重量％以上の場合
は、水を１回に投入すると粒状体は破壊するため、予め
石炭灰１００重量部に対して、生石灰含有量に応じ５〜
３０重量部の水を加えて加湿・混練し、生石灰の大部分
を消化させた・後、さらに１５〜４５部の水を加えて粒
状体とする。このようにして生石灰の消化熱による粒状
体の破壊防止を図る。

石炭灰と水とを混練すると、つぎの発熱反応が起こる。

（ａｌ　　生石灰−消石灰（消化反応）（ｂｌ　　石炭
灰＋生石灰＋無水石こう一固化体の主強度メンバである
エトリンガイト これらの特徴を利用すべく、粒状体に石炭灰または粉体
を混合すると、粒状体の表面水が石炭灰または粉体に移
行し、石炭灰または粉体は徐々に発熱する。このため粒
状体周囲は高湿度で常温以上となり、水蒸気処理工程が
なくても強度が向上する。混合する石炭灰または粉体の
生石灰含有量、粒度調整、呈調整を行うことにより、発
熱速度、発熱量を制御すれば、よＰＪ強度を向上させる
ことができる。すなわち、石炭灰または粉体中の生石灰
量が７．５重量％未滴の際には、発熱量が不十分である
ため、生石灰粉末を加えて７．５重里％以上とする必要
がある。また生石灰含有量が４０重量％を超える場合に
は、発熱量が大きくなり、多くの水が蒸発し、粒状体の
水和反応に必要な水が不足する。したがって混練機、粒
状体貯蔵ホッパからの放熱に応して、生石灰含有量、粒
度、混合量を変えることにより、発熱速度を調整すれば
、より高強度の発現が期待できる。

〔実施例］ つぎに本発明の実施例および比較例を挙げて説明する。

供試灰の性状を第１表に示す。

第１表 アスファルト舗装要綱によれば、修正ＣＢＲは、ＪＩＳ
　Ａ　１２１０　（突固めによる土の締固め試験方法）
によって、上下方向に３層に分けて、各ＪＷ９２回突固
めたときの最大乾燥密度の９５％の締固め度に相当する
４日水浸後のＣＢＲをいい、このＣＢＲはＪＩＳ　Ａ　
１２１１　（路床土支持力比試験方法）により、直径５
ｃ＋ａの貫入棒の貫入抵抗より次式で与えられる。

粒状体においては水硬性があるため、４日水浸は行わず
、突固め直後にＣ［ｌＲを測定した。粒状体の嵩密度は
内径２５０ｆｉ、高さ４１０ｍｍの円筒状容器に１　ｋ
＋ｒ単位で粒状体を投入し、満杯にした後、次式で算出
した。

圧壊強度は粒径１０ｍの粒状体を用い、米屋式硬度計に
て測定した。なお実施例、比較例における「部」はすべ
て「重量部」である。

実施例１ 灰Ａ１００部に水１０部を添加し、１０分間混練した後
、さらに水２０部を添加し、３分間混棟して粒径０．５
〜５０■脂の粒状体にし、さらにまた１５部の灰Ａを加
え１分間混合して、混練機から払い出した。払い出した
粒状体を内径２５０■飄、高さ４１０ｍｍの円筒状容器
に投入し、１日後に各種試験を行った。結果は第２表の
とおりであった。

実施例２ 灰８２０部に水２部を添加し、５分間混練した後、灰Ａ
　１００部を加え、さらに水１０部を加えて１０分間混
練した。さらにまた水２０部を添加し、３分間混練して
粒径０．５〜５０１１の粒状体にし、さらにまた１５部
の灰Ａを加えて、１分間混合して混練機から払い出した
。払い出した粒状体を内径２５０ｆｌ、高さ４１ｆ）ｆ
Ｉの円筒状容器に投入し、１日後に各種試験を行った。

結果は第２表のとおりであった。

実施例３ 灰Ａ　１００部に水１０部を添加し、１０分間混練した
後、さらに水２０部を添加し、３分間混練して粒径０．
５〜５０ｍの粒状体にし、さらにまた１０部の灰Ａと１
０部の灰Ｂを加えて、１分間混合して混練機から払い出
した。払い出した粒状体を内径２５０龍、高さ４１０鶴
の円筒状容器に投入し、１日後に各種試験を行った。結
果は第２表のとおりであった。

実施例４ 灰Ａ８０部、灰Ｂ２０部に水１５部を添加し、１５分間
混練した後、さらに水２０部を添加し、３分間、混練し
て粒径０．５〜５０ｍｍの粒状体にし、さらにまた、１
２部の灰Ａ、３部の灰Ｂを加えて１分間混合して混練機
から払い出した。払い出した粒状体を内径２５０ｕ、高
さ４１０關の円筒状容器に投入し、１日後に各種試験を
行った。結果は第２表のとおりであった。

実施例５ 灰Ｃ１００部に水３０部を添加し、３分間混練して粒径
０．５〜５０曹−の粒状体にし、さらに１２部の灰Ｃと
３部の生石灰粉末の混合粉体を加えて、１分間混合して
混練機から払い出した。払い出した粒状体を内径２５０
１、高さ４１０ｆｌの円筒状容器に投入し、１日後に各
種試験を行った。結果は第２表のとおりであった。

比較例１ 灰Ａ１００部に水２０部を添加し、２分間混練して混練
機から払い出した。払い出した混練物を内径２５０酊、
高さ４１（ｂｍの円筒状容器に投入し、１日後に各種試
験を行った。結果は第２表のとおりであった。

比較例２ 灰Ａ１００部に水２０部を添加し、１０分間混練した後
、さらに水２０部添加し、３分間混練して粒径０．５〜
５０ｍ會の粒状体にし、混練機から払い出した。払い出
した粒状体を内径２５０１■、高さ４１０部ｍの円筒状
容器に投入し、１日後に各種試験を行った。結果は第２
表のとおりであった。

（以下余白） 第　　　　　　２　　　　　表 〔発明の効果〕 以−ヒ説明したように、本発明の方法においては、粒径
０．５〜５０讃１の粒状体と石炭灰または粉体とを混合
するので、嵩密度が大きくなり、このため輸送効率が向
上し、かつ埋立地寿命の延長を図ることができ、また粒
状体同志の付着を防止することができハンドリング性が
向上する。

また混合灰として、７．５〜４０重社％の生石灰を含有
する石炭灰または粉体を用いるので、水と接触すると発
熱し、水蒸気処理工程なくして粒状体が高強度となる作
用、効果を奏する。

さらに石炭灰に７．５〜４０重景％重量石灰を含有せし
める際、予め歩積の水で混練する場合は、生石灰の消化
反応による粒状体の破壊が防止でき、高強度の粒状体と
することができる。

したがって、本発明の方法は、高効率輸送、埋立技術の
分野において有益であり、本発明の方法により製造した
固化体は、埋立材、埋戻し材などの土木材料として有用
である。

出　願　人　　川崎重工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　燃料としての石炭および脱硫剤としての石灰石から
   構成される流動層燃焼の際に発生する石炭灰に対して、
   水を１回または多回に分けて加え、混練して粒径０．５
   〜５０ｍｍを主体とする粒状体とした後、生石灰含有量
   ７．５〜４０重量％の石炭灰を、前記粒状体１００重量
   部に対して５〜２０重量部混合することを特徴とする流
   動層燃焼灰を原料とする固化体の製造方法。 ２　燃料としての石炭および脱硫剤としての石灰石から
   構成される流動層燃焼の際に発生する石炭灰に対して、
   水を１回または多回に分けて加え、混練して粒径０．５
   〜５０ｍｍを主体とする粒状体とした後、石炭灰に生石
   灰粉末を加えて生石灰含有量７．５〜４０重量％に調製
   した粉体を、前記粒状体１００重量部に対して５〜２０
   重量部混合することを特徴とする流動層燃焼灰を原料と
   する固化体の製造方法。