JPH0155363B2 - - Google Patents
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- JPH0155363B2 JPH0155363B2 JP56183037A JP18303781A JPH0155363B2 JP H0155363 B2 JPH0155363 B2 JP H0155363B2 JP 56183037 A JP56183037 A JP 56183037A JP 18303781 A JP18303781 A JP 18303781A JP H0155363 B2 JPH0155363 B2 JP H0155363B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fly ash
- furnace
- fine
- duct
- combustion
- Prior art date
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- Expired
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
- F23C3/006—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion
- F23C3/008—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion for pulverulent fuel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
本発明は微粉炭焚ボイラから排出される排ガス
中のフライアツシユの改質方法および改質装置に
関する。 近年、重油価格の沸騰に伴ない重油から石炭へ
のエネルギー変換が急速に進み、火力発電所等に
おけるボイラにおいても重油焚から微粉炭焚への
変換が行なわれている。ボイラから排出される石
炭灰は初め溶融状態で取出されるが、表面張力に
より球状化し、かつ硬化していわゆるフライアツ
シユとなり、フライアツシユセメント等に利用さ
れてきた。 しかし最近は公害規制が強化され、特に窒素酸
化物（NOX）を低減させる必要があるために、
ボイラの燃焼手段として二段燃焼、あるいは排ガ
ス再循環の低NOX化手段が用いられ、その分フ
ライアツシユ中には還元用の未燃分が相等量含有
されることとなり、フライアツシユの特性が劣化
する原因となつていた。即ち、このような未燃分
含有量の多いフライアツシユをフライアツシユセ
メント用として利用した場合には、セメントが黒
色化し、あるいは強度低下等に影響を与えるため
にそのままの状態では利用できないといつた不具
合があつた。又、フライアツシユの発生量は、昭
和60年末で350万トン程度に達することが予側さ
れているため、大量に発生するフライアツシユの
処理方法が必要となり、セメント、骨材、建築材
料あるいは土木等の分野でその利用技術の検討が
進められているが、上述したようにフライアツシ
ユ中の未燃分含有量が多い場合には、素材に悪影
響を与えるために未燃分の少ないフライアツシユ
が各方面で望まれていた。 一方、フライアツシユ中の未燃分を除去する手
段として、一般的には、未燃分を燃焼する方法が
考えられるが、多量に発生するフライアツシユの
全てを熱処理するものとすれば、燃焼させるため
に多量の燃料を消費しなければならず燃焼効率が
悪く、又、フライアツシユ中の未燃分は揮発性が
ほとんどない上グラフアイト化も少し進んでいる
ので、燃焼速度が遅く、そのため改質装置内の滞
留時間を長くする必要があるため、装置が大型化
してしまい不経済になるといつた欠点があつた。 本発明は上述の観点に立つてなされたものであ
り、微粉炭焚ボイラから排出されるフライアツシ
ユを分級して未燃分処理量を大幅に削減し、これ
によつて未燃分燃焼用燃料の大幅な減少を図ると
共に、フライアツシユの有効利用を図ることを目
的としたものである。 本発明に係るフライアツシユの改質方法は、石
炭焚ボイラから排出されるフライアツシユを公知
の適宜手段により粗粒、中粒および細粒に分級
し、未燃分含有量の多い粗粒フライアツシユ及び
未燃分含有量の少ない細粒フライアツシユを夫々
代替燃料及び精粉として利用する一方、中粒フラ
イアツシユを更に微粉砕して細粒と微細粒とに分
級し、この内未燃分含有量の多い微細粒フライア
ツシユを改質装置により再度燃焼させて未燃分を
除去することを特徴とするものである。 フライアツシユ中の未燃分含有量は、ボイラの
運転条件、又は微粉炭の種類や粒度等によつて異
なるが、大体５〜15％程度となつている。この内
フライアツシユセメント用として使用できるフラ
イアツシユは、一般的に未燃分含有量が５％以下
のものであり、又代替燃料として使用できるもの
は、未燃分含有量の多い方が有利である。この点
を考慮して本発明に係る実施例ではフライアツシ
ユを表−１に示す範囲で粗粒、中粒、細粒に分級
した。
中のフライアツシユの改質方法および改質装置に
関する。 近年、重油価格の沸騰に伴ない重油から石炭へ
のエネルギー変換が急速に進み、火力発電所等に
おけるボイラにおいても重油焚から微粉炭焚への
変換が行なわれている。ボイラから排出される石
炭灰は初め溶融状態で取出されるが、表面張力に
より球状化し、かつ硬化していわゆるフライアツ
シユとなり、フライアツシユセメント等に利用さ
れてきた。 しかし最近は公害規制が強化され、特に窒素酸
化物（NOX）を低減させる必要があるために、
ボイラの燃焼手段として二段燃焼、あるいは排ガ
ス再循環の低NOX化手段が用いられ、その分フ
ライアツシユ中には還元用の未燃分が相等量含有
されることとなり、フライアツシユの特性が劣化
する原因となつていた。即ち、このような未燃分
含有量の多いフライアツシユをフライアツシユセ
メント用として利用した場合には、セメントが黒
色化し、あるいは強度低下等に影響を与えるため
にそのままの状態では利用できないといつた不具
合があつた。又、フライアツシユの発生量は、昭
和60年末で350万トン程度に達することが予側さ
れているため、大量に発生するフライアツシユの
処理方法が必要となり、セメント、骨材、建築材
料あるいは土木等の分野でその利用技術の検討が
進められているが、上述したようにフライアツシ
ユ中の未燃分含有量が多い場合には、素材に悪影
響を与えるために未燃分の少ないフライアツシユ
が各方面で望まれていた。 一方、フライアツシユ中の未燃分を除去する手
段として、一般的には、未燃分を燃焼する方法が
考えられるが、多量に発生するフライアツシユの
全てを熱処理するものとすれば、燃焼させるため
に多量の燃料を消費しなければならず燃焼効率が
悪く、又、フライアツシユ中の未燃分は揮発性が
ほとんどない上グラフアイト化も少し進んでいる
ので、燃焼速度が遅く、そのため改質装置内の滞
留時間を長くする必要があるため、装置が大型化
してしまい不経済になるといつた欠点があつた。 本発明は上述の観点に立つてなされたものであ
り、微粉炭焚ボイラから排出されるフライアツシ
ユを分級して未燃分処理量を大幅に削減し、これ
によつて未燃分燃焼用燃料の大幅な減少を図ると
共に、フライアツシユの有効利用を図ることを目
的としたものである。 本発明に係るフライアツシユの改質方法は、石
炭焚ボイラから排出されるフライアツシユを公知
の適宜手段により粗粒、中粒および細粒に分級
し、未燃分含有量の多い粗粒フライアツシユ及び
未燃分含有量の少ない細粒フライアツシユを夫々
代替燃料及び精粉として利用する一方、中粒フラ
イアツシユを更に微粉砕して細粒と微細粒とに分
級し、この内未燃分含有量の多い微細粒フライア
ツシユを改質装置により再度燃焼させて未燃分を
除去することを特徴とするものである。 フライアツシユ中の未燃分含有量は、ボイラの
運転条件、又は微粉炭の種類や粒度等によつて異
なるが、大体５〜15％程度となつている。この内
フライアツシユセメント用として使用できるフラ
イアツシユは、一般的に未燃分含有量が５％以下
のものであり、又代替燃料として使用できるもの
は、未燃分含有量の多い方が有利である。この点
を考慮して本発明に係る実施例ではフライアツシ
ユを表−１に示す範囲で粗粒、中粒、細粒に分級
した。
【表】
この表−１の結果によれば、石炭焚ボイラから
排出されたままのフライアツシユの平均粒径は約
30μｍであり、未燃分が7.9％含まれている。これ
を44μｍ、及び149μｍで分級した場合、粒径44μ
ｍ未満の細粒フライアツシユ中には未燃分が2.6
％含まれ、又粒径150μｍ以上の粗粒フライアツ
シユ中には未燃分が48.2％含まれている。従つ
て、未燃分含有量が５％以下で用いられるフライ
アツシユセメント用のフライアツシユとしては
44μｍ未満のものをそのまま用いることができる
一方、未燃分が48.2％もあつて発熱量が大きい
150μｍ以上の粗粒フライアツシユは代替燃料と
して使用できる。このように44μｍ及び149μｍと
して分級した場合、44μｍ〜149μｍのいわゆる中
粒フライアツシユの量は全体の約1/3程度となり、
又、その中に含まれる未燃分は表−１からも明ら
かなように約13.4％である。 次にこのようにして分級した中粒のフライアツ
シユ中の未燃分と瀝青炭チヤーとの燃焼速度を比
較してみると、一般的には前者の方が遅いため
に、未燃分の燃焼時間の方が長くなる。従つて、
未燃分を効率よく燃焼除去するためには未燃分の
燃焼速度を速める必要がある。又、一般的に固体
を燃焼させる場合、その燃焼速度は化学反応律速
段階において粒子径の一次に比例することが知ら
れている。本発明者等は、上記の点を確認するた
めに44μｍ〜149μｍのフライアツシユを44μｍ未
満に微粉砕し、熱天秤によつて微粉砕物の燃焼速
度と他のものとの燃焼速度とを測定した結果、第
１図に示すような結果を得、900℃以下では化学
反応律速であることが確認された。第１図におい
て、符号ａで示す曲線は石炭焚ボイラから排出さ
れたままのフライアツシユ、符号ｂで示す曲線は
中粒フライアツシユ、そして符号ｃで示す曲線は
微粉砕フライアツシユについて、夫々燃焼温度に
対する燃焼時間の関係をあらわしたものである。 この測定結果によれば、微粉砕フライアツシユ
の燃焼温度は他のものに比べて低く、又、燃焼時
間も短いことから微粉砕による燃焼速度の効果が
確認された。又、未燃分の着火温度は下記の表−
２に示すように、微粉砕フライアツシユの場合に
は低下するため、微粉砕による効果があることが
わかつた。
排出されたままのフライアツシユの平均粒径は約
30μｍであり、未燃分が7.9％含まれている。これ
を44μｍ、及び149μｍで分級した場合、粒径44μ
ｍ未満の細粒フライアツシユ中には未燃分が2.6
％含まれ、又粒径150μｍ以上の粗粒フライアツ
シユ中には未燃分が48.2％含まれている。従つ
て、未燃分含有量が５％以下で用いられるフライ
アツシユセメント用のフライアツシユとしては
44μｍ未満のものをそのまま用いることができる
一方、未燃分が48.2％もあつて発熱量が大きい
150μｍ以上の粗粒フライアツシユは代替燃料と
して使用できる。このように44μｍ及び149μｍと
して分級した場合、44μｍ〜149μｍのいわゆる中
粒フライアツシユの量は全体の約1/3程度となり、
又、その中に含まれる未燃分は表−１からも明ら
かなように約13.4％である。 次にこのようにして分級した中粒のフライアツ
シユ中の未燃分と瀝青炭チヤーとの燃焼速度を比
較してみると、一般的には前者の方が遅いため
に、未燃分の燃焼時間の方が長くなる。従つて、
未燃分を効率よく燃焼除去するためには未燃分の
燃焼速度を速める必要がある。又、一般的に固体
を燃焼させる場合、その燃焼速度は化学反応律速
段階において粒子径の一次に比例することが知ら
れている。本発明者等は、上記の点を確認するた
めに44μｍ〜149μｍのフライアツシユを44μｍ未
満に微粉砕し、熱天秤によつて微粉砕物の燃焼速
度と他のものとの燃焼速度とを測定した結果、第
１図に示すような結果を得、900℃以下では化学
反応律速であることが確認された。第１図におい
て、符号ａで示す曲線は石炭焚ボイラから排出さ
れたままのフライアツシユ、符号ｂで示す曲線は
中粒フライアツシユ、そして符号ｃで示す曲線は
微粉砕フライアツシユについて、夫々燃焼温度に
対する燃焼時間の関係をあらわしたものである。 この測定結果によれば、微粉砕フライアツシユ
の燃焼温度は他のものに比べて低く、又、燃焼時
間も短いことから微粉砕による燃焼速度の効果が
確認された。又、未燃分の着火温度は下記の表−
２に示すように、微粉砕フライアツシユの場合に
は低下するため、微粉砕による効果があることが
わかつた。
【表】
【表】
又、中粒フライアツシユを粉砕した場合、未燃
分は粉砕され易く粒径が小さくなることから、粉
砕後に粒径によつて分級することは未燃分処理量
を少なくする上で効果的である。この実施例で
は、44μｍ〜149μｍの中粒フライアツシユを44μ
ｍ以下のフライアツシユに微粉砕し、これを10μ
ｍを境として分級した場合、下記の表−３に示す
ように、粒子径が10μｍ〜44μｍの細粒フライア
ツシユ中の未燃分含有量は3.5％であり、10μｍ未
満の微細粒フライアツシユ中の未燃分含有量は
18.2％となり、この付近で分級した場合に未燃分
を濃縮できる。
分は粉砕され易く粒径が小さくなることから、粉
砕後に粒径によつて分級することは未燃分処理量
を少なくする上で効果的である。この実施例で
は、44μｍ〜149μｍの中粒フライアツシユを44μ
ｍ以下のフライアツシユに微粉砕し、これを10μ
ｍを境として分級した場合、下記の表−３に示す
ように、粒子径が10μｍ〜44μｍの細粒フライア
ツシユ中の未燃分含有量は3.5％であり、10μｍ未
満の微細粒フライアツシユ中の未燃分含有量は
18.2％となり、この付近で分級した場合に未燃分
を濃縮できる。
【表】
従つて、上記表−３の結果によれば、10μｍ〜
44μｍの細粒フライアツシユは未燃分含有量が５
％以下であることから、これを精粉としてフライ
アツシユセメントその他の用途に利用でき、また
一方最終的に残つた10μｍ未満の微細粒フライア
ツシユを改質装置に送り、濃縮された未燃分を燃
焼させることによつて改質することができる。
尚、改質装置に送られる10μｍ未満の微細粒フラ
イアツシユの量は、石炭焚ボイラから排出された
フライアツシユ全体量の1/4程度となつている。 尚、上記の実験結果は他種類のフライアツシユ
についても同様の傾向があることが確認され、フ
ライアツシユの改質を効率よく行うことができ
る。 次に、本発明に係るフライアツシユの改質装置
を図面に示す実施例に基づいて説明する。 第２図に示す改質装置は、並設された２個の縦
長の気流炉１，２と、一方の１次気流炉１の上端
出口側と他方の２次気流炉２の下端入口側とを連
結する燃焼ダクト３と、２次気流炉２の上端出口
側にサイクロン４を介して連結される冷却機５と
で主要部が構成されている。各気流炉１，２は、
下半部が安息角の大きい逆円錐状の混合室６，７
で、又、上半部が円筒状の燃焼室８，９で夫々構
成されており、各燃焼室８，９内には燃焼された
フライアツシユの一部をそれぞれの気流炉１，２
内で循環させるための分離循環装置１０，１１が
夫々配置されている。この分離循環装置１０，１
１は、小型の循環用サイクロン１２，１３と、フ
ライアツシユを一時的に滞留させるバンカ１４，
１５と、このバンカ１４，１５から落下するフラ
イアツシユを燃焼室８，９の下方に導く円筒状の
シユート１６，１７とで構成されており、循環用
サイクロン１２，１３は、１次気流炉１の上端出
口側の燃焼ダクト３及び２次気流炉２の上端出口
側の２次気流炉排気ダクト１８に夫々連通してい
る。又、１次気流炉１の混合室６の下端には、燃
焼用空気供給ダクト１９から分岐した噴流ダクト
２０が垂直方向に接続され、又この接続部近傍に
は、前記燃焼用空気供給ダクト１９の他の部分か
ら分岐した旋回流ダクト２１が混合室６の側部へ
螺旋状に接続されている。更に、噴流ダクト２０
の中途部にはホツパー２２からの微細流フライア
ツシユを供給するためのフライアツシユ供給管２
３が連結され、又、混合室６には補助バーナ２４
が設置されている。尚、上記１次気流炉１と同様
の構成からなる２次気流炉２の混合室７の下端に
は、燃焼ダクト３の一端が垂直方向から接続さ
れ、又、この接続部近傍には、上記燃焼用空気供
給ダクト１９の先端部分により構成される旋回流
ダクト２５が、上記１次気流炉１の場合と同様に
接続されている。又、混合室７には１次気流炉１
の場合と同様補助バーナ２６が設けられている。 このように構成されるフライアツシユの改質装
置において、燃焼用空気供給ダクト１９を通過し
てきた高温空気（例えば、セメント焼成プラント
のクリンカ冷却装置からの排熱空気）は、噴流ダ
クト２０と旋回流ダクト２１とを介して１次気流
炉１の下部に送り込まれ、フライアツシユ供給管
２３から噴流ダクト２０の中途部に導入される微
細粒のフライアツシユを旋回させながら混合室６
内に噴き上げる。この場合、高温空気は、安息角
が大きい逆円錐状の混合室６内に噴き上げ流と旋
回流との両方の作用を受けながら送り込まれるの
で、この中に導入される微細粒のフライアツシユ
の混合を促進すると共にフライアツシユに旋回作
用を与え、混合室６内での滞留時間を増加させる
ことができる。このようにして混合された微細粒
フライアツシユは、燃焼室８内に移動し、ここで
フライアツシユ中の未燃分が燃焼された後に循環
サイクロン１２内に導入され、循環サイクロン１
２による分離作用を受ける。この分離作用によ
り、フライアツシユは、その一部（約50％）が燃
焼用空気と共に燃焼ダクト３から排出され、又、
残りのフライアツシユがバンカ１４で短時間滞留
された後にシユート１６内を落下し、再び燃焼室
８において再燃焼を受ける。このようにフライア
ツシユが、循環作用を受けることによつて、同一
粒子の未燃分が何回も燃焼され、未燃分の粒子径
が徐々に小さくなり、最終的には循環サイクロン
１２から燃焼ダクト３内に導入される。尚、燃焼
用空気供給ダクト１９の先端に外気導入用のフア
ンを配設し、これによつて導入される外気冷風を
燃焼用空気として用いる場合には、補助バーナ２
４を利用して炉内の熱量を補給することが望まし
く、炉内を約700℃程度に保つ。又、フライアツ
シユの循環作用によつても未燃分が燃焼されず、
大粒径の未燃分が残留するような場合のために混
合室６の下端に未燃分抜取装置（図示せず）を設
けることもできる。 １次気流炉１から排出されたフライアツシユ
は、排ガスと共に燃焼ダクト３を通つて２次気流
炉２に導入され、旋回流ダクト２５から供給され
る燃焼用空気により更に混合を受けた後に燃焼室
９へ移動し、再び燃焼される。分離循環装置１１
の作用により未燃分が略完全燃焼した後のフライ
アツシユは排ガスと共に２次気流炉排気ダクト１
８を介してサイクロン４内に導入され、排ガスか
ら分離された後に冷却機５内に捕集される。そし
て、冷却管２７との接触熱交換によつて冷却され
た後、系外に排出され、種々の用途に利用され
る。尚、サイクロン４から排出される排ガスはサ
イクロン４の上部に連結されている排気ダクト２
８内に導入される。 第３図は本発明に係る改質装置の他の実施例を
示したものであり、先の実施例と同様、並設した
２個の気流炉１，２を用いてフライアツシユ中の
未燃分を燃焼させるものであるが、分離循環装置
２９を１次気流炉１と２次気流炉２との間に設け
た点で先の実施例とは異なつている。即ち、この
実施例における分離循環装置２９は、１次気流炉
１の上端出口側に直列に接続される循環サイクロ
ン３０、バンカ３１及び内部に開閉機構３３を装
置した分配機３２と、この分配機３２の下端から
１次気流炉１および２次気流炉２の各噴流ダクト
２０ａ，２０ｂの中途部まで延設された循環路３
４，３５とで構成されており、１次気流炉１で燃
焼を受けた微細粒フライアツシユを先ず循環サイ
クロン３０で分離捕集し、バンカ３１で一時的に
滞留させた後に分配機３２によつて両方の循環路
３４，３５に夫々分配することができる。一方の
循環路３４に振り分けられたフライアツシユは、
再び１次気流炉１内に戻され、燃焼を受けた後に
再度循環装置２９内に導入される。又、他方の循
環路３５に振り分けられたフライアツシユは、２
次気流炉２内で未燃分が略完全に燃焼され、サイ
クロン４で捕集された後に冷却機５で冷却され
る。尚、循環サイクロン３０及びサイクロン４か
らの排ガスは排ガスダクト２８内に導かれる。こ
の実施例では、循環路３４を介して１次気流炉１
内に戻されるフライアツシユの循環は、分配機３
２内の開閉機構３３の開閉角度の調整によつて行
なわれるが、その循環量は冷却機５から排出され
る改質フライアツシユ中の未燃分の量によつて決
定され、例えば未燃分が多い場合には循環量を増
加させて燃焼の機会を増すことによつて未燃分の
完全燃焼化を図ることができる。この実施例で
は、分離循環装置２９が気流炉１，２の外部に設
けられているので、気流炉１，２内の圧力損失が
先の実施例に比べて小さくなり、又、１次気流炉
１へのフライアツシユの循環量を調整できる等の
効果を奏する。 上述の実施例における改質装置の冷却機５から
回収されるフライアツシユは未燃分含有量が0.5
％にまで減少しており、これをフライアツシユセ
メントその他に利用することができる。 第４図及び第５図は、前記実施例で示した２種
の改質装置をセメント焼成プラントに組み入れた
ものであり、燃焼用空気供給ダクト１９をセメン
トクリンカ冷却装置３６に接続し、冷却装置５か
ら抽気される約700℃の高温空気を未燃分燃焼用
空気として利用する一方、改質装置の排気ダクト
２８をサスペンシヨンプレヒータ３７の適宜位置
に接続し、フライアツシユを燃焼した後の排ガス
の持つ熱量をセメント原料の予熱に利用したもの
である。このように、セメント焼成プラントに改
質装置を組み入れることによつて、高温の燃焼用
空気を用いることができ、改質装置の気流炉内に
装備した燃焼用空気加熱用の補助バーナ２４，２
６の燃料使用量を大幅に削減することができる
他、排ガス中に含有される極めて粒子径の小さい
フライアツシユをセメント原料の一部として利用
することができるため、特別に電気集塵機等を用
いて集塵する必要もなく、更に本発明の改質装置
からの排熱をサスペンシヨンプレヒータ３７に回
収利用できるので工業的利用価値が大きい。 以上説明したように本発明に係るフライアツシ
ユの改質方法によれば、石炭焚ボイラから排出さ
れるフライアツシユを分級することにより、未燃
分処理量を大幅に減らすことができるようにした
から、未燃分燃焼用燃料を節約できる他、燃焼炉
の小型化を図ることができる。又、このように分
級したことによつて排出される総てのフライアツ
シユを工業的に有効利用できるという効果を奏す
る。 更に、本発明に係る改質装置によれば、未燃分
の滞留時間を増し、かつ、未燃分を循環できるよ
うにしたから、未燃分が略完全燃焼され、改質フ
ライアツシユ中に含有される未燃分を極めて僅か
なものとすることができる。
44μｍの細粒フライアツシユは未燃分含有量が５
％以下であることから、これを精粉としてフライ
アツシユセメントその他の用途に利用でき、また
一方最終的に残つた10μｍ未満の微細粒フライア
ツシユを改質装置に送り、濃縮された未燃分を燃
焼させることによつて改質することができる。
尚、改質装置に送られる10μｍ未満の微細粒フラ
イアツシユの量は、石炭焚ボイラから排出された
フライアツシユ全体量の1/4程度となつている。 尚、上記の実験結果は他種類のフライアツシユ
についても同様の傾向があることが確認され、フ
ライアツシユの改質を効率よく行うことができ
る。 次に、本発明に係るフライアツシユの改質装置
を図面に示す実施例に基づいて説明する。 第２図に示す改質装置は、並設された２個の縦
長の気流炉１，２と、一方の１次気流炉１の上端
出口側と他方の２次気流炉２の下端入口側とを連
結する燃焼ダクト３と、２次気流炉２の上端出口
側にサイクロン４を介して連結される冷却機５と
で主要部が構成されている。各気流炉１，２は、
下半部が安息角の大きい逆円錐状の混合室６，７
で、又、上半部が円筒状の燃焼室８，９で夫々構
成されており、各燃焼室８，９内には燃焼された
フライアツシユの一部をそれぞれの気流炉１，２
内で循環させるための分離循環装置１０，１１が
夫々配置されている。この分離循環装置１０，１
１は、小型の循環用サイクロン１２，１３と、フ
ライアツシユを一時的に滞留させるバンカ１４，
１５と、このバンカ１４，１５から落下するフラ
イアツシユを燃焼室８，９の下方に導く円筒状の
シユート１６，１７とで構成されており、循環用
サイクロン１２，１３は、１次気流炉１の上端出
口側の燃焼ダクト３及び２次気流炉２の上端出口
側の２次気流炉排気ダクト１８に夫々連通してい
る。又、１次気流炉１の混合室６の下端には、燃
焼用空気供給ダクト１９から分岐した噴流ダクト
２０が垂直方向に接続され、又この接続部近傍に
は、前記燃焼用空気供給ダクト１９の他の部分か
ら分岐した旋回流ダクト２１が混合室６の側部へ
螺旋状に接続されている。更に、噴流ダクト２０
の中途部にはホツパー２２からの微細流フライア
ツシユを供給するためのフライアツシユ供給管２
３が連結され、又、混合室６には補助バーナ２４
が設置されている。尚、上記１次気流炉１と同様
の構成からなる２次気流炉２の混合室７の下端に
は、燃焼ダクト３の一端が垂直方向から接続さ
れ、又、この接続部近傍には、上記燃焼用空気供
給ダクト１９の先端部分により構成される旋回流
ダクト２５が、上記１次気流炉１の場合と同様に
接続されている。又、混合室７には１次気流炉１
の場合と同様補助バーナ２６が設けられている。 このように構成されるフライアツシユの改質装
置において、燃焼用空気供給ダクト１９を通過し
てきた高温空気（例えば、セメント焼成プラント
のクリンカ冷却装置からの排熱空気）は、噴流ダ
クト２０と旋回流ダクト２１とを介して１次気流
炉１の下部に送り込まれ、フライアツシユ供給管
２３から噴流ダクト２０の中途部に導入される微
細粒のフライアツシユを旋回させながら混合室６
内に噴き上げる。この場合、高温空気は、安息角
が大きい逆円錐状の混合室６内に噴き上げ流と旋
回流との両方の作用を受けながら送り込まれるの
で、この中に導入される微細粒のフライアツシユ
の混合を促進すると共にフライアツシユに旋回作
用を与え、混合室６内での滞留時間を増加させる
ことができる。このようにして混合された微細粒
フライアツシユは、燃焼室８内に移動し、ここで
フライアツシユ中の未燃分が燃焼された後に循環
サイクロン１２内に導入され、循環サイクロン１
２による分離作用を受ける。この分離作用によ
り、フライアツシユは、その一部（約50％）が燃
焼用空気と共に燃焼ダクト３から排出され、又、
残りのフライアツシユがバンカ１４で短時間滞留
された後にシユート１６内を落下し、再び燃焼室
８において再燃焼を受ける。このようにフライア
ツシユが、循環作用を受けることによつて、同一
粒子の未燃分が何回も燃焼され、未燃分の粒子径
が徐々に小さくなり、最終的には循環サイクロン
１２から燃焼ダクト３内に導入される。尚、燃焼
用空気供給ダクト１９の先端に外気導入用のフア
ンを配設し、これによつて導入される外気冷風を
燃焼用空気として用いる場合には、補助バーナ２
４を利用して炉内の熱量を補給することが望まし
く、炉内を約700℃程度に保つ。又、フライアツ
シユの循環作用によつても未燃分が燃焼されず、
大粒径の未燃分が残留するような場合のために混
合室６の下端に未燃分抜取装置（図示せず）を設
けることもできる。 １次気流炉１から排出されたフライアツシユ
は、排ガスと共に燃焼ダクト３を通つて２次気流
炉２に導入され、旋回流ダクト２５から供給され
る燃焼用空気により更に混合を受けた後に燃焼室
９へ移動し、再び燃焼される。分離循環装置１１
の作用により未燃分が略完全燃焼した後のフライ
アツシユは排ガスと共に２次気流炉排気ダクト１
８を介してサイクロン４内に導入され、排ガスか
ら分離された後に冷却機５内に捕集される。そし
て、冷却管２７との接触熱交換によつて冷却され
た後、系外に排出され、種々の用途に利用され
る。尚、サイクロン４から排出される排ガスはサ
イクロン４の上部に連結されている排気ダクト２
８内に導入される。 第３図は本発明に係る改質装置の他の実施例を
示したものであり、先の実施例と同様、並設した
２個の気流炉１，２を用いてフライアツシユ中の
未燃分を燃焼させるものであるが、分離循環装置
２９を１次気流炉１と２次気流炉２との間に設け
た点で先の実施例とは異なつている。即ち、この
実施例における分離循環装置２９は、１次気流炉
１の上端出口側に直列に接続される循環サイクロ
ン３０、バンカ３１及び内部に開閉機構３３を装
置した分配機３２と、この分配機３２の下端から
１次気流炉１および２次気流炉２の各噴流ダクト
２０ａ，２０ｂの中途部まで延設された循環路３
４，３５とで構成されており、１次気流炉１で燃
焼を受けた微細粒フライアツシユを先ず循環サイ
クロン３０で分離捕集し、バンカ３１で一時的に
滞留させた後に分配機３２によつて両方の循環路
３４，３５に夫々分配することができる。一方の
循環路３４に振り分けられたフライアツシユは、
再び１次気流炉１内に戻され、燃焼を受けた後に
再度循環装置２９内に導入される。又、他方の循
環路３５に振り分けられたフライアツシユは、２
次気流炉２内で未燃分が略完全に燃焼され、サイ
クロン４で捕集された後に冷却機５で冷却され
る。尚、循環サイクロン３０及びサイクロン４か
らの排ガスは排ガスダクト２８内に導かれる。こ
の実施例では、循環路３４を介して１次気流炉１
内に戻されるフライアツシユの循環は、分配機３
２内の開閉機構３３の開閉角度の調整によつて行
なわれるが、その循環量は冷却機５から排出され
る改質フライアツシユ中の未燃分の量によつて決
定され、例えば未燃分が多い場合には循環量を増
加させて燃焼の機会を増すことによつて未燃分の
完全燃焼化を図ることができる。この実施例で
は、分離循環装置２９が気流炉１，２の外部に設
けられているので、気流炉１，２内の圧力損失が
先の実施例に比べて小さくなり、又、１次気流炉
１へのフライアツシユの循環量を調整できる等の
効果を奏する。 上述の実施例における改質装置の冷却機５から
回収されるフライアツシユは未燃分含有量が0.5
％にまで減少しており、これをフライアツシユセ
メントその他に利用することができる。 第４図及び第５図は、前記実施例で示した２種
の改質装置をセメント焼成プラントに組み入れた
ものであり、燃焼用空気供給ダクト１９をセメン
トクリンカ冷却装置３６に接続し、冷却装置５か
ら抽気される約700℃の高温空気を未燃分燃焼用
空気として利用する一方、改質装置の排気ダクト
２８をサスペンシヨンプレヒータ３７の適宜位置
に接続し、フライアツシユを燃焼した後の排ガス
の持つ熱量をセメント原料の予熱に利用したもの
である。このように、セメント焼成プラントに改
質装置を組み入れることによつて、高温の燃焼用
空気を用いることができ、改質装置の気流炉内に
装備した燃焼用空気加熱用の補助バーナ２４，２
６の燃料使用量を大幅に削減することができる
他、排ガス中に含有される極めて粒子径の小さい
フライアツシユをセメント原料の一部として利用
することができるため、特別に電気集塵機等を用
いて集塵する必要もなく、更に本発明の改質装置
からの排熱をサスペンシヨンプレヒータ３７に回
収利用できるので工業的利用価値が大きい。 以上説明したように本発明に係るフライアツシ
ユの改質方法によれば、石炭焚ボイラから排出さ
れるフライアツシユを分級することにより、未燃
分処理量を大幅に減らすことができるようにした
から、未燃分燃焼用燃料を節約できる他、燃焼炉
の小型化を図ることができる。又、このように分
級したことによつて排出される総てのフライアツ
シユを工業的に有効利用できるという効果を奏す
る。 更に、本発明に係る改質装置によれば、未燃分
の滞留時間を増し、かつ、未燃分を循環できるよ
うにしたから、未燃分が略完全燃焼され、改質フ
ライアツシユ中に含有される未燃分を極めて僅か
なものとすることができる。
第１図はフライアツシユ中に含有される未燃分
の燃焼温度と燃焼時間との関係を示すグラフ、第
２図は本発明に係る改質装置の一実施例を示す説
明図、第３図は改質装置の他の実施例を示す説明
図、第４図及び第５図はセメント焼成プラントに
本発明に係る改質装置を組み入れた場合の実施例
を示す説明図である。 １……１次気流炉、２……２次気流炉、６，７
……混合室、８，９……燃焼室、１０，１１，２
９……分離循環装置、１９……燃焼用空気供給ダ
クト、２０……噴流ダクト、２１，２５……旋回
流ダクト、２８……排気ダクト、３６……冷却装
置、３７……サスペンシヨンプレヒータ。
の燃焼温度と燃焼時間との関係を示すグラフ、第
２図は本発明に係る改質装置の一実施例を示す説
明図、第３図は改質装置の他の実施例を示す説明
図、第４図及び第５図はセメント焼成プラントに
本発明に係る改質装置を組み入れた場合の実施例
を示す説明図である。 １……１次気流炉、２……２次気流炉、６，７
……混合室、８，９……燃焼室、１０，１１，２
９……分離循環装置、１９……燃焼用空気供給ダ
クト、２０……噴流ダクト、２１，２５……旋回
流ダクト、２８……排気ダクト、３６……冷却装
置、３７……サスペンシヨンプレヒータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 石炭焚ボイラから排出されるフライアツシユ
を粗粒、中粒、および細粒に分級し、未燃分含有
量の多い粗粒フライアツシユを代替燃料として、
又未燃分含有量の少ない細粒フライアツシユを精
粉として夫々利用する一方、分級された中粒フラ
イアツシユを更に微粉砕して細粒と微細粒とに分
級し、未燃分含有量の少ない細粒フライアツシユ
を精粉として利用し、未燃分含有量の多い微細粒
フライアツシユを改質装置により再度燃焼させて
未燃分を除去し、これを精粉として利用するよう
にしたことを特徴とするフライアツシユの改質方
法。 ２ 改質装置内には、微細粒フライアツシユの燃
焼用空気として、セメント焼成プラントのクリン
カ冷却装置からの排熱空気又は外気が導入される
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフ
ライアツシユの改質方法。 ３ 改質装置から排出される排ガスをセメント焼
成工程における原料予熱用に利用したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のフライアツシ
ユの改質方法。 ４ 混合室と燃焼室とを有し、混合室の下端部に
微細粒フライアツシユの燃焼用空気を導入するた
めの噴流ダクトと旋回流ダクトとが接続された１
次気流炉と、この１次気流炉と略同様の構成から
なり、１次気流炉の出口側に連結され１次気流炉
から排出される微細粒フライアツシユを再燃焼す
るための２次気流炉と、１次気流炉と２次気流炉
との間又は両方の気流炉の内部に配置され、１次
気流炉及び／又は２次気流炉内で燃焼された微細
粒フライアツシユの一部を１次気流炉内および２
次気流炉内で、又は１次気流炉内に循環させるた
めの分離循環装置とを有することを特徴とするフ
ライアツシユの改質装置。 ５ 噴流ダクト及び旋回流ダクトは燃焼用空気供
給ダクトを介してセメント焼成プラントのクリン
カ冷却装置に接続されてなる特許請求の範囲第４
項記載のフライアツシユ改質装置。 ６ 噴流ダクト及び旋回流ダクトは燃焼用空気供
給ダクトを介して外気導入装置に接続されてなる
特許請求の範囲第４項記載のフライアツシユの改
質装置。 ７ 改質装置における排気ダクトの少なくとも一
部をセメント焼成プラントのサスペンシヨンプレ
ヒータの適宜位置に接続してなる特許請求の範囲
第４項記載のフライアツシユの改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56183037A JPS5885011A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | フライアツシユの改質方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56183037A JPS5885011A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | フライアツシユの改質方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5885011A JPS5885011A (ja) | 1983-05-21 |
| JPH0155363B2 true JPH0155363B2 (ja) | 1989-11-24 |
Family
ID=16128628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56183037A Granted JPS5885011A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | フライアツシユの改質方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5885011A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62200106A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Hitachi Zosen Corp | 炉内脱硫法 |
| JPH04346884A (ja) * | 1991-05-24 | 1992-12-02 | Kyushu Electric Power Co Inc | フライアッシュの処理方法 |
| JPH08243526A (ja) * | 1995-03-15 | 1996-09-24 | Hitachi Zosen Corp | 石炭灰中未燃物の除去方法 |
| US5992336A (en) * | 1996-12-31 | 1999-11-30 | Wisconsin Electric Power Company | Reburning of coal ash |
| US7047894B2 (en) | 1999-11-02 | 2006-05-23 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Method and apparatus for combustion of residual carbon in fly ash |
| JP5354182B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2013-11-27 | 宇部興産株式会社 | 未燃カーボンを含むスラグの処理方法 |
| JP6350165B2 (ja) * | 2014-09-19 | 2018-07-04 | 株式会社Ihi | フライアッシュの処理方法 |
| CN110461486B (zh) | 2017-03-30 | 2022-07-01 | 株式会社德山 | 改性飞灰的制造方法 |
| JP2020015655A (ja) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | 株式会社トクヤマ | 改質フライアッシュの製造方法 |
| AU2020241487B2 (en) * | 2019-03-18 | 2025-04-10 | Tokuyama Corporation | Process for Reforming the Fly Ash |
-
1981
- 1981-11-17 JP JP56183037A patent/JPS5885011A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5885011A (ja) | 1983-05-21 |
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