JPH0339980B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えばセメント混合材、人工軽量
骨材等の建材などに用いられる脱色された石炭灰
を得ることのできる石炭灰の脱色方法に関するも
のである。

「従来技術とその問題点」 一般に、石炭火力発電所やその他の石炭燃焼プ
ラントなどから発生する石炭灰中には、使われた
石炭の種類および燃焼方法などによつて炭素を主
体とする未燃分が通常５〜20重量％程度残留して
いる。

このような石炭灰は、上記未燃分が黒色である
ため、全体として黒色および黒褐色を帯び、その
有効利用に際して、その用途が非常に限られたも
のとなる。このため、従来より石炭灰から未燃分
だけを除去する方法としては、流動床法などで、
石炭灰をさらに燃焼させて未燃分の含有量を低減
させる燃焼方法が用いられている。

しかしながら、この燃焼方法にあつては、石炭
灰が燃えにくいことから、燃料を必要とする他、
燃焼に必要な設備も設けなければならず経費がか
さむなどの問題があつた。

また、この燃焼方法によつて未燃分が除去され
た石炭灰は、若干赤味を帯びてくるなどの不都合
もあつた。

「問題点を解決するための手段」 そこで、この発明の石炭灰の脱色方法にあつて
は、石炭灰をスラリーとした上、このスラリー状
の石炭灰に油性添加剤を混合しこの油性添加剤で
石炭灰中の炭素を主体とする未燃分を選択的に凝
集させ、この油性添加剤を含む未燃分をスラリー
から除去するようにしたことにより、上記の問題
点を解決するようにした。

「作用」 この石炭灰の脱色方法にあつては、スラリー化
された石炭灰に油性添加剤を添加混合することに
よつて、選択的に石炭灰中の炭素を主体とする未
燃分が互いに凝集される。

そして、上記スラリーと油性添加剤との混合液
から油性添加剤を含む未燃分を分離することによ
つて、未燃分が石炭灰から分離除去される。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の石炭灰の脱色
方法を説明する。

第１図は、この発明の石炭灰の脱色方法に好適
に用いられる装置の一例を示すものであつて、図
中符号１は第１混合槽である。第１混合槽１は、
加水された石炭灰を混合してスラリーとするため
の円筒状の容器であつて、このものは撹拌器２が
配設されてなるものである。この撹拌器２は、下
端が第１混合槽１の内底面に可能な限り接近する
ように設定された撹拌羽根２ａとこの撹拌羽根２
ａの動力源となるモータ２ｂとからなるものであ
る。この撹拌器２の撹拌羽根２ａの羽根寸法は、
第１混合槽１内のスラリーを充分混合することを
考慮して、第１混合槽１の内底面の半径寸法より
若干短くなるように設定されている。

第１混合槽１の上側には、石炭灰イを貯える貯
灰サイロ３が配設され、この貯灰サイロ３と第１
混合槽１とは、原料管４により連結されている。
この原料管４には、石炭灰イに対して粉砕処理を
行なう粉砕器５が設けられている。また、第１混
合槽１の上側には、水ロを貯える貯槽６が配設さ
れ、この貯槽６と第１混合槽１とは、送水管７に
より連結されている。

第１混合槽１の底部近傍の側部には、ポンプ８
を介して第２混合槽９が連設されている。第２混
合槽９は、第１混合槽１で得られたスラリーに油
性添加剤を混合するための円筒状の容器であつ
て、このものは上記第１混合槽１と同様に撹拌器
１０が配設されてなるものである。この撹拌器１
０は、下端が第２混合槽９の内底面に可能な限り
接近するように設定された撹拌羽根１０ａとこの
撹拌羽根１０ａの動力源となるモータ１０ｂとか
らなるものである。

この第２混合槽９の上側には、第１混合槽１で
得られたスラリーに添加する油性添加剤ハを貯え
る貯槽１１が配設され、この貯槽１１と第２混合
槽９とは、原料管１２により連設されている。そ
して、この第２混合槽９には、ポンプ１３が設け
られ、分離槽１４に送られるようになつている。

分離槽１４は、スラリー中の油性添加剤ハを含
む未燃分ホを分離するもので、上部にスクリーン
１５が傾斜状態で配置されてなるものである。こ
の分離槽１４には、スラリーを排出するポンプ１
６が配設され、このポンプ１６には、脱水機１
７、乾燥機１８を介して上記のスラリーから脱
色、粉末化されて得られた石炭灰を収容する槽１
９が連設されている。また、上記スクリーン１５
の傾斜下端部の下側には、このスクリーン１５の
メツシユより大きく造粒されているため、これを
通過できずにこの傾斜面を転がり落ちる油性添加
剤ハを含む未燃分ホを収容する槽２０が設けられ
ている。

次に、このような構成からなる装置を用いた石
炭灰の脱色方法を説明する。まず、ここで用いら
れる石炭灰イとしては、石炭火力発電所やその他
の石炭燃焼プラントから発生するものが用いられ
る。この石炭灰イには、炭素を主体とする未燃分
が使用された石炭の種類および燃焼方法などによ
り、通常５〜20重量％程度含有している。そし
て、このように石炭灰イ中に含有されている未燃
分は、ほとんど粒子として存在しており、これら
の粒子径は、通常5μｍ／３mm程度である。この
未燃分のうちミリメートルオーダーのものは、ミ
クロンメートルオーダーの細かな粒子が凝集した
ものである。

次いで、貯灰サイロ３に貯蔵されていた上記石
炭灰イは、原料管４を通じて粉砕器５に送られ、
ここで粉砕処理される。この際、石炭灰イ中の未
燃分は、上記凝集粒子等の粒径の大きいものが粉
砕器５によつてその粒径が30μｍ以下になるまで
粉砕され微粉化される。未燃分の粒径が30μｍを
越えるものは、石炭灰もいつしよに凝集している
ものが多く、そのままでは油性添加剤ハによる凝
集作用を受けにくくなるなどの不都合が生じる。

次に、粉砕器５により微粉化された石炭灰イ
は、原料管４を通じて第１混合槽１内に供給され
る。この石炭灰イには、貯槽６に貯えられていた
水ロが所定量送水管７を通じて供給される。ここ
で使用される水ロとしては、後述するPH調整操作
を考慮して若干塩基性を有する水が好適に使用さ
れる。そして、これら石炭灰イと水ロとは、撹拌
器２によつて充分混合されてスラリーＳとなる。
撹拌器２による混合速度は、撹拌羽根２ａによる
撹拌効率と撹拌時に消費されるエネルギーとの均
衡を勘案して決められ、500〜2000r.p.m.程度の
範囲とされる。また、撹拌時間は、上記混合速度
などにより決められ、１〜30分程度の範囲とされ
る。

このようにして得られたスラリーＳの濃度は、
次式 100×石炭灰量／（水量＋石炭灰量） で示されるが、このスラリー濃度は、脱色処理の
作業効率、スラリー自体の流動性および後述する
油性添加剤ハによる未燃分凝集作用などを考慮し
て決められ、５〜40重量％程度の範囲とされる。
スラリー濃度が５重量％未満のものでは、スラリ
ーＳ中の石炭灰イの含有量が少な過ぎて脱色処理
の効率が悪いなどの不都合が生じる。また、スラ
リー濃度が40重量％を越えるものでは、スラリー
Ｓ中の石炭灰イの含有量が多すぎてスラリーの流
動性が悪くなつてスラリーＳの速度が低下すると
共に、スラリーＳと油性添加剤ハとの十分な混合
が困難となつて油性添加剤ハによる未燃分凝集作
用が低下して脱色処理の効率が悪くなるなどの不
都合が生じる。

また、このスラリーＳのPH（水素イオン濃度）
は、７〜12程度の範囲となるように調整される。
そして、スラリーＳのPHが７未満あるいは12を越
えるものでは、石炭灰イから分離除去される未燃
分の量が少なくなり、期待される脱色効果が得ら
れない。

次に、スラリーＳは、ポンプ９によつて第２混
合槽９に送られる。このスラリーＳには、貯槽１
１に貯えられていた油性添加剤ハが所定量原料管
１２を通じて添加される。ここで添加される油性
添加剤ハとしては、軽油、灯油、Ａ〜Ｃ重油、粗
悪油などの油が使用され、特に軽油がスラリーＳ
中の石炭灰イに含有される灰分を排除する性質が
あることから好適に使用される。そして、油性添
加剤ハの未燃分に対する添加量は、油性添加剤
ハ／未燃分の比が0.01〜0.4程度の範囲とされる。
この添加比が0.01未満のものでは、油性添加剤ハ
の添加効果が期待できず、また0.4を越えるもの
では、油性添加剤ハの添加効果が頭打ちとなつて
不経済であるなどの不都合を来す。また、スラリ
ーＳには、必要に応じて上記油性添加剤ハと共
に、ポリアミン、ポリアクリルアミド、ポリアク
リル酸などの高分子凝集剤や各種界面活性剤など
が適当な混合割合で添加することが可能であり、
この場合、上記の油性添加剤ハの添加量を削減す
ることができる。

そして、スラリーＳと油性添加剤ハとは、撹拌
器１０によつて充分混合される。このようにして
得られた混合液ニにおいては、スラリーＳ中に含
まれていた親油性を有する未燃分ホだけが選択的
にその周囲を油性添加剤ハにより覆われて、凝集
させられ造粒化される。この造粒化された未燃分
ホは、その径が好ましくは7μｍ以上となるよう
にされる。74μｍ未満のものでは、小さ過ぎて後
述するスクリーン１５を通過して未燃分ホ以外の
スラリーS′から分離することができないと共に、
未燃分ホの周囲の油性添加剤ハに付着する水分の
量が増大し、この水分を除去するために後述する
脱水、乾燥工程の手間がかかり、かつその費用が
かさむなどの不都合が生じる。そしてこのときの
混合速度は、油性添加剤ハによる未燃分ホの粒状
化を考慮して決められ、500〜2000r.p.m.程度の
範囲で設定される。500r.p.m.未満では、スラリ
ーＳと油性添加剤ハとが充分に混合されない上、
未燃分ホの粒状化効率が悪くなり、また2000r.p.
m.を越えても未燃分ホの粒径は増大せずエネル
ギーの無駄になる。また、撹拌時間は、上記の混
合速度などにより決められ、１〜30分程度の範囲
とされる。

このようにして得られた混合液ニは、ポンプ１
３によつて分離槽１４のスクリーン１５上に落と
される。ここで使用されるスクリーン１５のメツ
シユは、目開き70μｍ〜５mm程度とされる。スク
リーン１５上に落とされた混合液ニにおいては、
その中の油性添加剤ハおよびこの油性添加剤ハに
よつて粒状化された未燃分ホがスクリーン１５を
通過できずにそのままスクリーン１５の傾斜面を
伝つて槽２０に集められ、残りのスラリーS′がス
クリーン１５を通過して分離槽１４内に収容され
る。このように油性添加剤ハによつて未燃分ホが
分離されたスラリーS′は、脱色されて灰白色に近
い色を呈するものとなる。

次に、このスラリーS′は、ポンプ１６によつて
脱水機１７、次いで乾燥機１８に送られ、ここで
脱水され乾燥されることによつて脱色された粉状
の石炭灰イ′となる。この石炭灰イ′は、例えばセ
メント混合材、人工軽量骨材等の建材などに使用
することができる。

この実施例においては、第２混合槽９および撹
拌器１０を設けたので、スラリーＳ中の未燃分ホ
を油性添加剤ハによつて効率良く凝集させ粒状化
することができると共に、スクリーン１５を設け
たので、粒状化した未燃分ホとスラリーS′とを効
率良く分離することができる。

第２図は、この発明の石炭灰の脱色方法に好適
に用いられる装置の他の例を示すものである。こ
の例の装置にあつては、その構成が前述した装置
の構成とほぼ同一であつて、同一構成要素には同
一符号を符し、その部分の説明を省略する。

この例の装置の構成が前述の装置と異なる点
は、分離槽１４に替えてスラリーＳと油性添加剤
ハとの混合液ニを収容し、かつ油性添加剤ハおよ
びこの油性添加剤ハによつて凝集した未燃分ホと
未燃分ホ以外のスラリーS′とを比重差により上層
下層に別けて分離する静置槽２１が設けられてい
る点である。この静置槽２１の上部には、上層と
なる油性添加剤ハおよびこの油性添加剤ハによつ
て凝集した未燃分をオーバーフローさせるための
排液管２２が設けられ、この排液管２２には、排
液管２２を開閉する弁２３が設けられ、また下部
には下層となる未燃分以外のスラリーＳを排出さ
せるためのポンプ１６が設けられている。

次に、このような構成からなる装置を用いた石
炭灰の脱色方法を説明する。第１混合槽１で得ら
れたスラリーＳは、ポンプ８によつて第２混合槽
９に送られる。このスラリーＳには、貯槽１１に
貯えられていた油性添加剤ハが所定量原料管１２
を通じて添加される。そして、これらスラリーＳ
と油性添加剤ハとは、撹拌器１０によつて充分混
合される。なお、このときの条件は、前記実施例
に比較して油性添加剤ハの添加量は少なく、撹拌
速度は小さく、かつ撹拌時間は短くて良い。この
ようにして得られた混合液ニは、ポンプ１３によ
つて弁２３が閉じられた静置槽２１に送られ、静
置槽２１には、排液管２２の上部まで混合液が満
たされる。そして、所定時間静置されて上層と下
層とに分離された後、弁２３が開かれて上層の油
性添加剤ハおよびこの油性添加剤ハによつて凝集
した未燃分ホが槽２０に集められる。また、下層
の未燃分ホ以外のスラリーS′は、ポンプ１６によ
つて脱水機１７、次いで乾燥機１８に送られ、こ
こで脱水され乾燥されることによつて脱色された
粉状の石炭灰イ′となる。

この実施例では、静置槽２１を設け、この静置
槽２１によつて凝集されたスラリーS′中の未燃分
ホを効率良く分離することができるので、上記の
実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができ
る。

以下、実験例を示してこの発明の石炭灰の脱色
方法の作用効果を明確にする。

実験例 １ 第１図に示した装置を用いて石炭灰の脱色を行
なつた。すなわち、石炭灰としてワンボウ炭を燃
焼したもの（未燃分15重量％含有）を使用し、こ
の石炭灰にスラリー濃度が10重量％となるように
加水したが、スラリーのPHが種々の値をとるよう
に調整した。また油性添加剤としてＣ重油を使用
し、その添加量を添加剤／未燃分比が0.4となる
ようにした。さらに、第１混合槽および第２混合
槽における撹拌速度を1500r.p.m.とした。

また、第２図に示した装置を用い、各種条件を
次のようにして石炭灰の脱色を行なつた。すなわ
ち、油性添加剤としてＢ重油を使用し、その添加
量を油性添加剤／未燃分比が0.1となるようにし
た。さらに、第１混合槽および第２混合槽におけ
る撹拌速度を1000r.p.m.とした。

これらの実験結果を第３図のグラフに示した。
第３図は、縦軸に石炭灰中の未燃分の除去率をと
り、横軸に石炭灰からなるスラリーのPHをとつ
た。

この結果から明らかなように、第１実施例およ
び第２実施例のいずれにおいてもスラリーのPHが
７〜12の範囲であれば、優れた未燃分の除去率を
示すことがわかる。

実験例 ２ 実験例１と同様に第１図および第２図に示した
装置を用い、スラリ濃度を変えて石炭灰の脱色を
行なつた。この実験条件は、下記に示す通りであ
る。

第１および第２実施例の共通条件 石炭灰…ワンボウ炭を燃焼したもの（未燃分15
重量％含有） スラリーPH…11 第１実施例の実験条件 撹拌速度…1500r.p.m. 油性添加剤…Ｃ重油 油性添加剤／未燃分比…0.4 第２実施例の実験条件 撹拌速度…1000r.p.m. 油性添加剤…Ｂ重油 油性添加剤／未燃分比…0.1 この実験結果を第４図のグラフに示した。第４
図は、縦軸に石炭灰中の未燃分の除去率をとり、
横軸に石炭灰からなるスラリー濃度をとつた。

この結果から明らかなように、第１実施例およ
び第２実施例のいずれにおいてもスラリー濃度が
５〜40重量％の範囲であれば、優れた未燃分の除
去率を示すことがわかる。

実験例 ３ 実験例１と同様に第１図および第２図に示した
装置を用い、油性添加剤／未燃分比を変えて石炭
灰の脱色を行なつた。この実験条件は、下記に示
す通りである。

第１および第２実施例の共通条件 石炭灰…ワンボウ炭を燃焼したもの（未燃分15
重量％含有） スラリー濃度…10重量％ スラリーPH…11 第１実施例の実験条件 撹拌速度…1500r.p.m. 油性添加剤…Ｃ重油 第２実施例の実験条件 撹拌速度…1000r.p.m. 油性添加剤…Ｂ重油 この実験結果を第５図のグラフに示した。第５
図は、縦軸に石炭灰中の未燃分の除去率をとり、
横軸に油性添加剤／未燃分比をとつた。

この結果から明らかなように、第１実施例およ
び第２実施例のいずれにおいても油性添加剤／未
燃分比0.01〜0.4の範囲であれば、優れた未燃分
の除去率を示すことがわかる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明の石炭灰の脱色
方法によれば、石炭灰からなるスラリー中の炭素
を主体とした未燃分を選択的に油性添加剤で凝集
させることができると共に、未燃分をスラリー中
から容易に分離除去することができる。よつて、
この石炭灰の脱色方法によれば、石炭灰の着色の
原因となる未燃分を効率良く除去することができ
るので、石炭灰の脱色を確実かつ容易に行なうこ
とができる。また、この石炭灰の脱色方法によつ
て脱色された石炭灰は、例えばセメント混合材、
人工軽量骨材等の建材などに使用することができ
る。

またさらに、この石炭灰の脱色方法によつて分
離除去された未燃分は、この未燃分を凝集して保
持する油性添加剤と共に、いずれも燃焼性を有
し、かつ石炭灰の脱色処理の際に副産物として得
られたものであるから、安価な燃料として有効利
用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の石炭灰の脱色方法に好適
に用いられる装置の一例を示す工程図、第２図
は、この発明の石炭灰の脱色方法に好適に用いら
れる装置の他の例を示す工程図、第３図は、石炭
灰からなるスラリーのPHと未燃分除去率との関係
を示すグラフ、第４図は、石炭灰からなるスラリ
ー濃度と未燃分除去率との関係を示すグラフ、第
５図は、石炭灰からなるスラリー中の未燃分に対
する油性添加剤の添加比と未燃分除去率との関係
を示すグラフである。 イ……石炭灰、Ｓ……スラリー、ハ……油性添
加剤、ホ……油性添加剤を含む未燃分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 石炭灰からなるスラリーに油性添加剤を混合
   し、この油性添加剤中に上記スラリー中の炭素を
   主体とする未燃分を選択的に凝集させ、スラリー
   から未燃分を分離することを特徴とする石炭灰の
   脱色方法。