JPH0717707A - 石炭灰の処理方法 - Google Patents
石炭灰の処理方法Info
- Publication number
- JPH0717707A JPH0717707A JP5144842A JP14484293A JPH0717707A JP H0717707 A JPH0717707 A JP H0717707A JP 5144842 A JP5144842 A JP 5144842A JP 14484293 A JP14484293 A JP 14484293A JP H0717707 A JPH0717707 A JP H0717707A
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- JP
- Japan
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- coal ash
- sio
- plasma
- ultrafine particles
- high temperature
- Prior art date
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- Withdrawn
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Classifications
-
- 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
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 排ガス量と発生ＮＯx 量が少いＳｉＯ2 リッ
チな超微粒子を得ることができる石炭灰の処理方法を提
供する。 【構成】 石炭灰８をツイントーチ４，５による直流プ
ラズマによって超高温処理して石炭灰中の主成分である
ＳｉＯ2 を一旦蒸発気化させた後急速冷却部２で急速冷
却して粒径０．１μｍ以下のＳｉＯ2 リッチな超微粒子
９を製造する。
チな超微粒子を得ることができる石炭灰の処理方法を提
供する。 【構成】 石炭灰８をツイントーチ４，５による直流プ
ラズマによって超高温処理して石炭灰中の主成分である
ＳｉＯ2 を一旦蒸発気化させた後急速冷却部２で急速冷
却して粒径０．１μｍ以下のＳｉＯ2 リッチな超微粒子
９を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、より超微粒子を製造す
る石炭灰の処理方法に関する。
る石炭灰の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術，発明が解決しようとする課題】従来，石
炭火力発電所等から排出される石炭灰は、その性状か
ら、一部は、セメント添加材として再利用されている
が、その殆どが、埋立て処分されており、処分地確保難
となっている。一方、その性状（ＳｉＯ2 含有量大）に
着目したＳｉＯ2 リッチ超微粒子の製造技術として、燃
料の酸素富化燃焼法による超高温処理方法が開発されて
いるが、排ガス量の増大化，排ガス中の窒素酸化物（Ｎ
Ｏx）の高濃度化等の問題がある。
炭火力発電所等から排出される石炭灰は、その性状か
ら、一部は、セメント添加材として再利用されている
が、その殆どが、埋立て処分されており、処分地確保難
となっている。一方、その性状（ＳｉＯ2 含有量大）に
着目したＳｉＯ2 リッチ超微粒子の製造技術として、燃
料の酸素富化燃焼法による超高温処理方法が開発されて
いるが、排ガス量の増大化，排ガス中の窒素酸化物（Ｎ
Ｏx）の高濃度化等の問題がある。
【０００３】本発明は以上に鑑みてなされたもので、高
効率加熱法の採用による安定した高温場の形成と、付帯
設備のコンパクト化につながる排ガス量の低減化及び、
排ガス中ＮＯx 濃度の低減化を図ることが可能な石炭灰
の処理方法を提供しようとするものである。
効率加熱法の採用による安定した高温場の形成と、付帯
設備のコンパクト化につながる排ガス量の低減化及び、
排ガス中ＮＯx 濃度の低減化を図ることが可能な石炭灰
の処理方法を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の石炭灰の処理方
法は、石炭灰をプラズマによって2300℃〜3000℃に超高
温処理して石炭灰中の主成分であるＳｉＯ2 を一旦蒸発
気化させた後、これを急速冷却して粒径０．１μｍ以下
のＳｉＯ2 リッチな超微粒子を製造することを特徴とす
る。
法は、石炭灰をプラズマによって2300℃〜3000℃に超高
温処理して石炭灰中の主成分であるＳｉＯ2 を一旦蒸発
気化させた後、これを急速冷却して粒径０．１μｍ以下
のＳｉＯ2 リッチな超微粒子を製造することを特徴とす
る。
【０００５】
【作用】石炭灰の代表的組成を表１に、また、石炭灰中
の各成分の融点と沸点の関係を表２に示す。
の各成分の融点と沸点の関係を表２に示す。
【０００６】
【表１】
【０００７】
【表２】
【０００８】本発明においては、直流プラズマによっ
て、2300℃〜3000℃の超高温で石炭灰が処理される。こ
のように超高温加熱された石炭灰中の主成分のＳｉＯ2
は表２に示す沸点以上になるために蒸発気化するが、Ａ
ｌ2 Ｏ3 等の高沸点物質は沸点に達していないために液
滴状又は固体状で存在することになる。以上のＳｉＯ2
を多く含んだ蒸気を急速冷却して固化させることによっ
てＳｉＯ2 リッチな粒径０．１μｍ以下の超微粒子が得
られる。
て、2300℃〜3000℃の超高温で石炭灰が処理される。こ
のように超高温加熱された石炭灰中の主成分のＳｉＯ2
は表２に示す沸点以上になるために蒸発気化するが、Ａ
ｌ2 Ｏ3 等の高沸点物質は沸点に達していないために液
滴状又は固体状で存在することになる。以上のＳｉＯ2
を多く含んだ蒸気を急速冷却して固化させることによっ
てＳｉＯ2 リッチな粒径０．１μｍ以下の超微粒子が得
られる。
【０００９】また、前記の直流プラズマによって超高温
場を形成しているために、同直流プラズマを発生する電
力の投入量を制御することによってその温度を容易に調
整することができ、かつ、排ガス量と窒素酸化物（ＮＯ
x ）発生量を大幅に低減することができる。
場を形成しているために、同直流プラズマを発生する電
力の投入量を制御することによってその温度を容易に調
整することができ、かつ、排ガス量と窒素酸化物（ＮＯ
x ）発生量を大幅に低減することができる。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を、図１によって説明す
る。１は超高温炉であり、同超高温炉１には、斜め下向
きに設けられそれぞれＮ2 及びＡｒプラズマガスを噴出
する金属製のカソードトーチ４と金属製のアノードトー
チ５よりなるツイントーチが設けられ、カソードトーチ
４とアノードトーチ５は図示するようにプラズマ結合部
６へ指向するように配置されている。前記カソードトー
チ４とアノードトーチ５にはそれぞれ外筒４ａ，５ａが
設けられ、これらトーチの外周部へ矢印ａで示すように
温度調整用のアシストＮ2 が供給されるようになってい
る。超高温炉１の上方にはクエンチ用エアー７が供給さ
れる急速冷却部２が連設され、また超高温炉１の下方に
はスラグ回収装置３が連設されている。石炭灰供給管１
１は、急速冷却部２を貫通して超高温炉１内のプラズマ
結合部６の上方迄下方に延びており、急速冷却部２の上
部にはガス抜き孔１２が設けられている。 本実施例で
は、カソードトーチ４とアノードトーチ５への投入電力
によって、プラズマ結合部６に2300℃〜3000℃のＮ
2 （一部Ａｒ）の直流プラズマによる超高温域が形成さ
れる。
る。１は超高温炉であり、同超高温炉１には、斜め下向
きに設けられそれぞれＮ2 及びＡｒプラズマガスを噴出
する金属製のカソードトーチ４と金属製のアノードトー
チ５よりなるツイントーチが設けられ、カソードトーチ
４とアノードトーチ５は図示するようにプラズマ結合部
６へ指向するように配置されている。前記カソードトー
チ４とアノードトーチ５にはそれぞれ外筒４ａ，５ａが
設けられ、これらトーチの外周部へ矢印ａで示すように
温度調整用のアシストＮ2 が供給されるようになってい
る。超高温炉１の上方にはクエンチ用エアー７が供給さ
れる急速冷却部２が連設され、また超高温炉１の下方に
はスラグ回収装置３が連設されている。石炭灰供給管１
１は、急速冷却部２を貫通して超高温炉１内のプラズマ
結合部６の上方迄下方に延びており、急速冷却部２の上
部にはガス抜き孔１２が設けられている。 本実施例で
は、カソードトーチ４とアノードトーチ５への投入電力
によって、プラズマ結合部６に2300℃〜3000℃のＮ
2 （一部Ａｒ）の直流プラズマによる超高温域が形成さ
れる。
【００１１】石炭灰供給管１１より前記超高温のプラズ
マ結合部６に石炭灰８が供給され、石炭灰８中の主成分
のＳｉＯ2 は蒸発気化して、超高温炉１内を上昇して急
速冷却部２へ入り、ここでクエンチエアー７にて急冷さ
れて固化されて粒径０．１μｍ以下の超微粒子となり上
部のガス抜き孔によりＳｉＯ2 リッチな超微粒子９とし
て抜き出し回収される。また、石炭灰中のＡｌ2 Ｏ3 等
の高沸点物は、液状又は固体状でスラグ回収装置３へ落
下し、Ａｌ2 Ｏ3 リッチなスラグ１０として回収され
る。
マ結合部６に石炭灰８が供給され、石炭灰８中の主成分
のＳｉＯ2 は蒸発気化して、超高温炉１内を上昇して急
速冷却部２へ入り、ここでクエンチエアー７にて急冷さ
れて固化されて粒径０．１μｍ以下の超微粒子となり上
部のガス抜き孔によりＳｉＯ2 リッチな超微粒子９とし
て抜き出し回収される。また、石炭灰中のＡｌ2 Ｏ3 等
の高沸点物は、液状又は固体状でスラグ回収装置３へ落
下し、Ａｌ2 Ｏ3 リッチなスラグ１０として回収され
る。
【００１２】本実施例では、前記のように、ＳｉＯ2 リ
ッチな粒径０．１μｍ以下の超微粒子９を得ることがで
きるが、この際に、ツイントーチによりプラズマ結合部
６に超高温のＮ2 の直流プラズマを発生させて石炭灰を
加熱しているために、燃料と酸化剤を用いて超高温域を
発生させる場合に比して排ガス量と発生ＮＯx 量を大幅
に低減することができる。また、ツイントーチへの投入
電力量を制御したり、また、ツイントーチの外周部へ温
度調整用のアシストＮ2 を供給することによってプラズ
マ結合部６の直流プラズマの温度を容易に調整すること
ができ、超高温域の温度を適当な値にすることができ
る。
ッチな粒径０．１μｍ以下の超微粒子９を得ることがで
きるが、この際に、ツイントーチによりプラズマ結合部
６に超高温のＮ2 の直流プラズマを発生させて石炭灰を
加熱しているために、燃料と酸化剤を用いて超高温域を
発生させる場合に比して排ガス量と発生ＮＯx 量を大幅
に低減することができる。また、ツイントーチへの投入
電力量を制御したり、また、ツイントーチの外周部へ温
度調整用のアシストＮ2 を供給することによってプラズ
マ結合部６の直流プラズマの温度を容易に調整すること
ができ、超高温域の温度を適当な値にすることができ
る。
【００１３】本実施例について行った試験について、以
下に説明する。試験装置としては、図１に示す構成のも
のを用い、ツイントーチによるプラズマ出力は最大100
ＫＷ、石炭灰処理量は３０kg／h で試験を実施した。試
験に使用した石炭灰と製品としての超微粒子の性状の一
例を表３に示す。
下に説明する。試験装置としては、図１に示す構成のも
のを用い、ツイントーチによるプラズマ出力は最大100
ＫＷ、石炭灰処理量は３０kg／h で試験を実施した。試
験に使用した石炭灰と製品としての超微粒子の性状の一
例を表３に示す。
【００１４】
【表３】
【００１５】このとき、排ガス量は、プラズマガス（Ａ
ｒ３０リットル／分，Ｎ2 ２００リットル／分）とクエ
ンチエアーのみで少量であり、かつ、排ガス中のＮＯx
濃度は、高温域をＮ2 プラズマによって不活性化してい
るため発生量が殆ど無く、５〜１０ppm 程度で安定であ
った。
ｒ３０リットル／分，Ｎ2 ２００リットル／分）とクエ
ンチエアーのみで少量であり、かつ、排ガス中のＮＯx
濃度は、高温域をＮ2 プラズマによって不活性化してい
るため発生量が殆ど無く、５〜１０ppm 程度で安定であ
った。
【００１６】なお、前記実施例は、１対のプラズマトー
チを用いているが、処理量等によっては、２対のプラズ
マトーチを上，下２段に取り付けて、超高温域の滞留時
間を増やすようにすること等も可能である。また、急速
冷却部２をトーチ下部に設け、ガス流れ方向を下向きと
すること等も可能である。更に、プラズマトーチは、金
属製トーチの他、グラファイトトーチとすることもでき
る。
チを用いているが、処理量等によっては、２対のプラズ
マトーチを上，下２段に取り付けて、超高温域の滞留時
間を増やすようにすること等も可能である。また、急速
冷却部２をトーチ下部に設け、ガス流れ方向を下向きと
すること等も可能である。更に、プラズマトーチは、金
属製トーチの他、グラファイトトーチとすることもでき
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明により、高付加価値なＳｉＯ2 の
リッチな粒径０．１μｍ以下の超微粒子を石炭灰から容
易に製造することができ、これを超高強度コンクリート
混和材等として利用することができる。従って、石炭灰
の有効利用を図ることができると共に埋立地の延命化を
図ることができる。
リッチな粒径０．１μｍ以下の超微粒子を石炭灰から容
易に製造することができ、これを超高強度コンクリート
混和材等として利用することができる。従って、石炭灰
の有効利用を図ることができると共に埋立地の延命化を
図ることができる。
【００１８】また、更に排ガス量が少なく、極低ＮＯx
濃度の石炭灰の超高温処理を行うことができる。
濃度の石炭灰の超高温処理を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例に用いられる装置の概略図で
ある。
ある。
１ 超高温炉 ２ 急速冷却部 ３ スラグ回収装置 ４ カソードトーチ ５ アノードトーチ ６ プラズマ結合部 ７ クエンチ用エアー ８ 石炭灰 ９ 超微粒子 １０ スラグ １１ 石炭灰供給管 １２ ガス抜き孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｊ 1/00 ＺＡＢ Ｚ 7704−3Ｋ
Claims (1)
- 【請求項１】 石炭灰をプラズマによって2300℃〜3000
℃に超高温処理して石炭灰中の主成分であるＳｉＯ2 を
一旦蒸発気化させた後、これを急速冷却して粒径０．１
μｍ以下のＳｉＯ2 リッチな超微粒子を製造することを
特徴とする石炭灰の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5144842A JPH0717707A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 石炭灰の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5144842A JPH0717707A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 石炭灰の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0717707A true JPH0717707A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=15371703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5144842A Withdrawn JPH0717707A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 石炭灰の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0717707A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001007363A1 (en) * | 1999-07-22 | 2001-02-01 | Atofina Research | Production of silica particles |
| CN104048303A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-09-17 | 华北电力大学 | 一种风水复合型多级冷却冷渣器 |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP5144842A patent/JPH0717707A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001007363A1 (en) * | 1999-07-22 | 2001-02-01 | Atofina Research | Production of silica particles |
| US6495114B1 (en) | 1999-07-22 | 2002-12-17 | Fina Research, S.A. | Production of silica particles |
| CN104048303A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-09-17 | 华北电力大学 | 一种风水复合型多级冷却冷渣器 |
| CN104048303B (zh) * | 2014-06-27 | 2016-04-20 | 华北电力大学 | 一种风水复合型多级冷却冷渣器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |