JPS5892489A - 未燃炭素を含有する石炭灰の処理法 - 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】 未燃炭素を含有する石炭灰の処理法に関するものである
。

石油価格の高騰、石油資源の枯渇等の理由から燃料とし
ての石炭が見直され、近年石炭使用量が増加する傾向に
あるが、これに伴って発生する多量の石炭灰の処分が問
題とたり早急に対処することが求められている。

ボイラーより排出捕集された石炭灰はこれを粒径ｌＩ４
！μ以下の石炭灰細粉と粒径４４ψμ以上の石炭灰粗粒
とに分級し、そのうちＪＩ８規格においてフライアッシ
ュと呼ばれている未燃炭素量が５重量外以下の石炭灰細
粉をフライアッシュセメントの原料として有効利用し、
それ以外の石炭灰粗粉は多くの場合埋立処分等の処理が
行われている。また、石炭灰の他の有効利用法としては
分級され九石炭灰細粉に対し燃料として２〜ＩＩ重量襲
の微粉炭を添加混合し、これを焼結させて軽量骨材を製
造する方法が知られているが、石炭灰と少量の微粉炭と
を均一に混合することが難かしくさらに、燃焼速度の遅
い石炭灰と揮発分が多くて燃焼速度が早い微粉炭とは燃
焼特性が異なるので、安定した焼結の為の／１００〜１
３ＱＯ″Ｃの製炭維持しがたく、均質で高強度のある軽
量骨材を＠造できなかったシ、微粉炭の過剰部分が異常
に温度上昇して熔融し、クリンカーが生成されたシする
欠点があった。さらに、石炭灰に粘土やベントナイト等
の添加剤を添加して造粒したのちロータリーキルン尋に
より高温焼結することＫよシ軽量骨材を製造する方法も
あるが、高温を得るためには多量の燃料たとえば軽量骨
材１１１Ｉ′製造するのに重油９０〜１ｏｏｓを必要と
することや添加剤を必要とすること等から製品コストが
上昇するという問題点がある。

本発明は前記のような問題点を解決して石炭灰を有効利
用できるようにした未燃炭素を含有する石炭灰の処理法
に関するもので、未燃炭素量が少ない石炭灰細粉と未燃
炭素量が多い石炭灰粗粉とを混合して未溶炭素量をよｊ
〜１．０重量％に調整し、次いで前記調整後の石炭灰に
水を加えて造粒し、後前記造粒石炭灰を焼結炉内に積重
して種火により表面部に着火したうえ下方から吸引しつ
つ通気して未燃炭素を自己燃焼させて焼結させることを
特鍛とするものであって、以下、本発明を第１図に示す
フローシートに基いて詳細に説明する（１）は石炭焚の
ボイラーで、該ボイラー（１）の排ガス中から排出され
てマルチクロン（２）や電気集塵機（３）等の各種集塵
機によシ捕集された未燃炭素を含有する石炭灰はサイロ
（４）に貯留される。そしてこの貯留された石炭灰は気
流分級機等の分級機（８）によシ未燃炭素量が！重量襲
以下Ｏ未燃炭素量の少ない粒径が例えばダｌμ以下程度
の石炭灰細粉と未燃炭素置がｔ−１ｉｒ重量％程度の未
燃炭素量の多い粒径が例えば４１μ以上の石炭灰粗粉と
に分級され、それぞれＯ細粉サイロ（６）と粗粉サイロ
（７）に貯留される。次に、細粉サイロ（６）及び粗粉
サイロ（７）中の石炭灰細粉と石炭灰粗粉との未燃炭素
量を測定し、最適な混合比率が得られる様混合比設定器
（至）で比率を設定してその比率に合せて計量機（８）
から定量的に該石炭灰細粉と石炭灰粗粉を混合機（９）
に投入し、未燃炭素量をよ５−ｔｒ：　ｏ重量外に混合
調整後給水機に）により給水し、バグミキサー等の加湿
混練機（ロ）によ多水分が１０−２！重ｊ　％となるよ
う調整後の石炭灰を加湿混練して造粒０為の１次凝集操
作を行ない、さらに、パン型ペレタイザー痔の造粒機（
至）で再度加湿して水分１５〜３０重量％で粒径！−２
０１ＥＭφの造粒石炭灰を得る。次いで、底部に火格子
Φηを有する箱形の焼結台車（至）が多数のウィンドボ
ックスα静上を移動するようにした下方吸引タイプの焼
結炉（至）の前記焼結台車（ト）内にこの造粒石炭灰Ｕ
）を厚さ２００−２３Ｏｎとなるよう積重する。そして
、造粒石炭灰（イ）が積重された焼結台車（至）を駆動
装置α◆によシ着火室ＯＱに導き、積重された造粒石炭
灰りの表面部を着火バーナーαηによシ初期着火し、さ
らに着火室α峠より移行する間にウィンドボックスＯ呻
から排ガスファン（イ）によって下方に吸引しながら通
気して造粒石炭灰（４中の未燃炭素を自己燃焼して造粒
物の充填による蓄熱効果と相俟ち石炭灰焼結の為に必要
な１１００〜１３００℃の高温を数分間維持するととも
に下方に向って高温熱風を流して下層の造粒石炭灰をも
乾燥着火させ、この操作を順次下方に向って火格子なυ
まで行って焼結台車（ト）の金層焼結を完了する。なお
、安定した焼結操作を行う為には下方に吸引される空気
量は焼結台車（至）の炉床面積当りＳ〜／　５　”’／
ｊ−ｎｉｎという条件下で行うとよい。

すなわち、こＯ＠引風量を’　−ｔ　”／ｗｌ、ｒｒｍ
以上とすると、焼結高温層を冷却してし亀ってｔｌｏｏ
　−１３００℃の高温を維持しがたく、逆にｊＹ〜、―
以下では焼結高温層下層の乾燥、着火に対して特に充分
な乾燥が行えず燃焼が継続しない。またこの風量は積重
された焼結完了層の蓄熱量によっても制御されなければ
ならず、各ウィンドボックス間には図示の様なシール板
曽を設けることが好ましい。

しかして、焼結を完了した造粒石炭灰は無端コンベヤ状
に移行する焼結台車に）が反転する際に排出されて骨材
サイロ翰に貯留される。なお、調整後の石炭灰中の未燃
炭素量をｊｊ−１ｒ、Ｏ重量外と限定したのは未燃炭素
量がよ！重量％未満では造粒石炭灰が自己燃焼して焼結
するのに必要なエネルギーが不足し、未焼結部分が多く
なって圧壊強度が低下し、軽量骨材として不充分となシ
、また、充分に焼結させるためには高温熱風等の外部エ
ネルギーを供給することが必要でこのための設備及び燃
費を必要とし製品コストの増大をまねくものであシ、他
方、未燃炭素置がｔ、Ｏ重量外以上では造粒石炭灰に熔
融が起）、クリンカーが生成して焼結石炭灰同志が融着
して軽量骨材として不適となるばかシでなく焼結台車か
らの排出も困難となって好ましくないからである。さら
に未燃炭素量の少ない石炭灰細粉と未燃炭素量の多い石
炭灰粗粉とを混合する理由は未燃炭素量の少ない石炭灰
細粉を加えないと水分を加えても造粒し難く、また１石
炭灰細粉のみでは未燃炭素量が不足するためで、ボイラ
ーよシ排出捕集された石炭灰をそのまま造粒して焼結し
たのでは焼結不足や焼結過多のどちらかになる危険性が
大きく、均質な軽量骨材は得られない。なお、一般に石
炭灰を分級機で分級することによル、未燃炭素量の少な
い石炭灰細粉と未燃炭素量の多い石炭灰粗粉とに分級す
るのね、第一図に示したように石炭灰の粒度と未燃炭素
量との間には１図に示すような関係すなわち粒度が細か
い石炭灰細粉中には未燃炭素量が少なく、粒度の粗い石
炭灰粗粉中には未燃炭素量が多いという関係があるから
であシ、炭種や石炭の燃焼法、ボイラ型式が決まれば分
級操作と未燃炭素量の測定とを繰シ返すことによって所
定粒度例えばダダμで分級すれば所定の未燃炭素量を例
えば！重量外以下に分級することが簡単にてきるからで
ある。又造粒石炭灰の粒径は構造用軽量コンクリート用
骨材として有効利用する為には！；−２０１φとするの
が好ましいが、これ以外の用途たとえば断熱材、防音材
、土質改良材として使用する場合については他Ｏ粒径範
囲でもよい。しかしながら、造粒石炭灰０粒径を細かく
しすぎたときには、通気抵抗が大きくなシ、空気との接
触が不十分となるため自己蛤焼が困難となるうえ造粒石
炭灰のまま大格子から落下する危険が大きく、一方、粒
径が極端に大きいときには造粒石炭灰の中心部分が充分
に燃焼せずに未燃炭素がそのまま残留するため、エネル
ギーが不足して適正な焼結石炭灰が形成されない危険が
大きくて好ましくない。

実施例 Ａ、ＢおよびＣの各石炭焚火力発電所において集塵機に
より捕集された第２表に示すような組成を有する石炭灰
を準備し、この石炭灰を気流分級機によりｔＩｌｌμを
境に分級して未燃炭素量が３〜ｌｊ富置％装石炭灰細粉
と未燃炭素量が１．２−ｆ６重量％の石炭灰粗粉を得た
後、第１表に示す割合でこの石炭灰細粉と石炭灰粗粉と
を混合後バグミキサーにおいて水分なｌｌ−７９重量襲
外見て加湿混合し、さらに、パン型造粒機において水分
が２３〜２１Ｉ重置％となるよう加湿して造粒し、粒径
１０−／／ｙｍφＯ造粒石炭灰を得た。そしてこの造粒
石炭灰を車幅が０．３ｍで車長が０．６　ｌＩｍ、の焼
結台車中に約２００１１１１の高さに穆重し、吸引速ａ
ｔｔｏ−ｉ２”、へ、ｍｉｎとして下方に吸引しつつ着
火し、焼結温度／Ｉ！；０−／ＡＯ”Ｃ１焼結時間３５
分、焼結台車速度０１３１′／１ＴＩｉｎの条件下で連
続的に下方吸引タイプの焼結炉で通気しつつ焼結して骨
材を得た。そして、焼結台車内の上中下段から各段３個
の骨材を採取し、その圧壊強度、絶乾比重および吸水率
を測定し、それらの平均値を第１表に試料番号ｌ〜９と
して示した。一方、石炭灰細粉と石炭灰粗粉とを混合し
て得られた調整後の石炭灰中の未燃炭素量が本発明のよ
５−ｔＯ重量％の範囲に入らない石炭灰および石炭灰細
粉に微粉炭ｔ　／−ｊ重量外混合して得られた石炭灰を
上記と同様な方法で造粒焼結して試験し、それらの結果
を参考例および従来例として第１表に試料番号１０−７
４および試料番号！７〜２ｊとして示した。

第１表　　石炭灰の焼結処理例 さらに、本発明で得られた骨材を用いてＪＩ８３ＱＱＺ
に準じてコンクリートの圧縮試験を行ったところ、石炭
灰細粉に微粉脚を混合して得られた石炭灰を原料とした
骨材を用いたコンクリートの圧縮強度ａｔＩＯ−に対し
て、本発明法による骨材を用いたコンクリートの圧縮強
度は！　００　’／−であシ、強度が優っていることが
確認された。なお、前記実施例に示した石縦灰Ｏ組成は
下記の表に示すとおりである。

第２表　石炭灰の組成例 本発明は以上の説明によって明らかなように、火力発電
所等から発生する石炭灰のうち有効利用の図られていた
石炭灰細粉と有効利用の道がなかった石炭灰粗粉を混合
して未燃炭＊　ｔ　ｊ、　ｓ〜ｇ。

重量％に調整したのち造粒し、自己燃焼によシ焼結する
ことによって、従来有効利用Ｏ道がなかった石炭灰粗粉
を軽量骨材として有効利用できる未燃炭素を含有する′
石炭灰の処理法として産業上極めて有用なもので６る＠

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すフローシート。 第２図は石炭灰Ｏ粒度と未燃炭素量との関係を示すグラ
フである。 特許出願人　　日本碍子株式会社 同　　　　　　関西電力株式会社 第２図 社　　＆　ω町 第１頁の続き ■出　願　人　中部電力株式会社 名古屋市東区東新町１番地

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 未燃炭素量が少ない石炭灰細粉と未燃炭素量が多い石炭
   灰粗粉とを混合して未燃炭素量をよｊ〜にＯ重量％に調
   整し、次いで前記調整ＩＩの石炭灰に水を加えて造粒し
   、後前記造粒石炭灰を焼結炉内に積重して種火によシ表
   面部に着火したうえ下方から吸引しつつ通気して未燃炭
   素を自己燃焼させて焼結させることを特徴とする未燃炭
   素を含有する石炭灰の処理法０