JPS637112B2 - - Google Patents

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JPS637112B2
JPS637112B2 JP58077129A JP7712983A JPS637112B2 JP S637112 B2 JPS637112 B2 JP S637112B2 JP 58077129 A JP58077129 A JP 58077129A JP 7712983 A JP7712983 A JP 7712983A JP S637112 B2 JPS637112 B2 JP S637112B2
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JP
Japan
Prior art keywords
ash
fluidized bed
bed combustion
landfill
combustion ash
Prior art date
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Expired
Application number
JP58077129A
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English (en)
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JPS59203681A (ja
Inventor
Hiroyuki Matsumura
Taisuke Shibata
Jun Tatebayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Priority to JP58077129A priority Critical patent/JPS59203681A/ja
Publication of JPS59203681A publication Critical patent/JPS59203681A/ja
Publication of JPS637112B2 publication Critical patent/JPS637112B2/ja
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、燃料である石炭灰および脱硫剤であ
る石灰石より構成される流動床における流動床燃
焼の際に発生する石炭灰および脱硫済脱硫剤より
なる流動床燃焼灰の海水域への埋立処分または投
棄処分方法、詳しくは流動床燃焼灰に加湿造粒処
理を施し粒状の成形体とした後に常温の大気中に
て養生ことによつて、埋立処分時の埋立効率
(Dry−t/m3:灰処分場単位体積当りに処分し
得る流動床燃焼灰量)を向上させるとともに処分
場内の浸漬海水のPHを排水基準における規制値内
の9.0以下に維持することを特徴とする流動床燃
焼灰の処理方法に関するものである。 近年我国においては、1970年代の石油危機以来
の国際的な石油供給不安に対処すべく、石油代替
エネルギーの開発が国家的な課題となり、その一
つとして石炭エネルギーがクローズアツプされて
いる。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つたが、最近新しい燃焼方
式として流動床燃焼が注目されている。これは燃
料である石灰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床を構成させる方
式である。流動床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に燃焼石灰の品種に
関する制約が少ないこと、第3に750〜950℃の低
温燃焼が可能でありサーマルNOx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
動床燃焼の実用化に関する課題の一つに流動床燃
焼灰の固有の特性に起因する灰処理上の問題があ
る。流動床燃焼灰は従来の微粉炭燃焼灰と比較し
て、燃焼温度が低く未溶融灰であることならびに
生石灰(CaO)、型無水セツコウ(CaSO4)よ
りなる脱硫済脱硫剤を含有することが主たる特徴
である。 従来、我国において発生する石炭灰の大部分は
微粉炭燃焼によるものであり、その一部はセメン
ト混和材、セメント原料などに再利用され、残り
は埋立処分もしくは投棄処分に供されていた。し
たがつて、流動床燃焼灰においても同様に資源と
しての有効利用ならびに埋立処分などが考えられ
るものの、流動床燃焼灰の固有の特性を充分に考
慮した独自の有効利用もしくは処分方式の確立が
流動床燃焼ボイラの実用化にとつてきわめて重要
であり、とくに、流動床燃焼灰の大量処理にとつ
ては、まず埋立処分もしくは投棄処分を円滑に実
施し得る技術の確立が不可欠である。流動床燃焼
灰の埋立処分もしくは投棄処分の際の、流動床燃
焼灰の固有の特性に起因する主たる問題点は、第
1に燃焼温度が低く未溶融灰であるため形状が非
球状であり、埋立効率が小さいこと、第2に脱硫
済脱硫剤中には未反応の生石灰が存在し、流動床
燃焼灰には通常5〜30重量%の生石灰が含有さ
れ、この大量のアルカリ成分のため埋立処分地な
どにおける埋立時の余水のPHが上昇し、余水を公
共用水域に排出する際にはPH対策が必要なことで
ある。 通常、流動床燃焼灰はその発生系統によつて燃
焼炉オーバフロー灰と集塵機捕集灰(サイクロン
灰、電気集塵灰)に区分される。これらの発生箇
所における発生燃焼灰の割合は流動床燃焼の際の
燃焼システム、運転条件によつて大幅に異なるも
のの大略次の通りである。 燃焼炉オーバフロー灰 0〜40wt% サイクロン灰 30〜60wt% 電気集塵灰 30〜40wt% このうち燃焼炉オーバフロー灰は通常数mmの塊
状であり、埋立効率は1.4〜1.5Dry−t/m3と大
きい。またアルカリ成分の溶出速度が小さいため
通常、埋立処分などにおける浸漬海水のPHは9.0
以下である。このため、燃焼炉オーバフロー灰は
そのままの状態で埋立処分もしくは投棄処分に供
することができる。一方、集塵機捕集灰(サイク
ロン灰、電気集塵灰)は通常数μ〜数十μの微細
粒子であり、未溶融灰のため形状が非球状であ
り、埋立効率は0.2〜0.5Dry−t/m3と相当に小
さい。因に、通常の微粉炭燃焼灰の埋立効率は約
0.8Dry−t/m3である。なおここで埋立処分時
などの際の埋立効率は通常、突き固め、転圧、振
動などの処置を施さない際のカサ密度に相当す
る。このため、埋立効率の測定方法は粉体では
JIS5101に準拠したものであり、粒状物、塊状物
では自然落下状態にて容器中に充填し測定したも
のである。すなわち埋立効率の測定方法は、カサ
測定器を水平にし、漏斗台に漏斗を取り付け、漏
斗上にふるいを載せ、この漏斗の下方において、
受器を受器台に正しく重ね、試料の1さじをふる
いの上に載せ、これを幾分かた目の小ばけでふる
いの全面を一様に軽くふいて試料を分散落下さ
せ、漏斗を経て受器に受け、試料が受器に山盛り
となるまでこの操作を繰り返し、次に一辺が直線
のへらで山の部分を削り取つた後、受器の内容物
の質量をはかり、次式により埋立効率を求めるも
のである。 埋立効率(Dry−t/m3)=流動床燃焼灰重量/受器の
内容積 また粒状物、塊状物の場合は、造粒処理を施し
た流動床燃焼灰を1メスシリンダー中へ自然落
下にて充填し、充填した流動床燃焼灰重量(ただ
し造粒処理前の減灰量)および見掛の体積を測定
し、次式によりカサ密度(埋立効率に相当する)
を求める。 カサ密度(Dry−t/m3)=流動床燃焼灰重量/見掛の
体積 埋立効率の小さい燃焼灰では、埋立処分地の使
用寿命が大幅に短縮されるとともに、処分場への
輸送の際のトラツクなどの容積効率が低下し搬送
費用が増加する。また集塵機捕集灰は微細なため
表面積が大きくなりかつ処分場などでの海水域に
おける沈降速度が小さく、埋立処分または投棄処
分の際に流動床燃焼灰からのアルカリ成分の溶出
量が大となり、通常浸漬海水のPHは9〜11とな
る。浸漬海水を海域などの公共用水域に排出する
際の水質は水質汚濁防止法に基づく排水基準によ
つてPH5.0〜9.0と規制されており、中和処理など
の対策が不可欠である。また通常の微粉炭燃焼灰
の埋立処分などにおいては粉塵防止のため、混水
量20〜40%の水分の添加による加湿処理または加
湿混練処理が実施されており、流動床燃焼灰の埋
立処分などにおいても同様の加湿処理または加湿
混練処理が考えられる。しかしながら、流動床燃
焼の加湿処理または加湿混練処理は粉塵防止には
効果的であるが、埋立効率の向上ならびに埋立処
分地などにおける浸漬海水のPH抑制には効果が認
められない。すなわち、混水量10〜60%での加湿
処理または加湿混練処理では、埋立効率は粉体状
態とほとんど差異がなく、また埋立処分地などに
おける浸水海水のPHについてもPHの抑制効果は認
められずむしろPHが上昇することもある。このた
め、流動床燃焼灰のうち集塵機捕集灰(サイクロ
ン灰、電気集塵灰)の円滑なる埋立処分または投
棄処分にとつては、簡素な操作でかつ安価に流動
床燃焼灰の埋立効率を増大させ、かつ埋立処分地
などでの浸漬海水のPHを排水基準における規制値
内に抑制する処理方式が望まれている。 本発明は上記の諸点に鑑み、流動床燃焼灰の埋
立処分または投棄処分を円滑に実施すべく、埋立
効率の向上ならびに浸漬海水のPHを規制値以下に
抑制することを目的としてなされたもので、燃料
としての石炭および脱硫剤としての石灰石より構
成される流動床における流動床燃焼の際に発生す
る石炭灰および脱硫済脱硫剤からなる流動床燃焼
灰のうち集塵機であるサイクロンまたは電気集塵
機にて捕集される燃焼灰中のCa/Sモル比が6
以下の燃焼灰を海水域に埋立処分または投棄処分
する際に、混水量が20〜70%、望ましくは30〜60
%となるよう海水または淡水を流動床燃焼灰に添
加しつつ、粒径が2〜10mm、望ましくは3〜6mm
となるよう造粒処理を施し、ついで常温の大気中
にて5〜120時間養生した後、埋立処分または投
棄処分することを特徴とする石灰焚流動床ボイラ
発生灰の処理方法を提供するものである。 以下、本発明の構成を詳細に説明する。まず流
動床燃焼灰の加湿造粒において造粒過程時に生じ
る圧密作用によつて造粒物の空〓率が小さくな
り、埋立効率が増大する。また流動床燃焼灰中の
脱硫済脱硫剤に含まれる生石灰、型無水セツコ
ウの水分存在下での自己凝結性によつて造粒直後
においても輸送、ハンドリングなどの際に崩壊し
ない程度の機械的強度を発現する。一方、造粒処
理後の常温での養生期間中に流動床燃焼灰中の成
分の水和反応によつてエトリンガイト(3CaO・
Al2O3・3CaSO4・32H2O)が生成し、造粒物の
強度はさらに増加する。このように、流動床燃焼
灰はその固有の性状により適切な造粒処理を施す
ことによつて埋立効率が大きい造粒物とすること
ができる。また流動床燃焼灰の造粒処理後の大気
中での養生によつて埋立処分時の浸漬海水のPHが
9.0以下と低いのは次の現象によるものである。 (1) 造粒処理によつて処分地における海水と接触
する表面積が小さくなるとともに、海水域での
沈降速度が大きくなり、流動床燃焼灰からのア
ルカリ成分の溶解量が小さくなる。 (2) 流動床燃焼灰中の成分と水分による水和反応
によつて流動床燃焼灰表面にエトリンガイト層
が生成し、生石灰などのアルカリ成分が内部に
封じこめられる。 (3) 流動床燃焼灰の造粒物と海水との接触によつ
て、海水中に存在する塩化マグネシウムと流動
床燃焼灰中の生石灰および/または消石灰との
反応によつて流動床燃焼灰表面に水酸化マグネ
シウム皮膜が形成され、アルカリ成分の溶出が
抑制される。 なお造粒物の粒径は2〜10mm、望ましくは3〜
6mmが適切である。ここで、流動床燃焼灰の加湿
造粒に使用される造粒機は、通常市販されている
各種の造粒機が適用できるものの、成形性、設備
費、ランニングコストならびに保守維持性を考慮
すれば、転動皿型造粒機、ドラム型造粒機、ブリ
ケツト型圧縮造粒機が適切である。このように本
発明の目的とするところは流動床燃焼灰の加湿造
粒後常温にて大気養生を施すことによつて、流動
床燃焼灰の埋立効率を向上させるとともに浸漬海
水のPHを9.0以下とするところにある。 つぎに、実施例および比較例について説明す
る。 実施例および比較例に用いた流動床燃焼灰の構
成成分は表1の如くである。流動床燃焼灰の埋立
効率測定方法および流動床燃焼灰造粒物の埋立効
率測定方法は前述の方法を用いた。また流動床燃
焼灰浸漬海水のPH測定方法は、1用メスシリン
ダー中に海水900mlを注入し、上部より流動床燃
焼灰(加湿混練物、造粒物)100gを自然落下さ
せた後にPHを測定する方法を用いた。
【表】 実施例 1、2 表1に示す燃焼灰A、B、Cを転動皿型造粒機
(皿径1m)を用いて造粒した。造粒条件は表2
に示す如くであつた。造粒物は粒径3〜6mmであ
り、この造粒物を高さ2mの所からコンクリート
床上に落下しても全く破壊しなかつた。
【表】 表2における燃焼灰Aを2日間常温大気養生し
た場合を実施例1、燃焼灰Bを2日間常温大気養
生した場合を実施例2とし、埋立効率を求めると
表3の如くであつた。 比較例 1〜3 表1に示す燃焼灰A、Bに、通常の微粉炭燃焼
灰にて粉塵発生防止のために実施されている加湿
処理(この場合は混水量40%)を施した。燃焼灰
Aの場合を比較例1、燃焼灰Bの場合を比較例2
とした。また表2に示す燃焼灰Cを造粒したもの
を2日間常温大気養生した場合を比較例3とし
た。これらについて埋立効率を求めると表3の如
くであつた。なお流動床燃焼灰投入前の海水のPH
は8.2〜8.3であつた。
【表】 表3より、流動床燃焼灰のうち集塵機捕集灰に
加湿造粒処理を施した後に、常温の大気中にて養
生することによつて、埋立効率が著しく向上する
とともに浸漬海水のPHを排水基準における規制値
内に抑制させることができることがわかる。 以上説明したように、本発明によれば石炭を燃
料とする流動床燃焼の際に発生する流動床燃焼灰
の海水域への埋立処分または投棄処分の際に埋立
効率を著しく向上させることができるとともに浸
漬海水のPHを排水基準における規制値内の9.0以
下とすることが可能であり、本発明は流動床燃焼
灰の埋立処分または投棄処分を円滑に実施し、国
土の活用に寄与する技術としてきわめて有益であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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床における流動床燃焼の際
    に発生する石炭灰および脱硫済脱硫剤からなる流
    動床燃焼灰のうち、集塵機であるサイクロンおよ
    び/または電気集塵機にて捕集される燃焼灰中の
    Ca/Sモル比が6以下の燃焼灰を海水域に埋立
    処分または投棄処分する際に、混水量が20〜70%
    となるよう海水または淡水を流動床燃焼灰に添加
    しつつ、粒径が2〜10mmとなるよう造粒処理を施
    し、ついで常温の大気中にて5〜120時間養生し
    た後、埋立処分または投棄処分することを特徴と
    する石炭焚流動床ボイラ発生灰の処理方法。
JP58077129A 1983-04-30 1983-04-30 石炭焚流動床ボイラ発生灰の処理方法 Granted JPS59203681A (ja)

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JP58077129A JPS59203681A (ja) 1983-04-30 1983-04-30 石炭焚流動床ボイラ発生灰の処理方法

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JPS59203681A JPS59203681A (ja) 1984-11-17
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01149409U (ja) * 1988-04-02 1989-10-17

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01149409U (ja) * 1988-04-02 1989-10-17

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