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この項目の情報は公開日時点(2020年6月4日)のものです。
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図面 (2)

課題

セメント混和材として石炭灰を使用するにあたり、分級粉砕することにより、フロー値比及び活性度指数を改善できる石炭灰の処理方法を提供することを目的とする。

解決手段

石炭灰に露点が−40℃〜−25℃である空気を供給して、石炭灰に接する空気の相対湿度が5%〜30%の範囲まで、かつ、石炭灰に接する空気の露点が−20℃〜0℃の範囲となるまで乾燥する工程、その後、前記石炭灰を分級する工程を含むことを特徴とする石炭灰の処理方法。

概要

背景

火力発電所石炭焚きボイラーなどから発生する石炭灰の排出量は年々増加し、セメント原料混合材としての適用が広く知られている。そして、混合材として使用するとき未燃カーボン残留粒度の調整が必要とされる。残留炭素を除き、同時に粒度調製をする方法として特許文献1がある。しかし、ショートキルン流動床を用いた600℃〜900℃の高温処理分級処理前冷却装置を必要としていた。

概要

セメント混和材として石炭灰を使用するにあたり、分級粉砕することにより、フロー値比及び活性度指数を改善できる石炭灰の処理方法を提供することを目的とする。石炭灰に露点が−40℃〜−25℃である空気を供給して、石炭灰に接する空気の相対湿度が5%〜30%の範囲まで、かつ、石炭灰に接する空気の露点が−20℃〜0℃の範囲となるまで乾燥する工程、その後、前記石炭灰を分級する工程を含むことを特徴とする石炭灰の処理方法。

目的

本発明は、セメント混和材として石炭灰を使用するにあたり、分級や粉砕をすることにより、フロー値比及び活性度指数を改善できる石炭灰の処理方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

石炭灰露点が−40℃〜−25℃である空気を供給して、石炭灰に接する空気の相対湿度が5%〜30%の範囲まで、かつ、石炭灰に接する空気の露点が−20℃〜0℃の範囲となるまで乾燥する工程、その後、前記石炭灰を分級する工程を含むことを特徴とする石炭灰の処理方法

請求項2

石炭灰に露点が−40℃〜−25℃である空気を供給して、石炭灰に接する空気の相対湿度が5%〜30%の範囲まで、かつ、石炭灰に接する空気の露点が−20℃〜0℃の範囲となるまで乾燥する工程、その後、前記石炭灰を粉砕する工程を含むことを特徴とする石炭灰の処理方法。

技術分野

0001

本発明は、石炭灰処理方法に関する。

背景技術

0002

火力発電所石炭焚きボイラーなどから発生する石炭灰の排出量は年々増加し、セメント原料混合材としての適用が広く知られている。そして、混合材として使用するとき未燃カーボン残留粒度の調整が必要とされる。残留炭素を除き、同時に粒度調製をする方法として特許文献1がある。しかし、ショートキルン流動床を用いた600℃〜900℃の高温処理分級処理前冷却装置を必要としていた。

先行技術

0003

特開2007−780号公報

発明が解決しようとする課題

0004

本発明は、セメント混和材として石炭灰を使用するにあたり、分級粉砕をすることにより、フロー値比及び活性度指数を改善できる石炭灰の処理方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

すなわち、本発明は、下記の構成を有する石炭灰の処理方法である。

0006

石炭灰に露点が−40℃〜−25℃である空気を供給して、石炭灰に接する空気の相対湿度が5%〜30%の範囲まで、かつ、石炭灰に接する空気の露点(以降、Tdと称す)が−20℃〜0℃の範囲となるまで乾燥する工程、その後、前記石炭灰を分級する工程を含むことを特徴とする石炭灰の処理方法、を提供する。

0007

石炭灰に露点が−40℃〜−25℃である空気を供給して、石炭灰に接する空気の相対湿度が5%〜30%の範囲まで、かつ、石炭灰に接する空気のTdが−20℃〜0℃の範囲となるまで乾燥する工程、その後、前記石炭灰を粉砕する工程を含むことを特徴とする石炭灰の処理方法、を提供する。

発明の効果

0008

本発明の石炭灰の処理方法によると、遠心式分級機等での分級後、処理品のJIS A 6201によるフロー値比及び活性度指数を改善できる。さらに、ボールミル等での粉砕においても処理品のJIS A 6201によるフロー値比及び活性度指数を改善できる。

図面の簡単な説明

0009

本願発明の模式的なフローの一例を示す図である。

0010

10吸着方式乾燥機
21タンク
22石炭灰
23湿度露点計
30分級機や粉砕機

0011

本発明の石炭灰の処理方法について各工程に分けて、詳細に説明する。

0012

1.空気の乾燥工程
図1に、本工程及び次工程(石炭灰の乾燥工程)の模式的なフローの一例を示す。
本発明においては、まず、石炭灰の乾燥に用いる露点が−40℃〜−25℃である空気を得るため、空気の乾燥を行う。空気の乾燥方法としては、例えば、吸着方式による乾燥や圧縮方式の乾燥が挙げられる。
吸着方式による乾燥は、水分を吸着しやすい固体吸湿材)に空気を通過させることにより除湿を行う。吸着能力の低下した物質は温度を上げた空気によって乾燥させることにより再生することができる。吸着方式による乾燥を行う場合は、吸着塔吸着剤充填した2基を吸着・再生を切り替えながら使用することが好ましい。また、ハニカムローター回転式吸着性ローターを回転させ吸湿・再生を繰り返すものを用いても良い。具体的な装置としては、Munters社製のハニカム除湿システム(MB型)等が挙げられる。
なお圧縮方式の乾燥は、圧縮機で空気を圧縮することにより除湿を行うものである。
本発明において、石炭灰の乾燥に用いる空気の露点が−40℃〜−25℃以外では、次工程の石炭灰の乾燥工程において、石炭灰に接する空気の相対湿度及びTdを所定の範囲に調整することが困難となる。

0013

2.石炭灰の乾燥工程
図1においては、吸着方式の乾燥機10で得られた乾燥空気を、石炭灰22を予め投入したタンク21に供給する。本発明においては、乾燥空気を3000mmAq〜5000mmAq(より好ましくは4000mmAq〜5000mmAq)の圧力、400Nm3/h〜600Nm3/h(より好ましくは500Nm3/h〜600Nm3/h)の流量で供給することが好ましい。
なお、本発明においては、石炭灰の乾燥を早めるために、タンク底部から乾燥空気を送入することが好ましい。

0014

本発明においては、石炭灰に接する空気の相対湿度が5%〜30%(好ましくは10%〜25%、より好ましくは10%〜20%)の範囲まで、かつ、Tdが−20℃〜0℃(好ましくは−15℃〜0℃、より好ましくは−10℃〜−5℃)の範囲となるまで乾燥する。石炭灰に接する空気の相対湿度が5%〜30%の範囲外では、その後の分級や粉砕でフロー値比及び活性度指数を改善できる効果が低下する。また、Tdを−20℃未満とすることは非効率である。Tdが0℃を越えると、その後の分級や粉砕でフロー値比及び活性度指数を改善できる効果が低下する。
なお、石炭灰に接する空気の相対湿度及びTdは、例えば、図1に示すようにタンク底部に設けた湿度・露点計23で測定できる。

0015

本工程においては、タンク内での混合及び乾燥空気との接触時間の確保のために、図1実線に示すように、タンク底部から乾燥の進んだ一部の石炭灰を抜きだし、該抜き出した石炭灰をタンク上部から循環させることが好ましい。

0016

3.分級又は粉砕工程
本発明においては、石炭灰に接する空気の相対湿度が5%〜30%の範囲まで、かつ、Tdが−20℃〜0℃の範囲となるまで乾燥した石炭灰を、分級又は粉砕する。前記範囲になるまで石炭灰を乾燥することにより、未乾燥の石炭灰を分級又は粉砕した場合に比べて、JIS A 6201によるフロー値比及び活性度指数を改善できる。

0017

分級装置は特に限定するものではなく、例えば、分級ローターを用いた遠心力方式の分級機を用いることができる。
本発明においては、空気を用いた分級でも石炭灰が適度に乾燥しているため、分散性が良好であり分級効率が高い。また、分級に用いる空気が湿っていても分級時の凝集を防ぐことができる。さらに、空気温度が低くても、分級時の凝集を防ぐことが容易である。

0018

粉砕装置も特に限定するものではなく、例えば、高速回転粉砕機や、容器駆動型ミルの粉砕機を用いることができる。
高速回転粉砕機は、開放空気型が多く、ハンマーミル(高速回転のハンマー供給粒子に衝撃を与え粉砕する。粉砕製品の粒度コントロールが可能)、ピンミル(数十本のピンを向かい合った2枚の円板表面につけ、高速回転させることで対象物を粉砕)等がある。
容器駆動型ミルは、密閉空気型と通風型とがある。回転ミル水平軸を中心に容積の3分の1程度を満たす量の粉砕媒体回転円筒の中に充填、回転によって対象物を粉砕する)、振動ミル円筒状またはトラフ状のミル内に粉砕媒体を充填、ミルに振動を与えることで媒体動き、粉砕する)、遊星ミル(対象物と一緒に粉砕媒体を充填した容器が自転し、公転する機構による衝突力で粉砕する)が代表的である。

0019

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
1.石炭灰
使用した石炭灰の性状を表1(乾燥前石炭灰)に示す。なお、フロー値比及び活性度指数(材齢28日)は、JIS A 6201に準じて測定した。

0020

(1)空気の乾燥工程
吸湿剤内蔵除湿装置:Munters社製のハニカム除湿システム(MB型)を用いて、相対湿度:0%、露点:−35℃の空気を調製した。
(2)石炭灰の乾燥工程
前記乾燥空気を、図1に示すように、石炭灰を収納したタンク(内容積:30m3)へ圧力3000〜5000mmAq、流量500Nm3/hで供給し、表1に示す乾燥後石炭灰を調製した。石炭灰に接する空気の相対湿度(表1〜3では「湿度(RH%)」と表記する)及びTd(表1〜3では「露点Tg(℃)」と表記する)は、図1に示すようにタンク底部に設けた湿度・露点計(VAISALA社製HM46)で測定した。
なお、石炭灰処理量は20t/バッチである。
また、本工程においては、タンク底部から乾燥の進んだ一部の石炭灰を抜きだし、該抜き出した石炭灰をタンク上部から循環させて石炭灰を乾燥した。石炭灰循環量は、20t/hである。

0021

0022

(3)分級工程
分級機は、セイシン社製クラシールN−20を用いた。性能は、分級風量:20m3/min、処理量:0.1〜3.0t/h、ローター回転数:最大6100rpmである。
分級条件は以下の通りである。
A−0、A−1:原料投入量150kg/h、分級風量1500m3/h、セパレータ回転数800rpm
B−0、B−1:原料投入量 150kg/h、分級風量1500m3/h、セパレータ回転数 1000rpm

0023

なお、上記A−0及びB−0は、表1の乾燥前石炭灰、上記A−1及びB−1が乾燥後石炭灰である。表2に各分級条件で処理した石炭灰の性状を示す。

0024

0025

(4)粉砕工程
粉砕機は、ボールミルを用いた。
粉砕条件は以下の通りである。
C−0,C−1:粉砕処理量48kg/h、ミル回転数72.4rpm、通風量900m3/h。
表3に上記条件で粉砕処理した石炭灰の性状を示す。
なお、C−0は乾燥前石炭灰、C−1は乾燥後石炭灰を粉砕したものである。

0026

実施例

0027

表2〜3から、本発明の処理方法によって処理した石炭灰は、本発明の処理方法以外の処理(乾燥していない)をした石炭灰に比べて、JIS A 6201によるフロー値比及び活性度指数が改善することが分かる。

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