CN103951295A - 水泥制造装置及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是提供一种可使未燃碳含有量保持在容许范围内，同时使飞灰的使用量增加的水泥制造装置等。该水泥制造装置包括：用以除去石膏内所含有的未燃碳的除去机构；将已由前述除去机构除去未燃碳的石膏与熟料一起粉碎以产生水泥的粉碎机构；前述除去机构除去石膏内所含有的未燃碳，并且除去飞灰内所含有的未燃碳，前述粉碎机构将已除去未燃碳的飞灰与已除去未燃碳的石膏及熟料一起粉碎；用以测定由前述粉碎机构产生的水泥的未燃碳含有量的测定机构；根据由前述测定机构而得的测定值计算出前述飞灰对前述水泥的混合量的计算机构。

Description

水泥制造装置及制造方法
本申请是国际申请号为PCT/JP2007/073140、国际申请日为2007年11月30日、国家申请号为200780049516.3、发明名称为“水泥制造装置及制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及水泥制造装置及制造方法，特别是涉及能够使水泥的未燃碳含有量保持在容许范围内，同时使飞灰的使用量增加的水泥制造装置及制造方法。
背景技术
过去，在燃煤火力发电厂等所产生的飞灰，被利用为水泥用混合材料、混凝土用混合材料、人工轻量骨材的原料等。此时，由于飞灰中未燃碳产生多种问题，故有必要去除未燃碳，因而有多种的技术被揭示。特别是将飞灰利用为水泥用混合材料时，在通过湿式浮选法进行的脱碳处理后，将湿灰向水泥磨前添加，被认为是最能够抑制设备成本和运转成本的有效方法。
因此，在将飞灰利用为水泥用混合材料时，在向飞灰中加水做成泥浆后，添加起泡剂进行搅拌，同时使之产生气泡，使飞灰中的未燃碳附着于该气泡，去除气泡，将飞灰中的未燃碳去除后，与熟料同时于水泥磨中粉碎（例如，参考专利文献1）。
专利文献1：日本专利，特许第3613347号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如前所述，水泥内所含有的未燃碳是各种弊害的主要原因，故在将飞灰混合至水泥时，需尽力降低混合后的水泥内所含有的未燃碳的量。另一方面，在废弃物处理日渐困难的现今，飞灰等废弃物的有效利用已被列为重要课题之一，在水泥制造工序中，强烈期望可以利用更多的飞灰。
但是，即使利用前述方法除去飞灰中的未燃碳，其除去量亦有限，完全除去飞灰内所含有的未燃碳是很困难的。因此，要使未燃碳的含有量保持在容许范围内，就不得不限制飞灰的使用量，使得增加飞灰的使用量变得极为困难。
因此，鉴于前述现有技术的问题点，本发明的目的是提供能够使水泥的未燃碳含有量保持在容许范围内，同时使飞灰的使用量增加的水泥制造装置及制造方法。
为了解决课题的手段
本发明人为达到前述目的，经反覆专心研究后，发现混合了飞灰的水泥内所含有的未燃碳不只是飞灰中的未燃煤，亦包括许多石膏中的未燃碳，且将石膏混合于熟料前，通过除去石膏中的未燃碳，可大幅减少水泥的未燃碳含有量。
本发明是根据前述知识而做出的，作为本发明的水泥制造装置，包括：用以除去石膏内所含有的未燃碳的除去机构；将已由前述除去机构除去未燃碳的石膏与熟料一起粉碎以产生水泥的粉碎机构。
这样，根据本发明，可与已由除去机构除去石膏内所含有的未燃碳的量相应地减少水泥的未燃碳含有量。另外，在将飞灰利用于水泥制造工序中时，可与已由除去机构除去石膏内所含有的未燃碳的量相应地使飞灰的使用量增加，故可使水泥中的未燃碳含有量保持在容许范围内，同时使飞灰的使用量增加。
在前述水泥制造装置中，亦可构造成前述除去机构除去石膏内所含有的未燃碳，并且除去飞灰内所含有的未燃碳，前述粉碎机构将已除去未燃碳的飞灰与已除去未燃碳的石膏及熟料一起粉碎。根据前述构造，可共用自飞灰及石膏除去未燃碳的除去机构，故可防止增加设备成本及运转成本。
在前述水泥制造装置中，亦可构造成前述除去机构在除去飞灰内所含有的未燃碳的同时，除去石膏内所含有的未燃碳，故可缩短进行除去处理所需的时间，使得运转成本进一步降低。
在前述水泥制造装置中，亦可包括用以测定由前述粉碎机构产生的水泥的未燃碳含有量的测定机构；根据由前述测定机构而得的测定值计算出前述飞灰对前述水泥的混合量的计算机构。如果根据由计算机构而得的计算值设定飞灰的混合量，则可确实地防止因飞灰混合过多而造成水泥的未燃碳含有量超过容许值，又，可将飞灰混合至使水泥中的未燃碳含有量保持在容许范围内的极限量附近为止，且亦能确保预定的水泥品质同时有效地使用飞灰。
又，本发明是水泥制造方法，其特征在于，除去石膏内所含有的未燃碳，将已除去未燃碳的石膏与熟料一起粉碎以产生水泥。由此，与前述发明同样地，可使水泥中的未燃碳含有量保持在容许范围，同时使飞灰的使用量增加。
在前述水泥制造方法中，亦可除去石膏内所含有的未燃碳，并且除去飞灰内所含有的未燃碳，将已除去未燃碳的飞灰与已除去未燃碳的石膏及熟料一起粉碎。
又，在前述水泥制造方法中，可在除去飞灰内所含有的未燃碳的同时，除去石膏内所含有的未燃碳。
此外，在前述水泥制造方法中，亦可测定前述水泥的未燃碳含有量，根据前述测定值计算出前述飞灰对前述水泥的混合量。
发明的效果
如前所述，根据本发明，能够提供能够使水泥的未燃碳含有量保持在容许范围，同时使飞灰的使用量增加的水泥制造装置及制造方法。
具体实施方式
为了实施发明的最佳方式
图1是表示适用本发明的水泥制造装置及制造方法的系统的构造例，该系统大致上是由飞灰槽1；石膏槽2；将水加入到飞灰及石膏中以产生泥浆的泥浆槽3；将捕集剂添加至泥浆后，赋予剪力使未燃碳的表面改质的表面改质机5；将起泡剂加入到泥浆内以使气泡产生的调整槽8；通过使飞灰及石膏中的未燃碳附着于气泡后使之浮起，以分离未燃碳的浮选机12；使来自浮选机12的尾料（tailing）固液分离的固液分离器14；使来自浮选机12的泡沫固液分离以取得未燃碳的压滤机19；储藏熟料的熟料仓20；粉碎熟料、飞灰、及石膏以产生水泥的水泥磨机21；及抽取所产生的水泥的一部分测定水泥中的未燃碳量，根据测定值控制来自飞灰槽1的飞灰供给量的供给量控制机22等所构成。
飞灰槽1是为了储藏自燃煤火力发电厂等作为废弃物运来的飞灰，将自供给量控制机22所指示的量的飞灰供给至泥浆槽3而设置的。又，石膏槽2是为了储藏由火力发电厂等的排烟脱硫装置等产生的石膏，将与向供给量控制机22供给的熟料供给量相应的石膏量供给至泥浆槽3而设置的。
泥浆槽3是为了以飞灰、石膏及水产生泥浆而设置的，且其内部具有用以搅拌飞灰的搅拌桨。在该泥浆槽3的前段设有飞灰槽1、石膏槽2、及水供给装置，而在泥浆槽3的后段配置有用以将泥浆送至表面改质机5的泵4。
表面改质机5是为了将剪力赋予给泥浆及捕集剂使未燃碳的表面改质，且使泥浆内所含有的粒子粉碎至超微细而设置的。在该表面改质机5的前段设有储藏作为捕集剂的灯油的灯油槽7、及用以将灯油供给至表面改质机5的泵6。
调整槽8是将从起泡剂槽10经泵9所供给的起泡剂添加至来自表面改质机5的泥浆及捕集剂内而进行混合的槽，且其内部具有搅拌桨。在调整槽8的后段配置有用以将泥浆送至浮选机12的泵11。
浮选机12是为了使飞灰及石膏中的未燃碳附着于气泡后使之浮起，从飞灰及石膏分离未燃碳的。在浮选机12的上方设有供给用以产生气泡的空气的空气供给装置，而在浮选机12的后段配置有用以将尾料送至固液分离器14的泵13。
固液分离器14是为了将自浮选机12排出的含有飞灰及石膏的尾料固液分离而设置的，其将尾料分离成滤饼和水。被进行了分离的滤饼，亦即已除去未燃碳的飞灰及石膏（制品）被供给至滤饼漏斗16并暂时储藏于其中。另一方面，被进行了分离的水则返回到泥浆槽3。
压滤机19是为了将来自浮选机12的含有未燃碳的泡沫固液分离而设置的，被进行了分离的滤饼内所含有的未燃碳，可作为燃料利用。又，自压滤机19排出的水亦可经泵18于泥浆槽3等中进行再利用。
水泥磨机21是为了将自滤饼漏斗16供给的滤饼与自熟料仓20供给的熟料一起粉碎以产生水泥而设置的。
接着，关于使用前述系统的本发明的水泥制造方法，将参照图1同时进行说明。
自飞灰槽1供给飞灰，且自石膏槽2供给石膏至泥浆槽3，并将它们与水混合以产生泥浆。在此，将泥浆中的飞灰浓度调整至3～25质量%的范围内，且将石膏浓度调整至6～50质量%的范围内。
接着，将泥浆槽3内的含有飞灰及石膏的泥浆经泵4供给至表面改质机5。另一方面，将作为捕集剂的灯油自灯油槽7经泵6供给至表面改质机5。除了灯油以外，亦可使用轻油、重油等一般的捕集剂。将该捕集剂的添加量调整至飞灰中的未燃碳量及石膏中的未燃碳量的总和的5～100质量%的范围内。
接着，于表面改质机5中，将剪力赋予给泥浆及捕集剂，使泥浆内所含有的粒子粉碎至超微细。经赋予剪力等的泥浆及捕集剂，自表面改质机5的出口被排出，并供给至调整槽8。与此同时，经泵9将起泡剂供给至调整槽8，在调整槽8中，使泥浆及捕集剂与起泡剂进行混合。
接着，将泥浆及捕集剂供给至浮选机12，并且将空气供给至浮选机12，在浮选机12中，使气泡产生，且使吸附于捕集剂上的未燃碳附着于该气泡，并且除去附着了未燃碳而浮起的气泡。
接着，将自浮选机12排出的含有未燃碳的泡沫通过压滤机19进行固液分离，回收未燃碳。由压滤机19进行脱水的水分，可经泵18供给至泥浆槽3而重新添加，或在浮选机12中再用于使未燃碳附着于气泡时的消除气泡。
另一方面，由固液分离器14将来自浮选机12的含有飞灰及石膏的尾料进行固液分离。滤饼的水分过多时，利用由热风炉等燃烧自压滤机19排出的未燃碳所得到的热风进行干燥，将未燃碳含有量为1质量%以下的飞灰、及0.5质量%以下的石膏供给至滤饼漏斗16。
接着，自熟料仓20供给熟料至水泥磨机21，并且，自滤饼漏斗16供给滤饼至水泥磨机21，在水泥磨机21中，将已除去未燃碳的飞灰及石膏与熟料一起粉碎以生成水泥。
接着，在供给量控制机22中，抽取由水泥磨机产生的水泥的一部分并测定未燃碳量，根据测定值计算可混合的飞灰添加量。在此，首先，计算未燃碳含有量的容许值或容许值以下的目标值与测定值之间的差值，从其差值倒算可追加的飞灰添加量。之后，加上所算出的飞灰添加量及目前供给的飞灰添加量，将其值设定成送至泥浆槽3的飞灰添加量。此外，在本实施方式中，在除去未燃碳后将飞灰供给至水泥磨机21，故可将飞灰的未燃碳含有量当作1质量%左右来计算飞灰的追加量。
接着，自供给量控制机22向飞灰槽1指示送至泥浆槽3的飞灰供给量，控制来自飞灰槽1的飞灰供给量。此外，有关石膏方面，其添加量对混凝土的凝固时间影响很大，故可与所期望的水泥的性质相应地决定为预定的添加量。
如前所述，根据本实施方式，在除去飞灰内所含有的未燃碳及石膏内所含有的未燃碳后，将它们与熟料一起粉碎以产生水泥，故与仅除去飞灰中的未燃碳的情况相比，可使水泥中的未燃碳的总含有量减少，与此相应地，可使飞灰的使用量增加。
又，根据本实施方式，未燃碳除去装置可由飞灰及石膏共用，故可抑制设备投资费，且可防止处理成本增加。此外，可在除去飞灰中的未燃碳的同时，除去石膏中的未燃碳，故亦可缩短进行除去处理所需的时间，使处理成本进一步降低。
又，根据本实施方式，抽取由水泥磨机21产生的水泥的一部分并测定未燃碳含有量，根据测定值决定飞灰的供给量，故可确实地防止因飞灰混合过多而造成水泥的未燃碳含有量超过容许值，又，可将飞灰供给至使水泥中的未燃碳含有量保持在容许范围内的极限量附近为止，且亦可确保预定的水泥品质同时有效地使用飞灰。
此外，在前述实施方式中，虽于同时除去飞灰及石膏中的未燃碳后，将已除去未燃碳的飞灰及石膏供给至水泥磨机21，但除去飞灰中的未燃碳的处理、及除去石膏中的未燃碳的处理，亦可在不同的工序中进行。
又，在前述实施方式中，虽使用湿式分离法除去飞灰中的未燃碳及石膏中的未燃碳，但亦可使用将飞灰与未燃碳、石膏与未燃碳各自通过静电分离进行分离的干式分离法进行除去。
此外，在前述实施方式中，虽设有供给量控制机22，自动控制来自飞灰槽1的飞灰供给量，但亦可由作业员测定自水泥磨机21排出的水泥的未燃碳含有量，根据测定值计算出飞灰供给量，并根据算出的供给量设定来自飞灰槽1的飞灰供给量。
附图说明
图1是表示适用本发明的水泥制造装置及制造方法的系统一例的流程图。
符号说明
1：飞灰槽
2：石膏槽
3：泥浆槽
4：泵
5：表面改质机
6：泵
7：灯油槽
8：调整槽
9：泵
10：起泡剂槽
11：泵
12：浮选机
13：泵
14：固液分离器
16：滤饼漏斗
18：泵
19：压滤机
20：熟料仓
21：水泥磨机
22：供给量控制机

Claims (2)

1.一种水泥制造装置，其特征在于，包括：
用以除去石膏和飞灰内所含有的未燃碳的除去机构；
将已由前述除去机构除去未燃碳的石膏和飞灰与熟料一起粉碎以产生水泥的粉碎机构；
用以测定由前述粉碎机构产生的水泥的未燃碳含有量的测定机构；
根据由前述测定机构而得的测定值计算出前述飞灰对前述水泥的混合量的计算机构。
2.一种水泥制造方法，其特征在于，
除去石膏内所含有的未燃碳，
将已除去未燃碳的石膏与熟料一起粉碎以产生水泥，
除去石膏内所含有的未燃碳，并且除去飞灰内所含有的未燃碳，
将已除去未燃碳的飞灰与已除去未燃碳的石膏及熟料一起粉碎，
在除去飞灰内所含有的未燃碳的同时，除去石膏内所含有的未燃碳，
测定前述水泥的未燃碳含有量，根据前述测定值计算出前述飞灰对前述水泥的混合量。
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