JP2002338238A - Apparatus for manufacturing zeolite and method for manufacturing zeolite - Google Patents

Apparatus for manufacturing zeolite and method for manufacturing zeolite

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JP2002338238A
JP2002338238A JP2001148256A JP2001148256A JP2002338238A JP 2002338238 A JP2002338238 A JP 2002338238A JP 2001148256 A JP2001148256 A JP 2001148256A JP 2001148256 A JP2001148256 A JP 2001148256A JP 2002338238 A JP2002338238 A JP 2002338238A
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JP
Japan
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slurry
zeolite
fly ash
heating
spreading
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JP2001148256A
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Japanese (ja)
Inventor
Jiyunzou Hachina
純三 八名
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Nikkiso Co Ltd
Original Assignee
Nikkiso Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for manufacturing zeolite which is capable of efficiently manufacturing the zeolite from fly ash which is heretofore handled as waste as raw material and a method for manufacturing the zeolite. SOLUTION: The apparatus 1 for manufacturing the zeolite is constituted by a slurry preparation chamber 2 which makes a slurry uniform by adding an aqueous sodium hydroxide solution to the fly ash and stirring the mixture, a spreading mechanism 3 which spreads the slurry prepared in the slurry preparation chamber 2 to a prescribed thickness and a heating furnace 4 which heats the slurry spread by the spreading mechanism 3 while conveying the slurry by a conveyance mechanism 23. The zeolite is manufactured by heating the slurry to effect a hydrothermal reaction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、フライアッシュ
を原料とするゼオライトの製造装置およびゼオライトの
製造方法に関する。
The present invention relates to an apparatus and a method for producing zeolite using fly ash as a raw material.

【0002】[0002]

【従来の技術】石炭火力発電所にて、石炭をボイラで燃
焼した後に排出されるフライアッシュの主成分は酸化珪
素および酸化アルミニウムであり、その全体の70〜8
0%を占めている。そして、このフライアッシュは、断
熱材、セメント混和材、セメント原料、埋立地造成用材
料、土地改良材等に利用されることもある。
2. Description of the Related Art In a coal-fired power plant, fly ash discharged after burning coal in a boiler is mainly composed of silicon oxide and aluminum oxide.
It accounts for 0%. The fly ash is sometimes used as a heat insulating material, a cement admixture, a cement raw material, a landfill construction material, a land improvement material, and the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フライ
アッシュの発生量は膨大であり、実際に有効利用されて
いるものは極く一部にすぎず、その殆どは廃棄物として
投棄処分されているので、投棄する場所や費用などの問
題が生じている。
However, the amount of fly ash generated is enormous, and only a very small portion is actually used effectively, and most of it is dumped as waste. However, there are problems such as the location and cost of dumping.

【0004】そこで発明者は、ゼオライトに着目し、フ
ライアッシュの性状を変えることにより有用性を持たせ
てようとした。すなわち、フライアッシュをゼオライト
に変えることができれば新たな資源となることに注目し
た。これは、ゼオライトがナトリウム、カリウム、アル
ミニウムなどを含む含水珪酸塩鉱物であって、浄水処理
の吸着剤として用いたり、化学反応の触媒として用いた
りすることができるからである。
[0004] Therefore, the inventor paid attention to zeolite and tried to impart usefulness by changing the properties of fly ash. In other words, they noticed that fly ash could be a new resource if it could be converted to zeolite. This is because zeolite is a hydrous silicate mineral containing sodium, potassium, aluminum and the like, and can be used as an adsorbent for water purification treatment or as a catalyst for chemical reactions.

【0005】本発明は、上記に鑑み提案されたものであ
り、廃棄物にすぎなかったフライアッシュを使用して効
率良くゼオライトを製造できる装置及び製法を提供しよ
うとするものである。
The present invention has been proposed in view of the above, and an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for efficiently producing zeolite using fly ash, which is merely waste.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであり、請求項1に記載の発
明は、フライアッシュにアルカリ性溶液を加えて攪拌す
ることによりスラリーの均一化を図るスラリー調整槽
と、該スラリー調整槽で調整したスラリーを所定の厚さ
に延ばす延展機構と、該延展機構により延ばしたスラリ
ーを加熱することにより水熱反応させてゼオライトを生
成する加熱炉と、を備えたことを特徴とするゼオライト
製造装置である。
Means for Solving the Problems The present invention has been made to achieve the above-mentioned object, and the invention according to claim 1 provides a method for producing a slurry by adding an alkaline solution to fly ash and stirring. , A spreading mechanism for extending the slurry adjusted in the slurry adjusting tank to a predetermined thickness, and a heating furnace for generating a zeolite by performing a hydrothermal reaction by heating the slurry extended by the spreading mechanism And a zeolite manufacturing apparatus.

【0007】請求項2に記載の発明は、前記加熱炉は、
その内部にスラリーを搬送して通過させる搬送機構を備
えたことを特徴とする請求項1に記載のゼオライト製造
装置である。
According to a second aspect of the present invention, the heating furnace comprises:
The zeolite manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a transport mechanism for transporting and passing the slurry therein.

【0008】請求項3に記載の発明は、フライアッシュ
にアルカリ性溶液を加えて攪拌することによりスラリー
を調整するスラリー調整工程と、スラリー調整工程で調
整したスラリーを所定の厚さに延ばす延展工程と、延展
工程で延ばしたスラリーを加熱することにより水熱反応
させてゼオライトを生成する加熱生成工程と、を経てゼ
オライトを製造することを特徴とするゼオライト製造方
法である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a slurry adjusting step of adjusting a slurry by adding an alkaline solution to fly ash and stirring the slurry, and a spreading step of extending the slurry adjusted in the slurry adjusting step to a predetermined thickness. And a heating and generating step of generating a zeolite by heating the slurry stretched in the spreading step to cause a hydrothermal reaction to generate zeolite.

【0009】請求項4に記載の発明は、前記加熱生成工
程は、延展工程で延ばしたスラリーを搬送しながら加熱
することにより水熱反応させてゼオライトを生成する工
程であることを特徴とした請求項3に記載のゼオライト
製造方法である。
The invention according to claim 4 is characterized in that the heating and producing step is a step of producing a zeolite by carrying out a hydrothermal reaction by heating the slurry stretched in the spreading step while conveying the slurry. Item 4. A method for producing a zeolite according to Item 3.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1はこの発明の一実施形態であ
るゼオライト製造装置1の概略図である。ゼオライト製
造装置1は、フライアッシュにアルカリ性溶液の一種で
ある水酸化ナトリウム水溶液を加えて攪拌することによ
りスラリーの均一化を図るスラリー調整槽2と、該スラ
リー調整槽2で調整したスラリーを所定の厚さに延ばす
延展機構3と、該延展機構3により延ばしたスラリーを
加熱する加熱炉4とにより概略構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a zeolite manufacturing apparatus 1 according to one embodiment of the present invention. The zeolite manufacturing apparatus 1 includes a slurry adjusting tank 2 for homogenizing the slurry by adding an aqueous sodium hydroxide solution, which is a kind of alkaline solution, to fly ash, and stirring the slurry. It is roughly constituted by a spreading mechanism 3 for expanding the thickness, and a heating furnace 4 for heating the slurry expanded by the spreading mechanism 3.

【0011】スラリー調整槽2は、その内部にフライア
ッシュを投入するホッパー5を上部に設けるとともに、
該ホッパー5の下端出口部分には開閉弁機構6を設け、
また、水溶液槽7から水酸化ナトリウム水溶液を供給す
る水溶液供給管8を接続し、内部には、供給されたフラ
イアッシュと水酸化ナトリウム水溶液とを攪拌する攪拌
機構9を設け、側面下部のスラリー出口10には、途中
に移送ポンプ11を設けたスラリー移送管12を接続し
てある。
The slurry adjusting tank 2 is provided with a hopper 5 at its upper part for introducing fly ash therein,
An opening / closing valve mechanism 6 is provided at a lower end outlet portion of the hopper 5,
Further, an aqueous solution supply pipe 8 for supplying an aqueous solution of sodium hydroxide from an aqueous solution tank 7 is connected, and a stirring mechanism 9 for stirring the supplied fly ash and the aqueous solution of sodium hydroxide is provided therein. 10 is connected to a slurry transfer pipe 12 provided with a transfer pump 11 on the way.

【0012】さらに、スラリー調整槽2の内部には、フ
ライアッシュを受けるための緩衝板13を設ける。この
緩衝板13は、ホッパー5の下方においてスラリー調整
槽2の内壁からスラリー液面に向う下り傾斜をなしてお
り、このような緩衝板13を設けると、フライアッシュ
がホッパー5からそのままスラリー調整槽2内に貯留す
るスラリー内に落下して、スラリーの飛沫がスラリー調
整槽2の天板や側壁に撥ねてこびり付くことを防止する
ことができる。したがって、スラリー調整槽2内になる
べく残留しないようにすることができる。
Further, a buffer plate 13 for receiving fly ash is provided inside the slurry adjusting tank 2. The buffer plate 13 has a downward slope from the inner wall of the slurry adjusting tank 2 toward the slurry liquid level below the hopper 5, and if such a buffer plate 13 is provided, fly ash is directly discharged from the hopper 5 to the slurry adjusting tank 2. The slurry can be prevented from dropping into the slurry stored in the slurry 2 and splashing and sticking to the top plate and the side wall of the slurry adjusting tank 2. Therefore, it is possible to prevent the slurry from remaining in the slurry adjusting tank 2 as much as possible.

【0013】また、前記開閉弁機構6は、ホッパー5の
出口を開閉するゲート弁14と、該ゲート弁14を開閉
駆動するシリンダー15とにより構成される。そして、
この開閉弁機構6によりフライアッシュをスラリー調整
槽2へ投入する量を調整することができる。
The on-off valve mechanism 6 comprises a gate valve 14 for opening and closing the outlet of the hopper 5 and a cylinder 15 for driving the gate valve 14 to open and close. And
The opening / closing valve mechanism 6 allows the amount of fly ash to be charged into the slurry adjusting tank 2 to be adjusted.

【0014】攪拌機構9は、スラリー調整槽2の上部に
取り付けられたモータ20の出力軸に軸21を接続し、
この軸21の下端に複数枚の羽根22を有している。こ
のモータ20を駆動させると、羽根22がフライアッシ
ュと水酸化ナトリウム水溶液との中で回転し、フライア
ッシュと水酸化ナトリウム水溶液とを混合してスラリー
を生成し、スラリー全体の濃度をほぼ均一に調整するこ
とができる。なお、攪拌機構9は、回転羽根タイプに限
らず、シリンダーとロッド先端からロッドに垂直に拡が
る状態で取り付けられたプレートとを備え、プレートを
スラリー内で往復運動させてスラリーの濃度調整を行う
ものとしてもよい。
The stirring mechanism 9 connects a shaft 21 to an output shaft of a motor 20 mounted on the upper part of the slurry adjusting tank 2.
The lower end of the shaft 21 has a plurality of blades 22. When the motor 20 is driven, the blades 22 rotate in the fly ash and the aqueous sodium hydroxide solution, mix the fly ash and the aqueous sodium hydroxide solution to generate a slurry, and make the concentration of the entire slurry substantially uniform. Can be adjusted. The stirring mechanism 9 is not limited to the rotary blade type, and includes a cylinder and a plate attached so as to extend vertically from the rod tip to the rod, and adjusts the concentration of the slurry by reciprocating the plate in the slurry. It may be.

【0015】水溶液槽7は、スラリー調整槽2へ供給す
る水酸化ナトリウム水溶液を調整するためのものであ
り、水を貯留する水槽16、および水酸化ナトリウムを
貯留する水酸化ナトリウム槽17を、それぞれバルブ1
8a,18bを備えた配管を介して接続する。また、こ
の水溶液槽7は各槽16,17より流入した水および水
酸化ナトリウムを攪拌する攪拌器(図示せず)を備え、
水酸化ナトリウム水溶液の濃度を均一に調整することが
できる。この攪拌器は、モータによって回転するスクリ
ューを備えたものが適しているが、同様の効果を奏する
ものであれば、これに限らない。
The aqueous solution tank 7 is for adjusting the aqueous sodium hydroxide solution to be supplied to the slurry adjusting tank 2, and includes a water tank 16 for storing water and a sodium hydroxide tank 17 for storing sodium hydroxide. Valve 1
They are connected via pipes provided with 8a and 18b. The aqueous solution tank 7 is provided with a stirrer (not shown) for stirring the water and sodium hydroxide flowing from each of the tanks 16 and 17,
The concentration of the aqueous sodium hydroxide solution can be adjusted uniformly. This stirrer is suitably equipped with a screw rotated by a motor, but is not limited to this as long as it has the same effect.

【0016】なお、バルブ18a,18bは手動開閉式
のバルブでも適用できるが、水溶液槽7内の水酸化ナト
リウム水溶液を後述する適正な濃度にすることを容易に
するため、電磁式等の開閉制御可能なバルブにして、あ
らかじめ水酸化ナトリウム水溶液生成に必要な量の水お
よび水酸化ナトリウムを供給するように設定できるもの
が好ましい。
The valves 18a and 18b can be applied to manually opened / closed valves. However, in order to easily adjust the concentration of the aqueous sodium hydroxide solution in the aqueous solution tank 7 to an appropriate concentration, which will be described later, an electromagnetic open / close control is used. It is preferable to use a valve which can be set in advance so as to supply necessary amounts of water and sodium hydroxide necessary for producing an aqueous sodium hydroxide solution.

【0017】水溶液槽7とスラリー調整槽2との間を接
続する水溶液供給管8は、一端が水溶液槽7の側面下部
に接続され、途中に設けたバルブ19によりスラリー調
整槽2への水酸化ナトリウム水溶液の供給量を調節でき
るようにしてある。このバルブ19に関しても、前記し
たような開閉制御可能であるバルブが適している。
One end of an aqueous solution supply pipe 8 for connecting the aqueous solution tank 7 and the slurry adjusting tank 2 is connected to a lower portion of the side surface of the aqueous solution tank 7, and a valve 19 provided on the way supplies water to the slurry adjusting tank 2. The supply amount of the aqueous sodium solution can be adjusted. As for the valve 19, a valve that can be controlled to open and close as described above is suitable.

【0018】スラリー移送管12の途中に設けた移送ポ
ンプ11は、スラリー調整槽2で調整したスラリーを加
熱炉4側に移送するもので、その吐出口に接続した移送
管12の出口が後述する搬送機構23の上方に位置し、
スラリー調整槽2内のスラリーを搬送機構23の始端上
に移送する。ここで、移送ポンプ11はスラリーポンプ
が適しているが、固−液二相流体を移送可能なポンプで
あればよい。
A transfer pump 11 provided in the middle of the slurry transfer pipe 12 transfers the slurry adjusted in the slurry adjusting tank 2 to the heating furnace 4 side, and an outlet of the transfer pipe 12 connected to its discharge port will be described later. Located above the transport mechanism 23,
The slurry in the slurry adjusting tank 2 is transferred onto the starting end of the transfer mechanism 23. Here, the transfer pump 11 is suitably a slurry pump, but may be any pump capable of transferring a solid-liquid two-phase fluid.

【0019】次に、搬送機構23の始端に設けた延展機
構3について説明する。延展機構3は、スラリー調整槽
2から移送されたスラリーが加熱炉4で水熱反応を生じ
るのに適正な厚さまで延ばすためのものであり、図2
(a)に示すように、下端が楔形をしたプレート24
と、プレート24に対して回動可能に取り付けられてブ
ラケット25と螺合するスクリューシャフト26と、ス
クリューシャフト26の上端に取り付けられたハンドル
27とにより構成される。プレート24はガイド28,
28間に摺動可能な状態で嵌合されており、ハンドル2
7を正逆回転させるとプレート24が上下移動するの
で、プレート24と後述の搬送機構23表面との距離を
調整できる。したがって、このプレート24の下にスラ
リーを通すことでスラリーを所望する厚さに調整するこ
とができる。
Next, the extension mechanism 3 provided at the starting end of the transport mechanism 23 will be described. The extending mechanism 3 is for extending the slurry transferred from the slurry adjusting tank 2 to an appropriate thickness for causing a hydrothermal reaction in the heating furnace 4.
(A) As shown in FIG.
, A screw shaft 26 rotatably attached to the plate 24 and screwed to the bracket 25, and a handle 27 attached to the upper end of the screw shaft 26. The plate 24 is a guide 28,
28 are slidably fitted between the handle 28
When the plate 7 is rotated forward and backward, the plate 24 moves up and down, so that the distance between the plate 24 and the surface of the transport mechanism 23 described later can be adjusted. Therefore, by passing the slurry under the plate 24, the slurry can be adjusted to a desired thickness.

【0020】延展機構3で延ばしたスラリーを加熱する
加熱炉4は、該加熱炉4の内部にヒーター29と温度セ
ンサ(図示せず)とを備え、炉内の温度を検出した温度
センサからの信号を受けてヒーター29の電源を通電も
しくは遮断して炉内の温度調整を行なうことができる。
なお、この加熱炉4は前記した手段に限らず、炉内の温
度調整機能を備えた加熱炉であればよい。
The heating furnace 4 for heating the slurry extended by the spreading mechanism 3 has a heater 29 and a temperature sensor (not shown) inside the heating furnace 4, and detects the temperature in the furnace from the temperature sensor. In response to the signal, the power supply of the heater 29 is turned on or off to adjust the temperature in the furnace.
The heating furnace 4 is not limited to the above-described means, and may be any heating furnace having a temperature control function in the furnace.

【0021】さらに、加熱炉4には、スラリーを加熱炉
4内に通して搬送する搬送機構23を、加熱炉4の内部
を貫通して略水平に設ける。また、スラリーの水熱反応
により生成したゼオライトを回収する回収容器30を、
加熱炉4の出口から突出した搬送機構23の終端の下方
に配置する。
Further, the heating furnace 4 is provided with a transfer mechanism 23 for transferring the slurry through the heating furnace 4 so as to be substantially horizontal through the inside of the heating furnace 4. Further, the collection container 30 for collecting zeolite generated by the hydrothermal reaction of the slurry,
It is arranged below the end of the transport mechanism 23 protruding from the outlet of the heating furnace 4.

【0022】スラリーを載せて搬送する搬送機構23
は、スラリーを延ばした状態で載置する無端ベルト31
と、この無端ベルト31を掛け渡す両端のローラ32,
32と、一方のローラ32を回転駆動するサーボモータ
等のモータ(図示せず)とにより構成され、始端がスラ
リー移送管12の出口の下方に位置する状態で配置され
る。ここで、無端ベルト31は加熱炉4内を通ることに
より加熱されるので、耐熱性を有する材質からなるもの
を使用し、例えばスチールベルトが適している。なお、
後述するようにスラリーに水熱反応を生じさせる温度条
件が90〜100℃程度であるので、この程度の温度に
十分に耐え得る材質を用いた無端ベルトであればよい。
A transport mechanism 23 for loading and transporting the slurry
Is an endless belt 31 that is placed with the slurry extended.
And the rollers 32 at both ends of the endless belt 31
32, and a motor (not shown) such as a servomotor for rotating and driving one of the rollers 32, and is arranged in a state where the starting end is located below the outlet of the slurry transfer pipe 12. Here, since the endless belt 31 is heated by passing through the heating furnace 4, a belt made of a material having heat resistance is used, for example, a steel belt is suitable. In addition,
As will be described later, since the temperature condition for causing the hydrothermal reaction of the slurry is about 90 to 100 ° C., an endless belt made of a material that can sufficiently withstand such a temperature may be used.

【0023】また、延ばしたスラリーがさらに拡がって
厚さが不均一になったり、搬送機構23からこぼれない
ようにするため、無端ベルト31の上方にプレート24
の左右両端から搬送機構23の下流に向かってストッパ
ー壁33,33を設けることが望ましい。このストッパ
ー壁33,33は下端を無端ベルト31の表面と常に接
して、スラリーがベルトの表面とストッパー壁33,3
3の下端との隙間から漏れないようにして設けることが
好ましい。例えば、弾性によりベルト表面に密着する板
状の合成ゴム等が適している。
The plate 24 is placed above the endless belt 31 in order to prevent the spread slurry from further spreading and becoming uneven in thickness and from spilling from the transport mechanism 23.
It is desirable to provide stopper walls 33, 33 from both the left and right ends toward the downstream of the transport mechanism 23. The lower ends of the stopper walls 33 and 33 are always in contact with the surface of the endless belt 31 so that the slurry is brought into contact with the surface of the belt and the stopper walls 33 and 3.
It is preferable to provide it so as not to leak from the gap with the lower end of 3. For example, a plate-like synthetic rubber that is in close contact with the belt surface due to elasticity is suitable.

【0024】次に、上記の構成からなるゼオライト製造
装置1を使用したゼオライト製造方法について説明す
る。
Next, a zeolite manufacturing method using the zeolite manufacturing apparatus 1 having the above configuration will be described.

【0025】最初に、水槽16から水を、また、水酸化
ナトリウム槽17から水酸化ナトリウムを水溶液槽7に
供給して、水酸化ナトリウム水溶液を所定濃度に調整し
た状態で貯留し、また、ホッパー5にはフライアッシュ
を投入する(準備工程)。
First, water is supplied from the water tank 16 and sodium hydroxide is supplied from the sodium hydroxide tank 17 to the aqueous solution tank 7, and the aqueous sodium hydroxide solution is stored in a state adjusted to a predetermined concentration. 5 is charged with fly ash (preparation step).

【0026】そして、開閉弁機構6ならびにバルブ19
を開口してフライアッシュと水酸化ナトリウム水溶液と
を所定の割合でスラリー調整槽2内に供給し、攪拌機構
9により攪拌してスラリーとした後、引き続き攪拌を続
けてスラリー全体の濃度を均一に保つ(スラリー調整工
程)。このとき、水溶液槽7にて混合された水酸化ナト
リウム水溶液は、3.0〜4.0モルの濃度を有するも
のとする。
The opening / closing valve mechanism 6 and the valve 19
, And fly ash and an aqueous sodium hydroxide solution are supplied into the slurry adjusting tank 2 at a predetermined ratio, and the mixture is stirred by the stirring mechanism 9 to form a slurry. Then, stirring is continued to make the concentration of the entire slurry uniform. Keep (slurry adjustment step). At this time, the aqueous sodium hydroxide solution mixed in the aqueous solution tank 7 has a concentration of 3.0 to 4.0 mol.

【0027】次に、濃度を均一に調整されたスラリー
は、移送ポンプ11によりスラリー調整槽2から搬送機
構23の無端ベルト31上に移送され、延展機構3の下
を通過することによって無端ベルト31上に5〜50m
m程度の厚さで延ばされ、無端ベルト31に載せられた
まま加熱炉4内へ搬送される(延展工程)。
Next, the slurry whose concentration has been adjusted to be uniform is transferred from the slurry adjusting tank 2 to the endless belt 31 of the transport mechanism 23 by the transfer pump 11, and passes under the extension mechanism 3 to be moved to the endless belt 31. 5-50m above
It is extended to a thickness of about m, and is conveyed into the heating furnace 4 while being placed on the endless belt 31 (extension step).

【0028】加熱炉4へ搬送されたスラリーは、温度調
整された加熱炉4にて約90〜100℃に加熱されるこ
とにより、水熱反応を生じてゼオライトを生成する(加
熱生成工程)。このとき、スラリーの加熱時間は約8時
間を要し、従って、スラリーが加熱炉4への搬入から搬
出までの所要時間とスラリーの加熱時間とがほぼ一致す
るように搬送機構23の搬送速度、即ち、無端ベルト3
1の走行速度を設定する。
The slurry conveyed to the heating furnace 4 is heated to about 90 to 100 ° C. in the heating furnace 4 whose temperature has been adjusted, thereby causing a hydrothermal reaction to generate zeolite (heating generation step). At this time, the heating time of the slurry requires about 8 hours. Therefore, the transport speed of the transport mechanism 23 is set so that the time required for the slurry to be carried into and out of the heating furnace 4 and the heating time of the slurry substantially coincide with each other. That is, the endless belt 3
Set the running speed of 1.

【0029】なお、加熱されたスラリーは水熱反応を生
じると、次に示す物質変換式に従ってゼオライトに変換
する。 SiO+2OH→SiO 4−+2H Al+2OH→3HO→2Al(OH) SiO 4−+Al(OH) →HO・Si(・O
H) Al(・OH)OH HO・Si(OH)Al(・OH)OH+Na+O
→NaAlSi1032
When the heated slurry undergoes a hydrothermal reaction, it is converted into zeolite according to the following substance conversion formula. SiO 2 + 2OH - → SiO 2 4- + 2H + Al 2 O 3 + 2OH - → 3H 2 O → 2Al (OH) 4 - SiO 2 4- + Al (OH) 4 - → HO · Si (· O
H) 2 - Al (· OH ) OH HO · Si (OH) 2 Al (· OH) OH + Na + + O
H → Na 6 Al 6 Si 10 O 32 H 2 O

【0030】また、水熱反応後のスラリーのX線分析結
果を図5に、反応後の反応前および反応後におけるスラ
リーの電子顕微鏡写真を図6に示す。図5では、矢印の
部分にAlSi1213及びAlSiOのピー
クが観測され、ゼオライトとしての結晶性化合物を含有
していることが確認された。また、図6(a)に示すフ
ライアッシュFAから、図6(b)に示すゼオライトZ
Lが生成されたことがわかる。
FIG. 5 shows the results of X-ray analysis of the slurry after the hydrothermal reaction, and FIG. 6 shows electron micrographs of the slurry before and after the reaction. In FIG. 5, peaks of Al 6 Si 12 O 13 and Al 2 SiO 5 were observed at the arrows, and it was confirmed that they contained a crystalline compound as zeolite. Also, from the fly ash FA shown in FIG. 6A, the zeolite Z shown in FIG.
It can be seen that L has been generated.

【0031】生成したゼオライトは、搬送機構23に載
せられて加熱炉4から搬出される。そして、搬送機構2
3の終端において、ゼオライトを載せた無端ベルト31
がローラ32の形状に倣って湾曲すると、ゼオライトは
無端ベルト31から剥離し、その後、無端ベルト31上
から落下して回収容器30に回収される。
The generated zeolite is placed on the transport mechanism 23 and carried out of the heating furnace 4. And the transport mechanism 2
At the end of 3, endless belt 31 carrying zeolite
When the zigzag curve follows the shape of the roller 32, the zeolite is separated from the endless belt 31, and then falls from the endless belt 31 and is collected in the collection container 30.

【0032】なお、上記したスラリーの厚さ、加熱温
度、ならびに加熱時間は一例であり、スラリーに与える
単位時間あたりの熱量を考慮することで様々な条件設定
が可能である。
The above-described slurry thickness, heating temperature, and heating time are merely examples, and various conditions can be set by considering the amount of heat applied to the slurry per unit time.

【0033】また、前記した実施形態では、プレート2
4によりスラリーを延ばす延展機構3としたが、図2
(b)のように、回動可能なローラ34を取り付けてス
ラリーを延ばす延展機構3としても同様の効果を得るこ
とができ、ローラ34の円筒面にスラリー付着防止のた
めにフッ素樹脂コーティング等の表面処理を施せば、常
にほぼ一定の厚さでスラリーを延ばすことが容易とな
る。
In the above embodiment, the plate 2
4, the spreading mechanism 3 is used to spread the slurry.
As shown in (b), the same effect can be obtained as the extension mechanism 3 that attaches the rotatable roller 34 to extend the slurry, and a fluorine resin coating or the like is applied to the cylindrical surface of the roller 34 to prevent the slurry from adhering. The surface treatment makes it easy to spread the slurry with a substantially constant thickness at all times.

【0034】前記実施形態において、搬送機構23の終
端にてゼオライトが完全に無端ベルト31から剥離せず
に付着したままになり、回収できないゼオライトが出て
きてしまう虞がある。そこで、図3に示すように、無端
ベルト31の表面に接触する状態でスクレーパ35や、
回転駆動するブラシロール36等のゼオライト除去機構
37を設けてもよい。このようなゼオライト除去機構3
7を設けると、無端ベルト31上に付着したゼオライト
を残らず回収し易くなる。
In the above-described embodiment, there is a possibility that the zeolite may not completely be removed from the endless belt 31 but remain adhered to the end of the transport mechanism 23, so that zeolite which cannot be recovered may come out. Therefore, as shown in FIG. 3, the scraper 35 or
A zeolite removal mechanism 37 such as a brush roll 36 that is driven to rotate may be provided. Such a zeolite removal mechanism 3
By providing 7, the zeolite adhering to the endless belt 31 can be easily collected without being left.

【0035】また、搬送機構23は、前記実施形態のほ
かに、図4に示すように、複数のバケットやトレー等の
容器38をベルト表面に軸着してもよく、このような容
器38を用いた搬送機構23とすると、生成したゼオラ
イトがある程度一定の形を有して製造することができ
る。なお、容器38の内面は、前記したフッ素樹脂コー
ティング等の表面処理をしておくと、回収時にゼオライ
トが容器38から剥離し易い。
In addition to the above-described embodiment, the transport mechanism 23 may be configured such that a plurality of containers 38 such as buckets and trays are pivotally mounted on the belt surface as shown in FIG. If the transport mechanism 23 is used, the generated zeolite can be manufactured to have a certain shape. If the inner surface of the container 38 has been subjected to a surface treatment such as the above-mentioned fluororesin coating, the zeolite is easily peeled from the container 38 at the time of recovery.

【0036】前記実施形態では、スラリーを生成する際
に水酸化ナトリウム水溶液を使用したが、これに限ら
ず、カルシウムやカリウム等を含むアルカリ性溶液を使
用してもゼオライトを製造することができ、前記実施形
態と同様の効果を奏する。
In the above embodiment, the aqueous solution of sodium hydroxide was used to produce the slurry. However, the present invention is not limited to this, and zeolite can be produced by using an alkaline solution containing calcium, potassium, etc. An effect similar to that of the embodiment is obtained.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を奏する。請求項1および請求項3に記載の発
明によれば、フライアッシュにアルカリ性溶液を加えて
スラリーにしてから、加熱して水熱反応を生じさせてゼ
オライトを製造するので、廃棄物とされていたフライア
ッシュを原料にして、有効利用が見込めるゼオライトを
効率よく製造することができる。したがって、フライア
ッシュを新たな資源とすることができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. According to the first and third aspects of the present invention, zeolite is produced by adding an alkaline solution to fly ash to form a slurry and then heating it to cause a hydrothermal reaction, thereby producing zeolite. Using fly ash as a raw material, zeolite that can be expected to be used effectively can be efficiently produced. Therefore, fly ash can be used as a new resource.

【0038】請求項2および請求項4に記載の発明によ
れば、スラリーを加熱してゼオライトを生成する際に、
スラリーを搬送しながら加熱することにより水熱反応さ
せてゼオライトを生成するので、連続してゼオライトを
製造することができる。したがって、膨大に発生する廃
棄物であるフライアッシュを連続処理して、その投棄処
分量の減少に貢献することができる。
According to the second and fourth aspects of the present invention, when the slurry is heated to produce zeolite,
Since the slurry is heated while being transported to cause a hydrothermal reaction to generate zeolite, zeolite can be continuously produced. Therefore, it is possible to continuously treat fly ash, which is a huge amount of waste, and to contribute to a reduction in the amount of discarded waste.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ゼオライト製造装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a zeolite production apparatus.

【図2】(a)および(b)は延展機構の概略拡大図で
ある。
FIGS. 2A and 2B are schematic enlarged views of the extension mechanism.

【図3】(a)および(b)はスラリー除去機構の概略
拡大図である。
FIGS. 3A and 3B are schematic enlarged views of a slurry removing mechanism.

【図4】搬送機構の一例の概略拡大図である。FIG. 4 is a schematic enlarged view of an example of a transport mechanism.

【図5】水熱反応処理後のスラリーのX線分析結果であ
る。
FIG. 5 is an X-ray analysis result of the slurry after the hydrothermal reaction treatment.

【図6】(a)は水熱反応処理前のスラリーの電子顕微
鏡写真、(b)は水熱反応処理後のスラリーの電子顕微
鏡写真である。
FIG. 6A is an electron micrograph of the slurry before the hydrothermal reaction, and FIG. 6B is an electron micrograph of the slurry after the hydrothermal reaction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ゼオライト製造装置 2 スラリー調整槽 3 延展機構 4 加熱炉 5 ホッパー 6 開閉弁機構 7 水溶液槽 8 水溶液供給管 9 攪拌機構 10 スラリー出口 11 移送ポンプ 12 スラリー移送管 13 緩衝板 14 ゲート弁 15 シリンダー 16 水槽 17 水酸化ナトリウム槽 18a,18b バルブ 19 バルブ 20 モータ 21 軸 22 羽根 23 搬送機構 24 プレート 25 ブラケット 26 スクリューシャフト 27 ハンドル 28 ガイド 29 ヒーター 30 回収容器 31 無端ベルト 32 ローラ 33 ストッパー壁 34 ローラ 35 スクレーパ 36 ブラシロール 37 ゼオライト除去機構 38 容器 FA フライアッシュ ZL ゼオライト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Zeolite manufacturing apparatus 2 Slurry adjusting tank 3 Extension mechanism 4 Heating furnace 5 Hopper 6 Opening / closing valve mechanism 7 Aqueous solution tank 8 Aqueous solution supply pipe 9 Stirring mechanism 10 Slurry outlet 11 Transfer pump 12 Slurry transfer pipe 13 Buffer plate 14 Gate valve 15 Cylinder 16 Water tank 17 sodium hydroxide tank 18a, 18b valve 19 valve 20 motor 21 shaft 22 blade 23 transfer mechanism 24 plate 25 bracket 26 screw shaft 27 handle 28 guide 29 heater 30 collection container 31 endless belt 32 roller 33 stopper wall 34 roller 35 scraper 36 brush Roll 37 Zeolite removal mechanism 38 Container FA Fly ash ZL Zeolite

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フライアッシュにアルカリ性溶液を加え
て攪拌することによりスラリーの均一化を図るスラリー
調整槽と、 該スラリー調整槽で調整したスラリーを所定の厚さに延
ばす延展機構と、 該延展機構により延ばしたスラリーを加熱することによ
り水熱反応させてゼオライトを生成する加熱炉と、を備
えたことを特徴とするゼオライト製造装置。
A slurry adjusting tank for homogenizing the slurry by adding an alkaline solution to the fly ash and stirring the slurry; a spreading mechanism for spreading the slurry adjusted in the slurry adjusting tank to a predetermined thickness; and a spreading mechanism. A heating furnace for generating a zeolite by heating the slurry extended by the above to cause a hydrothermal reaction, thereby producing a zeolite.
【請求項2】 前記加熱炉は、その内部にスラリーを搬
送して通過させる搬送機構を備えたことを特徴とする請
求項1に記載のゼオライト製造装置。
2. The zeolite production apparatus according to claim 1, wherein the heating furnace includes a transport mechanism for transporting and passing the slurry therein.
【請求項3】 フライアッシュにアルカリ性溶液を加え
て攪拌することによりスラリーを調整するスラリー調整
工程と、 スラリー調整工程で調整したスラリーを所定の厚さに延
ばす延展工程と、 延展工程で延ばしたスラリーを加熱することにより水熱
反応させてゼオライトを生成する加熱生成工程と、を経
てゼオライトを製造することを特徴とするゼオライト製
造方法。
3. A slurry adjusting step of adjusting the slurry by adding an alkaline solution to the fly ash and stirring the slurry, a spreading step of spreading the slurry adjusted in the slurry adjusting step to a predetermined thickness, and a slurry expanded in the spreading step. And producing a zeolite through a hydrothermal reaction to produce zeolite by heating the zeolite.
【請求項4】 前記加熱生成工程は、延展工程で延ばし
たスラリーを搬送しながら加熱することにより水熱反応
させてゼオライトを生成する工程であることを特徴とし
た請求項3に記載のゼオライト製造方法。
4. The zeolite production according to claim 3, wherein the heating and generating step is a step of generating a zeolite by performing a hydrothermal reaction by heating the slurry stretched in the spreading step while transporting the slurry. Method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1296129C (en) * 2004-11-18 2007-01-24 上海交通大学 Method for synthesizing zeolite by fly ash and application thereof
CN102380343A (en) * 2011-08-31 2012-03-21 环境保护部华南环境科学研究所 Simultaneous nitrogen and phosphorus removal modified artificial zeolite for micro-polluted water, and preparation method thereof
CN102491363A (en) * 2011-11-28 2012-06-13 中国环境科学研究院 Device and method for synthesizing zeolite molecular sieves by solid waste materials

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