JP2003529038A

JP2003529038A - 石炭燃焼生成物回収法

Info

Publication number: JP2003529038A
Application number: JP2001571029A
Authority: JP
Inventors: ブルースダブリュ．ラム，
Original assignee: ウィスコンシンエレクトリックパワーカンパニー
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2003-09-30
Also published as: EP1181487A4; WO2001073346A1; EP1181487B1; EP1181487A1; AU2001250926A1; CA2374906C; CA2374906A1

Abstract

(57)【要約】石炭燃焼生成物を埋立地から除去し且つ回収し、回収した石炭燃焼生成物を実用化する。石炭を燃焼する工程の副生成物を回収し、副生成物を再利用する方法は、副生成物（典型的にはフライアッシュとボトムアッシュ）を含む投棄場所を確認することと、投棄場所から少なくとも一部の副生成物を除去することと、一部の副生成物のサンプルを分析して一部の副生成物の強熱減量を決定することと、一部の副生成物の強熱減量が既定の強熱減量値（主として１〜５％以上か或いは１〜５％に等しい）以上か或いはそれに等しい場合一部の副生成物を微粉砕石炭と一緒に微粉砕石炭炉へ投入することと、炉の中で一部の副生成物を微粉砕石炭と一緒に燃焼して副生成物を市場価値がある強熱減量が低い（主として３％以下）フライアッシュとボトムアッシュに転換することとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（関連出願の相互参照）本願は、２０００年３月２４日出願された米国仮特許出願第６０／１９２，１
０５号による優先権を主張する。

【０００２】（発明の背景）１．発明の分野本発明は、埋立地から石炭燃焼生成物を回収することに関し、特に、埋立地か
ら石炭アッシュを回収し、その石炭アッシュを石炭燃焼式ボイラで再燃焼する方
法に関する。

【０００３】２．関連技術の説明石炭燃焼式ボイラは、発電用蒸気を発生させるのに広く使用されている。通常
の型のボイラは、微粉砕石炭を炉に投入する。この場合、毎年数百万トンもの石
炭アッシュが発生している。石炭アッシュは、フライアッシュと、小比率のボト
ムアッシュを伴っている。石炭アッシュの多くは、コンクリート、コンクリ−ト
製品、セメント製品、下水汚泥安定剤、鋪装基礎材、軽量骨材、その他産業上広
範な用途に利用することができる。残余の石炭アッシュは商業的価値がないので
、通常、埋め立て投棄しなければならない。

【０００４】石炭アッシュに商業的価値がない主な理由は、アッシュの中に未燃焼炭素があ
るからである。（用語「アッシュ中炭素含量」を使用する場合は、炭素含量は、
強熱減量で測定される。）ASTM（American Society for Testing and Materials =アメリカ材料試験協会）Ｃ６１８「Standard Specification for Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use as a Mineral Admixture in Port
land Cement Concrete」（ポルトランドセメントコンクリート中で無機混合物と
して使用するフライアッシュ及び粗或いは焼成天然ポゾランに関する標準仕様）
は、コンクリートに使用するフライアッシュの強熱減量(loss on ignition)(LOI
)値が６％以上であってはならない、と規定している。上限のLOIとしては、３％
が現実的である。強熱減量が大きくなればなる程、着色の問題と、凍結及び雪解
け条件下における耐久性の問題が発生するので、アッシュが使用できなくなる。
石炭アッシュ中の残留炭素含量は、基線炉運転及びボイラの設計を始めとする種
々の要素に依存している。また、石炭アッシュ中の残留炭素含量は、石炭燃料源
にも依存している。たとえば、亜瀝青質西部石炭(subbituminous western coal)
を燃焼すると、主として、強熱減量が５％未満の低炭素アッシュになる。しかし
ながら、瀝青炭を燃焼すると、一般に、強熱減量が５％より十分に高い高炭素ア
ッシュが副生成物として生成される。

【０００５】広く石炭燃焼式ボイラを使用して、発電用の蒸気を発生させているので、埋立
地、特に、かつて石炭燃焼ボイラで瀝青炭を燃焼して発電していたり、或いは現
在も依然として発電している場所に、数年に亘って大量の石炭アッシュが堆積し
ているものと考えられる。さらに、低NOxバーナのように、温室ガス発生技術を
使用すると、石炭燃焼ボイラのフライアッシュの強熱減量が大きくなり、従って
、高炭素含量（たとえば、LOI＞６％）に因りフライアッシュが使用できなくな
る傾向がある。その結果、温室ガス発生技術を使用する石炭燃焼式ボイラも、埋
立て投棄しなければならない石炭アッシュを生成する。また、よく知られている
ように、各地で埋立地の余裕が無くなってきており、新しく埋立地を建造するこ
とは高いコストがかかり、さらに、ある地域では、埋立地用に利用できる場所が
無いので、新たに埋立地を造成することは選択することすらできない。

【０００６】従って、埋立地から石炭燃焼生成物を回収して埋立地の場所を空け、別の廃棄
物を投棄して、新たに埋立地を造成しないようにする方法が必要である。特に、
埋立地から石炭燃焼生成物を回収して埋立地の場所を空けることができ、かつ、
産業上有用な生成物を原価効率よく製造することができ、経済的に魅力的な方法
が必要である。

【０００７】（発明の概要）前述した必要性は、石炭燃焼生成物が投棄されている場所を確認し、その投棄
場所から石炭燃焼生成物を回収し、回収した石炭燃焼生成物を再利用する本発明
によって達成される。本発明の一変形では、本発明の方法は、投棄場所から回収
した石炭燃焼生成物を、建設事業に適した骨材として使用することを含む。本発
明の別の変形では、石炭燃焼生成物を再利用する工程は、微粉砕石炭を微粉砕石
炭燃焼式炉に投入することと、回収した石炭燃焼生成物を微粉砕石炭燃焼式炉に
投入することと、米国特許第５，９９２，３３６号及びＰＣＴ国際公開番号WO９
８／２９６８７号に記載されたような方法で、回収した石炭燃焼生成物と微粉砕
石炭を一緒に炉の中で燃焼することを含んでいる。なを、米国特許第５，９９２
，３３６号及びＰＣＴ国際公開番号WO９８／２９６８７号は、本明細書において
参照として組み込まれている。

【０００８】さらに本発明の変形では、石炭燃焼生成物を再利用する工程は、回収した石炭
燃焼生成物を分析してその強熱減量を決定することと、燃焼すると低強熱減量ア
ッシュを発生する主として亜瀝青炭或いは他の石炭である微粉砕石炭を微粉砕石
炭燃焼式炉に投入することと、回収した石炭燃焼生成物の強熱減量が約５％か或
いはそれ以上の場合回収した石炭燃焼生成物を微粉砕石炭燃焼式炉に投入するこ
とと、炉に投入した回収石炭燃焼生成物を微粉砕石炭（回収石炭燃焼生成物が、
微粉砕石炭の重量の、主として、０．５％〜３．５％の範囲である）と一緒に再
燃焼して低強熱減量の石炭アッシュを生成することを含む。本発明のこの変形で
は、強熱減量が約５％か或いはそれ以上の場合回収した石炭燃焼生成物を微粉砕
石炭燃焼式炉に投入することと、炉に投入した回収石炭燃焼生成物を微粉砕石炭
（回収石炭燃焼生成５％か或いはそれ以上（それ故に、産業的価値に限界がある
）の石炭埋立地の石炭燃焼生成物が再燃焼されて、強熱減量が約３％未満（それ
故に、コンクリートに産業的価値がある）の石炭アッシュを生成する。その結果
、本発明のこの変形には、多くの重要な利点がある。たとえば、本発明は、（１
）埋立地の場所を空け、（２）産業上価値がなかった石炭燃焼生成物を、十分に
産業的価値がある石炭アッシュに転換し、（３）石炭アッシュに残っている損失
エネルギを回収し、（４）現段階では最高の技術水準に達していない埋立地、及
びアッシュ貯蔵地及び隔離地から排出される将来懸念される環境に与える危険性
を取り除くことである。

【０００９】さらに本発明の別の変形では、石炭燃焼生成物を再利用する工程は、回収した
石炭燃焼生成物を分析してその強熱減量を決定することと、燃焼すると低強熱減
量アッシュを発生する主として亜瀝青炭或いは他の石炭である微粉砕石炭を微粉
砕石炭燃焼式炉に投入することと、回収した石炭燃焼生成物の強熱減量が約１％
か或いはそれ以上の場合回収した石炭燃焼生成物を微粉砕石炭燃焼式炉に投入す
ることと、炉に投入した回収石炭燃焼生成物を微粉砕石炭（回収石炭燃焼生成物
が、微粉砕石炭の重量の、主として、１％〜３．５％の範囲である）と一緒に再
燃焼して低強熱減量の石炭アッシュを生成することを含む。

【００１０】従って、本発明の利点は、石炭燃焼生成物を埋立地から除去し且つ回収し、回
収した石炭燃焼生成物を実用化できるようにキャラクタライゼーションする石炭
燃焼生成物回収法を提供することである。

【００１１】さらに本発明の別の利点は、許可を受けた埋立地の場所を確保するのに資する
石炭燃焼生成物回収法を提供することである。

【００１２】さらに本発明の別の利点は、砂利採取場、石切場、埋立場所を新たに設ける必
要性を軽減する石炭燃焼生成物回収法を提供することである。

【００１３】さらに本発明の別の利点は、瀝青炭を燃焼させる微粉砕石炭炉から生成される
ような埋立地の高強熱減量の石炭燃焼生成物を回収及び再燃焼して、石炭燃焼生
成物を、強熱減量が非常に低い産業上有用なフライアッシュとボトムアッシュに
転換する石炭燃焼生成物回収法を提供することである。

【００１４】さらに本発明の別の利点は、一般にBritish thermal units (Btu)(英国熱単位
）で測定して、回収した石炭燃焼生成物から熱を回収することにより現在の石炭
備蓄を維持する石炭燃焼生成物回収法を提供することである。

【００１５】さらに本発明の別の利点は、ポルトランドセメントと置き換えることができ、
従って、余分のポルトランドセメントの生産が相殺され、ポルトランドセメント
生産工程から空気への放出を減少させる石炭燃焼生成物回収法を提供することで
ある。

【００１６】上述した本発明のこれらの特徴、全容、目的、及び利点は、下記の詳細な説明
、請求の範囲、及び添付図面を考察することにより一層よく理解されるであろう
。

【００１７】図面は必ずしも実尺通りには描かれていない。態様は、図形符号、想像線、線
図、及び部分図で描かれている場合もある。また、本発明を理解する上で必要で
ない、或いは理解し難い詳細は省略されている場合がある。無論、本発明は、必
ずしも、記載した特定の態様に限定されるものではない。

【００１８】（発明の詳細な説明）本発明は、許可或いは無許可の埋立地或いは投棄場所に堆積されていた石炭燃
焼生成物を再生して再利用する方法を提供する。本発明で使用する「投棄場所」
は、堆積された石炭燃焼生成物をも含んでいる。再生された石炭燃焼生成物には
多くの用途が考えられるが、特に、（１）道路基礎及び副基礎、構造充填材、裏
込め材、排水媒体、コンクリート用骨材、アスファルト及び石造、研磨材／粘着
摩擦材、及び人工土壌製品のように、砂、砂利、或いは砕石の代替品、（２）種
々の用途に適した低炭素（約３％未満）石炭燃焼生成物を生産するための補助燃
料及び供給原料として有用である。本発明において、「石炭燃焼生成物」とは、
石炭を燃焼する工程で発生するあらゆる副生成物を意味する。

【００１９】本発明による石炭燃焼生成物の回収、再生、及び再利用法は、以下の工程を含
んでいる。第１は、以前から埋立或いは投棄されていた石炭燃焼生成物の位置を
確認することである。石炭燃焼生成物を含んでいる埋立地或いは投棄場所の位置
を確認したら、埋立地或いは投棄場所の石炭燃焼生成物の位置を、従来の記録及
び／又は従来の土壌調査によって決定することである。

【００２０】次いで、従来の埋立地ボーリング及びサンプリング法により、石炭燃焼生成物
のサンプルを採取する。現在の埋立地に堆積されている石炭燃焼生成物は、フラ
イアッシュ、ボトムアッシュ、及びボイラスラッジのような石炭燃焼生成物を大
量に、また、冷却塔スラッジ及び坑道逃げ部から排出されるスラッジのような石
炭燃焼生成物を小量含んでいるので、この工程は特に重要である。本発明の最も
好ましい変形では、再生された石炭燃焼生成物が、石炭燃焼副生成物だけを含有
していて、石炭アッシュが、他の都市廃棄物、解体瓦礫、或いは危険廃棄物を混
合していないことが望ましい。

【００２１】サンプル採取後、サンプルをキャラクタライゼーションして、その潜在的なコ
ンシステンシーと、環境規制パラメータを分類する。たとえば、全元素分析法や
リーチパラメータ分析法を使用して、サンプルを試験して、埋立地の石炭燃焼生
成物の化学的性質を決定する。ある場合には、石炭燃焼生成物にTCLP試験を行っ
て、石炭燃焼生成物が、環境規制下で危険物質として分類されている物質を混合
していないことを検証する。従って、TCLP試験は、石炭燃焼生成物が、回収とそ
れに続く燃焼を行う予定地において、現在の環境規制下では非毒性物質であると
いうことを検証することができる。サンプルにASTMD3987 Water Leach Test(水
浸出試験）を行って、回収した石炭燃焼生成物の土壌及び構造用盛土に対する、
潜在的な浸水特性を特定することが好ましい。サンプルからは、石炭燃焼生成物
のコンシステンシーと粒度分布に関する物理データも得ることができる。たとえ
ば、ASTM D4749 Sieve Analysis(篩い分析）をサンプルに行ってもよい。回収し
た石炭燃焼生成物の元素及び物理特性分析を、石炭燃焼式炉から直接回収したボ
トムアッシュ及びフライアッシュの元素及び物理特性と比較することが好ましい
。

【００２２】ボーリング技術を利用して得た石炭燃焼生成物のサンプルの分析が完了したら
、このデータに基づいて、その石炭燃焼生成物に適した最終用途を決定すること
ができる。たとえば、元の石炭燃焼生成物が、セメント状性質を有している場合
は、砂、砂利、或いは砕石の代替物としての用途に適している。或いは、元の石
炭燃焼生成物の残留エネルギー含量が高い場合、即ち、元の石炭燃焼生成物の強
熱減量が高い場合（たとえば、５％以上）は、補助燃料としての用途に適してい
る。このことに関しては以下にさらに詳述する。

【００２３】石炭燃焼生成物に適した最終用途が決定したら、危険・公害を発生しない方法
で石炭燃焼生成物を除去するのに適した設計及び施工できる処理方法が確定され
る。たとえば、本発明の一変形では、表層土、粘土、或いは合成ライナー、盛土
、及び植栽地帯被覆材のような被覆材が、再生しようとする石炭燃焼生成物を被
覆している場合、これらの被覆材を設計・施工により除去することを含む。ある
いは、埋立地では石炭燃焼生成物は覆土されていないので、必ずしも被覆材を除
去する必要はない。特に、掘り出した被覆材が乾燥している場合は、（水洗浄の
ような）従来の方法を利用してダストを最小限にし、表面に滞留している水は、
その流れの向きを変えて、再生すべき石炭燃焼生成物が浸食されたり流出される
のを防止する。沈殿を制御したり、浸出水を集水したり、処理技術を利用して、
発生するかもしれない危険・公害に対処する。本発明の一変形では、最終用途と
性質を再生するのに適した工学計画が開発される。さらに、目的とする石炭燃焼
生成物を再生及び回収するのに必要な地元並びに州及び国の許可を取得すること
も必要である。

【００２４】石炭燃焼生成物回収計画を策定したら、石炭燃焼生成物の掘削と処理を始める
。本発明の一変形では、掘削は、ドラグシャベル、エクスカベータ、及びスクレ
ーパのように普通の土工機械を利用して行う。好ましくは、ダストの制御は、水
或いは市販のダスト除去剤を利用して行う。この市販のダスト除去剤は、石炭燃
焼生成物、環境及び石炭燃焼生成物の究極的用途と適合性がある。次いで、掘出
した石炭燃焼生成物を、圧潰及び／又はスクリーニング装置にかけて、塊、並び
にチャンク、及び異物を除去する。圧潰が必要か否かは、前から堆積されていた
物質のセメント状性質にしばしば依存する。石炭燃焼生成物の中には、大量の酸
化カルシウム(CaO)を含むものが多く、この酸化カルシウム(CaO)は、水和して、
硬い塊になる。これらの硬い塊を圧潰すると、粒度と硬度により、砂、砂利、及
び砕石の代替物になる。さらに、最終用途が特定の粒度分布を必要としない場合
は、スクリーニングを必要としない。

【００２５】本発明の一変形において、石炭燃焼生成物は、埋立地の指定場所の坑孔内に貯
蔵されている。ASTMD75「Standard Practice for Sampling Aggregates」（骨材
サンプリングの標準実施法）に規定された試験指針を利用して、試験に適した代
表的なサンプルを採取する。本発明の別の変形において、ASTMD２２３４「Stand
ard Practice for Collection of Gross Sample of Coal」（石炭の親サンプル
採取に適した標準実施法）を利用して、再生操作の間、石炭燃焼生成物がコンベ
ヤ上に落下する移動点からサンプルを採取する。サンプルに対して試験を実施し
て、（１）浸出性−アンチモン、ヒ素、ベリリウム、カドミウム、鉛、タリウム
及びpH、（２）総−ヒ素、ベリリウム、及びイオウ、及び（３）溶解−アルミニ
ウム、アンチモン、及びバリウムのパラメータを測定する。無論、追加の試験を
行って、別の元素と有機化合物の濃度を測定することもできる。均質な石炭燃焼
生成物が望ましいので、サンプルの均質性を評価することが好ましい。有益な用
途に適さない物質（たとえば、瓦礫、土壌）は、再利用できる物質から分離する
。次いで、再生及び処理した石炭燃焼生成物を貯蔵し、トラックに積載して、適
用される規制に従って運搬する。

【００２６】本発明の別の変形において、回収した石炭燃焼生成物を分析して強熱減量値を
決定する。そして、強熱減量値が約５％以上か、或いは約５％に等しい場合は、
回収した石炭燃焼生成物を以下に記載したように再燃焼して、低強熱減量（約３
％未満）を有する有用なフライアッシュに転換する。強熱減量値が約５％以上か
或いは約５％に等しい回収石炭燃焼生成物は最適燃焼を備えているが、強熱減量
値が約１％以上か或いは約１％に等しい回収石炭燃焼生成物は、以下に記載した
ように再燃焼して、強熱減量がさらに低い、通常約１／２％未満の有用なフライ
アッシュに転換することができる。次いで、上述したように、低強熱減量のフラ
イアッシュをコンクリートに使用することができる。本発明の最も好ましい変形
において、回収石炭燃焼生成物は、微粉砕石炭燃焼式炉で補助燃料として燃焼さ
れる。然しながら、先ず、回収石炭燃焼生成物の分析の結果を利用して、回収石
炭燃焼生成物を微粉砕石炭炉の補助燃料として燃焼する時に予想される空気放出
を計算して、全必要空気許容量を得る。

【００２７】再燃焼されるべき回収石炭燃焼生成物を、フロントエンドローダーを利用して
、石炭を積載した石炭車に添加することができる。また、ロータリ車アンローダ
ーに荷降ろす前に、回収石炭燃焼生成物を石炭に添加することもできる。次いで
、普通の方法で石炭車を荷降ろしして、石炭をコンベヤシステムで、発電所の石
炭サイロに輸送することができる。通常、回収石炭燃焼生成物は粒度が大きいの
で、粉砕して、粒度を微粉砕石炭流の大きさにすることが必要である。回収石炭
燃焼生成物を取り扱う好ましい方法は、石炭を粉砕する前に、石炭供給に添加す
ることである。然しながら、回収石炭燃焼生成物は、他の燃料と一緒に、ボイラ
ーに直接投入することができる。

【００２８】従って、回収石炭燃焼生成物の粒度試験が特に重要であることが分かる。たと
えば、粒度が大きな回収アッシュは、粉砕して、代表的な微粉砕石炭炉中の微粉
砕石炭流の大きさにすることが必要である。この場合、回収アッシュを取り扱う
好ましい方法は、石炭を粉砕する前に、石炭の貯蔵庫に添加しておくことである
。理想的には、回収アッシュと石炭との混合物は、適用可能なハードグローブ・
スケール(Hardgrove scale)による粉砕性インデックスを有している。粒度が小
さくなると、粉立ちと混合問題が発生するので、普通は、回収アッシュを、ミル
或いは他の微粉砕機の石炭上流の中に投入することができなくなる。然しながら
、粒度が小さな回収アッシュを、微粉砕機・粗粉分離器に入る微粉砕石炭流と一
緒に投入することができる。これは、バーナの上流で完全に混合するという利点
を有しているが、ごく僅かの量の空気を追添加して、回収アッシュを輸送するこ
とが必要となろう。粒度が小さな回収アッシュは、それぞれのバーナ位置で、微
粉砕石炭流と一緒に投入することができる。通常、粗粉分離器は、それぞれ、数
個のバーナに供給するので、小粒度の回収アッシュを供給する点の数が増える。
また、粒度が小さな回収アッシュは、微粉砕石炭炉に入る際、２次空気流と一緒
に投入される。粒度が小さな回収アッシュを随伴した２次空気流は、十分混合さ
れる。粒度が小さな回収アッシュは、耐熱性或いはステンレスティール製パイプ
から投入される。粒度が小さな回収アッシュは、現在使用しているバーナのレベ
ルの上か或いはそれに隣接して、別のパイプから炉の中に投入することもできる
。水壁を経た投入点を利用することができるが、これにはボイラの水壁を改良す
る必要がある。回収アッシュを大及び小粒度に粗粉分離することは、使用する微
粉砕石炭炉の運転特性に依存している。

【００２９】図１は、本発明の最も好ましい変形を実施するのに使用する典型的な微粉砕石
炭炉２０の一部を示している。微粉砕燃料システムは、石炭ホッパ２１を備えて
いる。この石炭ホッパ２１は、石炭投入口２２を介して重量フィーダー２３に接
続している。重量フィーダー２３は、クラッシャ乾燥機２４に連結されている。
クラッシャ乾燥機２４は、バイパスダンパ２５にまで延設されている。バイパス
ダンパ２５は、ボールミル２６に連結されている。石炭排出ダクト２７を経て、
ボールミル２６から微粉砕石炭が排出され、バイパスダンパ２５から石炭ダスト
が排出される。石炭排出ダクト２７は、遠心分級機２８に連結している。遠心分
級機２８の中では、適当な大きさの粒子が石炭パイプ２９からフレームバーナ３
０へ供給されている間に、過大粒子がボールミル２６へ戻されて、さらに処理さ
れる。フレームバーナ３０は、炉２０の側面まで延設されている。止め弁３１が
、石炭パイプライン２９に挿設されている。第１空気ファン３５が、空気予熱機
３６を介して第１空気ダクト３７へ空気を強制送気している。また、冷却空気ダ
クト３８が、ファン３５から炉２０へ延設されている。熱風が、第１空気ダクト
３７から、熱風ダンパ３９を経て、クラッシャ乾燥機２４にも送風されている。
この空気を使用して、微粉砕石炭を、石炭パイプ２９からバーナ３０へ輸送され
る。

【００３０】粒度が大きな回収アッシュが、石炭ホッパ２１内に投入され、微粉砕される石
炭と一緒に処理される。粒度が小さな回収アッシュが、分級機２８或いは石炭パ
イプ２９において、微粉砕された石炭に添加される。（回収アッシュを大粒度及
び小粒度へ分級することは使用する微粉砕石炭炉の運転特性に依存している。）
ある場合には、粒度が小さな回収アッシュだけを、別に乾燥及び微粉砕した後で
、分級機２８或いは石炭パイプ２９において、微粉砕された石炭流へ添加される
。（別々に乾燥及び微粉砕された）粒度が小さな回収アッシュを、炉２０へ別々
に投入することができる。このような機構配列を図２及び図４に示してある。図
２は、炉２０に内挿されたバーナ３０の典型的な入口を示している。投入パイプ
１０或いは図３に示したようなランスが、石炭バーナ３０の僅かに上に配設され
ている。図４は、小粒度の回収アッシュを、別々の投入パイプ或いはランスから
、炉へ投入するのに適した機構配列の斜視図である。図４において、小粒度の回
収アッシュを貯蔵する貯蔵サイロ４５が、インレット４６からアッシュを収容す
る。サイロ４５の頭頂には、バグフィルタ４７が取り付けられている。遮断ゲー
ト４９を具備した石炭投入口４８は、ギヤモータ型供給ブロワ５０を備えている
。さらに、ギヤモータ型供給ブロワ５０は、吸気ティー５１に連結している。エ
アブロワ５２も、吸気ティー５１に連結している。ブロワ５２からの空気と、供
給ブロワ５０からの小粒度回収アッシュが、スティールパイプ５３の中を、スプ
リッタ５４まで搬送される。スプリッタ５４は、流れを半分に分流して、別の２
基のスプリッタ５５に供給する。２基のスプリッタ５５で、再度流れが４基のス
プリッタ５６に分流される。４基のスプリッタ５６は、それぞれ、投入ランス５
７を備えている。投入ランス５７は、炉２０に内挿されている。投入ランス５７
に至るそれぞれの管路には、空気シリンダ作動弁５８が配設されている。第２ア
ッシュ投入口６０がアッシュサイロ４５から延設されていて、炉２０の別の側面
に同じような投入システムを形成している。

【００３１】以下の実施例は本発明を説明するものであるが、本発明を限定するものではな
い。

【００３２】（実施例）アメリカ合衆国、ウイスコンシン州、ワウケシャ（Waukesha,Wisconsin,USA)
にある閉鎖埋立地において、再生プロジェクトの一部として、約７，０００立方
ヤードの石炭燃焼生成物を回収した。記録から、この石炭燃焼生成物が、ウイス
コンシン発電所から発生したフライアッシュとボトムアッシュを含んでいること
、及び１９６９〜１９７８年に埋立地に投棄されたことを確認した。ASTM Speci
ficationＤ３１７３，Ｄ３１７４，Ｄ３１７５，Ｄ３１７２，Ｄ３２８６，及び
Ｄ４２３９を利用してこのアッシュのサンプルを分析して、表１に示したおおよ
その分析を得た。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１の回収アッシュの化学及び物理的性質を参照すれば、回収した石炭燃焼生
成物が、微粉砕石炭と一緒に微粉砕石炭燃焼式炉に投入され、燃焼されて市場性
がある石炭アッシュを生産することが理解される。従って、回収した石炭燃焼生
成物を以下のように処理した。先ず、アメリカ合衆国、ウイスコンシン州、ワウ
ケシャにある埋立地から掘出した石炭燃焼生成物を篩い分けして大きな塊と異物
を除去した。次いで、篩い分けした回収石炭燃焼生成物を、受入れホッパに移送
し、さらに、濡れて／湿った回収石炭燃焼生成物（当該埋立地ではボトムアッシ
ュ及びフライアッシュが混合されているので、回収石炭燃焼生成物はボトムアッ
シュ及びフライアッシュを含む）を、容量１２５トンの貯蔵サイロに搬送し、さ
らに、添加率１％で石炭ベルト上に搬送した。石炭ベルト上への入口は、第１石
炭粉砕器の前で、石炭車ダンパの後にある。石炭と一緒に粉砕した後で、回収石
炭燃焼生成物を、工場の石炭サイロへ搬入し、そこで、ボールミルへ供給した。
さらに、石炭と、濡れて／湿った回収石炭燃焼生成物との混合物を、ボールミル
で微粉砕し、次いで、燃料として炉の中に投入した。

【００３５】上述したように、強熱減量が高い石炭燃焼生成物を回収及び再燃焼して、強熱
減量が低く市場価値があるフライアッシュとボトムアッシュに転換する石炭燃焼
生成物を回収する方法が提供された。この方法は、埋立地の場所を空け、市場価
値がない石炭燃焼生成物を極めて市場価値が高い石炭アッシュに転換し、石炭ア
ッシュ中に消費されずに残存しているエネルギを回収し、現段階では最高の技術
水準に達していない埋立地から排出される将来懸念される環境に与える危険性を
取り除く。

【００３６】以上、特定の変形を参照して本発明を説明してきた。此処に記載した変形は、
限定ではなく、例証することを目的として記載したものである。本発明は、これ
らの変形以外の方法でも実施することができる。従って、請求の範囲は、此処に
記載した好ましい態様に関する記載に限定解釈されるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するために変更を加えた代表的な微粉砕石炭燃焼式
炉の一部の斜視図である。

【図２】フライアッシュ投入ノズルの位置を示している図１の炉の垂直断
面図である。

【図３】図２の炉に石炭を投入する投入パイプの立面図である。

【図４】石炭アッシュを別の投入ランスから微粉砕石炭炉の中へ投入する
本発明の方法を実施する装置の略ブロック図である。

【符号の説明】

２０微粉砕石炭炉２１石炭ホッパ２２石炭投入口２３重量フィーダー２４クラッシャ乾燥機２５バイパスダンパ２６ボールミル２７石炭排出ダクト２８分級機２９パイプ３０フレームバーナ３１止め弁３５第１空気ファン３６空気予熱機３７第１ダクト３８冷却空気ダクト３９熱風ダンパ４５貯蔵サイロ４６インレット４７バグフィルタ４８石炭投入口４９遮断ゲート５０供給ブロワ５１吸気ティー５２空気ブロワ５３スティールパイプ５４、５５、５６スプリッタ５７投入ランス５８空気シリンダ作動弁６０第２アッシュ投入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２３Ｃ 9/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｌ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ラム，ブルースダブリュ．アメリカ合衆国 53069 ウィスコンシン州オコーキー，エンチャンティッドコートエヌ51 ダブリュ3416 Ｆターム(参考） 3K046 AA01 AA02 AB02 AB03 AC04 BA01 CA02 3K061 NA05 NA07 NA17 3K091 BB02 CC12 CC15 DD01 GA06 4D004 AA36 AB03 AC08 CA28 CB42 CC11 DA03 DA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 (a) 石炭燃焼生成物を含む投棄場所を確認する工程と、 (b) 少なくとも一部の石炭燃焼生成物を投棄場所から除去する工程と、 (c) 一部の石炭燃焼生成物を微粉砕石炭と一緒に微粉砕石炭燃焼式炉に投入す
る工程と、 (d) 一部の石炭燃焼生成物を微粉砕石炭と一緒に微粉砕石炭燃焼式炉の中で燃
焼する工程、とを含む石炭燃焼生成物を回収し、石炭燃焼生成物を再利用する方
法。
【請求項２】工程(b)の後でかつ工程(c)の前で、一部の石炭燃焼生成物の
サンプル分析して一部の石炭燃焼生成物の強熱減量を決定することをさらに含む
請求項１に記載の方法。
【請求項３】一部の石炭燃焼生成物の強熱減量が既定の強熱減量値以上か
或いはそれに等しい場合、一部の石炭燃焼生成物を微粉砕石炭と一緒に微粉砕石
炭燃焼式炉に投入する請求項２に記載の方法。
【請求項４】既定の強熱減量値が５％である請求項３に記載の方法。
【請求項５】既定の強熱減量値が１％である請求項３に記載の方法。
【請求項６】微粉砕石炭が、燃焼すると強熱減量が５％未満のアッシュを
発生する亜瀝青炭である請求項１に記載の方法。
【請求項７】工程(c)が、一部の石炭燃焼生成物を供給石炭に添加して回収した石炭燃焼生成物と石炭と
の混合物を生成することと、回収した石炭燃焼生成物と石炭との混合物を微粉砕して微粉砕混合物を生成す
ることと、微粉砕混合物を微粉砕石炭燃焼式炉へ投入すること、とを含む請求項１に記載
の方法。
【請求項８】工程(c)が、供給石炭を微粉砕することと、微粉砕石炭を微粉砕石炭燃焼式炉へ投入することと、一部の石炭燃焼生成物を微粉砕石炭燃焼式炉へ注入すること、とを含む請求項
１に記載の方法。
【請求項９】工程(c)が、一部の石炭燃焼生成物を、石炭燃焼生成物の第１ロットと石炭燃焼生成物の第
２ロットであって、第１ロットの粒度が第２ロットの粒度より大きな石炭燃焼生
成物の第１ロットと石炭燃焼生成物の第２ロットに分割することと、石炭燃焼生成物の第１ロットを供給石炭へ添加して回収した石炭燃焼生成物と
石炭との混合物を生成することと、回収した石炭燃焼生成物と石炭との混合物を微粉砕して微粉砕混合物を生成す
ることと、微粉砕混合物を微粉砕石炭燃焼式炉へ投入することと、石炭燃焼生成物の第２ロットを微粉砕石炭燃焼式炉へ注入すること、とを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】工程(c)が、一部の石炭燃焼生成物を、石炭燃焼生成物の第１ロットと石炭燃焼生成物の第
２ロットであって、第１ロットが、工程(a)における回収現場と、工程(c)におけ
る燃焼現場において現在の環境関連規制下で非毒性物質に分類されるものである
、石炭燃焼生成物の第１ロットと石炭燃焼生成物の第２ロットに分割することと
、石炭燃焼生成物の第１ロットを微粉砕石炭と一緒に微粉砕石炭燃焼式炉へ投入
すること、とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】第１ロットがTCLP法により非毒性物質に分類される請求項
１に記載の方法。
【請求項１２】工程(a)が、投棄場所における石炭燃焼生成物の場所を、
土壌調査によって確認することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】工程(b)の後でかつ工程(c)の前で、一部の石炭燃焼生成物
を石炭燃焼生成物以外の物質と分離することをさらに含む請求項１に記載の方法
。
【請求項１４】 (a) 石炭燃焼生成物を含む投棄場所を確認する工程と、 (b) 少なくとも一部の石炭燃焼生成物を投棄場所から除去する工程と、 (c) 一部の石炭燃焼生成物のサンプルを分析して一部の石炭燃焼生成物の強熱
減量を決定する工程と、 (d) 一部の石炭燃焼生成物の強熱減量が既定の強熱減量値以上か或いはそれと
等しい場合、一部の石炭燃焼生成物を供給石炭に添加して回収した石炭燃焼生成
物と石炭との混合物を生成する工程と、 (e) 回収した石炭燃焼生成物と石炭との混合物を微粉砕して微粉砕混合物を生
成する工程と、 (f) 微粉砕混合物を微粉砕石炭燃焼式炉へ投入する工程と、 (g) 微粉砕混合物を微粉砕石炭燃焼式炉の中で燃焼する工程、とを含む石炭燃
焼生成物を回収し、石炭燃焼生成物を再利用する方法。
【請求項１５】強熱減量値が５％である請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】強熱減量値が１％である請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】強熱減量値が約３％未満のフライアッシュが生成される請
求項１４に記載の方法。
【請求項１８】工程(b)の後でかつ工程(c)の前で、一部の石炭燃焼生成物
を石炭燃焼生成物以外の物質と分離することをさらに含む請求項１４に記載の方
法。
【請求項１９】一部の石炭燃焼生成物を、一部の石炭燃焼生成物の重量当
たり０．５％〜３．５％の範囲で石炭に添加する請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】 (a) 石炭燃焼生成物を含む投棄場所を確認する工程と、 (b) 少なくとも一部の石炭燃焼生成物を投棄場所から除去する工程と、 (c) 一部の石炭燃焼生成物のサンプルを分析して一部の石炭燃焼生成物の強熱
減量を決定する工程と、 (d) 一部の石炭燃焼生成物の強熱減量が１％以上の場合、一部の石炭燃焼生成
物を、燃焼すると強熱減量が５％未満のアッシュを生成する亜瀝青炭の供給に添
加して回収した石炭燃焼生成物と石炭との混合物を生成する工程と、 (e) 回収した石炭燃焼生成物と石炭との混合物を微粉砕して微粉砕混合物を生
成する工程と、 (f) 微粉砕混合物を微粉砕石炭燃焼式炉へ投入する工程と、 (g) 微粉砕混合物を微粉砕石炭燃焼式炉の中で燃焼する工程、とを含み、此処にフライアッシュの強熱減量が約３％未満である石炭燃焼生成物を回収し
、石炭燃焼生成物を再利用する方法。
【請求項２１】工程(b)の後でかつ工程(c)の前で、一部の石炭燃焼生成物
を石炭燃焼生成物以外の物質と分離することをさらに含む請求項２０に記載の方
法。
【請求項２２】一部の石炭燃焼生成物を、一部の石炭燃焼生成物の重量当
たり０．５％〜３．５％の範囲で亜瀝青炭の供給に添加する請求項２１に記載の
方法。