JP2007222800A - フライアッシュ中の未燃カーボン除去装置及び除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】浮選法等によってフライアッシュ中の未燃カーボンを除去した後、セメント用混合材として利用する場合でも、セメントミルにおけるフライアッシュ中の未燃カーボンの露出を防止し、セメントの品質低下を防止する。
【解決手段】フライアッシュを粉砕した後、フライアッシュ中の未燃カーボンを除去する。予めフライアッシュを粉砕するため、フライアッシュ粒子の内部に残存する未燃カーボンを露出させることができ、未燃カーボンの回収率を向上させるとともに、セメントミルでの未燃カーボンの露出を回避することができる。フライアッシュを粉砕した後、分級し、微粉フライアッシュ中の未燃カーボンを除去してもよく、分級した粗粉フライアッシュを再度粉砕してもよい。フライアッシュの粉砕又は／及び分級を湿式にて行うことができ、浮選法を含む脱炭法によって未燃カーボンを除去することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フライアッシュ中の未燃カーボン除去装置及び除去方法に関し、特に、石炭焚き火力発電所等で発生したフライアッシュをセメント用混合材として利用する際などに、フライアッシュ中の未燃カーボンを除去するために用いられる装置及び方法に関する。

従来、石炭焚き火力発電所等で発生したフライアッシュは、セメント用混合材、コンクリート用混和材、人工軽量骨材の原料等に利用されている。この際、フライアッシュ中に未燃カーボンが多いと種々の問題が発生するため、未燃カーボンを除去する必要があり、多くの技術が提案されている。特に、フライアッシュをセメント用混合材として利用する際には、湿式浮選法による脱炭処理後に湿灰をセメントミル前に添加することが、設備コストや運転コストを最も抑えることができる方法と考えられている。

浮選法によってフライアッシュ中の未燃カーボンを除去するにあたり、例えば、特許文献１には、フライアッシュに水を加えてスラリーとし、該スラリーに捕集剤を添加し、剪断力を付与した後、スラリー及び捕集剤に起泡剤を添加し、撹拌して気泡を発生させ、該気泡に前記フライアッシュの未燃カーボンを付着させて浮上させることにより、未燃カーボン分が０．５％程度のフライアッシュを得る方法が記載されている。

特許第３６１３３４７号

しかし、上記特許文献に記載の浮選法による未燃カーボン除去方法を用いても、フライアッシュ粒子内に残存する未燃カーボンを除去することはできないため、フライアッシュがセメントミルで粉砕される際にフライアッシュ中の未燃カーボンが露出し、セメントの品質低下の要因となるおそれがあった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、浮選法等によってフライアッシュ中の未燃カーボンを除去した後、セメント用混合材として利用する場合でも、セメントミルで粉砕した際にフライアッシュ中の未燃カーボンが露出することなく、セメントの品質低下を防止することのできるフライアッシュ中の未燃カーボン除去装置及び除去方法等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、フライアッシュ中の未燃カーボン除去装置であって、フライアッシュを粉砕する粉砕手段と、該粉砕手段で粉砕されたフライアッシュ中の未燃カーボンを除去する未燃カーボン除去手段とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、粉砕手段によってフライアッシュを粉砕し、フライアッシュ粒子の内部に残存する未燃カーボンを露出させた後、未燃カーボン除去手段によってフライアッシュ中の未燃カーボンを除去するため、未燃カーボンの回収率を向上させることができるとともに、セメントミルで未燃カーボンが露出することがなくなり、フライアッシュをセメント用混合材として利用した場合のセメントの品質の低下を防止することができる。

前記フライアッシュ中の未燃カーボン除去装置において、前記粉砕手段によって粉砕したフライアッシュを分級する分級手段を備え、該分級手段によって分級された微粉フライアッシュ中の未燃カーボンを、前記未燃カーボン除去手段によって除去することができる。これによって、前記粉砕手段によって最適な粒度に粉砕されたフライアッシュのみを未燃カーボン除去手段に供給することができ、より効率よく未燃カーボンを除去することが可能となる。

また、前記フライアッシュ中の未燃カーボン除去装置において、前記分級手段によって分級された粗粉フライアッシュを、前記粉砕手段に供給する供給手段を備えるようにし、十分に粉砕されなかったフライアッシュを再度粉砕し、最適な粒度に調整した後、フライアッシュ中の未燃カーボンを未燃カーボン除去手段によって除去することができる。

さらに、前記粉砕手段又は／及び分級手段を湿式とすることができ、前記未燃カーボン除去手段を浮選機とすることができる。また、該浮選機で発生した排水を、前記粉砕手段又は／及び分級手段に供給する供給手段を備えるように構成し、浮選機で発生した排水を有効に活用し、設備コストや運転コストを抑えながらフライアッシュ中の未燃カーボンを効率よく除去することができる。

また、本発明は、フライアッシュ中の未燃カーボン除去方法であって、フライアッシュを粉砕した後、該フライアッシュ中の未燃カーボンを除去することを特徴とする。

そして、本発明によれば、フライアッシュを粉砕し、フライアッシュ粒子の内部に残存する未燃カーボンを露出させた後、フライアッシュ中の未燃カーボンを除去するため、未燃カーボンの回収率を向上させ、セメントミルにおける未燃カーボンの露出を防止し、フライアッシュをセメント用混合材として利用した場合のセメントの品質の低下を防止することができる。

前記フライアッシュ中の未燃カーボン除去方法において、前記フライアッシュを粉砕した後、分級し、微粉フライアッシュ中の未燃カーボンを除去することができる。これによって、最適な粒度に粉砕されたフライアッシュのみについて未燃カーボンの除去を行うことができ、より効率よく未燃カーボンを除去することができる。

また、前記分級した粗粉フライアッシュを再度粉砕することにより、十分に粉砕されなかったフライアッシュを再度粉砕し、最適な粒度に調整した後、フライアッシュ中の未燃カーボンを除去することができる。

前記フライアッシュの粉砕又は／及び分級を湿式にて行うことができ、前記フライアッシュ中の未燃カーボンの除去を浮選によって行うことができる。この際、前記浮選後に発生した排水について、再度粉砕又は／及び分級を行い、該粉砕又は／及び分級後のスラリーに含まれるフライアッシュ中の未燃カーボンの除去を浮選によって行い、浮選で発生した排水を有効に活用し、設備コストや運転コストを抑えながらフライアッシュ中の未燃カーボンを効率よく除去することができる。

また、本発明は、フライアッシュであって、前記いずれかの装置、又は前記いずれかの方法によって未燃カーボンが除去されたことを特徴とする。このようなフライアッシュは、未燃カーボンの回収率が高く、セメントミルで未燃カーボンが露出することもないため、フライアッシュをセメント用混合材として好適に利用することができ、セメントの品質の低下を防止することができる。

さらに、本発明は、フライアッシュの利用方法であって、前記未燃カーボンを除去したフライアッシュをセメントミルに添加し、セメント用混合材として利用することを特徴とし、このフライアッシュに石膏を混合してセメントミルに添加してもよい。

以上のように、本発明によれば、浮選法等によってフライアッシュ中の未燃カーボンを除去した後、セメント用混合材として利用する際に、フライアッシュをセメントミルで粉砕するときに未燃カーボンが露出することなく、セメントの品質低下を防止することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明にかかるフライアッシュ中の未燃カーボン除去装置の一実施の形態を示し、この除去装置１は、湿式システムであって、フライアッシュ（ＦＡ）の原灰用粉砕機２と、粉砕されたフライアッシュを分級する分級機３と、分級した微粉フライアッシュ中の未燃カーボンを除去する脱炭装置としての浮選機４と、浮選機４によって処理されたテールを脱水するテール用脱水機５と、浮選機４によって処理されたフロスを脱水するフロス用脱水機７とで構成され、テール用脱水機５で脱水されて得られたフライアッシュ（改質フライアッシュ）を石膏及びクリンカとともにセメント用粉砕機６によって粉砕してセメントを製造し、フロス用脱水機７で脱水されて得られた未燃カーボンをクリンカ焼成炉８において燃料として利用する。

原灰用粉砕機２は、フライアッシュの原灰を粉砕するために備えられ、図１では、分級機３からの粗粉を粉砕するようにしているが、分級機３に供給する前に、フライアッシュを原灰用粉砕機２に直接供給してもよい。また、原灰用粉砕機２として、ここでは湿式ボールミルを用いているが、乾式、湿式を問わず、ボールミル、竪型ミル等一般的に使用されている粉砕機を用いることができる。

分級機３は、フライアッシュの原灰及び原灰用粉砕機２で粉砕されたフライアッシュを、微粉と粗粉とに分級するために備えられる。尚、上述のように、フライアッシュ原灰をすべて原灰用粉砕機２で粉砕した後、分級機３で分級するようにしてもよい。また、分級機３として、ここでは湿式サイクロンを用いているが、乾式、湿式を問わず、遠心分級機、スクリーン等一般的に使用される分級機を用いることができる。

浮選機４は、分級機３からの微粉フライアッシュスラリーから未燃カーボンを除去するために備えられ、分級機３からのフライアッシュスラリーに捕集剤、気泡剤等を添加し、空気を供給して発生させた気泡にフライアッシュの未燃カーボンを付着させ、浮上させることにより未燃カーボンを分離する。

テール用脱水機５は、浮選機４のテールを固液分離して未燃カーボンが除去されたフライアッシュ（改質フライアッシュ）を得るために備えられ、フィルタープレス等が用いられる。

セメント用粉砕機６は、未燃カーボンが除去された改質フライアッシュを、石膏、セメントクリンカととともに粉砕してセメントを得るものであって、ボールミル等が用いられる。

フロス用脱水機７は、浮選機４のフロスを固液分離して未燃カーボンを得るために備えられ、フィルタープレス等が用いられる。

クリンカ焼成炉８は、セメントクリンカを焼成するロータリキルン等であって、フロス用脱水機７で固液分離された未燃カーボンを乾燥し、クリンカ焼成炉８において燃料として利用する。

次に、上記構成を有するフライアッシュ中の未燃カーボン除去装置１の動作について、図面を参照しながら説明する。

フライアッシュ原灰は、分級機３の上流側でテール用脱水機５からのろ液と混合されてスラリーとなり、分級機３に供給される。分級機３で分級された微粉フライアッシュを含むスラリーは、浮選機４において未燃カーボンを含むフロスと、改質フライアッシュを含むテールとに分離される。一方、分級機３で分級された粗粉フライアッシュを含むスラリーは、原灰用粉砕機２において粉砕され、再度分級機３に供給される。

浮選機４からの未燃カーボンを含むフロスは、フロス用脱水機７において固液分離され、固体側に存在する未燃カーボンは、乾燥された後、クリンカ焼成炉８において燃料として利用される。一方、フロス用脱水機７で発生したろ液は、浮選機４に戻される。

浮選機４からの改質フライアッシュを含むテールは、テール用脱水機５において固液分離され、固体側に存在する改質フライアッシュは、セメント用混合材としてセメント用粉砕機６において、セメントクリンカ及び石膏とともに粉砕される。この際、改質フライアッシュは、予め原灰用粉砕機２で粉砕されているため、原灰であるフライアッシュ粒子の内部に残存する未燃カーボンが露出し、浮選機４でこの未燃カーボンが除去されているため、セメント用粉砕機６で未燃カーボンが露出することがなく、セメントの品質の低下を防止することができる。一方、テール用脱水機５で発生したろ液は、分級機３の上流側でフライアッシュ原灰と混合される。

尚、上記実施の形態においては、湿式の原灰用粉砕機２、分級機３を用いた場合について説明したが、乾式の原灰用粉砕機２、分級機３を用い、浮選機４の上流側で微粉フライアッシュをスラリー化するようにしてもよい。また、原灰用粉砕機２で粉砕され、分級機３で分級されたフライアッシュ中の未燃カーボンを除去するにあたって、浮選機４を用いたが、未燃カーボン除去手段は浮選機に限定されない。さらに、フライアッシュ原灰を分級する分級機３を配置し、分級された粗粉を原灰用粉砕機２で粉砕したが、分級機３を設けずに、原灰用粉砕機２で粉砕したフライアッシュをすべて浮選機４等の未燃カーボン除去手段に供給する構成とすることもできる。

本発明にかかるフライアッシュ中の未燃カーボン除去装置の一実施の形態を示すフローチャートである。

符号の説明

１ フライアッシュ中の未燃カーボン除去装置
２ 原灰用粉砕機
３ 分級機
４ 浮選機
５ テール用脱水機
６ セメント用粉砕機
７ フロス用脱水機
８ クリンカ焼成炉

Claims (15)

1. フライアッシュを粉砕する粉砕手段と、
   該粉砕手段で粉砕されたフライアッシュ中の未燃カーボンを除去する未燃カーボン除去手段とを備えることを特徴とするフライアッシュ中の未燃カーボン除去装置。
2. 前記粉砕手段によって粉砕したフライアッシュを分級する分級手段を備え、
   該分級手段によって分級された微粉フライアッシュ中の未燃カーボンを、前記未燃カーボン除去手段によって除去することを特徴とする請求項１に記載のフライアッシュ中の未燃カーボン除去装置。
3. 前記分級手段によって分級された粗粉フライアッシュを、前記粉砕手段に供給する供給手段を備えることを特徴とする請求項２に記載のフライアッシュ中の未燃カーボン除去装置。
4. 前記粉砕手段又は／及び分級手段は湿式であることを特徴とする請求項１、２又は３にに記載のフライアッシュ中の未燃カーボン除去装置。
5. 前記未燃カーボン除去手段は、浮選機であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフライアッシュ中の未燃カーボン除去装置。
6. 前記浮選機で発生した排水を、前記粉砕手段又は／及び分級手段に供給する供給手段を備えることを特徴とする請求項５に記載のフライアッシュ中の未燃カーボン除去装置。
7. フライアッシュを粉砕した後、該フライアッシュ中の未燃カーボンを除去することを特徴とするフライアッシュ中の未燃カーボン除去方法。
8. フライアッシュを粉砕した後、分級し、微粉フライアッシュ中の未燃カーボンを除去することを特徴とする請求項７に記載のフライアッシュ中の未燃カーボン除去方法。
9. 前記分級した粗粉フライアッシュを再度粉砕することを特徴とする請求項８に記載のフライアッシュ中の未燃カーボン除去方法。
10. 前記フライアッシュの粉砕又は／及び分級を湿式にて行うことを特徴とする請求項７、８又は９に記載のフライアッシュ中の未燃カーボン除去方法。
11. 前記フライアッシュ中の未燃カーボンの除去を浮選によって行うことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載のフライアッシュ中の未燃カーボン除去方法。
12. 前記浮選後に発生した排水について、再度粉砕又は／及び分級を行い、該粉砕又は／及び分級後のスラリーに含まれるフライアッシュ中の未燃カーボンの除去を浮選によって行うことを特徴とする請求項１１に記載のフライアッシュ中の未燃カーボン除去方法。
13. 請求項１乃至６のいずれかに記載の装置、又は請求項７乃至１２のいずれかに記載の方法によって未燃カーボンが除去されたことを特徴とするフライアッシュ。
14. 請求項１３に記載のフライアッシュを、セメントミルに添加することを特徴とするフライアッシュの利用方法。
15. 前記フライアッシュに石膏を混合してセメントミルに添加することを特徴とする請求項１４に記載のフライアッシュの利用方法。

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