JP2009167068A - ゼオライト製造装置及び発電設備 - Google Patents

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Abstract

【課題】 低コストで簡単な設備で石炭灰から石炭灰ゼオライトを生成する。
【解決手段】 圧力容器1を筒の軸心周りに駆動モータ12で回動させ、圧力容器1の回動によりセラミックボール18を移動させることで反応物17の破砕・攪拌を行なって石炭灰ゼオライトを生成し、固化しやすい石炭灰ゼオライトを連続処理により生成する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、石炭灰からゼオライトを生成するゼオライト製造装置及びゼオライト製造装置を備えた発電設備に関する。
石炭をエネルギー源とする火力発電設備で多量に発生する石炭灰は、セメント原料や路盤材等として利用されているが、多量に発生する石炭灰の多くは、廃棄物として埋設処理されている。このため、石炭灰を有効利用するために、イオン交換機能、吸収機能、触媒機能等を持つゼオライト(石炭灰ゼオライト)に転換して利用することが種々提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
従来から提案されているゼオライトの製造技術は、石炭灰とアルカリ(水酸化ナトリウム)溶液との混合物を加熱することより、アルミナ成分やシリカ成分を溶出させ、アルミナやシリカを再結晶化して石炭灰ゼオライトを得るようにしている。
具体的には、所定の濃度に調整された多量のアルカリ溶液と石炭灰を混合し、複数の反応容器を用い、混合物を所定温度に加熱すると共にゼオライトを分離した後のアルカリ水溶液を再利用しながら固液反応処理を行ってゼオライトを生成している(水熱合成法)。
水熱合成法を用いた従来の技術では、アルミナやシリカ等ガラス状で固化しやすい混合物であっても、複数の反応容器を用いて加熱を繰り返すことで、固化を抑制しながらゼオライトを製造することができる。また、ゼオライト製造に用いたアルカリ含有液を、ゼオライトを濾過して固相と分離して、再度ゼオライト製造用のアルカリ溶液に添加する等して、ゼオライトを分離した後のアルカリ含有濾過液の再利用が行なえる。
しかしながら、石炭灰のアルミナ成分やシリカ成分を溶出させてゼオライトを生成しているので、連続製造を効率的に行うために、バッチ式の反応器を多段とするなどの設備上の工夫が必要である。即ち、石炭灰をアルカリ含有液と混合してスラリーを調整する工程、石炭灰含有スラリーを加温して石炭灰のアルミナ成分やシリカ成分の溶出を行う工程、更に石炭灰とその溶出成分を含有するスラリーを加熱してゼオライト化する工程のそれぞれを別のバッチ式の反応器で行うことにより、石炭灰スラリーの固化を抑制しながらゼオライト化を進める必要がある。このために、複数の反応容器で原料の配合、加熱、混合などの反応条件を変えながらバッチ処理を繰り返すことで、固化を抑制しながら擬似的な連続製造を可能としており、結果として大量のアルカリや水を使用しているのが実情である。また、複数の反応容器によるバッチ処理の設備となるため、設備が大型化すると共に複雑化し、コストが高くなっていた。従って、ゼオライトを製造する設備が大掛かりなものとなり、低コストで石炭灰からゼオライトを生成できる技術が望まれているのが現状である。
特開2005−126263号公報 特開2005−126265号公報
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することができるゼオライト製造装置を提供することを目的とする。
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することができるゼオライト製造装置を備えた発電設備を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための請求項1に係る本発明のゼオライト製造装置は、石炭灰及びアルカリ及び水が一端側から投入される筒状の圧力容器と、圧力容器を筒の軸心周りに回動させ混合物を他端側に移送すると共に生成物を他端から排出させる回動手段と、圧力容器の内部を所定の反応温度に維持して混合物を反応させることでゼオライトを生成する温度制御手段と、圧力容器の内部の反応物の固化を阻止する固化阻止手段とを備えたことを特徴とする。
請求項1に係る本発明のゼオライト製造装置は、回動手段により圧力容器を回動させ、石炭灰及びアルカリ及び水の混合物を攪拌すると共に温度制御手段によりゼオライトを生成する温度雰囲気に圧力容器の内部を制御し、固化阻止手段により容器の内部での固化を抑制した状態で圧力容器の他端からゼオライトを排出する。これにより、固化しやすいゼオライトを連続処理により生成することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能になる。
そして、請求項2に係る本発明のゼオライト製造装置は、請求項1に記載のゼオライト製造装置において、温度制御手段は、混合物の水分蒸発状態が所定状態になる温度に制御し生成物として無水状態のゼオライトを得る手段であることを特徴とする。
請求項2に係る本発明では、最小限のアルカリと水により無排水でゼオライトを生成することができ、排水処理・汚泥処理を省略することができる。
また、請求項3に係る本発明のゼオライト製造装置は、請求項1もしくは請求項2に記載のゼオライト製造装置において、固化阻止手段は、圧力容器に投入された多数のセラミックボールであり、回動手段による圧力容器の回動によりセラミックボールが移動することで混合物の破砕・攪拌が行なわれ、圧力容器の出口側には、セラミックボールだけを捕捉して回収する回収手段が備えられていることを特徴とする。
請求項3に係る本発明では、圧力容器の回動により多数のセラミックボールが移動して混合物の破砕・攪拌を行うので、混合物の固化の阻止及び圧力容器の内壁への付着の阻止を破砕・攪拌時に行うことができる。また、回収手段によりセラミックボールを捕捉して回収できるので、セラミックボールに蓄積された顕熱も同時に回収されるため、セラミックボールの加熱に要した熱を放散させることなく再度ゼオライトの製造の熱源として適用することが可能になる。
また、請求項4に係る本発明のゼオライト製造装置は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置において、石炭灰及びアルカリ及び水の重量割合は、石炭灰が1に対してアルカリが0.05から0.15であり、石炭灰が1に対して水が1.0から1.8であり、圧力容器には、石炭灰とアルカリ溶液を混合したスラリーと水が投入され、温度制御手段では、乾燥したゼオライトを生成する状態に圧力容器の温度が制御されることを特徴とする。
請求項4に係る本発明では、液固比を低減することとで最小量のアルカリ量としたことで、溶媒である水と薬剤であるアルカリの使用量を減らし、加熱に要する熱量を削減して乾燥状態のゼオライトを生成することができる。このため、排水処理が不要になると共に生成されたゼオライトを乾燥させることなくそのまま製品としてハンドリングすることが可能になる。
また、請求項5に係る本発明のゼオライト製造装置は、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置において、アルカリは水酸化ナトリウム(NaOH)であり、石炭灰は火力発電所の石炭焚ボイラもしくは石炭ガス化炉で発生した石炭灰であることを特徴とする。
請求項5に係る本発明では、発電所の石炭灰と水酸化ナトリウム(NaOH)を用いることで、発電所の排熱及び蒸気を利用することができると共に、薬剤を共用することができ、ゼオライトの製造動力コスト及び原材料の輸送コストを低減することができる。
上記目的を達成するための請求項6に係る本発明の発電設備は、石炭を燃焼させて蒸気を発生させるボイラと、ボイラで発生した蒸気を膨張して発電動力を得る蒸気タービンと、蒸気タービンで仕事を終えた排気蒸気を凝縮して復水とすると共に復水をボイラに供給する復水給水手段と、ボイラの石炭灰及びアルカリを反応させてゼオライトを生成するゼオライト生成手段とを備え、ゼオライト生成手段が、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置であることを特徴とする。
請求項6に係る本発明では、ボイラからの石炭灰及び系内の排熱・蒸気を用いて、固化しやすいゼオライトを連続処理により生成することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能なゼオライト製造装置を備えた発電設備となる。
上記目的を達成するための請求項7に係る本発明の発電設備は、石炭を反応させて燃料ガスを得るガス化炉と、ガス化炉で得られた燃料ガスを燃焼する燃焼手段と、燃焼手段で得られた燃焼ガスを膨張して発電動力を得るガスタービンと、ガスタービンの排気ガスの熱回収を行なう熱回収手段と、ガス化炉のガス化スラグを微粒子化して微粒子状の灰分を得る微粒子化手段と、微粒子化手段で得られた灰分及びアルカリを反応させてゼオライトを生成するゼオライト生成手段とを備え、ゼオライト生成手段が、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置であることを特徴とする。
請求項7に係る本発明では、ガス化炉のガス化スラグを微粒子化手段で微粒子状の灰分にし、微粒子化手段で得られた灰分及び系内の排熱・蒸気を用いて、固化しやすいゼオライトを連続処理により生成することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能なゼオライト製造装置を備えた発電設備となる。
本発明のゼオライト製造装置は、簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することができる。
また、本発明の発電設備は、簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することができるゼオライト製造装置を備えた発電設備となる。
図1には本発明の一実施形態例に係るゼオライト製造装置の概念、図2にはゼオライト製造装置の概略断面、図3には石炭灰ゼオライトのX線解析強度の結果、図4には石炭灰ゼオライトの製造条件の比較を示してある。
図1に基づいてゼオライト製造装置の概略構成を説明する。
図に示すように、本実施形態例のゼオライト製造装置5は、石炭灰とアルカリ及び水(アルカリ溶液)が一端側から投入される筒状の圧力容器1を備え、圧力容器1は回動手段2により筒の軸心回りで回動駆動される。回動される圧力容器1の内部では、湿式混合の処理と熱(温度制御手段)による蒸気処理が施され、混合物が他端側に移送される。
熱による蒸気処理により、所定の反応温度で混合物が反応してゼオライトが生成され、石炭灰ゼオライト及び排熱とされる。圧力容器の内部には固化阻止手段3が備えられ、固化阻止手段3により圧力容器1の内部の反応物が破砕・攪拌されて固化が阻止されると共に圧力容器1の内壁に反応物が付着することが阻止される。
従って、回動手段2により圧力容器1を回動させ、石炭灰及びアルカリ及び水の混合物を攪拌すると共に温度制御手段によりゼオライトを生成する温度雰囲気に圧力容器1の内部を制御し、固化阻止手段3により容器の内部での固化を抑制した状態で圧力容器の他端から石炭灰ゼオライトを排出する。これにより、固化しやすいゼオライトを連続処理により生成することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能になる。
図2に基づいてゼオライト製造装置5を具体的に説明する。
図に示すように、石炭灰とアルカリとしての水酸化ナトリウム溶液(NaOH溶液:スラリー)及び水が一端側から投入される筒状の圧力容器1が備えられ、一端側から他端側への圧力容器1の中心軸線が傾斜した状態で筒の軸心周りで回転自在に配置されている。圧力容器1にはリングギヤ11が固定され、リングギヤ11には回動手段2である駆動モータ12の出力ギヤ13が噛み合っている。駆動モータ12の駆動により、出力ギヤ13及びリングギヤ11を介して圧力容器1が回動される。中心軸が傾斜して配された圧力容器1の回動により、圧力容器1の内部の混合物が一端側から他端側に搬送される。
圧力容器1には温度制御手段14が備えられ、温度制御手段14により所定の反応温度で混合物が反応して反応物17とされる。即ち、温度制御手段14は、加熱手段15及び冷水噴霧手段16とで構成され、加熱手段15により圧力容器1の内部が、例えば、120℃程度に加熱され、蒸発が過剰になる場合に冷水噴霧手段16から冷水が噴霧されて反応物17の過熱が抑制される。これにより、圧力容器1の内部は所定の反応温度(例えば、約120℃)に維持される。
温度制御手段14は、混合物の水分蒸発状態を制御して反応物17(生成物)として無水状態のゼオライトを得るように、圧力容器1の内部の温度を維持する。無水状態の石炭灰ゼオライトを得るために、石炭灰及びNaOH及び水の重量割合は、石炭灰が1に対してNaOHが0.05から0.15であり、石炭灰が1に対して水が1.0から1.8とされている。
圧力容器1の内部には固化阻止手段として多数のセラミックボール18(例えば、ムライト、ジルコニア等)が予め投入され、圧力容器1の回動によりセラミックボール18が圧力容器1の内部で移動する。圧力容器1の回動に伴ってセラミックボール18が移動することで、混合物である反応物17の破砕・攪拌が行なわれ、反応物17の温度が均一化されると共に改質反応が促進される。そして、セラミックボール18が移動することで、反応物17の固化が阻止されると共に壁面への反応物17の付着が阻止される。
圧力容器1の出口(他端側)には回収手段19が設けられ、反応物17と共に移送されて排出されるセラミックボール18が回収手段19で捕捉されて回収される。回収手段19は、例えば、反応物17だけが通過するメッシュの篩で構成されている。回収手段19で捕捉されたセラミックボール18に蓄積された顕熱は圧力容器1の加熱用の熱源として熱回収される。
固化阻止手段としては、スクリューを駆動回転させて反応物17を強制的に移送する手段や、スクリュー形状の攪拌羽根状部材等を駆動回転させて反応物17を攪拌しながら移送する手段等を用いることが可能である。また、多数のセラミックボール18と篩機能を備えたねじ軸部材とを組み合わせ、圧力容器1の回転により反応物17が他端側に移送される際に、ねじ軸部材の相対回転(駆動回転)によりセラミックボール18を一端側に移動させて回収する手段を備えることも可能である。
圧力容器1の他端側では、セラミックボール18が回収手段19で捕捉され、反応物17、即ち、乾燥した状態の石炭灰ゼオライトが容器20に回収される。容器20に回収された石炭灰ゼオライトは乾燥品であるので、そのまま袋詰め工程を経て搬送することが可能な製品として得られる。
上述したゼオライト製造装置5では、駆動モータ12により圧力容器1を回動させ、石炭灰及びNaOH及び水の混合物をセラミックボール18の移動により破砕・攪拌すると共に加熱手段15及び冷水噴霧手段16によりゼオライトを生成する温度雰囲気に圧力容器1の内部を制御している。これにより、混合物の固化が抑制されると共に圧力容器1の壁面への混合物の付着が阻止されて、乾燥した状態の石炭灰ゼオライトが圧力容器1の他端から排出される。従って、固化しやすい石炭灰ゼオライトを連続処理により生成することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能になる。
また、液固比を低減することとで最小量のNaOH量としたことで、溶媒である水と薬剤であるNaOHの使用量が減少し、加熱に要する熱量を削減して乾燥状態の石炭灰ゼオライトを生成することができる。このため、排水処理が不要になると共に生成されたゼオライトを乾燥させることなくそのまま製品としてハンドリングすることが可能になる。また、汚泥処理をなくすことができる。
固液比が低減されていることで、混合物が過熱されることが考えられる。混合物が過熱される条件で改質が進行すると、石炭ゼオライトとは異なる副生物(例えば、方沸石:analcime)が生成される虞がある。ゼオライト製造装置5では、冷水噴霧手段16により過熱を抑制しているため、副生物の生成速度を低下させて副生物が生成されない状態に制御している。
図3に基づいてゼオライトの生成状況を説明する。
上述したゼオライト製造装置5で製造した石炭灰ゼオライトのX線解析強度を実線で示し、従来から行なわれている水熱合成法で製造した石炭灰ゼオライトのX線解析強度を点線で示してある。反応時間は同等の時間とされている。
ゼオライト(NaP1)の生成量を比較すると、ゼオライト製造装置5で製造した石炭灰ゼオライト(○)は、水熱合成法で製造した石炭灰ゼオライト(●)に対し、90%程度の解析強度が得られ、結晶構造として略同等の石炭灰ゼオライトが得られていることがわかる。
このため、ゼオライト製造装置5で製造された石炭灰ゼオライトを、排水等に含まれる重金属を吸着除去するイオン交換機能性材や、シックハウスの原因物質となる臭気除去や海底汚泥の富栄養塩(リン酸塩)等を除去する吸着機能性材として利用することができる。
図3に示した石炭灰ゼオライトを得るためには、例えば、図4に示した条件1〜条件3のものが適用可能である。即ち、無水状態の石炭灰ゼオライトを得るために、石炭灰及びNaOH及び水の重量割合を、石炭灰が1に対してNaOHが0.05から0.15とし、石炭灰が1に対して水を1.0から1.8とした範囲で条件を設定することができる。
条件1は、原料である石炭灰が100(g)、NaOHが10(g)、塩基濃度が1.8(mol/l)、水分量が140(g)であり、重量比は、原料(石炭灰)が1に対してNaOHが0.10、水が1.4である。
条件2は、原料である石炭灰が100(g)、NaOHが8(g)、塩基濃度が1.3(mol/l)、水分量が160(g)であり、重量比は、原料(石炭灰)が1に対してNaOHが0.08、水が1.6である。
条件3は、原料である石炭灰が100(g)、NaOHが12(g)、塩基濃度が2.5(mol/l)、水分量が120(g)であり、重量比は、原料(石炭灰)が1に対してNaOHが0.12、水が1.2である。
条件1〜条件3の条件で石炭灰ゼオライトを製造した場合、つまり、固化しやすい石炭灰ゼオライトを連続処理により生成し、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成すると共に、液固比を低減して最小量のNaOH量として水と薬剤であるNaOHの使用量を減らし、加熱に要する熱量を削減して乾燥状態の石炭灰ゼオライトを生成した場合でも、水熱合成法で製造した石炭灰ゼオライトと略同等の結晶構造となる石炭灰ゼオライトが得られることが確認されている。
このため、排水処理や汚泥処理を不要にした状態で、乾燥状態のゼオライトを得ることが可能になり、廃棄物である石炭灰から石炭灰ゼオライトを得る際に、新たな廃棄物を環境に排出することなく、環境に対して優しい状態で廃棄物の有効利用が可能になる。
比較の例として同等の石炭灰ゼオライトを得るための条件4及び条件5を説明する。
条件4は、水熱合成法の基準と考えられる条件で、原料である石炭灰が100(g)、NaOHが40(g)、塩基濃度が2.5(mol/l)、水分量が400(g)であり、重量比は、原料(石炭灰)が1に対してNaOHが0.40、水が4.0である。
また、条件5は、背景技術で示した特許文献1、2に示された技術の条件を示したものであり、原料である石炭灰が20(g)、NaOHが4.8(g)、塩基濃度が1.5(mol/l)、水分量が80(g)であり、重量比は、原料(石炭灰)が1に対してNaOHが0.24、水が4.0である。特許文献の技術は、アルカリを再利用しているため、実際のアルカリ使用量は増加すると考えられる。
条件4及び条件5は、同等の石炭灰ゼオライトを得るために、NaOHの使用量が約4倍、水の使用量が約3倍必要となる。換言すれば、ゼオライト製造装置5を用い、石炭灰及びNaOH及び水の重量割合を、石炭灰が1に対してNaOHが0.05から0.15とし、石炭灰が1に対して水を1.0から1.8とした範囲で条件を設定し、無水状態の石炭灰ゼオライトを得ることで、NaOHの使用量を約1/4、水の使用量を約1/3にすることができる。
このため、従来からの水熱合成法で得られる石炭灰ゼオライトと略同等の品質の石炭灰ゼオライトを得る際に、廃棄物の再生産を回避して処理費用の発生をなくすことができ、水や薬剤の使用量を大幅に削減することができ、製造装置及び製造動力を大幅に削減することができる。従って、イニシャルコスト及びランニングコストを大幅に低減した状態で、環境に対する負荷をなくして廃棄物である石炭灰の有効利用を行うことが可能になる。特に、海洋汚泥の富栄養塩であるリン酸塩等の除去に用いる吸着材等に転換できるので、製造における環境に対する負荷の低減と汚泥処理における環境に対する負荷の削減とが相俟って、環境に対して格段に優れた技術となり環境に極めて優しい技術となる。
図5、図6に基づいて上述したゼオライト製造装置5を備えた発電設備を説明する。図5には本発明の第1実施形態例に係る発電設備の概略系統、図6には本発明の第2実施形態例に係る発電設備の概略系統を示してある。
図5に基づいて発電設備の第1実施形態例を説明する。
図に示すように、石炭を燃焼させて蒸気を発生させるボイラ21が備えられ、ボイラ21で発生した蒸気は蒸気タービン22に導入される。蒸気タービン22ではボイラ21からの蒸気が膨張されて発電動力が得られ、蒸気タービン22で仕事を終えた排気蒸気は復水器23で復水される。復水器23の復水は給水ポンプ24によりボイラ21に給水される(復水給水手段)。
ボイラ21の排気ガスは脱硝装置25で脱硝されると共に電気集塵機26で灰が分離され、脱硫装置27で脱硫されて大気に放出される。そして、電気集塵機26で分離されたフライアッシュ(石炭灰)が送られるゼオライト製造装置5(図2参照)が備えられ、発電システムの系内で発生した廃棄物である石炭灰がゼオライト製造装置5の原料とされる。また、ボイラ21の蒸気の一部、給水の一部、熱の一部がゼオライト製造装置5の温度制御手段(図2の温度制御手段14)に送られ、発電システムの系内で発生したエネルギーがゼオライト製造装置5のエネルギーとされる。
上述した発電設備では、ボイラ21からの石炭灰及び発電システムの系内の排熱・蒸気を用いて、固化しやすいゼオライトを連続処理により生成することができる。このため、発電所の廃熱を有効に利用して薬剤の共用が可能になり、搬送コスト等も低減することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能なゼオライト製造装置を備えた発電設備となる。
図6に基づいて発電設備の第2実施形態例を説明する。
図に示すように、石炭を反応させて燃料ガスを得るガス化炉31が備えられ、ガス化炉31で得られた燃料ガスがガスタービンの燃焼器32(燃焼手段)に送られる。燃焼器32では圧縮機33で圧縮された圧縮空気と燃料ガスが燃焼され、燃焼器32で得られた燃焼ガスがタービン34で膨張されて発電動力が得られる。タービン34で仕事を終えた排気ガスは排熱回収ボイラ(HRSG)35で熱回収され、大気に放出される。HRSG35では排熱により、例えば、蒸気を発生させ、図示しない蒸気タービンに送られると共に、排気蒸気の復水が給水される。
そして、ガス化炉31で回収された石炭中の灰分が送られるゼオライト製造装置5(図2参照)が備えられ、発電システムの系内で発生した廃棄物である石炭灰がゼオライト製造装置5の原料とされる。ガス化炉31では灰分がガラス状の固体体(ガラススラグ)として得られるため、ガス化炉のガス化スラグ(石炭ガス化スラグ)を微粒子化して微粒子状の灰分を得る微粒子化手段36を備えている。微粒子化手段36は、例えば、石炭ガス化スラグを溶融し、溶融スラグ噴出させると共に流体を噴出させ、流体アトマイジング法により石炭ガス化スラグを微細化する装置が適用される。
また、HRSG35の蒸気の一部、給水の一部、熱の一部がゼオライト製造装置5の温度制御手段(図2の温度制御手段14)に送られ、発電システムの系内で発生したエネルギーがゼオライト製造装置5のエネルギーとされる。
上述した発電設備では、ガス化炉31で回収された石炭灰及び発電システムの系内の排熱・蒸気を用いて、固化しやすいゼオライトを連続処理により生成することができる。このため、発電所の廃熱を有効に利用して薬剤の共用が可能になり、搬送コスト等も低減することができ、低コストで簡単な設備で石炭灰からゼオライトを生成することが可能なゼオライト製造装置を備えた発電設備となる。
本発明は、石炭灰からゼオライトを生成するゼオライト製造装置及びゼオライト製造装置を備えた発電設備の産業分野で利用することができる。
本発明の一実施形態例に係るゼオライト製造装置の概念図である。 ゼオライト製造装置の概略断面図である。 石炭灰ゼオライトのX線解析強度の結果を表すグラフである。 石炭灰ゼオライトの製造条件の比較を示す表図である。 本発明の第1実施形態例に係る発電設備の概略系統図である。 本発明の第2実施形態例に係る発電設備の概略系統図である。
符号の説明
1 圧力容器
2 回動手段
3 固化阻止手段
5 ゼオライト製造装置
11 リングギヤ
12 駆動モータ
13 出力ギヤ
14 温度制御手段
15 加熱手段
16 冷却水噴霧手段
17 反応物
18 セラミックボール
19 回収手段
20 容器
21 ボイラ
22 蒸気タービン
23 復水器
24 給水ポンプ
25 脱硝装置
26 電気集塵機
27 脱硫装置
31 ガス化炉
32 燃焼器
33 圧縮機
34 タービン
35 排熱回収ボイラ(HRSG)
36 微粒子化手段

Claims (7)

  1. 石炭灰及びアルカリ及び水が一端側から投入される筒状の圧力容器と、
    圧力容器を筒の軸心周りに回動させ混合物を他端側に移送すると共に生成物を他端から排出させる回動手段と、
    圧力容器の内部を所定の反応温度に維持して混合物を反応させることでゼオライトを生成する温度制御手段と、
    圧力容器の内部の反応物の固化を阻止する固化阻止手段と
    を備えたことを特徴とするゼオライト製造装置。
  2. 請求項1に記載のゼオライト製造装置において、
    温度制御手段は、混合物の水分蒸発状態が所定状態になる温度に制御し生成物として無水状態のゼオライトを得る手段である
    ことを特徴とするゼオライト製造装置。
  3. 請求項1もしくは請求項2に記載のゼオライト製造装置において、
    固化阻止手段は、圧力容器に投入された多数のセラミックボールであり、回動手段による圧力容器の回動によりセラミックボールが移動することで混合物の破砕・攪拌が行なわれ、
    圧力容器の出口側には、セラミックボールだけを捕捉して回収する回収手段が備えられている
    ことを特徴とするゼオライト製造装置。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置において、
    石炭灰及びアルカリ及び水の重量割合は、石炭灰が1に対してアルカリが0.05から0.15であり、石炭灰が1に対して水が1.0から1.8であり、
    圧力容器には、石炭灰とアルカリ溶液を混合したスラリーと水が投入され、
    温度制御手段では、乾燥したゼオライトを生成する状態に圧力容器の温度が制御される
    ことを特徴とするゼオライト製造装置。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置において、
    アルカリは水酸化ナトリウム(NaOH)であり、
    石炭灰は火力発電所の石炭焚ボイラもしくは石炭ガス化炉で発生した石炭灰である
    ことを特徴とするゼオライト製造装置。
  6. 石炭を燃焼させて蒸気を発生させるボイラと、
    ボイラで発生した蒸気を膨張して発電動力を得る蒸気タービンと、
    蒸気タービンで仕事を終えた排気蒸気を凝縮して復水とすると共に復水をボイラに供給する復水給水手段と、
    ボイラの石炭灰及びアルカリを反応させてゼオライトを生成するゼオライト生成手段とを備え、
    ゼオライト生成手段が、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置である
    ことを特徴とする発電設備。
  7. 石炭を反応させて燃料ガスを得るガス化炉と、
    ガス化炉で得られた燃料ガスを燃焼する燃焼手段と、
    燃焼手段で得られた燃焼ガスを膨張して発電動力を得るガスタービンと、
    ガスタービンの排気ガスの熱回収を行なう熱回収手段と、
    ガス化炉のガス化スラグを微粒子化して微粒子状の灰分を得る微粒子化手段と、
    微粒子化手段で得られた灰分及びアルカリを反応させてゼオライトを生成するゼオライト生成手段とを備え、
    ゼオライト生成手段が、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のゼオライト製造装置である
    ことを特徴とする発電設備。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014088194A1 (ko) * 2012-12-07 2014-06-12 한국지질자원연구원 석탄층메탄가스 잔류량 측정 시스템
JP2015532260A (ja) * 2012-10-26 2015-11-09 中国石油化工股▲ふん▼有限公司 ゼオライトを作製する方法および装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02258618A (en) * 1988-08-03 1990-10-19 British Petroleum Co Plc:The Novel crystalline (metallo)silicate and germanate
JPH04353226A (en) * 1991-05-30 1992-12-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Coal burning type compound power generation equipment
JPH06321524A (ja) * 1993-05-07 1994-11-22 Nippon Steel Corp 石炭灰の改質方法
JPH11236212A (ja) * 1998-02-24 1999-08-31 Kem:Kk スラリー反応法を用いる人工ゼオライトの製造方法
JP2000303803A (ja) * 1999-04-21 2000-10-31 Nippon Steel Corp 発電システム
JP2001335316A (ja) * 2000-03-21 2001-12-04 Toray Ind Inc Cfi型ゼオライト、その製造方法、それを用いた触媒および有機化合物の転化方法
JP2004083311A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Shinnippon Zeolite:Kk 人工ゼオライト製造装置
JP2004315322A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Hitachi Ltd ゼオライト化改質土の製造方法及びゼオライト化改質土の製造システム並びにゼオライト化改質土
JP2005239459A (ja) * 2004-02-25 2005-09-08 Tohoku Techno Arch Co Ltd ゼオライトの製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02258618A (en) * 1988-08-03 1990-10-19 British Petroleum Co Plc:The Novel crystalline (metallo)silicate and germanate
JPH04353226A (en) * 1991-05-30 1992-12-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Coal burning type compound power generation equipment
JPH06321524A (ja) * 1993-05-07 1994-11-22 Nippon Steel Corp 石炭灰の改質方法
JPH11236212A (ja) * 1998-02-24 1999-08-31 Kem:Kk スラリー反応法を用いる人工ゼオライトの製造方法
JP2000303803A (ja) * 1999-04-21 2000-10-31 Nippon Steel Corp 発電システム
JP2001335316A (ja) * 2000-03-21 2001-12-04 Toray Ind Inc Cfi型ゼオライト、その製造方法、それを用いた触媒および有機化合物の転化方法
JP2004083311A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Shinnippon Zeolite:Kk 人工ゼオライト製造装置
JP2004315322A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Hitachi Ltd ゼオライト化改質土の製造方法及びゼオライト化改質土の製造システム並びにゼオライト化改質土
JP2005239459A (ja) * 2004-02-25 2005-09-08 Tohoku Techno Arch Co Ltd ゼオライトの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015532260A (ja) * 2012-10-26 2015-11-09 中国石油化工股▲ふん▼有限公司 ゼオライトを作製する方法および装置
WO2014088194A1 (ko) * 2012-12-07 2014-06-12 한국지질자원연구원 석탄층메탄가스 잔류량 측정 시스템

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