JP2010156613A - 異物除去装置及び石炭中の異物除去方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第一の異物除去装置10は、パイライト11、石炭12からなる石炭原料13を供給し、パイライト11を粗選別し、除去する選別手段14と、粗選別した石炭原料13中のパイライト含有量を判定し、パイライト含有量が25%未満の石炭主体原料Aと、パイライト含有量が25%以上、100%未満のパイライト含有石炭原料Bと、パイライト11とに分別する第1の判定手段15Aと、パイライト含有石炭原料B中のパイライト含有量を判定し、パイライト含有量が25%以上、50%未満の第1のパイライト含有石炭b1と、パイライト含有量が50%以上、100%未満の第2のパイライト含有石炭b2とに分別する第2の判定手段16Aとを具備する。
【選択図】図1
Description
従って、石炭主体原料を安定してミルなどに供給することができるため、石炭燃料として用いる際の燃焼効率の低下を防止することができると共に、ミルを安定して稼動させることができる。
従って、石炭主体原料を安定してミルなどに供給することができるため、石炭燃料として用いる際の燃焼効率の低下を防止することができると共に、ミルを安定して稼動させることができる。
図1は、本発明による実施例1に係る異物除去装置の構成を簡略に示す模式図であり、図2は、本発明による実施例1に係る異物除去装置の第1の判定手段の構成を簡略に示す図である。
また、本実施例において、石炭原料中に含まれる磁性異物としてパイライト(FeS2)を用いて説明する。
図1に示すように、本実施例に係る第一の異物除去装置10は、パイライト11と石炭12とからなる石炭原料(原炭)13を供給し、石炭原料13中のパイライト11を粗選別し、パイライト11を除去する選別手段14と、粗選別した石炭原料13中のパイライト含有量を判定し、パイライト含有量が25%未満の石炭主体原料Aと、パイライト含有量が25%以上、100%未満のパイライト含有石炭原料Bと、パイライト11とに分別する第1の判定手段15Aと、パイライト含有石炭原料B中のパイライト含有量を判定し、パイライト含有量が25%以上、50%未満の第1のパイライト含有石炭b1と、パイライト含有量が50%以上、100%未満の第2のパイライト含有石炭b2とに分別する第2の判定手段16Aと、を具備するものである。
また、パイライトのうち、特に磁化率の高いものをピロタイト(FeS)という。本発明では、パイライトにはこのような磁化率の高いものも含むものとする。
また、本明細書において、ハーフミラーとは、ある特定の指定波長域の光を任意の反射率と透過率に分け、光量を調整するものをいう。
また、波長が1240nmの第2の光の参照光とは、波長が1240nmの第2の光が石炭原料13で反射されたときの反射光をいう。後述のように、波長が1000nmの第2の光はパイライト11、石炭12の何れの場合でも反射されるために用いられる。
S(波長が155nmの第1の光の反射光)/R(波長が1240nmの第2の光の参照光)・・・(1)
なお、入射光が100%確実に反射する場合には、参照光は不要であるが、入射光が変化する場合を考慮して参照光を用いる。
また、パイライト含有石炭原料Bは、パイライト含有量が25%以上、100%未満であり、燃料として使用可能な石炭12も含有されている。そのため、使用可能な石炭12を回収すると共に、パイライト11として廃棄するものとを分別するため、第2の判定手段16Aに送給される。
従って、本発明の実施例に係る異物除去装置10によれば、石炭主体原料をミルなどに安定して供給することができるため、石炭燃料として用いる際の燃焼効率の低下を防止することができると共に、ミルを安定して稼動させることができる。
本実施例に係る第二の異物除去装置は、図1に示す実施例1に係る第一の異物除去装置10の構成と同様であるため、第二の異物除去装置の構成を示す図は省略し、重複した説明は省略する。
本実施例に係る第二の異物除去装置は、前記図1に示した実施例1に係る第一の異物除去装置10の第1の判定手段15Aの光発振器21から波長が250nmの第1の光、波長が1240nmの第2の光を石炭原料13に交互に照射するようにしたものである。
検知器22で検出された波長が250nmの第3の光、波長が1240nmの第2の光の反射光によりイメージングを行なう。イメージングは、下記式のように、波長が250nmの第3の光の反射光Sと波長が1240nmの第2の光の参照光Rとの比より求める。
S(波長が250nmの第3の光の反射光)/R(波長が1240nmの第2の光の参照光)・・・(2)
図8は、本発明による実施例3に係る第三の異物除去装置の第1の判定手段の構成を簡略に示す概念図である。
本実施例に係る第三の異物除去装置は、図1に示す実施例1に係る第一の異物除去装置10の第1の判定手段15A以外は同様の構成であるため、第1の判定手段の構成についてのみ説明し、第1の判定手段以外の構成の説明は省略する。
このため、石炭焚き火力発電プラントのように、例えば2000t/日の石炭を消費する場合でも短時間で処理することができる。
図9は、本発明による実施例4に係る第四の異物除去装置の第1の判定手段の構成を簡略に示す概念図である。
本実施例に係る第四の異物除去装置は、図1に示す実施例1に係る第一の異物除去装置10の第1の判定手段15A以外は同様の構成であるため、第1の判定手段の構成についてのみ説明し、第1の判定手段以外の構成の説明は省略する。
テラヘルツ光は、300GHz以上、10THz以下の範囲の周波数であり、テラヘルツ光の波長は、30μm以上、1000μm以下である。
図10は、本発明による実施例5に係る第五の異物除去装置の第2の判定手段の構成を簡略に示す概念図である。
本実施例に係る第五の異物除去装置は、図1に示す実施例1に係る第一の異物除去装置10の第2の判定手段16A以外は同様の構成であるため、第2の判定手段の構成についてのみ説明し、第2の判定手段以外の構成の説明は省略する。
また、パルスレーザのパルス幅は10ps以上、30ps以下である。
石炭原料の比重=石炭原料の重量/石炭原料の体積・・・(3)
従って、石炭原料13の体積を従来よりも短時間で求めることができるため、石炭原料13の重量から石炭原料13の比重を従来よりも短時間で求めることができる。
また、ハーフミラー54−2を通過したYAGレーザ(波長:1064nm)は、波長変換器60により第四光調波(波長:266nm)に変換してハーフミラー54−3、54−4からなる第二ルート59−2を介して石炭原料13に照射する。石炭12は第四光調波(波長:266nm)を吸収するため、石炭原料13で反射した第四光調波(波長:266nm)の反射光をストリークカメラ52で検出することで、石炭原料13中の石炭12を確認することができる。
よって、YAGレーザ(波長:1064nm)を複数のハーフミラーと波長変換器を用いて、YAGレーザ(波長:1064nm)と第四光調波(波長:266nm)とに分けて石炭原料13に照射することができるため、一回のレーザの照射で石炭原料13の面の凹凸形状を更に効率よく測定することができ、石炭原料13の体積の測定を更に効率よく行なうことができる。
図13は、本発明による実施例6に係る第六の異物除去装置の第2の判定手段の構成を簡略に示す概念図である。
本実施例に係る第六の異物除去装置は、図1に示す実施例1に係る第一の異物除去装置10の第2の判定手段16A以外は同様の構成であるため、第2の判定手段の構成についてのみ説明し、第2の判定手段以外の構成の説明は省略する。
石炭原料の比重=石炭原料の重量/石炭原料の体積・・・(4)
図15は、本発明による実施例7に係る石炭燃焼システムの構成を簡略に示す概念図である。
異物除去装置の構成は、本発明の実施例1に係る異物除去装置10と同様であるため、ここでは説明は省略する。
図15に示すように、本実施例に係る石炭燃焼システム70は、屋内貯炭場71内から運び出された石炭原料(原炭)13を搬送するコンベア72と、コンベア72より搬送された石炭原料(原炭)13をパイライト11と石炭主体原料Aとを分別回収する異物除去装置10と、異物除去装置10より搬送された石炭主体原料Aを粗粉砕する粗粉砕機73と、粗粉砕された石炭主体原料Aを貯蔵する石炭バンカ74と、貯蔵された石炭12を搬送する供給手段75と、搬送された石炭12を更に微粉砕する微粉砕機76と、油タンク77から供給される油78と空気予熱器79で予熱された空気80とを用いて燃焼させるバーナ81を有するボイラ82と、ボイラ82から排出される排ガス83を蒸気発生用の熱源として使用する共に、発生した蒸気を用いて発電機84を駆動し、該発電機84で凝縮した水85を復水器86で再び回収し、循環させる蒸気タービン87と、ボイラ82から排出される排ガス83の脱硝を行う排煙脱硝装置88と、ボイラ82で熱交換され、排出される排ガス83中の煤塵を除去する集塵装置89と、排ガス83中のSOXを希硫酸(H2SO4)へ脱硫反応させると共にSO3ミストを捕集する排煙脱硫装置90と、排煙脱硫装置90で脱硫された浄化ガス91を外部へ排出する煙突92とからなるものである。
11 パイライト(磁性異物)
12 石炭
13 石炭原料
14 選別手段
15A、15C 異物含有量判定装置(第1の判定手段)
15B 静電容量判定装置(第1の判定手段)
16A〜16E 第2の判定手段
21 光発振器
22、43 検知器
23、54、54−1〜54−6、65 ハーフミラー
31 石炭原料判定容器
32 コンベア
33 並行板コンデンサー
34 電源
35 静電容量計
41 石炭原料収容容器
42 テラヘルツ光発振器
44、55、66 台
51 パルスレーザ発振器
52、52−1、52−2 ストリークカメラ(光検出器)
53 光コリメータ
56 集光レンズ
57、57−1、57−2 画像解析装置
58−1〜58−3 反射ミラー
59−1、59−2 第一ルート、第二ルート
60 波長変換器
61 CWレーザ発振器
62 高周波電源
63 石英
64 高速応答フォトレシーバ(光検出器)
70 石炭燃焼システム
71 屋内貯炭場
72 コンベア
73 粗粉砕機
74 石炭バンカ
75 供給手段
76 微粉砕機
77 油タンク
78 油
79 空気予熱器
80 空気
81 バーナ
82 ボイラ
83 排ガス
84 発電機
85 水
86 復水器
87 蒸気タービン
88 排煙脱硝装置
89 集塵装置
90 排煙脱硫装置
91 浄化ガス
92 煙突
93 押込みファン
94 給水ポンプ
95 石炭灰(クリンカ)
96 石炭灰(フライアッシュ)
97 誘引ファン
98 石灰水
99 石膏
A 石炭主体原料
B パイライト含有石炭原料
b1 第1のパイライト含有石炭
b2 第2のパイライト含有石炭
Claims (19)
- 磁性異物と石炭とからなる石炭原料を供給し、該石炭原料中の前記磁性異物を粗選別し、前記磁性異物を除去する選別手段と、
粗選別した石炭原料中の磁性異物含有量を判定し、磁性異物含有量が25%未満の石炭主体原料と、磁性異物含有量が25%以上、100%未満の磁性異物含有石炭原料と、前記磁性異物とに分別する第1の判定手段と、
前記磁性異物含有石炭原料中の磁性異物含有量を判定し、磁性異物含有量が25%以上、50%未満の第1の磁性異物含有石炭と、磁性異物含有量が50%以上、100%未満の第2の磁性異物含有石炭とに分別する第2の判定手段と、
を具備することを特徴とする異物除去装置。 - 請求項1において、
前記第1の判定手段が、
波長が120nm以上、180nm以下の第1の光、波長が1150nm以上、1350nm以下の第2の光を前記石炭原料に交互に照射する光発振器と、
照射された光のうち前記石炭原料で主に前記石炭を反射した反射光を検知する検知器とを有する異物含有量判定装置であることを特徴とする異物除去装置。 - 請求項1において、
前記第1の判定手段が、
波長が200nm以上、300nm以下の第3の光、波長が1150nm以上、1350nm以下の第2の光を前記石炭原料に交互に照射する光発振器と、
照射された光のうち前記石炭原料で主に前記磁性異物を反射した反射光を検知する検知器とを有する異物含有量判定装置であることを特徴とする異物除去装置。 - 請求項1において、
前記第1の判定手段が、
前記石炭原料を判定用に収容する石炭原料判定容器と、
前記石炭原料判定容器を搬送するコンベアと、
前記コンベアの両側に設けられた一対の並行板コンデンサーとを有する静電容量判定装置であることを特徴とする異物除去装置。 - 請求項1において、
前記第1の判定手段が、
前記石炭原料を収容する石炭原料収容容器と、
前記石炭原料収容容器に向けてテラヘルツ光又はX線を照射する光発振器と、
前記石炭原料収容容器を通過したテラヘルツ光又はX線を検知する検知器とを有する異物含有量判定装置であることを特徴とする異物除去装置。 - 請求項1乃至5の何れか一つにおいて、
前記第2の判定手段が、前記石炭原料の重量と体積から前記石炭原料の比重を求めることを特徴とする異物除去装置。 - 請求項1乃至5の何れか一つにおいて、
前記第2の判定手段が、
パルスレーザを前記石炭原料に向けて照射するパルスレーザ発振器と、
前記石炭原料に照射した前記パルスレーザの反射光を検出する光検出器とからなり、
検出された反射光から前記石炭原料の形状を特定し、前記石炭原料の体積を求め、予め測定した前記石炭原料の重量から前記石炭原料の比重を求めることを特徴とする異物除去装置。 - 請求項1乃至5の何れか一つにおいて、
前記第2の判定手段が、
CWレーザを前記石炭原料に向けて照射するCWレーザ発振器と、
前記CWレーザ発振器と前記石炭原料との間に設けられ、高周波電源と連結される石英と、
前記石炭原料に照射した前記CWレーザの反射光を検出する光検出器とからなり、
検出された反射光から前記石炭原料の形状を特定し、前記石炭原料の体積を求め、予め測定した前記石炭原料の重量から前記石炭原料の比重を求めることを特徴とする異物除去装置。 - 請求項1乃至8の何れか一つにおいて、
前記磁性異物が、パイライト、鉄、磁鉄鉱の少なくとも何れか一つであることを特徴とする異物除去装置。 - 磁性異物と石炭とからなる石炭原料を搬送すると共に、前記磁性異物と磁性異物含有量が25%未満の石炭主体原料とを分別し、前記磁性異物を除去する請求項1乃至9の何れか一つの異物除去装置と、
前記異物除去装置より搬送された石炭を粗粉砕する粗粉砕機と、
前記粗粉砕機で粗粉砕された石炭を更に微粉砕する微粉砕機と、
供給される空気と前記微粉砕機から排出される燃焼排ガスとを用いて燃焼させるバーナを有するボイラと、
該ボイラから排出される排ガスを蒸気発生用の熱源として使用すると共に、発生した蒸気を用いて発電機を駆動し、該発電機で凝縮した水を復水器で再び回収し、循環させる蒸気タービンと、
前記ボイラから排出される前記排ガス中の煤塵を除去する集塵装置と、
前記排ガス中のSOXを希硫酸へ脱硫反応させると共にSO3ミストを捕集する排煙脱硫装置と、
前記排煙脱硫装置で脱硫された排ガスを排出する煙突とからなることを特徴とする石炭燃焼システム。 - 磁性異物を含有する石炭原料から前記磁性異物と前記石炭とを分離する石炭中の異物除去方法であって、
前記石炭原料を供給し、該石炭原料中の磁性異物を粗選別して前記磁性異物を分別する選別工程と、
粗選別した石炭原料中の磁性異物含有量を判定し、磁性異物含有量が25%未満の石炭主体原料と、磁性異物含有量が25%以上、100%未満の磁性異物含有石炭原料と、前記磁性異物とに分別する第1の判定工程と、
前記磁性異物含有石炭原料中の磁性異物含有量を判定し、磁性異物含有量が25%以上、50%未満の第1の磁性異物含有石炭と、磁性異物含有量が50%以上、100%未満の第2の磁性異物含有石炭とに分別する第2の判定工程と、
からなることを特徴とする石炭中の異物除去方法。 - 請求項11において、
前記第1の判定工程が、波長が120nm以上、180nm以下の第1の光、波長が1000nm以上、1350nm以下の第2の光を前記石炭原料に交互に照射し、照射された光のうち前記石炭原料で主に前記石炭を反射した波長が120nm以上、180nm以下の光の反射光と、波長が1000nm以上、1350nm以下の光の反射光を検知して、前記石炭原料中の前記磁性異物の含有割合を判断することを特徴とする石炭中の異物除去方法。 - 請求項11において、
前記第1の判定工程が、波長が200nm以上、300nm以下の第1の光、波長が1000nm以上、1350nm以下の第2の光を前記石炭原料に交互に照射し、前記石炭原料で主に前記磁性異物を反射した波長が200nm以上、300nm以下の第1の光の反射光と、波長が1000nm以上、1350nm以下の第2の光の反射光を検知して、前記石炭原料中の前記磁性異物の含有割合を判断することを特徴とする石炭中の異物除去方法。 - 請求項11において、
前記第1の判定工程が、前記石炭原料を判定用に収容する石炭原料判定容器をコンベアにより搬送し、前記コンベアの両側に設けられた一対の並行板コンデンサーにより前記石炭原料の静電容量を測定し、
前記石炭原料の静電容量の変化から前記石炭原料中の前記磁性異物の含有割合を判断することを特徴とする石炭中の異物除去方法。 - 請求項11において、
前記第1の判定手段が、前記石炭原料に向けてテラヘルツ光又はX線を照射し、前記石炭原料を通過したテラヘルツ光又はX線を検知し、検知したテラヘルツ光から前記石炭原料中の前記磁性異物の含有割合を判断することを特徴とする石炭中の異物除去方法。 - 請求項11乃至15の何れか一つにおいて、
前記第2の判定工程が、前記石炭原料の重量と体積から前記石炭原料の比重を求めることを特徴とする石炭中の異物除去方法。 - 請求項11乃至15の何れか一つにおいて、
前記第2の判定工程が、前記石炭原料に向けてパルスレーザを照射し、前記石炭原料に照射した前記パルスレーザの反射光をストリークカメラで検出し、検出した測定値から前記石炭原料の形状を特定し、前記石炭原料の体積を求め、予め測定した前記石炭原料の重量から前記石炭原料の比重を求めることを特徴とする石炭中の異物除去方法。 - 請求項11乃至15の何れか一つにおいて、
前記第2の判定工程が、CWレーザを前記石炭原料に向けて照射し、CWレーザに所定時間毎に高周波電圧を印加してCWレーザの軌道を変化させ、前記CWレーザの波形をトレインパルスとし、前記石炭原料で反射した波形がトレインパルスのCWレーザの反射光を高速応答フォトレシーバで検出し、検出した測定値から前記石炭原料の形状を特定し、前記石炭原料の体積を求め、予め測定した前記石炭原料の重量から前記石炭原料の比重を求めることを特徴とする石炭中の異物除去方法。 - 請求項11乃至18の何れか一つにおいて、
前記磁性異物が、パイライト、鉄、磁鉄鉱の少なくとも何れか一つであることを特徴とする石炭中の異物除去方法。
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