JP2019107618A - Method for manufacturing modified fly ash, and apparatus for manufacturing modified fly ash - Google Patents

Method for manufacturing modified fly ash, and apparatus for manufacturing modified fly ash Download PDF

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Abstract

To provide a method for manufacturing a modified fly ash which prevents occurrence of a fly ash that does not satisfy a desired quality from a supplied coal ash and can more efficiently manufacture a modified fly ash, and can more effectively be utilized as an admixture material of concrete, and an apparatus for manufacturing a modified fly ash.SOLUTION: A method for manufacturing a modified fly ash includes: a crushing step of crushing a coal ash so that the Blaine specific surface area is 4,500 cm/g to 10,000 cm/g to obtain a first fly ash; and a heating step of heating the first fly ash by an external heat type rotary kiln so that a percentage content of unburned carbon contained in the fly ash is 0.5 mass% or less.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、微粉炭燃焼ボイラ等から排出される、ポゾラン反応性に乏しく、且つ、未燃カーボンを多量に含む石炭灰を改質して、コンクリート等の混和材料として好適に使用されるフライアッシュを製造するための、改質フライアッシュの製造方法、及び、改質フライアッシュの製造装置に関する。   The present invention is fly ash which is preferably used as an admixture material such as concrete by reforming coal ash which is poor in pozzolanic reactivity and contains a large amount of unburned carbon, which is discharged from a pulverized coal combustion boiler or the like. The present invention relates to a method of producing modified fly ash and a device for producing modified fly ash.

石炭火力発電所の微粉炭燃焼ボイラ等からは、石炭灰を含む燃焼排ガスが発生する。従来、その燃焼排ガスに含まれる所定の品質を有する石炭灰を電気集塵器等で採取し、フライアッシュとしてコンクリート等の混和材料に使用することが知られている。   Pulverized coal combustion boilers and the like of coal-fired power plants generate combustion exhaust gas including coal ash. Conventionally, it has been known that coal ash having a predetermined quality contained in the combustion exhaust gas is collected by an electrostatic precipitator or the like and used as fly ash for admixture materials such as concrete.

しかし、一般社団法人石炭エネルギーセンターの報告によると、平成27年度の石炭灰発生量は1272万トン(電気事業:934万トン、一般産業:338万トン)に達したにもかかわらず、このうちコンクリートの混和材等に有効活用された量は約15.4万トン(発生量全体の1.2%)に過ぎなかった。この理由として、発生する石炭灰のポゾラン反応性と石炭灰に含まれる未燃カーボンの問題が考えられる。   However, according to a report by the Japan Coal Energy Center, although coal ash production in 2015 reached 12.72 million tons (electricity business: 9.34 million tons, general industry: 3.38 million tons) The amount effectively used for concrete admixtures was only about 154,000 tons (1.2% of the total amount generated). The reason for this is considered to be the problem of pozzolanic reactivity of generated coal ash and unburned carbon contained in coal ash.

コンクリートの混和材等として有効活用する場合、石炭灰にはポゾラン反応性が求められる。ポゾラン反応性は、ポルトランドセメント等の水和反応で生成するCa(OH)等と化学反応して硬化体を形成する性能である。コンクリート用フライアッシュに関する製品規格であるJIS A 6201「コンクリート用フライアッシュ」には、かかるポゾラン反応性に関する品質項目として活性度指数が規定されており、その活性度指数等に基づいて、フライアッシュ(石炭灰)をI種からIV種までの4種類に分類している。一般的に、コンクリートの混和材等として有効活用されるフライアッシュには、JIS A 6201「コンクリート用フライアッシュ」に規定されるIII種以上の活性度指数、すなわち、28日材齢で80%以上、91日材齢で90%以上が要求される。 When used effectively as an additive for concrete, etc., coal ash is required to have pozzolanic reactivity. Pozzolanic reactivity is the ability to form a hardened body by chemical reaction with Ca (OH) 2 or the like generated by hydration reaction of Portland cement or the like. In JIS A 6201 “Fly ash for concrete” which is a product standard for fly ash for concrete, an activity index is defined as a quality item for the pozzolanic reactivity, and fly ash (on the basis of the activity index etc. Coal ash is classified into four types, from class I to class IV. Generally, fly ash that is effectively used as an additive for concrete, etc., has an activity index of at least III specified in JIS A 6201 "fly ash for concrete", that is, 80% or more at 28 days of age , 90% of the 91-day material is required.

一方、石炭灰に含まれる未燃カーボンに関する問題とは、微粉炭の燃え残りである未燃カーボンを多量に含む石炭灰をコンクリート等の混和材料として使用した場合、その未燃カーボンがコンクリートに添加される各種混和剤類を吸着し、コンクリートの製造における当該混和剤類の使用量を増加させ、さらに、コンクリート硬化体では、表面に未燃カーボンが浮き出して美観が損なわれてしまうことである。上記製品規格のJIS A 6201「コンクリート用フライアッシュ」では、フライアッシュ(石炭灰)の未燃カーボン含有率は、強熱減量として間接的に規定されている。一般的に、コンクリートの混和材等として有効活用される石炭灰には、JIS A 6201「コンクリート用フライアッシュ」に規定されるフライアッシュI種の強熱減量である3質量%以下よりも厳しい、1質量%以下が要求される。   On the other hand, the problem with unburned carbon contained in coal ash is that, when coal ash containing a large amount of unburned carbon which is the unburned residue of pulverized coal is used as admixture material for concrete etc., the unburned carbon is added to concrete It adsorbs various admixtures to be used, increases the amount of the admixture used in the production of concrete, and in the case of a hardened concrete, unburned carbon floats on the surface to impair the appearance. In JIS A 6201 “Fly ash for concrete” of the above product standard, the unburned carbon content of fly ash (coal ash) is indirectly defined as ignition loss. In general, coal ash that is effectively used as an additive for concrete, etc. is stricter than 3 mass% or less, which is the ignition loss of class I of fly ash specified in JIS A 6201 "fly ash for concrete", 1 mass% or less is required.

このような課題に関連して、例えば、特許文献1には、原料フライアッシュを撹拌流動搬送しながら600〜950℃に加熱して、未燃カーボンを自燃焼成し、次いで前記撹拌のまま或いは高速撹拌して200℃以下に間接急冷し、そのまま回収するか或いは旋回螺旋流により風砕分級や単なる分級処理して回収することを特徴とする、改質フライアッシュの製造方法が開示されている。   In relation to such a subject, for example, in Patent Document 1, the raw material fly ash is heated to 600 to 950 ° C. while being stirred and conveyed, self-combustion of unburned carbon is carried out, and then the above-mentioned stirring or Disclosed is a method for producing a modified fly ash characterized by rapid stirring and indirect quenching to 200 ° C. or lower and recovering as it is or by classification by sieving or simple classification by spiral spiral flow. .

特開2008−126117号公報JP 2008-126117 A

しかしながら、特許文献1の方法では、原料フライアッシュを自燃焼成し未燃カーボン含有率を低下させたうえ、分級等によって所定の品質を有する改質フライアッシュを回収する方法であるが、原料フライアッシュが高温環境に存した場合、ポゾラン反応性を生じさせる非晶質相の結晶化が急速に進行するため、処理後のフライアッシュのポゾラン反応性が低下してしまうという問題があった。よって、また、供給された石炭灰のうち、所望の品質に満たないフライアッシュが相当量生じて、効率が悪いという問題があった。   However, in the method of Patent Document 1, the raw material fly ash is self-combusted to reduce the unburned carbon content, and the modified fly ash having a predetermined quality is recovered by classification etc. When ash is present in a high temperature environment, crystallization of the amorphous phase causing pozzolanic reactivity proceeds rapidly, and there is a problem that pozzolanic reactivity of fly ash after treatment is lowered. Therefore, a considerable amount of fly ash which does not meet the desired quality is generated among the supplied coal ash, and there is a problem that the efficiency is poor.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、供給された石炭灰から、所望の品質に満たないフライアッシュが生じるのを抑えて、より効率的に、コンクリートの混和材等として有効活用可能な改質フライアッシュを製造することができる、改質フライアッシュの製造方法、及び、改質フライアッシュの製造装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and it is possible to suppress the generation of fly ash having less than the desired quality from supplied coal ash, and to more efficiently add concrete etc. It is an object of the present invention to provide a method of producing modified fly ash and a device for producing modified fly ash that can produce modified fly ash that can be effectively used.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、供給された石炭灰を所定の粉末度に粉砕した後であれば、所定の加熱処理により未燃カーボンが自燃して十分に減少すると共に、その加熱処理を経ても一定レベルのポゾラン反応性が保たれており、品質的に不適合となるフライアッシュの発生が抑えられて、より効率的に、所望の品質を有する改質フライアッシュが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors self-combustible unburned carbon by a predetermined heat treatment if the supplied coal ash is crushed to a predetermined degree of powder. While reducing the heat treatment, a certain level of pozzolanic reactivity is maintained even after the heat treatment, and the occurrence of qualitatively incompatible fly ash is suppressed, and the reformed fly having the desired quality is more efficiently performed. It has been found that ash can be obtained, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の改質フライアッシュの製造方法は、石炭灰を、そのブレーン比表面積が4500cm/g〜10000cm/gとなるように粉砕して第1フライアッシュを得る粉砕工程と、外熱式ロータリーキルンにより、前記第1フライアッシュを、該第1フライアッシュに含まれる未燃カーボンの含有率が0.5質量%以下となるよう加熱する加熱工程とを備えることを特徴とする。 That is, reforming fly ash production method of the present invention, the coal ash, a pulverizing step of the Blaine specific surface area to obtain a first fly ash was ground so as to 4500cm 2 / g~10000cm 2 / g, the outer And heating the first fly ash to a content of unburned carbon contained in the first fly ash of 0.5% by mass or less using a thermal rotary kiln.

本発明の改質フライアッシュの製造方法によれば、供給された石炭灰を所定の粉末度に粉砕するための粉砕工程を備えたことにより、つづく外熱式ロータリーキルンによる加熱工程における未燃カーボンの自燃による減少効率が高められる。加えて、外熱式ロータリーキルンによる加熱工程を経たフライアッシュにおいて一定レベルのポゾラン反応性が保たれる。よって、供給された石炭灰から、品質的に不適合となるフライアッシュの発生が抑えられることにより、より効率的に、改質フライアッシュを製造することができる。   According to the method for producing modified fly ash of the present invention, by providing the grinding step for grinding the supplied coal ash to a predetermined powder degree, the unburned carbon in the heating step by the externally heated rotary kiln is obtained. The self-combustion reduction efficiency is enhanced. In addition, a certain level of pozzolanic reactivity is maintained in fly ash that has undergone a heating step with an externally heated rotary kiln. Therefore, it is possible to more efficiently produce the modified fly ash by suppressing the generation of fly ash that is incompatible with the quality from the supplied coal ash.

本発明の改質フライアッシュの製造方法においては、前記加熱工程で発生した排ガスから、該排ガスに含まれる第2フライアッシュを固気分離する分離工程と、前記第1フライアッシュと前記第2フライアッシュとを混合し第3フライアッシュとなす混合工程とを備え、前記第3フライアッシュを前記外熱式ロータリーキルンにより、該第3フライアッシュに含まれる未燃カーボンの含有率が0.5質量%以下となるよう加熱することが好ましい。これによれば、分離工程を備えたことにより、加熱工程で発生した排ガスから、その排ガスに含まれるフライアッシュを第2フライアッシュとして回収することができ、これを、つづく混合工程では、粉砕工程で所定の粉末度に粉砕された第1フライアッシュと混合したうえ、加熱工程に戻すので、所望の品質となるよう改質された改質フライアッシュの回収率が高まる。   In the method for producing a modified fly ash according to the present invention, a separation step of solid-gas separating second fly ash contained in the exhaust gas from the exhaust gas generated in the heating step, the first fly ash and the second fly Mixing the ash with the third fly ash to form a third fly ash, the third fly ash in the externally heated rotary kiln, the content of unburned carbon contained in the third fly ash is 0.5% by mass It is preferable to heat so that it may become the following. According to this, by providing the separation step, it is possible to recover fly ash contained in the exhaust gas as the second fly ash from the exhaust gas generated in the heating step, and in the subsequent mixing step, the crushing step is carried out Since the mixture is mixed with the first fly ash pulverized to a predetermined particle size and returned to the heating step, the recovery rate of the modified fly ash modified to have a desired quality is enhanced.

また、本発明の改質フライアッシュの製造方法においては、前記外熱式ロータリーキルンによる加熱工程の前に、該加熱工程に供される前記第1フライアッシュ又は前記第3フライアッシュを、該フライアッシュに含まれる未燃カーボンが自燃しない非自燃環境で予熱する予熱工程を備えていることが好ましい。これによれば、その予熱工程を備えたことにより、フライアッシュが外熱式ロータリーキルンに供給された直後から、速やかに未燃カーボンの自燃による燃焼が開始される。加えて、外熱式ロータリーキルンの間接的な加熱状態の中で未燃カーボンの自燃による燃焼が安定的に継続するので、未燃カーボンが十分に除去された良質な改質フライアッシュを、より効率よく製造することができる。   Further, in the method for producing a modified fly ash according to the present invention, the first fly ash or the third fly ash to be subjected to the heating step before the heating step by the external heating rotary kiln is the fly ash It is preferable to have a preheating step of preheating in a non-self-combustible environment in which the unburned carbon contained therein is not self-combustion. According to this, by providing the preheating step, combustion by self-combustion of unburned carbon is promptly started immediately after the fly ash is supplied to the externally heated rotary kiln. In addition, since the combustion by unburned carbon by the self-combustion continues stably in the indirectly heated state of the externally heated rotary kiln, the high quality reformed fly ash from which the unburned carbon is sufficiently removed becomes more efficient. It can be manufactured well.

また、本発明の改質フライアッシュの製造方法においては、前記予熱工程を行う前記非自燃環境の温度は、前記予熱工程に供される前記第1フライアッシュ又は前記第3フライアッシュに含まれる未燃カーボン量に基づいて決定されることが好ましい。これによれば、フライアッシュの予熱温度を適切な範囲とすることができ、例えば、外熱式ロータリーキルンに供給されるフライアッシュに含まれる未燃カーボン量が高いときは、フライアッシュの予熱温度を下げるなどして、つづく加熱工程において、非晶質相の結晶化が急速に進行してポゾラン反応性を低下させるほどに未燃カーボンの自燃現象が活発化してしまうことを防ぐことができる。   Further, in the method for producing a modified fly ash according to the present invention, the temperature of the non-self-combustible environment in which the preheating step is performed is not included in the first fly ash or the third fly ash to be subjected to the preheating step. It is preferable to determine based on the amount of carbon fuel. According to this, it is possible to set the preheating temperature of the fly ash to an appropriate range. For example, when the amount of unburned carbon contained in the fly ash supplied to the external heating rotary kiln is high, the preheating temperature of the fly ash is used. It is possible to prevent the self-combustion phenomenon of unburned carbon from becoming active as the crystallization of the amorphous phase proceeds rapidly to lower the pozzolanic reactivity in the subsequent heating step by lowering it or the like.

また、本発明の改質フライアッシュの製造方法においては、前記加熱工程で前記外熱式ロータリーキルンに供給する燃焼ガスの供給量及び燃焼ガスの酸素濃度のうち少なくとも一方は、前記加熱工程に供される前記第1フライアッシュ又は前記第3フライアッシュの未燃カーボン量に基づいて決定されることが好ましい。これによれば、フライアッシュに含まれる未燃カーボンを、より安定的に自燃により燃焼させて、減少させることができる。   Further, in the method for producing reformed fly ash according to the present invention, at least one of the supply amount of the combustion gas supplied to the external heating rotary kiln and the oxygen concentration of the combustion gas in the heating step is subjected to the heating step. It is preferable to determine based on the amount of unburned carbons of said 1st fly ash or said 3rd fly ash. According to this, the unburned carbon contained in the fly ash can be more stably burned by self-combustion and reduced.

また、本発明の改質フライアッシュの製造方法においては、前記燃焼ガスの供給量及び前記燃焼ガスの酸素濃度のうち少なくとも一方は、前記第1フライアッシュ又は前記第3フライアッシュの前記未燃カーボン量をCmol/分とし、前記加熱工程で供給する前記燃焼ガスの酸素量をOmol/分とした場合に、O/Cモル比が1以上6以下となるように決定されることが好ましい。これによれば、フライアッシュに含まれる未燃カーボンを、さらにより安定的に自燃により燃焼させて、減少させることができる。 Further, in the method for producing reformed fly ash according to the present invention, at least one of the supply amount of the combustion gas and the oxygen concentration of the combustion gas is the unburned carbon of the first fly ash or the third fly ash. When the amount is C mol / min and the amount of oxygen of the combustion gas supplied in the heating step is O 2 mol / min, the O 2 / C molar ratio is determined to be 1 or more and 6 or less preferable. According to this, the unburned carbon contained in fly ash can be more stably burned by self-combustion and reduced.

一方、上記目的を達成するために、本発明の改質フライアッシュの製造装置は、供給された石炭灰を、そのブレーン比表面積が4500cm/g〜10000cm/gとなるよう粉砕して第1フライアッシュを得る粉砕装置と、前記第1フライアッシュを、該第1フライアッシュに含まれる未燃カーボンの含有率が0.5質量%以下となるよう加熱する外熱式ロータリーキルンとを備えていることを特徴とする。 Meanwhile, in order to achieve the above object, reforming fly ash production apparatus of the present invention, the supplied coal ash and pulverized to its Blaine specific surface area is 4500cm 2 / g~10000cm 2 / g The (1) A pulverizing device for obtaining fly ash, and an externally-heated rotary kiln for heating the first fly ash so that the content of unburned carbon contained in the first fly ash is 0.5% by mass or less It is characterized by

本発明の改質フライアッシュの製造装置によれば、供給された石炭灰を所定の粉末度に粉砕するための粉砕装置を備えたことにより、つづく外熱式ロータリーキルンによる加熱工程における未燃カーボンの自燃による減少効率が高められる。加えて、外熱式ロータリーキルンによる加熱工程を経たフライアッシュにおいて一定レベルのポゾラン反応性が保たれる。よって、供給された石炭灰から、品質的に不適合となるフライアッシュの発生が抑えられることにより、より効率的に、改質フライアッシュを製造することができる。   According to the apparatus for producing modified fly ash of the present invention, by providing the pulverizing apparatus for pulverizing the supplied coal ash to a predetermined particle size, the unburned carbon in the heating step by the externally heated rotary kiln is obtained. The self-combustion reduction efficiency is enhanced. In addition, a certain level of pozzolanic reactivity is maintained in fly ash that has undergone a heating step with an externally heated rotary kiln. Therefore, it is possible to more efficiently produce the modified fly ash by suppressing the generation of fly ash that is incompatible with the quality from the supplied coal ash.

本発明の改質フライアッシュの製造装置においては、前記外熱式ロータリーキルンで発生した排ガスから、該排ガスに含まれる第2フライアッシュを固気分離する分離装置と、前記第1フライアッシュと前記第2フライアッシュとを混合し第3フライアッシュとなす混合装置とを備え、前記外熱式ロータリーキルンにおいて、前記第3フライアッシュを、該第3フライアッシュに含まれる未燃カーボンの含有率が0.5質量%以下となるよう加熱することが好ましい。これによれば、その分離装置を備えたことにより、外熱式ロータリーキルンで発生した排ガスから、その排ガスに含まれるフライアッシュを第2フライアッシュとして回収することができ、これを、つづく混合装置では、粉砕装置で所定の粉末度に粉砕された第1フライアッシュと混合したうえ、外熱式ロータリーキルンに戻すので、所望の品質となるよう改質された改質フライアッシュの回収率が高まる。   In the apparatus for producing reformed fly ash according to the present invention, a separation apparatus for solidifying the second fly ash contained in the exhaust gas from the exhaust gas generated in the externally heated rotary kiln, the first fly ash, and the first fly ash And a mixer for mixing the second fly ash with the third fly ash, and in the externally heated rotary kiln, the third fly ash has a content of unburned carbon contained in the third fly ash of 0. It is preferable to heat so that it may be 5 mass% or less. According to this, by providing the separation device, the fly ash contained in the exhaust gas can be recovered as the second fly ash from the exhaust gas generated in the externally heated rotary kiln, and this can be collected by the mixing device subsequently Since the mixture is mixed with the first fly ash pulverized to a predetermined particle size by the pulverizing apparatus and returned to the externally heated rotary kiln, the recovery rate of the modified fly ash reformed to a desired quality is enhanced.

また、本発明の改質フライアッシュの製造装置においては、前記外熱式ロータリーキルンに供給される、前記第1フライアッシュ又は前記第3フライアッシュを、該フライアッシュに含まれる未燃カーボンが自燃しない非自燃環境に置くための予熱装置を備えていることが好ましい。これによれば、その予熱装置を備えたことにより、フライアッシュが外熱式ロータリーキルンに供給された直後から、速やかに未燃カーボンの自燃による燃焼が開始される。加えて、外熱式ロータリーキルンの間接的な加熱状態の中で未燃カーボンの自燃による燃焼が安定的に継続するので、未燃カーボンが十分に除去された良質な改質フライアッシュを、より効率よく製造することができる。   Further, in the apparatus for producing a modified fly ash according to the present invention, unburned carbon contained in the fly ash does not self-burn in the first fly ash or the third fly ash supplied to the externally heated rotary kiln. It is preferable to have a preheating device for placing in a non-self-combustion environment. According to this, by providing the preheating device, self-combustion combustion of unburned carbon is promptly started immediately after the fly ash is supplied to the externally heated rotary kiln. In addition, since the combustion by unburned carbon by the self-combustion continues stably in the indirectly heated state of the externally heated rotary kiln, the high quality reformed fly ash from which the unburned carbon is sufficiently removed becomes more efficient. It can be manufactured well.

また、本発明の改質フライアッシュの製造装置においては、前記改質フライアッシュの製造装置は更に制御手段を備え、前記制御手段は、前記予熱装置における該予熱環境を制御し、且つ、前記外熱式ロータリーキルンにおける該加熱環境を制御するものであることが好ましい。これによれば、その制御装置を備えたことにより、予熱装置におけるフライアッシュの予熱環境や、外熱式ロータリーキルンにおけるフライアッシュの自燃環境を、適切に制御することが容易となる。例えば、外熱式ロータリーキルンに供給されるフライアッシュに含まれる未燃カーボン量が高いときは、制御装置を介して、予熱装置による温度設定を下げたり、外熱式ロータリーキルンによる温度設定を下げたりして、加熱工程において、非晶質相の結晶化が急速に進行してポゾラン反応性を低下させるほどに未燃カーボンの自燃現象が活発化してしまうことを防ぐことができる。   In the apparatus for producing reformed fly ash according to the present invention, the apparatus for producing reformed fly ash further comprises a control means, the control means controls the preheating environment in the preheating apparatus, and Preferably, the heating environment in a thermal rotary kiln is controlled. According to this, by providing the control device, it becomes easy to appropriately control the preheating environment of the fly ash in the preheating device and the self-combustion environment of the fly ash in the externally heated rotary kiln. For example, when the amount of unburned carbon contained in fly ash supplied to the externally heated rotary kiln is high, the temperature setting by the preheating device may be lowered or the temperature setting by the externally heated rotary kiln may be decreased via the control device. In the heating step, it is possible to prevent the self-combustion phenomenon of unburned carbon from becoming active as the crystallization of the amorphous phase proceeds rapidly and the pozzolanic reactivity is lowered.

本発明の、改質フライアッシュの製造方法あるいは改質フライアッシュの製造装置により得られる改質フライアッシュの品質としては、未燃カーボン含有率が0.5質量%以下であり、28日材齢の活性度指数が80%以上、且つ91日材齢の活性度指数が90%以上であることが好ましい。   The quality of the modified fly ash obtained by the method for producing modified fly ash or the apparatus for producing modified fly ash according to the present invention is that the unburned carbon content is 0.5% by mass or less, and the material is 28 days old Preferably, the activity index is 80% or more, and the 91-day-old activity index is 90% or more.

本発明に係る改質フライアッシュの製造装置の一実施形態を示す概略構成説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is schematic structure explanatory drawing which shows one Embodiment of the manufacturing apparatus of the modification | reformation fly ash which concerns on this invention. 図1に示す装置で行われる処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process performed with the apparatus shown in FIG. 本発明に係る改質フライアッシュの製造装置の別実施形態を示す概略構成説明図である。It is a schematic structure explanatory view showing another embodiment of the manufacturing device of the modification fly ash concerning the present invention. 図3に示す装置で行われる処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process performed with the apparatus shown in FIG.

以下、図面を参照して、本発明に係る改質フライアッシュの製造方法及び改質フライアッシュの製造装置の実施形態について説明する。   Hereinafter, with reference to the drawings, embodiments of a method for producing modified fly ash and a device for producing modified fly ash according to the present invention will be described.

図1には、本発明に係る改質フライアッシュの製造装置の一実施形態が示される。図1において、実線の矢印は石炭灰またはフライアッシュの流れを、一点鎖線の矢印は制御信号の流れを、破線の矢印はガスの流れをそれぞれ示している。   FIG. 1 shows an embodiment of a device for producing a modified fly ash according to the present invention. In FIG. 1, solid arrows indicate the flow of coal ash or fly ash, dashed dotted arrows indicate the flow of control signals, and dashed arrows indicate the flow of gas.

図1に示すように、この改質フライアッシュの製造装置1は、供給された石炭灰D1を、所定の粉末度となるよう粉砕して第1フライアッシュF1を得る石炭灰粉砕装置11と、得られた第1フライアッシュF1と、高温排ガスから回収された第2フライアッシュF2とを混合して、第3フライアッシュF3となすフライアッシュ混合装置13と、フライアッシュ混合装置13から供給される第3フライアッシュF3を、これに含まれる未燃カーボンの含有率が0.5質量%以下となるよう加熱する外熱式ロータリーキルン14と、高温排ガスから第2フライアッシF2を回収してフライアッシュ混合装置13に供給する固気分離装置16(本実施形態では、第1固気分離装置16a(例えば、サイクロン型分級機等を使用可能である。)及び第2固気分離装置16b(例えば、バグフィルタ等を使用可能である。)の2機で構成される。)とを備えている。また、石炭灰粉砕装置11の後段にはフライアッシュ分級装置12が備わり、石炭灰粉砕装置11で粉砕されたフライアッシュを所定粒径を分級点として分級して、粗粉フライアッシュD2は再度、石炭灰粉砕装置11に戻して粉砕するようにし、閉回路ミルを構成している。これにより、第1フライアッシュF1が所定の粉末度を有することをより確実にしている。なお、フライアッシュに含まれる未燃カーボンの含有率を効果的に減少させるという、本発明による作用効果を享受するための基本的な構成としては、石炭灰D1を所定の粉末度となるよう粉砕するための石炭灰粉砕装置11と、粉砕された原料フライアッシュを加熱するための外熱式ロータリーキルン14とで構成するようにしてもよく、高温排ガスから第2フライアッシュF2を回収したり、これを第1フライアッシュF1と混合したりすることは、必ずしも必須構成というわけではないが、本実施形態の製造装置1では、高温排ガスから第2フライアッシュF2を回収するための固気分離装置16や、これを第1フライアッシュF1と混合するためのフライアッシュ混合装置13を備えたことにより、所定の品質を有する改質フライアッシュの回収率が更により向上している。以下には、この改質フライアッシュの製造装置1を、単に「製造装置1」と称し、さらに詳細に説明する。   As shown in FIG. 1, the modified fly ash producing apparatus 1 comprises: a coal ash pulverizing apparatus 11 for pulverizing the supplied coal ash D1 so as to obtain a predetermined powder degree to obtain a first fly ash F1; The obtained first fly ash F1 and the second fly ash F2 recovered from the high temperature exhaust gas are mixed, and supplied from the fly ash mixing device 13 and the fly ash mixing device 13 that form the third fly ash F3. The externally heated rotary kiln 14 which heats the third fly ash F3 so that the content of unburned carbon contained in the third fly ash is 0.5% by mass or less, and the second fly ash F2 is recovered from the high temperature exhaust gas to fly fly ash. Solid-gas separation device 16 (in this embodiment, first solid-gas separation device 16a (for example, a cyclone type classifier or the like can be used) to be supplied to the mixing device 13) The second solid-gas separation device 16b (for example, it is possible to use a bag filter or the like.) In composed of two aircraft.) And a. Further, a fly ash classification device 12 is provided at a later stage of the coal ash grinding device 11, and the fly ash ground by the coal ash grinding device 11 is classified with a predetermined particle diameter as a classification point, and coarse powder fly ash D2 is again The coal ash grinding device 11 is returned to be crushed to constitute a closed circuit mill. This makes it more reliable that the first fly ash F1 has a predetermined particle size. In addition, as basic composition for enjoying the effect by this invention of reducing the content rate of the unburned carbon contained in fly ash effectively, it grind | pulverizes coal ash D1 so that it may become a predetermined particle size. The coal ash pulverizing device 11 may be constituted by the coal ash pulverizing device 11 and the externally heated rotary kiln 14 for heating the pulverized raw material fly ash, and the second fly ash F2 may be recovered from the high temperature exhaust gas. Although it is not essential to mix the first fly ash F1 with the first fly ash F1, the solid-gas separation device 16 for recovering the second fly ash F2 from the high temperature exhaust gas in the manufacturing apparatus 1 of this embodiment And a fly ash mixer 13 for mixing this with the first fly ash F1 to provide a reformer having a predetermined quality. Recovery rate of the shoe is further improved from. Below, this manufacturing apparatus 1 of this modification fly ash is only called "the manufacturing apparatus 1", and is demonstrated in more detail.

製造装置1では、まず、石炭灰粉砕装置11により、供給された石炭灰D1を、そのブレーン比表面積が4500cm/g〜10000cm/gとなるように粉砕して、第1フライアッシュF1を得る。また、その際、石炭灰粉砕装置11の後段にはフライアッシュ分級装置12が備わり、第1フライアッシュF1が所定の粉末度を有することをより確実にしている。第1フライアッシュF1は、最終的に得られる改質フライアッシュの活性度指数をJIS A 6201「コンクリート用フライアッシュ」のIII種以上の活性度指数、すなわち、28日材齢で80%以上、91日材齢で90%以上とする観点から、最大粒径を100μm以下とするのが好ましい。第1フライアッシュF1の最大粒径を100μm以下にすることで、ブレーン比表面積としては、概ね4500cm/g〜10000cm/gの範囲を確保することができる。 In the manufacturing apparatus 1, first, the coal ash crushing unit 11, the supplied coal ash D1, the Blaine specific surface area by pulverizing such that the 4500cm 2 / g~10000cm 2 / g, the first fly ash F1 obtain. Further, at that time, a fly ash classification device 12 is provided at a later stage of the coal ash pulverizing device 11, and it is made more sure that the first fly ash F1 has a predetermined particle size. The first fly ash F1 has an activity index of the finally obtained modified fly ash of at least III of JIS A 6201 "fly ash for concrete", that is, 80% or more at 28 days of age, The maximum particle diameter is preferably 100 μm or less from the viewpoint of 90% or more at the age of 91 days. By the maximum diameter of the first fly ash F1 to 100μm or less, the Blaine specific surface area, generally it is possible to ensure the scope of 4500cm 2 / g~10000cm 2 / g.

一般に、石炭火力発電所等の微粉炭燃焼ボイラから供給される石炭灰であって、活性度指数の向上が必要となる品位の低い石炭灰は、概ねブレーン比表面積が2000cm/g〜4000cm/gであり、本実施形態の製造装置1では、そのような石炭灰について、粉末度を一定にすることにより、入荷ロット間の粉末度のばらつきを狭小化させることができる。加えて、加熱工程に供されるフライアッシュの比表面積が増加することにより、未燃カーボンの自燃も生じ易くなるため、加熱温度を低めに設定することができ、フライアッシュの非晶質相の結晶化が生じることを防ぐ等して、活性度指数の低下を抑制しつつ、未燃カーボン含有率を効果的に減少させることができる。 In general, coal ash supplied from pulverized coal-fired boilers such as coal-fired power plants and the like, low-grade coal ash requiring improvement in activity index generally has a brane specific surface area of 2000 cm 2 / g to 4000 cm 2 It is / g, and in the manufacturing apparatus 1 of this embodiment, the variation in the degree of powderiness between incoming lots can be narrowed by making the degree of powderiness constant for such coal ash. In addition, since the specific surface area of the fly ash to be subjected to the heating step is increased, the self-combustion of unburned carbon is also easily generated, so the heating temperature can be set lower. The unburned carbon content can be effectively reduced while preventing the occurrence of crystallization and suppressing the decrease in the activity index.

ここで、ブレーン比表面積とは、フライアッシュの粒径の細かさを表す指標であり、JIS A 6201「コンクリート用フライアッシュ」に測定方法が規定されているブレーン方法に基づいて測定された比表面積を指す。   Here, the brane specific surface area is an index that represents the fineness of the particle size of fly ash, and is the specific surface area measured based on the brane method whose measurement method is defined in JIS A 6201 "fly ash for concrete". Point to

第1フライアッシュのブレーン比表面積の上限については、10000cm/g以下が好ましい。第1フライアッシュのブレーン比表面積が10000cm/gよりも大きくなると、外熱式ロータリーキルン14に供給されたフライアッシュのうち、改質フライアッシュとして回収できる割合が低下してしまう。具体的には、例えば、図1に示す実施形態において、外熱式ロータリーキルン14に供給されたフライアッシュF3のうち、燃焼排ガスに取り込まれた後に固気分離装置16で第2フライアッシュF2として回収される割合((回収された第2フライアッシュ量)/(外熱式ロータリーキルンに供給された第3フライアッシュの量)×100%)(以下、この割合を「循環率」と称す。)が増加傾向となり、ひいては改質フライアッシュの生産効率が低下する傾向となる。 The upper limit of the brane specific surface area of the first fly ash is preferably 10000 cm 2 / g or less. When the brane specific surface area of the first fly ash becomes larger than 10000 cm 2 / g, the ratio of the fly ash supplied to the externally heated rotary kiln 14 to be recovered as the modified fly ash decreases. Specifically, for example, in the embodiment shown in FIG. 1, of the fly ash F3 supplied to the externally heated rotary kiln 14, after being taken into the combustion exhaust gas, it is recovered as the second fly ash F2 by the solid-gas separator 16 The ratio ((amount of second fly ash collected) / (amount of third fly ash supplied to the external heating rotary kiln) × 100%) (hereinafter, this ratio is referred to as “recirculation ratio”) is It tends to increase, which in turn tends to lower the production efficiency of the modified fly ash.

上記循環率は、20%〜40%が好ましい。この循環率であれば、外熱式ロータリーキルン14における加熱のためのエネルギー使用量が過剰になることなく、エネルギー効率よく、改質フライアッシュを製造することができる。   The circulation rate is preferably 20% to 40%. With this circulation rate, reformed fly ash can be produced with high energy efficiency without excessive use of energy for heating in the externally heated rotary kiln 14.

所定の粉末度にするための石炭灰粉砕装置11としては、ボールミル、ロールミル、ローラーミル(竪型ミル)等の、一般的な乾式の粉砕装置が好適に使用可能である。また、石炭灰粉砕装置11で粉砕されたフライアッシュから、所定の粒径を有するフライアッシュを分離するためのフライアッシュ分級装置12としては、例えば、サイクロン型又はルーバー型慣性分級機及び振動篩装置等、粉粒体の分級処理に一般的に使用されている乾式分級機を用いればよい。 As the coal ash pulverizing apparatus 11 for obtaining a predetermined degree of powder, a general dry type pulverizing apparatus such as a ball mill, a roll mill, a roller mill (a vertical mill) and the like can be suitably used. Further, as a fly ash classification device 12 for separating fly ash having a predetermined particle diameter from fly ash crushed by the coal ash grinding device 11, for example, a cyclone type or louver type inertia classifier and a vibrating sieve device For example, a dry classifier generally used for classification of powders may be used.

製造装置1では、次に、第1フライアッシュF1と、外熱式ロータリーキルン14より排出される高温排ガス(HG2+HG1)から回収された第2フライアッシュF2とが、フライアッシュ混合装置13で混合されて第3フライアッシュF3を形成した後、これを外熱式ロータリーキルン14へ連続的に供給させるようにしている。ここで、第2フライアッシュF2は、主に、外熱式ロータリーキルン14へ供給された第3フライアッシュF3が、高温排ガスHG2に捕捉されて外熱式ロータリーキルン14から排出されたものに由来しており、その粉末度は、実質的に第1フライアッシュF1と同等といえる。   Next, in the manufacturing apparatus 1, the first fly ash F1 and the second fly ash F2 recovered from the high-temperature exhaust gas (HG2 + HG1) discharged from the externally heated rotary kiln 14 are mixed by the fly ash mixing device 13 After the third fly ash F3 is formed, it is continuously supplied to the externally heated rotary kiln 14. Here, the second fly ash F2 is mainly derived from the fact that the third fly ash F3 supplied to the external heating rotary kiln 14 is trapped by the high temperature exhaust gas HG2 and discharged from the external heating rotary kiln 14. It can be said that its fineness is substantially equal to that of the first fly ash F1.

なお、本実施形態では、第2フライアッシュF2を回収するための固気分離装置16の構成として、第1固気分離装置16a(例えば、サイクロン型分級機等を使用可能である。)及び第2固気分離装置16b(例えば、バグフィルタ等を使用可能である。)の2機の固気分離装置を備えているが、高温排ガス(HG2+HG1)からの第2フライアッシュF2の回収が可能であれば、固気分離装置16を構成する機数は制限されない。例えば、固気分離装置16を1機とする場合は、図1の第1固気分離装置16aを省略し、第2固気分離装置16bのみとすればよく、その際の固気分離装置16にはバグフィルタが好ましい。   In the present embodiment, the first solid-gas separator 16a (for example, a cyclone type classifier or the like can be used) and the first solid-gas separator 16 as a configuration of the solid-gas separator 16 for collecting the second fly ash F2. Although equipped with two solid-gas separation devices of two solid-gas separation devices 16b (for example, a bag filter etc. can be used), it is possible to recover the second fly ash F2 from the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) If it exists, the number of machines which constitute solid-gas separation device 16 will not be restricted. For example, when the solid-gas separator 16 is one unit, the first solid-gas separator 16a of FIG. 1 may be omitted, and only the second solid-gas separator 16b may be provided. Bag filters are preferred.

フライアッシュ混合装置13における、第1フライアッシュF1と第2フライアッシュF2の混合は、単にそれらフライアッシュを積層等したりするだけでもよいが、外熱式ロータリーキルン14に供給する第3フライアッシュF3の品質を平均化させるために、フライアッシュ混合装置13内で十分に混合するのが好ましい。そのために、フライアッシュ混合装置13に備えられるフライアッシュ用容器には、パドルやリボンなどの回転翼や、各種排ガスを利用したエアレーション等の混合撹拌機構を備えることが好ましい。   The mixing of the first fly ash F1 and the second fly ash F2 in the fly ash mixing device 13 may be performed by simply laminating the fly ash, etc., but the third fly ash F3 to be supplied to the externally heated rotary kiln 14 Preferably, the mixture is thoroughly mixed in the fly ash mixing device 13 in order to average out the quality of the mixture. Therefore, it is preferable that the container for fly ash provided in the fly ash mixing device 13 be provided with a rotor, such as a paddle or a ribbon, and a mixing and stirring mechanism, such as aeration using various exhaust gases.

フライアッシュ混合装置13からは、所定量の第3フライアッシュF3が、外熱式ロータリーキルン14に供給される。この第3フライアッシュF3の供給には、容積式定量供給機や重量式定量供給機等の一般的な粉体定量供給装置を用いることができる。なお、フライアッシュ混合装置13による供給量の計量値を、後述のフライアッシュ測定装置M11による第3フライアッシュF3の供給量測定値の代替としてもよい。   A predetermined amount of third fly ash F3 is supplied from the fly ash mixing device 13 to the externally heated rotary kiln 14. For the supply of the third fly ash F3, a general powder metering feeder such as a volumetric metering feeder or a gravimetric metering feeder can be used. The measurement value of the supply amount by the fly ash mixing device 13 may be used as a substitute for the supply amount measurement value of the third fly ash F3 by the fly ash measuring device M11 described later.

外熱式ロータリーキルン14は、傾斜した大略円筒形状の装置として構成されている。すなわち、フライアッシュ供給部14aと、フライアッシュ排出部14dと、フライアッシュ供給部14a及びフライアッシュ排出部14dの間に回転自在に配置されている円筒形状の内筒部14bと、内筒部14bが挿通され、その内筒部14bよりも大外径である円筒形状の加熱部14cとを有し、内筒部14bがフライアッシュ供給部14aからフライアッシュ排出部14dに向かって0.5〜5.0%で下方に向かって傾斜している。外熱式ロータリーキルン14の加熱部14cには、内筒部14bを外部から加熱するように複数の電気発熱体Hが配置されている。そして、外熱式ロータリーキルン14のフライアッシュ供給部14aに供給された第3フライアッシュF3は、内筒部14bの回転に伴って、フライアッシュ供給部14aからフライアッシュ排出部14dへと移動し、その移動における所定時間、加熱部14cでの加熱処理を受けた後に、改質フライアッシュF4となってフライアッシュ排出部14dから排出されるようになっている。   The externally heated rotary kiln 14 is configured as an inclined generally cylindrical device. That is, a cylindrical inner cylindrical portion 14b rotatably disposed between the fly ash supply portion 14a, the fly ash discharge portion 14d, the fly ash supply portion 14a and the fly ash discharge portion 14d, and the inner cylindrical portion 14b And the cylindrical heating portion 14c having an outer diameter larger than that of the inner cylindrical portion 14b, and the inner cylindrical portion 14b extends from the fly ash supply portion 14a toward the fly ash discharge portion 14d by 0.5 to 0.5 mm. It slopes downward at 5.0%. In the heating portion 14c of the externally heated rotary kiln 14, a plurality of electric heating elements H are disposed so as to heat the inner cylindrical portion 14b from the outside. Then, the third fly ash F3 supplied to the fly ash supply unit 14a of the externally heated rotary kiln 14 moves from the fly ash supply unit 14a to the fly ash discharge unit 14d with the rotation of the inner cylindrical portion 14b, After receiving a heating process in the heating unit 14c for a predetermined time during the movement, the reformed fly ash F4 is discharged from the fly ash discharging unit 14d.

外熱式ロータリーキルン14の加熱部14cの加熱方法は、電気発熱体Hによるジュール熱を利用した方法以外にも、化石燃料によるバーナー等の、発熱量の制御が可能な方法であれば制約はない。   The heating method of the heating portion 14c of the externally heated rotary kiln 14 is not limited as long as it is a method capable of controlling the calorific value such as a burner by fossil fuel other than the method using Joule heat by the electric heating element H .

また、図1に示す実施形態では、製造装置1は、比較的に酸素を多く含む燃焼用ガスA1を加温して燃焼ガスA2とし、これを外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b内に導入するようにしている。また、燃焼用ガスA1の温度を上げるために熱交換器15を備え、この熱交換器15において、外熱式ロータリーキルン14の加熱部14cから排出される高温排ガスHG1との間に熱交換を生じさせて、燃焼用ガスA1が加温されてなる、高温の燃焼ガスA2となるようにしている。一方、高温排ガスHG1は、熱交換によって温度が低下し、排ガスG1となって熱交換器15から排気される。排ガスG1の排気、すなわち高温排ガスHG1の熱交換器15への供給は、第2排気ファン19によって行われる。   Further, in the embodiment shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 1 heats the combustion gas A1 containing a relatively large amount of oxygen to form the combustion gas A2, which is contained in the inner cylindrical portion 14b of the externally heated rotary kiln 14. I am trying to introduce it. Further, the heat exchanger 15 is provided to raise the temperature of the combustion gas A1, and in this heat exchanger 15, heat exchange occurs with the high temperature exhaust gas HG1 discharged from the heating portion 14c of the externally heated rotary kiln 14. Thus, the combustion gas A1 is heated to be a high temperature combustion gas A2. On the other hand, the temperature of the high temperature exhaust gas HG1 is lowered by heat exchange, and becomes the exhaust gas G1 and is exhausted from the heat exchanger 15. Exhaust of the exhaust gas G1, that is, supply of the high temperature exhaust gas HG1 to the heat exchanger 15 is performed by the second exhaust fan 19.

外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b内への燃焼ガスA2の導入は、第3フライアッシュF3の移動方向に対して向流となるようにフライアッシュ排出部14d側から導入してもよいし、第3フライアッシュF3の移動方向に対して並流となるようにフライアッシュ供給部14a側から導入してもよいが、高温排ガスHG2からの第2フライアッシュF2の回収を行うための装置レイアウトからは、図1の実施形態に示すように、フライアッシュ排出部14d側から燃焼ガスA2を導入するのが好ましい。   The combustion gas A2 may be introduced into the inner cylindrical portion 14b of the externally heated rotary kiln 14 from the side of the fly ash discharge portion 14d so as to be countercurrent to the moving direction of the third fly ash F3. The device layout for recovering the second fly ash F2 from the high temperature exhaust gas HG2 may be introduced from the side of the fly ash supply unit 14a so that the third fly ash F3 moves in parallel with the moving direction. From this point, it is preferable to introduce the combustion gas A2 from the side of the fly ash discharge portion 14d as shown in the embodiment of FIG.

一方、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14bから排出する高温排ガスHG2を排気するための第1排気ファン18は、吸気によって系内を負圧にし、熱交換器15、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b、固気分離装置16、及び各所の送気管等から構成される、燃焼ガスA2または高温排ガスHG2の経路内から該ガスが外部に漏れることを防止すると共に、固気分離装置16によって第2フライアッシュF2が回収された後の排ガスG2の排気量、すなわち、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b内を流れる燃焼ガスA2の流量を調整し、さらに、燃焼用ガスA1の使用量を調整する。   On the other hand, the first exhaust fan 18 for exhausting the high temperature exhaust gas HG2 discharged from the inner cylindrical portion 14b of the external heat type rotary kiln 14 makes the inside of the system negative pressure by suction, and the heat exchanger 15 and the external heat type rotary kiln 14 The solid-gas separation device 16 is configured to prevent the gas from leaking to the outside from the path of the combustion gas A2 or the high-temperature exhaust gas HG2 including the inner cylindrical portion 14b, the solid-gas separation device 16, and the air pipes of various places. Adjust the exhaust gas G2 exhaust rate after the second fly ash F2 is recovered, that is, the flow rate of the combustion gas A2 flowing in the inner cylindrical portion 14b of the externally heated rotary kiln 14, and further use of the combustion gas A1 Adjust the amount.

このような外熱式ロータリーキルン14の構成によれば、その内筒部14b内の雰囲気温度を、加熱部14cにおける外部加熱によって間接的に上昇させるようにしているので、過加熱によって第3フライアッシュF3の非晶質相の結晶化が急速に進行してポゾラン反応性を低下させることを防ぎつつ、第3フライアッシュF3に含まれる未燃カーボンの燃焼を安定的に生じさせるのに、都合がよい。   According to such a configuration of the externally heated rotary kiln 14, the ambient temperature in the inner cylindrical portion 14b is indirectly raised by the external heating in the heating portion 14c, so the third fly ash by overheating It is convenient to stably generate the combustion of unburned carbon contained in the third fly ash F3, while preventing the crystallization of the amorphous phase of F3 from rapidly advancing and reducing the pozzolanic reactivity. Good.

第3フライアッシュF3の外熱式ロータリーキルン14への導入位置は、図1に示す実施形態においては、内筒部14bのフライアッシュ供給側の端部であるが、そのフライアッシュ供給部14aに連通して内筒部14bの内部に延伸・挿入される供給管等の構造の付加により、内筒部14bの中央部側に任意にスライドさせることも可能である。これによれば、第3フライアッシュF3がフライアッシュ供給部14aからフライアッシュ排出部14dへと移動するに伴って加熱処理される時間の調整や、第3フライアッシュF3を投入する箇所の温度を任意に選択することができる。   The position at which the third fly ash F3 is introduced into the externally heated rotary kiln 14 is the end on the fly ash supply side of the inner cylindrical portion 14b in the embodiment shown in FIG. Then, it is also possible to optionally slide it to the center portion side of the inner cylindrical portion 14b by adding a structure such as a supply pipe which is extended and inserted into the inner cylindrical portion 14b. According to this, as the third fly ash F3 moves from the fly ash supply portion 14a to the fly ash discharge portion 14d, the adjustment of the time for which the heat treatment is performed, the temperature of the portion where the third fly ash F3 is charged, It can be selected arbitrarily.

また、図1に示す実施形態においては、製造装置1は、第3フライアッシュF3の加熱によって蒸発して、高温排ガスHG2内に含まれて内筒部14bから排出される、石炭灰由来の水銀を回収する構成として、高温排ガス(HG2+HG1)から水銀を分離するための水銀回収装置17を備えている。水銀回収装置17としては、例えば、吸着剤により水銀を吸着除去するガス吸着装置を用いればよい。具体的には、カートリッジ式固定相吸着装置、連続クロスフロー式移層吸着装置等を用いればよい。吸着剤としては、硫黄若しくは金属硫化物、活性炭若しくは又は活性炭を担持した吸着媒体、又は、水銀と反応する金属若しくは水銀を担持した吸着媒体等を用いればよい。水銀回収装置17で使用される活性炭としては、特に、水銀吸着用として調整された硫黄添着処理が施されている活性炭を用いることが好ましい。かかる水銀回収装置17を備える場合、水銀回収装置17に送気される高温排ガス(HG2+HG1)の温度は、水銀の沸点(360℃)以上である必要があり、380〜420℃が好ましい。   Further, in the embodiment shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 1 evaporates by heating the third fly ash F3, and is mercury contained in the high-temperature exhaust gas HG2 and discharged from the inner cylinder portion 14b. Is provided with a mercury recovery device 17 for separating mercury from high temperature exhaust gas (HG2 + HG1). As the mercury recovery device 17, for example, a gas adsorption device that adsorbs and removes mercury with an adsorbent may be used. Specifically, a cartridge type stationary phase adsorption apparatus, a continuous cross flow type bed transfer adsorption apparatus or the like may be used. As the adsorbent, an adsorption medium carrying sulfur or metal sulfide, activated carbon or activated carbon, or an adsorption medium carrying metal or mercury reactive with mercury may be used. In particular, as the activated carbon used in the mercury recovery device 17, it is preferable to use activated carbon that has been subjected to a sulfur-adhered treatment adjusted for mercury adsorption. When the mercury recovery device 17 is provided, the temperature of the high-temperature exhaust gas (HG2 + HG1) supplied to the mercury recovery device 17 needs to be equal to or higher than the boiling point of mercury (360 ° C.), preferably 380-420 ° C.

なお、水銀回収装置17を備えた場合、水銀回収後の高温排ガス(HG2+HG1)を固気分離装置16b(例えば、バグフィルタ等を使用可能である。)に直接送気すると、固気分離装置16bのろ布等が熱損傷する場合があるため、必要に応じて高温排ガス(HG2+HG1)に冷却用空気CAを混入して温度を低下させることが好ましい。   When the mercury recovery device 17 is provided, the high-temperature exhaust gas (HG2 + HG1) after mercury recovery is directly supplied to the solid-gas separation device 16b (for example, a bag filter or the like can be used). Since the filter cloth and the like may be thermally damaged, it is preferable to lower the temperature by mixing the cooling air CA into the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) as necessary.

本発明の好ましい態様においては、図1に示すように、製造装置1は、さらに、各種測定装置による測定に基づいて各種制御を行うための制御装置51を備えていてもよい。   In a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 1 may further include a control device 51 for performing various controls based on measurements by various measuring devices.

具体的には、例えば、内筒部14bの内部に、内筒部14bを加熱する複数の電気発熱体Hにより各出力を調整可能な領域ごとに、第1温度計T11が設けられている。第1温度計T11は、内筒部14bの内部における第3フライアッシュF3の温度を測定し、その温度に関する情報を制御装置51に送信する。また、内筒部14bの長軸方向の中央部には、内筒部14bの外側表面近傍に、第2温度計T12が設けられている。この実施形態においてはこの付近が内筒部14bの最も高温となる部位となっており、第2温度計T12は、内筒部14bの最も高温となる部位の温度を測定し、その温度に関する情報を制御装置51に送信する。なお、第1温度計T11や第2温度計T12としては、例えば、熱電対を用いればよい。   Specifically, for example, a first thermometer T11 is provided in the inner cylindrical portion 14b for each of the regions where the respective outputs can be adjusted by the plurality of electric heating elements H heating the inner cylindrical portion 14b. The first thermometer T11 measures the temperature of the third fly ash F3 inside the inner cylindrical portion 14b, and transmits information on the temperature to the control device 51. A second thermometer T12 is provided near the outer surface of the inner cylindrical portion 14b at the central portion in the long axis direction of the inner cylindrical portion 14b. In this embodiment, the vicinity thereof is the highest temperature portion of the inner cylinder portion 14b, and the second thermometer T12 measures the temperature of the highest temperature portion of the inner cylinder portion 14b, and information about the temperature Are sent to the control device 51. A thermocouple may be used as the first thermometer T11 and the second thermometer T12, for example.

制御装置51は、さらに、外熱式ロータリーキルン14の加熱部14cへの制御信号を送信し、内筒部14bを加熱する複数の電気発熱体Hの出力を個別に制御することができるようになっている。よって、例えば、第1温度計T11や第2温度計T12の測定結果に基づいて、制御装置51が電気発熱体Hの個々の出力を調整して、内筒部14b内での加熱状態を最適化することができる。   The control device 51 can further transmit a control signal to the heating unit 14c of the external heating rotary kiln 14 to individually control the outputs of the plurality of electric heating elements H for heating the inner cylindrical portion 14b. ing. Thus, for example, based on the measurement results of the first thermometer T11 and the second thermometer T12, the controller 51 adjusts the individual outputs of the electric heating element H to optimize the heating state in the inner cylindrical portion 14b. Can be

また、外熱式ロータリーキルン14と第1固気分離装置16aを結ぶ送気管には、第3温度計T13が設けられている。第3温度計T13は、第1固気分離装置16aに導入される高温排ガス(HG2+HG1)の温度を測定し、その温度に関する情報を制御装置51に送信する。また、第1固気分離装置16aと水銀回収装置17を結ぶ送気管には、第4温度計T14が設けられている。第4温度計T14は、第1固気分離装置16aから排出される高温排ガス(HG2+HG1)の温度を測定し、その温度に関する情報を制御装置51に送信する。さらに、水銀回収装置17と第2固気分離装置16bを結ぶ送気管には、第5温度計T15が設けられている。第5温度計T15は、水銀回収装置17から排出される高温排ガス(HG2+HG1)の温度を測定し、その温度に関する情報を制御装置51に送信する。なお、第3温度計T13、第4温度計T14及び第5温度計T15としては、上記第1温度計T11及び上記第2温度計T12と同様に、例えば、熱電対を用いればよい。   In addition, a third thermometer T13 is provided in a flue connecting the externally heated rotary kiln 14 and the first solid-gas separation device 16a. The third thermometer T13 measures the temperature of the high-temperature exhaust gas (HG2 + HG1) introduced to the first solid-gas separator 16a, and transmits information on the temperature to the control device 51. In addition, a fourth thermometer T14 is provided in the air supply pipe connecting the first solid-gas separator 16a and the mercury recovery device 17. The fourth thermometer T14 measures the temperature of the high-temperature exhaust gas (HG2 + HG1) discharged from the first solid-gas separator 16a, and transmits information on the temperature to the control device 51. Furthermore, a fifth thermometer T15 is provided in the air supply pipe connecting the mercury recovery device 17 and the second solid-gas separation device 16b. The fifth thermometer T15 measures the temperature of the high-temperature exhaust gas (HG2 + HG1) discharged from the mercury recovery device 17, and transmits information on the temperature to the control device 51. As the third thermometer T13, the fourth thermometer T14, and the fifth thermometer T15, for example, a thermocouple may be used as in the case of the first thermometer T11 and the second thermometer T12.

さらに、フライアッシュ混合装置13と外熱式ロータリーキルン14のフライアッシュ供給部14aとの間には、フライアッシュ測定装置M11が設置されている。フライアッシュ測定装置M11は、外熱式ロータリーキルン14のフライアッシュ供給部14aに連続的に供給される第3フライアッシュF3の供給量(例えば、時間あたりの供給量)及び未燃カーボン含有率を測定し、それらの情報を制御装置51に送信する。   Furthermore, a fly ash measuring device M11 is installed between the fly ash mixing device 13 and the fly ash supply portion 14a of the external heating rotary kiln 14. The fly ash measuring device M11 measures the supply amount (for example, the supply amount per hour) and the unburned carbon content of the third fly ash F3 continuously supplied to the fly ash supply portion 14a of the externally heated rotary kiln 14. And transmit the information to the control device 51.

また、外熱式ロータリーキルン14のフライアッシュ排出部14dの下流にはフライアッシュ測定装置M12が設置されている。フライアッシュ測定装置M12は、外熱式ロータリーキルン14のフライアッシュ排出部14dから連続的に排出される改質フライアッシュF4の排出量(例えば、時間あたりの排出量)及び未燃カーボン含有率を測定し、その測定結果を制御装置51に送信する。   Further, a fly ash measuring device M12 is installed downstream of the fly ash discharge portion 14d of the externally heated rotary kiln 14. The fly ash measuring device M12 measures the amount of discharge (for example, the amount of discharge per hour) and the unburned carbon content of the modified fly ash F4 continuously discharged from the fly ash discharge portion 14d of the externally heated rotary kiln 14. And transmits the measurement result to the control device 51.

また、固気分離装置16とフライアッシュ混合装置13の間にはフライアッシュ測定装置M13が設置されている。フライアッシュ測定装置M13は、固気分離装置16(第1固気分離装置16a及び第2固気分離装置16b)で回収され、フライアッシュ混合装置13に供給される第2フライアッシュF2の供給量(例えば、時間あたりの供給量)、すなわち高温排ガス(HG2+HG1)からの第2フライアッシュF2の回収量(例えば、時間あたりの回収量)を測定し、その測定結果を制御装置51に送信する。   In addition, a fly ash measuring device M13 is installed between the solid-gas separator 16 and the fly ash mixing device 13. The fly ash measuring device M13 is a supply amount of the second fly ash F2 collected by the solid-gas separation device 16 (the first solid-gas separation device 16a and the second solid-gas separation device 16b) and supplied to the fly ash mixing device 13. (For example, the supply amount per hour), that is, the recovery amount of the second fly ash F2 from the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) (for example, the recovery amount per time) is measured, and the measurement result is transmitted to the control device 51.

フライアッシュ測定装置M11、フライアッシュ測定装置M12及びフライアッシュ測定装置M13が有するフライアッシュの計量装置としては、例えば、ロス・イン・ウェイト式、ベルトフィーダーとロードセルを組み合わせた方式、又は、粉体流量計を用いた方式などの一般的な粉体計量装置を用いればよい。   As a fly ash measuring device included in the fly ash measuring device M11, the fly ash measuring device M12 and the fly ash measuring device M13, for example, a loss in weight type, a type combining a belt feeder and a load cell, or a powder flow rate A general powder measuring device such as a method using a meter may be used.

また、フライアッシュ測定装置M11及びフライアッシュ測定装置M12が有する未燃カーボン含有率の測定装置としては、例えば、強熱減量値から間接的に未燃カーボン含有率を求めることができる熱天秤分析装置、又は、特開平11−258155号公報に開示されている青色発光体を光源とした反射光量測定装置等のオンライン対応装置などを用いればよい。   Moreover, as a measuring device of the unburned carbon content rate which the fly ash measuring device M11 and the fly ash measuring device M12 have, for example, the thermal balance analyzer which can obtain the unburned carbon content indirectly from the ignition loss value Alternatively, an on-line compatible device such as a reflected light amount measuring device using a blue light emitter as a light source disclosed in JP-A-11-258155 may be used.

さらに、フライアッシュ測定装置M11及びフライアッシュ測定装置M12は、フライアッシュの粒度を測定する機能を備えていてもよい。かかる粒度測定に用いる装置としては、例えば、乾式レーザ回析・散乱法を用いたオンライン粒子径分布測定器が好適である。   Furthermore, the fly ash measuring device M11 and the fly ash measuring device M12 may have a function of measuring the particle size of fly ash. As an apparatus used for such particle size measurement, for example, an on-line particle size distribution measuring apparatus using a dry laser diffraction / scattering method is suitable.

一方、外熱式ロータリーキルン14の燃焼ガスA2の導入部には、燃焼ガス測定装置M14が設置されている。燃焼ガス測定装置M14は、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b内に供給される燃焼ガスA2の供給量(例えば、時間あたりの供給量)及び酸素濃度を測定し、その測定結果を制御装置51に送信する。   On the other hand, a combustion gas measuring device M14 is installed at the introduction portion of the combustion gas A2 of the externally heated rotary kiln 14. The combustion gas measuring device M14 measures the supply amount (for example, the supply amount per hour) and the oxygen concentration of the combustion gas A2 supplied into the inner cylindrical portion 14b of the externally heated rotary kiln 14, and controls the measurement result Send to 51

燃焼ガス測定装置M14としては、例えば、熱式、コリオリ式、渦式、超音波式等の通常の気体用の流量計、及び、磁気式(磁気風方式及び磁気力方式)又は酸素の電気化学的酸化還元反応を利用する電気化学式(ジルコニア方式及び電極方式)の酸素濃度測定装置を併設した装置などを用いればよい。   As the combustion gas measuring device M14, for example, a flow meter for ordinary gases such as thermal type, Coriolis type, eddy type, ultrasonic type, etc., and magnetic type (magnetic wind type and magnetic force type) or oxygen electrochemistry An apparatus or the like may be used in which an oxygen concentration measuring apparatus of electrochemical type (zirconia system and electrode system) utilizing a specific oxidation reduction reaction is additionally provided.

図1に示す実施形態においては、制御装置51は、また、第1排気ファン18を制御する制御信号を送信することができるようになっている。すなわち、上述したように、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14bから排気される高温排ガスHG2を排気するための第1排気ファン18は、固気分離装置16からの第2フライアッシュF2が回収された後の排ガスG2の排気量を調整する。また、第1排気ファン18は、固気分離装置16(第1固気分離装置16a及び第2固気分離装置16b)へ流入する高温排ガス(HG1+HG2)、ひいては、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b内を流れる燃焼ガスA2の流量を調整する。制御装置51は、これらのガス流量等を、第1排気ファン18へ供給される動力を制御する等により、制御することができる。   In the embodiment shown in FIG. 1, the control device 51 can also transmit a control signal for controlling the first exhaust fan 18. That is, as described above, the first exhaust fan 18 for exhausting the high temperature exhaust gas HG2 exhausted from the inner cylindrical portion 14b of the external heat type rotary kiln 14 is the second fly ash F2 recovered from the solid-gas separator 16 Adjust the exhaust gas volume of exhaust gas G2 after Further, the first exhaust fan 18 is a high temperature exhaust gas (HG1 + HG2) flowing into the solid-gas separation device 16 (the first solid-gas separation device 16a and the second solid-gas separation device 16b), and hence the inner cylinder of the externally heated rotary kiln 14. The flow rate of the combustion gas A2 flowing in the portion 14b is adjusted. The control device 51 can control these gas flow rates and the like by controlling the power supplied to the first exhaust fan 18 or the like.

図1に示す実施形態においては、制御装置51は、また、気送管の各所に備えられている個々の流量調整バルブNを制御する制御信号を送信することができるようになっている。すなわち、例えば、第3温度計T13、第4温度計T14、第5温度計T15等による温度の測定値に基づいて、それぞれ最適な温度範囲となるように、気送管の各所に備えられている個々の流量調整バルブNの開度を調整したり、冷却用空気CAの導入用の流量調整バルブNの開度を調整したりすること等によって、気送管内を流れる排ガスの温度を調整することができる。   In the embodiment shown in FIG. 1, the control device 51 is also capable of transmitting control signals for controlling the individual flow control valves N provided at various places in the pneumatic conduit. That is, for example, based on the measurement values of the temperature by the third thermometer T13, the fourth thermometer T14, the fifth thermometer T15, etc., each of the air pipes is provided so as to have an optimum temperature range. The temperature of the exhaust gas flowing in the air supply pipe is adjusted by adjusting the opening degree of the individual flow rate adjusting valve N or adjusting the opening degree of the flow rate adjusting valve N for introducing the cooling air CA. be able to.

図1に示す実施形態においては、さらに、例えば、フライアッシュ測定装置M11による第3フライアッシュF3の粒度の測定値から、かかる第3フライアッシュF3の粒度が目標設定値と異なる場合、制御装置51から石炭灰粉砕装置11及び/またはフライアッシュ分級装置12に制御信号を送り、粉砕分級工程の運転条件を最適化することができるようになっている。具体的には、石炭灰粉砕装置11の単位時間当たりの粉砕量や、フライアッシュ分級装置12の分級点を制御するなどによって、第3フライアッシュF3の粒度を調整するようにしてもよい。   In the embodiment shown in FIG. 1, for example, from the measurement value of the particle size of the third fly ash F3 by the fly ash measuring device M11, when the particle size of the third fly ash F3 is different from the target set value, the control device 51 The control signal is sent to the coal ash grinding device 11 and / or the fly ash classification device 12 to optimize the operation conditions of the grinding classification process. Specifically, the particle size of the third fly ash F3 may be adjusted by controlling the amount of pulverization per unit time of the coal ash pulverizer 11 or the classification point of the fly ash classifier 12 or the like.

また、例えば、フライアッシュ測定装置M12による改質フライアッシュF4の粒度が目標設定値と異なる場合、フライアッシュ測定装置M11による第3フライアッシュF3の粒度が正常であるならば加熱工程における過加熱が生じている虞が強いので、制御装置51から外熱式ロータリーキルン14の加熱部14cに制御信号を送り、加熱工程の運転条件を調整するようにしてもよい。 Also, for example, when the particle size of the modified fly ash F4 by the fly ash measuring device M12 is different from the target set value, if the particle diameter of the third fly ash F3 by the fly ash measuring device M11 is normal Since there is a strong possibility of occurrence, a control signal may be sent from the control device 51 to the heating unit 14c of the external heating rotary kiln 14 to adjust the operating conditions of the heating process.

本発明の好ましい態様においては、フライアッシュ測定装置M11、フライアッシュ測定装置M12、フライアッシュ測定装置M13等により測定した各所のフライアッシュの流量に基づいて、上述した循環率、すなわち(第2フライアッシュF2の回収量)と(外熱式ロータリーキルン14に供給された第3フライアッシュF3の供給量)との量比や、改質フライアッシュの収率、すなわち(改質フライアッシュF4の製造量)と(外熱式ロータリーキルン14に供給された第3フライアッシュF3の供給量)との量比を得てもよい。かかる量比を運転指標にすることで、改質フライアッシュの製造装置の運転条件を最適状態とした安定運転をすることができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the above-described circulation rate, ie, (second fly ash, is determined based on the flow rate of fly ash at each site measured by fly ash measuring device M11, fly ash measuring device M12, fly ash measuring device M13, etc. Amount ratio of recovered F2) to (supplied amount of third fly ash F3 supplied to external heating rotary kiln 14), yield of modified fly ash, ie, (produced amount of modified fly ash F4) The amount ratio of (the supply amount of the third fly ash F3 supplied to the external heating rotary kiln 14) may be obtained. By using this amount ratio as an operation index, stable operation can be performed with the operating condition of the apparatus for producing reformed fly ash optimized.

例えば、循環率が20〜40%の値とならない場合、加熱工程でのエネルギー使用量をさらに抑制することが可能なので、燃焼ガスA2の通気量を調整したり、第1フライアッシュF1の粉末度の調整を行えばよい。   For example, when the circulation rate does not reach a value of 20 to 40%, the amount of energy used in the heating step can be further suppressed, so that the aeration amount of the combustion gas A2 can be adjusted, or the fineness of the first fly ash F1 You can adjust the

さらに、循環率と収率の和が100%とならない場合、固気分離装置16による高温排ガス(HG2+HG1)からの第2フライアッシュF2の回収が不十分であったり、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b内に第3フライアッシュF3の滞留が生じている等の、製造運転上の何等かの不具合が生じていることを示しているので、これにより早期に運転状態の異常を知ることができ、改質フライアッシュF4の生産効率の低下を予防、最小化することができる。   Furthermore, if the sum of the circulation rate and the yield does not reach 100%, the recovery of the second fly ash F2 from the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) by the solid-gas separator 16 is insufficient, or the external heating rotary kiln 14 is It indicates that there is a problem in manufacturing operation such as the retention of the third fly ash F3 in the cylindrical portion 14b, etc., so that it is possible to know the abnormality of the operation state at an early stage. It is possible to prevent and minimize the decrease in the production efficiency of the modified fly ash F4.

また、フライアッシュ測定装置M12による、改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率が所定の値とならない場合は、それに応じて、外熱式ロータリーキルン14の加熱部14cを制御して内筒部14b内の温度分布を調整したり、内筒部14bの回転速度を制御して第3フライアッシュF3が加熱される時間の調整を行ったり、第1フライアッシュF1の粉末度の調整、ひいては第3フライアッシュF3の粉末度の調整を行ったり、フライアッシュ混合装置13を制御して、外熱式ロータリーキルン14への第3フライアッシュF3の供給量を調整したりすればよい。   Further, when the unburned carbon content of the reformed fly ash F4 does not reach a predetermined value by the fly ash measuring device M12, the heating portion 14c of the external heating rotary kiln 14 is controlled accordingly and the inner cylindrical portion 14b The temperature distribution of the inside is adjusted, the rotational speed of the inner cylindrical portion 14b is controlled to adjust the time during which the third fly ash F3 is heated, the adjustment of the fineness of the first fly ash F1, and thus the third The fineness of the fly ash F3 may be adjusted, or the fly ash mixing device 13 may be controlled to adjust the amount of supply of the third fly ash F3 to the externally heated rotary kiln 14.

本発明の好ましい態様においては、外熱式ロータリーキルン14に供給する燃焼ガスA2の供給量及び酸素濃度、すなわち単位時間あたりの酸素供給量は、供給される第3フライアッシュの供給量及び未燃カーボン含有率、すなわち単位時間あたりの未燃カーボン供給量に基づいて決定されることが好ましい。   In a preferred embodiment of the present invention, the supply amount and oxygen concentration of the combustion gas A2 supplied to the externally heated rotary kiln 14, that is, the oxygen supply amount per unit time, is the supply amount of the third fly ash supplied and unburned carbon It is preferable to determine based on the content rate, ie, the unburned carbon supply amount per unit time.

その場合、上記単位時間あたりの未燃カーボン供給量と、上記単位時間あたりの酸素供給量との量比において、酸素供給量を増量する必要がある場合、大気が使用可能である燃焼用ガスA1を加熱してなる燃焼ガスA2の供給量の増量は、燃焼ガスA2の加温に必要となる熱エネルギーが増加すると共に、燃焼ガスA2の供給量の増量に伴う外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b内の燃焼ガスA2の流速の増大によって、上述した循環率が増加して、改質フライアッシュの生産効率が低下する。   In that case, when the oxygen supply amount needs to be increased in the amount ratio of the unburned carbon supply amount per unit time to the oxygen supply amount per unit time, the combustion gas A1 for which the atmosphere can be used The increase in the supply amount of combustion gas A2 formed by heating the inner cylinder of the externally-heated rotary kiln 14 accompanied by the increase in the supply amount of combustion gas A2 as the thermal energy required for heating combustion gas A2 increases. By the increase in the flow velocity of the combustion gas A2 in the portion 14b, the above-described circulation rate is increased, and the production efficiency of the reformed fly ash is reduced.

そこで、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b内の燃焼ガスA2の流速変動を抑制しつつ、必要となる酸素供給量を確保するために、通常の大気よりも酸素濃度の高いガスを用意しておいて、酸素供給量を増やす必要が生じた場合でも、燃焼ガスの供給量が変動しないように複数の酸素濃度の異なるガスを併用するのが好ましい。   Therefore, in order to secure the necessary amount of oxygen supply while suppressing the fluctuation of the flow velocity of the combustion gas A2 in the inner cylindrical portion 14b of the externally heated rotary kiln 14, a gas having an oxygen concentration higher than that of the normal atmosphere is prepared. It is preferable to use a plurality of gases with different oxygen concentrations in combination so that the amount of supplied combustion gas does not fluctuate even if it becomes necessary to increase the amount of supplied oxygen.

本発明の好ましい態様においては、フライアッシュ測定装置M11により測定される、フライアッシュ混合装置13から外熱式ロータリーキルン14へ供給される第3フライアッシュF3の供給量と未燃カーボン含有率の測定値から求まる、加熱工程に1分間に供給される第3フライアッシュF3の未燃カーボン量をCmol/分とし、燃焼ガス測定装置M14により測定される燃焼ガスA2の供給量及び酸素濃度の測定値から求まる、加熱工程に1分間に供給される燃焼ガスA2の酸素量をOmol/分とした場合に、そのO/Cモル比が、例えば1以上6以下となるようにすることが好ましい。燃焼ガスの酸素濃度と第3フライアッシュの未燃カーボン量との量比をこの範囲にすると、前記加熱工程に供給されるフライアッシュ中の未燃カーボンを、より効率的に自燃させることができる。この場合、制御装置51は、そのO/Cモル比を最適化するように、例えば、フライアッシュ混合装置13から供給される第3フライアッシュF3の供給量を制御するようにしてもよい。 In a preferred embodiment of the present invention, the measured value of the supply amount of the third fly ash F3 supplied from the fly ash mixing device 13 to the externally heated rotary kiln 14 and the unburned carbon content, which are measured by the fly ash measuring device M11. The amount of unburned carbon of the third fly ash F3 supplied per minute to the heating step is C mol / min, and the measured value of the supplied amount of combustion gas A2 and oxygen concentration measured by the combustion gas measuring device M14 When the amount of oxygen of the combustion gas A2 supplied for 1 minute in the heating step is set to O 2 mol / min, it is preferable that the O 2 / C molar ratio is, for example, 1 or more and 6 or less . By setting the ratio of the oxygen concentration of the combustion gas to the amount of unburned carbon of the third fly ash in this range, the unburned carbon in the fly ash supplied to the heating step can be more efficiently self-combusted . In this case, the control device 51 may control, for example, the supply amount of the third fly ash F3 supplied from the fly ash mixing device 13 so as to optimize the O 2 / C molar ratio.

次に、図2に示すフローチャートを更に参照して、製造装置1で行われる処理について説明する。   Next, the process performed by the manufacturing apparatus 1 will be described with further reference to the flowchart shown in FIG.

まず、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14bを回転させ、加熱部14cに配置された個々の電気発熱体Hの出力を調整して、内筒部14bの内部を外部から加熱する(図1/STEP01)。   First, the inner cylindrical portion 14b of the externally heated rotary kiln 14 is rotated to adjust the outputs of the individual electric heating elements H disposed in the heating portion 14c to heat the inside of the inner cylindrical portion 14b from the outside (FIG. 1) / STEP 01).

そして、第2排気ファン19を稼動して、加熱部14cで生じた高温排ガスHG1を熱交換器15に導入する(図2/STEP02)。これと共に、第1排気ファン18を稼動して、熱交換器15に燃焼用ガスA1を吸引して燃焼ガスA2を得た後、内筒部14bに燃焼ガスA2を一定流量で連続的に送気する(図2/STEP03)。   Then, the second exhaust fan 19 is operated to introduce the high temperature exhaust gas HG1 generated by the heating unit 14c into the heat exchanger 15 (FIG. 2 / STEP 02). At the same time, the first exhaust fan 18 is operated to suck the combustion gas A1 into the heat exchanger 15 to obtain the combustion gas A2, and then the combustion gas A2 is continuously fed to the inner cylindrical portion 14b at a constant flow rate. I worry (Figure 2 / STEP 03).

このとき、制御装置51は、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14bの内部の温度が、例えば600℃〜900℃を維持するように、外熱式ロータリーキルン14の加熱部14cに設置された個々の電気発熱体Hの出力を制御する。外熱式ロータリーキルン14によるフライアッシュの加熱条件は、上記範囲であれば600℃以上であるのでフライアッシュの自燃が十分に促進されて未燃カーボンが効率よく減少し、なお且つ、その範囲が900℃以下であるのでフライアッシュの非晶質相の結晶化が急速に進行してポゾラン反応性を低下させるなどの弊害が防がれる。   At this time, the control device 51 is individually installed in the heating portion 14 c of the external heating rotary kiln 14 so that the temperature inside the inner cylindrical portion 14 b of the external heating rotary kiln 14 is maintained at, for example, 600 ° C. to 900 ° C. Control the output of the electric heating element H. The heating condition of the fly ash by the externally heated rotary kiln 14 is 600 ° C. or higher in the above range, so the self-combustion of fly ash is sufficiently promoted and the unburned carbon is efficiently reduced, and the range is 900 Since the temperature is not higher than ° C., the crystallization of the amorphous phase of fly ash proceeds rapidly to prevent adverse effects such as reduction of pozzolanic reactivity.

また、石炭灰粉砕装置11では、供給された石炭灰D1を、そのブレーン比表面積が4500cm/g〜10000cm/gとなるように粉砕する(図2/STEP04)。このとき、石炭灰粉砕装置11で粉砕されたフライアッシュをフライアッシュ分級装置12に送って、所定の分級点(例えば100μm)で分級することで、得られた第1フライアッシュF1が所定の粉末度を有することをより確実にすることができる。 Furthermore, the coal ash crushing unit 11, the supplied coal ash D1, the Blaine specific surface area is pulverized so as to 4500cm 2 / g~10000cm 2 / g (Fig. 2 / STEP04). At this time, the fly ash pulverized by the coal ash pulverizer 11 is sent to the fly ash classifier 12 and classified at a predetermined classification point (for example, 100 μm) to obtain the first fly ash F1 obtained as a predetermined powder. It can be made more reliable to have a degree.

得られた第1フライアッシュF1は、フラアッシュ混合装置13に送って第2フライアッシュF2と混合し、その混合により形成した第3フライアッシュF3を、外熱式ロータリーキルン14のフライアッシュ供給部14aに連続的に供給する(図2/STEP05)。この際、フライアッシュ供給部14aに供給される第3フライアッシュF3の供給量、未燃カーボン含有率及び粒度が、フライアッシュ測定装置M11によって測定され、その測定結果が制御装置51に送信される。   The obtained first fly ash F1 is sent to the furan ash mixing apparatus 13, mixed with the second fly ash F2, and the third fly ash F3 formed by the mixing is supplied to the fly ash supply portion 14a of the externally heated rotary kiln 14. Supply continuously (Fig. 2 / STEP 05). At this time, the amount of supply of the third fly ash F3 supplied to the fly ash supply unit 14a, the unburned carbon content, and the particle size are measured by the fly ash measuring device M11, and the measurement results are transmitted to the control device 51. .

一方、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14bに供給される燃焼ガスA2の供給量及び酸素濃度が、燃焼ガス測定装置M14によって測定され、その測定結果が制御装置51に送信される。   On the other hand, the amount and oxygen concentration of the combustion gas A2 supplied to the inner cylindrical portion 14b of the externally heated rotary kiln 14 are measured by the combustion gas measuring device M14, and the measurement result is transmitted to the control device 51.

そして、制御装置51は、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14bに供給される第3フライアッシュF3の供給量と未燃カーボン含有率から求まる、単位時間あたりに外熱式ロータリーキルン14の内筒部14bに供給される未燃カーボン量Cmol/分と、燃焼ガスA2の供給量及び酸素濃度から求まる、単位時間あたりに外熱式ロータリーキルン14の内筒部14bに供給される酸素量Omol/分の比であるO/Cモル比を求め、そのO/Cモル比を最適化する(図2/STEP06)。 Then, the control device 51 determines the inner cylinder of the externally heated rotary kiln 14 per unit time, which is obtained from the supply amount of the third fly ash F3 supplied to the inner cylinder portion 14b of the externally heated rotary kiln 14 and the unburned carbon content. The amount of oxygen O 2 mol supplied to the inner cylindrical portion 14b of the externally heated rotary kiln 14 per unit time can be determined from the amount of unburned carbon C mol / min supplied to the portion 14b and the supply amount of the combustion gas A2 and the oxygen concentration. The O 2 / C molar ratio, which is the ratio of 1 / min, is determined, and the O 2 / C molar ratio is optimized (FIG. 2 / STEP 06).

具体的には、得られた上記O/Cモル比が所定の基準値に満たない場合、O/Cモル比の上げ操作が必要となるが、この場合には、外熱式ロータリーキルン14への第3フライアッシュF3の供給量を下げたり、燃焼ガスA2の供給量または酸素(O)濃度を上げたりすればよい。なお、燃焼ガスA2の供給量の上げ操作は内筒部14b内の燃焼ガスの流速の増加に直結し、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b内の熱バランスを変動させることになり、改質フライアッシュF4の生産効率が大きく低下する。この生産効率の低下を抑制するためには、燃焼ガスA2の供給量を大きく変動させなくてもO/Cモル比の上げ操作が可能なように、通常に使用する燃焼用ガスA1よりも酸素濃度の高い燃焼用ガスを別途準備しておき、適宜、使用できるようにしておくことが好ましい。 Specifically, if the obtained O 2 / C molar ratio does not satisfy the predetermined reference value, an operation of raising the O 2 / C molar ratio is necessary. In this case, the externally heated rotary kiln 14 is used. The supply amount of the third fly ash F3 may be reduced, or the supply amount of the combustion gas A2 or the oxygen (O 2 ) concentration may be increased. The operation of increasing the supply amount of the combustion gas A2 is directly linked to the increase of the flow velocity of the combustion gas in the inner cylinder portion 14b, and the heat balance in the inner cylinder portion 14b of the externally heated rotary kiln 14 is changed. Production efficiency of the quality fly ash F4 is greatly reduced. In order to suppress this decrease in production efficiency, the combustion gas A1 used usually is used so that the operation of raising the O 2 / C molar ratio can be performed without greatly changing the supply amount of the combustion gas A2. It is preferable to separately prepare a combustion gas having a high oxygen concentration and use it as appropriate.

上記O/Cモル比の目標設定値としては、例えば1以上6以下であることが好ましい。燃焼ガスの酸素濃度と第3フライアッシュの未燃カーボン量との量比をこの範囲にすると、前記加熱工程に供給されるフライアッシュ中の未燃カーボンを、効率的に自燃させることができる。ただし、第3フライアッシュF3の未燃カーボン含有率や、改質フライアッシュF4に許容される未燃カーボン含有率等に基づいて、場合によっては上記範囲以外の値を選択してもよい。 The target set value of the O 2 / C molar ratio is preferably, for example, 1 or more and 6 or less. By setting the ratio of the oxygen concentration of the combustion gas to the amount of unburned carbon of the third fly ash in this range, the unburned carbon in the fly ash supplied to the heating step can be efficiently self-combusted. However, depending on the unburned carbon content of the third fly ash F3, the unburned carbon content allowed for the modified fly ash F4 and the like, values outside the above range may be selected depending on the case.

フライアッシュ混合装置13に送られる第2フライアッシュF2の回収量、すなわち循環率が安定したところで、フライアッシュ測定装置M12によって改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率が測定され、その測定結果が制御装置51に送信される。   When the recovery amount of the second fly ash F2 sent to the fly ash mixing device 13, ie, the circulation rate is stabilized, the unburned carbon content of the modified fly ash F4 is measured by the fly ash measuring device M12, and the measurement result is It is transmitted to the control device 51.

また、制御装置51は、フライアッシュ測定装置M11から送信された第3フライアッシュF3の粒度が、目標設定値、例えば、最大粒径が100μm以下であって、且つ、粒度分布から推定されるブレーン比表面積が4500〜10000cm/gであることを確認する。そして、測定値が目標設定値と異なる場合には、石炭灰粉砕装置11の単位時間当たりの粉砕量や、フライアッシュ分級装置12の分級点を制御するなどによって、第3フライアッシュF3の粒度を調整する(図2/STEP07)。 In addition, the control device 51 controls the particle size of the third fly ash F3 transmitted from the fly ash measuring device M11 to a target setting value, for example, a maximum particle diameter of 100 μm or less and a brain estimated from the particle size distribution. It is confirmed that the specific surface area is 4500 to 10000 cm 2 / g. When the measured value is different from the target set value, the particle size of the third fly ash F3 is controlled by controlling the amount of crushing per unit time of the coal ash crushing device 11, the classification point of the fly ash classification device 12, or the like. Adjust (Fig. 2 / STEP 07).

さらに、制御装置51は、フライアッシュ測定装置M13から送信された改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率が0.5質量%以下であることを確認する。そして、改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率が0.5質量%よりも大きい場合には、外熱式ロータリーキルン14の加熱部14cの出力を制御して内筒部14b内の温度を上げたり、内筒部14bの回転速度を制御して第3フライアッシュF3が加熱処理される時間を長くするなどにより、改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率を調整する(図2/STEP08)。   Furthermore, the control device 51 confirms that the unburned carbon content of the modified fly ash F4 transmitted from the fly ash measuring device M13 is 0.5% by mass or less. Then, when the unburned carbon content of the modified fly ash F4 is larger than 0.5 mass%, the output of the heating portion 14c of the externally heated rotary kiln 14 is controlled to raise the temperature in the inner cylindrical portion 14b. Or adjust the unburned carbon content of the modified fly ash F4 by controlling the rotational speed of the inner cylindrical portion 14b to prolong the time during which the third fly ash F3 is heat-treated (FIG. 2 / STEP 08) .

ここで、改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率の下限値には特に制限はないが、未燃カーボン含有率が0.1質量%を下回るような場合は、加熱工程において過加熱状態となっており、フライアッシュに含まれる非晶質相の結晶化が進行して、活性度指数の低い改質フライアッシュF4が生じてしまう虞がある。このように、改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率が過剰に低下してしまう場合には、上記と逆方向の制御、すなわち、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b内の温度を下げたり、第3フライアッシュF3が加熱工程に処される時間を短くするなどを行えばよい。   Here, the lower limit value of the unburned carbon content of the modified fly ash F4 is not particularly limited. However, when the unburned carbon content is less than 0.1% by mass, the heating step is an overheated state. There is a possibility that the crystallization of the amorphous phase contained in the fly ash may proceed to produce the modified fly ash F4 having a low activity index. As described above, when the unburned carbon content of the reformed fly ash F 4 is excessively reduced, the control in the reverse direction to the above, that is, the temperature in the inner cylindrical portion 14 b of the external heating rotary kiln 14 is lowered. Alternatively, the time for which the third fly ash F3 is subjected to the heating step may be shortened.

なお、制御装置51は、改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率が目標値を満足するように、外熱式ロータリーキルン14の加熱部14cにおける個々の電気発熱体Hの出力を適宜調整することができるが、フライアッシュ測定装置M12による改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率のみを指標に電気発熱体Hの出力を調整した場合、過加熱傾向になり易く、第3フライアッシュF3の非晶質相の結晶化が急速に進行してポゾラン反応性を低下させてしまう虞がある。したがって、電気発熱体Hの出力の調整は、第1温度計T11による内筒部14b内の第3フライアッシュF3の温度、及び、第2温度計T12による内筒部14bの加熱温度が、フライアッシュ測定装置M12による未燃カーボン量測定値が目標設定値を満足する中で、低目の温度を維持するようにする必要がある。特に、未燃カーボン含有率が多い石炭灰D1を改質する場合には、加熱工程では当該未燃カーボンの燃焼熱による熱エネルギーが多量に加わるために、第3フライアッシュF3が設定した加熱環境よりも高温の環境下に存する場合が生じるので、第1温度計T11による内筒部14b内の第3フライアッシュF3の温度監視及び制御が重要になる。具体的には、内筒部14b内でも中心部の温度監視及び制御が重要であり、第3フライアッシュF3の未燃カーボン含有率が2〜4質量%の場合には、内筒部14b内で中心部に設置される第1温度計T11による第3フライアッシュF3の温度が850℃以下、5〜7質量%の場合には825℃以下、8〜10質量%の場合には800℃以下であるのが好ましい。また、第3フライアッシュF3の未燃カーボン含有率に係わらず、内筒部14bの最も高温となる部位の温度は900℃以下であるのが好ましい。   The controller 51 appropriately adjusts the outputs of the individual electric heating elements H in the heating portion 14c of the externally heated rotary kiln 14 so that the unburned carbon content of the modified fly ash F4 satisfies the target value. If the output of the electric heating element H is adjusted using only the unburned carbon content of the modified fly ash F4 by the fly ash measuring device M12 as an index, it tends to overheat, and the third fly ash F3 does not Crystallization of the crystalline phase may proceed rapidly to reduce pozzolanic reactivity. Therefore, the temperature of the third fly ash F3 in the inner cylinder portion 14b by the first thermometer T11 and the heating temperature of the inner cylinder portion 14b by the second thermometer T12 are controlled by adjusting the output of the electric heating element H. It is necessary to maintain the low temperature while the unburned carbon amount measurement value by the ash measurement device M12 satisfies the target set value. In particular, in the case of reforming coal ash D1 having a large unburned carbon content, the heating environment set by the third fly ash F3 because a large amount of thermal energy due to the combustion heat of the unburned carbon is added in the heating step. Since a higher temperature environment may occur, temperature monitoring and control of the third fly ash F3 in the inner cylindrical portion 14b by the first thermometer T11 becomes important. Specifically, it is important to monitor and control the temperature of the central portion even in the inner cylindrical portion 14b, and when the unburned carbon content of the third fly ash F3 is 2 to 4% by mass, the inner cylindrical portion 14b is The temperature of the third fly ash F3 by the first thermometer T11 installed at the center part is 850 ° C or less if it is 850 ° C or less, 5 to 7% by mass, or 800 ° C or less if it is 8 to 10% by mass Is preferred. Further, regardless of the unburned carbon content of the third fly ash F3, the temperature of the highest temperature portion of the inner cylinder portion 14b is preferably 900 ° C. or less.

一方、上述したように、本実施形態では、外熱式ロータリーキルン14の排気側に固気分離装置16を設置し、第1排気ファン18によって外熱式ロータリーキルン14の内筒部14bからの高温排ガスHG2を含む高温排ガス(HG2+HG1)が、その固気分離装置16に導入されるようにしている(図2/STEP09)。また、内筒部14bからの高温排ガスHG2中に含まれる第2フライアッシュF2を、高温排ガス(HG2+HG1)から分離し、フライアッシュ混合装置13に供給するようにしている(図2/STEP10)。そして、フライアッシュ混合装置13が、供給された第2フライアッシュF2を、第1フライアッシュF1と混合して、第3フライアッシュF3となし、外熱式ロータリーキルン14のフライアッシュ供給部14aに連続的に供給するようにしている(図2/STEP05)。   On the other hand, as described above, in the present embodiment, the solid-gas separation device 16 is installed on the exhaust side of the external heating rotary kiln 14, and the high temperature exhaust gas from the inner cylindrical portion 14b of the external heating rotary kiln 14 is installed by the first exhaust fan 18. The high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) containing HG2 is introduced into the solid-gas separator 16 (FIG. 2 / STEP 09). Further, the second fly ash F2 contained in the high temperature exhaust gas HG2 from the inner cylindrical portion 14b is separated from the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) and supplied to the fly ash mixing device 13 (FIG. 2 / STEP 10). Then, the fly ash mixing device 13 mixes the supplied second fly ash F2 with the first fly ash F1 to produce the third fly ash F3 and is continued to the fly ash supply portion 14a of the externally-heated rotary kiln 14. Supply (Fig. 2 / STEP 05).

[別実施形態]
次に、本発明に係る改質フライアッシュの製造方法及び改質フライアッシュの製造装置の別実施形態について説明する。図3には、別実施形態を実施するための改質フライアッシュの製造装置2の構成例が、図1にならって図示され、図4には、この改質フライアッシュの製造装置2で行われる処理を説明するためのフローチャートが、図2にならって図示されている。なお、上述した実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
[Another embodiment]
Next, another embodiment of the method for producing modified fly ash according to the present invention and the device for producing modified fly ash will be described. The structural example of the manufacturing apparatus 2 of the modification | reformation fly ash for implementing another embodiment is shown in figure following FIG. 1 in FIG. 3, and the line | wire in the manufacturing apparatus 2 of this modification fly ash is shown in FIG. A flow chart for explaining the processing to be performed is illustrated along with FIG. It is to be noted that substantially the same parts as those of the embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

より具体的には、図1及び図2をもって説明した実施形態では、外熱式ロータリーキルン14に供給される第3フライアッシュF3は、単に第1フライアッシュF1と第2フライアッシュF2を混合させたものであったが、この別実施形態では、かかる第3フライアッシュF3を、これに含有する未燃カーボンが自燃しない条件で予熱するためのフライアッシュ予熱装置21を備えている。以下には、この改質フライアッシュの製造装置2を、単に「製造装置2」と称し、さらに詳細に説明する。   More specifically, in the embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, the third fly ash F3 supplied to the externally heated rotary kiln 14 is a mixture of the first fly ash F1 and the second fly ash F2. Although this thing was what, it is provided with the fly ash pre-heating apparatus 21 for preheating this 3rd fly ash F3 on the conditions which the unburned carbon contained in this does not self-combine. Below, this manufacturing apparatus 2 of this modification fly ash is only called "the manufacturing apparatus 2", and is demonstrated in more detail.

図3に示すように、この改質フライアッシュの製造装置2は、上記図1に示した実施形態に係る製造装置1の固気分離装置16を構成する第1固気分離装置16a(例えば、サイクロン型分級機等を使用可能である。)に替えて、第1フライアッシュF1と第2フライアッシュF2が混合してなる第3フライアッシュF3を予熱するための、フライアッシュ予熱装置21を備えている。   As shown in FIG. 3, the modified fly ash manufacturing apparatus 2 is a first solid-gas separation apparatus 16 a (for example, the solid-gas separation apparatus 16 of the manufacturing apparatus 1 according to the embodiment shown in FIG. 1). It is possible to use a cyclone type classifier or the like) and a fly ash preheating device 21 for preheating a third fly ash F3 formed by mixing the first fly ash F1 and the second fly ash F2. ing.

フライアッシュ予熱装置21の排気側には、固気分離装置16を設置し、第1排気ファン18によってフライアッシュ予熱装置21から抽気される高温排ガス(HG1+HG2)が固気分離装置16に導入されるようにし、フライアッシュ予熱装置21からの高温排ガス(HG1+HG2)中に含まれる第2フライアッシュF2を分離して、回収するようにしている。そして、石炭灰粉砕装置11により得られ、フライアッシュ分級装置12から排出される第1フライアッシュF1と共に、フライアッシュ予熱装置21へ供給するようにしている。   The solid-gas separation device 16 is installed on the exhaust side of the fly ash preheating device 21 and the high temperature exhaust gas (HG1 + HG2) extracted from the fly ash preheating device 21 by the first exhaust fan 18 is introduced into the solid-gas separation device 16 Thus, the second fly ash F2 contained in the high temperature exhaust gas (HG1 + HG2) from the fly ash preheater 21 is separated and recovered. Then, it is supplied to the fly ash preheating device 21 together with the first fly ash F1 obtained by the coal ash crushing device 11 and discharged from the fly ash classification device 12.

フライアッシュ予熱装置21の構成としては、外熱式ロータリーキルン14に供給される第3フライアッシュF3が予熱されるならば、その構成に特に制限はないが、多量の第3フライアッシュF3を安定的に予熱して、これを連続的に外熱式ロータリーキルン14に供給する観点からは、例えば、1基以上のサイクロンから構成されるのが好ましい。サイクロンの基数(段数)には、特に制限は無い。   If the 3rd fly ash F3 supplied to external heating type rotary kiln 14 is preheated as composition of fly ash preheating device 21, there is no restriction in particular in the composition, but a large amount of 3rd fly ash F3 is stabilized. From the viewpoint of preheating and continuously supplying it to the externally heated rotary kiln 14, for example, it is preferable to be composed of one or more cyclones. There is no particular limitation on the number (stages) of cyclones.

図3に示す実施形態において、製造装置2には、フライアッシュ予熱装置21として2段のサイクロン21a及び21bから構成される装置が設けられており、外熱式ロータリーキルン14の加熱部4cから排出される高温排ガスHG1と内筒部4bから排出される高温排ガスHG2が合流した高温排ガス(HG2+HG1)は、下段側のサイクロン21bのガス導入部からサイクロン21b内に導入され、サイクロン21b内で旋回流を形成しながら第3フライアッシュF3と熱交換した後に、サイクロン21bの上部ガス排出口から排気されるようにしている。また、サイクロン21bから排出された高温排ガス(HG2+HG1)は、上段側のサイクロン21aのガス導入部からサイクロン21a内に導入され、サイクロン21a内でもサイクロン21b同様に旋回流を形成しながら第3フライアッシュF3と熱交換した後に、サイクロン21aの上部ガス排出口から排気されるようにしている。   In the embodiment shown in FIG. 3, the manufacturing apparatus 2 is provided with an apparatus configured of two stages of cyclones 21 a and 21 b as the fly ash preheating apparatus 21, and is discharged from the heating unit 4 c of the externally heated rotary kiln 14. The high-temperature exhaust gas (HG2 + HG1) where the high-temperature exhaust gas HG1 and the high-temperature exhaust gas HG2 discharged from the inner cylinder 4b join is introduced into the cyclone 21b from the gas introduction part of the cyclone 21b on the lower side, After heat exchange with the third fly ash F3 while being formed, the exhaust gas is exhausted from the upper gas discharge port of the cyclone 21b. Further, the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) discharged from the cyclone 21b is introduced into the cyclone 21a from the gas introduction part of the cyclone 21a on the upper side, and the third fly ash is formed in the cyclone 21a similarly to the cyclone 21b. After heat exchange with F3, the gas is exhausted from the upper gas outlet of the cyclone 21a.

一方、第3フライアッシュF3は、先ず初めに上段側のサイクロン21aに導入され、サイクロン21a内の高温排ガス(HG2+HG1)で加熱された後に、サイクロン21aの下部フライアッシュ排出口から連続的に下段側のサイクロン21bに導入されて、サイクロン21a内の高温排ガス(HG2+HG1)よりも温度の高いサイクロン21b内の高温排ガス(HG2+HG1)でさらに加熱された後に、予熱された第3フライアッシュF3となって外熱式ロータリーキルン14のフライアッシュ供給部14aに連続的に供給される。   On the other hand, the third fly ash F3 is first introduced into the cyclone 21a on the upper side, heated by the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) in the cyclone 21a, and continuously from the lower fly ash outlet of the cyclone 21a. After being further heated by the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) in the cyclone 21b whose temperature is higher than that of the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) in the cyclone 21a, the third fly ash F3 is preheated. It is continuously supplied to the fly ash supply portion 14 a of the thermal rotary kiln 14.

なお、本発明の好ましい態様においては、フライアッシュ予熱装置21において行われる予熱工程の温度環境は、そのフライアッシュ予熱装置21による予熱工程に供される第3フライアッシュF3の供給量及び未燃カーボン含有率、すなわち単位時間あたりの未燃カーボン供給量に基づいて決定されることが好ましい。この場合、例えば、制御装置51が、予熱された第3フライアッシュF3の温度が所定の温度となるように、サイクロン21bに導入する高温排ガス(HG2+HG1)の温度を、冷却用空気CAの混入量を調整する等して制御することができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the temperature environment of the preheating step performed in the fly ash preheating device 21 is the supply amount of the third fly ash F3 subjected to the preheating step by the fly ash preheating device 21 and unburned carbon It is preferable to determine based on the content rate, ie, the unburned carbon supply amount per unit time. In this case, for example, the temperature of the high-temperature exhaust gas (HG2 + HG1) introduced to the cyclone 21b such that the temperature of the third fly ash F3 preheated by the control device 51 becomes a predetermined temperature, the mixing amount of the cooling air CA And can be controlled.

また、フライアッシュ予熱装置21へ供給される第3フライアッシュF3の量は、フライアッシュ分級装置12から供給される第1フライアッシュF1の供給量で制御してもよいし、フライアッシュ分級装置12とフライアッシュ予熱装置21の上段側のサイクロン21aのフライアッシュ導入部の間に、上記図1に示されたフライアッシュ混合装置13と同様の混合装置(不図示)を設置して、かかるフライアッシュ混合装置13からの供給量を制御するようにしてもよい。   Further, the amount of the third fly ash F3 supplied to the fly ash preheating device 21 may be controlled by the supply amount of the first fly ash F1 supplied from the fly ash classification device 12 or the fly ash classification device 12 Between the fly ash introduction portion of the cyclone 21a on the upper side of the fly ash preheating device 21 and a mixing device (not shown) similar to the fly ash mixing device 13 shown in FIG. The supply amount from the mixing device 13 may be controlled.

図3に示す実施形態に係る製造装置2では、そのフライアッシュ予熱装置21から排出する高温排ガス(HG2+HG1)に含まれる第2フライアッシュF2を回収するための固気分離装置16としては、バグフィルタが好適に使用可能である。   In the manufacturing apparatus 2 according to the embodiment shown in FIG. 3, a bag filter is used as the solid-gas separator 16 for recovering the second fly ash F2 contained in the high-temperature exhaust gas (HG2 + HG1) discharged from the fly ash preheating device 21. Is preferably usable.

図3の実施形態に示すように、製造装置2は、さらに、フライアッシュ予熱装置21から排出する高温排ガス(HG2+HG1)中の水銀を回収する水銀回収装置17を備えてもよい。   As shown in the embodiment of FIG. 3, the manufacturing device 2 may further include a mercury recovery device 17 for recovering mercury in the high-temperature exhaust gas (HG2 + HG1) discharged from the fly ash preheating device 21.

なお、水銀回収装置17を備えた場合、水銀回収後の高温の高温排ガス(HG2+HG1)を固気分離装置16に直接送気すると、固気分離装置16のろ布等が熱損傷するため、必要に応じて高温排ガス(HG2+HG1)に冷却用空気CAを混入するのが好ましい。   When the mercury recovery device 17 is provided, if the high temperature, high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) after mercury recovery is directly supplied to the solid-gas separation device 16, the filter cloth of the solid-gas separation device 16 is thermally damaged. It is preferable to mix the cooling air CA into the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) according to.

次に、図4に示すフローチャートを更に参照して、製造装置2で行われる処理について、特にフライアッシュ予熱装置21に関係する内容を説明する。なお、フライアッシュ予熱装置21以外に関する処理内容は、上記図1及び図2で説明した、製造装置1で行われる改質フライアッシュの製造方法と同じである。   Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 4, the contents of the processing performed by the manufacturing apparatus 2, particularly, the contents related to the fly ash preheating device 21 will be described. In addition, the processing content regarding things other than the fly ash pre-heating apparatus 21 is the same as the manufacturing method of the modified fly ash performed with the manufacturing apparatus 1 demonstrated in the said FIG.1 and FIG.2.

上記図1の、STEP01〜STEP03と同様に、外熱式ロータリーキルン14の内筒部14bに燃焼ガスA2を一定流量で連続的に送気する(図4/STEP11、STEP12、STEP13)。   The combustion gas A2 is continuously supplied at a constant flow rate to the inner cylindrical portion 14b of the externally heated rotary kiln 14 similarly to STEP01 to STEP03 in FIG. 1 (FIG. 4 / STEP 11, STEP 12, STEP 13).

次に、外熱式ロータリーキルン14からの高温排ガス(HG2+HG1)を、フライアッシュ予熱装置21に送気して、下段側のサイクロン21bのガス導入部から導入して、サイクロン21b内で高温排ガス(HG2+HG1)による旋回流を形成させる。そして、下段側のサイクロン21bから排出した高温排ガス(HG2+HG1)は、続いて、上段側のサイクロン21aのガス導入部から導入されて、サイクロン21a内でも同様に高温排ガス(HG2+HG1)による旋回流を形成させる(図4/STEP14)。このとき、制御装置51は、フライアッシュ予熱装置21に送られる高温排ガス(HG2+HG1)の温度が600℃〜800℃を維持するように、例えば、高温排ガス(HG2+HG1)に温度調整用の冷却用空気CAを混入するなどにより、制御する。このような温度範囲であれば、その範囲が600℃以上であるので導入したフライアッシュが十分に予熱され、なお且つ、その範囲が800℃以下であるので、つづく外熱式ロータリーキルン14での加熱工程等における過加熱による弊害が防がれる。   Next, the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) from the externally heated rotary kiln 14 is supplied to the fly ash preheating device 21 and introduced from the gas introduction part of the cyclone 21b on the lower side, and the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) in the cyclone 21b Form a swirling flow). The high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) discharged from the cyclone 21b on the lower side is subsequently introduced from the gas introduction portion of the cyclone 21a on the upper side, and likewise forms swirling flow by the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) in the cyclone 21a. Let it go (Fig. 4 / STEP 14). At this time, for example, the cooling air for controlling the temperature of the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) is controlled so that the temperature of the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) sent to the fly ash preheating device 21 maintains 600 ° C to 800 ° C. Control by mixing CA etc. In such a temperature range, since the range is 600 ° C. or higher, the introduced fly ash is sufficiently preheated, and since the range is 800 ° C. or less, the heating in the external heating rotary kiln 14 is continued The adverse effect of overheating in the process and the like can be prevented.

また、石炭灰粉砕装置11では、上記図1に示した実施形態の製造装置1と同様、供給された石炭灰D1を、そのブレーン比表面積が4500cm/g〜10000cm/gとなるように粉砕する(図4/STEP15)。このとき、石炭灰粉砕装置11で粉砕されたフライアッシュをフライアッシュ分級装置12に送って、所定の分級点(例えば100μm)で分級することで、得られた第1フライアッシュF1が所定の粉末度を有することをより確実にすることができる。得られた第1フライアッシュF1は、固気分離装置16で回収された第2フライアッシュF2と共に、予熱装置21の上段側のサイクロン21aのフライアッシュ導入部に連続的に供給される(図4/STEP16)。 Furthermore, the coal ash crushing unit 11, similarly to the manufacturing apparatus 1 of the embodiment shown in FIG. 1, the supplied coal ash D1, so that the Blaine specific surface area is 4500cm 2 / g~10000cm 2 / g Pulverize (Fig. 4 / STEP 15). At this time, the fly ash pulverized by the coal ash pulverizer 11 is sent to the fly ash classifier 12 and classified at a predetermined classification point (for example, 100 μm) to obtain the first fly ash F1 obtained as a predetermined powder. It can be made more reliable to have a degree. The obtained first fly ash F1 is continuously supplied to the fly ash introduction portion of the cyclone 21a on the upper side of the preheating device 21 together with the second fly ash F2 recovered by the solid-gas separation device 16 (FIG. 4) / STEP 16).

フライアッシュ予熱装置21で予熱され、排出された第3フライアッシュF3は、外熱式ロータリーキルン14のフライアッシュ供給部14aに連続的に供給される(図4/STEP17)。この際、第3フライアッシュF3の供給量、未燃カーボン含有率及び粒度が、フライアッシュ測定装置M11によって測定され、その測定結果が制御装置51に送信される。   The third fly ash F3 preheated and discharged by the fly ash preheating device 21 is continuously supplied to the fly ash supply portion 14a of the external heat rotary kiln 14 (FIG. 4 / STEP 17). At this time, the supply amount of the third fly ash F3, the unburned carbon content, and the particle size are measured by the fly ash measuring device M11, and the measurement results are transmitted to the control device 51.

フライアッシュ予熱装置21から外熱式ロータリーキルン14への第3フライアッシュF3の供給量が安定したところで、第3温度計T13によってフライアッシュ予熱装置21に送気される高温排ガス(HG2+HG1)の温度が測定され、その測定結果が制御装置51に送信される。   When the supply amount of the third fly ash F3 from the fly ash preheater 21 to the externally heated rotary kiln 14 is stabilized, the temperature of the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) supplied to the fly ash preheater 21 by the third thermometer T13 is The measurement result is sent to the control device 51.

制御装置51は、フライアッシュ予熱装置21から供給される第3フライアッシュF3の温度が、450〜650℃となるように、フライアッシュ予熱装置21に送られる高温排ガス(HG2+HG1)の温度を調整して、制御する。この場合、この第3フライアッシュF3の温度は、フライアッシュ測定装置M11によって測定された第3フライアッシュF3の未燃カーボンの供給量及び未燃カーボン含有率、すなわち単位時間あたりの未燃カーボン供給量に応じて調整するのが好ましい。すなわち、含有する未燃カーボン量が多い場合には(例えば、時間当たりにフライアッシュ予熱装置21に導入される未燃カーボン量が多い場合には)、かかる未燃カーボンの燃焼による熱量によって外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b内での第3フライアッシュF3の加熱が過剰になり、第3フライアッシュF3の非晶質相の結晶化が急速に進行してポゾラン反応性を低下させてしまう程の高温状態になる。したがって、特に、第3フライアッシュF3中の未燃カーボンの含有率が高い場合、ひいては、例えば、時間当たりにフライアッシュ予熱装置21に導入される量が多い場合には、フライアッシュ予熱装置21における予熱温度を下げることによって外熱式ロータリーキルン14の内筒部14b内の温度が過剰に高温になることを抑制する必要がある。   The control device 51 adjusts the temperature of the high-temperature exhaust gas (HG2 + HG1) sent to the fly ash preheating device 21 so that the temperature of the third fly ash F3 supplied from the fly ash preheating device 21 becomes 450 to 650 ° C. Control. In this case, the temperature of the third fly ash F3 is the unburned carbon supply amount and the unburned carbon content of the third fly ash F3 measured by the fly ash measuring device M11, that is, the unburned carbon supply per unit time It is preferable to adjust according to the amount. That is, when the amount of unburned carbon to be contained is large (for example, when the amount of unburned carbon introduced to the fly ash preheating device 21 per unit time is large), the external heat is generated by the amount of heat due to the combustion of such unburned carbon. Heating of the third fly ash F3 in the inner cylinder portion 14b of the rotary kiln 14 becomes excessive, and the crystallization of the amorphous phase of the third fly ash F3 proceeds rapidly to reduce the pozzolanic reactivity. It will be about high temperature. Therefore, in particular, when the content of unburned carbon in the third fly ash F3 is high, and for example, the amount introduced into the fly ash preheating device 21 per hour is large, the fly ash preheating device 21 It is necessary to suppress that the temperature in the inner cylindrical portion 14b of the external heating rotary kiln 14 becomes excessively high by lowering the preheating temperature.

具体的には、第3フライアッシュF3の温度は、第3フライアッシュF3の未燃カーボン含有率が2〜4質量%の場合には550℃〜650℃、5〜7質量%の場合には500℃〜600℃、8〜10質量%の場合には450℃〜550℃であるのが好ましい。外熱式ロータリーキルン14に供給される第3フライアッシュF3の予熱温度が、650℃を超える場合には、つづく外熱式ロータリーキルン14での加熱工程等における過加熱による弊害の虞がある。一方、外熱式ロータリーキルン14に供給される第3フライアッシュF3の予熱温度が、450℃未満の場合には、未燃カーボンが燃焼を開始する箇所が内筒部14bの内部側に移動してしまうために、未燃カーボンが自燃により燃焼して減少するのに必要な時間を与えることができず、未燃カーボン含有率が低減した改質フライアッシュF4を得ることができない場合がある。   Specifically, when the unburned carbon content of the third fly ash F3 is 2 to 4% by mass, the temperature of the third fly ash F3 is 550 ° C. to 650 ° C., 5 to 7% by mass In the case of 500 ° C. to 600 ° C. and 8 to 10% by mass, the temperature is preferably 450 ° C. to 550 ° C. When the preheating temperature of the third fly ash F3 supplied to the externally heated rotary kiln 14 exceeds 650 ° C., there is a possibility that the overheating in the heating step or the like in the externally heated rotary kiln 14 may cause adverse effects. On the other hand, when the preheating temperature of the third fly ash F3 supplied to the externally heated rotary kiln 14 is less than 450 ° C., the place where unburned carbon starts burning moves to the inside of the inner cylindrical portion 14b. As a result, it may not be possible to give the time necessary for the unburned carbon to burn and decrease due to self-combustion, and it may not be possible to obtain the modified fly ash F4 having a reduced unburned carbon content.

フライアッシュ予熱装置21における予熱工程では、第3フライアッシュF3は、含有する未燃カーボンが自燃を生じさせる直前の温度まで、予熱される。予熱装置21に導入される高温排ガス(HG2+HG1)は、燃焼を経たものであり、十分に酸素が低減している。よって、高温排ガス(HG2+HG1)による予熱は、予熱装置21内の環境を第3フライアッシュF3の未燃カーボンが自燃しない環境にするのに好適である。例えば、予熱装置21内の非自燃環境においては、雰囲気酸素濃度が9体積%以下であることが好ましく、5体積%以下であることがより好ましい。   In the preheating step in the fly ash preheating device 21, the third fly ash F3 is preheated to a temperature just before the contained unburned carbon causes self-combustion. The high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) introduced into the preheating device 21 is the one that has undergone combustion, and oxygen is sufficiently reduced. Therefore, the preheating by the high temperature exhaust gas (HG2 + HG1) is suitable for making the environment in the preheating device 21 an environment in which the unburned carbon of the third fly ash F3 is not self-combustible. For example, in the non-self-combustible environment in the preheating device 21, the atmospheric oxygen concentration is preferably 9% by volume or less, more preferably 5% by volume or less.

第3フライアッシュF3が外熱式ロータリーキルン14に供給された後の工程(図4/STEP18〜STEP22)は、上記図2のSTEP06〜STEP10の工程と同じである。   The steps (FIG. 4 / STEP 18 to STEP 22) after the third fly ash F3 has been supplied to the external heating rotary kiln 14 are the same as the steps STEP 26 to STEP 10 in FIG.

最後に、上記に説明した製造装置1及び製造装置2を用いて石炭灰を処理したときの試験結果について説明する。なお、下記表1、2には、製造装置1及び製造装置2に共通するか、あるいは製造装置1又は製造装置2に特有の、より具体的な仕様が示される。   Finally, test results when coal ash is treated using the manufacturing apparatus 1 and the manufacturing apparatus 2 described above will be described. In Tables 1 and 2 below, more specific specifications that are common to the manufacturing apparatus 1 and the manufacturing apparatus 2 or specific to the manufacturing apparatus 1 or 2 are shown.

Figure 2019107618
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Figure 2019107618
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試験においては、各装置に備わる石炭灰粉砕装置11による粉砕の程度を変え、あるいはそれによる粉砕を行なわずに、その他は試験条件を固定した。この場合における、第1フライアッシュF1の粒度(ブレーン比表面積)の影響を、(1)改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率、(2)改質フライアッシュF4の活性度指数、(3)製造装置1における第2フライアッシュF2の循環率、(4)加熱部14cの電力使用量について、比較した。   In the test, the test conditions were fixed except that the degree of grinding by the coal ash grinding device 11 provided in each apparatus was changed, or the grinding was not performed. In this case, the effect of the particle size (Brain specific surface area) of the first fly ash F1 is as follows: (1) Unburned carbon content of the modified fly ash F4, (2) Activity index of the modified fly ash F4, (3 2.) The circulation rate of the second fly ash F2 in the manufacturing apparatus 1 and (4) power consumption of the heating unit 14c were compared.

なお、第1フライアッシュF1のブレーン比表面積の測定は、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」の比表面積試験に準拠して、改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率の測定は、JIS M 8819「石炭類及びコークス類−機器分析装置による元素分析方法」に準拠して、改質フライアッシュF4の活性度指数の測定は、JIS A 6201「コンクリート用フライアッシュ」の付属書C「フライアッシュのモルタルによるフロー値比及び活性度指数の試験方法」に準拠して、それぞれ測定した。   In addition, the measurement of the brane specific surface area of the 1st fly ash F1 is based on the specific surface area test of JIS R 5201 "physical test method of cement", and the measurement of the unburned carbon content of the modified fly ash F4 is JIS. Measurement of the activity index of the modified fly ash F4 according to M 8819 "Coal and cokes-Elemental analysis method by instrumental analyzer" is described in Appendix C "Fly" of JIS A 6201 "Fly Ash for Concrete". It measured according to the test method of the flow value ratio with mortar of an ash, and activity index, respectively.

表3には製造装置1による試験結果を示し、表4には製造装置2による試験結果を示す。   Table 3 shows the test results by the manufacturing apparatus 1, and Table 4 shows the test results by the manufacturing apparatus 2.

Figure 2019107618
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Figure 2019107618
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表3及び表4に示されるように、第1フライアッシュF1のブレーン比表面積が4500cm/g以上である実施例の全てにおいて、改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率が0.5質量%未満であったのに対し、第1フライアッシュF1のブレーン比表面積が4500cm/g未満である比較例1、2では、改質フライアッシュF4の未燃カーボン含有率が1.0質量%以上の高い値を示した。さらに、全ての実施例において、改質フライアッシュF4の活性度指数は、材齢28日が80%以上を、さらに材齢91日が90%以上を示しており、コンクリートの混和材等に問題なく利用することができる品質を有する改質フライアッシュが得られた。
また、比較例に比べて、実施例では加熱部14cの電力使用量も減少傾向となり、加熱工程のエネルギー効率の観点からも、実施例のほうが有利であることが明らかとなった。
As shown in Tables 3 and 4, the unburned carbon content of the modified fly ash F4 is 0.5 mass in all of the examples in which the Blaine specific surface area of the first fly ash F1 is 4500 cm 2 / g or more. In Comparative Examples 1 and 2 in which the brane specific surface area of the first fly ash F1 was less than 4500 cm 2 / g while it was less than 10%, the unburned carbon content of the modified fly ash F4 was 1.0 mass% It showed the above high value. Furthermore, in all the examples, the activity index of the modified fly ash F4 shows 80% or more of 28 days of material, and 90% or more of 91 days of material age, which is a problem with concrete admixtures etc. There was obtained a modified fly ash having a quality that can be utilized without.
In addition, compared to the comparative example, the power consumption of the heating unit 14c tends to decrease in the example, and it is clear that the example is more advantageous from the viewpoint of energy efficiency of the heating process.

1,2…改質フライアッシュの製造装置、11…石炭灰粉砕装置、12…フライアッシュ分級装置、13…フライアッシュ混合装置、14…外熱式ロータリーキルン、14a…フライアッシュ供給部、14b…内筒部、14c…加熱部、14d…フライアッシュ排出部、15…熱交換器、16…固気分離装置、16a…第1固気分離装置、16b…第2固気分離装置、17…水銀回収装置、18…第1排気ファン、19…第2排気ファン、21…フライアッシュ予熱装置、21a…上段サイクロン、21b…下段サイクロン、51…制御装置、A1…燃焼用ガス、A2…燃焼ガス、CA…冷却用空気、D1…石炭灰、D2…粗粉フライアッシュ、F1…第1フライアッシュ、F2…第2フライアッシュ、F3…第3フライアッシュ、F4…改質フライアッシュ、G1,G2…排ガス、H…電気発熱体、HG1,HG2…高温排ガス、M11,M12,M13…フライアッシュ測定装置、M14…燃焼ガス測定装置、N…流量調整バルブ、T11…第1温度計、T12…第2温度計、T13…第3温度計、T14…第4温度計、T15…第5温度計
1, 2 ... Production equipment for reforming fly ash, 11 ... Coal ash crushing device, 12 ... Fly ash classification device, 13 ... Fly ash mixing device, 14 ... External heat type rotary kiln, 14 a ... Fly ash supply part, 14 b ... inside Cylinder part 14c Heating part 14d Fly ash discharge part 15 Heat exchanger 16 Solid-gas separation device 16a First solid-gas separation device 16b Second solid-gas separation device 17 Mercury recovery 18: first exhaust fan 19: second exhaust fan 21: fly ash preheater 21a: upper cyclone, 21b: lower cyclone 51: controller, A1: combustion gas, A2: combustion gas, CA ... air for cooling, D1 ... coal ash, D2 ... coarse powder fly ash, F1 ... first fly ash, F2 ... second fly ash, F3 ... third fly ash, F4 ... breaks Fly ash, G1, G2: exhaust gas, H: electric heating element, HG1, HG2: high temperature exhaust gas, M11, M12, M13: fly ash measuring device, M14: combustion gas measuring device, N: flow control valve, T11: first Thermometer, T12: second thermometer, T13: third thermometer, T14: fourth thermometer, T15: fifth thermometer

Claims (10)

石炭灰を、そのブレーン比表面積が4500cm/g〜10000cm/gとなるように粉砕して第1フライアッシュを得る粉砕工程と、
外熱式ロータリーキルンにより、前記第1フライアッシュを、該第1フライアッシュに含まれる未燃カーボンの含有率が0.5質量%以下となるよう加熱する加熱工程と
を備えることを特徴とする改質フライアッシュの製造方法。
Coal ash, a pulverizing step of the Blaine specific surface area to obtain a first fly ash was ground so as to 4500cm 2 / g~10000cm 2 / g,
And heating the first fly ash so that the content of unburned carbon contained in the first fly ash is 0.5% by mass or less by an external heating rotary kiln. Method of quality fly ash.
請求項1に記載の改質フライアッシュの製造方法において、
前記加熱工程で発生した排ガスから、該排ガスに含まれる第2フライアッシュを固気分離する分離工程と、前記第1フライアッシュと前記第2フライアッシュとを混合し第3フライアッシュとなす混合工程とを備え、
前記第3フライアッシュを前記外熱式ロータリーキルンにより、該第3フライアッシュに含まれる未燃カーボンの含有率が0.5質量%以下となるよう加熱することを特徴とする改質フライアッシュの製造方法。
In the method for producing modified fly ash according to claim 1,
A separation step of solidifying / separating a second fly ash contained in the exhaust gas from the exhaust gas generated in the heating step; and a mixing step of mixing the first fly ash and the second fly ash to form a third fly ash Equipped with
Production of modified fly ash characterized in that the third fly ash is heated by the externally heated rotary kiln so that the content of unburned carbon contained in the third fly ash is 0.5% by mass or less. Method.
請求項1又は請求項2に記載の改質フライアッシュの製造方法において、
前記外熱式ロータリーキルンによる加熱工程の前に、該加熱工程に供される前記第1フライアッシュ又は前記第3フライアッシュを、該フライアッシュに含まれる未燃カーボンが自燃しない非自燃環境で予熱する予熱工程を備えていることを特徴とする改質フライアッシュの製造方法。
In the method of producing modified fly ash according to claim 1 or 2,
Prior to the heating step by the externally heated rotary kiln, the first fly ash or the third fly ash to be subjected to the heating step is preheated in a non-self-combustible environment in which unburned carbon contained in the fly ash is not self-combustible A method for producing a modified fly ash comprising a preheating step.
請求項3に記載の改質フライアッシュの製造方法において、
前記予熱工程を行う前記非自燃環境の温度は、前記予熱工程に供される前記第1フライアッシュ又は前記第3フライアッシュに含まれる未燃カーボン量に基づいて決定されることを特徴とする改質フライアッシュの製造方法。
In the method for producing modified fly ash according to claim 3,
The temperature of the non-self-combustible environment in which the preheating step is performed is determined based on the amount of unburned carbon contained in the first fly ash or the third fly ash to be subjected to the preheating step. Method of quality fly ash.
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の改質フライアッシュの製造方法において、
前記加熱工程で前記外熱式ロータリーキルンに供給する燃焼ガスの供給量及び燃焼ガスの酸素濃度のうち少なくとも一方は、前記加熱工程に供される前記第1フライアッシュ又は前記第3フライアッシュの未燃カーボン量に基づいて決定されることを特徴とする改質フライアッシュの製造方法。
The method for producing modified fly ash according to any one of claims 1 to 4.
At least one of the supply amount of the combustion gas supplied to the externally heated rotary kiln and the oxygen concentration of the combustion gas in the heating step is unburned of the first fly ash or the third fly ash to be subjected to the heating step. A method of producing a modified fly ash characterized by being determined based on the amount of carbon.
請求項5に記載の改質フライアッシュの製造方法において、
前記燃焼ガスの供給量及び前記燃焼ガスの酸素濃度のうち少なくとも一方は、前記第1フライアッシュ又は前記第3フライアッシュの前記未燃カーボン量をCmol/分とし、前記加熱工程で供給する前記燃焼ガスの酸素量をOmol/分とした場合に、O/Cモル比が1以上6以下となるように決定されることを特徴とする改質フライアッシュの製造方法。
In the method for producing modified fly ash according to claim 5,
At least one of the supply amount of the combustion gas and the oxygen concentration of the combustion gas sets the unburned carbon amount of the first fly ash or the third fly ash to C mol / min and supplies the combustion in the heating step. A method for producing a modified fly ash, wherein the O 2 / C molar ratio is determined to be 1 or more and 6 or less when the oxygen amount of gas is O 2 mol / min.
供給された石炭灰を、そのブレーン比表面積が4500cm/g〜10000cm/gとなるよう粉砕して第1フライアッシュを得る粉砕装置と、
前記第1フライアッシュを、該第1フライアッシュに含まれる未燃カーボンの含有率が0.5質量%以下となるよう加熱する外熱式ロータリーキルンとを備えていることを特徴とする改質フライアッシュの製造装置。
The supplied coal ash, a crusher to which the Blaine specific surface area to obtain a first fly ash was ground so as to be 4500cm 2 / g~10000cm 2 / g,
An externally heated rotary kiln for heating the first fly ash so that the content of unburned carbon contained in the first fly ash is 0.5% by mass or less Ash production equipment.
請求項7に記載の改質フライアッシュの製造装置において、
前記外熱式ロータリーキルンで発生した排ガスから、該排ガスに含まれる第2フライアッシュを固気分離する分離装置と、
前記第1フライアッシュと前記第2フライアッシュとを混合し第3フライアッシュとなす混合装置とを備え、
前記外熱式ロータリーキルンにおいて、前記第3フライアッシュを、該第3フライアッシュに含まれる未燃カーボンの含有率が0.5質量%以下となるよう加熱することを特徴とする改質フライアッシュの製造装置。
In the apparatus for producing modified fly ash according to claim 7,
A separator for solid-gas separating second fly ash contained in the exhaust gas from the exhaust gas generated in the externally heated rotary kiln;
A mixer for mixing the first fly ash and the second fly ash to form a third fly ash;
In the externally heated rotary kiln, the third fly ash is heated so that the content of unburned carbon contained in the third fly ash is 0.5% by mass or less. manufacturing device.
請求項7又は請求項8に記載の改質フライアッシュの製造装置において、
前記外熱式ロータリーキルンに供給される、前記第1フライアッシュ又は前記第3フライアッシュを、該フライアッシュに含まれる未燃カーボンが自燃しない非自燃環境に置くための予熱装置を備えていることを特徴とする改質フライアッシュの製造装置。
In the apparatus for producing modified fly ash according to claim 7 or 8,
Providing a preheating device for placing the first fly ash or the third fly ash supplied to the externally heated rotary kiln in a non-self-combustible environment in which unburned carbon contained in the fly ash is not self-combustible Equipment for producing modified fly ash.
請求項7〜請求項9のいずれか1項に記載の改質フライアッシュの製造装置において、
前記改質フライアッシュの製造装置は更に制御手段を備え、前記制御手段は、前記予熱装置における該予熱環境を制御し、且つ、前記外熱式ロータリーキルンにおける該加熱環境を制御するものであることを特徴とする改質フライアッシュの製造装置。
The apparatus for producing modified fly ash according to any one of claims 7 to 9, wherein
The apparatus for producing the reformed fly ash further comprises a control means, the control means controlling the preheating environment in the preheating apparatus, and controlling the heating environment in the externally heated rotary kiln. Equipment for producing modified fly ash.
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