JP2867240B2 - ゼオライトの製造方法及び製造装置 - Google Patents
ゼオライトの製造方法及び製造装置Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/20—Waste processing or separation
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、石炭をエネルギ
ー源とする発電設備などにおいて発生する石炭灰（フラ
イアッシュ）からゼオライトを製造する方法及び装置に
関する。
ー源とする発電設備などにおいて発生する石炭灰（フラ
イアッシュ）からゼオライトを製造する方法及び装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭をエネルギー源とする発電設備など
において多量に発生する石炭灰は、セメント原料や路盤
材として利用されているが、その約半量は埋立処分され
ている。そこで、この石炭灰の付加価値の高い用途への
利用方法として、水酸化ナトリウムと反応させることに
より、イオン交換剤、吸着剤、反応触媒などとして用い
られるゼオライトを製造する方法が注目されるに至って
いる。
において多量に発生する石炭灰は、セメント原料や路盤
材として利用されているが、その約半量は埋立処分され
ている。そこで、この石炭灰の付加価値の高い用途への
利用方法として、水酸化ナトリウムと反応させることに
より、イオン交換剤、吸着剤、反応触媒などとして用い
られるゼオライトを製造する方法が注目されるに至って
いる。
【０００３】ところで、石炭灰を水酸化ナトリウムと反
応させてゼオライトを製造する方法としては、例えば、
図２に示すように、フライアッシュホッパー５１に貯蔵
されている石炭灰５２を水酸化ナトリウム水溶液タンク
５３で所定の濃度及び温度に調整した水酸化ナトリウム
水溶液５４とともに反応槽５５に入れ、スラリー状態で
所定時間加熱攪拌して石炭灰と水酸化ナトリウムを反応
せしめ、石炭灰をゼオライト化した後、スラリー６１を
バッファタンク５６に抜き出し、脱液機５７に送って水
酸化ナトリウム水溶液を分離し、これを水洗槽５８にて
水洗した後、脱水機５９で脱水し、乾燥機６０で乾燥し
て製品とする方法が用いられている。
応させてゼオライトを製造する方法としては、例えば、
図２に示すように、フライアッシュホッパー５１に貯蔵
されている石炭灰５２を水酸化ナトリウム水溶液タンク
５３で所定の濃度及び温度に調整した水酸化ナトリウム
水溶液５４とともに反応槽５５に入れ、スラリー状態で
所定時間加熱攪拌して石炭灰と水酸化ナトリウムを反応
せしめ、石炭灰をゼオライト化した後、スラリー６１を
バッファタンク５６に抜き出し、脱液機５７に送って水
酸化ナトリウム水溶液を分離し、これを水洗槽５８にて
水洗した後、脱水機５９で脱水し、乾燥機６０で乾燥し
て製品とする方法が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法では、石炭灰と水酸化ナトリウムの反応速度が遅いた
め、石炭灰と水酸化ナトリウムを反応させてゼオライト
化するためには長い時間を必要とし、設備が大型化する
という問題点がある。すなわち、 反応温度が低くく、水酸化ナトリウム水溶液の濃度が
所定の濃度より薄い場合においては、石炭灰と水酸化ナ
トリウムの反応自体が遅くなり、また、 反応温度を高くし、水酸化ナトリウム水溶液の濃度を
高めて水酸化ナトリウムの過剰量を増大させた場合に
は、反応の初期においては、速やかにゼオライト化反応
が起こるが、石炭灰の粒子表面が反応生成物（結晶質
膜）により覆われてその後の反応が妨げられ、反応を継
続して効率よく行なわせることが困難になる。 そのため、従来のゼオライトの製造方法では、製造装置
（反応装置）が大型化し、製造コストが増大するという
問題点がある。
法では、石炭灰と水酸化ナトリウムの反応速度が遅いた
め、石炭灰と水酸化ナトリウムを反応させてゼオライト
化するためには長い時間を必要とし、設備が大型化する
という問題点がある。すなわち、 反応温度が低くく、水酸化ナトリウム水溶液の濃度が
所定の濃度より薄い場合においては、石炭灰と水酸化ナ
トリウムの反応自体が遅くなり、また、 反応温度を高くし、水酸化ナトリウム水溶液の濃度を
高めて水酸化ナトリウムの過剰量を増大させた場合に
は、反応の初期においては、速やかにゼオライト化反応
が起こるが、石炭灰の粒子表面が反応生成物（結晶質
膜）により覆われてその後の反応が妨げられ、反応を継
続して効率よく行なわせることが困難になる。 そのため、従来のゼオライトの製造方法では、製造装置
（反応装置）が大型化し、製造コストが増大するという
問題点がある。
【０００５】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、石炭灰と水酸化ナトリウムとを効率よく反応させ
て、ゼオライトを従来よりも効率よく製造することが可
能なゼオライトの製造方法及び製造装置を提供すること
を目的とする。
あり、石炭灰と水酸化ナトリウムとを効率よく反応させ
て、ゼオライトを従来よりも効率よく製造することが可
能なゼオライトの製造方法及び製造装置を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明のゼオライトの製造方法は、石炭灰を、水
酸化ナトリウム濃度が１６重量％以下の水酸化ナトリウ
ム水溶液と混合してスラリー化し、１００℃を越えない
温度で石炭灰と水酸化ナトリウムを予備的に反応せしめ
た後、前記スラリーを加圧反応槽に連続的に供給し、加
圧下で１００℃を越える温度に加熱して石炭灰と水酸化
ナトリウムを反応せしめ、前記加圧反応槽から排出され
る反応後のスラリーを、前記予備的な反応（予備反応）
を行なわせるべきスラリーと熱交換させることにより、
前記加圧反応槽から排出される反応後のスラリーから熱
回収を行うようにしたことを特徴としている。
に、本願発明のゼオライトの製造方法は、石炭灰を、水
酸化ナトリウム濃度が１６重量％以下の水酸化ナトリウ
ム水溶液と混合してスラリー化し、１００℃を越えない
温度で石炭灰と水酸化ナトリウムを予備的に反応せしめ
た後、前記スラリーを加圧反応槽に連続的に供給し、加
圧下で１００℃を越える温度に加熱して石炭灰と水酸化
ナトリウムを反応せしめ、前記加圧反応槽から排出され
る反応後のスラリーを、前記予備的な反応（予備反応）
を行なわせるべきスラリーと熱交換させることにより、
前記加圧反応槽から排出される反応後のスラリーから熱
回収を行うようにしたことを特徴としている。
【０００７】また、前記石炭灰と水酸化ナトリウムの予
備反応を８０〜１００℃の温度で行なわせることを特徴
とする請求項１記載のゼオライトの製造方法。
備反応を８０〜１００℃の温度で行なわせることを特徴
とする請求項１記載のゼオライトの製造方法。
【０００８】また、前記加圧反応槽内での反応を１０５
〜１３０℃の温度で行なわせることを特徴としている。
〜１３０℃の温度で行なわせることを特徴としている。
【０００９】また、前記水酸化ナトリウム水溶液中の水
酸化ナトリウム濃度を２〜１６重量％としたことを特徴
としている。
酸化ナトリウム濃度を２〜１６重量％としたことを特徴
としている。
【００１０】また、前記加圧反応槽に供給されるスラリ
ー中の石炭灰の含有率（スラリー濃度）を１０〜３０重
量％としたことを特徴としている。
ー中の石炭灰の含有率（スラリー濃度）を１０〜３０重
量％としたことを特徴としている。
【００１１】また、本願発明のゼオライトの製造装置
は、上記本願発明のゼオライトの製造方法を実施するた
めの装置であり、石炭灰を水酸化ナトリウム水溶液と混
合してスラリー化する混合槽と、１００℃以下の温度で
スラリー中の石炭灰と水酸化ナトリウムを予備的に反応
させる予備反応槽と、前記スラリーを加圧下で１００℃
を越える温度に加熱して石炭灰と水酸化ナトリウムを反
応せしめる加圧反応槽と、前記スラリーを前記混合槽か
ら前記加圧反応槽に連続的に供給するためのスラリー供
給手段と、前記加圧反応槽から連続的に排出されるスラ
リーと熱交換させることにより、前記混合槽内のスラリ
ーを昇温せしめ、スラリー中の石炭灰と水酸化ナトリウ
ムを予備に反応せしめるための熱交換器とを具備するこ
とを特徴としている。
は、上記本願発明のゼオライトの製造方法を実施するた
めの装置であり、石炭灰を水酸化ナトリウム水溶液と混
合してスラリー化する混合槽と、１００℃以下の温度で
スラリー中の石炭灰と水酸化ナトリウムを予備的に反応
させる予備反応槽と、前記スラリーを加圧下で１００℃
を越える温度に加熱して石炭灰と水酸化ナトリウムを反
応せしめる加圧反応槽と、前記スラリーを前記混合槽か
ら前記加圧反応槽に連続的に供給するためのスラリー供
給手段と、前記加圧反応槽から連続的に排出されるスラ
リーと熱交換させることにより、前記混合槽内のスラリ
ーを昇温せしめ、スラリー中の石炭灰と水酸化ナトリウ
ムを予備に反応せしめるための熱交換器とを具備するこ
とを特徴としている。
【００１２】また、前記混合槽を、スラリー中の石炭灰
と水酸化ナトリウムを予備的に反応せしめる前記予備反
応槽としても用いるようにしたことを特徴としている。
と水酸化ナトリウムを予備的に反応せしめる前記予備反
応槽としても用いるようにしたことを特徴としている。
【００１３】なお、本願発明のゼオライトの製造方法及
び製造装置において、「スラリーを加圧反応槽に連続的
に供給」とは、スラリーを文字どおり中断することなく
連続して供給するような態様はもちろん、間欠的な連続
供給の態様をも含む広い概念である。また、「加圧反応
槽から連続して排出される」とは、スラリーを文字どお
り中断することなく連続して排出するような態様はもち
ろん、間欠的な連続排出の態様をも含む広い概念であ
る。
び製造装置において、「スラリーを加圧反応槽に連続的
に供給」とは、スラリーを文字どおり中断することなく
連続して供給するような態様はもちろん、間欠的な連続
供給の態様をも含む広い概念である。また、「加圧反応
槽から連続して排出される」とは、スラリーを文字どお
り中断することなく連続して排出するような態様はもち
ろん、間欠的な連続排出の態様をも含む広い概念であ
る。
【００１４】
【作用】本願発明のゼオライトの製造方法においては、
水酸化ナトリウム水溶液中の水酸化ナトリウム濃度を１
６重量％以下とし、１００℃以下の温度で予備的に反応
させることにより、石炭灰粒子の表面に形成される結晶
質膜を効率よく溶解させた後、加圧反応槽において１０
０℃を越える温度でゼオライト化反応を行なわせるよう
にしているので、石炭灰の表面が水酸化ナトリウムと石
炭灰との反応生成物（結晶質膜）により覆われて反応が
妨げられることを抑制し、効率よくゼオライト化反応を
進行させることが可能になる。
水酸化ナトリウム水溶液中の水酸化ナトリウム濃度を１
６重量％以下とし、１００℃以下の温度で予備的に反応
させることにより、石炭灰粒子の表面に形成される結晶
質膜を効率よく溶解させた後、加圧反応槽において１０
０℃を越える温度でゼオライト化反応を行なわせるよう
にしているので、石炭灰の表面が水酸化ナトリウムと石
炭灰との反応生成物（結晶質膜）により覆われて反応が
妨げられることを抑制し、効率よくゼオライト化反応を
進行させることが可能になる。
【００１５】また、加圧反応槽から排出されるスラリー
を、予備反応を行なわせるべきスラリーと熱交換させる
ようにしているので、加圧反応槽から排出される高温の
スラリーから効率よく熱回収を行うことが可能になると
ともに、予備反応を行なわせるべきスラリーを昇温させ
て、スラリー中の石炭灰と水酸化ナトリウムを効率よく
予備反応をさせることが可能になり、全体としての反応
効率を向上させることが可能になる。
を、予備反応を行なわせるべきスラリーと熱交換させる
ようにしているので、加圧反応槽から排出される高温の
スラリーから効率よく熱回収を行うことが可能になると
ともに、予備反応を行なわせるべきスラリーを昇温させ
て、スラリー中の石炭灰と水酸化ナトリウムを効率よく
予備反応をさせることが可能になり、全体としての反応
効率を向上させることが可能になる。
【００１６】また、本願発明のゼオライトの製造方法で
は、操作が連続式であるため、多段槽式反応器の概念に
より、反応槽の容積を小さくすることが可能になるとと
もに、効率よく熱回収を行なうことが可能になるが、従
来のような回分式の製造装置の場合には、反応槽の容積
が大きくなるばかりでなく、熱回収を効率よく行なうこ
とも困難である。
は、操作が連続式であるため、多段槽式反応器の概念に
より、反応槽の容積を小さくすることが可能になるとと
もに、効率よく熱回収を行なうことが可能になるが、従
来のような回分式の製造装置の場合には、反応槽の容積
が大きくなるばかりでなく、熱回収を効率よく行なうこ
とも困難である。
【００１７】また、予備反応温度を８０〜１００℃とす
ることにより、石炭灰と水酸化ナトリウムの予備的な反
応を効率よく進行させることが可能になる。なお、上記
の８０〜１００℃の温度範囲は、加圧反応槽内で加熱さ
れたスラリー（例えば１０５〜１３０℃）との熱交換に
より容易に実現することが可能な温度である。但し、上
記の熱交換だけでは所定の温度に昇温できない場合に、
別途スチームなどの熱源を用いて所定の温度に昇温させ
ることも可能である。
ることにより、石炭灰と水酸化ナトリウムの予備的な反
応を効率よく進行させることが可能になる。なお、上記
の８０〜１００℃の温度範囲は、加圧反応槽内で加熱さ
れたスラリー（例えば１０５〜１３０℃）との熱交換に
より容易に実現することが可能な温度である。但し、上
記の熱交換だけでは所定の温度に昇温できない場合に、
別途スチームなどの熱源を用いて所定の温度に昇温させ
ることも可能である。
【００１８】また、加圧反応槽内でのスラリーの加熱温
度を１０５〜１３０℃とすることにより、実用的な操作
圧力の範囲で、反応を効率よく進行させることが可能に
なる。なお、石炭灰と水酸化ナトリウムの反応速度は、
加圧反応槽内でのスラリーの加熱温度が高くなるにつれ
て大きくなる傾向があるが、１３０℃を越える温度にま
で加熱しようとすると、圧力が高くなり、設備費や運転
費の増大を招くため好ましくない。
度を１０５〜１３０℃とすることにより、実用的な操作
圧力の範囲で、反応を効率よく進行させることが可能に
なる。なお、石炭灰と水酸化ナトリウムの反応速度は、
加圧反応槽内でのスラリーの加熱温度が高くなるにつれ
て大きくなる傾向があるが、１３０℃を越える温度にま
で加熱しようとすると、圧力が高くなり、設備費や運転
費の増大を招くため好ましくない。
【００１９】また、本願発明のゼオライトの製造方法に
おいては、前記水酸化ナトリウム水溶液の水酸化ナトリ
ウム濃度を２〜１６重量％の範囲とすることが好ましい
が、これは、水酸化ナトリウムの濃度が２重量％未満に
なると反応速度が低下し、１６重量％を越えると石炭灰
の表面に結晶質膜が形成され、反応速度が低下して好ま
しくないことによる。
おいては、前記水酸化ナトリウム水溶液の水酸化ナトリ
ウム濃度を２〜１６重量％の範囲とすることが好ましい
が、これは、水酸化ナトリウムの濃度が２重量％未満に
なると反応速度が低下し、１６重量％を越えると石炭灰
の表面に結晶質膜が形成され、反応速度が低下して好ま
しくないことによる。
【００２０】また、本願発明のゼオライトの製造方法に
おいては、加圧反応槽に供給されるスラリー中の石炭灰
の含有率（スラリー濃度）を１０〜３０重量％とするこ
とが好ましいが、これは、スラリー濃度が３０重量％を
越えるとスラリーの取り扱いが困難になり、また、１０
重量％未満になると、石炭灰の単位処理量あたりの水酸
化ナトリウム水溶液取扱量が増大して設備の大型化を招
き、望ましくないことによる。
おいては、加圧反応槽に供給されるスラリー中の石炭灰
の含有率（スラリー濃度）を１０〜３０重量％とするこ
とが好ましいが、これは、スラリー濃度が３０重量％を
越えるとスラリーの取り扱いが困難になり、また、１０
重量％未満になると、石炭灰の単位処理量あたりの水酸
化ナトリウム水溶液取扱量が増大して設備の大型化を招
き、望ましくないことによる。
【００２１】また、本願発明のゼオライトの製造装置に
おいては、混合槽において石炭灰と水酸化ナトリウム水
溶液が混合されたスラリーが、予備反応槽において１０
０℃以下の温度で予備的に反応せしめられ後、加圧反応
槽に連続的に送られて、加圧下で１００℃を越える温度
に加熱されることにより、石炭灰と水酸化ナトリウムの
反応が効率よく進行するとともに、加圧反応槽から排出
される高温のスラリーが予備反応を行なわせるべきスラ
リーと熱交換されることにより、反応後のスラリーから
の熱回収と、予備反応を行なわせるべきスラリーの加熱
を効率よく行なうことが可能になる。
おいては、混合槽において石炭灰と水酸化ナトリウム水
溶液が混合されたスラリーが、予備反応槽において１０
０℃以下の温度で予備的に反応せしめられ後、加圧反応
槽に連続的に送られて、加圧下で１００℃を越える温度
に加熱されることにより、石炭灰と水酸化ナトリウムの
反応が効率よく進行するとともに、加圧反応槽から排出
される高温のスラリーが予備反応を行なわせるべきスラ
リーと熱交換されることにより、反応後のスラリーから
の熱回収と、予備反応を行なわせるべきスラリーの加熱
を効率よく行なうことが可能になる。
【００２２】したがって、本願発明のゼオライトの製造
装置を用いることにより、上記ゼオライトの製造方法を
確実に実施して、ゼオライトを効率よく製造することが
できるようになる。
装置を用いることにより、上記ゼオライトの製造方法を
確実に実施して、ゼオライトを効率よく製造することが
できるようになる。
【００２３】また、混合槽を、スラリー中の石炭灰と水
酸化ナトリウムを予備的に反応せしめる予備反応槽とし
ても用いるようにした場合、装置の構成を簡略化して設
備コストの低減や設備の省スペース化などを図ることが
可能になる。
酸化ナトリウムを予備的に反応せしめる予備反応槽とし
ても用いるようにした場合、装置の構成を簡略化して設
備コストの低減や設備の省スペース化などを図ることが
可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。図
１は本願発明の一実施の形態にかかるゼオライトの製造
装置を示す図である。
してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。図
１は本願発明の一実施の形態にかかるゼオライトの製造
装置を示す図である。
【００２５】図１に示すように、このゼオライトの製造
装置は、石炭灰１を水酸化ナトリウム水溶液２と混合し
てスラリー３（３ａ）とする混合槽（この実施形態にお
いては予備反応槽を兼ねている）４と、スラリー３（３
ａ）を加圧下で１００℃を越える温度に加熱して石炭灰
と水酸化ナトリウムを反応せしめる加圧反応槽５と、ス
ラリー３（３ａ）を混合槽４から加圧反応槽５に連続的
に供給するためのスラリー供給手段６と、加圧反応槽５
から連続的に排出されるスラリー３（３ｂ）を、混合槽
４内のスラリー３（３ａ）と熱交換させ、混合槽４内の
スラリー３（３ａ）を昇温せしめるための熱交換器７ａ
と、加圧反応槽５から排出され熱交換された後のスラリ
ー３（３ｃ）を貯めるスラリータンク８と、スラリータ
ンク８から送られるスラリー３（３ｃ）の脱水を行う脱
水機９と、脱水された固形物（ゼオライト）を乾燥する
乾燥機１０などを備えて構成されている。さらに、この
ゼオライトの製造装置は、石炭灰１を貯めるホッパ１
１、水酸化ナトリウムの原液１２を貯める原液槽１３、
所定の濃度に調整された水酸化ナトリウム水溶液を貯め
る水酸化ナトリウムタンク１４などを備えて構成されて
いる。
装置は、石炭灰１を水酸化ナトリウム水溶液２と混合し
てスラリー３（３ａ）とする混合槽（この実施形態にお
いては予備反応槽を兼ねている）４と、スラリー３（３
ａ）を加圧下で１００℃を越える温度に加熱して石炭灰
と水酸化ナトリウムを反応せしめる加圧反応槽５と、ス
ラリー３（３ａ）を混合槽４から加圧反応槽５に連続的
に供給するためのスラリー供給手段６と、加圧反応槽５
から連続的に排出されるスラリー３（３ｂ）を、混合槽
４内のスラリー３（３ａ）と熱交換させ、混合槽４内の
スラリー３（３ａ）を昇温せしめるための熱交換器７ａ
と、加圧反応槽５から排出され熱交換された後のスラリ
ー３（３ｃ）を貯めるスラリータンク８と、スラリータ
ンク８から送られるスラリー３（３ｃ）の脱水を行う脱
水機９と、脱水された固形物（ゼオライト）を乾燥する
乾燥機１０などを備えて構成されている。さらに、この
ゼオライトの製造装置は、石炭灰１を貯めるホッパ１
１、水酸化ナトリウムの原液１２を貯める原液槽１３、
所定の濃度に調整された水酸化ナトリウム水溶液を貯め
る水酸化ナトリウムタンク１４などを備えて構成されて
いる。
【００２６】さらに、上記のゼオライトの製造装置は、
生成したゼオライトを含有するスラリーを脱水する脱水
機（脱液機）９、脱水された固形物を水洗する水洗槽２
２、水洗後の固形物を再脱水する脱水機２３、再脱水さ
れた固形物を乾燥する乾燥機１０などを備えている。な
お、脱水機や乾燥機の種類には特別の制約はなく、所定
の脱水性能、乾燥性能を有する種々の脱水機、乾燥機を
用いることが可能である。
生成したゼオライトを含有するスラリーを脱水する脱水
機（脱液機）９、脱水された固形物を水洗する水洗槽２
２、水洗後の固形物を再脱水する脱水機２３、再脱水さ
れた固形物を乾燥する乾燥機１０などを備えている。な
お、脱水機や乾燥機の種類には特別の制約はなく、所定
の脱水性能、乾燥性能を有する種々の脱水機、乾燥機を
用いることが可能である。
【００２７】なお、予備反応槽を兼ねる混合槽４には、
石炭灰と水酸化ナトリウムを確実に混合してスラリー化
するとともに、石炭灰と水酸化ナトリウムの予備的な反
応を効率よく行わせるための攪拌機４ａが設けられてお
り、また、加圧反応槽５にも、スラリー３を攪拌してス
ラリー中の石炭灰と水酸化ナトリウムを効率よく反応さ
せるための攪拌機５ａが設けられている。
石炭灰と水酸化ナトリウムを確実に混合してスラリー化
するとともに、石炭灰と水酸化ナトリウムの予備的な反
応を効率よく行わせるための攪拌機４ａが設けられてお
り、また、加圧反応槽５にも、スラリー３を攪拌してス
ラリー中の石炭灰と水酸化ナトリウムを効率よく反応さ
せるための攪拌機５ａが設けられている。
【００２８】また、上記のゼオライトの製造装置におい
て、スラリー３（３ａ）を混合槽４から加圧反応槽５に
連続的に供給するためのスラリー供給手段６は、混合槽
４と加圧反応槽５の間に配設されたスラリー供給ライン
１６ａ、加圧反応槽５内のスラリー３（３ｂ）をその底
部から抜き出し、上部から流入させる循環ライン１７の
一部、ポンプ２１などから構成されている。但し、スラ
リー供給手段６の構成は、これに限られるものではな
く、さらに他の構成とすることも可能である。また、循
環ライン１７の、スラリー供給手段６の一部を構成する
部分には、スラリー３（３ｂ）を加熱するための加熱器
１９が配設されている。
て、スラリー３（３ａ）を混合槽４から加圧反応槽５に
連続的に供給するためのスラリー供給手段６は、混合槽
４と加圧反応槽５の間に配設されたスラリー供給ライン
１６ａ、加圧反応槽５内のスラリー３（３ｂ）をその底
部から抜き出し、上部から流入させる循環ライン１７の
一部、ポンプ２１などから構成されている。但し、スラ
リー供給手段６の構成は、これに限られるものではな
く、さらに他の構成とすることも可能である。また、循
環ライン１７の、スラリー供給手段６の一部を構成する
部分には、スラリー３（３ｂ）を加熱するための加熱器
１９が配設されている。
【００２９】次に、上記のように構成されたゼオライト
の製造装置を用いてゼオライトを製造する方法及び上記
ゼオライトの製造装置の動作を説明する。 まず、ホッパ１１から石炭灰１を、水酸化ナトリウム
タンク１４から約３．５規定（約１２．３重量％）の水
酸化ナトリウム水溶液２を混合槽４に供給し、混合して
スラリー３（３ａ）とする。なお、ここでは、スラリー
濃度を約３０重量％とする。 それから、混合槽４内のスラリー３（３ａ）を加圧反
応槽５に連続的に供給し、０．８kg／cm2Ｇの加圧下で
約１２０℃に加熱してスラリー中の石炭灰と水酸化ナト
リウムを反応せしめ、石炭灰をゼオライト化する。 なお、このとき、加圧反応槽５内のスラリー３（３
ｂ）をその底部から抜き出し、循環ライン１７を経て循
環させながら反応を行わせる。 また、循環ライン１７を循環するスラリー３（３ｂ）
の一部を、送液ライン２０を経て熱交換器７ａに導き、
スラリー供給ライン１６ａ，スラリー循環ライン１６ｂ
を経て循環する混合槽４内のスラリー３（３ａ）と熱交
換させるとともに、熱交換器７ｂにおいて、水酸化ナト
リウムタンク１４から混合槽４に供給される水酸化ナト
リウム水溶液２と熱交換させた後、スラリータンク８に
送液する。なお、この実施の形態では、上記熱交換を行
わせることにより、反応後のスラリー３（３ｂ）の温度
が約３０℃に低下する一方、混合槽４内のスラリー３
（３ａ）の温度が約９０℃に昇温されるようにした。 こうして、混合槽４内のスラリー３（３ａ）の温度が
約９０℃に昇温されることにより、混合槽（予備反応
槽）４内においても、スラリー３（３ａ）中の石炭灰と
水酸化ナトリウムの予備的な反応が効率よく進行する。 次いで、スラリータンク８内のスラリー３（３ｃ）を
脱水機９に送って脱水し、分離された固形物（ゼオライ
トケーキ）を水洗槽２２で水洗した後、脱水機２３で再
脱水し、これを乾燥機１０に送って乾燥することによ
り、製品であるゼオライトを得る。 また、脱水機で分離された分離液は、その一部が水酸
化ナトリウムタンク１４に循環され、水酸化ナトリウム
原液の希釈液として用いられる。
の製造装置を用いてゼオライトを製造する方法及び上記
ゼオライトの製造装置の動作を説明する。 まず、ホッパ１１から石炭灰１を、水酸化ナトリウム
タンク１４から約３．５規定（約１２．３重量％）の水
酸化ナトリウム水溶液２を混合槽４に供給し、混合して
スラリー３（３ａ）とする。なお、ここでは、スラリー
濃度を約３０重量％とする。 それから、混合槽４内のスラリー３（３ａ）を加圧反
応槽５に連続的に供給し、０．８kg／cm2Ｇの加圧下で
約１２０℃に加熱してスラリー中の石炭灰と水酸化ナト
リウムを反応せしめ、石炭灰をゼオライト化する。 なお、このとき、加圧反応槽５内のスラリー３（３
ｂ）をその底部から抜き出し、循環ライン１７を経て循
環させながら反応を行わせる。 また、循環ライン１７を循環するスラリー３（３ｂ）
の一部を、送液ライン２０を経て熱交換器７ａに導き、
スラリー供給ライン１６ａ，スラリー循環ライン１６ｂ
を経て循環する混合槽４内のスラリー３（３ａ）と熱交
換させるとともに、熱交換器７ｂにおいて、水酸化ナト
リウムタンク１４から混合槽４に供給される水酸化ナト
リウム水溶液２と熱交換させた後、スラリータンク８に
送液する。なお、この実施の形態では、上記熱交換を行
わせることにより、反応後のスラリー３（３ｂ）の温度
が約３０℃に低下する一方、混合槽４内のスラリー３
（３ａ）の温度が約９０℃に昇温されるようにした。 こうして、混合槽４内のスラリー３（３ａ）の温度が
約９０℃に昇温されることにより、混合槽（予備反応
槽）４内においても、スラリー３（３ａ）中の石炭灰と
水酸化ナトリウムの予備的な反応が効率よく進行する。 次いで、スラリータンク８内のスラリー３（３ｃ）を
脱水機９に送って脱水し、分離された固形物（ゼオライ
トケーキ）を水洗槽２２で水洗した後、脱水機２３で再
脱水し、これを乾燥機１０に送って乾燥することによ
り、製品であるゼオライトを得る。 また、脱水機で分離された分離液は、その一部が水酸
化ナトリウムタンク１４に循環され、水酸化ナトリウム
原液の希釈液として用いられる。
【００３０】上記の実施の形態にかかる方法によれば、
約３．５規定（約１２．３重量％）の水酸化ナトリウム
水溶液を用い、この水酸化ナトリウム水溶液と石炭灰を
混合してスラリー化し、混合槽４内で約９０℃の温度で
予備的に反応させることにより石炭灰粒子の表面に形成
される結晶質膜を効率よく溶解させた後、スラリー３
（３ａ）を混合槽４から加圧反応槽５に連続的に供給
し、加圧下で約１２０℃に加熱して反応させるようにし
ているので、石炭灰の表面が水酸化ナトリウムと石炭灰
との反応生成物により覆われて反応が妨げられることを
抑制し、効率よくゼオライト化反応を進行させることが
可能になる。
約３．５規定（約１２．３重量％）の水酸化ナトリウム
水溶液を用い、この水酸化ナトリウム水溶液と石炭灰を
混合してスラリー化し、混合槽４内で約９０℃の温度で
予備的に反応させることにより石炭灰粒子の表面に形成
される結晶質膜を効率よく溶解させた後、スラリー３
（３ａ）を混合槽４から加圧反応槽５に連続的に供給
し、加圧下で約１２０℃に加熱して反応させるようにし
ているので、石炭灰の表面が水酸化ナトリウムと石炭灰
との反応生成物により覆われて反応が妨げられることを
抑制し、効率よくゼオライト化反応を進行させることが
可能になる。
【００３１】また、加圧反応槽５から連続的に排出され
るスラリー３（３ｂ）を混合槽４内のスラリー３（３
ａ）と熱交換させ、混合槽４内のスラリー３（３ａ）の
温度を約９０℃に上昇させるようにしているので、混合
槽４内において石炭灰と水酸化ナトリウムを効率よく予
備反応させることが可能になるとともに、加圧反応槽５
から排出される高温のスラリー３（３ｂ）から効率よく
熱回収を行うことが可能になり、全体としての効率を向
上させることができる。
るスラリー３（３ｂ）を混合槽４内のスラリー３（３
ａ）と熱交換させ、混合槽４内のスラリー３（３ａ）の
温度を約９０℃に上昇させるようにしているので、混合
槽４内において石炭灰と水酸化ナトリウムを効率よく予
備反応させることが可能になるとともに、加圧反応槽５
から排出される高温のスラリー３（３ｂ）から効率よく
熱回収を行うことが可能になり、全体としての効率を向
上させることができる。
【００３２】なお、上記実施の形態では、加圧反応槽が
１段である場合について説明したが、２段以上の多段構
成とすることも可能である。このことは、混合槽につい
ても同様である。
１段である場合について説明したが、２段以上の多段構
成とすることも可能である。このことは、混合槽につい
ても同様である。
【００３３】また、上記実施例では、加圧反応槽から排
出されるスラリーと、混合槽内のスラリーとの熱交換を
一段で行わせるようにした場合について説明したが、２
段以上の多段構成とすることも可能である。また、上記
実施例では、混合槽を予備反応槽としても用いるように
した場合について説明したが、混合槽とは別に予備反応
槽を設けるようにすることも可能である。
出されるスラリーと、混合槽内のスラリーとの熱交換を
一段で行わせるようにした場合について説明したが、２
段以上の多段構成とすることも可能である。また、上記
実施例では、混合槽を予備反応槽としても用いるように
した場合について説明したが、混合槽とは別に予備反応
槽を設けるようにすることも可能である。
【００３４】本願発明は、さらにその他の点においても
上記実施の形態に限定されるものではなく、混合槽や加
圧反応槽の具体的な構造、その圧力や温度などの運転条
件、加圧反応槽へのスラリーの供給方法などに関し、発
明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加える
ことが可能である。
上記実施の形態に限定されるものではなく、混合槽や加
圧反応槽の具体的な構造、その圧力や温度などの運転条
件、加圧反応槽へのスラリーの供給方法などに関し、発
明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加える
ことが可能である。
【００３５】
【発明の効果】上述のように、本願発明のゼオライトの
製造方法は、水酸化ナトリウム水溶液中の水酸化ナトリ
ウム濃度を１６重量％以下とし、１００℃以下の温度で
スラリー中の石炭灰と水酸化ナトリウムを予備的に反応
せしめた後、加圧反応槽において１００℃を越える温度
でゼオライト化反応を行なわせるようにしているので、
石炭灰の表面が水酸化ナトリウムと石炭灰との反応生成
物（結晶質膜）により覆われて反応が妨げられることを
抑制し、効率よくゼオライト化反応を進行させることが
可能になる。
製造方法は、水酸化ナトリウム水溶液中の水酸化ナトリ
ウム濃度を１６重量％以下とし、１００℃以下の温度で
スラリー中の石炭灰と水酸化ナトリウムを予備的に反応
せしめた後、加圧反応槽において１００℃を越える温度
でゼオライト化反応を行なわせるようにしているので、
石炭灰の表面が水酸化ナトリウムと石炭灰との反応生成
物（結晶質膜）により覆われて反応が妨げられることを
抑制し、効率よくゼオライト化反応を進行させることが
可能になる。
【００３６】また、加圧反応槽から排出されるスラリー
を、予備反応を行なわせるべきスラリーと熱交換させる
ようにしているので、加圧反応槽から排出される高温の
スラリーから効率よく熱回収を行うことが可能になると
ともに、予備反応を行なわせるべきスラリーを昇温させ
て、スラリー中の石炭灰と水酸化ナトリウムを効率よく
予備反応させることが可能になり、全体としての反応効
率を向上させることが可能になる。したがって、本願発
明のゼオライトの製造方法によれば、石炭灰と水酸化ナ
トリウムを効率よく反応させて、ゼオライトの生産性を
大幅に向上させることができる。
を、予備反応を行なわせるべきスラリーと熱交換させる
ようにしているので、加圧反応槽から排出される高温の
スラリーから効率よく熱回収を行うことが可能になると
ともに、予備反応を行なわせるべきスラリーを昇温させ
て、スラリー中の石炭灰と水酸化ナトリウムを効率よく
予備反応させることが可能になり、全体としての反応効
率を向上させることが可能になる。したがって、本願発
明のゼオライトの製造方法によれば、石炭灰と水酸化ナ
トリウムを効率よく反応させて、ゼオライトの生産性を
大幅に向上させることができる。
【００３７】また、予備反応温度を８０〜１００℃とす
ることにより、石炭灰と水酸化ナトリウムの予備反応を
効率よく進行させることが可能になり、本願発明をより
実行あらしめることができる。
ることにより、石炭灰と水酸化ナトリウムの予備反応を
効率よく進行させることが可能になり、本願発明をより
実行あらしめることができる。
【００３８】また、加圧反応槽内でのスラリーの加熱温
度を１０５〜１３０℃の範囲とすることにより、実用的
な操作圧力の範囲で、反応を効率よく進行させることが
可能になる。
度を１０５〜１３０℃の範囲とすることにより、実用的
な操作圧力の範囲で、反応を効率よく進行させることが
可能になる。
【００３９】また、水酸化ナトリウム水溶液中の水酸化
ナトリウム濃度を２〜１６重量％の範囲とすることによ
り、石炭灰の表面に非晶質の溶解を妨げるような石炭灰
と水酸化ナトリウムの反応生成物の皮膜が形成されるこ
とを抑制して、効率よくゼオライト化反応を進行させる
ことが可能になり、本願発明をより実行あらしめること
ができる。
ナトリウム濃度を２〜１６重量％の範囲とすることによ
り、石炭灰の表面に非晶質の溶解を妨げるような石炭灰
と水酸化ナトリウムの反応生成物の皮膜が形成されるこ
とを抑制して、効率よくゼオライト化反応を進行させる
ことが可能になり、本願発明をより実行あらしめること
ができる。
【００４０】また、加圧反応槽に供給されるスラリー中
の石炭灰の含有率（スラリー濃度）を１０〜３０重量％
の範囲とすることにより、その取扱が特に困難になった
り、処理すべきスラリー量が過度に多くなったりするこ
とを防止して、石炭灰と水酸化ナトリウムを効率よく反
応させることが可能になる。
の石炭灰の含有率（スラリー濃度）を１０〜３０重量％
の範囲とすることにより、その取扱が特に困難になった
り、処理すべきスラリー量が過度に多くなったりするこ
とを防止して、石炭灰と水酸化ナトリウムを効率よく反
応させることが可能になる。
【００４１】また、本願発明のゼオライトの製造装置を
用いることにより、本願発明のゼオライトの製造方法を
確実に実施して、ゼオライトを効率よく製造することが
可能になる。
用いることにより、本願発明のゼオライトの製造方法を
確実に実施して、ゼオライトを効率よく製造することが
可能になる。
【００４２】また、混合槽を、スラリー中の石炭灰と水
酸化ナトリウムを予備的に反応せしめる予備反応槽とし
ても用いることにより、装置の構成を簡略化して設備コ
ストの低減や設備の省スペース化などを図ることが可能
になる。
酸化ナトリウムを予備的に反応せしめる予備反応槽とし
ても用いることにより、装置の構成を簡略化して設備コ
ストの低減や設備の省スペース化などを図ることが可能
になる。
【図１】本願発明のゼオライトの製造方法を実施するた
めに用いられるゼオライトの製造装置を示す図である。
めに用いられるゼオライトの製造装置を示す図である。
【図２】従来のゼオライトの製造装置を示す図である。
１ 石炭灰 ２ 水酸化ナトリウム水溶液 ３（３ａ，３ｂ，３ｃ） スラリー ４ 混合槽 ４ａ 攪拌機 ５ 加圧反応槽 ５ａ 攪拌機 ６ スラリー供給手段 ７ａ，７ｂ 熱交換器 ８ スラリータンク ９ 脱水機 １０ 乾燥機 １１ ホッパ １２ 水酸化ナトリウムの原液 １３ 原液槽 １４ 水酸化ナトリウムタンク １５ 中和槽 １６ａ スラリー供給ライン １６ｂ スラリー循環ライン １７ 循環ライン １９ 加熱器 ２０ 送液ライン ２１ ポンプ ２２ 水洗槽 ２３ 脱水機
Claims (7)
- 【請求項１】石炭灰を、水酸化ナトリウム濃度が１６重
量％以下の水酸化ナトリウム水溶液と混合してスラリー
化し、１００℃を越えない温度で石炭灰と水酸化ナトリ
ウムを予備的に反応せしめた後、 前記スラリーを加圧反応槽に連続的に供給し、加圧下で
１００℃を越える温度に加熱して石炭灰と水酸化ナトリ
ウムを反応せしめ、 前記加圧反応槽から排出される反応後のスラリーを、前
記予備的な反応（予備反応）を行なわせるべきスラリー
と熱交換させることにより、前記加圧反応槽から排出さ
れる反応後のスラリーから熱回収を行うようにしたこと
を特徴とするゼオライトの製造方法。 - 【請求項２】 前記石炭灰と水酸化ナトリウムの予備反
応を８０〜１００℃の温度で行なわせることを特徴とす
る請求項１記載のゼオライトの製造方法。 - 【請求項３】 前記加圧反応槽内での反応を１０５〜１
３０℃の温度で行なわせることを特徴とする請求項１又
は２記載のゼオライトの製造方法。 - 【請求項４】 前記水酸化ナトリウム水溶液中の水酸化
ナトリウム濃度を２〜１６重量％としたことを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載のゼオライトの製造方
法。 - 【請求項５】 前記加圧反応槽に供給されるスラリー中
の石炭灰の含有率（スラリー濃度）を１０〜３０重量％
としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
のゼオライトの製造方法。 - 【請求項６】 石炭灰を水酸化ナトリウム水溶液と混合
してスラリー化する混合槽と、 １００℃以下の温度でスラリー中の石炭灰と水酸化ナト
リウムを予備的に反応させる予備反応槽と、 前記スラリーを加圧下で１００℃を越える温度に加熱し
て石炭灰と水酸化ナトリウムを反応せしめる加圧反応槽
と、 前記スラリーを前記予備反応槽から前記加圧反応槽に連
続的に供給するためのスラリー供給手段と、 前記加圧反応槽から連続的に排出されるスラリーと、予
備反応を行なわせるべきスラリーとを熱交換させること
により、前記加圧反応槽から排出される反応後のスラリ
ーから熱回収を行うとともに、前記予備反応槽内のスラ
リーを昇温せしめる熱交換器とを具備することを特徴と
する請求項１〜５のいずれかの方法を実施するためのゼ
オライトの製造装置。 - 【請求項７】 前記混合槽を、スラリー中の石炭灰と水
酸化ナトリウムを予備的に反応せしめる前記予備反応槽
としても用いるようにしたことを特徴とする請求項６記
載のゼオライトの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9628796A JP2867240B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | ゼオライトの製造方法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9628796A JP2867240B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | ゼオライトの製造方法及び製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09255324A JPH09255324A (ja) | 1997-09-30 |
| JP2867240B2 true JP2867240B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=14160884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9628796A Expired - Fee Related JP2867240B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | ゼオライトの製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2867240B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6299854B1 (en) * | 1998-06-12 | 2001-10-09 | Teruo Henmi | Method of producing artificial zeolite |
| TW491814B (en) * | 1999-09-03 | 2002-06-21 | Etsuro Sakagami | Method and device for producing artificial zeolite |
| KR100375785B1 (ko) * | 2000-05-03 | 2003-03-15 | 최충렬 | 제오라이트의 제조방법 |
| JP4461322B2 (ja) * | 2002-12-10 | 2010-05-12 | 敏雄 霜田 | 石炭灰を主原料とする単結晶高機能ゼオライトの製造方法及びそのための製造装置 |
| KR101047626B1 (ko) * | 2010-12-31 | 2011-07-07 | 신완숙 | 인공 제올라이트 제조장치 및 제조방법 |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP9628796A patent/JP2867240B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09255324A (ja) | 1997-09-30 |
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