JP3038034B2 - 石炭灰中の未燃カーボン除去方法及び装置 - Google Patents

石炭灰中の未燃カーボン除去方法及び装置

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JP3038034B2 JP3091537A JP9153791A JP3038034B2 JP 3038034 B2 JP3038034 B2 JP 3038034B2 JP 3091537 A JP3091537 A JP 3091537A JP 9153791 A JP9153791 A JP 9153791A JP 3038034 B2 JP3038034 B2 JP 3038034B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭灰中の未燃カーボ
ン除去方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、原油の枯渇問題に関連して埋蔵量
が原油よりも多い石炭が燃料として見直され、火力発電
所等において、重油燃焼から石炭(微粉炭)燃焼への転
換が行われている。
【0003】微粉炭燃焼を行っている火力発電所では、
ボイラより排出される燃焼ガスから、電気集塵機によっ
てフライアッシュ(シリカ分の多い粉状の石炭灰)を採
取し、更に採取したフライアッシュを、静電選別、比重
選別等の手段によって、未燃カーボンが5パーセント未
満のフライアッシュと、未燃カーボンが5パーセント以
上のフライアッシュとに選別し、未燃カーボンが5パー
セント未満のフライアッシュを、フライアッシュセメン
トの原料、セメント混和材、土工材料等に利用してい
る。
【0004】一方、未燃カーボンが5パーセント以上の
フライアッシュや、ボイラ底部に自然落下したグリーン
アッシュ(未燃カーボンを含有する固形状の石炭灰)な
どは、多量のシリカ分(SiO2)が含有されているに
もかかわらず(下記表1にグリーンアッシュの成分を示
す)、未燃カーボンが多いため、セメント混和材等に用
いることができないので、産業廃棄物として埋立などに
より処理されている。
【0005】
【表1】
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、電力需要の
増大にともなって、火力発電所により排出される有効利
用できない石炭灰の量が増加し、石炭灰の処理に要する
費用も多大なものとなり、電力業界にとって大きな負担
となっている。
【0007】また、石炭灰の埋立による処理は、埋立水
域への投棄量に限度があるため、恒久的な処理手段とは
いえない。
【0008】本発明は上記問題点を解決するもので、石
炭灰中の未燃カーボンを除去し、石炭灰を有効に利用す
ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の石炭灰中の未燃カーボン除去方法は、未燃カーボン
をシリカ分で包んだ状態の石炭灰を粉砕し、粉砕した石
炭灰をシリカ分と未燃カーボンとに選別する。本発明の
請求項2に記載の石炭灰中の未燃カーボン除去方法で
は、ボイラの火炉底部及び後部伝熱部から排出される石
炭灰を粉砕し且つ熱風にさらした後、静電選別によって
粉砕した石炭灰からシリカ分を回収し且つ未燃カーボン
をボイラへ送給する。
【0010】本発明の請求項に記載の石炭灰中の未燃
カーボン除去装置は、未燃カーボンをシリカ分で包ん
だ状態の石炭灰を粉砕する粉砕装置と、該粉砕装置によ
って粉砕された石炭灰をシリカ分と未燃カーボンとに選
別する選別装置とを備えている。本発明の請求項4に記
載の石炭灰中の未燃カーボン除去装置では、ボイラの火
炉底部及び後部伝熱部から排出される石炭灰を粉砕する
粉砕装置と、該粉砕装置内へ熱風を送給する熱風供給装
置と、粉砕装置で粉砕された石炭灰からシリカ分を回収
し且つ未燃カーボンを除去する静電選別装置と、該静電
選別装置で得た未燃カーボンをボイラの微粉炭供給経路
へ送給する搬送装置とを備えている。
【0011】
【作用】本発明の請求項1に記載の石炭灰中の未燃カー
ボン除去方法においては、石炭灰を粉砕して、シリカ分
と当該シリカ分に包まれていた未燃カーボンとを分離さ
せる。 本発明の請求項2に記載の石炭灰中の未燃カーボ
ン除去方法においては、石炭灰を粉砕して、シリカ分に
包まれている未燃カーボンを取り出し、当該粉砕した石
炭灰を熱風にさらして、該石炭灰に含まれている水分を
除去し、シリカ分を回収した後の未燃カーボンをボイラ
へ送給することにより、未燃カーボンの有効利用を図
る。
【0012】本発明の請求項3に記載の石炭灰中の未燃
カーボン除去装置においては、粉砕装置により石炭灰を
粉砕して、シリカ分と当該シリカ分に包まれていた未燃
カーボンとを分離させる。 本発明の請求項4に記載の石
炭灰中の未燃カーボン除去装置においては、粉砕装置に
より石炭灰を粉砕して、シリカ分に包まれている未燃カ
ーボンを取り出し、当該粉砕した石炭灰を熱風供給装置
からの熱風にさらして、該石炭灰に含まれている水分を
除去し、静電選別装置でシリカ分を回収した後の未燃カ
ーボンを搬送装置によってボイラへ送給することによ
り、未燃カーボンの有効利用を図る。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
【0014】図1及び図2は本発明の一実施例を示し、
図中1は火力発電所のボイラ、2はボイラ1に供給され
る微粉炭、3はボイラ1の後部伝熱部4より排出される
燃焼ガス5aから粉状の石炭灰(フライアッシュ)6を
採取する電気集塵機、7は石炭灰6を採取した後の燃焼
ガス5bを煙突8より排出させるための排風機、9は前
記電気集塵機3によって採取した石炭灰6、及び前記後
部伝熱部4の底部にたまったスラグ状の石炭灰(シン
ダ)10を一時的に貯蔵する未処理石炭灰貯蔵ホッパで
ある。
【0015】また、11は前記石炭灰6,10、及び前
記ボイラ1の火炉12の底部にたまった未燃カーボンを
大量に含有する固形状の石炭灰(グリーンアッシュ)1
3を所定の大きさにまで粉砕する竪形ミル(粉砕装
置)、14は竪形ミル11内に熱風15aを供給する熱
風供給装置、16,17は前記未処理石炭灰貯蔵ホッパ
9から排出された石炭灰6,10及び前記火炉12の底
部から排出された石炭灰13を竪形ミル11へ投入する
搬送装置、18は竪形ミル11によって所定の大きさに
粉砕されずに、竪形ミル11内底部に残留した石炭灰
6,10,13を前記搬送装置16の搬送方向上流側端
部へ戻すための搬送装置、19は竪形ミル11によって
所定の大きさに粉砕された石灰炭20を巻込んで竪形ミ
ル11の上部より噴出する熱風15bから、前記石灰炭
20を採取するバグフィルタ、21は石灰炭20を採取
した後の熱風15cを排出させる排風機、22は前記バ
グフィルタ19によって採取した石灰炭20を一時的に
貯蔵する粉砕済石炭灰貯蔵ホッパである。
【0016】23は前記石炭灰20を、シリカ分(Si
2)24と未燃カーボン(C)25とに選別する静電
選別装置であり、該静電選別装置23は複数の静電選別
ユニット26により構成されている。
【0017】静電選別ユニット26は、図2に示す如
く、略水平方向に延び、駆動装置(図示せず)によって
回転駆動される回転ドラム27と、該回転ドラム27の
直上に設けた投入ホッパ28と、前記回転ドラム27の
下方に並設したシリカ分回収ホッパ29及び未燃カーボ
ン回収ホッパ30と、各ホッパ29,30の間に設けた
遮蔽板33と、前記シリカ分回収ホッパ29の上方に、
常時回転ドラム27の外周面に当接すように設けた回転
ドラム27の軸線方向に延びるかき落し機31と、前記
未燃カーボン回収ホッパ30の上方に、回転ドラム27
の外周面に対して所定の距離をへだてて配設した回転ド
ラム27の軸線方向に延びるロッド電極32と、プラス
電極がロッド電極32に、またマイナス電極が前記回転
ドラム27に接続され、更に、マイナス電極が接地した
直流電源装置34とを備えてなるものである。
【0018】上記静電選別ユニット26は、ロッド電極
32と回転ドラム27に直流電圧を印加し、且つ回転ド
ラム27を回転させた状態で、投入ホッパ28からシリ
カ分24と未燃カーボン25が混合した状態の石炭灰2
0を回転ドラム27へ落下させると、導電性粒子である
未燃カーボン25は、ロッド電極32へ引き寄せられて
未燃カーボン回収ホッパ30内へ回収され、また、絶縁
性粒子であるシリカ分24は、回転ドラム27に付着し
たまま、回転ドラム27とともに回動し、更に、かき落
し機31によってかき落とされ、シリカ分回収ホッパ2
9内へ回収されるようになっている。
【0019】更に、35は各静電選別ユニット26の投
入ホッパ28へ前記石炭灰20を投入するための分散供
給装置、36,37は粉砕済石炭貯蔵ホッパ22から排
出された石炭灰20を前記分散供給装置35へ搬送する
搬送装置、38は前記シリカ分24を貯蔵する製品サイ
ロ、39,40は各シリカ分回収ホッパ29から排出さ
れたシリカ分24を製品サイロ38へ搬送する搬送装
置、41は製品サイロ38より排出されたシリカ分24
を出荷用ホッパ42へ搬送する搬送装置、43は出荷用
ホッパ42から排出されたシリカ分24を輸送するため
のトラック、44は前記未燃カーボン25を一時的に貯
蔵して前記微粉炭2に混入するための未燃カーボンホッ
パ、45,46は各未燃カーボン回収ホッパ30から排
出された未燃カーボン25を未燃カーボン貯蔵ホッパ4
4へ搬送する搬送装置である。
【0020】上述した構成において、ボイラ1で微粉炭
2が燃焼されると、火炉12の底部に未燃カーボンを大
量に含有する固形状の石炭灰(グリーンアッシュ)13
が、また、後部伝熱部4の底部にスラグ状の石炭灰(シ
ンダ)10がたまり、更に、燃焼ガス5aからは電気集
塵機3によって粉状の石炭灰(フライアッシュ)が採取
される。
【0021】石炭灰6,10は未処理石炭灰貯蔵ホッパ
9に一時的に貯蔵された後、また、石炭灰13は直接、
搬送装置16,17によって竪形ミル11(粉砕装置)
に投入されて、石炭灰6,10,13は竪形ミル11に
より最大粒径150μ程度の大きさに粉砕され、図3に
示す如く未燃カーボン25をシリカ分24で包んだ状態
の石炭灰6,10,13(特に石炭灰13)は、粉砕さ
れることにより、図4に示す如く未燃カーボン25とシ
リカ分24とが分離した状態の石炭灰20になる。
【0022】このとき、石炭灰6,10,13に含まれ
る水分は熱風によって除去される。
【0023】上記石炭灰20は、バグフィルタ19、粉
砕済石炭貯蔵ホッパ22、分散供給装置35などを経て
静電選別装置23へ投入され、ここで、シリカ分24と
未燃カーボン25とに選別される。
【0024】シリカ分24は、搬送装置39,40を経
て製品サイロ38内に貯蔵され、更に、出荷用ホッパ4
2を経て、セメント混和材などとして出荷される。
【0025】また、未燃カーボン25は搬送装置46を
経て未燃カーボン貯蔵ホッパ44に投入され、ボイラ1
へ送られる微粉炭2に混入されて、再びボイラ1で燃焼
される。
【0026】このように、本実施例においては、ボイラ
1より排出される全ての石炭灰6,10,13から、未
燃カーボン25を除去してシリカ分24を回収し、又、
除去した未燃カーボン25を再びボイラ1の燃料として
用いるので、石炭灰6,10,13を有効に利用するこ
とが可能となる。
【0027】なお、本発明は上述の実施例のみに限定さ
れるものではなく、粉砕装置を別途に設けてグリーンア
ッシュをフライアッシュ、シンダと別の粉砕装置で粉砕
するように装置を構成すること、石炭灰を粉砕する手段
に、竪形ミル以外の粉砕装置を用いるようにすること、
シリカ分と未燃カーボンとを選別する手段に、静電選別
装置以外の選別装置を用いるようにすること、石炭灰の
粉砕やシリカ分と未燃カーボンの選別を複数回にわたっ
て行なうようにすること、その他本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の石炭灰中
の未燃カーボン除去方法及び装置によれば、下記のよう
な種々の優れた効果を奏し得る。(1)本発明の請求項1あるいは請求項2に記載の石炭
灰中の未燃カーボン除去方法のいずれにおいても、石炭
灰を粉砕するので、シリカ分と当該シリカ分に包まれて
いた未燃カーボンとを効率よく分離することができ、ボ
イラから排出される全ての石炭灰を有効に再利用でき
る。 (2)本発明の請求項2に記載の石炭灰中の未燃カーボ
ン除去方法においては、粉砕した石炭灰を熱風にさらし
て、石炭灰に含まれている水分を除去し、また、シリカ
分を回収した後の未燃カーボンをボイラへ送給するの
で、未燃カーボンを燃料の一部として有効に利用するこ
とができる。 (3)本発明の請求項3あるいは請求項4に記載の石炭
灰中の未燃カーボン除去装置のいずれにおいても、粉砕
装置によって石炭灰を粉砕するので、シリカ分と当該シ
リカ分に包まれていた未燃カーボンとを選別装置により
効率よく分離することができ、ボイラから排出される石
炭灰の全てを有効に再利用できる。 (4)本発明の請求項4に記載の石炭灰中の未燃カーボ
ン除去装置においては、粉砕した石炭灰を熱風供給装置
からの熱風にさらして、石炭灰に含まれている水分を除
去し、また、静電選別装置でシリカ分を回収した後の未
燃カーボンを搬送装置によってボイラへ送給するので、
未燃カーボンを燃料の一部として有効に利用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の石炭灰中の未燃カーボン除去装置の一
実施例を示す配置図である。
【図2】図1に示す石炭灰中の未燃カーボン除去装置に
用いる静電選別装置の一例を示す構成図である。
【図3】未燃カーボンをシリカ分で包んだ状態をの石炭
灰の概念図である。
【図4】図3に示す石炭灰を粉砕して未燃カーボンとシ
リカ分とに分離した状態の石炭灰の概念図である。
【符号の説明】 ボイラ 後部伝熱部 6,10,13,20 石炭灰 11 竪型ミル(粉砕装置)12 火炉 14 熱風供給装置 15a 熱風 23 静電選別装置(選別装置) 24 シリカ分 25 未燃カーボン45,46 搬送装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芹沢 貴清 大阪府寝屋川市仁和寺本町6丁目10−10 −807 (56)参考文献 特開 昭61−136452(JP,A) 実開 平2−75193(JP,U) 実開 昭64−52564(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B03C 7/00 - 7/12 B09B 3/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 未燃カーボンをシリカ分で包んだ状態の
    石炭灰を粉砕し、粉砕した石炭灰をシリカ分と未燃カー
    ボンとに選別することを特徴とする石炭灰中の未燃カー
    ボン除去方法。
  2. 【請求項2】 ボイラの火炉底部及び後部伝熱部から排
    出される石炭灰を粉砕し且つ熱風にさらした後、静電選
    別によって粉砕した石炭灰からシリカ分を回収し且つ未
    燃カーボンをボイラへ送給することを特徴とする石炭灰
    中の未燃カーボン除去方法
  3. 【請求項3】 未燃カーボンをシリカ分で包んだ状態の
    石炭灰を粉砕する粉砕装置と、該粉砕装置によって粉砕
    された石炭灰をシリカ分と未燃カーボンとに選別する選
    別装置とを備えてなることを特徴とする石炭灰中の未燃
    カーボン除去装置。
  4. 【請求項4】 ボイラの火炉底部及び後部伝熱部から排
    出される石炭灰を粉砕する粉砕装置と、該粉砕装置内へ
    熱風を送給する熱風供給装置と、粉砕装置で粉砕された
    石炭灰からシリカ分を回収し且つ未燃カーボンを除去す
    る静電選別装置と、該静電選別装置で得た未燃カーボン
    をボイラの微粉炭供給経路へ送給する搬送装置とを備え
    てなることを特徴とする石炭灰中の未燃カーボン除去装
    置。
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