JP3397251B2 - Method and apparatus for modifying coal ash - Google Patents

Method and apparatus for modifying coal ash

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JP3397251B2 JP10709293A JP10709293A JP3397251B2 JP 3397251 B2 JP3397251 B2 JP 3397251B2 JP 10709293 A JP10709293 A JP 10709293A JP 10709293 A JP10709293 A JP 10709293A JP 3397251 B2 JP3397251 B2 JP 3397251B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、石炭をエネルギー源と
する発電所等において発生する多量の石炭灰を有効利用
するための改質石炭灰の製造方法および装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing modified coal ash for effectively utilizing a large amount of coal ash generated in a power plant or the like using coal as an energy source.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、石炭利用の拡大に伴い、排出され
る石炭灰も莫大な量に達している。しかしながら、こう
した石炭灰の多くは、埋め立て処分されているが、こう
した埋め立て地の確保も年々困難となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the expansion of coal utilization, the amount of coal ash discharged has reached enormous amounts. However, although most of such coal ash is disposed of in landfills, it is becoming difficult to secure such landfills year by year.

【0003】一方、従来より行われている石炭灰の単純
な利用方法にセメント用原材料や路盤材としての活用が
あるが、これらにしても現在までに充分な利用推進が図
られ、将来的に大幅な需要増加は期待できないことか
ら、石炭灰の処理対策については、新たな用途分野に活
用できる有効利用促進のための石炭灰の改質が重要な課
題となっている。
On the other hand, a simple method of using coal ash that has been used conventionally is to use it as a raw material for cement or a roadbed material. Since no significant increase in demand can be expected, regarding coal ash treatment measures, reforming of coal ash has become an important issue to promote effective utilization that can be utilized in new fields of application.

【0004】上記課題を解決すべく、こうした石炭灰を
高付加価値化させて再資源化することによる有効利用方
法として、石炭灰に苛性ソーダなどのアルカリ溶液を添
加して水熱処理することにより、多孔質結晶物である人
工ゼオライトに改質する方法が、例えば、グリーンジャ
パン 83,1990.7,35〜37頁などに記載さ
れている。
[0004] In order to solve the above problems, as an effective utilization method due to recycling by such a coal ash is high added value, by the coal ash by adding an alkali solution such as caustic soda to hydrothermal treatment, A method for modifying the artificial zeolite, which is a porous crystalline material, is described in, for example, Green Japan 83, 1990.7, pp. 35-37.

【0005】上記人工ゼオライトの製造方法について詳
述する。
The method for producing the artificial zeolite will be described in detail.

【0006】まず、石炭灰および事前に濃度および温度
調整した水酸化ナトリウム水溶液を反応槽に装入し、撹
拌、煮沸し、石炭灰を多孔質結晶物に改質する(ゼオラ
イト化)反応を行う。
First, coal ash and an aqueous sodium hydroxide solution whose concentration and temperature have been adjusted in advance are charged into a reaction tank, stirred and boiled to reform the coal ash into a porous crystalline substance (zeolite formation). .

【0007】次に、上記水熱処理後の多孔質結晶物含有
スラリーは、バッファータンクに移送され、続いて、バ
ッファータンクより脱液機である濾過器に送り、該スラ
リーに含まれるアルカリ水溶液を脱液する。このうち該
アルカリ脱液は、回収して水酸化ナトリウム水溶液の原
料として循環使用する。他方、脱液機で脱液された上記
スラリーの濾過ケーキは、コンベアによって搬送し、水
洗槽に装入する。同時に水洗槽には多量の洗浄水を供給
して撹拌洗浄を行う。
[0007] Next, the porous crystalline material containing slurry after the hydrothermal treatment is transferred to a buffer tank, subsequently, the feed to the filter is drained machine than the buffer tank, the aqueous alkaline solution contained in the slurry Drain the liquid. Of these, the alkaline deliquored liquid is recovered and circulated and used as a raw material of an aqueous sodium hydroxide solution. On the other hand, the filter cake of the slurry that has been deliquored by the deliquoring machine is conveyed by a conveyor and loaded into a washing tank. At the same time, a large amount of washing water is supplied to the washing tank to perform stirring washing.

【0008】次に、水洗槽で洗浄がなされた多孔質結晶
物含有スラリーは、脱水機である濾過器に送って脱水処
理する。このうち脱水液は、その一部を回収して水酸化
ナトリウム水溶液の原料として循環使用し、残りの大部
分の系外の排液処理装置に送り処理した後に排水する。
他方、脱水機で脱水して得られた多孔質結晶物たる人工
ゼオライトを含有する固形物は、コンベアにより搬送
し、用途に応じて、そのまま風乾等により乾燥して製品
とする以外にも必要な設備に送り、造粒加工などを施し
て製品とすることが記載されている。
Next, the slurry containing the porous crystal substance, which has been washed in the water washing tank, is sent to a filter which is a dehydrator for dehydration treatment. Of this, a part of the dehydrated liquid is recovered, circulated and used as a raw material for the sodium hydroxide aqueous solution, and sent to the drainage treatment device outside most of the rest, and then drained.
On the other hand, solid matter containing artificial zeolite, which is a porous crystalline substance obtained by dehydration with a dehydrator, is conveyed by a conveyor, and depending on the application, it is necessary in addition to the product dried by air-drying as it is. It is described that the product is sent to equipment and subjected to granulation processing or the like to obtain a product.

【0009】これらの方法により得られる多孔質結晶物
たる人工ゼオライトは、陽イオン交換機能および吸着機
能を有することから、土壌改良剤や吸着剤として利用で
きるとするものである。
The artificial zeolite, which is a porous crystalline substance obtained by these methods, has a cation exchange function and an adsorption function, and therefore can be used as a soil improver or an adsorbent.

【0010】しかしながら、上記人工ゼオライトの製造
方法(グリーンジャパン 83,1990.7,35〜
37頁など)においては、アルカリ水溶液に水酸化ナト
リウムを用いて人工ゼオライトを製造する方法が記載さ
れているだけであり、これらをさらにイオン交換するた
めのイオン交換方法に関する記載はなされていない。
However, the method for producing the above artificial zeolite (Green Japan 83, 1990.7, 35-35)
(Page 37, etc.) only describes a method for producing an artificial zeolite by using sodium hydroxide in an alkaline aqueous solution, and does not describe an ion exchange method for further ion exchanging them.

【0011】一方、土壌改良材および特殊脱臭(特にア
ンモニア)用に用いられるゼオライトとしては、カルシ
ウム型ゼオライトが必須であり、上記人工ゼオライトに
おいても、かかる用途に利用する場合には、ナトリウム
イオンをカルシウムイオンにてイオン交換する必要があ
るが、こうしたイオン交換方法に対する人工ゼオライト
における技術的な開示あるいは示唆はなされていない。
On the other hand, calcium-type zeolite is indispensable as a zeolite used for soil conditioner and special deodorization (especially for ammonia), and even in the above artificial zeolite, sodium ion is used as calcium when it is used for such a purpose. Although it is necessary to perform ion exchange with ions, there is no technical disclosure or suggestion regarding artificial zeolite for such an ion exchange method.

【0012】なお、ゼオライトには、上述の人工ゼオラ
イト以外に、沸石として天然に産出されるモルデナイト
ゼオライトやクリノプチロライトゼオライトなどの天然
ゼオライト、さらに水酸化ナトリウム、ケイ酸ソーダ、
コロイドシリカ、アルミン酸ナトリウムなどを原料とし
て工業的に製造される合成ゼオライトが現在までに知ら
れている。
In addition to the above-mentioned artificial zeolite, natural zeolites such as mordenite zeolite and clinoptilolite zeolite which are naturally produced as zeolite, sodium hydroxide, sodium silicate,
So far, synthetic zeolites industrially produced from colloidal silica, sodium aluminate, etc. have been known.

【0013】こうした天然ゼオライトおよび合成ゼオラ
イトにおいても土壌改良材および特殊脱臭(特にアンモ
ニア)用に用いられるゼオライトには、カルシウム型ゼ
オライトが必須である。
Among these natural zeolites and synthetic zeolites, calcium-type zeolite is essential for the soil conditioner and the zeolite used for special deodorization (especially ammonia).

【0014】このうち、天然ゼオライトでは天然にある
カルシウム型ゼオライトの岩石をそのまま粉砕、か焼
て加工することで製造できるため、合成ゼオライトなど
に比し安価に製造できる利点を有する。そのため、現在
市販されている土壌改良材は、天然ゼオライト系のもの
である。
Of these, natural zeolite can be produced by crushing natural calcium-type zeolite rock as it is, calcinated and processed, and therefore has an advantage that it can be produced at a lower cost than synthetic zeolite. Therefore, the soil improvers currently on the market are of natural zeolite type.

【0015】しかしながら、上記天然ゼオライトの場合
には、ゼオライトの品質を判断するひとつの指標とし
て、陽イオン交換容量(陽イオンをどれだけイオン交換
し得る能力を有しているかを示す指標である。以下、単
にCECとも記す)があるが、合成ゼオライトが400
〜600meq/100g、さらには上記人工ゼオライ
トが、150〜350meq/100gであるのに対
し、天然ゼオライトが概ね150meq/100g以下
と低いものである。そのため、天然ゼオライトに代わる
安価で高性能な上記人工ゼオライトのカルシウム交換方
法の確立が望まれているのが現状である。
However, in the case of the above natural zeolite, as one index for judging the quality of the zeolite, it is a cation exchange capacity (an index showing how much cation can be ion-exchanged). Hereinafter, simply referred to as CEC), but synthetic zeolite is 400
˜600 meq / 100 g, and further 150 to 350 meq / 100 g for the artificial zeolite, whereas the natural zeolite is as low as 150 meq / 100 g or less. Therefore, at present, it is desired to establish a low-cost, high-performance calcium exchange method for the artificial zeolite as an alternative to natural zeolite.

【0016】一方、合成ゼオライトでは、カルシウム交
換方法が、化学プロセス集成,株式会社東京化学同人発
行,249〜252頁に記載されている。
On the other hand, in the case of synthetic zeolite, the method for exchanging calcium is described in Chemical Process Collection, Tokyo Kagaku Dojin, pp. 249-252.

【0017】上記カルシウム交換方法では、まず、結晶
化工程として、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウムお
よびアルミン酸ナトリウムの原料を正確に秤量して調合
槽に添加し、撹拌、混合しながら一定のpHおよび濃度
に調整し、該調整スラリーを反応槽(結晶化槽)に送り
約100℃常圧下で結晶化させてゼオライト化する。続
いて濾過工程では、反応(結晶化)完了後、該スラリー
を回転真空濾過器に送り、固液を分離して該ゼオライト
を濾過ケーキとして分離する。さらにイオン交換工程で
は、該濾過ケーキをコンベアによりイオン交換槽へ送
り、加熱したカルシウム水溶液中へ懸濁し、液の温度お
よび接触時間を調節してイオン交換率を一定(約40
%)に保ちながらイオン交換反応を行い、該イオン交換
終了後、上記濾過工程と同様に濾過してゼオライトの濾
過ケーキとして分離し、その後の用途に応じて、そのま
ま乾燥して製品とするか、またはさらに造粒した後に製
品とする方法が記載されている。
In the above calcium exchange method, first, as a crystallization step, raw materials of sodium hydroxide, sodium silicate and sodium aluminate are accurately weighed and added to a mixing tank, and a constant pH and a constant pH are obtained while stirring and mixing. After adjusting the concentration, the adjusted slurry is sent to a reaction tank (crystallization tank) and crystallized at about 100 ° C. under normal pressure to form a zeolite. Subsequently, in the filtration step, after completion of the reaction (crystallization), the slurry is sent to a rotary vacuum filter to separate a solid liquid and the zeolite as a filter cake. Further, in the ion exchange step, the filter cake is sent to an ion exchange tank by a conveyor, suspended in a heated calcium aqueous solution, and the temperature and contact time of the solution are adjusted to keep the ion exchange rate constant (about 40%).
%) To carry out an ion exchange reaction, and after the ion exchange is completed, it is filtered in the same manner as in the above filtration step to be separated as a zeolite filter cake, and then dried as it is to obtain a product, Alternatively, a method of forming a product after further granulating is described.

【0018】しかしながら、合成ゼオライトでは、原料
のシリカゲルおよびアルミナが非常に高価であるため、
極めて高価なものである。そのため、価格よりも性能を
重要視する分野において合成ゼオライトの持つ優れた触
媒機能などが有効に利用する必要があり、土壌改良材な
どへの利用は実用的でない。
However, in the case of synthetic zeolite, silica gel and alumina, which are raw materials, are very expensive.
It is extremely expensive. Therefore, it is necessary to effectively utilize the excellent catalytic function of synthetic zeolite in a field where performance is more important than price, and it is not practical to use it as a soil conditioner.

【0019】また、本発明者らは、上記合成ゼオライト
のカルシウム交換方法を、上記人工ゼオライトに適用し
た場合、すなわち、脱液後の濾過ケーキを用い、これを
加熱したカルシウム水溶液中へ懸濁し、イオン交換を実
施した結果、イオン交換率は約50%と上記合成ゼオラ
イトと同程度の転換率を得ることが確認できたが、イオ
ン交換後の濾過処理が不能に近いなど、実際に運転を行
う上での多くの課題を有していることが分かった。
Further, the present inventors have applied the above-mentioned synthetic zeolite calcium exchange method to the above-mentioned artificial zeolite, that is, using a filter cake after deliquoring, and suspending it in a heated calcium aqueous solution, As a result of carrying out ion exchange, it was confirmed that the ion exchange rate was about 50%, which was about the same as the conversion rate of the above synthetic zeolite, but the operation was actually performed because the filtration treatment after ion exchange was almost impossible. It turns out that it has many of the challenges above.

【0020】したがって、今日までに安価で高性能な人
工ゼオライトによるカルシウム交換方法は見出だされて
いないのが現状であった。
Therefore, it has been the current situation that no inexpensive and high-performance calcium exchange method using artificial zeolite has been found to date.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、石炭をエネルギー源とする発電所等において発
生する多量の石炭灰を有効利用するための新規な石炭灰
の改質方法、特にカルシウム型ゼオライトの製造方法
よびその装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a novel coal ash reforming method for effectively utilizing a large amount of coal ash generated in a power plant using coal as an energy source, especially calcium. your method of manufacturing-type zeolite
And a device therefor .

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために、新規な石炭灰の改質方法、特にカルシ
ウム型ゼオライトの製造方法について鋭意研究した結
果、従来技術のカルシウム交換方法において、脱液後の
濾過ケーキを用い、これを加熱したカルシウム水溶液中
へ懸濁してイオン交換を行う場合、濾過ケーキに残存す
るアルカリ水溶液により、該濾過ケーキを加熱したカル
シウム水溶液中へ懸濁した際、該水溶液のpHが約1
2.5と高く、該水溶液中のカルシウムが水酸化カルシ
ウムの針状結晶を生成し、該結晶生成物により濾過時の
通気抵抗が大きくなり、濾過処理が不能となること、さ
らにはイオン交換率が濾過ケーキに含まれるナトリウム
などのアルカリ金属イオン濃度に大きく影響されること
を見出だし、イオン交換を行う前に、濾過ケーキに残存
するアルカリ水溶液(アルカリ金属イオン)を除去する
ことにより、水溶液のpHを12.0未満に低下および
アルカリ金属イオン濃度を低下の双方を行うことがで
き、さらにイオン交換を常温下で充分に行うことができ
ることも見出だし、これらによりイオン交換後の濾過処
理の改善およびイオン交換率の飛躍的な向上が達成で
き、目的とするカルシウム型ゼオライトを製造すること
ができる知り、この知見に基づき本発明を完成するに至
ったものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor has conducted earnest research on a new method for reforming coal ash, particularly a method for producing calcium-type zeolite, and as a result, the conventional calcium exchange method. In the case of using the filtered cake after deliquoring, and suspending this in a heated calcium aqueous solution for ion exchange, the alkaline aqueous solution remaining in the filter cake suspended the filtered cake in the heated calcium aqueous solution. At this time, the pH of the aqueous solution is about 1
It is as high as 2.5, and calcium in the aqueous solution produces needle crystals of calcium hydroxide, the crystal product increases aeration resistance during filtration, and the filtration treatment becomes impossible, and further, the ion exchange rate. Was significantly affected by the concentration of alkali metal ions such as sodium contained in the filter cake, and by removing the alkaline aqueous solution (alkali metal ions) remaining in the filter cake before performing the ion exchange, It has also been found that the pH can be reduced to less than 12.0 and the alkali metal ion concentration can be reduced, and further, ion exchange can be sufficiently performed at room temperature, which improves the filtration treatment after ion exchange. We also know that we can achieve a dramatic improvement in the ion exchange rate and produce the desired calcium-type zeolite. Which has led to the completion of the present invention based on.

【0023】[0023]

【0024】本発明の目的は、(1)石炭灰にアルカリ
水溶液を添加し、撹拌しながらスラリー化して温度90
〜100℃にて水熱処理した後に、該スラリーを余剰の
アルカリ水溶液と結晶生成物に分離した後、該スラリー
を系内の水洗脱排水との熱交換により温度70℃以下に
冷却した後、該スラリーを余剰のアルカリ水溶液と生成
結晶物に分離した後、該結晶生成物を水洗した後、該結
晶生成物にカルシウム化合物を添加してpH12未満に
てイオン交換を行うことを特徴とする石炭灰の改質方法
によっても達成される。
The object of the present invention is: (1) Add an alkaline aqueous solution to coal ash and make a slurry while stirring to obtain a temperature of 90.
After hydrothermal treatment at ˜100 ° C., the slurry is separated into an excess alkaline aqueous solution and a crystal product, and the slurry is cooled to a temperature of 70 ° C. or lower by heat exchange with water washing / drainage in the system, A coal characterized by separating the slurry into an excess alkaline aqueous solution and a generated crystal product, washing the crystal product with water, adding a calcium compound to the crystal product, and performing ion exchange at a pH of less than 12. It is also achieved by the method of ash modification.

【0025】本発明の他の目的は、()結晶生成物を
水洗した後、脱水した該結晶生成物にカルシウム化合物
と水を添加して再度スラリー化し、pH12未満にてイ
オン交換を行うことを特徴とする上記(1)に示す石炭
灰の改質方法によっても達成される。
Another object of the present invention is to ( 2 ) wash the crystal product with water, add a calcium compound and water to the dehydrated crystal product to form a slurry again, and perform ion exchange at a pH of less than 12. It is also achieved by the method for reforming coal ash shown in (1 ) above.

【0026】本発明の他の目的は、()イオン交換を
行った後に、該スラリーをカルシウム置換結晶生成物と
溶液とに分離した後、該カルシウム置換結晶生成物を水
洗処理することを特徴とする上記(1)または(2)
示す石炭灰の製造方法によっても達成される。
Another object of the present invention is that after ( 3 ) ion exchange is performed, the slurry is separated into a calcium-substituted crystal product and a solution, and then the calcium-substituted crystal product is washed with water. It is also achieved by the method for producing coal ash described in (1) or (2) above.

【0027】本発明の他の目的は、()結晶化工程と
して、石炭灰にアルカリ水溶液を添加し、撹拌しながら
スラリー化して温度90〜100℃にて水熱処理を行う
水熱反応槽を有し、続いて濾過工程として、反応完了後
生成スラリーを熱交換により温度70℃以下に冷却す
るための熱交換器を設け、該熱交換後の該スラリーを余
剰のアルカリ水溶液と結晶生成物とに分離濾過する濾過
器を持ち、さらにイオン交換工程として、カルシウム化
合物を添加して結晶生成物のイオン交換を行うイオン交
換槽および該イオン交換完了後のスラリーをカルシウム
置換結晶生成物と溶液とに分離濾過する濾過器を有する
石炭灰の改質装置において、該イオン交換工程でイオン
交換を行う前に、該結晶生成物の水洗を行う水洗槽を設
けたことを特徴とする石炭灰の改質装置によっても達成
される。
[0027] Another object of the present invention, (4) a crystallization step, by adding an alkali aqueous solution to coal ash, performing hydrothermal treatment at a temperature 90 to 100 ° C. was slurried with stirring
It has a hydrothermal reaction tank, and subsequently, as a filtration step, the produced slurry after completion of the reaction is cooled to a temperature of 70 ° C. or less by heat exchange.
And a filter for separating and filtering the slurry after the heat exchange into an excess alkaline aqueous solution and a crystal product. Further, as an ion exchange step, a calcium compound is added to form a crystal product. In the coal ash reformer having an ion exchange tank for performing ion exchange and a filter for separating and filtering the slurry after completion of the ion exchange into a calcium-substituted crystal product and a solution, ion exchange is performed in the ion exchange step. This can also be achieved by a coal ash reforming device characterized in that a washing tank for washing the crystal product with water is provided in advance.

【0028】本発明の他の目的は、()イオン交換工
程で、分離濾過したカルシウム置換結晶生成物の水洗を
行う水洗槽を設けたことを特徴とする上記()に示す
石炭灰の改質装置によっても達成される。
[0028] Another object of the present invention, (5) an ion exchange step, the coal ash shown in the above (4), characterized in that a washing tank for performing washing separate filtered calcium substituted crystalline product It is also achieved by a reformer.

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【作用】以下、本発明を実施態様に基づき、より詳細に
説明する。
The present invention will be described in more detail based on the embodiments.

【0031】図1は、本発明に係る石炭灰の改質方法に
用いられる製造装置の一実施態様を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a manufacturing apparatus used in the method for reforming coal ash according to the present invention.

【0032】図1より、石炭灰の改質方法に用いられる
改質装置1の構成としては、まず、石炭灰ホッパー2お
よび反応液タンク3が設けられ、これらは配管4および
5により攪拌機6を備えてなる反応槽7の上槽部に連結
され、配管5の経路上には移送ポンプ8が設けられてい
る。また該反応槽7の下槽部は、バッファータンク9の
上部に配管10により連結され、配管10の経路上には
移送ポンプ11が設けられている。
As shown in FIG. 1, as the structure of the reforming apparatus 1 used in the method for reforming coal ash, first, a coal ash hopper 2 and a reaction liquid tank 3 are provided, which are equipped with a stirrer 6 through pipes 4 and 5. A transfer pump 8 is provided on the path of the pipe 5 connected to the upper tank portion of the reaction tank 7 provided. The lower tank part of the reaction tank 7 is connected to the upper part of the buffer tank 9 by a pipe 10, and a transfer pump 11 is provided on the path of the pipe 10.

【0033】次に該バッファータンク9の下部は、脱液
機12と配管13により連結され、配管13の経路上に
は移送ポンプ14および熱交換器15が設けられてい
る。該脱液機12の下方にはコンベア16が連設され、
該コンベア16の他端は、水洗槽17まで延びている。
また該水洗槽17には系外より洗浄水供給用の配管18
が設けられ、該配管18上にはバルブ19が設けられて
いる。
Next, the lower portion of the buffer tank 9 is connected to the liquid remover 12 by a pipe 13, and a transfer pump 14 and a heat exchanger 15 are provided on the route of the pipe 13. A conveyor 16 is continuously provided below the liquid remover 12,
The other end of the conveyor 16 extends to the washing tank 17.
Further, the washing tank 17 has a pipe 18 for supplying washing water from outside the system.
Is provided, and a valve 19 is provided on the pipe 18.

【0034】さらに上記水洗槽17の下槽部は脱水機2
0と配管21により連結されており、該配管21の経路
上には移送ポンプ22が設けられている。該脱水機20
の下方にはコンベア23が連設されている。
Further, the lower tank portion of the water washing tank 17 is a dehydrator 2
0 and a pipe 21 are connected, and a transfer pump 22 is provided on the route of the pipe 21. The dehydrator 20
A conveyor 23 is continuously provided below.

【0035】また上記脱液機12は、レシーバタンク2
4と配管25で連結され、またレシーバタンク24は真
空ポンプ26および反応液タンク3にそれぞれ配管27
および28で連結され、配管28の経路上には排液ポン
プ29が設けられている。
Further, the drainer 12 is provided with the receiver tank 2
4 and a pipe 25, and the receiver tank 24 is connected to the vacuum pump 26 and the reaction solution tank 3 by a pipe 27, respectively.
A drainage pump 29 is provided on the path of the pipe 28.

【0036】なお上記反応液タンク3には、アルカリ溶
液タンク30が配管31により連結され、配管31の経
路上には移送ポンプ32が設けられている。
An alkaline solution tank 30 is connected to the reaction solution tank 3 by a pipe 31, and a transfer pump 32 is provided on the path of the pipe 31.

【0037】さらに上記脱水機20は、レシーバタンク
33と配管34で連結され、レシーバタンク33は配管
35により真空ポンプ36と連結されている。また該レ
シーバタンク33は配管37により系外の排水処理装置
(図示せず)に連結されると共に配管37より分岐した
配管38により反応液タンク3に連結されている。また
配管37の経路上には排水ポンプ39が設けられ、配管
38の経路上にはバルブ40および上記熱交換器15が
設けられている。
Further, the dehydrator 20 is connected to a receiver tank 33 by a pipe 34, and the receiver tank 33 is connected to a vacuum pump 36 by a pipe 35. Further, the receiver tank 33 is connected to a wastewater treatment device (not shown) outside the system by a pipe 37 and is connected to the reaction liquid tank 3 by a pipe 38 branched from the pipe 37. A drainage pump 39 is provided on the path of the pipe 37, and a valve 40 and the heat exchanger 15 are provided on the path of the pipe 38.

【0038】次に上記コンベア23の他端は、イオン交
換槽41まで延びている。また該イオン交換槽41には
カルシウム貯蔵槽42が配管43で連結され、さらにイ
オン交換槽41の下部は、脱液機44と配管45により
連結され、配管45の経路上には移送ポンプ46が設け
られている。該脱液機44の下方にはコンベア47が連
設され、該コンベア47の他端は、水洗槽48まで延び
ている。また該水洗槽48には系外より洗浄水供給用の
配管49が設けられ、該配管49上にはバルブ50が設
けられている。
Next, the other end of the conveyor 23 extends to the ion exchange tank 41. Further, a calcium storage tank 42 is connected to the ion exchange tank 41 by a pipe 43, a lower portion of the ion exchange tank 41 is connected to a dewatering device 44 by a pipe 45, and a transfer pump 46 is provided on a path of the pipe 45. It is provided. A conveyor 47 is continuously provided below the liquid remover 44, and the other end of the conveyor 47 extends to a washing tank 48. A pipe 49 for supplying washing water from outside the system is provided in the washing tank 48, and a valve 50 is provided on the pipe 49.

【0039】さらに上記水洗槽48の下槽部は脱水機5
1と配管52により連結されており、該配管52の経路
上には移送ポンプ53が設けられている。該脱水機51
の下方にはコンベア54が連設されている。
Further, the lower tank portion of the washing tank 48 is the dehydrator 5
1 and a pipe 52, and a transfer pump 53 is provided on the route of the pipe 52. The dehydrator 51
A conveyor 54 is continuously provided below.

【0040】また上記脱液機44は、レシーバタンク5
5と配管56で連結され、またレシーバタンク55は真
空ポンプ57およびイオン交換槽41にそれぞれ配管5
8および59で連結され、配管59の経路上には排液ポ
ンプ60が設けられている。
The liquid remover 44 is provided in the receiver tank 5
5 and the pipe 56, and the receiver tank 55 is connected to the vacuum pump 57 and the ion exchange tank 41 by the pipe 5 respectively.
A drainage pump 60 is provided on the path of the pipe 59.

【0041】さらに上記脱水機51は、レシーバタンク
61と配管62で連結され、レシーバタンク61は配管
63により真空ブロワー64と連結されている。また該
レシーバタンク61は配管65により系外の排水処理装
置(図示せず)に連結され、配管65の経路上には排液
ポンプ66が設けられている。
Further, the dehydrator 51 is connected to a receiver tank 61 by a pipe 62, and the receiver tank 61 is connected to a vacuum blower 64 by a pipe 63. The receiver tank 61 is connected to a wastewater treatment device (not shown) outside the system by a pipe 65, and a drainage pump 66 is provided on the path of the pipe 65.

【0042】上記構成を有する改質石炭灰製造装置1を
用いてなる石炭灰の改質方法について詳述する。
A method of reforming coal ash using the reformed coal ash manufacturing apparatus 1 having the above structure will be described in detail.

【0043】まず、石炭灰ホッパー2から石炭灰が、ま
た反応液タンク3から事前にアルカリ溶液タンク30よ
り送られたアルカリ溶液と配管28および38を通じて
再循環されるアルカリ回収液および回収洗浄水とを用い
て濃度調整および温度調整したアルカリ溶液が、それぞ
れ配管4および5を通じて反応槽7に所定の固液比とな
るように調整して装入し、所定温度で該反応槽7に備え
られている撹拌機6により、撹拌、煮沸し、石炭灰を多
孔質結晶物に改質する(ゼオライト化)反応を行う。
First, the coal ash from the coal ash hopper 2, the alkali solution sent from the reaction solution tank 3 in advance from the alkali solution tank 30, and the alkali recovery liquid and the recovery cleaning water recirculated through the pipes 28 and 38. The alkali solution whose concentration and temperature have been adjusted by using is adjusted and charged into the reaction tank 7 through pipes 4 and 5, respectively, so as to have a predetermined solid-liquid ratio, and the reaction tank 7 is provided at a predetermined temperature. Stirring and boiling are performed by the stirrer 6 that is present, and a reaction for reforming the coal ash into a porous crystalline substance (zeoliticization) is performed.

【0044】ここで、本発明に用いられる原料の石炭灰
としては、特に限定されるものでなく、例えば、フライ
アッシュ、クリンカアッシュまたは石炭燃料灰などを用
いることができる。こうした石炭灰は、例えば、火力発
電などで微粉炭などを燃焼させた際に副生する石炭灰で
あり、煙道の気流中などから採取される。したがって、
採取した時点で石炭灰の粒径はかなり細かくそのまま用
いることも可能であるが、反応性(接触面積)を高める
には、通常50μm以下の粒子が98%以上、好ましく
は20μm以下の粒子が50%以上、より好ましくは1
0μm以下の粒子が30%以上となるように粉砕して用
いることが望ましい。該石炭灰が30μm以下の粒子が
30%の場合には、アルカリ水溶液との接触面積が減少
し、反応効率が低下するため結晶化率が低くなるなど好
ましくない。
The raw material coal ash used in the present invention is not particularly limited, and for example, fly ash, clinker ash, coal fuel ash or the like can be used. Such coal ash is, for example, a coal ash produced as a by-product when pulverized coal or the like is burned in thermal power generation or the like, and is collected from the airflow of a flue or the like. Therefore,
Although the particle size of coal ash at the time of collection is quite fine and it is possible to use it as it is, in order to enhance the reactivity (contact area), particles having a particle size of 50 μm or less are usually 98% or more, and particles having a particle size of 20 μm or less are 50% or less. % Or more, more preferably 1
It is desirable that the particles of 0 μm or less are crushed to be used in an amount of 30% or more. When 30% of the particles of the coal ash have a size of 30 μm or less, the contact area with the alkaline aqueous solution is reduced, the reaction efficiency is lowered, and the crystallization rate is lowered, which is not preferable.

【0045】また、本発明に用いられるアルカリ水溶液
としては、特に制限されるものでなく、例えば、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウムなどの水溶液を用いること
ができる。
The alkaline aqueous solution used in the present invention is not particularly limited and, for example, an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like can be used.

【0046】次に、濃度調整したアルカリ水溶液の濃度
としては、特に限定されるものでないが、通常1〜4
N、好ましくは1.5〜3N、より好ましくは1.8〜
2.3Nの範囲である。該アルカリ水溶液の濃度が1N
未満の場合には、得られる多孔質結晶物の陽イオン交換
容量(CEC)が充分でなく、また4Nを越える場合に
は、得られる多孔質結晶物のCECは充分であるが、多
孔質結晶物の結晶構造がフィリップサイト構造(有効最
小径4〜5オングストローム)のものが大幅に減少し、
ハイドロキシソーダライト構造(有効最小径2〜3オン
グストローム)のものが急増するため、分子量の大きな
アンモニアイオンなどのガス吸着が困難となるため好ま
しくない。
The concentration of the alkali aqueous solution whose concentration has been adjusted is not particularly limited, but is usually 1 to 4
N, preferably 1.5 to 3N, more preferably 1.8 to
The range is 2.3N. The concentration of the alkaline aqueous solution is 1N
When it is less than 4, the cation exchange capacity (CEC) of the obtained porous crystal is not sufficient, and when it exceeds 4 N, the CEC of the obtained porous crystal is sufficient, but the porous crystal is The crystal structure of the product is significantly reduced for those with the Phillipsite structure (effective minimum diameter 4-5 angstroms),
Since the number of those having a hydroxy sodalite structure (effective minimum diameter of 2 to 3 angstroms) increases rapidly, it becomes difficult to adsorb gas such as ammonia ions having a large molecular weight, which is not preferable.

【0047】また、温度調整したアルカリ水溶液の温度
としては、通常85〜100℃、好ましくは90〜10
0℃、より好ましくは98〜100℃の範囲である。該
温度が85℃未満の場合には、所定の反応温度に加熱す
るまでに時間を要し、また100℃を越える場合には、
圧力容器を用いて加熱する必要があり、設備が大型とな
り運転費も高く好ましくない。こうした温度調整方法と
しては、例えば、反応液タンク3にヒータを設けたり、
配管5の経路上に加熱装置を設けるなどの方法が挙げら
れる。
The temperature of the temperature-adjusted alkaline aqueous solution is usually 85 to 100 ° C., preferably 90 to 10 ° C.
The temperature is 0 ° C, and more preferably 98 to 100 ° C. When the temperature is less than 85 ° C, it takes time to heat to a predetermined reaction temperature, and when it exceeds 100 ° C,
Since it is necessary to heat using a pressure vessel, the equipment is large and the operating cost is high, which is not preferable. As such a temperature adjusting method, for example, a heater is provided in the reaction solution tank 3,
A method of providing a heating device on the path of the pipe 5 may be used.

【0048】また本発明に用いられる石炭灰とアルカリ
水溶液との固液比としては、通常0.5〜3.0リット
ル/kg、好ましくは1.5〜2.5リットル/kg、
より好ましくは2.0〜2.2リットル/kgの範囲で
ある。該固液比が、0.5リットル/kg未満の場合に
は、アルカリ水溶液が不足しスラリー化できず、粘性を
帯びたペースト状態に混練できるだけで、十分な改質が
なされず、また3.0リットル/kgを越える場合に
は、固体濃度が低下し、撹拌による固体と液体との相対
速度が小さくなるため、接触効率が低下し、充分な反応
速度が得られず好ましくない。
The solid-liquid ratio of the coal ash used in the present invention and the alkaline aqueous solution is usually 0.5 to 3.0 liter / kg, preferably 1.5 to 2.5 liter / kg,
The range is more preferably 2.0 to 2.2 liter / kg. When the solid-liquid ratio is less than 0.5 liter / kg, the aqueous alkali solution is insufficient to form a slurry, and the mixture can be kneaded into a viscous paste state and cannot be sufficiently modified. If it exceeds 0 liter / kg, the solid concentration decreases and the relative speed between the solid and the liquid due to stirring decreases, so that the contact efficiency decreases and a sufficient reaction rate cannot be obtained, which is not preferable.

【0049】また反応時の煮沸温度は、通常90〜10
0℃、好ましくは95〜100℃、より好ましくは98
〜100℃の範囲である。該温度が90℃未満の場合に
は、反応速度が大幅に低下し、反応に長時間を要し、ま
た100℃を越える場合には、大型の高圧設備を必要と
し、加熱に要するコストに見合うだけの充分な効果(結
晶化率の向上など)が得られず好ましくない。
The boiling temperature during the reaction is usually 90 to 10
0 ° C, preferably 95-100 ° C, more preferably 98
Is in the range of -100 ° C If the temperature is lower than 90 ° C., the reaction rate will be significantly reduced and the reaction will take a long time. If the temperature is higher than 100 ° C., large high-pressure equipment will be required, which is commensurate with the cost required for heating. It is not preferable because the sufficient effect (improvement of crystallization rate, etc.) cannot be obtained.

【0050】また、本発明における撹拌時に必要とされ
る流体速度としては、反応固液比や液体の粘性などによ
り異なるが、通常0.7〜3m/sec、好ましくは
0.7〜2m/sec、より好ましくは1〜2m/se
cの範囲である。該流体速度が、0.7m/sec未満
の場合には、用いる固体濃度が大きいため撹拌による十
分な混合(固液接触)が行われず、多くの石炭灰が反応
槽7底部に沈降堆積したままの状態になるなど好ましく
なく、また3m/secを越える場合には、撹拌力の増
加に見合うだけの充分な効果(結晶化率の向上など)が
得られず好ましくない。したがって、上記流体速度とな
るように、反応槽7に備えられている撹拌機6に用いる
撹拌翼の形状、大きさもしくは数量等を選択する必要が
ある。
The fluid velocity required for stirring in the present invention varies depending on the reaction solid-liquid ratio and the viscosity of the liquid, but is usually 0.7 to 3 m / sec, preferably 0.7 to 2 m / sec. , More preferably 1 to 2 m / se
The range is c. When the fluid velocity is less than 0.7 m / sec, the solid concentration used is large, so sufficient mixing (solid-liquid contact) by stirring is not performed, and a large amount of coal ash remains deposited on the bottom of the reaction tank 7. Is not preferable, and when it exceeds 3 m / sec, a sufficient effect (improvement in crystallization rate) commensurate with an increase in stirring force cannot be obtained, which is not preferable. Therefore, it is necessary to select the shape, size, number or the like of the stirring blades used in the stirrer 6 provided in the reaction tank 7 so as to achieve the above fluid velocity.

【0051】なお、本発明により石炭灰から改質される
多孔質結晶物は、石炭灰中に含まれる非結晶質構造を有
するものをアルカリで水熱処理することにより得られる
もので、一般に化学組成がMeO・Al23・mSiO
2・nH2O(MeはNa2、K2などのアルカリ金属また
はアルカリ土類金属で用いるアルカリ成分により異な
る)で示される人工ゼオライトであり、その結晶構造
は、主にP型(フィリップサイト)であるが、アルカリ
水溶液の濃度などを変えることによりH型(ハイドロキ
シソーダライト)、Y型、A型などの構造を持つものも
製造することができる。
[0051] Incidentally, the porous crystalline material to be modified from the coal ash according to the invention are those obtained by treating hydrothermally in an alkaline one having a non-crystalline structure contained in the coal ash, generally chemical The composition is MeO ・ Al 2 O 3・ mSiO
2・ nH 2 O (Me varies depending on the alkali component used in alkali metals or alkaline earth metals such as Na 2 and K 2 ) and its crystal structure is mainly P type (phillipsite) However, by changing the concentration of the alkaline aqueous solution and the like, it is possible to manufacture those having a structure of H type (hydroxysodalite), Y type, A type and the like.

【0052】次に、上記水熱処理後の多孔質結晶物含有
スラリーは、撹拌を続けながら、該スラリーの固液比を
大きくするため新たに反応液タンク3よりアルカリ水溶
液を反応槽7に供給して調整した後に配管10を経てバ
ッファータンク9に移される。
Next, the porous crystalline material containing slurry after the hydrothermal treatment is supplied with continued stirring, the aqueous alkaline solution from the newly reaction tank 3 in order to increase the solid-liquid ratio of the slurry in the reaction vessel 7 After being adjusted, it is transferred to the buffer tank 9 through the pipe 10.

【0053】ここで、多孔質結晶物含有スラリーの固液
比としては、通常2.5〜3.5リットル/kg、好ま
しくは2.5〜3リットル/kg、より好ましくは2.
5〜2.7リットル/kgの範囲である。該固液比が
2.5リットル/kg未満の場合には、固体濃度が高す
ぎるために、配管閉塞や脱液機12に回転真空吸引濾過
器を用いて脱液分離する場合に濾過不良を生じるなど好
ましくない。また、3.5リットル/kgを越える大過
剰のアルカリ水溶液を用いる場合には、上記トラブルは
発生せず、また回収によりリサイクルも可能であるが、
後工程での洗浄に長時間を要したり、大量使用に対応し
た装置の大型化が必要となるなどの点から好ましくな
い。
Here, the solid-liquid ratio of the porous crystal-containing slurry is usually 2.5 to 3.5 liter / kg, preferably 2.5 to 3 liter / kg, more preferably 2.
The range is 5 to 2.7 liters / kg. When the solid-liquid ratio is less than 2.5 liters / kg, the solid concentration is too high, and therefore, pipe clogging and filtration failure when performing dewatering separation using a rotary vacuum suction filter in the dewatering device 12 may occur. It is not preferable because it occurs. Also, when a large excess of alkaline aqueous solution exceeding 3.5 liter / kg is used, the above-mentioned trouble does not occur, and recycling is possible by recovery,
It is not preferable because it requires a long time for cleaning in the subsequent step and requires an increase in the size of the device for large-scale use.

【0054】また、上記スラリーの固液比の範囲内であ
れば、該スラリーをバッファータンク9に移した後に、
さらに、反応液タンク3からアルカリ水溶液を反応槽7
に通じ、槽内部を洗浄し、続いて配管10を通してバッ
ファータンク9に供給することで、配管10内部も洗浄
でき、残留スラリーによる反応槽内壁や配管内壁などへ
の固着を防止することができ望ましいものである。
If the slurry has a solid-liquid ratio within the range, after the slurry is transferred to the buffer tank 9,
Further, an alkaline aqueous solution is added from the reaction solution tank 3 to the reaction tank 7
It is desirable that the inside of the pipe 10 can be cleaned by cleaning the inside of the tank and then supplying the buffer tank 9 through the pipe 10 to prevent the residual slurry from sticking to the inner wall of the reaction tank or the inner wall of the pipe. It is a thing.

【0055】また、上記スラリーに供給するアルカリ水
溶液は、反応時に供給するものと同様の濃度および温度
に調整されたものをそのまま用いることができるが、こ
れら濃度や温度は、特に重要でなく、これらが未調整な
ものであってもよい。
As the alkaline aqueous solution to be supplied to the above-mentioned slurry, those adjusted to the same concentration and temperature as those supplied at the time of reaction can be used as they are, but these concentrations and temperature are not particularly important. May be unadjusted.

【0056】上記バッファータンク9では、以後の工程
を連続化するため、反応の完了したスラリーを該スラリ
ーの固体成分が沈殿しないように、撹拌機などを用い
撹拌しながら順次スラリーを移送すべく一時貯蔵するた
めのものである。例えば、連続処理能力が1.5t/h
rである場合、反応槽7での反応時間が5時間で完了す
るとすれば、反応槽7およびバッファータンク9の容積
は約7.5t程度あれば効率よく連続処理できるもので
ある。なお従来技術のように反応時間が長い場合に同様
の処理能力により連続処理していくには、巨大な反応槽
7およびバッファータンク9が必要となるため、設備費
や運転コストがかかるものであった。
[0056] In the buffer tank 9, for continuously the subsequent step, the completed slurry reaction so as not to precipitate a solid component of the slurry, sequentially slurry with <br/> stirring by using a stirrer It is for temporary storage to transfer. For example, continuous processing capacity is 1.5t / h
In the case of r, assuming that the reaction time in the reaction tank 7 is completed in 5 hours, the reaction tank 7 and the buffer tank 9 can efficiently perform continuous treatment if the volumes are about 7.5 t. It should be noted that a huge reaction tank 7 and a buffer tank 9 are required for continuous processing with the same processing capacity when the reaction time is long as in the prior art, which requires equipment costs and operating costs. It was

【0057】続いて、バッファータンク9より上記スラ
リーを配管13を通じて熱交換器15に導入し、該熱交
換器15内を通過する間に配管38を流れる回収洗浄水
との熱交換により所定の温度まで冷却した後に、さらに
配管13を通じて該スラリーを脱液機12に連続して送
り、該スラリーに含まれるアルカリ溶液を脱液する。こ
のうち該アルカリ脱液は、真空ポンプ26により吸引す
ることで、配管25よりレシーバタンク24に回収し、
さらに排液ポンプ29により配管28を通じて反応液タ
ンク3に戻して循環使用する。
Subsequently, the slurry is introduced from the buffer tank 9 into the heat exchanger 15 through the pipe 13, and while passing through the heat exchanger 15, heat exchange with the recovered washing water flowing through the pipe 38 causes a predetermined temperature. After cooling to, the slurry is continuously sent to the dewatering device 12 through the pipe 13 to dewater the alkaline solution contained in the slurry. Of these, the alkali dewatered liquid is collected by the vacuum pump 26 to the receiver tank 24 through the pipe 25,
Further, it is returned to the reaction liquid tank 3 through the pipe 28 by the drainage pump 29 and circulated for use.

【0058】ここで、本発明に用いられる脱液機12と
しては、固液分離することができるものであれば特に制
限されるものでないが、連続的に固液分離することので
きるものが望ましく、例えば、回転真空吸引濾過器、遠
心分離濾過機などを用いることができる。なお回転真空
吸引濾過器を用いる場合、スラリーの温度や後述する真
空ポンプ26の能力により異なるが、真空度が450〜
650mmHg、回転速度が1〜5rpmの範囲であれ
ば、好適に連続して運転することができるものである。
The liquid remover 12 used in the present invention is not particularly limited as long as it can perform solid-liquid separation, but it is desirable that it can continuously perform solid-liquid separation. For example, a rotary vacuum suction filter, a centrifugal filter, etc. can be used. When the rotary vacuum suction filter is used, the degree of vacuum is 450 to 450 depending on the temperature of the slurry and the capacity of the vacuum pump 26 described later.
If it is 650 mmHg and the rotation speed is in the range of 1 to 5 rpm, it is possible to preferably continuously operate.

【0059】また、本発明に用いられる熱交換器15と
しては、特に制限されるものでなく、例えば、多管式熱
交換器、向流式プレート熱交換器など、一般に使用され
ているものを利用することができる。この際には、要求
される温度条件、流量、用いる流体(スラリー、洗浄
水)の粘性等による圧力損失などを考慮して、伝熱面
積、管径および構造などを選定する必要がある。
Further, the heat exchanger 15 used in the present invention is not particularly limited, and for example, a commonly used one such as a multi-tube heat exchanger or a countercurrent plate heat exchanger can be used. Can be used. At this time, it is necessary to select the heat transfer area, the pipe diameter, the structure, etc. in consideration of the required temperature condition, the flow rate, the pressure loss due to the viscosity of the fluid (slurry, cleaning water) used, and the like.

【0060】さらに、該熱交換器15内を通過する間に
配管38を流れる回収洗浄水との熱交換により冷却され
た後のスラリー温度としては、通常70℃以下、好まし
くは40〜70℃、より好ましくは40〜50℃の範囲
である。該スラリー温度が70℃を越える場合には、処
理能力が非常に低く抑えられると共に余剰のアルカリ水
溶液の回収率が非常に低くなり、脱液後の濾過ケーキが
ベトベト状態となるため、コンベア16への積載が困難
となるほか、次工程の水洗槽17での水洗に極めて多量
の洗浄水および時間を必要とするなど製造コストが大幅
に上昇するため好ましくない。
Further, the slurry temperature after being cooled by heat exchange with the recovered washing water flowing through the pipe 38 while passing through the heat exchanger 15 is usually 70 ° C. or lower, preferably 40 to 70 ° C. More preferably, it is in the range of 40 to 50 ° C. When the slurry temperature exceeds 70 ° C., the treatment capacity is suppressed to a very low level, the recovery rate of the excess alkaline aqueous solution becomes extremely low, and the filter cake after deliquoring becomes a sticky state, so that it is transferred to the conveyor 16. In addition to the difficulty in loading, the washing cost in the washing tank 17 in the next step requires an extremely large amount of washing water and time, which undesirably increases the manufacturing cost.

【0061】また、熱交換に用いてなる冷媒としては、
上述の回収洗浄水が好ましいものであるが、該回収洗浄
水以外にも、配管37を通じて排水される洗浄水を全量
熱交換に利用した後に排水してもよく、また、系外より
新たな冷媒(固体、液体および気体)を用いて熱交換し
てもよい。
As the refrigerant used for heat exchange,
The above-mentioned recovered cleaning water is preferable, but in addition to the recovered cleaning water, the cleaning water drained through the pipe 37 may be drained after being used for the entire heat exchange, and a fresh refrigerant from outside the system may be used. (Solid, liquid and gas) may be used for heat exchange.

【0062】なお、本発明の製造方法においては、水熱
処理した後に該スラリーを温度70℃以下に冷却する方
法としては、上述の熱交換による方法に限定されるもの
でなく、従来技術として利用することのできるものであ
れば、いかなる方法をも利用することができるものであ
り、例えば、別途系外より冷媒を該スラリーに直接添加
して冷却する方法、またはバッファータンク9に冷却装
置を設けて事前に冷却する方法など、いずれの方法であ
ってもよい。
In the production method of the present invention, the method of cooling the slurry to a temperature of 70 ° C. or lower after the hydrothermal treatment is not limited to the above-mentioned heat exchange method. Any method can be used as long as it can be used as a conventional technique. For example, a method in which a refrigerant is directly added to the slurry from outside the system and cooled, or a buffer tank 9 is used. Any method such as a method of providing a cooling device and cooling in advance may be used.

【0063】また、本発明に要求される真空ポンプ26
の吸引能力としては、スラリーの温度、粘度およびアル
カリ水溶液の温度などにより異なるが、特に通常450
〜650mmHg、好ましくは480〜600mmH
g、より好ましくは520〜580mmHgである。該
吸引能力が450mmHg未満の場合には、十分なアル
カリ水溶液の吸引力が得られず、脱液器12で脱液した
アルカリ水溶液が脱液器12で滞留するため濾過不良を
起こすなど好ましくなく、また650mmHgを越える
場合には、ケーキ付着量が減少し、処理能力が大幅に低
下するため好ましくない。
Further, the vacuum pump 26 required for the present invention.
The suction capacity of the syrup depends on the temperature of the slurry, the viscosity, the temperature of the alkaline aqueous solution, etc.
~ 650 mmHg, preferably 480-600 mmH
g, and more preferably 520 to 580 mmHg. If the suction capacity is less than 450 mmHg, a sufficient suction force of the alkaline aqueous solution cannot be obtained, and the alkaline aqueous solution dewatered in the dewatering device 12 stays in the dewatering device 12, resulting in poor filtration. On the other hand, if it exceeds 650 mmHg, the amount of cake adhering decreases, and the processing capacity decreases significantly, which is not preferable.

【0064】一方、脱液機12で脱液された上記スラリ
ーの濾過ケーキは、コンベア16によって搬送し、水洗
槽17に装入する。同時に水洗槽17には配管18を通
じて多量の洗浄水を供給して撹拌洗浄を行う。
On the other hand, the filter cake of the slurry that has been deliquored by the deliquoring machine 12 is conveyed by the conveyor 16 and loaded into the washing tank 17. At the same time, a large amount of washing water is supplied to the washing tank 17 through the pipe 18 to perform stirring washing.

【0065】ここで、水洗槽17での撹拌洗浄する際の
濾過ケーキ(固体)と洗浄水(液体)の固液比は、通常
7〜20リットル/kg、好ましくは10〜15リット
ル/kgの範囲である。該固液比が7リットル/kg未
満では洗浄効果が不十分となり、使用用途によっては、
得られる多孔質結晶物含有固形物に含まれる残留アルカ
リおよびアルカリ金属イオンにより次工程でのイオン交
換時のイオン交換率の低下および溶液のpHが高くな
り、濾過処理が不良になるなどの問題が生じるため好ま
しくない。また固液比が20リットル/kgを越える場
合には、洗浄は充分ではあるが、水洗槽17の大型化に
よる設備費の増加および運転コストの増加に見合うだけ
の効果が期待できないため好ましくない。なお洗浄水と
しては、一般に経済性に優れた工業用水等が用いられ
る。ただし、アルカリ水溶液として水酸化ナトリウム水
溶液を用いた場合に、洗浄水中に多量のカリウムなどの
アルカリ金属を多く含む場合には洗浄中にナトリウムと
イオン交換するため、得られる多孔質結晶物のイオン交
換機能や吸着機能が異なったものとなるため、使用用途
によっては、使用する洗浄水にも注意を要する。
Here, the solid-liquid ratio of the filter cake (solid) and the washing water (liquid) at the time of stirring and washing in the washing tank 17 is usually 7 to 20 liter / kg, preferably 10 to 15 liter / kg. It is a range. If the solid-liquid ratio is less than 7 liters / kg, the cleaning effect becomes insufficient, and depending on the intended use,
Due to residual alkali and alkali metal ions contained in the obtained porous crystal-containing solid, there is a problem that the ion exchange rate is lowered during the ion exchange in the next step and the pH of the solution is increased, resulting in poor filtration treatment. It is not preferable because it occurs. If the solid-liquid ratio exceeds 20 liters / kg, the washing is sufficient, but it is not preferable because it is not possible to expect an effect commensurate with an increase in equipment cost and an increase in operating cost due to the size of the washing tank 17. As the cleaning water, industrial water having excellent economy is generally used. However, when an aqueous solution of sodium hydroxide is used as the alkaline aqueous solution, if a large amount of alkali metal such as potassium is contained in the washing water, the ions are exchanged with sodium during washing, so that the ion exchange of the obtained porous crystalline material is performed. Since the function and the adsorption function are different, it is necessary to pay attention to the washing water used depending on the intended use.

【0066】また、本発明においては、イオン交換を行
う前に、上述の如く多量の洗浄水により水洗を行うこと
で多孔質結晶物含有スラリーの濾過ケーキに残存するア
ルカリ水溶液(アルカリ金属イオン)を除去するもので
あるが、本発明のアルカリ水溶液(アルカリ金属)の除
去方法としては、上記水洗方法に限定されるものでな
く、従来より用いられている以下なる方法をも利用する
ことができる。しかしながら、上記本発明のアルカリ水
溶液の除去方法として、塩酸などによる酸性溶液による
中和処理を用いることも可能であるが、該中和処理方法
だけでは、生成した塩が該濾過ケーキ中に残存するため
アルカリ金属の除去が充分でなく、イオン交換率の低下
を招くため好ましくなく、この場合には、該塩を上記洗
浄水等により十分除去する必要がある。
In the present invention, the alkaline aqueous solution (alkali metal ion) remaining in the filter cake of the porous crystal-containing slurry is washed with a large amount of washing water as described above before the ion exchange. Although it is to be removed, the method for removing the alkaline aqueous solution (alkali metal) of the present invention is not limited to the above-mentioned water washing method, and the following conventionally used methods can also be used. However, as the method for removing the alkaline aqueous solution of the present invention, it is possible to use a neutralization treatment with an acidic solution such as hydrochloric acid, but the salt produced is left in the filter cake only by the neutralization treatment method. Therefore, the removal of the alkali metal is not sufficient and the ion exchange rate is lowered, which is not preferable, and in this case, it is necessary to sufficiently remove the salt with the washing water or the like.

【0067】次に、水洗槽17で洗浄がなされた多孔質
結晶物含有スラリーは、移送ポンプ22により配管21
を通じて脱水機20に送って脱水処理する。このうち脱
水液は、真空ポンプ36によって吸引することでレシー
バタンク33に回収し、その一部の脱水液は、バルブ4
0を開き排水ポンプ39により配管37および分岐配管
38を通じて熱交換器15に送られ、熱交換器15内部
を通過する際に、上述した多孔質結晶物含有スラリーと
熱交換して昇温した後、該配管38を通じて、反応液タ
ンク3に戻して循環使用し、残りの大部分の脱水液は、
配管37を通じて系外の排液処理装置に送り処理した後
に排水する。
Next, the porous crystal substance-containing slurry washed in the water washing tank 17 is transferred to the pipe 21 by the transfer pump 22.
To the dehydrator 20 for dehydration. Of these, the dehydrated liquid is collected by the vacuum pump 36 in the receiver tank 33, and a part of the dehydrated liquid is stored in the valve 4
0 is opened and is sent to the heat exchanger 15 through the pipe 37 and the branch pipe 38 by the drainage pump 39, and when passing through the inside of the heat exchanger 15, after exchanging heat with the porous crystal-containing slurry described above and raising the temperature. , Through the pipe 38, returned to the reaction liquid tank 3 and circulated for use, and most of the remaining dehydrated liquid is
It is sent to a drainage treatment apparatus outside the system through a pipe 37, treated, and then drained.

【0068】ここで、本発明に用いられる脱水機20と
しては、固液分離することができるものであれば特に制
限されるものでないが、連続的に固液分離することので
きるものが望ましく、例えば、回転真空吸引濾過器、遠
心分離機などを用いることができる。
The dehydrator 20 used in the present invention is not particularly limited as long as it can perform solid-liquid separation, but it is desirable that it can continuously perform solid-liquid separation. For example, a rotary vacuum suction filter, a centrifuge or the like can be used.

【0069】なお上記バルブ40を開いて配管38に脱
水液を供給する期間としては、少なくとも配管13を通
じて多孔質結晶物含有スラリーが熱交換器15に移送さ
れている間は供給する必要がある。さもなければ、上記
したように脱液器12に該スラリーを脱液する際に先述
したような問題が生じるため好ましくないものである。
The period in which the valve 40 is opened and the dehydrated liquid is supplied to the pipe 38 must be supplied at least while the porous crystal substance-containing slurry is being transferred to the heat exchanger 15 through the pipe 13. Otherwise, it is not preferable because the above-mentioned problems occur when the slurry is drained to the drainer 12 as described above.

【0070】他方、脱水機20で脱水して得られた本発
明の改質方法に係る多孔質結晶物を含有する固形物は、
コンベア23により搬送し、イオン交換槽41に装入す
る。さらに該イオン交換槽41には、カルシウム貯蔵槽
42より配管43を通じてカルシウム含有水溶液と配管
59を通じて再循環されるカルシウム回収液とが装入さ
れ、該イオン交換槽41に備えられた撹拌機により撹拌
しながら再度スラリー化し、通常常温で、所定のpHに
調整し、該スラリー中でイオン交換が行われる。
On the other hand, the solid substance containing the porous crystalline substance according to the reforming method of the present invention obtained by dehydrating with the dehydrator 20 is
It is conveyed by the conveyor 23 and loaded into the ion exchange tank 41. Further, the ion exchange tank 41 is charged with a calcium-containing aqueous solution from a calcium storage tank 42 through a pipe 43 and a calcium recovery liquid which is recirculated through a pipe 59, and is stirred by a stirrer provided in the ion exchange tank 41. While slurrying again, the pH is usually adjusted to a predetermined pH at normal temperature, and ion exchange is performed in the slurry.

【0071】ここで、該イオン交換槽41でのスラリー
のpHは、通常12.0未満、好ましくは9〜12、よ
り好ましくは9.5〜10.5の範囲である。該pHが
12.0以上の場合には、水酸化カルシウムの針状結晶
が生成し、イオン交換を行った後に、該スラリーをカル
シウム置換結晶生成物と溶液とに脱液分離する際に、濾
過による場合、該針状結晶により通気抵抗が増大するた
め濾過処理が不能になるなど好ましくない。
The pH of the slurry in the ion exchange tank 41 is usually less than 12.0, preferably 9-12, more preferably 9.5-10.5. When the pH is 12.0 or more, needle-like crystals of calcium hydroxide are produced, and after ion exchange is performed, the slurry is filtered during deliquoring separation into a calcium-substituted crystal product and a solution. In the case of (1), the needle-like crystals increase the ventilation resistance, which makes the filtration process impossible, which is not preferable.

【0072】また、該イオン交換槽41でのスラリーの
温度および圧力は、特に調節する必要はなく、通常、常
温常圧で短時間にイオン交換を行うことができる。
The temperature and pressure of the slurry in the ion exchange tank 41 do not need to be adjusted, and ion exchange can usually be carried out at room temperature and atmospheric pressure in a short time.

【0073】さらに、上記多孔質結晶物を含有する固形
物に添加されるカルシウム含有水溶液は、事前に水とカ
ルシウム化合物を撹拌混合してなるものであるが、本発
明では上記態様に限定されるものでなく、水とカルシウ
ム化合物を別々にイオン交換槽41に添加してもよい。
また該カルシウム化合物としては、特に制限されるもの
でないが、好ましくは水に易溶であり、例えば、塩化カ
ルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、硝酸カ
ルシウムおよび酢酸カルシウムなどが挙げられる。
Furthermore, the calcium-containing aqueous solution added to the solid substance containing the above-mentioned porous crystal is prepared by stirring and mixing water and a calcium compound in advance, but the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. However, water and the calcium compound may be separately added to the ion exchange tank 41.
Although the calcium compound is not particularly limited, it is preferably easily soluble in water, and examples thereof include calcium chloride, calcium bromide, calcium iodide, calcium nitrate and calcium acetate.

【0074】また、添加されるカルシウム化合物は、用
いる石炭灰に含有される非結晶質成分の含有量などによ
り生成される多孔質結晶物の結晶化率が異なるため、該
多孔質結晶物のイオン交換に利用されるカルシウムイオ
ン量も異なるが、通常、該石炭灰の全重量に対して、1
0〜20重量%、より好ましくは13〜17重量%であ
る。10重量%未満では、イオン交換を充分行うことが
できず、また20重量%を越える場合には、添加による
十分な効果が得られず、設備などが過大となるなど好ま
しくない。
Further, since the calcium compound to be added has a different crystallization rate of the produced porous crystal due to the content of the non-crystalline component contained in the coal ash used, the ion content of the porous crystal is different. The amount of calcium ions used for exchange is also different, but usually 1 for the total weight of the coal ash.
It is 0 to 20% by weight, more preferably 13 to 17% by weight. If it is less than 10% by weight, ion exchange cannot be sufficiently carried out, and if it exceeds 20% by weight, sufficient effects cannot be obtained by the addition, and equipment and the like are undesirably large.

【0075】次に、該イオン交換完了後のカルシウム置
換結晶生成物含有スラリーは、移送ポンプ46により配
管45を通じて脱液機44に連続して送り、該スラリー
に含まれる溶液を脱液する。このうち該脱液は、真空ポ
ンプ57により吸引することで、配管56よりレシーバ
タンク55に回収し、さらに排液ポンプ60により配管
59を通じてイオン交換槽41に戻して循環使用する。
Next, the calcium-substituted crystal product-containing slurry after the completion of the ion exchange is continuously sent to the dewatering device 44 through the pipe 45 by the transfer pump 46 to dewater the solution contained in the slurry. Of these, the dewatered liquid is collected by the vacuum pump 57 into the receiver tank 55 through the pipe 56, and further returned to the ion exchange tank 41 through the pipe 59 through the drainage pump 60 for circulation and use.

【0076】ここで、本発明に用いられる脱液機44と
しては、固液分離することができるものであれば特に制
限されるものでないが、連続的に固液分離することので
きるものが望ましく、例えば、回転真空吸引濾過器、遠
心分離濾過機などを用いることができる。なお回転真空
吸引濾過器を用いる場合、スラリーの温度や後述する真
空ポンプ26の能力により異なるが、真空度が450〜
650mmHg、回転速度が1〜5rpmの範囲であれ
ば、好適に連続して運転することができるものである。
Here, the liquid remover 44 used in the present invention is not particularly limited as long as it can perform solid-liquid separation, but it is desirable that it can continuously perform solid-liquid separation. For example, a rotary vacuum suction filter, a centrifugal filter, etc. can be used. When the rotary vacuum suction filter is used, the degree of vacuum is 450 to 450 depending on the temperature of the slurry and the capacity of the vacuum pump 26 described later.
If it is 650 mmHg and the rotation speed is in the range of 1 to 5 rpm, it is possible to preferably continuously operate.

【0077】一方、脱液機44で脱液された上記スラリ
ーの濾過ケーキは、コンベア47によって搬送し、水洗
槽48に装入する。同時に水洗槽48には配管49を通
じて多量の洗浄水を供給して撹拌洗浄を行う。
On the other hand, the filter cake of the slurry dewatered by the dewatering device 44 is conveyed by the conveyor 47 and loaded into the washing tank 48. At the same time, a large amount of washing water is supplied to the washing tank 48 through a pipe 49 to perform stirring washing.

【0078】ここで、水洗槽48での撹拌洗浄する際の
濾過ケーキ(固体)と洗浄水(液体)の固液比は、通常
7〜20リットル/kg、好ましくは10〜15リット
ル/kgの範囲である。該固液比が7リットル/kg未
満では洗浄効果が不十分となり、使用用途によっては、
得られるカルシウム型多孔質結晶物含有固形物に含まれ
る塩化ナトリウムなどが付着することにより、これらを
土壌改良材に用いた場合、塩害などを引き起こすなどの
問題が生じるため好ましくない。また固液比が20リッ
トル/kgを越える場合には、洗浄は充分ではあるが、
水洗槽48の大型化による設備費の増加および運転コス
トの増加に見合うだけの効果が期待できないため好まし
くない。なお洗浄水としては、一般に経済性に優れた工
業用水等が用いられる。ただし、洗浄水中に多量のアル
カリ金属を多く含む場合には洗浄中にイオン交換を生じ
るため、得られるカルシウム型多孔質結晶物のイオン交
換機能や吸着機能が異なったものとなるため、使用用途
によっては、使用する洗浄水にも注意を要する。
Here, the solid-liquid ratio of the filter cake (solid) and the washing water (liquid) at the time of stirring and washing in the washing tank 48 is usually 7 to 20 liter / kg, preferably 10 to 15 liter / kg. It is a range. If the solid-liquid ratio is less than 7 liters / kg, the cleaning effect becomes insufficient, and depending on the intended use,
Adhesion of sodium chloride and the like contained in the obtained calcium-type porous crystal-containing solid material is not preferable because it causes problems such as salt damage when used as a soil conditioner. If the solid-liquid ratio exceeds 20 liters / kg, washing is sufficient, but
This is not preferable because it is not possible to expect an effect commensurate with an increase in equipment cost and an increase in operating cost due to the increase in size of the washing tank 48. As the cleaning water, industrial water having excellent economy is generally used. However, when a large amount of alkali metal is contained in the washing water, ion exchange occurs during washing, and the ion exchange function and adsorption function of the obtained calcium-type porous crystal are different. Should also pay attention to the wash water used.

【0079】次に、水洗槽48で十分に洗浄がなされた
カルシウム型多孔質結晶物含有スラリーは、移送ポンプ
53により配管52を通じて脱水機51に送って脱水処
理する。このうち脱水液は、真空ブロワー64によって
吸引することでレシーバタンク61に回収し、脱水液
は、排水ポンプ66により配管65を通じて系外の排液
処理装置に送り処理した後に排水する。
Next, the calcium type porous crystal-containing slurry that has been sufficiently washed in the water washing tank 48 is sent to the dehydrator 51 through the pipe 52 by the transfer pump 53 to be dehydrated. Of these, the dehydrated liquid is collected by the vacuum blower 64 in the receiver tank 61, and the dehydrated liquid is sent to a drainage treatment device outside the system through a pipe 65 by a drainage pump 66, and then drained.

【0080】ここで、本発明に用いられる脱水機51と
しては、固液分離することができるものであれば特に制
限されるものでないが、連続的に固液分離することので
きるものが望ましく、例えば、回転真空吸引濾過器、遠
心分離機などを用いることができる。
The dehydrator 51 used in the present invention is not particularly limited as long as it can perform solid-liquid separation, but it is desirable that it can continuously perform solid-liquid separation. For example, a rotary vacuum suction filter, a centrifuge or the like can be used.

【0081】他方、脱水機51で脱水して得られた本発
明の改質方法に係るカルシウム型多孔質結晶物を含有す
る固形物は、コンベア54により搬送し、用途に応じ
て、そのまま風乾等により乾燥して製品とする以外にも
必要な設備に送り、造粒加工などを施して吸着剤や土壌
改質剤などの製品に加工するものである。
On the other hand, the solid substance containing the calcium-type porous crystal substance according to the reforming method of the present invention obtained by dehydration with the dehydrator 51 is conveyed by the conveyor 54, and is air-dried as it is depending on the application. In addition to drying it to produce a product, it is sent to the necessary equipment and subjected to granulation and the like to be processed into a product such as an adsorbent or a soil modifier.

【0082】[0082]

【実施例】以下、本発明の実施例について述べる。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0083】実施例1 図1に示す石炭灰の改質方法に用いられる製造装置1を
用いてカルシウム型多孔質結晶物の製造を行った。
Example 1 A calcium-type porous crystal product was produced using the production apparatus 1 used in the method for reforming coal ash shown in FIG.

【0084】まず、石炭灰ホッパー2から50μm以下
の粒子が100%のフライアッシュ7.5t、またヒー
タ機能を備える反応液タンク3から、事前にアルカリ溶
液タンク29より送られた水酸化ナトリウム溶液と配管
27および37を通じて再循環される水酸化ナトリウム
回収液および回収工業用水とを用いて濃度2Nおよび温
度100℃に調整した水酸化ナトリウム水溶液とが、そ
れぞれ配管4および5を通じて反応槽7に反応固液比が
2.2リットル/kgとなるように調整して装入し、該
反応槽7に備えられている撹拌機6により、100℃の
温度にて流体速度1m/secとして撹拌、煮沸し、フ
ライアッシュから化学組成が主にNa 2 O・Al 2 3
3.5SiO 2 ・4.5H 2 で示されるP型(フィリッ
プサイト)の結晶構造を持つナトリウム型多孔質結晶物
たる人工ゼオライトに改質する反応を5時間行った。
First, from the coal ash hopper 2, particles of 50 μm or less of 100% fly ash 7.5 t, and from the reaction solution tank 3 having a heater function, the sodium hydroxide solution sent from the alkaline solution tank 29 in advance. The sodium hydroxide recovery liquid recirculated through the pipes 27 and 37 and the aqueous sodium hydroxide solution adjusted to a temperature of 100 ° C. using the recovered industrial water were reacted and solidified in the reaction tank 7 through the pipes 4 and 5, respectively. The mixture was adjusted and charged so that the liquid ratio was 2.2 liters / kg, and stirred and boiled by a stirrer 6 provided in the reaction tank 7 at a temperature of 100 ° C. at a fluid velocity of 1 m / sec. , From fly ash, the chemical composition is mainly Na 2 O ・ Al 2 O 3
3.5SiO went 2 · 4.5H 2 P type represented by O (Philip site) 5 hours reforming reaction to sodium form porous crystalline material serving artificial zeolite having a crystal structure of the.

【0085】次に、上記水熱処理後の多孔質結晶物含有
スラリーは、撹拌を続けながら、水熱処理後に新たに反
応液タンク3よりアルカリ水溶液を反応槽7に供給して
多孔質結晶物含有スラリーの固液比を3.0リットル/
kgに調整した後に配管10を通じてバッファータンク
9に移した。
[0085] Next, the porous crystalline material containing slurry after the hydrothermal treatment, with continued stirring, the porous crystalline material with an aqueous alkaline solution from the newly reaction tank 3 after the hydrothermal treatment was fed into the reaction vessel 7 The solid-liquid ratio of the contained slurry is 3.0 liters /
After adjusting to kg, it was transferred to the buffer tank 9 through the pipe 10.

【0086】続いて、バッファータンク9より上記スラ
リーを配管13を通じて熱交換器15である多管式熱交
換器に導入し、該熱交換器15内を通過する間に配管3
8を流れる回収洗浄水との熱交換により温度50℃まで
冷却した後に、さらに配管13を通じて該スラリーを脱
液機12である連続式の回転真空吸引濾過器に連続して
送り、脱液処理温度50℃、該濾過器の真空吸引力48
0〜600mmHg、回転速度1〜5rpmとして該ス
ラリーに含まれるアルカリ溶液を脱液した。
Subsequently, the slurry is introduced from the buffer tank 9 through the pipe 13 into the multi-tube heat exchanger, which is the heat exchanger 15, and the pipe 3 is passed while passing through the heat exchanger 15.
After being cooled to a temperature of 50 ° C. by heat exchange with the collected wash water flowing through 8, the slurry is continuously sent through a pipe 13 to a continuous rotary vacuum suction filter which is a liquid remover 12, and a liquid removal treatment temperature is set. 50 ° C, vacuum suction force of the filter 48
The alkaline solution contained in the slurry was drained at 0 to 600 mmHg and a rotation speed of 1 to 5 rpm.

【0087】このうち該アルカリ脱液は、真空ポンプ2
6により480〜600mmHgにて吸引することで、
配管25よりレシーバタンク24に回収し、さらに排液
ポンプ29により配管28を通じて反応液タンク3に戻
して循環使用した。
Of these, the alkali deliquoring is performed by the vacuum pump 2
By suctioning at 480-600 mmHg by 6,
It was recovered in the receiver tank 24 through the pipe 25, returned to the reaction liquid tank 3 through the pipe 28 by the drainage pump 29, and circulated for use.

【0088】他方、脱液機12で脱液された上記スラリ
ーの濾過ケーキは、コンベア16により搬送し、水洗槽
17に装入すると共に水洗槽17には配管18を通じて
多量の工業用水を濾過ケーキ(固体)と工業用水(液
体)の固液比10.0リットル/kgとなるように供給
して撹拌洗浄を行った。
On the other hand, the filter cake of the slurry dewatered by the dewatering machine 12 is conveyed by the conveyor 16 and charged into the washing tank 17, and a large amount of industrial water is filtered through the pipe 18 into the washing tank 17 to filter cake. The (solid) and industrial water (liquid) were supplied so as to have a solid-liquid ratio of 10.0 liter / kg, followed by stirring and washing.

【0089】次に、水洗槽17で洗浄がなされた多孔質
結晶物含有スラリーは、移送ポンプ22により配管21
を通じて脱水機20である真空吸引濾過器に送って連続
的に脱水処理した。このうち脱水液は、真空ポンプ36
によって吸引することでレシーバタンク33に回収し、
その一部の脱水液は、バルブ40を開き排水ポンプ39
により配管37および分岐配管38を通じて熱交換器1
5に送られ、熱交換器15内部を通過する際に、上述し
た多孔質結晶物含有スラリーと熱交換して70℃まで昇
温した後、該配管38を通じて、反応液タンク3に戻し
て循環使用し、残りの大部分の脱水液は、配管37を通
じて系外の排液処理装置に送り処理した後に排水した。
Next, the porous crystal substance-containing slurry washed in the water washing tank 17 is supplied to the pipe 21 by the transfer pump 22.
To the vacuum suction filter, which is the dehydrator 20, for continuous dehydration treatment. Of these, the dehydrated liquid is the vacuum pump 36
It collects in the receiver tank 33 by sucking by
Some of the dehydrated liquid opens the valve 40 and the drainage pump 39
Through the pipe 37 and the branch pipe 38 by the heat exchanger 1
5, when passing through the inside of the heat exchanger 15, heat exchange with the above-mentioned porous crystal substance-containing slurry to raise the temperature to 70 ° C., and then return to the reaction liquid tank 3 through the pipe 38 for circulation. Most of the remaining dehydrated liquid used was sent to a drainage treatment device outside the system through a pipe 37, and then drained.

【0090】他方、脱水機20で脱水して得られた本発
明の改質方法に係る多孔質結晶物を含有する固形物は、
コンベア23により搬送し、イオン交換槽41に装入し
た。さらに該イオン交換槽41には、カルシウム貯蔵槽
42より配管43を通じて塩化カルシウム水溶液と配管
59を通じて再循環されるカルシウム回収液とが装入さ
れた。これら装入物はイオン交換槽41に備えられた撹
拌機により撹拌しながら再度スラリー化し、通常常温
で、pHが10.5、カルシウムイオン含有量が石炭灰
の全重量に対して15量%となるように調整して該スラ
リー中でイオン交換を行った。
On the other hand, the solid substance containing the porous crystalline substance according to the reforming method of the present invention obtained by dehydrating with the dehydrator 20 is
It was conveyed by the conveyor 23 and loaded into the ion exchange tank 41. Further, the ion exchange tank 41 was charged with the calcium chloride aqueous solution from the calcium storage tank 42 through the pipe 43 and the calcium recovery liquid recirculated through the pipe 59. These charges were re-slurried while being stirred by a stirrer provided in the ion exchange tank 41, and the pH was 10.5 and the calcium ion content was 15% by weight based on the total weight of the coal ash at normal temperature. Ion exchange was carried out in the slurry by adjusting so that

【0091】次に、該イオン交換完了後のカルシウム置
換結晶生成物含有スラリーは、移送ポンプ46により配
管45を通じて脱液機44に真空度600〜650mm
Hg、回転速度1〜5rpmである回転真空吸引濾過器
に連続して送り、該スラリーに含まれる溶液を脱液し
た。このうち該脱液は、真空ポンプ57により吸引する
ことで、配管56よりレシーバタンク55に回収し、さ
らに排液ポンプ60により配管59を通じてイオン交換
槽41に戻して循環使用した。
Next, the calcium-substituted crystal product-containing slurry after completion of the ion exchange is transferred to the drainer 44 through the pipe 45 by the transfer pump 46 and the vacuum degree of 600 to 650 mm.
The solution contained in the slurry was drained by continuously sending it to a rotary vacuum suction filter having Hg and a rotation speed of 1 to 5 rpm. Of these, the dewatered liquid was collected by the vacuum pump 57 into the receiver tank 55 through the pipe 56, and returned to the ion exchange tank 41 through the pipe 59 through the drainage pump 60 for recycling.

【0092】一方、脱液機44で脱液された上記スラリ
ーの濾過ケーキは、コンベア47によって搬送し、水洗
槽48に装入した。同時に水洗槽48には配管49を通
じて多量の工業用水を濾過ケーキ(固体)と工業用水
(液体)の固液比10リットル/kgとして供給して撹
拌洗浄を行った。
On the other hand, the filter cake of the slurry dewatered by the dewatering device 44 was conveyed by a conveyor 47 and loaded into a washing tank 48. At the same time, a large amount of industrial water was supplied to the washing tank 48 through a pipe 49 at a solid-liquid ratio of the filter cake (solid) and the industrial water (liquid) of 10 liter / kg to perform stirring and washing.

【0093】次に、水洗槽48で十分に洗浄がなされた
カルシウム型多孔質結晶物含有スラリーは、移送ポンプ
53により配管52を通じて脱水機51である回転真空
吸引濾過器に送って脱水処理した。このうち脱水液は、
真空ブロワー64によって吸引することでレシーバタン
ク61に回収し、脱水液は、排水ポンプ66により配管
65を通じて系外の排液処理装置に送り処理した後に排
水した。
Next, the calcium type porous crystal-containing slurry that had been sufficiently washed in the water washing tank 48 was sent to the rotary vacuum suction filter, which is the dehydrator 51, through the pipe 52 by the transfer pump 53 to be dehydrated. Of these, the dehydrated liquid is
It was collected in the receiver tank 61 by sucking it with the vacuum blower 64, and the dehydrated liquid was sent to the drainage treatment device outside the system through the pipe 65 by the drainage pump 66, and then drained.

【0094】他方、脱水機51で脱水して得られた本発
明の改質方法に係るカルシウム型多孔質結晶物を含有す
る固形物は、コンベア54により搬送し、そのまま17
0℃にて乾燥させてカルシウム型多孔質結晶物を含有す
る固形物の粉末を得た。
On the other hand, the solid substance containing the calcium-type porous crystal substance according to the reforming method of the present invention obtained by dehydration with the dehydrator 51 is conveyed by the conveyor 54 and left as it is.
It was dried at 0 ° C. to obtain a solid powder containing a calcium type porous crystal.

【0095】得られた固形物の粉末1gを50ccのエ
チルアルコールにより洗浄し、さらに100ccの1N
塩化アンモニウム水溶液により抽出し、該液中のカルシ
ウムイオンを原子吸光分析により測定した結果、イオン
交換率交換率は100%であることが確認された。
1 g of the obtained solid powder was washed with 50 cc of ethyl alcohol, and 100 cc of 1N was added.
As a result of extraction with an aqueous solution of ammonium chloride and measurement of calcium ions in the solution by atomic absorption spectrometry, it was confirmed that the ion exchange rate and the exchange rate were 100%.

【0096】また、本実施例においては、イオン交換後
の脱液の際の濾過ケーキには、水酸化カルシウムの針状
結晶は生成しておらず、該濾過ケーキの通気抵抗は小さ
く、該濾過処理は極めて良好に行うことができることが
確認できた。
Further, in this example, needle crystals of calcium hydroxide were not formed in the filter cake at the time of removing liquid after ion exchange, and the aeration resistance of the filter cake was small, It was confirmed that the treatment can be performed extremely well.

【0097】[0097]

【発明の効果】本発明により、イオン交換後の脱液処理
において濾過ケーキの通気抵抗が大きく、濾過処理が不
能となるため以後の工程の連続運転が継続不可能となる
などのトラブルなどを生じることなく高い安定性、信頼
性を有する高性能なカルシウム型多孔質結晶物たる人工
ゼオライトを製造することができ、設備費および製造コ
ストが非常に低減されるため安価であり、産業廃棄物で
あった石炭灰の有効資源化が可能となる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, in the deliquoring treatment after ion exchange, the ventilation resistance of the filter cake is large and the filtration treatment becomes impossible, so that troubles such as the continuous operation of the subsequent steps cannot be continued occur. It is possible to produce an artificial zeolite, which is a high-performance calcium-type porous crystal substance with high stability and reliability without any cost. It becomes possible to use the coal ash as an effective resource.

【0098】また、本発明により得られるカルシウム型
多孔質結晶物たる人工ゼオライトは、優れたイオン交換
機能および吸着機能を有するため、その後、必要に応じ
て造粒を行うことで、天然ゼオライトに代わる土壌改質
材および特殊脱臭(特にアンモニア)用など幅広い分野
での利用が期待できるものである。
Further, the artificial zeolite, which is a calcium type porous crystal obtained by the present invention, has an excellent ion exchange function and adsorption function. Therefore, if necessary, granulation is performed to replace the natural zeolite. It can be expected to be used in a wide range of fields such as soil modifiers and special deodorizers (especially for ammonia).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る石炭灰の改質方法に用いられる
製造装置の一実施態様を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a manufacturing apparatus used in a method for reforming coal ash according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…石炭灰改質装置、 2…石炭灰ホッ
パー、3…反応液タンク、 4、5、
10、13、18、21、25、27、28、31、3
4、35、37、38、43、45、49、52、5
6、58、59、62、63、65…配管、6…攪拌
機、 7…反応槽、8、11、
14、22、32、46、53…移送ポンプ、9…バッ
ファータンク、12、44…脱液機、
15…熱交換器、16、23、47、54…コンベア、
17、48…水洗槽、19、40、50…バルブ、
20、51…脱水機、24、33、55、61
…レシーバタンク、26、36、57…真空ポンプ、
29、60…排液ポンプ、30…アルカリ溶液タン
ク、 39、66…排水ポンプ、41…イオン
交換槽、 42…カルシウム貯蔵槽、6
4…真空ブロワー。
1 ... Coal ash reformer, 2 ... Coal ash hopper, 3 ... Reaction liquid tank, 4, 5,
10, 13, 18, 21, 25, 27, 28, 31, 3
4, 35, 37, 38, 43, 45, 49, 52, 5
6, 58, 59, 62, 63, 65 ... Piping, 6 ... Stirrer, 7 ... Reaction tank, 8, 11,
14, 22, 32, 46, 53 ... Transfer pump, 9 ... Buffer tank, 12, 44 ... Deliquor,
15 ... Heat exchanger, 16, 23, 47, 54 ... Conveyor,
17, 48 ... Washing tank, 19, 40, 50 ... Valve,
20, 51 ... dehydrator, 24, 33, 55, 61
... receiver tank, 26, 36, 57 ... vacuum pump,
29, 60 ... Drainage pump, 30 ... Alkaline solution tank, 39, 66 ... Drainage pump, 41 ... Ion exchange tank, 42 ... Calcium storage tank, 6
4 ... Vacuum blower.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−178416(JP,A) 特開 昭54−40299(JP,A) 特開 平6−100314(JP,A) 特開 平6−144829(JP,A) 特開 昭63−182214(JP,A) 特開 昭59−86687(JP,A) 特開 昭59−35019(JP,A) 特開 平3−232716(JP,A) 特開 平3−69509(JP,A) 特開 平3−45512(JP,A) 特開 平2−198630(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01B 33/00 - 39/54 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A 61-178416 (JP, A) JP-A 54-40299 (JP, A) JP-A 6-100314 (JP, A) JP-A 6- 144829 (JP, A) JP 63-182214 (JP, A) JP 59-86687 (JP, A) JP 59-35019 (JP, A) JP 3-232716 (JP, A) JP-A-3-69509 (JP, A) JP-A-3-45512 (JP, A) JP-A-2-198630 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C01B 33/00-39/54

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 石炭灰にアルカリ水溶液を添加し、撹拌
しながらスラリー化して温度90〜100℃にて水熱処
理した後に、該スラリーを系内の水洗脱排水との熱交換
により温度70℃以下に冷却した後、該スラリーを余剰
のアルカリ水溶液と結晶生成物に分離した後、該結晶生
成物を水洗した後、該結晶生成物にカルシウム化合物を
添加してpH12未満にてイオン交換を行うことを特徴
とする石炭灰の改質方法。
1. An alkaline aqueous solution is added to coal ash, which is slurried with stirring and hydrothermally treated at a temperature of 90 to 100 ° C., and then the slurry is subjected to heat exchange with washing / drainage in the system.
After cooling to a temperature of 70 ° C. or less by means of , the slurry is separated into an excess alkaline aqueous solution and a crystal product, the crystal product is washed with water, and a calcium compound is added to the crystal product to adjust the pH to less than 12. A method for reforming coal ash, characterized by performing ion exchange.
【請求項2】 前記結晶生成物を水洗した後、脱水した
該結晶生成物にカルシウム化合物と水を添加して再度ス
ラリー化し、pH12未満にてイオン交換を行うことを
特徴とする請求項に記載の石炭灰の改質方法。
2. After washing the crystalline product, dried and reslurried by adding a calcium compound and water to the crystalline product, to claim 1, characterized in that the ion-exchange at less than pH12 A method for reforming coal ash as described.
【請求項3】 イオン交換を行った後に、該スラリーを
カルシウム置換結晶生成物と溶液とに分離した後、該カ
ルシウム置換結晶生成物を水洗処理することを特徴とす
る請求項1または2に記載の石炭灰の製造方法。
After the 3. ion exchange, after separating the slurry into a calcium-substituted crystalline product and solution according to claim 1 or 2, characterized in that the water washing treatment the calcium-substituted crystalline product Method for producing coal ash.
【請求項4】 結晶化工程として、石炭灰にアルカリ水
溶液を添加し、撹拌しながらスラリー化して温度90〜
100℃にて水熱処理を行う水熱反応槽を有し、続いて
濾過工程として、反応完了後の生成スラリーを熱交換に
より温度70℃以下に冷却するための熱交換器を設け、
該熱交換後の該スラリーを余剰のアルカリ水溶液と結晶
生成物とに分離濾過する濾過器を持ち、さらにイオン交
換工程として、カルシウム化合物を添加して結晶生成物
のイオン交換を行うイオン交換槽および該イオン交換完
了後のスラリーをカルシウム置換結晶生成物と溶液とに
分離濾過する濾過器を有する石炭灰の改質装置におい
て、該イオン交換工程でイオン交換を行う前に、該結晶
生成物の水洗を行う水洗槽を設けたことを特徴とする石
炭灰の改質装置。
4. As a crystallization step, an alkaline aqueous solution is added to coal ash, and the mixture is slurried with stirring to a temperature of 90 to
A hydrothermal reaction vessel for performing hydrothermal treatment at 100 ° C., as subsequently filtration step, the resulting slurry after completion of the reaction the heat exchange
A heat exchanger for cooling to a temperature of 70 ° C or lower is provided,
An ion exchange tank having a filter for separating and filtering the slurry after the heat exchange into an excess alkaline aqueous solution and a crystal product, and an ion exchange step for ion exchanging the crystal product by adding a calcium compound as an ion exchange step, and In a coal ash reformer having a filter for separating and filtering the slurry after completion of the ion exchange into a calcium-substituted crystal product and a solution, washing the crystal product with water before performing ion exchange in the ion exchange step. An apparatus for reforming coal ash, characterized in that it is provided with a washing tank for performing.
【請求項5】 前記イオン交換工程で、分離濾過したカ
ルシウム置換結晶生成物の水洗を行う水洗槽を設けたこ
とを特徴とする請求項に記載の石炭灰の改質装置。
5. The apparatus for reforming coal ash according to claim 4 , further comprising a washing tank for washing the separated and filtered calcium-substituted crystal product with water in the ion exchange step.
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