JP4601138B2 - 人工軽量骨材の製造方法 - Google Patents

人工軽量骨材の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4601138B2
JP4601138B2 JP2000247493A JP2000247493A JP4601138B2 JP 4601138 B2 JP4601138 B2 JP 4601138B2 JP 2000247493 A JP2000247493 A JP 2000247493A JP 2000247493 A JP2000247493 A JP 2000247493A JP 4601138 B2 JP4601138 B2 JP 4601138B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
artificial lightweight
coal
molten slag
lightweight aggregate
slag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000247493A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002060281A (ja
Inventor
和芳 市川
淳 犬丸
武志 山本
正光 南部
泰雄 井澤
匡史 松本
隆雄 田野崎
将裕 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
Taiheiyo Cement Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Research Institute of Electric Power Industry, Taiheiyo Cement Corp filed Critical Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority to JP2000247493A priority Critical patent/JP4601138B2/ja
Publication of JP2002060281A publication Critical patent/JP2002060281A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4601138B2 publication Critical patent/JP4601138B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭ガス化炉において発生する溶融スラグを原料とした人工軽量骨材の製造方法に関する。本発明によれば、石炭ガス化炉から発生する石炭灰分溶融スラグ（以下、単に溶融スラグと云う）の新規な用途が提供され、石炭ガス化システムの経済性を高めると共に軽量骨材として好適な物性の人工軽量発泡体を低コストで得ることができる。
【０００２】
【従来の技術】
石炭火力発電の発電効率を高める方法の一つとして石炭ガス化発電が知られている。この石炭ガス化炉は石炭を粉砕して空気または酸素と共に炉内に導入し、これを高圧下(20〜30気圧程度)でガス化し、発生したガスをガスタービンに導いて発電を行い、さらにその排ガスから熱を回収し、この熱で蒸気タービンを稼働して複合発電を行う方法である。
【０００３】
このガス化炉の一例では、内部が上側のリダクタ部と下側のコンバスタ部とに区分されており、下側のコンバスタ部に微粉炭と燃焼用空気、およびチャー(乾留残留物)を導入して燃焼させ、ガス化に必要な高温の反応熱(1500℃前後)を発生させると共に、石炭中の灰分を溶融スラグとして排出させ、発生した高温の反応熱を利用して上側のリダクタ部に導入した石炭粉を高圧下(約20〜30気圧)で乾留すると共にチャーをガス化し、生成したガスを発電系に供給する構造を有している。コンバスタ部で燃焼した微粉炭の灰分は高温下で溶融し、スラグとなって炉底のスラグホッパに落下し、水中で急冷された後に破砕されて系外に排出される。従来、溶融スラグは廃棄物として処理されているが、石炭の使用量と共に溶融スラグの量も増加するので、その有効な再利用が求められている。
【０００４】
一方、従来から軽量発泡体がコンクリートの軽量骨材などに利用されている。
これまで知られている人工軽量発泡体の原料は真珠岩、黒曜石やシラスなどを粉砕したものであり、これを加熱焼成して発泡体にしている。また、この他に頁岩を破砕したものや、酸性火山岩、酸性火山岩噴出物を粉砕したものに、粘結材や発泡助材などを添加して造粒したものを焼成して発泡体を製造している。ところが、これらは何れも天然の岩石を粉砕するのでこのコストが嵩み、また、環境保全や資源の涸渇などの問題がある。さらに、造粒発泡体の場合、細骨材粒度の製造コストは粗骨材粒度の２倍近くになるなどの問題があった。
【０００５】
【発明の解決課題】
本発明はこれまで大部分を廃棄物として埋め立て処理していた石炭ガス化炉において生じた溶融スラグを人工軽量骨材の原料として利用することを見出したものであり、新規な人工軽量骨材の製造方法を提供するものである。石炭ガス化炉において生じた溶融スラグは、造粘剤や発泡剤を添加することなく、加熱焼成することによって発泡し、人工軽量骨材を得ることができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は（１）石炭ガス化炉における乾式での１０気圧以上の高圧および１２００〜１６００℃の高温下での燃焼によって微粉炭をガス化させた際に得られる、溶融した微粉炭の灰分を急速に水冷させてなる粒径２〜６ｍｍの溶融スラグを原料として用い、該溶融スラグを９５０〜１１５０℃の温度下で、２〜４分間焼成し、発泡させて、絶乾比重が０．７４〜２．０の人工軽量骨材を得ることを特徴とする人工軽量骨材の製造方法に関する。この人工軽量骨材の製造方法の実施形態例としては、（２）上記溶融スラグの焼成を、１０００〜１０７５℃の温度下で行なう上記（１）に記載の人工軽量骨材の製造方法、である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において特に示さない限り％は質量％である。
【０００８】
本発明の人工軽量骨材の製造方法は、石炭ガス化炉における乾式での１０気圧以上の高圧および１２００〜１６００℃の高温下での燃焼によって微粉炭をガス化させた際に得られる、溶融した微粉炭の灰分を急速に水冷させてなる粒径２〜６ｍｍの溶融スラグを原料として用い、該溶融スラグを９５０〜１１５０℃の温度下で、２〜４分間焼成し発泡させて、絶乾比重が０．７４〜２．０の人工軽量骨材を得るものである。先に述べたように、石炭火力発電の一種として石炭ガス化発電が試みられている。この石炭ガス化炉は１０気圧以上(20〜30気圧程度)の高圧および１２００〜１６００℃の高温下で微粉炭をガス化して溶融する。このガス化の際に、溶融した微粉炭の灰分(溶融灰分)が炉底に落下し、急冷されて溶融スラグとなる。このとき炉内は高圧下であるため溶融灰分中にはガス成分が溶解する。この溶融灰分は炉底の冷却ホッパに落下して急速に水冷されるので、内部のガス成分はそのまま溶融スラグ中に保持されている。また溶融スラグには未燃炭素粒子も捕獲されている。そのため、この溶融スラグを大気中で加熱すると、スラグ内部のガスが膨張し、また未燃炭素粒子が燃焼するのでスラグが発泡して軽量化する。そこで、本発明はこの溶融スラグを人工軽量骨材の原料として用いる。
【０００９】
一般に石炭は産地によってケイ酸分や鉄分の含有量が異なり、石炭ガス化炉には種々の産地の石炭粉が用いられるが、そのケイ酸分や鉄分等の含有量によって発泡性や焼成の程度が異なるので、目的の人工軽量骨材の物性に応じて石炭種による溶融スラグを選択し、あるいは複数の石炭種の溶融スラグを混合して調整すると良い。また、石炭ガス化炉では石炭種に応じて酸化カルシウムなどのフラックスを添加してガス化が行われるが、本発明において用いる溶融スラグはこのフラックスを含むものでも良い。一般に、この溶融スラグには５〜３０％程度の酸化カルシウムが含まれている。
【００１０】
石炭ガス化炉の溶融スラグは水冷後、破砕して排出されるが、人工軽量骨材の原料として用いるものは目的の粒度に応じたものを分別し、あるいは適当な粒度に粉砕して用いれば良い。このガス化炉から排出される水冷スラグは概ね１０mm以下であり、多くは５mm以下であるので細骨材の原料に適する。焼成手段は限定されない。ロータリーキルンや流動焼成炉や気流焼成炉など各種の焼成手段を用いることができる。また焼成処理はバッチ処理でも良く、連続処理でも良い。細骨材粒度以下のサイズのものはこれを造粒せずに人工軽量細骨材として利用することができる。
【００１１】
この溶融スラグを焼成炉に入れ、９５０〜１１５０℃の温度下で２〜４分間焼成して発泡させることにより人工軽量骨材を得る。焼成前のスラグの絶乾比重は２.６程度であり、これを焼成することにより絶乾比重２.０以下に軽量化することができる。なお、同一温度条件下で焼成すると、スラグの粒径が大きいほど軽量化する傾向が認められる。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に示す。
表１に示す石炭ガス化スラグＡ〜Ｆ(粒径２〜６mm)を用い、これを９５０℃〜１１５０℃の温度で２〜４分間焼成し、発泡させた。得られた焼成物の絶乾比重を焼成前の絶乾比重と共に表１に示した。また、各々のスラグについて、焼成温度および時間と絶乾比重の関係を図１および図２に示した。
【００１４】
【表１】
Figure 0004601138
【００１５】
表１の結果から明らかなように、何れの石炭ガス化スラグも焼成処理によって絶乾比重が約２.０以下に減少し、軽量化された。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、石炭ガス化炉から排出される溶融スラグを原料として人工軽量骨材を得ることができる。この溶融スラグはその大部分が従来は廃棄物として埋め立て処理されていたものであり、本発明によれば、これを有効利用する新規な用途が提供される。また、この結果、石炭ガス化炉の経済性を高めることができる。さらに、従来は真珠岩などの発泡性岩石粉などを原料として人工軽量骨材を製造しているが、本発明によれば廃棄処理されていた溶融スラグを人工軽量骨材の原料として用いることができ、人工軽量骨材の製造コストを低減することができる。因みに、細骨材粒度以下のサイズのものは造粒せずに焼成発泡させることによって人工軽量細骨材として用いることができるので、従来の人工軽量細骨材の製造コストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のスラグＡ、Ｂ、Ｃについて、焼成条件の相違による絶乾比重の変化を示すグラフ。
【図２】実施例のスラグＤ、Ｅ、Ｆについて、焼成条件の相違による絶乾比重の変化を示すグラフ。

Claims (2)

  1. 石炭ガス化炉における乾式での１０気圧以上の高圧および１２００〜１６００℃の高温下での燃焼によって微粉炭をガス化させた際に得られる、溶融した微粉炭の灰分を急速に水冷させてなる粒径２〜６ｍｍの溶融スラグを原料として用い、
    該溶融スラグを９５０〜１１５０℃の温度下で、２〜４分間焼成し、発泡させて、絶乾比重が０．７４〜２．０の人工軽量骨材を得ることを特徴とする人工軽量骨材の製造方法。
  2. 上記溶融スラグの焼成を、１０００〜１０７５℃の温度下で行なう請求項１に記載の人工軽量骨材の製造方法。
JP2000247493A 2000-08-17 2000-08-17 人工軽量骨材の製造方法 Expired - Fee Related JP4601138B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000247493A JP4601138B2 (ja) 2000-08-17 2000-08-17 人工軽量骨材の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000247493A JP4601138B2 (ja) 2000-08-17 2000-08-17 人工軽量骨材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002060281A JP2002060281A (ja) 2002-02-26
JP4601138B2 true JP4601138B2 (ja) 2010-12-22

Family

ID=18737574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000247493A Expired - Fee Related JP4601138B2 (ja) 2000-08-17 2000-08-17 人工軽量骨材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4601138B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5367280B2 (ja) * 2008-03-04 2013-12-11 一般財団法人電力中央研究所 発泡体材料の製造システム及び製造方法
JP5006830B2 (ja) * 2008-04-30 2012-08-22 一般財団法人電力中央研究所 石炭ガス化スラグ発泡体の製造システム
JP5747302B2 (ja) * 2010-03-31 2015-07-15 一般財団法人電力中央研究所 スラグ発泡体の製造方法
JP5993600B2 (ja) * 2011-08-24 2016-09-14 小松精練株式会社 多孔質セラミックス焼結体の製造方法
JP5758343B2 (ja) * 2012-04-23 2015-08-05 一般財団法人電力中央研究所 石炭ガス化スラグ発泡体の製造方法及び製造システム
JP6431744B2 (ja) * 2014-10-22 2018-11-28 株式会社大林組 防草材料の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2514865B2 (ja) * 1991-03-25 1996-07-10 宇部興産株式会社 無機質発泡体粒子の製造法
JP3262456B2 (ja) * 1994-07-11 2002-03-04 日本鋼管株式会社 多孔材の製造方法
JP3633266B2 (ja) * 1998-03-03 2005-03-30 宇部興産株式会社 無機質発泡体の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002060281A (ja) 2002-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1081265A (en) Process for producing cement clinkers
KR100445363B1 (ko) 기화를통한폐기물처리장치및방법
JP3916179B2 (ja) 廃棄物の高温ガス化方法及び装置
EP2430127A2 (en) Two stage dry feed gasification system and process
JP4601138B2 (ja) 人工軽量骨材の製造方法
CN101148592A (zh) 二段式回转窑热解炭生产工艺
JPH09295840A (ja) セメント焼成方法
JP4191636B2 (ja) 塊状バイオマスを利用する廃棄物溶融処理方法
JP2003201481A (ja) 炭化炉
JP2004269301A (ja) 軽量骨材及びその製造方法
JP5929489B2 (ja) アブラ椰子核殻炭の製造方法
JP4640737B2 (ja) 人工軽量骨材
CN103937922A (zh) 一种混合还原炼铁设备及炼铁方法
JP6168287B2 (ja) 廃棄物溶融処理方法
JP4734776B2 (ja) 有機系又は炭化水素系廃棄物のリサイクル方法及びリサイクルに適した高炉設備
JP5945929B2 (ja) 廃棄物ガス化溶融装置
JPH11241817A (ja) ガス化溶融システム
JP4133352B2 (ja) 廃棄物、廃棄物を焼却した灰、あるいは汚泥の溶融処理方法
JP2000109911A (ja) 竪型炉への燃料吹き込み方法
JP2004347257A (ja) ガス化溶融炉の操業方法
JP5929491B2 (ja) アブラ椰子核殻の有効活用方法
SU106090A1 (ru) Газогенератор дл газификации кускового и пылевидного топлива с получением гор чего газа и непрерывным жидким шлакоудалением
SU1447777A1 (ru) Способ изготовлени керамзита
JPS6054948A (ja) ガス発生と鉱滓の処理を効率良く行う方法
KR101448083B1 (ko) 용선 제조 설비 및 이를 이용한 용선 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070806

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070816

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070919

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20070919

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100201

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100408

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100811

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20100818

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100928

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100928

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4601138

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees