JP6410349B2 - Method and apparatus for desalination of mixed ash and raw material for cement - Google Patents
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Description
本発明は、都市ごみ等を焼却した際に発生する主灰と飛灰との混合灰から塩素分を除去する方法及び装置、並びにこの混合灰から塩素分を除去した後セメント原料として利用する方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for removing chlorine from the mixed ash of main ash and fly ash generated when municipal waste is incinerated, and a method of using the mixed ash as a raw material for cement after removing the chlorine from the mixed ash. And an apparatus.
都市ごみ等を焼却した際に発生する主灰及び飛灰は、従来、ほとんどが最終処分場で埋め立て処理されていたが、最終処分場の枯渇の虞に鑑み、近年、セメント原料として利用されている。両者は塩素分を多く含むため、セメント原料として利用するにあたって事前に塩素分を除去する必要がある。但し、主灰は粒子の粒度によって塩素濃度が異なり、微粒子側に塩素分が偏在している。 Most of the main ash and fly ash generated when incinerated municipal waste has been landfilled at the final disposal site, but in recent years it has been used as a raw material for cement in view of the danger of depletion of the final disposal site. Yes. Since both of them contain a large amount of chlorine, it is necessary to remove the chlorine before using it as a cement raw material. However, the main ash has a different chlorine concentration depending on the particle size, and the chlorine content is unevenly distributed on the fine particle side.
そこで、特許文献1には、図2に示すように、ホッパ2に受け入れた主灰Mと、主灰Mの1倍〜10倍の重量の水W4とを混合撹拌装置12で混合撹拌した後、主灰スラリーS1を分級装置13で微粒子スラリーS2と粗粒子Cとに分級し、微粒子スラリーS2をタンク14に供給して水洗し、酸性ガス導入装置15から酸性ガスGをタンク14に導入して微粒子スラリーS2に含まれる難溶性塩の分解を促進し、タンク14から排出したスラリーS3を固液分離装置16でろ液Lと微粒子Fとに固液分離し、ろ液Lを排水処理装置17で水処理すると共に、微粒子Fを粗粒子Cと合流させてセメント原料として利用する脱塩・セメント原料化装置11が記載されている。また、上記主灰Mに、主灰Mの0.1倍以下の重量の飛灰を添加することができる旨記載されている。
Therefore, in
しかし、上記特許文献1に記載の装置11では、主灰M、又は主灰Mと飛灰の混合灰のスラリー化及び水洗に大量の水W4を用いるため、運転コストが高くなると共に、分級装置13や固液分離装置16等が大規模なものとなり設備コストが高くなるという問題があった。
However, in the
そこで、本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであって、運転コスト及び設備コストを低く抑えながら混合灰を脱塩し、セメント原料等に利用することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of the problem in the said prior art, Comprising: It aims at desalinating mixed ash, utilizing it for a cement raw material etc., hold | maintaining an operating cost and equipment cost low.
上記目的を達成するため、本発明は、混合灰の脱塩方法であって、主灰と、該主灰の0.25倍を超え1倍以下の重量の飛灰との混合灰に、該混合灰の0.2倍以上2倍以下の重量の水、又は前記飛灰の1倍以上10倍未満の重量の水を添加して解泥し、該解泥後の混合灰スラリーを分級し、該分級によって得られた微粒子スラリーを水洗することを特徴とする。尚、解泥とは、液体と混合状態にある固体の粒子凝集体を分散させることをいう。 To achieve the above object, the present invention provides a method for desalinating mixed ash, which comprises mixing main ash with fly ash having a weight of more than 0.25 times and less than 1 time of the main ash. Add water of 0.2 to 2 times the weight of mixed ash or water of 1 to 10 times the weight of the fly ash to defloat, and classify the mixed ash slurry after the demud. The fine particle slurry obtained by the classification is washed with water. In addition, demolition means disperse | distributing the solid particle aggregate in a mixed state with a liquid.
本発明によれば、少量の水で解泥を行うことで混合灰の粒子同士が磨砕し合い、短時間で固体の粒子凝集体を分散させることができ、その後の分級、水洗、固液分離を少量の水で行うことができ、水処理の対象となる排水の量も大幅に低下するため、運転コスト及び設備コストを著しく低減することができる。また、粒子同士の磨砕により粗粒子の表面の塩素濃度の高い部分を削り落とし、脱塩効率を向上させることができる。 According to the present invention, the particles of mixed ash are ground together by deflocculating with a small amount of water, so that solid particle aggregates can be dispersed in a short time, followed by classification, water washing, solid-liquid Separation can be performed with a small amount of water, and the amount of waste water to be subjected to water treatment is also greatly reduced, so that operating costs and equipment costs can be significantly reduced. Moreover, the high salt concentration part of the surface of a coarse particle is shaved off by grinding of particles, and desalination efficiency can be improved.
上記混合灰の脱塩方法において、前記分級時に、前記混合灰スラリーに散水することができ、これによって分級効率を向上させると共に、合わせて水洗も行うことができる。 In the mixed ash desalting method, the mixed ash slurry can be sprinkled with water during the classification, thereby improving the classification efficiency and washing with water.
さらに、前記分級における分級点を0.5mmを超え1mm以下とすることができる。混合灰が十分に解泥され、粒子凝集体が分散していること、及び粒子同士の磨砕により粗粒子の表面の塩素濃度の高い部分が削り落とされているため、分級点の上限値を小さく設定し、効率よく混合灰の脱塩を行うことができる。 Furthermore, the classification point in the said classification can be made into 0.5 mm over 1 mm. Since the mixed ash has been sufficiently defatted, the particle aggregates are dispersed, and the high chlorine concentration part of the surface of the coarse particles has been scraped off by grinding of the particles, the upper limit of the classification point It can be set small and the mixed ash can be efficiently desalted.
前記水洗時に、前記微粒子スラリーに酸性ガス又は酸を添加することができ、微粒子スラリーに含まれるフリーデル氏塩等の難溶性塩の分解を促進することで、混合灰の脱塩率をさらに向上させることができる。 At the time of washing with water, an acid gas or acid can be added to the fine particle slurry, and by promoting the decomposition of hardly soluble salts such as Friedel's salt contained in the fine particle slurry, the desalination rate of the mixed ash is further improved. Can be made.
また、本発明は、混合灰の脱塩・セメント原料化方法であって、前記分級によって得られた粗粒子をセメント原料として利用することを特徴とする。本発明によれば、上述のように低コストで脱塩した混合灰のうち粗粒子をそのままセメント原料として利用することができる。 The present invention is also a method for desalinating mixed ash into a raw material for cement, wherein the coarse particles obtained by the classification are used as a cement raw material. According to the present invention, coarse particles of the mixed ash desalted at low cost as described above can be used as a cement raw material as it is.
前記分級によって得られた粗粒子に空気を吹き付けた後セメント原料として利用することができ、粗粒子に付着した水分量を低減することで、セメント焼成装置における熱損失を低減することができる。 After blowing air to the coarse particles obtained by the classification, it can be used as a cement raw material, and by reducing the amount of water adhering to the coarse particles, heat loss in the cement firing device can be reduced.
前記分級によって得られた微粒子スラリーを水洗した後固液分離して得られた微粒子、又は前記微粒子スラリーを水洗しながら固液分離して得られた微粒子をセメント原料として利用することができる。本発明によれば、上述のように低コストで脱塩した混合灰のうち微粒子をセメント原料として利用することができる。 Fine particles obtained by washing the fine particle slurry obtained by classification and then solid-liquid separation, or fine particles obtained by solid-liquid separation of the fine particle slurry while washing with water can be used as a cement raw material. According to the present invention, fine particles can be used as a cement raw material in the mixed ash desalted at low cost as described above.
さらに、本発明は、混合灰の脱塩装置であって、主灰と、該主灰の0.25倍を超え1倍以下の重量の飛灰との混合灰に、該混合灰の0.2倍以上2倍以下の重量の水、又は前記飛灰の1倍以上10倍未満の重量の水を添加して解泥する解泥装置と、該解泥後の混合灰スラリーを分級する分級装置と、該分級によって得られた微粒子スラリーを水洗する水洗装置とを備えることを特徴とする。本発明によれば、少量の水で解泥を行うことで運転コスト及び設備コストを大幅に低減し、脱塩効率を向上させることができる。 Furthermore, the present invention is a mixed ash desalination apparatus, in which a mixed ash of main ash and fly ash having a weight of more than 0.25 times and less than or equal to 1 time of the main ash is added to the mixed ash. A desulfurization device for deflotting by adding water having a weight of 2 to 2 times, or water having a weight of 1 to 10 times that of the fly ash, and classification for classifying the mixed ash slurry after the demud And a water washing device for washing the fine particle slurry obtained by the classification. According to the present invention, the demolition is performed with a small amount of water, so that the operating cost and the equipment cost can be greatly reduced and the desalting efficiency can be improved.
また、本発明は、混合灰の脱塩・セメント原料化装置であって、前記分級装置による分級によって得られた粗粒子をセメント製造装置に供給する供給装置をさらに備えることを特徴とする。本発明によれば、低コストで脱塩した混合灰のうち粗粒子をそのままセメント原料として利用することができる。 In addition, the present invention is a mixed ash desalting / cement raw material conversion apparatus, further comprising a supply device for supplying coarse particles obtained by classification by the classification device to a cement manufacturing device. According to the present invention, coarse particles of the mixed ash desalted at low cost can be used as they are as a cement raw material.
前記分級装置による分級によって得られた微粒子スラリーを水洗した後固液分離して得られた微粒子、又は前記微粒子スラリーを水洗しながら固液分離して得られた微粒子をセメント製造装置に供給する供給装置をさらに備えることができる。本発明によれば、低コストで脱塩した混合灰のうち微粒子をセメント原料として利用することができる。 Supply of fine particles obtained by washing the fine particle slurry obtained by classification with the classifier after solid-liquid separation, or fine particles obtained by solid-liquid separation while washing the fine particle slurry to a cement production device An apparatus can further be provided. According to the present invention, fine particles can be used as a cement raw material in the mixed ash desalted at low cost.
以上のように、本発明によれば、運転コスト及び設備コストを低く抑えながら混合灰を脱塩し、セメント原料等に利用することができる。 As described above, according to the present invention, mixed ash can be desalted and used as a cement raw material or the like while keeping operating costs and equipment costs low.
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明では、主灰と、主灰の0.25倍を超え1倍以下の重量の飛灰との混合灰を受け入れて処理する場合を例示する。 Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the following description, the case where the mixed ash of the main ash and the fly ash having a weight of more than 0.25 times the main ash and less than 1 time is received and processed is illustrated.
図1は、本発明に係る混合灰の脱塩・セメント原料化装置の一実施の形態を示し、この装置1は、都市ごみ等を焼却した際に発生する主灰と飛灰との混合灰Aを受け入れるホッパ2と、ホッパ2から供給された混合灰Aを解泥するドラムウォッシャ3と、ドラムウォッシャ3から排出された混合灰スラリーS1を分級する分級装置4と、分級装置4内の粗粒子Cに空気AIを吹き付ける空気吹き付け装置5と、分級装置4から排出された微粒子スラリーS2の微粒子を水洗するタンク6と、タンク6に酸性ガスGを導入する酸性ガス導入装置7と、タンク6から排出されたスラリーS3を固液分離するフィルタプレス等の固液分離装置8と、固液分離装置8から排出されたろ液Lを水処理する排水処理装置9等とを備える。
FIG. 1 shows an embodiment of a mixed ash desalination / cement raw material producing apparatus according to the present invention. This
解泥装置としてのドラムウォッシャ3は、例えば、株式会社気工社製のKDW型等を用いることができる。このドラムウォッシャ3は、内部に多数のリフタが立設された回転式のドラムを備える解泥装置であって、少量の水で混合灰Aの粒子同士の磨砕を効率的に生じさせ、短時間で固体の粒子凝集体を分散させることができる。 For example, a KDW type manufactured by Kiko Co., Ltd. can be used as the drum washer 3 as the demelting device. This drum washer 3 is a mud removal device having a rotary drum with a number of lifters standing inside, and efficiently generates particles of the mixed ash A with a small amount of water. Solid particle aggregates can be dispersed over time.
分級装置4には水篩(振動篩)等を用いることができ、分級の対象となる混合灰スラリーS1に散水する散水装置を備える。 A water sieving (vibrating sieving) or the like can be used for the classifying device 4 and includes a watering device that sprinkles the mixed ash slurry S1 to be classified.
空気吹き付け装置5は、分級装置4において混合灰スラリーS1が分級される際に、分級装置4内の粗粒子Cに空気AIを吹き付けて粗粒子Cに付着している水分を除去するために備えられる。尚、分級装置4から排出された粗粒子Cに空気AIを吹き付けてもよい。
The
酸性ガス導入装置7は、タンク6に酸性ガスGを導入するために設けられ、導入する酸性ガスGとしては、CO2を多く含むセメントキルンの排ガスやSO2を多く含む塩素バイパス設備の排ガスを利用することができる。酸性ガスGに代えて、硫酸、硝酸、酢酸、ギ酸等の酸をタンク6内の微粒子スラリーS2に添加してもよい。 The acidic gas introduction device 7 is provided to introduce the acidic gas G into the tank 6. As the acidic gas G to be introduced, exhaust gas from a cement kiln containing a large amount of CO 2 or exhaust gas from a chlorine bypass facility containing a large amount of SO 2 is used. Can be used. Instead of the acid gas G, an acid such as sulfuric acid, nitric acid, acetic acid or formic acid may be added to the fine particle slurry S2 in the tank 6.
次に、上記構成を有する装置1の動作について図1を参照しながら説明する。
Next, the operation of the
ホッパ2に受け入れた混合灰Aをドラムウォッシャ3の回転するドラム内に投入すると共に、この混合灰Aの0.5倍程度の重量の水W1をドラム内の混合灰Aに添加し、混合灰Aの粒子同士を磨砕させながら固体の粒子凝集体を分散させる。ドラムウォッシャ3に供給する水W1の重量は、混合灰Aの0.2倍〜2倍、好ましくは0.5倍〜2倍とするか、又は混合灰A中の飛灰の重量の1倍〜10倍とする。
The mixed ash A received in the
次に、ドラムウォッシャ3から排出された混合灰スラリーS1を分級装置4に供給して分級する。この際、混合灰Aの0.8倍程度の重量の水W2を分級装置4に散水し、分級によって得られた粒径が0.7mm程度以上の粗粒子Cに、空気吹き付け装置5から空気AIを吹き付け、粗粒子Cに付着している水分を除去する。分級装置4に散水する水W2の重量を、混合灰Aの重量の0.1倍〜3倍の範囲で調整することで、分級効率を向上させると共に、微粒子スラリーS2の水分含有量を調整することができる。分級装置4の分級点を0.5mmを超え1mm以下の範囲で調整する。
Next, the mixed ash slurry S1 discharged from the drum washer 3 is supplied to the classifier 4 and classified. At this time, water W2 having a weight about 0.8 times that of the mixed ash A is sprinkled on the classifier 4, and the coarse particles C having a particle diameter of about 0.7 mm or more obtained by the classification are supplied from the
分級装置4から微粒子を含む微粒子スラリーS2をタンク6に供給して微粒子を水洗する。さらに、酸性ガス導入装置7から酸性ガスGをタンク6に添加し、微粒子スラリーS2に含まれるフリーデル氏塩等の難溶性塩の分解を促進させる。この際、タンク6内の微粒子スラリーS2のpHを2〜12、より好ましくは4〜9、さらに好ましくは6〜8に調整する。 The fine particle slurry S2 containing fine particles is supplied from the classifier 4 to the tank 6 to wash the fine particles with water. Further, the acidic gas G is added to the tank 6 from the acidic gas introducing device 7 to promote the decomposition of the hardly soluble salt such as Friedel's salt contained in the fine particle slurry S2. At this time, the pH of the fine particle slurry S2 in the tank 6 is adjusted to 2 to 12, more preferably 4 to 9, and further preferably 6 to 8.
タンク6からスラリーS3を固液分離装置8に供給し、洗浄水として水W3を固液分離装置8に供給し、スラリーS3を水洗しながら固液分離し、微粒子Fとろ液Lとに分離する。ろ液Lは排水処理装置9で薬剤CEを添加して排水処理し、ろ液Lに含まれる重金属類を除去する。微粒子Fは、分級装置4から排出した粗粒子Cと合流させて供給装置(不図示)を介してセメント製造装置に供給し、セメント原料として利用する。 The slurry S3 is supplied from the tank 6 to the solid-liquid separation device 8, water W3 is supplied as washing water to the solid-liquid separation device 8, and the slurry S3 is solid-liquid separated while being washed with water, and separated into fine particles F and filtrate L. . The filtrate L is subjected to wastewater treatment by adding the chemical CE in the wastewater treatment device 9 to remove heavy metals contained in the filtrate L. The fine particles F are combined with the coarse particles C discharged from the classification device 4 and supplied to a cement manufacturing device via a supply device (not shown) to be used as a cement raw material.
以上説明したように、本実施の形態では、ドラムウォッシャ3等を用いて少量の水で混合灰Aを解泥することで混合灰Aの粒子同士が磨砕し合い、短時間で固体の粒子凝集体を分散させることができる。そのため、解泥後の混合灰スラリーS1の分級を行う分級装置4、タンク6、固液分離装置8等における各工程を少量の水で行うことができ、分級装置4、タンク6、固液分離装置8を大規模なものとする必要がない。また、排水処理装置9において水処理の対象となる排水の量も大幅に低減させることができ、装置1全体において運転コスト及び設備コストを著しく低減することができる。また、ドラムウォッシャ3では、粒子同士の磨砕により混合灰Aの粗粒子の表面の塩素濃度の高い部分を削り落として水洗することで脱塩効率を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the particles of the mixed ash A are crushed by using the drum washer 3 or the like to defuse the mixed ash A with a small amount of water, so that solid particles can be obtained in a short time. Aggregates can be dispersed. Therefore, each process in the classifier 4, the tank 6, the solid-liquid separator 8 and the like for classifying the mixed ash slurry S1 after thawing can be performed with a small amount of water, and the classifier 4, the tank 6, and the solid-liquid separation. The device 8 does not need to be large-scale. Further, the amount of waste water to be subjected to water treatment in the waste water treatment device 9 can be greatly reduced, and the operation cost and equipment cost can be remarkably reduced in the
尚、上記実施の形態では、主灰と飛灰との混合灰を受け入れて処理する場合を例にとって説明したが、主灰と飛灰を別々に受け入れ、これらを前記所定の割合で混合してドラムウォッシャ3に供給してもよい。 In the above embodiment, the case where the mixed ash of main ash and fly ash is received and processed has been described as an example. However, the main ash and fly ash are received separately, and these are mixed at the predetermined ratio. You may supply to the drum washer 3.
また、解泥装置としてドラムウォッシャ3を用いたが、少量の水で混合灰Aを解泥することのできる他の形式の装置を用いることもできる。 Moreover, although the drum washer 3 was used as a demudging device, other types of devices that can demud the mixed ash A with a small amount of water can also be used.
さらに、タンク6から排出されたスラリーS3をフィルタプレス等の固液分離装置8で水洗しながら固液分離したが、脱水機等を用いてスラリーS3を単に固液分離することもできる。 Furthermore, although the slurry S3 discharged from the tank 6 is solid-liquid separated while being washed with water by the solid-liquid separation device 8 such as a filter press, the slurry S3 can be simply solid-liquid separated using a dehydrator or the like.
また、ろ液Lの一部はドラムウォッシャ3又は/及び分級装置4又は/及び固液分離装置8に戻して再使用することもできる。この際、循環量するろ液の電気伝導度を測定してろ液の循環量を決定することが望ましい。 Further, a part of the filtrate L can be returned to the drum washer 3 or / and the classification device 4 or / and the solid-liquid separation device 8 for reuse. At this time, it is desirable to determine the circulation amount of the filtrate by measuring the electrical conductivity of the filtrate to be circulated.
また、脱塩した粗粒子C及び微粒子Fの用途はセメント原料に限らず、路盤材原料等に利用することもできる。 Further, the use of the desalted coarse particles C and fine particles F is not limited to cement raw materials, and can be used for roadbed material raw materials and the like.
1 混合灰の脱塩・セメント原料化装置
2 ホッパ
3 ドラムウォッシャ
4 分級装置
5 空気吹き付け装置
6 タンク
7 酸性ガス導入装置
8 固液分離装置
9 排水処理装置
A 混合灰
AI 空気
C 粗粒子
CE 薬剤
F 微粒子
G 酸性ガス
L ろ液
S1 混合灰スラリー
S2 微粒子スラリー
S3 スラリー
W1〜W3 水
DESCRIPTION OF
Claims (10)
該解泥後の混合灰スラリーを分級し、
該分級によって得られた微粒子スラリーを水洗することを特徴とする混合灰の脱塩方法。 To mixed ash of main ash and fly ash having a weight of more than 0.25 times and less than or equal to 1 time of the main ash, water having a weight of 0.2 to 2 times the mixed ash, or of the fly ash Add 1 to less than 10 times the weight of water to thaw,
Classifying the mixed ash slurry after the demudation,
A method for desalinating mixed ash, wherein the fine particle slurry obtained by the classification is washed with water.
該解泥後の混合灰スラリーを分級する分級装置と、
該分級によって得られた微粒子スラリーを水洗する水洗装置とを備えることを特徴とする混合灰の脱塩装置。 To mixed ash of main ash and fly ash having a weight of more than 0.25 times and less than or equal to 1 time of the main ash, water having a weight of 0.2 to 2 times the mixed ash, or of the fly ash A defatting device for adding water of 1 to 10 times the weight,
A classifying device for classifying the mixed ash slurry after the desulfurization;
A demineralizer for mixed ash, comprising: a water washing device for washing the fine particle slurry obtained by the classification.
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