JP6995059B2 - フライアッシュの使用方法 - Google Patents
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Description
フライアッシュは、電気集塵機やバグフィルター等の集塵設備から回収されるものであり、一方、クリンカアッシュは、ボイラの底部から回収されるものであって、何れもSiO2(シリカ)とAl2O3(アルミナ)とを主成分とするものであるが、例えば、フライアッシュは球状の緻密な粒子であるのに対し、クリンカアッシュは多孔質の粒子であるため、それぞれの性状に適した処理技術、有効利用技術が求められる。
一方、FBFアッシュでは粒子形状や成分等の特徴の違いから物性もPCFアッシュとは異なり、上記のセメント混合材やコンクリート混合材としての規格外となることも多く、このような用途への有効利用は困難である。
X1: x<bを満足するもの
X2: b≦x≦aを満足するもの
X3: x>aを満足するもの
フライアッシュX1は、サイロD3に一旦貯蔵し、フライアッシュX2はサイロD4に一旦貯蔵し、フライアッシュX3は、サイロD5に一旦貯蔵するとともに、
サイロD3に貯蔵されたフライアッシュX1とサイロD4に貯蔵されたフライアッシュX2とは、未燃カーボン含有量xが一定の値となるように混合し、得られた混合粉を、微粉と粗粉とに分級し、該微粉を、セメント混合材用又はコンクリート混合材用フライアッシュとして使用し、該粗粉は、セメントクリンカー製造原料として使用し、
サイロD5に貯蔵されたフライアッシュX3は、セメントクリンカー製造原料として使用することを特徴とするフライアッシュの使用方法が提供される。
尚、以下の説明において、aよりも小さな値の閾値bを補助閾値bと呼ぶことがある。
(1)前記未燃カーボン含有量xの閾値aが、1~10質量%の範囲に設定されていること、
(2)前記フライアッシュX1とフライアッシュX2との混合粉についてなされる分級の閾値が20~150μmの範囲に設定されていること、
が好適である。
(3)前記微粉炭焚きボイラが石炭火力発電プラントに備えられたものであり、当該石炭火力発電プラント内にて、微粉炭焚きボイラにて発生したPCFアッシュを集塵設備で捕集し、捕集されたPCFアッシュを一旦サイロに貯蔵すること、
(4)前記集塵設備の排出口から前記サイロの排出口までの間にサンプリング口を設け、該サンプリング口から採取されたPCFアッシュについて未燃カーボン含有量の測定を行い、この測定値に基づいて、該PCFアッシュを分別貯蔵設備に移送すること、
(5)複数の微粉炭焚きボイラにて発生したPCFアッシュを一つのサイロに受け入れ、該受入サイロの下部にサンプリング口を設け、該サンプリング口から採取されたPCFアッシュについて未燃カーボン含有量の測定を行うこと、
という手段を採用することができる。
本発明において使用されるフライアッシュとは、既に述べたように、微粉炭焚きボイラ又は流動層ボイラにて石炭を主とする燃料を燃焼させた際に発生する石炭灰の内、集塵機にて捕集されたものである。
上記のようなボイラは、種々の燃焼設備が備えており、どのような燃焼設備が備えているボイラの集塵機から発生するフライアッシュにも本発明を適用することができるが、特に大量に発生し、工業的利用が可能であり、ある程度一定の品質を有していることから、石炭火力発電所の集塵設備により捕集されたフライアッシュについて、本発明は好適に適用される。
さらに、粒径の大きなものは活性炭的な性質を有しており、化学混和剤等の薬剤吸着量が多く、セメントやコンクリートの混合材としては、望ましいものではない。
尚、モルタルは、セメントと水を混合して得られるセメントペーストに砂を練り込んだものであり、コンクリートは、セメントペーストに砂(細骨材)及び小石(砂利)を練り込んで固化させたものである。
本発明においては、PCFアッシュについては、先ず未燃カーボン含有量を測定し、未燃カーボン量の多いものと少ないものとに分別する。このPCFアッシュを400℃以上の温度に加熱することにより未燃カーボン含有量を低減させる方法が知られているが、このような熱処理を行うと、加熱条件によってはPCFアッシュが本来有しているセメントとの反応性が損なわれたり、また、粒子の焼結を生じてしまい、PCFアッシュが有する流動性も損なわれてしまう。従って、本発明では、未燃カーボン含有量を低減するための熱処理は行わず、未燃カーボン含有量によって分別し、この含有量によって、異なる形態でPCFアッシュを使用する。
この測定は、所定時間毎に行うこともできるし、オンラインで連続して実施することもできる。
上記のように未燃カーボン含有量によって分別されたPCFアッシュの内、未燃カーボン量の少ないものは分級され、粒径の大きな粗粉と粒径の小さな微粉とに分別される。
このような分級により、セメント混合材やコンクリート混合材に適した粒度の微粉と、このような用途に適していない粒度の粗粉とが得られる。
即ち、上記の粗粉は、適宜、FBFアッシュと混合して、セメントクリンカー製造用原料として使用され、微粉は、セメント混合材やコンクリート混合材として使用される。
以下の表1に、FA1からFA3までの3種のフライアッシュ原粉を、75μm、45μm又は20μmの目開きの篩で分級した際の、微粉と粗粉の強熱減量(未燃カーボン量と強い相間がある)を示す。
前述した未燃カーボン含有量によって分別されたPCFアッシュの内、未燃カーボン量の多いものは、セメント或いはコンクリートの混合材として不適当である。従って、このPCFアッシュは、上記の分級により得られた粗粉或いはFBFアッシュと混合されて、セメントクリンカー製造用原料として使用される。
上記のようにPCFアッシュについて未燃カーボン含有量による分別及び粒径による分別を行い、分別されたPCFアッシュを、その性状に応じて、セメント或いはコンクリートの混合材、またはセメントクリンカー製造原料として使用するまでのフローの一例を図1に示した。
図1は、閾値a及び補助閾値b(a>b)によりPCFアッシュを分別する例であり、3つの分別貯蔵サイロD3、D4、D5が設けられている。即ち、サイロD1に貯留されたPCFアッシュの未燃カーボン含有量xが閾値aよりも大きい(x>a)フライアッシュX3は、サイロD5に移送され、未燃カーボン含有量xが閾値aと補助閾値bとの間(b≦x≦a)のフライアッシュX2は、サイロD4に移送され、未燃カーボン含有量xが補助閾値bよりも小さい(x<b)フライアッシュX1は、サイロD3に移送されることとなる。
即ち、閾値a及び補助閾値b(a>b)が設定されている場合、未燃カーボン含有量xが閾値aよりも大きいフライアッシュX3は、サイロD5に移送され、未燃カーボン含有量xが閾値aと補助閾値bとの間のフライアッシュX2は、サイロD4に移送され、未燃カーボン含有量xが補助閾値bよりも小さいフライアッシュX1は、サイロD3に移送されることとなる。
上記のようにして分別された微粉は、セメント混合剤或いはコンクリート混合材として使用される。また、粗粉は、セメントクリンカー製造原料として使用されることとなるが、サイロD5に供給してFBFアッシュと混合してもよい。
サイロD5に貯留されたFBFアッシュとPCFアッシュとの混合物は、セメントクリンカー製造原料として使用される。
A1,B1,C1:集塵設備
B2,B4,D2:サンプリング口
D6:分級設備
Claims (6)
- 微粉炭焚きボイラにて発生するフライアッシュの未燃カーボン含有量xを測定し、予め設定された未燃カーボン含有量の2つの閾値a,b(但し、a>bとする)に応じてフライアッシュを、以下のX1,X2及びX3の3種に分類し、
X1: x<bを満足するもの
X2: b≦x≦aを満足するもの
X3: x>aを満足するもの
フライアッシュX1は、サイロD3に一旦貯蔵し、フライアッシュX2はサイロD4に一旦貯蔵し、フライアッシュX3は、サイロD5に一旦貯蔵するとともに、
サイロD3に貯蔵されたフライアッシュX1とサイロD4に貯蔵されたフライアッシュX2とは、未燃カーボン含有量xが一定の値となるように混合し、得られた混合粉を、微粉と粗粉とに分級し、該微粉を、セメント混合材用又はコンクリート混合材用フライアッシュとして使用し、該粗粉は、セメントクリンカー製造原料として使用し、
サイロD5に貯蔵されたフライアッシュX3は、セメントクリンカー製造原料として使用することを特徴とするフライアッシュの使用方法。 - 前記未燃カーボン含有量xの閾値aが、1~10質量%の範囲に設定されている請求項1に記載のフライアッシュの使用方法。
- 前記フライアッシュX1とフライアッシュX2との混合粉についてなされる分級の閾値が20~150μmの範囲に設定されている請求項1に記載のフライアッシュの使用方法。
- 前記微粉炭焚きボイラが石炭火力発電プラントに備えられたものであり、当該石炭火力発電プラント内にて、微粉炭焚きボイラにて発生したフライアッシュを集塵設備で捕集し、捕集されたフライアッシュを一旦サイロに貯蔵する請求項1に記載のフライアッシュの使用方法。
- 前記集塵設備の排出口から前記サイロの排出口までの間にサンプリング口を設け、該サンプリング口から採取されたフライアッシュについて未燃カーボン含有量xの測定を行い、この測定値に基づいて、該フライアッシュを分別貯蔵設備に移送する請求項4に記載のフライアッシュの使用方法。
- 複数の微粉炭焚きボイラにて発生したフライアッシュを一つのサイロに受け入れ、該受入サイロの下部にサンプリング口を設け、該サンプリング口から採取されたフライアッシュについて未燃カーボン含有量xの測定を行う請求項1記載のフライアッシュの使用方法。
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