JP7041278B2 - Chlorine-containing powder washing method and chlorine-containing powder washing system - Google Patents
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Description
本発明は、焼却灰等のセメント原料化に好適に適用され得る、塩素含有粉体の水洗処理方法、及び塩素含有粉体の水洗処理システムに関する。 The present invention relates to a method for washing chlorine-containing powder with water and a system for washing chlorine-containing powder, which can be suitably applied to the use of incinerated ash as a raw material for cement.
セメント原料化による廃棄物のリサイクル処理において、塩素を含有する廃棄物は、その塩素によってセメント製造設備の閉塞等の問題を引き起こす虞がある。したがって、処理対象の廃棄物として、例えば、焼却灰やセメントキルンダスト(CKD)等の塩素含有粉体をセメント原料化する際には、脱塩処理により含有塩素量を低減してから使用することが行われている。 In the recycling process of waste by converting it into a raw material for cement, chlorine-containing waste may cause problems such as blockage of cement manufacturing equipment due to the chlorine. Therefore, when chlorine-containing powder such as incinerator ash or cement kiln dust (CKD) is used as a raw material for cement as waste to be treated, the chlorine content should be reduced by desalting before use. Is being done.
焼却灰等の脱塩処理に関しては、例えば、特許文献1には、焼却灰に水を添加して塩素を溶出させてから脱水する方法が開示されている。また、特許文献2には、水との混合と脱水を繰り返すことで焼却灰を複数回洗浄して脱塩する方法が開示されている。また、特許文献3には、灰塵の洗浄懸濁液に二酸化炭素を導入して、灰塵に含まれる難溶性のフリーデル氏塩からの塩素イオンの溶出を促進させる方法が開示されている。
Regarding the desalting treatment of incinerator ash and the like, for example,
通常、焼却灰等の塩素含有粉体を連続的に水洗処理する際は、所定収容量を有する処理槽に、少なくとも水を加えてスラリー状にした塩素含有粉体を収容し、攪拌翼による撹拌とともに、塩素イオンの溶出に有利にはたらく二酸化炭素を含むガスをディスク型ディフューザー(散気盤)等で気泡にして吹き込みながら、水洗し、かかる処理槽からオーバーフローしたスラリーを濾別分離する、といった方法を採用している。しかしながら、本発明者らの知見によると、このような方法で撹拌を行ったスラリーは、フィルタープレス等での濾別分離に比較的時間を要するという問題があった。 Normally, when chlorine-containing powder such as incineration ash is continuously washed with water, the chlorine-containing powder made into a slurry by adding at least water is stored in a treatment tank having a predetermined capacity, and the mixture is stirred by a stirring blade. At the same time, a method such as washing with water while blowing a gas containing carbon dioxide, which works favorably for the elution of chlorine ions, into bubbles with a disk-type diffuser (diffuser) or the like, and separating the overflowed slurry from the treatment tank by filtration. Is adopted. However, according to the findings of the present inventors, the slurry that has been stirred by such a method has a problem that it takes a relatively long time to separate by filtration with a filter press or the like.
そこで、本発明の目的は、焼却灰等の塩素含有粉体に少なくとも水を加えてなるスラリーを濾別分離するのに要する時間を短縮して、より効率的な処理を可能にする、塩素含有粉体の水洗処理方法、及び塩素含有粉体の水洗処理システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to shorten the time required for filtering and separating a slurry made by adding at least water to a chlorine-containing powder such as incineration ash, thereby enabling more efficient treatment. It is an object of the present invention to provide a water washing treatment method for powders and a water washing treatment system for chlorine-containing powders.
上記目的を達成するために、本発明は、第1に、
塩素含有粉体に少なくとも水を加えてなるスラリーを、所定収容量を有する処理槽に収容する塩素含有粉体導入工程と、
前記処理槽に収容した該スラリーを撹拌し、前記塩素含有粉体に含まれる塩素を液相中に溶出させる塩素溶出工程と、
前記塩素溶出後の該スラリーから液相の一部又は全部を濾別して脱塩ケーキを得る濾別分離工程と、を備え、
前記塩素溶出工程における前記スラリーの撹拌を、前記処理槽に収容された前記スラリーに二酸化炭素を含むガスを吹き込んで、該収容されたスラリーの下層及び上層にわたって前記ガスが前記スラリーを巻き込みながら還流する、前記ガスと前記スラリーとの混合撹拌流を形成させることにより行う、塩素含有粉体の水洗処理方法を提供するものである。In order to achieve the above object, the present invention firstly:
A chlorine-containing powder introduction step in which a slurry formed by adding at least water to a chlorine-containing powder is stored in a treatment tank having a predetermined capacity.
A chlorine elution step of stirring the slurry contained in the treatment tank to elute the chlorine contained in the chlorine-containing powder into the liquid phase.
A filter separation step for obtaining a desalted cake by filtering a part or all of the liquid phase from the slurry after chlorine elution is provided.
In the stirring of the slurry in the chlorine elution step, a gas containing carbon dioxide is blown into the slurry contained in the treatment tank, and the gas recirculates while entraining the slurry over the lower and upper layers of the contained slurry. The present invention provides a method for washing chlorine-containing powder with water by forming a mixed stirring flow of the gas and the slurry.
上記塩素含有粉体の水洗処理方法によれば、塩素含有粉体に少なくとも水を加えてなるスラリーの塩素溶出工程における撹拌を、処理槽に収容されたスラリーに二酸化炭素を含むガスを吹き込んで、処理槽に収容されたスラリーの下層及び上層にわたって前記ガスが前記スラリーを巻き込みながら還流する、前記ガスと前記スラリーとの混合撹拌流を形成させることにより行うので、比較的粒度の大きな固相粒子であっても処理槽内の底部側に滞留することがなく、スラリー全体によく分散させることができる。これにより、スラリーに含まれる固相分の固相粒子の粒度分布が広く且つ良好に分散された状態が形成されて、塩素溶出工程後の濾別分離工程の際には、その比較的粒度の大きな固相粒子が核となって、比較的粒度の小さな固相粒子も相まって、適度に連通した粒子間空隙を有する充填構造となり、液相が通り抜けやすくなる。そして、塩素溶出工程を経たスラリーを濾別分離するのに要する時間を短縮することができる。 According to the water washing treatment method for the chlorine-containing powder, stirring in the chlorine elution step of the slurry formed by adding at least water to the chlorine-containing powder is performed by blowing a gas containing carbon dioxide into the slurry contained in the treatment tank. This is performed by forming a mixed stirring flow of the gas and the slurry in which the gas recirculates while entraining the slurry over the lower and upper layers of the slurry contained in the treatment tank, so that the solid-state particles having a relatively large particle size are used. Even if there is, it does not stay on the bottom side in the treatment tank and can be well dispersed in the entire slurry. As a result, a state in which the particle size distribution of the solid phase particles of the solid phase contained in the slurry is wide and well dispersed is formed, and the particle size is relatively large in the filter separation step after the chlorine elution step. Large solid-phase particles become nuclei, and solid-phase particles with a relatively small particle size are also combined to form a packed structure with appropriately communicated interparticle voids, making it easier for the liquid phase to pass through. Then, the time required for separating the slurry that has undergone the chlorine elution step by filtration can be shortened.
上記目的を達成するため、本発明は、第2に、上記塩素含有粉体の水洗処理方法において、前記処理槽は、該処理槽に収容された前記スラリーが、追加的に導入される塩素含有粉体に応じてオーバーフローし、前記濾別分離工程に向けて搬出されるように構成されている、該水洗処理方法を提供するものである。 In order to achieve the above object, secondly, in the method for washing the chlorine-containing powder with water, the treatment tank contains chlorine into which the slurry contained in the treatment tank is additionally introduced. The present invention provides the water washing treatment method, which is configured to overflow according to the powder and be carried out for the filtration separation step.
上記の構成によれば、塩素溶出工程を経たスラリーの処理槽からの搬出のために、作業者等による特別な作業を要せず、追加的に導入される塩素含有粉体に応じた連続的な水洗処理が可能である。 According to the above configuration, since the slurry is carried out from the processing tank after the chlorine elution step, no special work by an operator or the like is required, and the slurry is continuously introduced according to the chlorine-containing powder to be additionally introduced. Can be washed with water.
上記目的を達成するため、本発明は、第3に、上記塩素含有粉体の水洗処理方法において、前記濾別分離工程における前記液相の分離をフィルタープレスにより行う、該水洗処理方法を提供するものである。 In order to achieve the above object, the present invention thirdly provides the water washing treatment method in which the liquid phase is separated by a filter press in the filter separation separation step in the water washing treatment method of the chlorine-containing powder. It is a thing.
上記の構成によれば、濾別分離工程において、より効率的に脱塩ケーキを得ることができる。 According to the above configuration, the desalted cake can be obtained more efficiently in the filtration separation step.
上記目的を達成するため、本発明は、第4に、上記塩素含有粉体の水洗処理方法において、前記塩素含有粉体が、焼却飛灰、溶融飛灰、及びセメントキルンダストから選ばれた1種又は2種以上を含む、該水洗処理方法を提供するものである。 In order to achieve the above object, fourthly, in the method for washing the chlorine-containing powder with water, the chlorine-containing powder was selected from incineration fly ash, molten fly ash, and cement kiln dust. It is intended to provide the water washing treatment method including seeds or two or more kinds.
上記の構成によれば、塩素を含有する廃棄物である、焼却飛灰、溶融飛灰、セメントキルンダスト等を脱塩処理して、例えばセメント原料等として有効利用することができる。 According to the above configuration, incinerator fly ash, molten fly ash, cement kiln dust and the like, which are wastes containing chlorine, can be desalted and effectively used as a raw material for cement, for example.
上記目的を達成するため、本発明は、第5に、上記塩素含有粉体の水洗処理方法において、連続的に導入される塩素含有粉体に応じて、前記水洗処理が可能とされる、該水洗処理方法を提供するものである。 In order to achieve the above object, the present invention fifthly enables the water washing treatment according to the chlorine-containing powder continuously introduced in the water washing treatment method for the chlorine-containing powder. It provides a washing treatment method.
上記目的を達成するため、本発明は、第6に、
塩素含有粉体に少なくとも水を加えてなるスラリーを収容するための、所定収容量を有する処理槽と、
前記処理槽に付設され、前記処理槽に収容された前記スラリーに二酸化炭素を含むガスを吹き込んで、該収容されたスラリーの下層及び上層にわたって前記ガスが前記スラリーを巻き込みながら還流する、前記ガスと前記スラリーとの混合撹拌流を形成させるための筒型散気装置と、
前記処理槽から取り出した該スラリーから液相の一部又は全部を濾別して脱塩ケーキを得るための濾別分離装置と、を備えた塩素含有粉体の水洗処理システムを提供するものである。In order to achieve the above object, the present invention is described in the sixth aspect.
A treatment tank having a predetermined capacity for accommodating a slurry made by adding at least water to a chlorine-containing powder, and a treatment tank.
A gas containing carbon dioxide is blown into the slurry provided in the treatment tank and contained in the treatment tank, and the gas recirculates while entraining the slurry over the lower and upper layers of the contained slurry. A tubular air diffuser for forming a mixed stirring flow with the slurry, and
Provided is a water washing treatment system for chlorine-containing powder provided with a filter separation device for filtering a part or all of the liquid phase from the slurry taken out from the treatment tank to obtain a desalted cake.
上記塩素含有粉体の水洗処理システムによれば、塩素含有粉体に少なくとも水を加えてなるスラリーを撹拌してその液相に塩素を溶出させる塩素溶出工程における、その撹拌を、処理槽に付設された筒型散気装置を用いて、処理槽に収容されたスラリーに二酸化炭素を含むガスを吹き込んで、処理槽に収容されたスラリーの下層及び上層にわたって前記ガスが前記スラリーを巻き込みながら還流する、前記ガスと前記スラリーとの混合撹拌流を形成させて行うことができるようにしたので、スラリーの撹拌の際、比較的粒度の大きな固相粒子であっても処理槽内の底部側に滞留することがなく、スラリー全体によく分散させることができる。これにより、スラリーに含まれる固相分の固相粒子の粒度分布が広く且つ良好に分散された状態が形成されて、塩素溶出工程後の濾別分離工程の際には、その比較的粒度の大きな固相粒子が核となって、比較的粒度の小さな固相粒子も相まって、適度に連通した粒子間空隙を有する充填構造となり、液相が通り抜けやすくなる。そして、塩素溶出工程を経たスラリーを濾別分離するのに要する時間を短縮することができる。 According to the water washing treatment system for the chlorine-containing powder, the stirring in the chlorine elution step of stirring the slurry made by adding at least water to the chlorine-containing powder to elute chlorine into the liquid phase is attached to the treatment tank. A gas containing carbon dioxide is blown into the slurry contained in the treatment tank by using the cylindrical air diffuser, and the gas recirculates while entraining the slurry over the lower and upper layers of the slurry contained in the treatment tank. Since it is possible to form a mixed stirring flow of the gas and the slurry, even solid-phase particles having a relatively large particle size stay on the bottom side in the treatment tank when the slurry is stirred. It can be well dispersed in the entire slurry without any problem. As a result, a state in which the particle size distribution of the solid phase particles of the solid phase contained in the slurry is wide and well dispersed is formed, and the particle size is relatively large in the filter separation step after the chlorine elution step. Large solid-phase particles become nuclei, and solid-phase particles with a relatively small particle size are also combined to form a packed structure with appropriately communicated interparticle voids, making it easier for the liquid phase to pass through. Then, the time required for separating the slurry that has undergone the chlorine elution step by filtration can be shortened.
上記目的を達成するため、本発明は、第7に、上記塩素含有粉体の水洗処理システムにおいて、前記処理槽は、該処理槽に収容された前記スラリーが、追加的に導入される塩素含有粉体に応じてオーバーフローし、前記濾別分離装置に向けて搬出されるように構成されている、該水洗処理システムを提供するものである。 In order to achieve the above object, seventhly, in the chlorine-containing powder washing treatment system, the treatment tank contains chlorine into which the slurry contained in the treatment tank is additionally introduced. It provides the water washing treatment system which is configured to overflow according to the powder and be carried out to the filter separation device.
上記の構成によれば、塩素溶出工程を経たスラリーの処理槽からの搬出のために、作業者等による特別な作業を要せず、追加的に導入される塩素含有粉体に応じた連続的な水洗処理が可能である。 According to the above configuration, since the slurry is carried out from the processing tank after the chlorine elution step, no special work by an operator or the like is required, and the slurry is continuously introduced according to the chlorine-containing powder to be additionally introduced. Can be washed with water.
上記目的を達成するため、本発明は、第8に、上記塩素含有粉体の水洗処理システムにおいて、前記濾別分離装置は、フィルタープレスである、該水洗処理システムを提供するものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides, eighthly, in the water washing treatment system for chlorine-containing powder, the water washing treatment system in which the filter separation device is a filter press.
上記の構成によれば、濾別分離装置による濾別分離工程において、より効率的に脱塩ケーキを得ることができる。 According to the above configuration, the desalted cake can be obtained more efficiently in the filter separation step by the filter separation device.
上記目的を達成するため、本発明は、第9に、上記塩素含有粉体の水洗処理システムにおいて、更に、得られた脱塩ケーキをセメント製造設備に搬送するための搬送装置を備える、該水洗処理システムを提供するものである。 In order to achieve the above object, a ninth aspect of the present invention is the water washing treatment system for chlorine-containing powder, further comprising a transport device for transporting the obtained desalted cake to a cement manufacturing facility. It provides a processing system.
上記の構成によれば、塩素を含有する廃棄物である、例えば、焼却飛灰、溶融飛灰、セメントキルンダスト等を脱塩処理して得られた脱塩ケーキを、そのままセメント製造設備に搬送してセメント原料として有効利用することができる。 According to the above configuration, the desalted cake obtained by desalting the waste containing chlorine, for example, incinerator fly ash, molten fly ash, cement kiln dust, etc., is directly transported to the cement manufacturing facility. It can be effectively used as a raw material for cement.
上記目的を達成するため、本発明は、第10に、上記塩素含有粉体の水洗処理システムにおいて、連続的に導入される塩素含有粉体に応じて、前記水洗処理が可能とされる、該水洗処理システムを提供するものである。 In order to achieve the above object, the tenth aspect of the present invention is to enable the water washing treatment according to the chlorine-containing powder continuously introduced in the water washing treatment system for the chlorine-containing powder. It provides a washing treatment system.
本発明によれば、焼却灰等の塩素含有粉体に少なくとも水を加えてなるスラリーを濾別分離するのに要する時間を短縮して、より効率的な処理を可能にする、塩素含有粉体の水洗処理方法、及び塩素含有粉体の水洗処理システムを提供することができる。よって、焼却灰等の廃棄物を効率的に脱塩処理して、これをセメント原料等として有効利用することができる。 According to the present invention, a chlorine-containing powder that shortens the time required for filtering and separating a slurry made by adding at least water to a chlorine-containing powder such as incineration ash, and enables more efficient treatment. A method for washing with water and a system for washing chlorine-containing powder can be provided. Therefore, waste such as incinerator ash can be efficiently desalted and effectively used as a raw material for cement.
本発明の処理対象としては、塩素を含有する粉体であればよく、特に制限はないが、例えば焼却飛灰、溶融飛灰、セメントキルンダスト等が挙げられる。これらは、従来、脱塩の処理の後にセメント原料として有効利用されている廃棄物であり、典型的な都市ごみ焼却飛灰、すなわち家庭ごみ廃棄物を焼却処理する際に発生する飛灰(本明細書では単に「焼却飛灰」と称するものとする。)には、一般に、塩素(Cl)が10質量%~30質量%程度の濃度で含まれており、また、ガス化溶融炉から発生した飛灰(本明細書では単に「溶融飛灰」と称するものとする。)には、一般に、塩素が10質量%~40質量%程度の濃度で含まれている。一方、セメントキルン抽気ガスに含まれるダストであるセメントキルンダストには、一般に、塩素が10質量%~40質量%程度の濃度で含まれている。 The treatment target of the present invention may be any powder containing chlorine, and is not particularly limited, and examples thereof include incinerated fly ash, molten fly ash, and cement kiln dust. These are wastes that have been effectively used as a raw material for cement after desalination, and are typical fly ash for municipal waste incineration, that is, fly ash generated when incineration of household waste (book). In the specification, it is simply referred to as "incineration fly ash"), which generally contains chlorine (Cl) at a concentration of about 10% by mass to 30% by mass, and is generated from a gasification and melting furnace. The fly ash (referred to simply as “molten fly ash” in the present specification) generally contains chlorine at a concentration of about 10% by mass to 40% by mass. On the other hand, the cement kiln dust, which is dust contained in the cement kiln bleed air gas, generally contains chlorine at a concentration of about 10% by mass to 40% by mass.
本発明によれば、上記のような廃棄物の含有塩素量を、例えば典型的には0.1質量%~3質量%程度の濃度、より典型的には0.1質量%~1.5質量%程度の濃度にまで低減させることができる。そして、そのように含有塩素量が低減した脱塩ケーキは、セメント原料等として有効利用することが可能である。 According to the present invention, the chlorine content of the waste as described above is, for example, typically a concentration of about 0.1% by mass to 3% by mass, and more typically 0.1% by mass to 1.5. The concentration can be reduced to about mass%. The desalted cake having such a reduced chlorine content can be effectively used as a raw material for cement and the like.
塩素含有粉体の塩素の濃度は、周知の方法で測定することができ、例えば、ISO 29581-2 Cement-Test methods-Part2:Chemical analysis by X-ray fluorescence、又はセメント協会標準試験方法JCAS I-05「蛍光X線分析によるセメント中の塩素の定量方法」等を準用した、蛍光X線分析法などが好ましく例示される。 The concentration of chlorine in the chlorine-containing powder can be measured by a well-known method, for example, ISO 29581-2 Cement-Test methods-Part2: Chemical analysis by X-ray fluorescence, or the Cement Association standard test method JCAS I-. 05 A fluorescent X-ray analysis method or the like to which "a method for quantifying chlorine in cement by fluorescent X-ray analysis" or the like is applied mutatis mutandis is preferably exemplified.
以下、本発明についてより具体的に説明するために図面を参照するが、本発明は、これら図面とともに説明する態様に限定されるものではない。 Hereinafter, the drawings will be referred to in order to explain the present invention more specifically, but the present invention is not limited to the embodiments described together with these drawings.
図1には、本発明において行われる水洗処理の基本的構成を説明するフロー図を示す。このフロー図に示されるように、本発明による水洗処理方法は、塩素含有粉体に少なくとも水を加えてなるスラリーを、所定収容量を有する処理槽に収容する塩素含有粉体導入工程(s-1)と、処理槽に収容したスラリーを撹拌し、塩素含有粉体に含まれる塩素を液相中に溶出させる塩素溶出工程(s-2)と、塩素溶出後の該スラリーから液相の一部又は全部を濾別して脱塩ケーキを得る濾別分離工程(s-3)とを備える。 FIG. 1 shows a flow chart illustrating a basic configuration of a water washing treatment performed in the present invention. As shown in this flow chart, the water washing treatment method according to the present invention is a chlorine-containing powder introduction step (s-) in which a slurry formed by adding at least water to a chlorine-containing powder is stored in a treatment tank having a predetermined capacity. 1) and the chlorine elution step (s-2) in which the chlorine contained in the chlorine-containing powder is eluted into the liquid phase by stirring the slurry contained in the treatment tank, and one of the liquid phases from the slurry after chlorine elution. It is provided with a filtration separation step (s-3) for obtaining a desalted cake by filtering a part or all of the material.
そして、本発明による水洗処理方法においては、上記の塩素溶出工程におけるスラリーの撹拌を、処理槽に収容されたスラリーに二酸化炭素を含むガスを吹き込んで、その処理槽に収容されたスラリーの下層及び上層にわたって上記ガスが上記スラリーを巻き込みながら還流する、上記スラリーと上記ガスとの混合撹拌流を形成させることにより行う。これにより、比較的粒度の大きな固相粒子であっても処理槽内の底部側に滞留することがなく、スラリー全体によく分散させることができる。また、スラリーに含まれる固相分の固相粒子の粒度分布が広く且つ良好に分散された状態が形成されて、塩素溶出工程後の濾別分離工程の際には、その比較的粒度の大きな固相粒子が核となって、比較的粒度の小さな固相粒子も相まって、適度に連通した粒子間空隙を有する充填構造となり、良好な濾過速度を発現する。この優れた濾過速度により、上記濾別分離工程における所要時間が顕著に短縮され、塩素含有粉体の水洗処理を効率的に行うことが可能となる。 Then, in the water washing treatment method according to the present invention, the slurry in the chlorine elution step is agitated by blowing a gas containing carbon dioxide into the slurry contained in the treatment tank, and the lower layer of the slurry contained in the treatment tank and the slurry. This is performed by forming a mixed stirring flow of the slurry and the gas in which the gas recirculates while entraining the slurry over the upper layer. As a result, even solid phase particles having a relatively large particle size do not stay on the bottom side in the treatment tank and can be well dispersed in the entire slurry. In addition, the particle size distribution of the solid phase particles contained in the slurry is wide and well dispersed, and the particle size is relatively large in the filtration separation step after the chlorine elution step. The solid-phase particles become nuclei, and together with the solid-phase particles having a relatively small particle size, a packed structure having appropriately communicated interparticle voids is formed, and a good filtration rate is exhibited. Due to this excellent filtration rate, the time required for the separation step by filtration is remarkably shortened, and the chlorine-containing powder can be efficiently washed with water.
また、本発明による水洗処理方法においては、連続的に導入される塩素含有粉体に応じて、その水洗処理が可能である。すなわち、一般に、上記の塩素含有粉体の導入は、例えば、塩素含有粉体と少なくとも水を含む脱塩用洗液を処理槽に連続的に供給することが可能であるが、つづく濾別分離工程では、使用する濾別分離装置の仕様により、概してバッチ式処理が通常であるところ、その濾別分離装置の上流側に塩素溶出工程から供給されるスラリーのバッファタンクを備えること等によって、上記の塩素含有粉体の導入の連続性を妨害することなく、その水洗処理を行うことが可能である。なお、ここでいう「連続性」とは、必ずしも水洗処理物が時間軸上連続的にまったく途切れずに生成されることを意味するものではなく、操業上で常識的な時間範囲でみたとき、典型的には、例えば50分間~100分間程度の時間範囲でみたとき、上記の塩素含有粉体の導入の連続性によって、水洗処理物についてもその生成が途切れないことを意味するものであり、これにより水洗処理の操業上の効率化が十分に図られる。 Further, in the water washing treatment method according to the present invention, the water washing treatment can be performed according to the chlorine-containing powder continuously introduced. That is, in general, the introduction of the chlorine-containing powder can continuously supply, for example, a desalting washing liquid containing chlorine-containing powder and at least water to the treatment tank, but the subsequent separation by filtration is possible. In the process, depending on the specifications of the filter separation device to be used, batch-type processing is generally usual, but by providing a buffer tank for the slurry supplied from the chlorine elution step on the upstream side of the filter separation device, etc. It is possible to carry out the washing treatment without disturbing the continuity of introduction of the chlorine-containing powder. In addition, "continuity" here does not necessarily mean that the washed product is continuously produced without any interruption on the time axis, and when viewed within a time range that is common sense in operation, Typically, for example, when viewed in a time range of about 50 minutes to 100 minutes, it means that the production of the washed product is not interrupted due to the continuity of introduction of the chlorine-containing powder. As a result, the operational efficiency of the washing process can be sufficiently improved.
図2には、本発明にかかる塩素含有粉体の水洗処理システムの一例の概略構成説明図を示す。 FIG. 2 shows a schematic configuration explanatory diagram of an example of a water washing treatment system for chlorine-containing powder according to the present invention.
図2に示されるように、この実施形態に係る塩素含有粉体の水洗処理システム1には処理槽2が備わり、その処理槽2には、塩素含有粉体供給装置21から供給される塩素含有粉体P1と第1脱塩用洗液供給装置22から供給される第1脱塩用洗液W1とが導入され、必要に応じてpH調整剤供給装置23から供給されるpH調整剤pH1も導入可能とされている。図2に示す実施形態では、各供給装置21~23からは、各スラリー材料P1、W1、pH1が処理槽2に連続的に供給されるようにしており、処理槽2において、少なくとも塩素含有粉体P1と第1脱塩用洗液W1とを混合、スラリー化して、そのスラリーS1を所定の時間撹拌することにより、塩素含有粉体P1に含有される塩素を液相に溶解させて溶出するようにしている。なお、図2に示す実施形態では、少なくとも塩素含有粉体P1と第1脱塩用洗液W1とを処理槽2に導入して、混合、スラリー化しているが、別途にスラリー化したものを処理槽2に導入するようにしても問題はない。
As shown in FIG. 2, the water
また、この実施形態に係る塩素含有粉体の水洗処理システム1では、処理槽2での処理を経たスラリーS2は、スラリー搬送装置4を介して濾別分離装置6に搬送されるようにしている。濾別分離装置6では、スラリーS2から液相の一部又は全部を濾別して、含有塩素量が低減した脱塩ケーキC1が得られる。また、濾別分離装置6の上流側にはバッファタンク5を備え、処理槽2から搬送されるスラリーS2を一旦貯留して、所望のタイミングで所定のバルブ機構を有するスラリー供給弁8aを開栓して、所定量ずつ濾別分離装置6に供給するようにしている。このようなバッファタンク5を備えたことにより、上述したように、上記の塩素含有粉体の導入の連続性を妨害することなく、その水洗処理を行うことが可能である。
Further, in the chlorine-containing powder
上記のとおり処理槽2では、少なくとも塩素含有粉体P1と第1脱塩用洗液W1とを混合、スラリー化するが、その際の塩素含有粉体P1と第1脱塩用洗液W1との質量比(W1/P1)は、4~10が好ましく、4~7がより好ましく、4~5が特に好ましい。質量比(W1/P1)が4よりも小さい場合、塩素含有粉体P1からの塩素の溶出が不充分となる場合がある。また、質量比(W1/P1)が10よりも大きい場合、つづく濾別分離工程において発生する濾液量が多くなる。
As described above, in the
処理槽2において塩素含有粉体P1と混合され、スラリーS1を構成する第1脱塩用洗液W1の塩素イオン濃度は、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましく、1質量%以下が特に好ましい。下限は特に設定されないが、通常、河川水や地下水等が由来の工業用水の塩素濃度が0.005質量%程度である。第1脱塩用洗液W1の塩素イオン濃度が、3質量%よりも大きい場合、塩素含有粉体P1の塩素含有量によっては、塩素溶出工程における塩素含有粉体P1からの塩素の溶出効率が低下する場合がある。
The chlorine ion concentration of the first desalting washing liquid W1 which is mixed with the chlorine-containing powder P1 in the
塩素溶出工程における上記スラリーS1のpHは、好ましくは6~11、より好ましくは6~10.5、特に好ましくは6~9である。ここで、スラリーS1のpHは、後述するように二酸化炭素を含むガスを吹き込むので、そのガス中の二酸化炭素の溶解によって7以下とすることが可能であるが、スラリーS1には、pH調整剤pH1を添加してもよい。pH調整剤pH1を添加することで、スラリーS1のpHを6~9にして、灰塵に含まれる難溶性のフリーデル氏塩からの塩素溶出を効果的に生じさせることができる。pH調整剤pH1としては、希硫酸、塩酸等が使用できる。
The pH of the slurry S1 in the chlorine elution step is preferably 6 to 11, more preferably 6 to 10.5, and particularly preferably 6 to 9. Here, since the pH of the slurry S1 is blown with a gas containing carbon dioxide as described later, the pH can be set to 7 or less by dissolving the carbon dioxide in the gas, but the pH adjuster is applied to the slurry S1.
図2に示されるように、この実施形態に係る塩素含有粉体の水洗処理システム1には、処理槽2に筒型散気装置3が付設されている。筒型散気装置3は、二酸化炭素を含むガスA1を供給する送気管33が連通してかかるガスA1を吹き込むためのノズル31と、ノズル31を内部端に配置する円筒状の円筒管32から構成されている。そして、ノズル31から吹き込まれたガスA1は、円筒管32の円筒内部のスラリーを巻き込みながらそのスラリーとともに上方に上昇し、ガスA1とスラリーS1との混合噴流となって円筒管32の上端開口部32aから噴出されるようにしている。一方、円筒管32の下端開口部32bからは、円筒内部のスラリーの上方への上昇にともなって円筒管32の円筒内部の下方側が上方側に比べて陰圧となることによって、処理槽2の底部側に滞留したスラリーが円筒管32の円筒内部に吸引されるようにしている。このような筒型散気装置3の機構により、処理槽2に収容されたスラリーには、その下層及び上層にわたってガスA1がスラリーS1を巻き込みながら還流する、上記スラリーと上記ガスとの混合撹拌流を形成されて、処理槽2に収容されたスラリーの全体を撹拌するようにしている。
As shown in FIG. 2, in the water
上記の筒型散気装置3の機構をより具体的に説明すると、ノズル31からの上記ガスA1の吹き込みによって生じるエアリフト効果によって、円筒管32の円筒内及び円筒外のスラリー間に比重差が形成され、円筒管32の円筒内に上記スラリーと上記ガスとの混合噴流が生じるのである。上記混合噴流中の上記ガスの形状は、上記スラリーに吹き込むためのノズル31の形状やノズル31から吹き込まれる際、もしくは吹き込まれた後に上記スラリーと衝突することによるせん断等に起因して、任意径の気泡状となっている。円筒管32の円筒内を流れる上記混合撹拌流の速度は、好ましくは1m/秒以上、より好ましくは2m/秒以上、特に好ましくは3m/秒以上である。この混合撹拌流の速度に上限はないが、処理槽2からのスラリーS1の突発的な噴出を防止する観点からは、15m/秒以下が好ましい。円筒管32の円筒内を流れる上記混合撹拌流の速度が1m/秒未満の場合、形成される撹拌流が弱くなり、処理槽2に収容されたスラリーS1の全体を撹拌することが困難になる場合がある。
More specifically, the mechanism of the
また、筒型散気装置3の円筒管32は、ノズル31が配置された下端部側から上端開口部32aに向かって、その内径が小さくなる略円錐形の構造を採用してもよい。これによれば、上端開口部32aからの上記混合噴流の噴出圧をより高めることができる。
Further, the cylindrical tube 32 of the
さらに、筒型散気装置3の円筒管32の円筒内部には、上記混合噴流の流れを一部さえぎるように突起部やスペーサー等の構造体を設けて、その構造体による乱流発生手段をなすようにしてもよい。これによれば、キャビテーション効果による気泡を生じさせ易くすることができる。
Further, a structure such as a protrusion or a spacer is provided inside the cylinder of the cylindrical tube 32 of the
ここで、キャビテーション効果とは、流体のミクロな局所領域の圧力差により真空の空洞が生じて、これが微細気泡となる現象であり、広く一般に流体に生じ得る現象であるといえる。よって、このキャビテーション気泡は、上記構造体による特別な乱流発生手段がなくても、筒型散気装置3のノズル31や円筒管32の形状、円筒管32の上端開口部32aや下端開口部32bの形状等に起因して、上記スラリーに生じ得る。
Here, it can be said that the cavitation effect is a phenomenon in which a vacuum cavity is generated due to a pressure difference in a microscopic local region of the fluid and becomes fine bubbles, and is a phenomenon that can generally occur in a fluid in general. Therefore, the cavitation bubbles can be generated by the shape of the
本発明においては、筒型散気装置3で形成させる上記混合噴流や、これを処理槽2に収容されたスラリーの下層及び上層にわたって還流させてなる、上記スラリーと上記ガスとの混合撹拌流には、上記キャビテーション効果による気泡を含んでいてもよい。キャビテーション効果による気泡は、崩壊時に数μmオーダーの局所的な領域に数GPaにおよぶ高衝撃圧を発生し、また、気泡崩壊時に断熱圧縮により微視的には数千℃の温度が生じる。よって、このキャビテーション気泡の崩壊衝撃力によって、スラリーS1中に存在する固相の凝集体を破壊する効果がある。また、このキャビテーション気泡の崩壊時の加温によって、塩素含有粉体P1からの塩素の溶出効率を向上させる効果がある。
In the present invention, the mixed jet formed by the
処理槽2には、より効果的な撹拌流を形成するために、上記のような筒型散気装置3が複数機設置されてもよい。この場合、かかる複数の筒型散気装置3による上記混合噴流の噴出方向を、処理槽2の上下方向に統一にすることで、処理槽2内の全体の撹拌を効果的に行うことができる。また、処理槽2には、筒型散気装置3を付設するとともに、さらに汎用の撹拌翼を組合せて設置してもよい。
In order to form a more effective stirring flow, the
処理槽2からスラリーS1をバッファタンク5へ搬送するためのスラリー搬送装置4としては、スクリューポンプやモーノポンプ等の汎用のスラリーポンプを使用してもよいが、図2に示す実施形態では、処理槽2のオーバーフローが生じる箇所に、傾斜を付けた樋を設置するようにしている。こうすることで、処理槽2に連続的に供給されてもよい塩素含有粉体P1及び/又は第1脱塩用洗液W1によって増量していくスラリーS1に対して、その増量分に応じて処理槽2からオーバーフローしたスラリーS2が、自動的にバッファタンク5へ搬送される。
As the
バッファタンク5は、所定量のスラリーS2を貯留し、適宜、濾別分離装置6に供給することができるものであれば、その機構、材質は限定されない。
The
濾別分離装置6としては、処理槽2での処理を経たスラリーS2から液相の一部又は全部を濾別することができる装置であればよく、例えばフィルタープレス等が好ましく例示される。図2に示す実施形態においても、濾別分離装置6としてフィルタープレスが用いられている。かかる濾別分離装置6(フィルタープレス)では、導入された被処理物を濾布により固液分離して、通常50質量%程度に含水率が減少してなる脱水ケーキが得られる。その際、脱水ケーキの厚さや水分含量を整えるための圧搾(被処理物の導入の際の圧搾を「一次圧搾」と称する場合もある。)での圧力は0.2MPa~2MPaであってよく、濾布の目開きとしては、粒径0.1μm以上の固相を捕集できるものであればよく、圧搾方式や濾布の種類等は特に限定されない。なお、図2に示す実施形態においては、スラリーS2の濾別分離装置6(フィルタープレス)への導入の際には、所定のポンプ機構を有するスラリー供給ポンプ7aによりスラリーS2を加圧しながら行うことができるようになっている。すなわち被処理物の圧入を可能にし、これによりスラリーS2の濾別分離装置6(フィルタープレス)への導入をより速やかに行うことができる。また、かかる濾別分離装置6(フィルタープレス)へのスラリーS2の導入の際に除かれる水分が第1濾液W3として排出されるので、図2に示す実施形態においては、これを、所定のバルブ機構を有する濾液排出弁8cを開栓して系外へと排出することができるようにしている。
The
また、かかる濾別分離装置6(フィルタープレス)では、一旦固液分離して得られた含水率が50質量%程度の脱水ケーキに対して、第2脱塩用洗液W2を用いて洗浄を行い、かかる脱水ケーキが含有する液相のほとんど全てを、第2脱塩用洗液W2に置換する処理を行う(被処理物を導入した方向と順方向に洗液を流通させて洗浄する場合は「正洗浄」とも称され、被処理物を導入した方向と逆方向に洗液を流通させて洗浄する場合は「逆洗浄」とも称される。)。これにより、脱水ケーキからの脱塩をより確実にすることができる。第2脱塩用洗液W2の塩素イオン濃度は、上記第1脱塩用洗液W1より塩素イオン濃度が低いことが好ましく、より具体的には0.5質量%以下が好ましく、0.3質量%以下がより好ましく、0.1質量%以下が特に好ましい。下限は特に設定されないが、通常、河川水や地下水等が由来の工業用水の塩素濃度が0.005質量%程度である。 Further, in the filter separation device 6 (filter press), the dehydrated cake once obtained by solid-liquid separation and having a water content of about 50% by mass is washed with the second demineralizing washing liquid W2. Then, almost all of the liquid phase contained in the dehydrated cake is replaced with the second demineralized washing liquid W2 (in the case of washing by circulating the washing liquid in the direction in which the object to be treated is introduced and in the forward direction). Is also referred to as "normal cleaning", and is also referred to as "reverse cleaning" when the washing liquid is circulated in the direction opposite to the direction in which the object to be treated is introduced.) This makes it possible to more reliably desalt the dehydrated cake. The chlorine ion concentration of the second desalting washing liquid W2 is preferably lower than that of the first desalting washing liquid W1, more specifically, 0.5% by mass or less, preferably 0.3. It is more preferably 0% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less. Although the lower limit is not set in particular, the chlorine concentration of industrial water derived from river water, groundwater, etc. is usually about 0.005% by mass.
図2に示す実施形態では、第2脱塩用洗液W2は、濾別分離装置6(フィルタ―プレス)に付設した第2脱塩用洗液供給槽61から、所望のタイミングで所定のバルブ機構を有する第2脱塩用洗液供給弁8bを開栓することにより供給されるようにしている。また、その際、所定のポンプ機構を有する第2脱塩用洗液供給ポンプ7bにより第2脱塩用洗液W2を加圧しながら行うことができるようになっている。すなわち第2脱塩用洗液W2の加圧導入を可能にし、これにより第2脱塩用洗液W2による脱水ケーキの洗浄をより速やかに行うことができる。また、第2脱塩用洗液W2による洗浄の際又は洗浄後には、上記したスラリーS2の導入時の一次圧搾の処理と同様にして、脱水ケーキの厚さや水分含量を整えるための圧搾を施してもよい(脱水ケーキの洗浄の際又は洗浄後の圧搾を「二次圧搾」と称する場合もある。)
In the embodiment shown in FIG. 2, the second desalting washing liquid W2 is a predetermined valve from the second desalting washing
なお、図2に示される実施形態では、濾別分離装置6における、第2脱塩用洗液W2による脱水ケーキの洗浄で生じた第2濾液W4は、所定のポンプ機構からなる濾液返送ポンプ7cにより脱塩用洗液供給装置22の貯留部に送液して、第1脱塩用洗液W1として再利用するようにしている。これによれば、脱塩用洗液のための水の使用量を節約することができる。そして、洗液の再利用により塩素等の濃度が上昇したときは、所定のバルブ機構からなる濾液排出弁8cを開栓することにより、系外に排出することができるようにしている。なお、上記したように、濾別分離装置6(フィルタープレス)への導入の際に生じる上記第1濾液は、塩素等の濃度が比較的高くなっているので、基本的には濾液排出弁8cを開栓することにより系外に排出するようにしているが、場合によっては、第2濾液W4と同様に、脱塩用洗液供給装置22の貯留部に送液して、第1脱塩用洗液W1として再利用してもよい。
In the embodiment shown in FIG. 2, the second filtrate W4 produced by washing the dehydrated cake with the second desalting washing liquid W2 in the
また、図2に示されるように、この実施形態に係る塩素含有粉体の水洗処理システム1では、濾別分離装置6で得られた脱塩ケーキC1は、セメント製造装置9に搬送してセメント原料として使用するようにしている。その際の搬送には、含水率が50質量%程度のケーキが搬送できる、例えば、ベルトコンベア等の汎用の装置を使用すればよい。
Further, as shown in FIG. 2, in the chlorine-containing powder
さらに、図2に示されるように、この実施形態に係る塩素含有粉体の水洗処理システム1では、セメント製造装置9から排出される二酸化炭素を含むガスA2を、上記筒型散気装置3に供給して、二酸化炭素を含むガスA1の一部又は全部として使用するようにしている。これによれば、セメント製造装置9から排出されるガスに含まれる熱量により、塩素溶出工程におけるスラリーを加温することができ、塩素含有粉体P1からの塩素の溶出効率を良好にすることができる。
Further, as shown in FIG. 2, in the chlorine-containing powder
以上に説明したように、本発明によれば、塩素含有粉体に少なくとも水を加えてなるスラリーの撹拌の際、特定の撹拌手段を採用したことによって、比較的粒度の大きな固相粒子であっても処理槽2内の底部側に滞留することがなく、処理槽2に収容されたスラリーS1の全体によく分散させることができる。これにより、スラリーに含まれる固相分の固相粒子の粒度分布が広く且つ良好に分散された状態が形成されて、濾別分離装置6による濾別分離工程の際には、その比較的粒度の大きな固相粒子が核となって、比較的粒度の小さな固相粒子も相まって、適度に連通した粒子間空隙を有する充填構造となり、良好な濾過速度を発現する。この優れた濾過速度により、濾別分離装置6における所要時間が顕著に短縮され、塩素含有粉体P1の水洗処理を効率的に行うことが可能となる。ここで、かかる固相粒子には、スラリーS1に溶解しているカルシウム成分と、スラリーS1に吹き込まれたガスA1中の二酸化炭素との化学反応による炭酸カルシウムが含まれていてもよい。
As described above, according to the present invention, solid-state particles having a relatively large particle size are obtained by adopting a specific stirring means when stirring a slurry formed by adding at least water to a chlorine-containing powder. However, it does not stay on the bottom side of the
なお、後述の実施例によれば、濾別分離装置6としてフィルタープレスを用いる場合に、スラリーの圧入、正洗浄(水洗)、一次圧搾、逆洗浄(水洗)、及び二次圧搾までの所要時間のうち、その圧入と逆洗浄の工程における所要時間の短縮が顕著であった。よって、本発明の構成は、スラリー状の組成物からの濾布等の濾別分離部材を通じた脱水の過程において、その濾過速度を向上させるのに大きく寄与しているものと考えられる。また、その所要時間は、典型的には例えば25分間以下に短縮することが可能であり、より典型的には例えば22分間以下に短縮することが可能であり、さらにより典型的には20分間以下に短縮することが可能であり、これにより水洗処理の操業上の効率化が十分に図られると考えられる。
According to the examples described later, when a filter press is used as the
以下、本発明についてさらに詳細に説明するために具体的な試験例を示すが、本発明はこれら試験例の態様に限定されるものではない。 Hereinafter, specific test examples will be shown to explain the present invention in more detail, but the present invention is not limited to the embodiments of these test examples.
[試験例1]
図2に示した塩素含有粉体の水洗処理システム1の構成において、処理槽2における塩素溶出工程の設備仕様が、濾別分離工程の所要時間にどのような影響を与えるかについて評価した。[Test Example 1]
In the configuration of the water
塩素含有粉体P1としては、ガス化溶融炉から発生した溶融飛灰(Cl:12.8質量%、Pb:2600ppm、Zn:15600ppm)を用いた(以下、「溶融飛灰P2」とする)。また、溶融飛灰P2をスラリー化するための第1脱塩用洗液W1及び脱水ケーキを洗浄するための第2脱塩用洗液W2としては上水道水を用いた。また、処理槽2としては、収容量3.5m3のものを使用した。As the chlorine-containing powder P1, molten fly ash (Cl: 12.8% by mass, Pb: 2600 ppm, Zn: 15600 ppm) generated from a gasification and melting furnace was used (hereinafter referred to as “molten fly ash P2”). .. Further, tap water was used as the first desalting washing liquid W1 for slurrying the molten fly ash P2 and the second desalting washing liquid W2 for washing the dehydrated cake. Further, as the
濾別分離装置6にはフィルタープレス(濾布の通気度:1000cm/分、濾布の厚さ:1.8mm、濾布:ポリプロピレンの杉綾織)を使用し、スラリーS1の固液比(「第1脱塩用洗液W1/溶融飛灰P2」の質量比)は4とし、濾別分離装置6における、第2脱塩用洗液W2による洗浄の際の脱塩ケーキC1の固液比(「第2脱塩用洗液W2/溶融飛灰P2」の質量比)は1とし、処理により得られる脱塩ケーキC1の含水率は50質量%とした。
A filter press (air permeability of the filter cloth: 1000 cm / min, thickness of the filter cloth: 1.8 mm, filter cloth: Ayaori cedar of polypropylene) was used for the
表1には、評価に供した各水準について、塩素溶出工程の設備仕様とそれぞれの仕様の場合のスラリーのpHをまとめて示す。具体的には、実施例1としては、ガスA1の供給とスラリーS1の撹拌を筒型散気装置3のみにより行う水準を設け、比較例1としては、ガスA1の供給を筒型散気装置3に代えて処理槽2内に設置したディスク型散気盤により微細気泡を吹き込むことにより行い、スラリーS1の撹拌を処理槽2内に配した撹拌翼により行う水準を設け、比較例2としては、ガスA1の供給を行なわずに、スラリーS1の撹拌のみを筒型散気装置3に代えて処理槽2内に配した撹拌翼により行う水準を設けて、それぞれの設備仕様が、濾別分離工程の所要時間にどのような影響を与えるかについて評価した。なお、スラリーS1へのガスA1の供給には、実施例1では筒型散気装置(アクアブラスターAL-1500、アイエンス社製)を、比較例1では散気盤(テラーC型、エラストックス社製)を用いた。さらに、撹拌翼には、直径600mmの、4枚羽根式を用いた。
Table 1 summarizes the equipment specifications of the chlorine elution process and the pH of the slurry in each specification for each level used for evaluation. Specifically, in Example 1, a level is provided in which the gas A1 is supplied and the slurry S1 is agitated only by the
表2には、上記の水準毎に、濾別分離工程における所要時間と、濾別分離にかかわった濾布の単位面積(m2)当たりの濾過速度(kg/hr)をまとめた。なお、所要時間は、フィルタープレスの作業工程に関わる、下記に示す圧入、正洗浄、一次圧搾、逆洗浄、及び二次圧搾の工程毎にまとめた。Table 2 summarizes the time required for the filtration separation step and the filtration rate (kg / hr) per unit area (m 2 ) of the filter cloth involved in the filtration separation for each of the above levels. The required time is summarized for each of the following press-fitting, normal cleaning, primary pressing, back-cleaning, and secondary pressing processes related to the work process of the filter press.
(圧入)
フィルタープレスの濾布で囲われた濾別分離室に、その濾別分離室の濾布の囲いが一部解かれた導入口に連なる配管を通じてスラリーを投入し、濾布で濾過された第1濾液W3を排出口側から排出させながら、所定の加圧で一定量のスラリーを充満させる工程/この試験例では0.3MPaの加圧条件で1つの濾別分離室あたりにおよそ20Lのスラリーを充満させた。(Press-fit)
The slurry was poured into the filter separation chamber surrounded by the filter cloth of the filter press through a pipe connected to the introduction port where the filter cloth enclosure of the filter separation chamber was partially unraveled, and the slurry was filtered by the filter cloth. A step of filling a certain amount of slurry with a predetermined pressure while discharging the filtrate W3 from the discharge port side / In this test example, about 20 L of slurry is prepared per filter separation chamber under a pressure condition of 0.3 MPa. Filled up.
(正洗浄)
スラリーを投入した配管を通じて第2脱塩用洗液W2で洗浄する工程/この試験例では0.3MPa×1分間と、各水準間で固定の設定とした。(Correct cleaning)
Step of washing with the second desalting washing liquid W2 through the pipe into which the slurry was charged / In this test example, it was set to 0.3 MPa × 1 minute, which was fixed between each level.
(一次圧搾)
フィルタープレスの濾別分離室を囲う濾布を介してケーキ層を挟むように配された濾板に所定の圧力をかけ、脱水ケーキの厚みや含水率を整える工程/この試験例では0.3MPa×4分間と、各水準間で固定の設定とした。(Primary squeezing)
A process of adjusting the thickness and water content of the dehydrated cake by applying a predetermined pressure to the filter plates arranged so as to sandwich the cake layer through the filter cloth surrounding the filter separation chamber of the filter press / 0.3 MPa in this test example. The setting was fixed at x4 minutes and between each level.
(逆洗浄)
正洗浄とは逆向きに、フィルタープレスの濾別分離室からの濾液の排出口側の配管を通じて第2脱塩用洗液W2を脱水ケーキに導入して洗浄する工程/この試験例では第2濾液W4の電気伝導率が900mS/mとなるまで逆洗浄を行った(逆洗浄の濾液が上記電気伝導率になると、得られる脱塩ケーキC1の塩素含有率は約0.5質量%程度と見込める。)。(Backwash)
A step of introducing the second dewatering washing liquid W2 into the dehydrated cake and washing it through the pipe on the discharge port side of the filtrate from the filter separation chamber of the filter press in the opposite direction to the normal washing / the second in this test example. Backwashing was performed until the electric conductivity of the filtrate W4 became 900 mS / m (when the backwashing filtrate has the above electric conductivity, the chlorine content of the obtained dewatered cake C1 is about 0.5% by mass. You can expect it.).
(二次圧搾)
逆洗浄後に、フィルタープレスの濾別分離室を囲う濾布を介してケーキ層を挟むように外側に配された濾板に所定の圧力をかけ、脱水ケーキの厚みや水分量を整える工程/この試験例では0.7MPa×4分間と、各水準間で固定の設定とした。(Secondary squeezing)
After backwashing, a predetermined pressure is applied to the filter plates arranged on the outside so as to sandwich the cake layer through the filter cloth surrounding the filter separation chamber of the filter press, and the thickness and water content of the dehydrated cake are adjusted. In the test example, it was set to 0.7 MPa × 4 minutes, which was fixed between each level.
表2に示されるように、塩素溶出工程における処理槽2の仕様として筒型散気装置3を用いた実施例1では、フィルタープレスによる濾別分離工程での所要時間が、圧入で3分間を要し、逆洗浄で8分間を要し、全体で20分間であったのに対して、塩素溶出工程における処理槽2の仕様として散気盤と撹拌翼を用いた比較例1では、圧入で5分間を要し、逆洗浄で13分間を要し、全体で27分間と、より時間がかかり、塩素溶出工程における処理槽2の仕様として撹拌翼のみを用いた比較例2では、圧入で7分間を要し、逆洗浄で16分間を要し、全体で32分間と、更により時間がかかった。また、処理能力の指標である濾過速度(kg/m2/hr)を求めたところ、実施例1が14.1、比較例1が10.1、比較例2が9.4となり、塩素溶出工程における処理槽2でのスラリーS1の撹拌とガスA1の供給を筒型散気装置3を用いて行うと、塩素含有粉体の水洗処理能力が顕著に向上することが明らかとなった。As shown in Table 2, in Example 1 in which the
[試験例2]
試験例1の各水準で得られた脱塩ケーキC1の固相分について、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置で粒度分布を調べた。結果を図3に示す。[Test Example 2]
The particle size distribution of the solid phase component of the desalted cake C1 obtained at each level of Test Example 1 was examined with a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device. The results are shown in FIG.
図3に示されるように、比較例1の固相分には細粒が多く、又比較例2の固相分には粗粒が多いのに対し、実施例1の固相分の固相粒子の粒度分布は、相対的に比較例1と比較例2の中位に位置するものであった。これは、比較例1では、二酸化炭素を含むガスA1の供給によって生じる炭酸カルシウムが比較的粒度の細かい粒子であるところ、散気盤と回転翼の組合せでは処理槽2の全体が十分に撹拌されずに、処理槽2からのオーバーフロー分には炭酸カルシウム粒子が多く含まれることに起因し、比較例2では、撹拌翼のみによる撹拌では、塩素含有粉体P1として用いられた溶融飛灰P2を含んだ固相分が凝集状態のままであることに起因しているものと考えられた。それに対して、筒型散気装置3を用いた実施例1では、第1には、処理槽2に収容されたスラリーS1の下層及び上層にわたってガスA1がスラリーS1を巻き込みながら還流する、スラリーとガスとの混合撹拌流が形成されて、処理槽2に収容されたスラリーS1の全体を十分に撹拌させることができることに起因して、更に、第2には、二酸化炭素を含むガスA1の供給によって炭酸カルシウム粒子が生じることに起因して、処理槽2からオーバーフローしたスラリーS2には、固相分の固相粒子の粒度分布が広く且つ良好に分散された状態が形成されたものと考えられた。
As shown in FIG. 3, the solid phase component of Comparative Example 1 has many fine particles and the solid phase component of Comparative Example 2 has many coarse particles, whereas the solid phase component of Example 1 has many solid phase components. The particle size distribution of the particles was relatively in the middle of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. This is because, in Comparative Example 1, calcium carbonate generated by the supply of gas A1 containing carbon dioxide is particles having a relatively fine particle size, but in the combination of the diffuser and the rotary blade, the
1 塩素含有粉体の水洗処理システム
2 処理槽
3 筒型散気装置
4 スラリー搬送装置
5 バッファタンク
6 濾別分離装置
7a スラリー供給ポンプ
7b 第2脱塩用洗液供給ポンプ
7c 濾液返送ポンプ
8a スラリー供給弁
8b 第2脱塩用洗液供給弁
8c 濾液排出弁
9 セメント製造装置
21 塩素含有粉体供給装置
22 第1脱塩用洗液供給装置
23 pH調整剤供給装置
31 ノズル
32 円筒管
33 送気管
61 第2脱塩用洗液供給槽
A1、A2 二酸化炭素を含むガス
P1 塩素含有粉体
P2 溶融飛灰
S1、S2 スラリー
C1 脱塩ケーキ
W1 第1脱塩用洗液
W2 第2脱塩用洗液
W3 第1濾液
W4 第2濾液
pH1 pH調整剤
1 Water washing treatment system for chlorine-containing
Claims (10)
前記処理槽に収容した該スラリーを撹拌し、前記塩素含有粉体に含まれる塩素を液相中に溶出させる塩素溶出工程と、
前記塩素溶出後の該スラリーから液相の一部又は全部を濾別して脱塩ケーキを得る濾別分離工程と、を備え、
前記塩素溶出工程における前記スラリーの撹拌を、前記処理槽に収容された前記スラリーに二酸化炭素を含むガスを吹き込んで、該収容されたスラリーの下層及び上層にわたって前記ガスが前記スラリーを巻き込みながら還流する、前記ガスと前記スラリーとの混合撹拌流を形成させることにより行う、塩素含有粉体の水洗処理方法であって、
前記二酸化炭素を含むガスの前記処理槽に収容した該スラリーへの吹き込みを、筒型散気装置により行い、
前記筒型散気装置には、両端に開口部を有する円筒状の円筒管とその一方の端部に配置した前記二酸化炭素を含むガスが送通するノズルとが備わり、
前記筒型散気装置は、前記処理槽内の下方側に前記ノズルが配置するよう付設されており、
前記筒型散気装置の前記ノズルを介して前記二酸化炭素を含むガスが前記円筒管の円筒内部に導入されるとともに、前記円筒管の下方側開口部から前記スラリーが吸引されて該円筒内部に導入されることで、前記ガスと前記スラリーとの混合噴流となって前記円筒管の上方側開口部から噴出されるようにする、塩素含有粉体の水洗処理方法。 A chlorine-containing powder introduction step in which a slurry formed by adding at least water to a chlorine-containing powder is stored in a treatment tank having a predetermined capacity.
A chlorine elution step of stirring the slurry contained in the treatment tank to elute the chlorine contained in the chlorine-containing powder into the liquid phase.
A filter separation step for obtaining a desalted cake by filtering a part or all of the liquid phase from the slurry after chlorine elution is provided.
In the stirring of the slurry in the chlorine elution step, a gas containing carbon dioxide is blown into the slurry contained in the treatment tank, and the gas recirculates while entraining the slurry over the lower and upper layers of the contained slurry. A method for washing chlorine-containing powder with water, which is carried out by forming a mixed stirring flow of the gas and the slurry.
The gas containing carbon dioxide is blown into the slurry contained in the treatment tank by a tubular air diffuser.
The tubular air diffuser is provided with a cylindrical cylindrical tube having openings at both ends and a nozzle for passing carbon dioxide-containing gas arranged at one end thereof.
The tubular air diffuser is provided so that the nozzle is arranged on the lower side in the processing tank.
The gas containing carbon dioxide is introduced into the cylinder of the cylinder through the nozzle of the tubular air diffuser, and the slurry is sucked into the inside of the cylinder from the lower opening of the cylinder. A method for washing a chlorine-containing powder with water so that the gas and the slurry are mixed and ejected from the upper opening of the cylindrical tube by being introduced .
前記処理槽に付設され、前記処理槽に収容された前記スラリーに二酸化炭素を含むガスを吹き込んで、該収容されたスラリーの下層及び上層にわたって前記ガスが前記スラリーを巻き込みながら還流する、前記ガスと前記スラリーとの混合撹拌流を形成させるための筒型散気装置と、
前記処理槽から取り出した該スラリーから液相の一部又は全部を濾別して脱塩ケーキを得るための濾別分離装置と、を備えた塩素含有粉体の水洗処理システムであって、
前記筒型散気装置には、両端に開口部を有する円筒状の円筒管とその一方の端部に配置した前記二酸化炭素を含むガスが送通するノズルとが備わり、
前記筒型散気装置は、前記処理槽内の下方側に前記ノズルが配置するよう付設されており、
前記筒型散気装置の前記ノズルを介して前記二酸化炭素を含むガスが前記円筒管の円筒内部に導入されるとともに、前記円筒管の下方側開口部から前記スラリーが吸引されて該円筒内部に導入されることで、前記ガスと前記スラリーとの混合噴流となって前記円筒管の上方側開口部から噴出されるように構成されている、塩素含有粉体の水洗処理システム。 A treatment tank having a predetermined capacity for accommodating a slurry made by adding at least water to a chlorine-containing powder, and a treatment tank.
A gas containing carbon dioxide is blown into the slurry provided in the treatment tank and contained in the treatment tank, and the gas recirculates while entraining the slurry over the lower and upper layers of the contained slurry. A tubular air diffuser for forming a mixed stirring flow with the slurry, and
A chlorine-containing powder washing treatment system comprising a filter separation device for filtering a part or all of the liquid phase from the slurry taken out from the treatment tank to obtain a desalted cake .
The tubular air diffuser is provided with a cylindrical cylindrical tube having openings at both ends and a nozzle for passing carbon dioxide-containing gas arranged at one end thereof.
The tubular air diffuser is provided so that the nozzle is arranged on the lower side in the processing tank.
The gas containing carbon dioxide is introduced into the cylinder of the cylinder through the nozzle of the tubular air diffuser, and the slurry is sucked into the inside of the cylinder from the lower opening of the cylinder. A water washing treatment system for chlorine-containing powder, which is configured to be introduced to form a mixed jet of the gas and the slurry and ejected from the upper opening of the cylindrical tube .
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