JP7050211B1 - 炭酸化処理装置および炭酸化処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
炭酸化処理される固形物を含む被処理物を攪拌しつつ二酸化炭素と接触させて前記固形物に炭酸化処理を施すための炭酸化処理装置であって、
前記被処理物が収容される収容空間を有する反応容器と、
上下方向に延びる軸周りに回転して前記収容空間に収容された前記被処理物を攪拌する少なくとも1つの攪拌機とを備え、
該攪拌機が、前記被処理物の攪拌に際して前記収容空間において遊星運動するように備えられている炭酸化処理装置、を提供する。
炭酸化処理装置を用い、二酸化炭素によって固形物に炭酸化処理を施す炭酸化処理方法であって、
前記炭酸化処理装置は、前記固形物を含む被処理物が収容される収容空間を有する反応容器と、
上下方向に延びる軸周りに回転して前記収容空間に収容された前記被処理物を攪拌する少なくとも1つの攪拌機とを備え、
該攪拌機が、前記収容空間において遊星運動するように備えられており、
前記攪拌機によって前記被処理物を攪拌して前記炭酸化処理を実施する炭酸化処理方法、を提供する。
本実施形態の炭酸化処理装置では、飛灰と水とを含む被処理物が二酸化炭素を含む気体と接触することで飛灰の炭酸化が行われる。飛灰は、比表面積の大きな粒子であり、それ自体は、炭酸化処理が効率良く行われ得る。その反面、飛灰は、凝集し易い。そのため従来のような方法では飛灰を十分に攪拌するのは難しい。また、飛灰は炭酸化処理に用いられた後の気体に同伴されて排出されてしまい易い。尚、本実施形態の炭酸化処理装置で炭酸化処理される対象は炭酸化処理が可能なものであればどのような物質でもよく、飛灰に限定されない。本実施形態の炭酸化処理装置で炭酸化処理される対象は、粒子にも限定されない。
(0.8×rv1)≦rr1≦(1.2×rv1) ・・・(1)
(0.9×rv1)≦rr1≦(1.2×rv1) ・・・(2)
rv1 ≦rr1≦(1.2×rv1) ・・・(3)
h1 ≦ hx ≦ 1.2h1
流速(m/s)=(V/60)/A
約300kgの飛灰を図2に示したような炭酸化処理装置に収容し、当該飛灰を攪拌しつつ水を少しずつ添加して炭酸化処理に供する被処理物を調製した。尚、水は合計約45kg添加した。また、飛灰は環告13号溶出試験での鉛溶出量が約4.0mg/Lで、六価クロム溶出量が約1.7mg/Lであった。
上記のように調製された被処理物を攪拌しつつ炭酸化処理装置に約9%の二酸化炭素を含む模擬排ガスを約600~1000m3/hの流量で流通させて炭酸化処理を実施した。(排出時の流速は1.6~2.7m/s、余剰空間は50%。)
上記条件にて、10分程度の処理を42回実施した後の出口配管内部を目視確認した際、閉塞がなく、炭酸化処理での飛灰の排出が十分防止できたことが確認できた。
炭酸化処理装置に導入される二酸化炭素量と排出される二酸化炭素量との差を二酸化炭素量吸収量としてモニタリングしたところ、飛灰100質量部に対する二酸化炭素吸収量が炭酸化処理開始後、約5分間経過した時点で約0.7質量部となり、その時点で、鉛は溶出量が約0.02mg/Lとなり六価クロム溶出量が約0.1mg/Lとなっていた。
20:減温塔
30:アルカリ処理装置
40:飛灰除去装置
50:炭酸化処理装置
51:反応容器
51a:収容空間
51b:底壁
51bs:内壁面
51c:天井壁
51cs:内壁面
51r:流路
51s:周側壁
51ss:内壁面
52:攪拌機
52a:板状体
53:スクレーパー
60:接水装置
70:ブロア
80:水分除去装置
90:冷却装置
100:焼却施設
510:材料供給部
510h:材料供給孔
510p:蓋体
511:給気部
511h:給気孔
512:排気部
512h:排気孔
521a:アーム部
521b:脚部
521c:第1攪拌羽根
522c:第2攪拌羽根
C52:公転軸
C521:第1自転軸
C522:第2自転軸
CR1:自転円
CV1:公転円
LE:排ガスライン
LE1:排ガス排出ライン
LE2:排ガス供給ライン
V1:バルブ
X:被処理物
Z:原点
rr1:自転半径
rr2:自転半径
rv1:公転半径
rv2:公転半径
Claims (10)
- 炭酸化処理される固形物を含む被処理物を攪拌しつつ二酸化炭素と接触させて前記固形物に炭酸化処理を施すための炭酸化処理装置であって、
前記被処理物が収容される収容空間を有する反応容器と、
上下方向に延びる軸周りに回転して前記収容空間に収容された前記被処理物を攪拌する少なくとも1つの攪拌機とを備え、
該攪拌機が、前記被処理物の攪拌に際して前記収容空間において遊星運動するように備えられ、
前記攪拌機が、複数備えられ、
該複数の前記攪拌機には、第1攪拌機と、第2攪拌機とが含まれており、
前記第2攪拌機が前記第1攪拌機よりも高速回転可能で、
前記反応容器が、円柱状の前記収容空間を有し、
該反応容器が、前記収容空間の底面を画定する底壁と、前記収容空間の側面を画定する周側壁と、前記収容空間の天面を画定する天井壁とを有し、
前記第1攪拌機は、回転した際に前記被処理物を前記反応容器の底部からすくい上げて攪拌し得るように前記底壁に沿って移動する攪拌羽根を備え、
前記第2攪拌機は、前記第1攪拌機ですくい上げられた前記被処理物に含まれている凝集塊を破砕し得るように前記第1攪拌機の前記攪拌羽根よりも上方で回転する攪拌羽根を有している炭酸化処理装置。 - 前記反応容器には、前記二酸化炭素を含む気体を前記収容空間に取り入れる給気部と、前記気体を前記収容空間から排出する排気部とが備えられ、
前記排気部が、前記収容空間の上端部の前記気体を排気し得るように備えられている請求項1記載の炭酸化処理装置。 - 前記被処理物に接する前記反応容器の内壁面を冷却する冷却装置が更に備えられている請求項1又は2記載の炭酸化処理装置。
- 前記周側壁の内側を周回して該周側壁の内壁面に付着した前記被処理物を掻き落とすスクレーパーをさらに備えている請求項1乃至3の何れか1項に記載の炭酸化処理装置。
- 炭酸化処理装置を用い、二酸化炭素によって固形物に炭酸化処理を施す炭酸化処理方法であって、
前記炭酸化処理装置は、前記固形物を含む被処理物が収容される収容空間を有する反応容器と、
上下方向に延びる軸周りに回転して前記収容空間に収容された前記被処理物を攪拌する少なくとも1つの攪拌機とを備え、
該攪拌機が、前記収容空間において遊星運動するように備えられており、
該炭酸化処理装置には、前記攪拌機が、複数備えられ、
該複数の前記攪拌機には、第1攪拌機と、第2攪拌機とが含まれており、
前記第2攪拌機が前記第1攪拌機よりも高速回転可能で、
前記反応容器が、円柱状の前記収容空間を有し、
該反応容器が、前記収容空間の底面を画定する底壁と、前記収容空間の側面を画定する周側壁と、前記収容空間の天面を画定する天井壁とを有し、
前記第1攪拌機は、回転した際に前記被処理物を前記反応容器の底部からすくい上げて攪拌し得るように前記底壁に沿って移動する攪拌羽根を備え、
前記第2攪拌機は、前記第1攪拌機ですくい上げられた前記被処理物に含まれている凝集塊を破砕し得るように前記第1攪拌機の前記攪拌羽根よりも上方で回転する攪拌羽根を有しており、
前記複数の攪拌機によって前記被処理物を攪拌して前記炭酸化処理を実施する炭酸化処理方法。 - 前記被処理物での固形分100質量部に対する水の含有率が5質量部以上25質量部以下である請求項5記載の炭酸化処理方法。
- 前記反応容器には、前記二酸化炭素を含む気体を前記収容空間に取り入れる給気部と、前記気体を前記収容空間から排出する排気部とが備えられ、
前記排気部が、前記収容空間の上端部の前記気体を排気し得るように備えられており、
前記被処理物を収容した前記収容空間に前記気体を流通させつつ前記炭酸化処理を実施する請求項5又は6記載の炭酸化処理方法。 - 前記炭酸化処理では、前記排気部により前記収容空間から排出される前記気体の流速を1m/s以上4m/s以下に調整する請求項7記載の炭酸化処理方法。
- 前記炭酸化処理では、前記給気部により前記収容空間に導入する前記気体の流速を10m/s以上40m/s以下に調整する請求項7又は8記載の炭酸化処理方法。
- 前記炭酸化処理では、前記収容空間の圧力をゲージ圧で20kPa以下の正圧となるように調整する請求項7乃至9の何れか1項に記載の炭酸化処理方法。
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