JPH07145924A - 石炭灰処理方法 - Google Patents
石炭灰処理方法Info
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- JPH07145924A JPH07145924A JP5296848A JP29684893A JPH07145924A JP H07145924 A JPH07145924 A JP H07145924A JP 5296848 A JP5296848 A JP 5296848A JP 29684893 A JP29684893 A JP 29684893A JP H07145924 A JPH07145924 A JP H07145924A
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- boiler
- oxygen
- combustion
- coal
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エネルギーの有効利用を図りながら石炭灰を
溶融処理することができる石炭灰処理方法を提供する。 【構成】 微粉炭焚きボイラー，流動床型ボイラー等の
ボイラー１で、発生する石炭灰中の未燃カーボン量が５
〜２０重量％になるように微粉炭を燃焼させる。発生し
た未燃カーボンが残存している石炭灰を溶融炉１１に導
き、該石炭灰を酸素又は酸素富化ガスで燃焼溶融して導
出するとともに、該溶融炉１１から排出される高温の燃
焼排ガスを前記ボイラー１に戻す。
溶融処理することができる石炭灰処理方法を提供する。 【構成】 微粉炭焚きボイラー，流動床型ボイラー等の
ボイラー１で、発生する石炭灰中の未燃カーボン量が５
〜２０重量％になるように微粉炭を燃焼させる。発生し
た未燃カーボンが残存している石炭灰を溶融炉１１に導
き、該石炭灰を酸素又は酸素富化ガスで燃焼溶融して導
出するとともに、該溶融炉１１から排出される高温の燃
焼排ガスを前記ボイラー１に戻す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭灰処理方法に関
し、詳しくは、微粉炭焚きボイラー，流動床型ボイラー
等のボイラーにおいて発生する石炭灰を、エネルギーの
有効利用を図りながら溶融処理する方法に関するもので
ある。
し、詳しくは、微粉炭焚きボイラー，流動床型ボイラー
等のボイラーにおいて発生する石炭灰を、エネルギーの
有効利用を図りながら溶融処理する方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】我国では、発生する石炭灰の約４０％
は、セメント原料，セメント混和材等として有効利用さ
れているが、残りの約６０％は埋立地で処分されてい
る。石炭灰をセメント原料，セメント混和材として利用
するためには、未燃分を５重量％以下にしなければなら
ない。このため、石炭灰を石炭灰改質炉に空気や酸素富
化空気と共に供給し、石炭灰中の未燃分を除去する方法
が知られている。また、埋立処分する場合は、石炭灰溶
出水が高アルカリのため、管理型産業廃棄物に指定され
ており、石炭灰処分用地の確保が難しくなっている状況
にある。
は、セメント原料，セメント混和材等として有効利用さ
れているが、残りの約６０％は埋立地で処分されてい
る。石炭灰をセメント原料，セメント混和材として利用
するためには、未燃分を５重量％以下にしなければなら
ない。このため、石炭灰を石炭灰改質炉に空気や酸素富
化空気と共に供給し、石炭灰中の未燃分を除去する方法
が知られている。また、埋立処分する場合は、石炭灰溶
出水が高アルカリのため、管理型産業廃棄物に指定され
ており、石炭灰処分用地の確保が難しくなっている状況
にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の石炭灰改質
炉は、ボイラーとは別ラインで操業されるものであり、
石炭灰中に残存している未燃分の燃焼エネルギーは、石
炭改質炉内だけで利用されているに過ぎず、実質的な熱
回収にはなっていなかった。また、石炭灰を骨材化する
ためには、造粒してさらに新たな熱源で加熱するなどの
工程が必要であった。
炉は、ボイラーとは別ラインで操業されるものであり、
石炭灰中に残存している未燃分の燃焼エネルギーは、石
炭改質炉内だけで利用されているに過ぎず、実質的な熱
回収にはなっていなかった。また、石炭灰を骨材化する
ためには、造粒してさらに新たな熱源で加熱するなどの
工程が必要であった。
【０００４】そこで本発明は、エネルギーの有効利用を
図りながら石炭灰を溶融処理することができる石炭灰処
理方法を提供することを目的としている。
図りながら石炭灰を溶融処理することができる石炭灰処
理方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の石炭灰処理方法は、微粉炭焚きボイラ
ー，流動床型ボイラー等のボイラーから発生する石炭灰
を処理するにあたり、前記ボイラーにおいて、石炭灰中
の未燃カーボン量が５〜２０重量％になるように微粉炭
を燃焼させ、その後、未燃カーボンが残存している石炭
灰を溶融炉に導き、該石炭灰を酸素又は酸素富化ガスで
燃焼溶融して導出するとともに、該溶融炉から排出され
る高温の燃焼排ガスを前記ボイラーに戻すことを特徴と
している。このとき、上記石炭灰中の未燃カーボン量が
５％未満であると、石炭灰を溶融するための熱源が不足
し、逆に２０％を超えると熱源が過剰になり過ぎて好ま
しくない。
ため、本発明の石炭灰処理方法は、微粉炭焚きボイラ
ー，流動床型ボイラー等のボイラーから発生する石炭灰
を処理するにあたり、前記ボイラーにおいて、石炭灰中
の未燃カーボン量が５〜２０重量％になるように微粉炭
を燃焼させ、その後、未燃カーボンが残存している石炭
灰を溶融炉に導き、該石炭灰を酸素又は酸素富化ガスで
燃焼溶融して導出するとともに、該溶融炉から排出され
る高温の燃焼排ガスを前記ボイラーに戻すことを特徴と
している。このとき、上記石炭灰中の未燃カーボン量が
５％未満であると、石炭灰を溶融するための熱源が不足
し、逆に２０％を超えると熱源が過剰になり過ぎて好ま
しくない。
【０００６】また、本発明方法では、前記溶融炉に導入
する酸素又は酸素富化ガスを予熱すること、前記溶融炉
で燃焼溶融して導出される溶融灰を空気で冷却するとと
もに、該溶融灰を冷却することにより昇温した空気を、
前記ボイラーの燃焼用空気の一部にあてることを特徴と
している。
する酸素又は酸素富化ガスを予熱すること、前記溶融炉
で燃焼溶融して導出される溶融灰を空気で冷却するとと
もに、該溶融灰を冷却することにより昇温した空気を、
前記ボイラーの燃焼用空気の一部にあてることを特徴と
している。
【０００７】
【作 用】上記構成によれば、石炭灰中の未燃カーボン
量を５〜２０重量％にしているので、溶融炉での溶解に
必要な充分量の炭素が確保されているため、溶融処理を
安定して行うことができる。また、溶融炉の燃焼廃ガス
をボイラーに戻すことにより、該燃焼排ガスが持つエネ
ルギーを有効に回収することができる。
量を５〜２０重量％にしているので、溶融炉での溶解に
必要な充分量の炭素が確保されているため、溶融処理を
安定して行うことができる。また、溶融炉の燃焼廃ガス
をボイラーに戻すことにより、該燃焼排ガスが持つエネ
ルギーを有効に回収することができる。
【０００８】また、酸素又は酸素富化ガスを予熱してか
ら溶融炉に導入することにより、未燃カーボンが比較的
少ない場合でも確実に燃焼させることができる。さら
に、溶融した石炭灰（溶融灰）は、適当な冷却手段、例
えば空気により冷却されて骨材として回収されるが、こ
の溶融灰を冷却することにより昇温した冷却用空気をボ
イラーの燃焼用空気として利用することにより、該空気
が持つ熱エネルギーも有効に回収することができる。
ら溶融炉に導入することにより、未燃カーボンが比較的
少ない場合でも確実に燃焼させることができる。さら
に、溶融した石炭灰（溶融灰）は、適当な冷却手段、例
えば空気により冷却されて骨材として回収されるが、こ
の溶融灰を冷却することにより昇温した冷却用空気をボ
イラーの燃焼用空気として利用することにより、該空気
が持つ熱エネルギーも有効に回収することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を、図を参照しながらさらに詳
細に説明する。図１は、本発明方法を実施するための装
置構成の一例を示すもので、微粉炭焚きボイラーから発
生する石炭灰を処理する構成を示している。なお、他の
形式のボイラー、例えば流動床型ボイラーの場合でも、
実質的に同様の構成で実施することが可能である。
細に説明する。図１は、本発明方法を実施するための装
置構成の一例を示すもので、微粉炭焚きボイラーから発
生する石炭灰を処理する構成を示している。なお、他の
形式のボイラー、例えば流動床型ボイラーの場合でも、
実質的に同様の構成で実施することが可能である。
【００１０】まず、微粉炭焚きボイラー（以下、単にボ
イラーという）１は、石炭バンカー２からミル３を介し
て供給される微粉炭を、図示しない経路から供給される
支燃性ガスと混合してバーナー４で燃焼させるものであ
って、本発明では、このときの燃焼条件を、石炭灰中の
未燃カーボン量が５〜２０重量％の範囲になるように制
御する必要があり、例えば空気比等を調節している。
イラーという）１は、石炭バンカー２からミル３を介し
て供給される微粉炭を、図示しない経路から供給される
支燃性ガスと混合してバーナー４で燃焼させるものであ
って、本発明では、このときの燃焼条件を、石炭灰中の
未燃カーボン量が５〜２０重量％の範囲になるように制
御する必要があり、例えば空気比等を調節している。
【００１１】上記微粉炭の燃焼により生じた石炭灰は、
一部がボイラー１の底部からボトムアッシュとして取出
される他は、燃焼排ガスに同伴されて排ガス出口である
煙突５の方向に進む。この燃焼排ガスの経路には、石炭
灰を燃焼排ガスから分離するための電気集塵器６が設け
られており、石炭灰の大部分は、この電気集塵器６で分
離してフライアッシュとして排出される。また、燃焼排
ガス中の石炭灰の一部は、電気集塵器６に至る前に節炭
器７，空気予熱器８でも分離し、シンダーアッシュとし
て排出される。なお、燃焼排ガスは、脱硫室９で脱硫処
理された後、煙突５から大気中に排出される。
一部がボイラー１の底部からボトムアッシュとして取出
される他は、燃焼排ガスに同伴されて排ガス出口である
煙突５の方向に進む。この燃焼排ガスの経路には、石炭
灰を燃焼排ガスから分離するための電気集塵器６が設け
られており、石炭灰の大部分は、この電気集塵器６で分
離してフライアッシュとして排出される。また、燃焼排
ガス中の石炭灰の一部は、電気集塵器６に至る前に節炭
器７，空気予熱器８でも分離し、シンダーアッシュとし
て排出される。なお、燃焼排ガスは、脱硫室９で脱硫処
理された後、煙突５から大気中に排出される。
【００１２】上記電気集塵器６からのフライアッシュ，
ボイラー１の底部からのボトムアッシュ，節炭器７，空
気予熱器８からのシンダーアッシュ等の石炭灰は、それ
ぞれ導管１０ａ，１０ｂ，１０ｃを介して適当な搬送手
段、例えば空気等により搬送されて溶融炉１１に導入さ
れる。なお、搬送用の空気等を加温しておくことによ
り、石炭灰の温度を高くすることができ、溶融炉１１で
の燃焼効率を向上させることができる。
ボイラー１の底部からのボトムアッシュ，節炭器７，空
気予熱器８からのシンダーアッシュ等の石炭灰は、それ
ぞれ導管１０ａ，１０ｂ，１０ｃを介して適当な搬送手
段、例えば空気等により搬送されて溶融炉１１に導入さ
れる。なお、搬送用の空気等を加温しておくことによ
り、石炭灰の温度を高くすることができ、溶融炉１１で
の燃焼効率を向上させることができる。
【００１３】上記各種の石炭灰中の未燃カーボンは、溶
融炉１１の燃焼部１１ａで、導管１２から供給される酸
素又は酸素富化ガス（以下、単に酸素ガスという）によ
り燃焼して石炭灰を溶融させる。このとき使用する酸素
ガスは、圧力変動式酸素発生装置（酸素ＰＳＡ）１３を
設置することにより容易に得ることができるが、その他
の酸素供給手段が利用できる場合には、各種のものを用
いることが可能である。なお、酸素濃度は、特に限定さ
れるものではないが、燃焼性や経済性を考慮すれば、９
０〜９５％程度の濃度のもので十分である。
融炉１１の燃焼部１１ａで、導管１２から供給される酸
素又は酸素富化ガス（以下、単に酸素ガスという）によ
り燃焼して石炭灰を溶融させる。このとき使用する酸素
ガスは、圧力変動式酸素発生装置（酸素ＰＳＡ）１３を
設置することにより容易に得ることができるが、その他
の酸素供給手段が利用できる場合には、各種のものを用
いることが可能である。なお、酸素濃度は、特に限定さ
れるものではないが、燃焼性や経済性を考慮すれば、９
０〜９５％程度の濃度のもので十分である。
【００１４】また、上記酸素ガスは、熱交換器１４で、
溶融炉１１から排出される燃焼排ガスにより予熱された
後、前記燃焼部１１ａに供給される。このように酸素ガ
スを予熱してから供給することにより、燃焼効率を向上
させることができ、未燃カーボン含有量が比較的少ない
場合でも確実に燃焼させることができる。
溶融炉１１から排出される燃焼排ガスにより予熱された
後、前記燃焼部１１ａに供給される。このように酸素ガ
スを予熱してから供給することにより、燃焼効率を向上
させることができ、未燃カーボン含有量が比較的少ない
場合でも確実に燃焼させることができる。
【００１５】上記未燃カーボンの燃焼により溶融炉１１
内の温度は、１２００〜１４００℃に保持される。これ
により石炭灰が溶融し、溶融した石炭灰（溶融灰）は、
炉底部から導管１１ｂに取出された後、冷却器１５で冷
却用空気により冷却され、骨材として回収される。
内の温度は、１２００〜１４００℃に保持される。これ
により石炭灰が溶融し、溶融した石炭灰（溶融灰）は、
炉底部から導管１１ｂに取出された後、冷却器１５で冷
却用空気により冷却され、骨材として回収される。
【００１６】一方、溶融炉１１から排出される燃焼排ガ
スは、前記熱交換器１４で酸素ガスを加熱した後、導管
１６を経てノズル１７からボイラー１内に導入され、該
燃焼排ガスが持つ熱エネルギーが回収される。また、前
記冷却器１５で溶融灰を冷却することにより昇温した空
気は、導管１８を介して前記バーナー４の燃焼用空気と
して利用される。
スは、前記熱交換器１４で酸素ガスを加熱した後、導管
１６を経てノズル１７からボイラー１内に導入され、該
燃焼排ガスが持つ熱エネルギーが回収される。また、前
記冷却器１５で溶融灰を冷却することにより昇温した空
気は、導管１８を介して前記バーナー４の燃焼用空気と
して利用される。
【００１７】本実施例に示すように、石炭灰を溶融炉１
１で燃焼溶融させて骨材として回収するにあたり、該石
炭灰中の未燃カーボン量を５〜２０重量％として酸素ガ
スで燃焼させることにより、石炭灰を溶融させるのに十
分な燃焼温度が得られ、また、燃焼により生じた排ガス
をボイラー１に戻すことにより、該燃焼排ガスの顕熱を
有効に回収することができる。
１で燃焼溶融させて骨材として回収するにあたり、該石
炭灰中の未燃カーボン量を５〜２０重量％として酸素ガ
スで燃焼させることにより、石炭灰を溶融させるのに十
分な燃焼温度が得られ、また、燃焼により生じた排ガス
をボイラー１に戻すことにより、該燃焼排ガスの顕熱を
有効に回収することができる。
【００１８】また、溶融炉１１に供給する酸素ガスを、
熱交換器１４で上記燃焼排ガスと熱交換させて予熱する
ことにより、未燃カーボン量が比較的少ない場合でも確
実に燃焼させることができ、しかも別途予熱用熱源を必
要としないので経済的でもある。
熱交換器１４で上記燃焼排ガスと熱交換させて予熱する
ことにより、未燃カーボン量が比較的少ない場合でも確
実に燃焼させることができ、しかも別途予熱用熱源を必
要としないので経済的でもある。
【００１９】さらに、溶融灰を冷却して昇温した空気を
バーナー４の燃焼用空気として用いることにより、バー
ナー４の燃焼効率を向上させることができ、この場合
も、燃焼用空気を予熱するための熱エネルギーの削減が
図れる。
バーナー４の燃焼用空気として用いることにより、バー
ナー４の燃焼効率を向上させることができ、この場合
も、燃焼用空気を予熱するための熱エネルギーの削減が
図れる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、石炭灰
中の未燃カーボン量が５〜２０重量％になるようにボイ
ラーでの燃焼条件を制御し、発生した石炭灰中の未燃カ
ーボンを酸素ガスで燃焼させることにより、石炭灰中の
未燃カーボンを熱源に利用して石炭灰を溶融させること
ができる。また、溶融炉での燃焼により生じた高温の排
ガスをボイラーに戻すことにより、該燃焼排ガスの熱エ
ネルギーを有効に利用することができる。しかも、未燃
カーボン量を、通常の燃焼に比べて多く残すため、空気
比を下げて運転できるので、低ＮＯｘ化が副次効果とし
て得られ、同時に、空気比の低減は、排ガス損失量の低
下につながるので、総合的にボイラーへの入熱量をみる
と、酸素を発生するのに必要なエネルギー量を考慮して
も同等以上となる。したがって、未燃カーボン量を一時
的に多く残す運転をしても、総合的にはエネルギーロス
にならず、かつ、石炭灰を骨材として有効に回収するこ
とができる。
中の未燃カーボン量が５〜２０重量％になるようにボイ
ラーでの燃焼条件を制御し、発生した石炭灰中の未燃カ
ーボンを酸素ガスで燃焼させることにより、石炭灰中の
未燃カーボンを熱源に利用して石炭灰を溶融させること
ができる。また、溶融炉での燃焼により生じた高温の排
ガスをボイラーに戻すことにより、該燃焼排ガスの熱エ
ネルギーを有効に利用することができる。しかも、未燃
カーボン量を、通常の燃焼に比べて多く残すため、空気
比を下げて運転できるので、低ＮＯｘ化が副次効果とし
て得られ、同時に、空気比の低減は、排ガス損失量の低
下につながるので、総合的にボイラーへの入熱量をみる
と、酸素を発生するのに必要なエネルギー量を考慮して
も同等以上となる。したがって、未燃カーボン量を一時
的に多く残す運転をしても、総合的にはエネルギーロス
にならず、かつ、石炭灰を骨材として有効に回収するこ
とができる。
【００２１】加えて、溶融炉に供給する酸素ガスを予熱
することにより、未燃カーボン量が比較的少ない場合で
も確実に燃焼させることができ、さらに、溶融灰を冷却
して昇温した空気をバーナーの燃焼用空気として用いる
ことにより、バーナーの燃焼効率を向上させることがで
きる。
することにより、未燃カーボン量が比較的少ない場合で
も確実に燃焼させることができ、さらに、溶融灰を冷却
して昇温した空気をバーナーの燃焼用空気として用いる
ことにより、バーナーの燃焼効率を向上させることがで
きる。
【図１】 本発明方法を実施するための装置構成の一例
を示す図である。
を示す図である。
１…ボイラー、２…石炭バンカー、４…バーナー、６…
電気集塵器、１１…溶融炉、１３…酸素ＰＳＡ、１４…
熱交換器、１５…冷却器
電気集塵器、１１…溶融炉、１３…酸素ＰＳＡ、１４…
熱交換器、１５…冷却器
Claims (3)
- 【請求項１】 微粉炭焚きボイラー，流動床型ボイラー
等のボイラーから発生する石炭灰を処理するにあたり、
前記ボイラーにおいて、石炭灰中の未燃カーボン量が５
〜２０重量％になるように微粉炭を燃焼させ、その後、
未燃カーボンが残存している石炭灰を溶融炉に導き、該
石炭灰を酸素又は酸素富化ガスで燃焼溶融して導出する
とともに、該溶融炉の燃焼排ガスを前記ボイラーに戻す
ことを特徴とする石炭灰処理方法。 - 【請求項２】 前記酸素又は酸素富化ガスは、予熱した
後に前記溶融炉に導入することを特徴とする請求項１記
載の石炭灰処理方法。 - 【請求項３】 前記溶融炉で燃焼溶融して導出される溶
融灰を空気で冷却し、加熱された空気を前記ボイラーの
燃焼用空気の一部にあてることを特徴とする請求項１記
載の石炭灰処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5296848A JPH07145924A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 石炭灰処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5296848A JPH07145924A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 石炭灰処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07145924A true JPH07145924A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=17838949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5296848A Pending JPH07145924A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 石炭灰処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07145924A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007333345A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | クリンカアッシュ生成促進方法及びクリンカアッシュ生成促進剤 |
| CN112212321A (zh) * | 2019-07-11 | 2021-01-12 | 韩国能源技术研究院 | 用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置 |
-
1993
- 1993-11-26 JP JP5296848A patent/JPH07145924A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007333345A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | クリンカアッシュ生成促進方法及びクリンカアッシュ生成促進剤 |
| JP4644636B2 (ja) * | 2006-06-16 | 2011-03-02 | 中国電力株式会社 | クリンカアッシュ生成促進方法及びクリンカアッシュ生成促進剤 |
| CN112212321A (zh) * | 2019-07-11 | 2021-01-12 | 韩国能源技术研究院 | 用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置 |
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