JPH08337449A

JPH08337449A - 石炭灰の高品質化方法及び装置

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Publication number: JPH08337449A
Application number: JP16829595A
Authority: JP
Inventors: Sadao Ito; 貞夫伊藤; Sadao Nishimura; 定男西村; Akikiyo Kawahara; 旦聖川原; Kazuya Nishimura; 和也西村; Taisuke Shibata; 泰典柴田; Yukio Kubo; 幸雄久保; Tamotsu Nakagawa; 保中川
Original assignee: CHIYUUDEN KANKYO TECHNOS KK; Chugoku Electric Power Co Inc; Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: CHIYUUDEN KANKYO TECHNOS KK; Chugoku Electric Power Co Inc; Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 1996-12-24
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JP2714640B2

Abstract

(57)【要約】【目的】未燃カーボンを含む石炭灰（フライアッシ
ュ）を改質して、高品質化された石炭灰を得る方法及び
装置を提供する。【構成】界面活性剤水溶液の噴霧装置１８と、この噴
霧装置１８からスプレーされた界面活性剤水溶液を石炭
灰中に吹き込んで石炭灰を改質するスプレー式の改質装
置１６とからなり、この改質装置を排ガス煙道１４又は
気流搬送管に組み込む。そして、排ガス中又は気流搬送
中の石炭灰に、界面活性剤を０．５〜５０wt％含有する
水溶液を石炭灰に対して０．２〜１０wt％スプレー状に
添加する。また、石炭灰と界面活性剤水溶液とを混練し
て石炭灰を改質する混練式の改質装置を、原粉サイロの
後流の石炭灰の気流搬送管に組み込むこともある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、未燃カーボンを含む石
炭灰（フライアッシュ）を改質して、高品質化された石
炭灰を得る方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フライアッシュコンクリートを製造する
際、通常はセメント、セメント分の２０％程度のフライ
アッシュ、細骨材、粗骨材及び水を混ぜ合わせ、ＡＥ剤
（空気連行剤）を添加することにより気泡量を調整して
いる。このセメント混和材としてのフライアッシュは、
石炭火力発電所の石炭焚きボイラから排出されるものが
用いられる。このフライアッシュの性状は使用石炭種や
ボイラの燃焼状態によって変動し、未燃分としてカーボ
ンが１〜１０％程度含有される。ＡＥ剤はこの未燃分に
吸着されるため、所定の気泡量を得るためには多量のＡ
Ｅ剤が必要になる。また、未燃分の含有量等の変化によ
り、使用するＡＥ剤の添加量を変えて気泡量を管理する
必要があるので、品質管理が困難である。

【０００３】従来、次のような方法により、フライアッ
シュに含有される未燃分を低減又は不活性化している。（１）石炭灰をふるい分級等で分級することにより、
未燃分を多く含む粒径の大きな粒子を除去する方法。（２）石炭灰を再度焼成する方法。（３）ボイラの燃焼状態を制御する方法。（４）石炭灰にハロゲンガス（フッ素、塩素等）を接
触させる方法。（５）界面活性剤を石炭灰とセメントとの混合粉体又
はコンクリートに添加して処理する方法。（６）石炭灰の高品質化方法として、手動でホッパ下
等から石炭灰を採取し、その性状により分級機の分級条
件を調整する方法。（７）適正な灰分組成、燃料比等の石炭を用い、ボイ
ラ負荷を高くして品質の良い石炭灰を得る方法。（８）特開昭５８−１９２５１号公報に記載されてい
るように、石炭灰とセメントとを混合したものを造粒し
てなる不焼成の人工骨材を製造する際に、ＡＥ剤、減水
剤等の界面活性剤を適量添加して人工骨材を得る方法。（９）特開平５−２４９００号公報に記載されている
ように、未燃カーボンを含むフライアッシュに非イオン
性界面活性剤を添加して未燃カーボンに吸着させ、これ
を他のセメント配合物にシリカ分として添加し、加水の
上、製品形状に賦形し、ついで６０℃以上の養生温度で
養生する方法。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術には、
以下のような問題点がある。（１）石炭灰を分級する方法では、分級だけでは未燃
分が減少するものの、メチレンブルー吸着量が減少しな
い。（２）石炭灰を再度焼成する方法では、焼成するため
のエネルギーが多く、コストアップにつながる。（３）ボイラの燃焼状態を制御する方法では、最近の
ボイラは多くの石炭を混炭して用いており、利用できる
石炭灰が制限される。（４）石炭灰にフッ素、塩素等のハロゲンガスを接触
させる方法では、これらのハロゲンガスが危険物であ
り、かつ、高価なガスであるため、操作上、危険を伴う
とともにコストが高くなる。（５）石炭灰とセメントとの混合粉体又はコンクリー
トに界面活性剤を添加する方法では、添加する水分量が
多いため、改質効果が不十分である。さらに、コンクリ
ート等の製品製造工場での対応であり、ＪＩＳ規格の水
分１％以下でないため、セメント混和材として、多製品
への利用面や大量利用面での制限がある。（６）石炭灰の性状により、分級機の操作条件を調整
する方法においては、最近のボイラでは多炭種が用いら
れ、また、昼と夜とでボイラ負荷の調整を行なってお
り、種々の性状の石炭灰が短いサイクルで発生する。し
たがって、手動採取による石炭灰性状に基づく方法で
は、炭種、ボイラ負荷の変化に対応できないので、良質
な灰の回収量が少なくなる。（７）適正な灰分組成、燃料比等の石炭を用い、ボイ
ラ負荷を高くする場合、分級処理による方法では、石炭
灰の形態が炭種、ボイラ負荷等で変化し、さらに、分級
処理で未燃分が破砕されて回収灰に入り込むこと等によ
り高品質化が不十分であり、種々の性状の石炭灰の品質
を安定的に向上させるのは困難である。（８）特開昭５８−１９２５１号公報記載の方法で
は、石炭灰とセメントとを混合し造粒する際にＡＥ剤、
減水剤等の界面活性剤を含有する水溶液を混合粉体に対
して２０％以上添加するので、界面活性剤添加量が増え
るとともに、造粒を行なうので、１％以下の水分の微粉
であり、かつ、石炭灰単独での製品であるセメント混和
材の改質技術には適用できない。（９）特開平５−２４９００号公報記載の方法では、
フライアッシュに界面活性剤水溶液をそのまま添加して
ミキサーで混合してスラリー状とするので、界面活性剤
の濃度がうすくなり、選択的に未燃分に吸着できず、多
くの界面活性剤が必要であるとともに、処理効果が不十
分である。さらに、水分１％以下であることが必要なセ
メント混和材とするための石炭灰改質技術には適用でき
ない。

【０００５】石炭灰の高品質化をより効果的にするため
には、つぎのことが重要である。（１）界面活性剤を選択的に未燃分に被覆させるこ
と。（２）石炭灰からのＣａイオン等の可溶性塩の溶解を
促進させ、未燃分に吸着させて未燃分の細孔を塞ぎ、未
燃分の吸着能力を低下させること。（３）石炭灰からのＣａイオン等の可溶性塩の溶解を
促進させて、コンクリート、セメント系建材製造におけ
る混練操作での可溶性イオン量を減らし、発泡を促進さ
せること。（４）良質な灰の回収量を向上させること。このため
には、多炭種灰、ボイラ負荷に対応できる技術が重要で
あり、オンラインによる灰性状に対応した灰改質処理が
必要である。また、石炭性状、ボイラ負荷による石炭灰
性状のデータベースを基にした灰改質処理が必要であ
る。なお、石炭性状としては、燃料比、灰分のＣａＯ／
ＳｉＯ₂比、組成がデータとして有効である。（５）省力化を行なうこと。このためには、オンライ
ン灰性状の活用や、灰のデータベースを活用して無人化
を図ることが重要である。

【０００６】本発明者は、上記の諸点に鑑み種々の実験
を重ねた結果、上記の（１）、（２）、（３）の効果を
あげるには、界面活性剤の濃度が０．５〜５０wt％の界
面活性剤水溶液を用い、石炭灰に対する水溶液添加量を
０．２〜１０wt％とすることが好適であることを知見し
た。なお、界面活性剤と水とを別々に石炭灰に加える
と、界面活性剤が石炭灰中に均一に分散し難く、均一に
分散させようとすると、界面活性剤の添加量が増えると
いう問題がある。本発明は上記の知見に基づきなされた
もので、本発明の目的は、未燃カーボンを含む石炭灰
（フライアッシュ）に、界面活性剤水溶液をスプレー状
に添加するか、又は添加して混練し、必要に応じて乾燥
することにより、高品質化された石炭灰を得る方法及び
装置を提供することにある。また、本発明の他の目的
は、石炭灰を自動採取して分析し、その分析値により、
又は使用炭種の灰分組成、燃料比、ボイラ負荷により、
界面活性剤水溶液の濃度、添加量を制御して高品質化さ
れた石炭灰を得る方法及び装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するために、本発明の石炭灰の高品質化方法は、排ガ
ス中の石炭灰に、界面活性剤を０．５〜５０wt％、望ま
しくは５〜２０wt％含有する水溶液を石炭灰に対して
０．２〜１０wt％、望ましくは０．３〜５wt％スプレー
状に添加するように構成される。望ましい水分は、石炭
灰の温度、形状等によって異なり、温度が高い、多孔質
体である際には、多い方がよい。水溶液の濃度が上記の
範囲未満では、未燃分の選択的被覆が不十分であり、一
方、濃度が上記の範囲を超える場合は、水溶液の粘度が
高くなり石炭灰の分散が悪くなる。水溶液添加量が上記
の範囲未満では、石炭灰への分散が悪くなるとともに、
石炭灰から可溶性塩の溶出を促進できない。水溶液添加
量が上記の範囲を超える場合は、石炭灰処理物のハンド
リング性が悪くなり、石炭灰のポゾラン反応が進行し、
セメント混和材等としての品質が低下する。界面活性剤
としては、非イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性
剤又は／及び両性界面活性剤が用いられる。

【０００８】図１は上記の方法を実施する高品質化装置
の一例で、ボイラ１０と集塵機、例えば電気集塵機１２
との間の排ガス煙道１４にスプレー式の改質装置（改質
空間部）１６を組み込んだ場合を示している。すなわ
ち、この高品質化装置は、界面活性剤水溶液の噴霧装置
１８と、この噴霧装置１８からスプレーされた界面活性
剤水溶液を石炭灰中に吹き込んで石炭灰を改質するスプ
レー式の改質装置１６とからなり、この改質装置１６を
排ガス煙道１４に組み込んだことを特徴としている。２
０は送風機、２２は気流搬送管、２４は原粉サイロであ
る。

【０００９】図２は本発明の高品質化装置の他の例で、
集塵機、例えば電気集塵機１２と原粉サイロ２４との間
の気流搬送管２２にスプレー式の改質装置１６を組み込
んだ場合を示している。すなわち、この高品質化装置
は、界面活性剤水溶液の噴霧装置１８と、この噴霧装置
１８からスプレーされた界面活性剤水溶液を石炭灰中に
吹き込んで石炭灰を改質するスプレー式の改質装置１６
とからなり、この改質装置１６を石炭灰の気流搬送管２
２に組み込んだことを特徴としている。また、図３に示
すように、スプレー式の改質装置１６を、原粉サイロ２
４と改質灰サイロ２６との間の気流搬送管２８に設けて
もよい。図２及び図３に示す装置において、気流搬送中
の石炭灰に、界面活性剤を０．５〜５０wt％含有する水
溶液を石炭灰に対して０．２〜１０wt％スプレー状に添
加することにより、石炭灰を改質する。図２及び図３に
示す装置では、電気集塵機１２、電気集塵機と原粉サイ
ロ２４との間の配管、サイクロン３０、バグフィルタ３
２又は原粉サイロ２４の後流に送風機と気流搬送管とか
らなる気流搬送装置を設け、その配管、サイクロン３
０、バグフィルタ３２に界面活性剤水溶液を噴霧させ、
搬送過程での粒子同士の衝突、粒子と配管の壁との衝突
で処理効果を高めることができる。噴霧装置及び改質装
置としては、噴霧水溶液と配管の気流とを並流、向流、
旋回流、十字流などで接触させる構造のものが適用でき
る。

【００１０】図４は本発明の高品質化装置の他の例で、
原粉サイロ２４の後流の気流搬送管２８に乾燥機３４を
組み込んだ場合を示している。すなわち、この高品質化
装置は、図３に示す装置において、スプレー式の改質装
置１６の後流の石炭灰の気流搬送管２８に乾燥機３４を
設けたものである。図４に示す装置において、気流搬送
中の石炭灰に、界面活性剤を０．５〜５０wt％含有する
水溶液を石炭灰に対して０．２〜１０wt％スプレー状に
添加した後、乾燥することにより、石炭灰を改質し、乾
燥した改質灰を得る。改質石炭灰をＪＩＳ品として販売
する場合、水分量を１％以下にする必要があり、これに
対応すべく乾燥するものである。乾燥温度としては界面
活性剤を劣化させない１５０℃以下が好適で、撹拌機を
有さない気流乾燥機、噴霧乾燥機、流動層乾燥機、振動
乾燥機等、撹拌機を有する蒸気乾燥機、通気乾燥機、箱
形乾燥機等が好適である。

【００１１】図５は本発明の高品質化装置の他の例で、
石炭灰と界面活性剤水溶液とを混練処理する場合を示し
ている。すなわち、この高品質化装置は、石炭灰と界面
活性剤水溶液とを混練して石炭灰を改質する混練式の改
質装置３６を、石炭灰の気流搬送管２８に組み込んだこ
とを特徴としている。３８は灰計量機である。界面活性
剤水溶液は図５に示すように予め調製しておいてもよ
く、又は図６に示すように混練式の改質装置３６に供給
する直前に水溶液としてもよい。図５及び図６に示す装
置において、石炭灰に、界面活性剤を０．５〜５０wt％
含有する水溶液を石炭灰に対して０．２〜１０wt％添加
して混練することにより、石炭灰を改質する。図５及び
図６に示す方法は、せん断力の大きい混練機を用いて短
時間に界面活性剤水溶液を石炭灰中に分散させて処理す
る方法である。混練式の改質装置３６としては、連続
式、回分式のいずれでもよく、逆流式高速混練機、ピン
ミキサー、ヘンシェルミキサー、フロージェットミキサ
ー等の混練機が好適である。なお、「高速」とは、回転
数が１００〜１５００rpm のものをいう。

【００１２】図７は本発明の高品質化装置の他の例で、
石炭灰と界面活性剤水溶液とを混練処理した後、乾燥す
る場合を示している。すなわち、この高品質化装置は、
図５に示す装置において、混練式の改質装置３６の後流
の石炭灰の気流搬送管２８に乾燥機３４を設けたもので
ある。混練式の改質装置３６は図５の場合と同様のもの
が用いられ、乾燥機３４は図４の場合と同様のものが用
いられる。界面活性剤水溶液は図７に示すように予め調
製しておいてもよく、又は図８に示すように混練式の改
質装置３６に供給する直前に水溶液としてもよい。図７
及び図８に示す装置において、石炭灰に、界面活性剤を
０．５〜５０wt％含有する水溶液を石炭灰に対して０．
２〜１０wt％添加して混練した後、乾燥することによ
り、石炭灰を改質し、乾燥した改質灰を得る。

【００１３】図９は本発明の高品質化装置の他の例で、
石炭灰をオンラインで採取して分析し、この分析値によ
り界面活性剤水溶液の濃度又は／及び添加量を制御する
場合を示している。すなわち、この高品質化装置は、図
９に示すように、石炭灰を気流搬送管２２、又は電気集
塵機１２、原粉サイロ２４のホッパ下から自動採取して
未燃分量又は／及びメチレンブルー吸着量を自動測定す
るオンライン灰分析装置４０と、このオンライン灰分析
装置４０より後流の気流搬送管２８に組み込まれた混練
式の改質装置３６と、この改質装置３６に接続された界
面活性剤水溶液供給管４２と、この界面活性剤水溶液供
給管４２に並列に制御弁等の界面活性剤供給制御手段４
４及び制御弁等の水供給制御手段４６を介して接続され
た界面活性剤貯槽４８及び水槽５０とからなり、前記自
動測定された値により界面活性剤水溶液の濃度又は／及
び添加量が制御できるように、前記オンライン灰分析装
置４０と界面活性剤供給制御手段４４及び水供給制御手
段４６とが接続されたことを特徴としている。

【００１４】図９は混練式の改質装置３６を設置する場
合を示しているが、図１０に示すように噴霧装置１８及
びスプレー式の改質装置１６を設置することも可能であ
る。図９及び図１０に示す装置において、石炭灰を気流
搬送管２２又はホッパ下から自動採取して未燃分量又は
／及びメチレンブルー吸着量を自動測定し、該測定値に
より界面活性剤水溶液の濃度又は／及び添加量を制御す
ることにより、自動的に効率よく石炭灰を改質する。ま
た、改質装置の後流に乾燥機を設ける場合がある。

【００１５】図１１は本発明の高品質化装置のさらに他
の例で、石炭性状、ボイラ負荷に基づいて界面活性剤水
溶液の濃度又は／及び添加量を制御する場合を示してい
る。すなわち、この高品質化装置は、図１１に示すよう
に、石炭灰の気流搬送管２２に組み込まれたスプレー式
の改質装置１６と、この改質装置１６に接続された界面
活性剤水溶液供給管４２と、この界面活性剤水溶液供給
管４２に並列に制御弁等の界面活性剤供給制御手段４４
及び制御弁等の水供給制御手段４６を介して接続された
界面活性剤貯槽４８及び水槽５０と、使用炭種の灰分組
成、燃料比又は／及びボイラ負荷を入力する制御器５２
とからなり、この制御器５２のデータにより界面活性剤
水溶液の濃度又は／及び添加量を制御できるように、前
記制御器５２と界面活性剤供給制御手段４４及び水供給
制御手段４６とが接続されたことを特徴としている。５
４は石炭供給機、５６は空気流量計である。

【００１６】図１１はスプレー式の改質装置１６を設置
する場合を示しているが、図１２に示すように混練式の
改質装置３６を設置することも可能である。図１１及び
図１２に示す装置において、使用炭種の灰分組成、燃料
比又は／及びボイラ負荷により、界面活性剤水溶液の濃
度又は／及び添加量を制御することにより、自動的に効
率よく石炭灰を改質する。また、改質装置の後流に乾燥
機を設ける場合がある。上記の「ボイラ負荷」とは、運
転中の水蒸気発生量と定格水蒸気発生量との割合のこと
を言い、石炭種類（発熱量）、石炭投入量等で変化す
る。したがって、制御器５２へは、空気量、石炭投入
量、灰分組成、燃料比、発熱量等のうち、必要なものを
入力する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、適宜変更して実施することが可能なもので
ある。実施例１石炭火力発電所における石炭焚ボイラから排出される電
気集塵機捕集灰を処理することなくメチレンブルー吸着
量（以下、ＭＢ吸着量という）を測定すると０．５３mg
／g −灰であった。この石炭灰を非イオン性界面活性剤
であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（商
品名：ノニオンＮＳ−２１０日本油脂（株）製）の水溶
液を用い、界面活性剤／水＝０．０２、水／灰＝０．０
５の条件で加湿処理した後、１０５℃で１時間乾燥処理
した。この結果、石炭灰の水分は０．１％で、ＭＢ吸着
量は０．３４mg／g −灰へと低下した。なお、ＭＢ吸着
量とは、石炭灰１g に吸着されるメチレンブルーのmg数
を言い、フライアッシュ協会では、０．４mg／g −灰以
下にすべきと規定されている。

【００１８】実施例２無処理の場合のＭＢ吸着量０．５３mg／g の石炭灰を用
い、実施例１と同じ非イオン性界面活性剤の水溶液を用
いて、界面活性剤／水＝０．０１、水／灰＝０．０５の
条件で加湿処理した後、１０５℃で１時間乾燥処理する
と、石炭灰の水分が０．１５％で、ＭＢ吸着量は０．３
５mg／g へと低下した。

【００１９】実施例３無処理の場合のＭＢ吸着量０．４３mg／g の灰を用い、
実施例１と同じ非イオン性界面活性剤の水溶液を用い
て、界面活性剤／水＝０．０２、水／灰＝０．００５の
条件で排ガス煙道に噴霧すると、石炭灰の水分が０．０
５％で、ＭＢ吸着量は０．３２mg／g へと低下した。ま
た、同じ条件で電気集塵機（以下、ＥＰという）と原粉
サイロとの間の気流搬送管に噴霧すると、石炭灰の水分
が０．１％で、ＭＢ吸着量は０．３２mg／g であった。

【００２０】実施例４無処理の場合のＭＢ吸着量＝０．５３mg／g の灰を用
い、実施例１と同様の非イオン性界面活性剤を用いて、
水／灰＝０．００５、非イオン性界面活性剤／水＝０．
０４の条件で加湿処理すると、石炭灰の水分が０．４％
で、ＭＢ吸着量は０．３６mg／g へと低下した。

【００２１】実施例５ＥＰ〜原粉サイロ間の気流搬送管で石炭灰を自動採取
し、ＭＢ吸着量を測定すると０．４５mg／g であった。
原粉サイロ後流に組み込んだ改質装置（混練機）に、実
施例１と同じ非イオン性界面活性剤の濃度１％の水溶液
を８０℃の石炭灰に対して３％添加して処理した。この
結果、石炭灰の水分が０．９％で、ＭＢ吸着量は０．３
３mg／g であった。

【００２２】実施例６ＥＰ〜原粉サイロ間の気流搬送管で石炭灰を自動採取
し、ＭＢ吸着量を測定すると０．５５mg／g であった。
原粉サイロ後流に組み込んだ改質装置（混練機）に、実
施例１と同じ非イオン性界面活性剤の濃度１．５％の水
溶液を８０℃の石炭灰に対して５％添加して処理した。
この結果、石炭灰の水分が０．５％で、ＭＢ吸着量は
０．３５mg／g であった。

【００２３】実施例７ＥＰ〜原粉サイロ間の気流搬送管で石炭灰を自動採取
し、未燃分を測定すると３．０％であった。原粉サイロ
後流に組み込んだ改質装置（混練機）に、実施例１と同
じ非イオン性界面活性剤の濃度１％の水溶液を８０℃の
石炭灰に対して３％添加して処理した。この結果、石炭
灰の水分が０．９％で、ＭＢ吸着量は０．３３mg／g で
あった。

【００２４】実施例８ＥＰ〜原粉サイロ間の気流搬送管で石炭灰を自動採取
し、未燃分を測定すると４．０％であった。原粉サイロ
後流に組み込んだ改質装置（混練機）に、実施例１と同
じ非イオン性界面活性剤の濃度１．５％の水溶液を８０
℃の石炭灰に対して３％添加して処理した。この結果、
石炭灰の水分が０．９％で、ＭＢ吸着量は０．３５mg／
g であった。

【００２５】実施例９燃料比１．７、ＣａＯ／ＳｉＯ₂比０．２の石炭をボイ
ラ負荷１００％で運転している際に発生した石炭灰（未
燃分３．８％、ＭＢ吸着量０．５１mg／g ）に対して、
ＥＰ〜原粉サイロ間に組み込んだ改質装置（スプレー方
式）に、実施例１と同じ非イオン性界面活性剤の濃度
１．３％の水溶液を２．５％添加して処理した。この結
果、石炭灰の水分が０．２５％で、ＭＢ吸着量は０．３
４mg／g であった。

【００２６】実施例１０燃料比１．５、ＣａＯ／ＳｉＯ₂比０．１の石炭をボイ
ラ負荷１００％で運転している際に発生した石炭灰（未
燃分２．８％、ＭＢ吸着量０．４０mg／g ）に対して、
ＥＰ〜原粉サイロ間に組み込んだ改質装置（スプレー方
式）に、実施例１と同じ非イオン性界面活性剤の濃度
０．７％の水溶液を２．５％添加して処理した。この結
果、石炭灰の水分が０．２０％で、ＭＢ吸着量は０．３
３mg／g であった。

【００２７】実施例１１石炭火力発電所における石炭焚ボイラから排出される電
気集塵機捕集灰を処理することなくメチレンブルー吸着
量（以下、ＭＢ吸着量という）を測定すると０．５３mg
／g −灰であった。この石炭灰を陽イオン性界面活性剤
であるヤシアルキルアミン酢酸塩（商品名：アーマック
Ｃ、ライオン（株）製）の水溶液を用い、界面活性剤／
水＝０．０２、水／灰＝０．０５の条件で加湿処理した
後、１０５℃で１時間乾燥処理した。この結果、ＭＢ吸
着量は０．３６mg／g −灰へと低下した。

【００２８】実施例１２無処理の場合のＭＢ吸着量０．５３mg／g の石炭灰を用
い、実施例１１と同じ陽イオン性界面活性剤の水溶液を
用いて、界面活性剤／水＝０．０１、水／灰＝０．０５
の条件で加湿処理した後、１０５℃で１時間乾燥処理す
ると、ＭＢ吸着量は０．３８mg／g へと低下した。

【００２９】実施例１３無処理の場合のＭＢ吸着量０．４３mg／g の灰を用い、
実施例１１と同じ陽イオン性界面活性剤の水溶液を用い
て、界面活性剤／水＝０．０２、水／灰＝０．００５の
条件で排ガス煙道に噴霧すると、ＭＢ吸着量は０．３９
mg／g へと低下した。また、同じ条件で電気集塵機（以
下、ＥＰという）と原粉サイロとの間の気流搬送管に噴
霧すると、ＭＢ吸着量は０．３８mg／g であった。

【００３０】実施例１４無処理の場合のＭＢ吸着量＝０．５３mg／g の灰を用
い、実施例１１と同様の陽イオン性界面活性剤を用い
て、水／灰＝０．００５、非イオン性界面活性剤／水＝
０．０４の条件で加湿処理すると、ＭＢ吸着量は０．３
９mg／g へと低下した。

【００３１】実施例１５ＥＰ〜原粉サイロ間の気流搬送管で石炭灰を自動採取
し、ＭＢ吸着量を測定すると０．４５mg／g であった。
原粉サイロ後流に組み込んだ改質装置（混練機）に、実
施例１１と同じ陽イオン性界面活性剤の濃度１％の水溶
液を石炭灰に対して５％添加して処理した。この結果、
石炭灰のＭＢ吸着量は０．３６mg／g であった。

【００３２】実施例１６ＥＰ〜原粉サイロ間の気流搬送管で石炭灰を自動採取
し、ＭＢ吸着量を測定すると０．５５mg／g であった。
原粉サイロ後流に組み込んだ改質装置（混練機）に、実
施例１１と同じ陽イオン性界面活性剤の濃度１．５％の
水溶液を石炭灰に対して５％添加して処理した。この結
果、石炭灰のＭＢ吸着量は０．３７mg／gであった。

【００３３】実施例１７ＥＰ〜原粉サイロ間の気流搬送管で石炭灰を自動採取
し、未燃分を測定すると３．０％であった。原粉サイロ
後流に組み込んだ改質装置（混練機）に、実施例１１と
同じ陽イオン性界面活性剤の濃度１％の水溶液を石炭灰
に対して５％添加して処理した。この結果、石炭灰のＭ
Ｂ吸着量は０．３６mg／g であった。

【００３４】実施例１８ＥＰ〜原粉サイロ間の気流搬送管で石炭灰を自動採取
し、未燃分を測定すると４．０％であった。原粉サイロ
後流に組み込んだ改質装置（混練機）に、実施例１１と
同じ陽イオン性界面活性剤の濃度１．５％の水溶液を石
炭灰に対して５％添加して処理した。この結果、石炭灰
のＭＢ吸着量は０．３７mg／g であった。

【００３５】実施例１９燃料比１．７、ＣａＯ／ＳｉＯ₂比０．２の石炭をボイ
ラ負荷１００％で運転している際に発生した石炭灰（未
燃分３．８％、ＭＢ吸着量０．５１mg／g ）に対して、
ＥＰ〜原粉サイロ間に組み込んだ改質装置（スプレー方
式）に、実施例１１と同じ陽イオン性界面活性剤の濃度
１．３％の水溶液を２．５％添加して処理した。この結
果、石炭灰のＭＢ吸着量は０．３５mg／g であった。

【００３６】実施例２０燃料比１．５、ＣａＯ／ＳｉＯ₂比０．１の石炭をボイ
ラ負荷１００％で運転している際に発生した石炭灰（未
燃分２．８％、ＭＢ吸着量０．４０mg／g ）に対して、
ＥＰ〜原粉サイロ間に組み込んだ改質装置（スプレー方
式）に、実施例１１と同じ陽イオン性界面活性剤の濃度
０．７％の水溶液を２．５％添加して処理した。この結
果、石炭灰のＭＢ吸着量は０．３７mg／g であった。

【００３７】実施例２１石炭火力発電所における石炭焚ボイラから排出される電
気集塵機捕集灰を処理することなくメチレンブルー吸着
量（以下、ＭＢ吸着量という）を測定すると０．５３mg
／g −灰であった。この石炭灰を両性界面活性剤である
アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン（商品名：ニッサ
ンアノンＢＦ、日本油脂（株）製）の水溶液を用い、界
面活性剤／水＝０．０２、水／灰＝０．０５の条件で加
湿処理した後、１０５℃で１時間乾燥処理した。この結
果、ＭＢ吸着量は０．３６mg／g−灰へと低下した。

【００３８】実施例２２無処理の場合のＭＢ吸着量０．５３mg／g の石炭灰を用
い、実施例２１と同じ両性界面活性剤の水溶液を用い
て、界面活性剤／水＝０．０１、水／灰＝０．０５の条
件で加湿処理した後、１０５℃で１時間乾燥処理する
と、ＭＢ吸着量は０．３７mg／g へと低下した。

【００３９】実施例２３無処理の場合のＭＢ吸着量０．４３mg／g の灰を用い、
実施例２１と同じ両性界面活性剤の水溶液を用いて、界
面活性剤／水＝０．０２、水／灰＝０．００５の条件で
排ガス煙道に噴霧すると、ＭＢ吸着量は０．３４mg／g
へと低下した。また、同じ条件で電気集塵機（以下、Ｅ
Ｐという）と原粉サイロとの間の気流搬送管に噴霧する
と、ＭＢ吸着量は０．３４mg／g であった。

【００４０】実施例２４無処理の場合のＭＢ吸着量＝０．５３mg／g の灰を用
い、実施例２１と同様の両性界面活性剤を用いて、水／
灰＝０．００５、非イオン性界面活性剤／水＝０．０４
の条件で加湿処理すると、ＭＢ吸着量は０．３８mg／g
へと低下した。

【００４１】実施例２５ＥＰ〜原粉サイロ間の気流搬送管で石炭灰を自動採取
し、ＭＢ吸着量を測定すると０．４５mg／g であった。
原粉サイロ後流に組み込んだ改質装置（混練機）に、実
施例２１と同じ両性界面活性剤の濃度１％の水溶液を石
炭灰に対して５％添加して処理した。この結果、石炭灰
のＭＢ吸着量は０．３６mg／g であった。

【００４２】実施例２６ＥＰ〜原粉サイロ間の気流搬送管で石炭灰を自動採取
し、ＭＢ吸着量を測定すると０．５５mg／g であった。
原粉サイロ後流に組み込んだ改質装置（混練機）に、実
施例２１と同じ両性界面活性剤の濃度１．５％の水溶液
を石炭灰に対して５％添加して処理した。この結果、石
炭灰のＭＢ吸着量は０．３７mg／g であった。

【００４３】実施例２７ＥＰ〜原粉サイロ間の気流搬送管で石炭灰を自動採取
し、未燃分を測定すると３．０％であった。原粉サイロ
後流に組み込んだ改質装置（混練機）に、実施例２１と
同じ両性界面活性剤の濃度１％の水溶液を石炭灰に対し
て５％添加して処理した。この結果、石炭灰のＭＢ吸着
量は０．３４mg／g であった。

【００４４】実施例２８ＥＰ〜原粉サイロ間の気流搬送管で石炭灰を自動採取
し、未燃分を測定すると４．０％であった。原粉サイロ
後流に組み込んだ改質装置（混練機）に、実施例２１と
同じ両性界面活性剤の濃度１．５％の水溶液を石炭灰に
対して５％添加して処理した。この結果、石炭灰のＭＢ
吸着量は０．３８mg／g であった。

【００４５】実施例２９燃料比１．７、ＣａＯ／ＳｉＯ₂比０．２の石炭をボイ
ラ負荷１００％で運転している際に発生した石炭灰（未
燃分３．８％、ＭＢ吸着量０．５１mg／g ）に対して、
ＥＰ〜原粉サイロ間に組み込んだ改質装置（スプレー方
式）に、実施例２１と同じ両性界面活性剤の濃度１．３
％の水溶液を２．５％添加して処理した。この結果、石
炭灰のＭＢ吸着量は０．３７mg／g であった。

【００４６】実施例３０燃料比１．５、ＣａＯ／ＳｉＯ₂比０．１の石炭をボイ
ラ負荷１００％で運転している際に発生した石炭灰（未
燃分２．８％、ＭＢ吸着量０．４０mg／g ）に対して、
ＥＰ〜原粉サイロ間に組み込んだ改質装置（スプレー方
式）に、実施例２１と同じ両性界面活性剤の濃度０．７
％の水溶液を２．５％添加して処理した。この結果、石
炭灰のＭＢ吸着量は０．３５mg／g であった。

【００４７】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。（１）濃度０．５〜５０wt％の界面活性剤水溶液を予
め調製して、この水溶液を石炭灰中に石炭灰に対して
０．２〜１０wt％噴霧するか、又は石炭灰に水溶液を
０．２〜１０wt％添加し混練するので、界面活性剤が石
炭灰中に容易に均一分散し、少ない界面活性剤使用量で
石炭灰を効率よく改質することができる。また、安全、
安価で簡素なプロセスであり、大量の石炭灰の高品質化
を図ることができる。（２）水溶液／灰比が１％以下、あるいは高い温度の
石炭灰に対して温度に応じて水溶液／灰比２〜１０％の
水溶液を添加して、改質処理することで、灰の水分を１
％以下とすることができる。また、乾燥処理することに
より、ＪＩＳに規定される水分量１％以下の改質灰を得
ることができる。（３）石炭灰の発生する発電所サイト等で処理するこ
とができるので、石炭灰の大量利用を促進することがで
きる。（４）石炭灰品質によらず、生コンクリート業界等で
の石炭灰使用の品質基準となるＭＢ吸着量０．４mg／g
以下の安定した石炭灰とすることができ、コンクリート
の気泡量等の品質管理が容易になる。（５）本発明による改質灰を用いた場合、コンクリー
ト製造に必要とするＡＥ剤（空気連行剤）量を低減する
ことができる。（６）石炭灰をオンラインで自動採取し、自動測定を
行なった結果を、界面活性剤水溶液濃度又は添加量の制
御に使用する場合、又は使用炭種の灰分組成、燃料比も
しくは／及びボイラ負荷で界面活性剤水溶液濃度又は添
加量の制御を行なう場合は、細かな制御ができ、良質な
灰の回収量を向上させることができる。また、オンライ
ンシステムのため、省力化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の石炭灰の高品質化装置の一実施例を示
す概略構成図である。

【図２】本発明の装置の他の実施例を示す概略構成図で
ある。

【図３】本発明の装置の他の実施例を示す概略構成図で
ある。

【図４】本発明の装置の他の実施例を示す概略構成図で
ある。

【図５】本発明の装置の他の実施例を示す概略構成図で
ある。

【図６】本発明の装置の他の実施例を示す概略構成図で
ある。

【図７】本発明の装置の他の実施例を示す概略構成図で
ある。

【図８】本発明の装置の他の実施例を示す概略構成図で
ある。

【図９】本発明の装置の他の実施例を示す概略構成図で
ある。

【図１０】本発明の装置の他の実施例を示す概略構成図
である。

【図１１】本発明の装置の他の実施例を示す概略構成図
である。

【図１２】本発明の装置のさらに他の実施例を示す概略
構成図である。

【符号の説明】

１０ボイラ１２電気集塵機１４排ガス煙道１６スプレー式の改質装置１８噴霧装置２０送風機２２気流搬送管２４原粉サイロ２６改質灰サイロ２８気流搬送管３０サイクロン３２バグフィルタ３４乾燥機３６混練式の改質装置３８灰計量機４０オンライン灰分析装置４２界面活性剤水溶液供給管４４界面活性剤供給制御手段４６水供給制御手段４８界面活性剤貯槽５０水槽５２制御器５４石炭供給機５６空気流量計

フロントページの続き (72)発明者伊藤貞夫広島県広島市中区小町４番33号中国電力株式会社内 (72)発明者西村定男広島県広島市中区小町４番33号中国電力株式会社内 (72)発明者川原旦聖広島県広島市中区小町４番33号中電環境テクノス株式会社内 (72)発明者西村和也兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内 (72)発明者柴田泰典兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内 (72)発明者久保幸雄兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内 (72)発明者中川保東京都江東区南砂２丁目11番１号川崎重工業株式会社東京設計事務所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排ガス中の石炭灰に、界面活性剤を０．
５〜５０wt％含有する水溶液を石炭灰に対して０．２〜
１０wt％スプレー状に添加することを特徴とする石炭灰
の高品質化方法。
【請求項２】気流搬送中の石炭灰に、界面活性剤を
０．５〜５０wt％含有する水溶液を石炭灰に対して０．
２〜１０wt％スプレー状に添加することを特徴とする石
炭灰の高品質化方法。
【請求項３】気流搬送中の石炭灰に、界面活性剤を
０．５〜５０wt％含有する水溶液を石炭灰に対して０．
２〜１０wt％スプレー状に添加した後、乾燥することを
特徴とする石炭灰の高品質化方法。
【請求項４】石炭灰に、界面活性剤を０．５〜５０wt
％含有する水溶液を石炭灰に対して０．２〜１０wt％添
加して混練することを特徴とする石炭灰の高品質化方
法。
【請求項５】石炭灰に、界面活性剤を０．５〜５０wt
％含有する水溶液を石炭灰に対して０．２〜１０wt％添
加して混練した後、乾燥することを特徴とする石炭灰の
高品質化方法。
【請求項６】石炭灰を気流搬送管又はホッパ下から自
動採取して未燃分量又は／及びメチレンブルー吸着量を
自動測定し、該測定値により界面活性剤水溶液の濃度又
は／及び添加量を制御する請求項２〜５のいずれかに記
載の石炭灰の高品質化方法。
【請求項７】使用炭種の灰分組成、燃料比又は／及び
ボイラ負荷により、界面活性剤水溶液の濃度又は／及び
添加量を制御する請求項１〜５のいずれかに記載の石炭
灰の高品質化方法。
【請求項８】界面活性剤水溶液の噴霧装置と、この噴
霧装置からスプレーされた界面活性剤水溶液を石炭灰中
に吹き込んで石炭灰を改質するスプレー式の改質装置と
からなり、この改質装置を排ガス煙道に組み込んだこと
を特徴とする石炭灰の高品質化装置。
【請求項９】界面活性剤水溶液の噴霧装置と、この噴
霧装置からスプレーされた界面活性剤水溶液を石炭灰中
に吹き込んで石炭灰を改質するスプレー式の改質装置と
からなり、この改質装置を石炭灰の気流搬送管に組み込
んだことを特徴とする石炭灰の高品質化装置。
【請求項１０】スプレー式の改質装置の後流の石炭灰
の気流搬送管に乾燥機を設けた請求項９記載の石炭灰の
高品質化装置。
【請求項１１】石炭灰と界面活性剤水溶液とを混練し
て石炭灰を改質する混練式の改質装置を、石炭灰の気流
搬送管に組み込んだことを特徴とする石炭灰の高品質化
装置。
【請求項１２】混練式の改質装置の後流の石炭灰の気
流搬送管に乾燥機を設けた請求項１１記載の石炭灰の高
品質化装置。
【請求項１３】石炭灰を気流搬送管又はホッパ下から
自動採取して未燃分量又は／及びメチレンブルー吸着量
を自動測定するオンライン灰分析装置と、このオンライ
ン灰分析装置より後流の気流搬送管に組み込まれた改質
装置と、この改質装置に接続された界面活性剤水溶液供
給管と、この界面活性剤水溶液供給管に並列に界面活性
剤供給制御手段及び水供給制御手段を介して接続された
界面活性剤貯槽及び水槽とからなり、前記自動測定され
た値により界面活性剤水溶液の濃度又は／及び添加量が
制御できるように、前記オンライン灰分析装置と界面活
性剤供給制御手段及び水供給制御手段とが接続されたこ
とを特徴とする石炭灰の高品質化装置。
【請求項１４】石炭灰の気流搬送管に組み込まれた改
質装置と、この改質装置に接続された界面活性剤水溶液
供給管と、この界面活性剤水溶液供給管に並列に界面活
性剤供給制御手段及び水供給制御手段を介して接続され
た界面活性剤貯槽及び水槽と、使用炭種の灰分組成、燃
料比又は／及びボイラ負荷を入力する制御器とからな
り、この制御器のデータにより界面活性剤水溶液の濃度
又は／及び添加量を制御できるように、前記制御器と界
面活性剤供給制御手段及び水供給制御手段とが接続され
たことを特徴とする石炭灰の高品質化装置。