JPH0979561A - 石炭燃焼炉のクリンカ灰処理方法および処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水浸コンベアを用いた連続クリンカ灰排出方法
を改良し、循環水中の固形分の除去、取出すクリンカ灰
中の含水率の低下をはかる。 【解決手段】水浸コンベア３により連続的に排出される
クリンカ灰をスラリー化して、遠心式アッシュポンプ５
を用い、底部にスクリーンを取付けたろ過水導出口１３
を有するろ過脱水槽７内に移送して貯留する。ろ過脱水
槽が離れた場所にあっても容易に移送できる。ろ過脱水
槽内に沈降したクリンカ灰１２をろ過床としてスラリー
をろ過し、クリンカ灰と水とを分離する。ろ過脱水槽内
に水を逆に吹込んで攪拌した後、クリンカ灰を再沈降さ
せてろ材にすると、ろ過効率がよくなり好ましい。循環
水中の固形分濃度が数ｐｐｍ程度に減少し、ポンプ、熱
交換器、弁や配管類の損耗が大きく減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として大型ボイ
ラ用の石炭燃焼炉のクリンカ灰処理方法および処理装置
に関する。とくに、大規模火力発電用石炭燃焼炉のクリ
ンカ灰の処理に有用である。

【０００２】

【従来の技術】ボイラ用石炭燃焼炉の灰は、水管の表面
や炉壁に付着した一部の灰とともに炉底に落下するが、
これを一般にクリンカ灰（ボトムアッシュともいう）と
いう。炉底には、いずれも一定量の水を満たしたケーシ
ング（水封トラフともいう）またはクリンカホッパが設
けられ、水中に落下したクリンカ灰は、急冷破砕され貯
留される。ケーシングまたはホッパ内のクリンカ灰を系
外に排出するために２つの技術が実用化されている。そ
の一は、水浸コンベアを用いた連続方式である。この方
式では、ケーシング内に水浸式のコンベアを設置して連
続運転し、燃焼炉から落下して急冷破砕されたクリンカ
灰を受けて、直ちに、かつ連続的に排出する。水浸コン
ベアの排出部は、適度な勾配をつけて取付けられてお
り、クリンカ灰に付着する水は、傾斜するコンベアある
いはスクレーパの間から除去されて水切りされる。水切
りされたクリンカ灰は、クラッシャに送られて破砕さ
れ、アッシュサイロに貯留される。さらに、トラックや
ベルトコンベアに移載して所定の場所まで搬出される。
脱水分離された水は熱交換器で冷却され、循環使用され
る。

【０００３】他の一つの方式は、クリンカ灰スラリを間
欠的に水流輸送する方式であって、一定時間分のクリン
カ灰をクリンカホッパ内に貯え、一定時間ごとにクリン
カホッパから、スラリー状のクリンカ灰をジェットポン
プなどにより、間欠的に脱水槽まで搬送し、水切りす
る。これらの２つの技術は、一長一短があり、立地条
件、操業条件、使用実績などによって選択、採用されて
いる。なお、上記した従来技術は、「石炭灰処理システ
ムと有効利用技術」（玉貫 滋他：フジテクノシステム
刊（１９８１））にまとめられて詳しく記載されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さて、水浸コンベアを
用いた連続方式は、消費動力が小さい、処理用の用水量
が少ない、設置スペースが小さいなどの利点がある。し
かし、解決しなけらばならない課題も少なくない。例え
ば、コンベアの傾斜部を利用して行われるクリンカ灰の
脱水分離では粒子径の小さな、とくに粒径が３０μｍ以
下の小さな灰が分離されないで水と共に循環され、装置
にもよるが、多くの場合固形分濃度が５００〜１０００
ｐｐｍの範囲に達する。この微粒子がポンプや熱交換器
を摩耗し故障を引き起こす。技術的には、別途、濾過器
や遠心分離機を設けて固液分離することができるが、固
形分の粒度分布が広い上、循環水量が多く、コスト的な
問題がある。また、大型発電所などでは、燃焼炉からア
ッシュサイロまでの距離が５００ｍを超える場合が少な
くなく、コンベアによる搬送は経済的ではない。さら
に、水切りされたクリンカ灰の含水率が高く、後工程の
搬送や処理のための費用がかさむなどの課題が残されて
いる。本発明は、これらの課題を解決するために研究の
結果、完成されたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明を図面を参照して
説明する。本発明は、前記の課題を解決するために、水
浸コンベアを用いた連続方式の石炭燃焼炉クリンカ灰排
出方法において、水を張ったケーシング２の中に設けら
れた水浸コンベア３上に落下して堆積したクリンカ灰
を、コンベアに傾斜部１１を設けて連続的に水切りした
後、クリンカクラッシャ４に投入して粉砕し、スラリー
化し、得られたスラリーを遠心式または回転式のアッシ
ュポンプ５を用い、底部にグリッドまたはスクリーンを
取付けたろ過水導出口１３を有するろ過脱水槽７内に移
送して貯留し、ろ過脱水槽内に沈降したクリンカ灰をろ
過床１２としてろ過脱水槽内のスラリーをろ過し、クリ
ンカ灰と水とを分離することを特徴とする、石炭燃焼炉
のクリンカ灰処理方法を完成した。

【０００６】本発明は、また、水浸コンベアを用いた連
続方式の石炭燃焼炉クリンカ灰排出方法において、水浸
コンベア２３上に落下して堆積したクリンカ灰を、連続
的にクリンカクラッシャ２４に投入して粉砕し、スラリ
ー化し、得られたスラリーを遠心式または回転式のアッ
シュポンプ２５を用い、底部にグリッドまたはスクリー
ンを取付けたろ過水導出口３３を有するろ過脱水槽２７
内に移送して貯留し、ろ過脱水槽内に沈降したクリンカ
灰をろ過床３２としてろ過脱水槽内のスラリーをろ過
し、クリンカ灰と水とを分離することを特徴とする、石
炭燃焼炉のクリンカ灰処理方法を提供する。

【０００７】前記の各処理方法において、ろ過脱水槽内
に沈降したクリンカ灰を底部から水または空気を吹込ん
で攪拌した後、再沈降させてろ過床にすると、底部ほど
粒径の大きなクリンカ灰が堆積し、ろ過効率がよくなり
好ましい。また、クリンカ灰をスラリーとしてろ過脱水
槽内に移送するために、アッシュポンプに代えてジェッ
トポンプを用いることもできる。

【０００８】本発明は、また、水浸コンベアを用いた連
続方式の石炭燃焼炉クリンカ灰排出装置において、ケー
シング（水封トラフ）２内に設けられ、落下するクリン
カ灰を受けて搬送する水浸コンベア３と、搬送されたク
リンカ灰を粉砕し、スラリー化するクリンカクラッシャ
４と、クリンカ灰のスラリーを灰流し配管６を通して移
送するためのスラリー用ポンプ５と、移送されたクリン
カ灰スラリーを貯留し固液分離を行うための、底部に、
グリッドまたはスクリーンと弁を取付けたろ過水導出口
１３、槽内に水または空気を吹込むための吹込口１３お
よびろ過分離されたクリンカ灰を排出するための灰出し
ゲート１４が装着されているろ過脱水槽７と、を設けた
ことを特徴とする、石炭燃焼炉のクリンカ灰処理装置を
提供する。スラリー用ポンプ５として、遠心式または回
転式のアッシュポンプを好ましく用いることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図面を参照しつつ、本発明にかか
る石炭燃焼炉のクリンカ灰処理方法および処理装置の実
施形態例をあげて具体的に説明する。図１は請求項１
の、図２は請求項２の実施形態例を示すフローシートで
ある。なお、図１と図２との各実施形態例で共通する部
分は主に図１を参照して説明する。

【００１０】石炭燃焼炉１で発生したクリンカ灰は、炉
底に設けたケーシング２内に取付けられている水浸コン
ベア３の上に落下する。水浸コンベア３には、一般に、
スクレーパコンベアまたはチェンコンベアが用いられ
る。ケーシング２には予め一定量の水が張られていて、
落下したクリンカ灰は、水で急冷、破砕され、例えばチ
ェン駆動されているスクレーパによって、水浸コンベア
３外に排出される。図１に示した例では、水浸コンベア
３の排出末端は、適度な傾斜部１１を形成してクリンカ
灰とともに水中から離脱し、コンベア上でクリンカ灰の
水切りを行い、クリンカ灰を排出する。

【００１１】また、図２に示した例では、水浸コンベア
２３の排出末端において、とくに水切りを行うことなく
クリンカ灰を排出し、クリンカクラッシャに投入する。
従って、クリンカ灰の排出を水中で行ってもよいし、水
中から離脱させて行うこともできる。本例を採用する場
合には、処理に百数十秒を要する水切りのための傾斜部
が不要になりコンベアをコンパクトにまとめることがで
きる。なお、水浸コンベア（スクレーパ）の戻りは、図
１に示したようにケーシング内を通してもよいし、図２
に示したようにケーシング外を通すこともできる。

【００１２】コンベアから離脱、排出されたクリンカ灰
は、クリンカクラッシャ４に投入される。大きなクリン
カ塊を粉砕し、水力輸送の障害にならないように、通
常、４０ｍｍ以下の塊を含むスラリーにする。クリンカ
クラッシャ４にはダブルロール式を使用することが多
い。

【００１３】スラリー化されたクリンカ灰は、例えば、
ケーシング２の溢流せき１６から流出した溢流水により
適当なスラリー濃度に調整され、アッシュポンプ５の吸
入側に送られ、吐出側から灰流し配管６を通って、ろ過
脱水槽７に輸送される。１７は溢流水ピットである。灰
流し配管６の長さは数百メートルに達することも珍しく
ない。アッシュポンプ５としては、スラリー輸送用のボ
リュートポンプ、などの遠心式ポンプ、およびスクリュ
ーポンプなどの回転式ポンプが好適である。これらのポ
ンプの中ではボリュートポンプが好ましく、中でも、ダ
ブルケーシングのスラリーポンプが好ましい。アッシュ
ポンプ５は回転数をインバータ制御できるようにしてお
くことが好ましい。効率よく、正確に制御できるからで
ある。アッシュポンプに代えて、ジェットポンプ（ハイ
ジェクタ、水流ポンプともいう）を利用してもよい。一
般に、動力使用量が大きいが、構造は単純である。

【００１４】ろ過脱水槽７では、槽内で沈降したクリン
カ灰自体をろ過床１２として利用し、クリンカ灰スラリ
ーから固形分をろ過分離し、極めて固形分の少ないろ過
水を得る。本発明では、クリンカ灰の性状、とくに粒度
分布がろ過床を構成するのに好適な素材であることを見
出し、ろ過方式を採用した。

【００１５】本発明に使用するろ過脱水槽７の形状に特
別の制限はないが、底部には、ろ過水導出口１３および
灰出しゲ−ト１４を設ける。従来装置の脱水槽を転用し
たり、従来の方法を併用することも差支えない。ろ過水
導出口１３には、スラリー中のクリンカ灰分が流出しな
いように目開きが０．５〜４ｍｍ程度のグリッドまたは
スクリーンと開閉および制御用の閉止弁とを取付ける。
目開きが小さすぎると目詰りし、ろ過性能が落ちるので
好ましくない。グリッドまたはスクリーンの種類として
は、通常、一般的な金網やパンチングプレートよりも、
断面が三角形のバーを平行に並べたウエッジワイヤスク
リーンを、三角形の底辺側を槽内に向けて取付ける方が
好ましい。ウエッジワイヤスクリーンは、その目開きと
同じ寸法の粒子が詰っても保持力が極めて小さいので、
容易に逆洗できる。

【００１６】ろ過脱水槽７にクリンカ灰スラリーが送入
されたら、例えば、適当な自然沈降時間をおいてクリン
カ灰を沈降させ、ろ過床を形成させる。好都合なこと
に、スラリー中のクリンカ灰の性状は、ろ過用素材とし
て極めて好適である。ろ過床が形成されたら、ろ液導出
口１３に取付けたバルブを適度に開いてろ過操作を始め
る。ろ過床１２の上層部分には比較的微小なクリンカ灰
が堆積し、微粒子をろ過分離し、ろ過水中に残存する固
形分を数ｐｐｍ程度にまで、従来法に較べて大きく減少
させることができる。

【００１７】さて、好ましくはろ過脱水槽７の底部に、
さらに水または空気の吹込口を設け、槽内に流体、例え
ば水または空気を吹込んでスラリーを攪拌し、クリンカ
灰を再沈降させることのできるようにしておく。好まし
い理由を説明する。ろ過水槽に送られるクリンカ灰スラ
リーは、送液中、連続的にクリンカクラッシャ４により
粉砕された、サブミクロンから十数ｍｍの異なる粒子径
の粒子からなる粒度分布の広いクリンカ灰を含んでい
る。これらのクリンカ灰は、粒度の大小による沈降速度
の差の他に、スラリーの送入時期により、先に送入した
クリンカ灰が下層に、後からのものが上層に堆積する傾
向になる。しかし、スラリー中のクリンカ灰が広く連続
的な粒度分布を有しているので、スラリーを攪拌してク
リンカ灰を再沈降させると、粗い粒子、細かい粒子、極
微粒の粘土質の順に沈降し堆積し、微粒子を効率良くろ
過するのに好都合なろ過床を形成することができる。水
または空気の吹込口は、本実施形態例のようにろ過水導
出口１３と共用させることもできる。このようにして粒
度の順に形成されたクリンカ灰ののろ過床１２は、ろ過
速度がはやく、かつ微粒子を効率的に分離することがで
きる。

【００１８】ろ過脱水槽７は通常２基設けられ、スラリ
ーの受入と、スラリー中の固形分の沈降、ろ過脱水およ
び排出とを交互に繰返して運転する。また、ろ過脱水槽
の周壁にスクリーンまたはルーバを設け、分離した水を
予備槽に貯留し、適時、ろ過脱水槽に戻して処理しても
よい。詳細なろ過条件は、スラリー固形分の粒径分布や
粒子の比重などによって異なるので、予備的な試験を行
って決定する。ろ過水導出口１３から取出した水は循環
水ピット８に貯留され、循環水ポンプ９により冷却用熱
交換器１０を経て、ケーシング２に循環される。その
他、水流ポンプの駆動水、ろ過脱水槽７への逆洗吹込水
などに循環使用される。

【００１９】

【発明の効果】本発明の石炭燃焼炉のクリンカ灰処理方
法もしくは処理装置を利用すれば、水浸コンベアを用い
た従来の連続方式の石炭燃焼炉クリンカ灰排出方法に較
べて、循環水中の固形分を数分の１から数百分の１にま
で、一例では約数ｐｐｍ程度にまで減少させることがで
きる。その結果、循環系に使用するポンプ、熱交換器、
弁や配管類の損耗が減少する。また、クリンカ灰の処理
装置を燃焼炉近辺に配置できない場合でも、灰流し配管
によって離れた場所に容易に搬送できる。従来の水浸コ
ンベアを用いた連続方式では、多数の機器を配置しなけ
ればならい燃焼炉近辺に、ケーシング中の水に含まれる
固形分を分離するために沈殿槽などを設ける必要があっ
たが、本発明の利用によりその必要はなくなった。コン
ベアに長い傾斜部を設けなくともよい。

【００２０】さらに、脱水後のクリンカ灰中の含水率が
減少するので（一例では含水率重量３５％であったのを
３０重量％に下げることができた）、その後のクリンカ
灰の運搬や処理に有利になる。ろ過脱水槽の攪拌、クリ
ンカ灰の再沈降は、好ましいろ過床の形成に効果的であ
り、効率よくろ過操作を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明（請求項１）の実施形態例を示すフロ
ーシート。

【図２】 本発明（請求項２）の実施形態例を示すフロ
ーシート。

【符号の説明】

１，２１：燃焼炉 ２，２２：（水張りした）ケーシ
ング ３，２３：水浸コンベア ４，２４：クリンカクラッ
シャ ５，２５：アッシュポンプ（スラリー用ポンプ）
６，２６：灰流し配管 ７，２７：ろ過脱水槽 ８，２８：循環水ピット ９，２９：循環水ポンプ １０，３０：冷却用熱交換
器 １１，−：傾斜部 １２，３３：ろ過床（クリンカ
灰） １３，３３：ろ過水導出口（水逆洗口） １４，３
４：灰出しゲート １５，３５：用水配管 １６：溢流せき １７：
溢流水ピット

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水浸コンベアを用いた連続方式の石炭燃焼
   炉クリンカ灰排出方法において、水浸コンベア３上に落
   下して堆積したクリンカ灰を、コンベアに傾斜部１１を
   設けて連続的に水切りした後、クリンカクラッシャ４に
   投入して粉砕し、スラリー化し、得られたスラリーを遠
   心式または回転式のアッシュポンプ５を用い、底部にグ
   リッドまたはスクリーンを取付けたろ過水導出口１３を
   有するろ過脱水槽７内に移送して貯留し、ろ過脱水槽内
   に沈降したクリンカ灰をろ過床１２としてろ過脱水槽内
   のスラリーをろ過し、クリンカ灰と水とを分離すること
   を特徴とする、石炭燃焼炉のクリンカ灰処理方法。
2. 【請求項２】水浸コンベアを用いた連続方式の石炭燃焼
   炉クリンカ灰排出方法において、水浸コンベア２３上に
   落下して堆積したクリンカ灰を、連続的にクリンカクラ
   ッシャ２４に投入して粉砕し、スラリー化し、得られた
   スラリーを遠心式または回転式のアッシュポンプ２５を
   用い、底部にグリッドまたはスクリーンを取付けたろ過
   水導出口３３を有するろ過脱水槽２７内に移送して貯留
   し、ろ過脱水槽内に沈降したクリンカ灰をろ過床３２と
   してろ過脱水槽内のスラリーをろ過し、クリンカ灰と水
   とを分離することを特徴とする、石炭燃焼炉のクリンカ
   灰処理方法。
3. 【請求項３】クリンカ灰をスラリー状でろ過脱水槽内に
   移送するために、アッシュポンプに代えてジェットポン
   プを用いることを特徴とする、請求項１または２に記載
   の石炭燃焼炉のクリンカ灰処理方法。
4. 【請求項４】ろ過脱水槽内に沈降したクリンカ灰を、底
   部から水または空気を吹込んで攪拌した後、再沈降させ
   てろ過床とすること特徴とする、請求項１ないし３のい
   ずれかに記載の石炭燃焼炉のクリンカ灰処理方法。
5. 【請求項５】水浸コンベアを用いた連続方式の石炭燃焼
   炉クリンカ灰排出装置において、燃焼炉から落下するク
   リンカ灰を受けて搬送する水浸コンベア３と、 搬送されたクリンカ灰を粉砕し、スラリー化するクリン
   カクラッシャ４と、 クリンカ灰のスラリーを灰流し配管６を通して移送する
   ためのスラリー用ポンプ５と、 移送されたクリンカ灰スラリーを貯留し固液分離を行う
   ための、底部に、グリッドまたはスクリーンと弁を取付
   けたろ過水導出口１３、槽内に水または空気を吹込むた
   めの吹込口１３およびろ過分離されたクリンカ灰を排出
   するための灰出しゲート１４が装着されているろ過脱水
   槽７と、を設けたことを特徴とする、石炭燃焼炉のクリ
   ンカ灰処理装置。
6. 【請求項６】スラリー用ポンプが、遠心式または回転式
   のアッシュポンプであることを特徴とする、請求項５記
   載の石炭燃焼炉のクリンカ灰処理装置。