JPS58109127A - 灰処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石炭を専焼、混焼またＩ／′ｉｃＯＭ（石炭
・油混合物）の状態で燃焼させる微粉炭だきボイラから
発生する燃焼灰、同様の燃料を使用する流動層ボイラか
ら発生する燃焼灰、石炭ガス化炉から発生する排出灰な
ど（以下、乗じん装置捕集石炭灰または単に石炭灰と記
す）に含まれる粉状の未燃カーボンを造粒して回収する
灰処理方法に関するものである− 一般に石炭火力発電所などの微粉炭だきボイラｆおいて
は、海外炭などの燃料比（固定炭素／揮発分）の高い炭
種の燃焼、二段燃焼や排ガス混合などの低ＮＯｘ燃焼の
実施により、石炭灰が未燃カーボンにより黒色化する傾
向にある。通常の灰処理としては、粗粉は灰捨てされ細
粉はフライアッシュ製品として販売されセメント混和剤
などに用いられてい系が、黒色石炭灰発生時には製品と
して販売できないので全量投棄しなければならず問題と
なっている。石炭灰の黒色化の原因は未燃分であり、こ
れを大量に投棄することは省エネルギの観点から見ても
太き々マイナスであシ、かつ現在計画中の大型石炭火力
発電、、所は、海外炭を使用するため臨海に立地するの
で、海洋などの環境に対して無公害であることが要求さ
れる。本発明者らは、黒色灰発生時でも石炭灰の有効利
用を図るために、高温での焼成方法を検討したが、５炭
灰中の未燃分は高々５〜２０％程度であり、筐た未燃分
は時間的変動が激しく焼成プラントとしての操業および
廃熱利用などのシステム化が錐しいという問題があった
。

また微粉炭だきボイラ以外の流動層燃焼ボイラにおいて
も、発生する石炭灰中の未燃分が１０〜５０％と高く、
この対策として再燃炉（ＣＢＣ）を設けているが、十分
とはいえず対策に苦慮している現状である。さらに石炭
の燃焼以外、たとえば石炭のガス化炉で発生する排出灰
も未燃分が高く、再燃炉を設置したりしてその対策に苦
慮している。なお現在、フライアッシュ製品の規制値は
、強熱減量が５％以下である。

本発明は上記の諸点に鑑み鋭意研究を重ねた結果なされ
たもので、集じん装置捕集石炭灰に水およびバインダー
、必要に応じて界面活性剤を加えるとともに、攪拌混合
して石炭分の多い粗粒を形成させ、この粗粒と灰分の多
い細粉ｔを分離した後、粗粒を脱水処理して燃料に供す
ることにより、石炭灰中の未燃分を造粒操作によシ濃縮
、回収する灰処理方法を提供せんとするものである。

第１図は本発明者らが行なった実験結果を示している。

すなわちイグニションロス２１．７％の石炭灰を原料と
して、これに水およびＣ重油を添加し攪拌混合して造粒
した場合のＣ重油添加率（石＾に灰中の未燃分に対する
比率）と粗粒のイグニションロス七の関係を示したもの
である。なお造粒子ｆ１作の後、８８μｍのふるいを使
用して分級することＶＣＸす、未燃分の高い粗粒と、未
燃分の低い細粉とに分離さね、細粉は白色に脱色されて
バた、第１図において、白丸は界面活性剤を添加しない
場合、黒丸は界面活性剤を添加した場合を示１．て石・
す、界面活性剤を石炭灰・水スラリーに添加することに
より、未燃分の粗粒側への濃縮効果を高めていることが
わかる。

以下、本発明の溝成を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の方法を実施する装置の一例を示すもの
で、微粉炭だきボイラ１の排ガスダクトに電気集じん機
などの集じん装置２、脱硫装置３および煙突４が直列に
接続されている。集じん装置としでは電気集じん機の代
りに他の装置、た七えば砂、砂利、セラミックスなどの
粒塊状ろ過材をルーバ、金網、パンチングメタルなどの
支持体面に移動可能に充填してなるグラベル式ろ過集じ
ん装置、マルチサイクロン、バグフィルタなどを用いる
ことも可能である。なお集じん装置２の−Ｌ流側または
下流側にアンモニア接触還元方式の脱硝装置、空気予熱
器が設けられるが、図示を省略している。

微粉炭だきボイラｌの排ガスは、乗じん装置２に導入さ
れて除じんされる。微粉炭だきボイラ１におりて、燃料
比の高い炭種を燃焼させたり、二段燃焼、排ガス混合な
どのＮＯｘ低減燃焼対策を行なったりする場合には、未
燃カーボンを主成分とする黒色石炭灰が生成する。この
黒色石炭灰を含む集じん装置捕集石炭灰を、未燃分分離
槽５に導入するとともに水、重油、必要ＫＥ３じて界面
活性剤を添加し、攪拌混合して未燃分と重油との粗粒を
形成させるとともに、灰分をそのまま細粉として残し、
この粗粒と細粉とを分級装置６で分級した後、粗粒を脱
水装置７で脱水して微粉炭だきボイラｌの燃ｎＫ供し、
分離水はスラリー調整用の水さして再使用する。一方、
分級装置６で分離された天分の多い細粉は水スラリーと
して灰捨て場に放流されるか、！たは固液分離装置８で
脱水した後、セメント原料などとして有効利用され、分
離水はスラリー調整用の水として再使用する。

なお未燃分分離槽５と分級装置６とを分離せずに−（本
化して１つの装置とすることも可能であシ、また脱水処
理した粗粒をタンクに一旦貯える場合もある。

本発＃Ｉにおｈて、石炭灰に加えられる水の量は水／石
炭灰比が１以上（重量比）であシ、また本発明において
用りられる造粒用のバインダーは、造粒化剤として必要
な粘度を有しかつ比較的安価なものでなければならない
。、・１．、［、この意味からＣ重油、Ｂ重油、常圧蒸
留塔塔底油、灯油などが好適である。バインダーの添加
量は灰中未燃分に対し重量比で１〜５０％、望ましく／
ｆｉ５〜２５％である。

バインダーの添加量が少ないと、灰分が多いため造粒が
進まず未燃分分離効果が少ない。またバインダーの添加
量が多いと、分離効果が悪くなるとともに、分離灰分側
および水に油分か混入するので好ましくなく、経済性も
悪くなる。

また本発明において用いられる造粒化促進のための界面
活性剤は、アニオン系、カチオン系、／ニオン系、両性
系の界面活性剤などを単独でまたは組み合わせて用曙ら
れ、炭種などによって適宜選択される。具体的にはアニ
オン系界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン
酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンア
ルキル（アルキルフェノール）硫酸エステル塩、アルキ
ルリン酸エステル塩、ジアルキルスルホコハク酸エステ
ル塩、アクリル酸もしくは／および無水マレイン酸共重
合体、多環式芳香族スルホン化物もしくはホルマリン化
合物などが使用され、カチオＬ　爾 ン系界面活性剤としては、アルキルアミン塩、第４級ア
ミン塩などが使用され、ノニオン系界面活性剤としては
与ポリオキシアルキルエーテル、ポリオキシエチレンア
ルキルフェノールエーテル、オキシエチレン・オキシプ
ロピレンブロックポリマー１、ポリオキシエチレンアル
キルアミン、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエ
チレンソルビタン脂肪酸エステルなどが使用され、両性
系界面活性剤としては、アルキルベタインなトｌｆｉ使
用され、またＬ２，３モノアミン、ジアミンなどのアミ
ン化合物が使用される。この造粒化用の界面活性剤の添
加量は灰中未燃・分の０．Ｏ１〜５．０！竜％、好まし
くは０．０５〜２．０重量％である。

本発明における造粒けつぎの過程によってなされている
と考えられる。まず石炭灰・水スラリー中に添加された
重油と必要に応じて添加された界面活性剤が分赦し、重
油が未燃カーボン粉末表面に付着して油膜を形成し、つ
いで未燃カーボン粉末同志が衝突、接触して油をバイン
ダーとして凝集、結合して７、ロックを形成、成長し、
さらに圧密されてペレットを形成する。

つぎに本発明の実施例を示す。

実施例１ 微粉炭だきボイラ排ガスの集じん装置捕集石炭灰（イグ
ニションロス２１７％）Ｋ、水／石炭灰比（重量比）２
の水と、灰中未燃分に対し１′５重量％のＣ重油を添加
し８００　ｒａｍで攪拌混合した後、８８μｍのふるい
を使用することにより、粗粒と細粉を分級した。粗粒の
イグニションロスは６０％であり、細粉は白色に脱色さ
れてｈだ。

実施例２ 実施例１で使用した石炭灰に、水／石炭灰比（重量比）
２の水と、灰中未燃分に対し１５重量％のＣ重油、灰中
未燃分に対し１ｏ重量％のアニオン系界面活性剤を添加
し８００　ｒｐｍで攪拌混合した後、８８μｍのふるい
を使用するとさにょシ、中粗粒と細粉を分級した、粗粒
のイグニションロスは６４％であシ、細粉は白色に脱色
されてｈだ。

第３図は本発明の方法を流動層燃焼ボイラ１０に適用し
た場合を示している。流動層燃焼ボイラ１０の排ガスは
、まずマルチサイクロン１１に導入されて大粒径の燃焼
灰が除しんされ、ついで電気集じん機などの集じん装置
２で小粒径の燃焼灰が除じんされる。１２は空気予熱器
である。マルチサイクロン１１で捕集された石炭灰およ
び電気業じん機で捕集された石炭灰は未燃分分離槽５に
導入され、水、重油、必要に応じて界面活性剤が添加さ
れて造粒操作が行なわれる。なお電気業じん機などの集
じん装置２で捕集された石炭灰は、マルチサイクロン捕
集石炭灰とともに未燃分分離槽５に導入しないで、別個
の未燃分分離槽を設けてこれに導入して造粒処理を行な
う場合もあシ、また造粒処理をしないでそのまま灰捨て
場に投棄したり有効利用したりすることもある。他の構
成は第２図の場合と同様である。

第４図は本発明の方法を実施する装置の他の例を示すも
ので、微粉炭だきボイラ１の排ガスダクトにアンモニア
接触還元方式の脱硝装置１３、空気予熱器１４、集じん
装置２、脱硫装置３および煙突４が直列に接続されてい
・る。集じん装置捕集石炭火中には、脱硝装置１３から
のリークアンモニアと排ガス中のＳＯｘとの反応により
生成するアンモニウム化合物が含まれており、脱水装置
７および固液分離装置８からの循環水中のアンモニア分
の濃度が徐々に高くなってくる。このため脱水装置７か
らの循環水および／または固液分離装置８からの循環水
、すなわち粗粒および／または灰分の多い細粉から分離
したアンモニア分を含む水の一部をアンモニア分スト先
バ１５に導入し、空気などの気体を導入してアンモニア
分をストリッピングし、分離したアンモニア分を前記脱
硝装置１３の前に戻しアンモニア源として再利用し、分
離した水をスラリー調整用の水として再利用するか、ま
たは排水処理装置１６に導入して処理する。他の構成は
第２図の場合と同様である。

さらに４Ｉｒ１５図に示すように、脱水装置７からの循
環水および／または固液分離装置８からの循環水の一部
をアンモニア含有水処理装置１７に導入し、濃縮してア
ンモニウム塩、たとえば硫安として回収することも可能
である。

以上説明したように、第４図および第５図に示す実施態
様においては、石炭灰中の未燃分の造粒回収と湿式脱安
とを組み合わせることにより、黒色法の処理と脱安とを
同時に実施することができるという優ねた利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣ重油添加率と粗粒のイグニションロスとの関
係を示す曲線図、第２図は本発明の方法を実施する装着
の一例を示すフローシート、第３図〜第５図は本発明の
方法を実施する装置の他のｍＪ　ヲ示すフローシートで
ある。 １・・・微粉炭だきボイラ、２・・・集じん装置、３・
・・脱硫装置、４・・・煙突、５・・・未燃分分離槽、
６・・・分級装置、７・・・脱水装置、８・・・固液分
離装置、１０・・・流動層燃焼ボイラ、１１・・・マル
チサイクロン、１２・・・空気予熱器、１３・・・脱硝
装置、１４・・・空気Ｙ４器、１５・・・アンモニア分
ストリンパ、１６・・・排水＠理装置、１７・・・アン
モニア含有水処理装置枠　許　出　願　人　　川崎重工
業株式会社−） 第１図 Ｃ＊％捧叩キ（勾

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　集じん装置捕集石炭灰に水およびバインダーを加え
   るとともに、攪拌混合して石炭分の多い粗粒を形成させ
   、この粗粒と灰分の多い細粉とを分離した後、粗粒を脱
   水処理して燃料に供することを特徴とする灰処理方法。 ２　集じん装置捕集石炭灰に水、バインダーおよび界面
   活性剤を加えるとともに、攪拌混合して石炭分の多い粗
   粒を形成させ、この粗粒と灰分の多い細粉とを分離した
   後、粗粒を脱水処理して燃料に供することを特徴とする
   灰処理方法。 ３　アンモニウム塩を含む集じん装置捕集石炭灰に水お
   よびバインダーを加えるとともに、攪拌混合して石炭分
   の多い粗粒を形成させ、この粗粒と灰分の多い細粉とを
   分離した後、粗粒を脱水処理して燃料に供し、一方、粗
   粒および／または灰分の多騒細粉から分離したアンモニ
   ア分ヲ含む水を処理してアンモニア分を除去し、この処
   理水を前記粗粒を形成させるための水の一部として再使
   用することを特徴とする灰処理方法。 ４　アンモニウム塩を含む集じん装置捕集石炭灰に水、
   バインダーおよび界面活性剤を加えるともに、攪拌混合
   して石炭分の多い粗粒を形成させ、この粗粒と灰分の多
   い細粉とを分離した後、粗粒を脱水処理して燃料に供し
   、一方、粗粒および／または灰分の多い細粉から分離し
   たアンモニア分を含む水を処理してアンモニア分を除去
   し、この処理水を前記粗粒を形成させるだめの水の一部
   として再使用することを特徴とする灰処理方法。