JPS6251511A - 異粒径固形物混合スラリ−のパイプ輸送方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は石炭火力発電設備において発生する石炭灰を灰
捨場までパイプ輸送する灰処理装置或は微粉炭、土砂等
のスラリー輸送に通用されるスラリーのパイプ輸送方法
に関するものである。

（従来の技術） 第２図及び第３図にスラリーのパイプ輸送装置として代
表的なものである従来の石炭火力用灰処理装置のフロー
例を示す。

従来、灰捨場へスラリー輸送する場合、灰捨場が近距離
（約３　ｋｍ以下）の場合は第２図に示す方式が、遠距
離（約３　ｋｍ以上）の場合は第３図に示す方式が夫々
採用されてきた。

一般に石炭火力から発生する石炭灰は、火炉下に排出さ
れるボトムアッシュと篩炭器、空気予熱器、集塵器等を
経て捕集されるフライアッシュとに大別される。通常、
ボトムアッシュは平均粒径が数鰭で最大粒径が２０〜３
０寵であり、その全灰量に対する発生割合は２〜１５ｗ
ｔ％となり、フライアッシュは平均粒径が１５〜３０μ
で最大粒径は１ｎ、同じくその発生割合は９８〜８５ｗ
ｔ％である。従来はその輸送にあたって、ボトムアッシ
ュについてはジェットポンプ１２が、フライアッシュに
ついてはエギゾースタ（水エゼクタ−）１３が夫々用い
られ、各輸送の際、多量の圧力水を用いて希薄（２〜３
ｗｔ％）な濃度で夫々別個で間欠的に輸送していた。

即ち、ボイラ火炉１から落下するボトムアッシュは水封
されたボトムアノシュホッパ１１に貯められ、通常８時
間に１回の割合で給水ポンプ７からこの水と共に１〜２
時間ジェットポンプ１２により排出輸送される。

また、フライア・ノシュは各ホッパ２からエギゾースタ
１３まで真空空気輸送方式で輸送され、エギゾースタ１
３の動力源としての給水ポンプからの水と混合されてス
ラリー輸送される。フライアッシュ輸送は、通常４時間
に１回の割合で２〜３時間かけて行なわれるが、このと
き給水ポンプ７とスラリー輸送管は切換弁１４の切換操
作によりボトムアッシュ輸送用のものを夫々共用してい
る。灰捨場１０が遠い場合には第３図に示したように第
２図に示した前記切換弁１４に代えてスラリータンク８
を、またスラリー輸送管路部の途中にスラリーポンプ９
を設けて対処している。

ところで、このようなジェットポンプ、エギゾースタを
利用しての間欠的スラリー輸送方式においては、それら
の流体力学的な性能特性との関連においてスラリー濃度
をある値以上に高くすることができず、限界がある。そ
して、スラリーの輸送流速、輸送管路抵抗等を考慮しつ
つ輸送効率を上げようとすればスラリー輸送管径を大き
くせざるを得す設備費、所要動力共に大になるという不
具合があった。又、このスラリー濃度を高めるためには
大形の濃縮装置（例えばシソフナ）や挽水装置が必要と
なるが、設備費を考慮すると得策でない。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来のこの種スラリーのパイプ輸送にあっ
ては、固定物の粒度により輸送手段を変更すると共に間
欠的な輸送を行わなければならず、更にはスラリー濃度
を成る値以上に高めることができず稀釈な濃度で輸送せ
ざるを得す、同時に管摩耗等も考慮すると、畢覚、管径
を大きくする必要があるがそのための設備費、所要動力
共に大となり、経済性の面から非効率的な輸送に甘んぜ
ざるを得ないという問題点があった。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたもので、連続
的でかつ最大の効率をもって輸送できるスラリーの異粒
径固形物混合スラリーのパイプ輸送方法を提供しようと
するものである。

（問題点を解決するための手段） このため、本発明は固形物と輸送用液とを混合したスラ
リーのパイプ輸送において、微細固形物、粗い固形物及
び輸送用液の３者を混合すると共に、その濃度、混合割
合を制御しながらスラリー状で連続してかつ効率よく輸
送することを構成として、これを上記問題点の解決手段
とするものである。

（作用） 粗粒、細粒、流体の３者の混合割合を所定の値にするこ
とにより輸送パイプにおける管路抵抗、流速、摩耗量共
に最適な状況を作り出す。

（実施例） まず、本発明の詳細な説明するに先立ち、本発明の原理
的な面から説明することにする。

上述したとおり、従来スラリーのパイプ輸送にあっては
、輸送時の圧損と管摩耗を念頭に置きつつ輸送効率を図
るようにしており、その設計時には前記圧損及び管摩耗
が最小になるよう心掛けている。

設計において考慮すべきパラメータとしては、種々ある
が、本発明者等は固液における固形物の粒径とスラリー
濃度の影響に着目したものである。

異粒径の粒子をスラリーとしてパイプ輸送する場合、微
細固形物（以下、微細粒子という。）はスラリーの粘度
に大きく影雪し、粗い固形物（以下、粗粒子という。）
は流速に影響を与える。

ところで、これらの異径粒子を適度に混合すると、粗粒
子と微細粒子を別個に輸送する場合に比較して、夫々の
圧損より低くなる領域のあることが実験によって解明さ
れた。

また、一般に輸送管の摩耗には固液の固形物の粒径が関
係することが分っているが、該粒径が小さくなると摩耗
量も減少する傾向にあることも分り、事実微細粒子と粗
粒子を混合して、その混合率を変更してみると、粘度及
び平均粒径との関係で管摩耗に好影響を与える領域のあ
ることも実験によって判明した。

本発明は、これらの事実を踏まえてなされたもので、た
とえば上述の石炭火力用灰処理にあっては大量に排出さ
れるフライアッシュをベースにして、ボトムアッシュと
水を適当な混合割合で混合すると、これを連続的に処理
することができかつ経済性からも十分に採算がとれるこ
とが分った。

以下の説明では、石炭火力用灰処理を例として具体的に
説明するが、本発明は以上述べたことから理解されるよ
うに、異粒径の粒子を液体と混合しパイプ輸送する場合
の全てに、たとえば粉粒状の石炭、土砂等の輸送にも当
然に通用できるものである。

ただ、ここで処理時の最適な領域は被処理物の材質、粒
径、濃度によって異なるものであるため、処理時にはそ
れらのデータを確認しておく必要がある。

以下、本発明の実施例を石炭火力用灰処理システムに適
用したものを例として第１図に従って説明する。

同図において、１はボイラ火炉で、ここから落下するボ
トムアッシュはボトムアンシェ連続排出装置３によって
次工程へと連続して排出される。４は前記ボトムアッシ
ュの連続排出装置３から排出されるボトムアッシュのう
ち粗大なりリンカを破砕するクラッシャであり、同タラ
ンシャ４で破砕された粗粒灰は図示しない制御装置によ
って適量にコントロールされてスラリータンク８に運ば
れる。

一方、２は図示せぬ篩炭器、空気予熱器、集塵器等によ
って捕集されたフライアッシュ用ホツパで、フライアン
シュはこのホッパ２からフライアッシュ中継槽５に供給
される。

フライアッシュ中継槽５下流側には加湿機６が設置され
、この加湿機６には給水ポンプ７から常時水が送られて
いる。加湿機６でフライアッシュは加湿され、その供給
量を定量制御されつつ前記スラリータンク８に連続して
送り込まれる。

更に、同スラリータンク８には前記給水ポンプ７から、
これも図示せぬ液面制御等の制御手段によってその供給
量を最終的に調節されながら給水される。

そして、スラリータンク８と灰捨場１０間にはスラリー
ポンプ９が配設される。

ここで、上記フライアッシュ中継槽５の機能について述
べると、同中継槽５は灰の大部分を占めるフライアッシ
ュを一旦ここに貯留し緊急時のバッファ用として使用さ
れるに止まらず、ボイラプラント側で起こりうる負荷変
動に伴う灰量変化の緩和、吸収機能をも果たすものであ
る。

図示実施例では、フライアッシュ用の中継槽のみを設置
したものを示したが、上記機能はボトムアッシュに対し
ても同様の機能が要求される場合があり、この中継槽は
フライアッシュに限らずボトムアッシュにも採用されて
然るべきものである。その場合には図中クラッシャ４と
スラリータンク８の間に設置すると良い。

このような構成をとる上記実施例につき、その作用を説
明すると、ボトムアッシュはボイラ火炉１より水封され
たボトムアッシェ連続排出装置３に落下し、粗大なりリ
ンカがクラッシャ４により破砕された後スラリータンク
８へ連続的に輸送される。一方フライアッシュは各ホッ
パ２から空気輸送方式等によりフライアッシュ中継槽５
へいったん乾式回収され、加湿機６等の連続排出加湿装
置で灰量を制御されながらスラリータンク８へ連続的に
供給される。スラリータンク８には別に給水ポンプ７か
ら水量を調節されながら給水される。スラリータンク８
からはスラリーが一段又は複数段のスラリーポンプ９で
灰捨場１０へと連続的に輸送される。

このとき、ボトムアッシュは通常ボトムアッシュ連続排
出装置３出口において灰／水＃１１０．３〜ｓ　　（ｌ
ｉ重量比程度で、またフライアッシュは加湿機６出口に
おいて灰／水＃１／Ｉ１．２〜Ｌ４（重量比）でいずれ
も連続的にスラリータンク８へと排出される。スラリー
タンク８には、スラリーポンプ９及びスラリー輸送管路
特性等によって定まる最適なスラリー濃度（灰／水−１
／１〜１ｏ）となるように給水ポンプ７から水が供給さ
れ、同時に同タンク８の液面調整も行なってスラリーポ
ンプ９によってスラリーを連続的にパイプ輸送する。

本実施例によると、以上の機能を有するために、パイプ
輸送等設計での重点課題となる管路抵抗（ｐｕｍｐ　ｈ
ｅａｄ）、流速（管径）、摩耗量（管材質）等は粗粒、
細粒の各回置及び液量を適量で混合することにより、場
合に応じて最適条件を容易に作り出すことが可能となり
経済的にも最適な条件の下でパイプ輸送が可能なものと
なる。

（発明の効果） 以上、詳細に説明した如く本発明によると、スラリー濃
度を従来方式より数倍（２〜１０倍）に高めることが可
能となり、スラリー輸送の設備量、所要動力を大巾に低
減出来るものである。

また、固体の粒度分布、材質等に応じて、粗粒、細粒及
び液体の容量を制御しながら３者を混合することにより
、管路抵抗、管径、摩耗等を最小のものに設定して、こ
れらの混合スラリーを連続的に効率良く輸送することが
可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての灰捨場までスラリー
輸送する石炭火力用灰処理方式の概念フロー図、第２図
は輸送距離が短いスラリー輸送の場合の従来方式の概念
フロー図、第３図は輸送距離の長いスラリー輸送の場合
の従来方式の概念フロー図である。 図の主要部分の説明 ２−　（フライアッシュ用）ホッパ ３−ボトムアッシュ連続排出装置 ５−フライアッシュ中継槽 ６−・・加湿機 ７−給水ポンプ ８−スラリータンク 特　許　出　願　人　三菱重工業株式会社第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固形物と輸送用液とを混合したスラリーのパイプ輸送に
   おいて、微細固形物、粗い固形物及び輸送用液の３者を
   混合すると共に、その濃度、混合割合を制御しながらス
   ラリー状で連続して、かつ効率よく輸送することを特徴
   とする異粒径固形物混合スラリーのパイプ輸送方法。