TWI362965B - Method of removing unburned carbon from fly ash - Google Patents

Description

1362965 .九、發明說明： •【發明所屬之技術領域】 f發明係有關於一種飛灰中之未燃燒碳之除去方法，特 •別是有關於—種除去在從燃煤火力發電廠等所排出的飛 •灰中所含之未燃燒碳的方法。 【先前技術】 煤炭因被確認可採埋藏量超過2〇〇年而可長期且安定 地利用作為能量的來源’因此燃煤火力發電 = 年年增加的傾向，而煤灰(以下稱為「飛灰」)的產生量： 被預測今後也會更增加。 • 在如此的狀況下，從環境保全或資源的有效利用的觀點 來看’則必須要大量且有效地利用飛灰。 現在飛灰雖然在被除去未燃燒碳後可當作水泥混合材 料來使用，但藉由提高該未燃燒碳的除去率而提高飛 品質則可擴大其使用量。 •因此，本申請人如圖8所示般，發明一在混合槽Μ中 將水添加在飛灰61而產生漿體（slurry)，藉由液中攪拌 裝置63賦予高剪斷力，且藉由浮選機67有效率地除去在 飛灰中之未燃燒碳的方法（參照專利文獻丨）。 ， 專利文獻1:日本專利第3613347號 ^【發明内容】 (發明所欲解決之問題） 但是上述專利文獻i中所記載的方法，在將水添加在飛 灰而使其漿體化的過程中，飛灰會附著在供給配管内或混 312XP/發明說明書(補件)/96-04/95148129 < 丄：^ &灰槽（fly ash tank)1是用於儲存•供給從未圖示之 -燃煤/火力發電廠所排出的飛灰者，在燃煤/火力發電廠的 鍋，燃境之際，以未燃燒形態而殘留的碳（carb〇n)成分會 附著或含在該飛灰中。 •捕集劑槽（⑺116咖tank)5是用於儲存•供給捕集劑 者，其供給為經由捕集劑用聚6來進行。此外，捕集劑可 以是燈油、輕油或重油的其中任一者。 籲混成型混合機2則為將從飛灰槽丄經由定量供給機3所 供給的飛灰與從水供給裝£ 4所供給的水加以混合而調 製成椠體，同時將從捕集劑槽5所供給的捕集劑添加在該 漿體，藉由擾拌而賦予高剪斷力而對未燃燒碳之表面進行 改質者。 混成型混合機2相關的第1實施形態被表示在圖2。圖 2雖然是表不第1實施形態之混成型混合機2之構造的斷 面圖’但也一併表示定量供給機3。 _ 混成型混合機2是由被橫向放置之圓筒狀的混合機本 體30、在該混合機本體3〇的一端部連通的筒狀體31、及 被βχ在該清狀體31之上部而由漏斗5〇及迴轉閥51所構 成的定量供給機3而構成。 混合機本體30除了將飛灰與水加以混合而調製成漿體 .外’也將捕集劑添加在該漿體而以攪拌翼予以混合•攪拌 並賦予高剪斷力者。因此，在被設置於中心的迴轉軸 則依一定的間隔朝直徑方向外側垂直設置多個攪拌翼 33 ’又’在混合機本體3〇的内面則以位於鄰接的攪拌翼 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96·〇4/95148129 9 1362965 -33之間地而朝直徑内側垂直設置阻擋板38。 . 雖然攪拌翼33的形狀可以為各種形狀，但也可以如圖 3所示般，藉由設成在表面設有渦輪葉片（turbine blade)37的圓板狀而用以提高混合•攪拌效率。 筒狀體31是用來將飛灰供給到混合機本體者，在内 部具有連接到迴轉軸34的橫型螺桿傲進機32。 在缚狀體31及混合機本體30之轴方向的延長線上設有 _使迴轉軸34迴轉用之驅動手段的電動機35與減速機36。 構成定量供給機3的漏斗50及迴轉闊51大略呈垂直地 設置在筒狀體31的上部。 以下說明本實施形態之混成型混合機2的動作。 從飛灰槽1所供給的飛灰A利用漏斗50來承受，而藉 由迴轉閥51排出一定的量並轉送到筒狀體31内的橫型^ 桿餵進機32。隨著利用電動機35使橫型螺桿餵進機32 的迴轉，飛灰慢慢地被供給到混合機本體3〇的内部，而 φ經過媒體液供給口 39和從水供給裝置4所供給的水B混 合而生成漿體40。 作 將經由捕集劑供給口 44而從捕集劑槽5所供給的捕集 劑C添加在所產生的椠體40的同時，藉由攪拌翼33而激 烈地予以混合•攪拌並賦予高剪斷力β此時，由於藉由迴 轉軸34的離心力會將漿體40推至混合機本體3〇的内面 -而在迴轉軸34的周圍產生空隙部41，因此飛灰不會附著 在迴轉軸34上。 槳體40 —邊在攪拌翼33與阻擋板38之間進行混合· 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-04/95148129 1362965 -攪拌’而一邊藉由阻擋板38阻止其短傳（sh〇rt pass)而 一邊慢慢地朝下游移動，最終則從排出口 43當作聚體D 而被排出到外部。另外，伴隨於飛灰之空氣等氣體成分， 係從排氣口 42被排出到外部。 本發明由於具有如此構造’在被供給到混合機本體3〇 之前的飛灰’由於藉由橫型螺桿餵進機32而與包含水或 水蒸氣的空氣產生分離’因此由於飛灰被弄濕而使迴轉闊 鲁51或甸狀體31堵塞的可能性降低。又，如上所述般其不 會因為飛灰附著在迴轉軸34上而導致漿體40的產生量不 足。 - 混成型混合機2相關的第2實施形態被表示在圖4。圖 4係表示第2實施形態之混成型混合機2之構造的斷面 圖，其與圖2共通的部分被附加相同的元件符號。 在本實施形態中’利用在上部具有固體供給口 52的傾 斜螺桿傲進機5 3以構成定量供給機3之點和圖2所示之 ⑩第1實施形態的混成型混合機2不同。 傾斜螺桿儘進機53是以具有傾斜或幾乎垂直地設置在 筒狀體31上，而在其最上部設置可以讓傾斜螺桿餵進機 53迴轉的電動機54。 在混合機本體30内的動作，由於與第丨實施形態相同， 因此以下僅說明將飛灰供給到混合機本體30的方法。 來自飛灰槽1的飛灰A經由固體供給口 52而被供給到 傾斜螺桿傲進機53 ’隨著迴轉其被移送到下部的筒狀體 31。然後在筒狀體31内被傳送到橫型螺桿餵進機32，隨 312XP/發明說明書(補件)/96*〇4/95148129 1362965 .著其迴轉則其慢慢地被供給到混合機本體3〇的内部。 •在本實施形態之混成型混合機2中，藉由利用2台螺桿 餵進機32、53而使飛灰不會堆積在内壁如此而可確實地 供給到混合機本體30。 混成型混合機2相關的第3實施形態被表示在圖5。圖 5係表示第3實施形態之混成型混合機2之構造的斷面 圖，自側面所看到的斷面表示在圖5(a),而自上面所看 鲁到的斷面表示在圓5(b)。此外，除了與圖2相同的部分 被附加相同的元件符號外，也省略構造的一部分。 在本貫施形態之混成型混合機2中，由圖5(a)可知， 雖然從側面所看到的斷面與圖2所示之第丨實施形態相 -同，但是如圖5(b)所示，其不同點在於筒狀體31的内部 呈平行於橫型螺桿餵進機32而在水平方向則設有第2橫 型螺桿餵進機45。 F' 該第2橫型螺桿餵進機45從筒狀體31的端部延伸到混 _合機本體30的入口附近，而如與橫型螺桿餵進機犯呈連 動地藉由迴轉軸34與齒輪46而被連結。此外其連結方法 也可以藉由皮帶來達成。 又’從漏斗50經由迴轉閥51而被供給的飛灰則被投入 到2台橫型螺桿餵進機32、45之間。 藉由此一構造，即使飛灰被弄濕而附著在橫型螺桿傲進 機32而呈堵塞的情形下，從漏斗5〇被供給的飛灰也可藉 由第2橫型螺桿餵進機45而確實地供給到混合機本體3〇。 混成型混合機2相關的第4實施形態被表示在圖6。圖 312沿’發明說明書(補件)/96·04/95148129 12 1362965 -6係表示第4實施形態之混成型混合機2之構造的斷面 -圓，而其與圖2共通的部分則被附加相同的元件符號。 在本實施形態之混成型混合機2中，筒狀體31内的橫 型螺桿餵進機32並未與混合機本體設置攪拌翼33的 匕轉轴34連結，而其特徵在於其分別藉由電動機π及電 動機49而迴轉之點。 藉由此一構造，由於與飛灰A對漏斗50的供給量無關， 馨其可以在混合機本體30中來調整漿體4〇，因此可容易地 調整為與用於處理被賦予剪斷力之漿體D之下游側之工 廠s又備的運轉狀況相配合的漿體的量及濃度，而可對工廠 的運轉合理化有所貢獻。 調整槽7是將從發泡劑槽8經由泵9所供給的發泡劑添 加在從混成型混合機2所排出的漿體而藉由攪拌葉片予 以混合者’藉此’漿體則成為容易發生氣泡的狀態。 浮選機11是藉由一邊攪拌經由泵1〇所送來的漿體而一 φ邊吸入大氣中的空氣’並讓未燃燒碳附著在已產生的氣泡 上而上浮予以分離者。又，有別於大氣中的空氣，利用從 浮選機11的底部吸入來自空氣供給設備12的空氣則可以 調整氣泡的產生量。 在浮選機11中當作上浮物被分離的未燃燒碳經由配管 • 19被送到脫水機20。又’當作浮選機^的沉澱物而被回 •收之已將未燃燒碳分離後的漿體則藉由泵13被送到固液 分離器14 » 固液分離器14是將所送來的漿體分離成飛灰與水者， 312XP/發明說明書(補件)/96-04/95148129 13 1362965 -其將所分離的飛灰當作濾餅（cake)送到乾燥機15。又， •破分離的水則通過循環用配管24而藉由泵23回到混成型 混合機2當作漿體產生用的水而被再利用。 乾燥機15是藉由在熱風爐18所產生的熱風而將成為據 餅的飛灰加以乾燥者，乾燥後的飛灰則當作未燃燒碳已被 分離之製品的飛灰17而被使用在水泥的混合材等上。 袋濾器（bag filter) 16是將在乾燥機15的乾燥過程中 鲁所產生之飛灰的微粉加以過遽集塵而予以回收者，被回枚 的飛灰也可當作製品的飛灰17。 脫水機20是將在浮選機11中當作上浮物而被分離的未 燃燒碳加以脫水者。該脫水機20例如可為過壓滤機 (filterpress)等。此時上浮物則藉由過濾器加以壓搾而 予以脫水。 脫水後的未燃燒碳22可以當作燃料來使用，其中一部 分則當作燃料而被供給到熱風爐18，而被使用於對乾燥 _機15產生熱風。 此外，根據飛灰的要求乾燥度，乾燥機15以後的設備 也可以被省略。 以脫水機20所分離的水被送到循環用配管24，而和之 前從固液分離器14被分離的水同樣地在混成型混合機2 中被再利用。 其次參照圖1及圖2以說明利用上述系統從飛灰中未燃 ' 燒碳的分離方法。 從飛灰槽1將飛灰A投入定量供給機3的漏斗50，藉 312XP/發明說明書(補件)/96-04/95148129 14 由操作迴轉閥 3ι ^此外，藉 本體30。 51而排出 一定量的飛灰並供給到筒狀體 藉由橫型螺桿餵進機32將飛灰供給到混合機 β來自水供給裝置4的水b則從媒體液供給口 39供給到 匕。機本體30 ’利用攪拌翼33加以混合以調整漿體。 此時漿體的濃度最好被設為丨〇〜4〇重量％範圍。 此外，將來自捕集劑槽5的捕集劑C從捕集劑供給口 _ 44添加在漿體4〇,捕集劑的添加量，如使用燈油作為捕 集劑時，最好是漿體中的固形成分的〇.〇1〜3 〇重量％左 此外，利用攪拌翼33充分地混合•攪拌而賦予漿體4〇 ，间剪斷力。藉由該高剪斷力則可在固液混合物中所含的未 燃燒碳的表面予以改質而提高與捕集劑的親和性，而使之 後步驟之浮選機11的浮選浮游性提高。 為了使聚體有效率混合•攪拌，則飛灰、水、及捕集劑 鲁的合計容積最好是在混合機本體3〇之内容積的40〜90% 的範圍内。 將如此被賦予高剪斷力的漿體D送到調整槽7，藉由添 加發泡劑加以混合而成為容易產生氣泡的狀態。此時，在 浮選機11中一邊攪拌一邊吸入空氣，以使飛灰中所含的 未燃燒碳與捕集劑一起附著在氣泡上而上浮並被分離。 如此當作上浮物而被分離的未燃燒碳包含多量水分，因 此為了當作燃料來使用則須在脫水機20中進行脫水。 又，未燃燒碳已經被分離的漿體則當作沉澱物而回收， 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-04/95148129 15 1362965 '在固液77離器14將水分離後，則在乾燥機15中加以乾燥 而可得到當為製品的飛灰17。又，利用在乾燥機丨5中成 ‘為微粉的飛灰用袋濾器16回收，則可以提高當作製品之 飛灰17的回收率。 此外，在固液分離器14及脫水機2 〇中被分離的水則通 過循環用配管24而被送到混成型混合機2，而當作產生 榮·體的水而被再利用。 鲁本發明之其他的實施形態被表示在圖7。圖7係表示本 發明之其他的實施形態之工廠系統的系統圖，其與圖i共 通的機器等被附加相同的元件符號。 • 在本實施形態中，藉由在混成型混合機2中添加發泡 . 劑’則不需要圖1中的調整槽7。 混成型混合機2相關之構造的一例被表示在圖8。圖8 係表示本實施形態之混成型混合機2之構造的斷面圖，而 其與圖2共通的部分則被附加相同的元件符號。 • 該混成型混合機2雖然其基本構造和圖2所示的混成型 混合機2相同，但不同點在於為了可添加從發泡劑槽8所 供給的發泡劑而在混合機本體3〇設置發泡劑供給口 49。 此外’此處雖然基本構造為成為圖2所示之第1實施形態 的混成型混合機2，但當然不用贅言在圖4至圖6所示之 第2至第4實施形態的混成型混合機2中同樣也可設置發 泡劑供給口 4 9。 藉由利用如此構造的混成型混合機2，由於其可在混成 型屈合機2中添加及混合發泡劑，因此則不需要調整槽7 312XP/發明說明書(補件)/96_04/95148129 1362965 -如此而可使得工廠機器更加合理化。 【圖式簡單說明】 ® 1係表示本發明之實施形態之工廠系統的系統圖。 圖2係表示圖1之混成型混合機之第^施形態之構造 的斷面圖。 圖3係表示混成型混合機之授拌翼之一㈣上視圖。 圖4係表示圖i之混成型混合機之第2實施形態之構造 的斷面圖。 W ' ▲圖5(a)、（b)係表示圖1之混成型混合機之第3實施形 態之構造的斷面圖。 圖6係表示圖1之混成型混合機之第4實施形態之構造 的斷面圖。 圖7係表示本發明之其他實施形態之工廠系統的系統 圖。 ’、 圖8係表示圖7之混成型混合機之構造的斷面圖。 • 圖9係表示習知之工廠系統的系統圖。 圖10係習知之系統中之混合槽的斷面圖。 【主要元件符號說明】 1 飛灰槽 2 混成型混合機 3 定量供給機 ' 4 水供給裝置 5 捕集劑槽 6 捕集劑用泵 312XP/發明說明書(補件)/96-04/95148129 17 1362965 .7 調整槽 8 發泡劑槽 9 泵 10 泵 11 浮選機 12 空氣供給設備 13 泵 14 固液分離器 15 乾燥機 16 袋滤器 17 飛灰 18 熱風爐 19 配管 20 脫水機 22 未燃燒碳 23 泵 24 循環用配管 30 混合機本體 31 筒狀體 32 橫型螺桿餵進機 33 攪拌翼 34 迴轉軸 35 電動機 36 減速機 312XP/發明說明書(補件)/96-04/95148129 18 1362965 37 渦輪葉片 38 阻擋板 39 媒體液供給口 40 漿體 41 空隙部 42 排氣口 43 排出口 44 捕集劑供給口 )45 第2橫型螺桿餵進機 46 齒輪 49 發泡劑供給口（電動機） 50 漏斗 51 迴轉閥 52 混合槽（固體供給口） 53 傾斜螺桿餵進機 54 電動機 61 飛灰 62 混合槽 63 攪拌裝置 67 浮選機 81 迴轉軸 '82 攪拌葉片 84 飛灰供給管 87 飛灰 312XP/發明說明書(補件)/96-04/95148129 19 1362965 .88 水 89 漿體 A 飛灰 B 水 C 捕集劑 D 漿體

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Claims (1)

1362965 十、申請專利範圍： 督瘈本 1.-種飛灰中之未燃燒碳之除去方法，其特徵為， 在混成型混合機（hybr id mixer)中將飛灰與水加以混 合而調製成漿體，在上述㈣添加捕錢（⑶ 賦予剪斷力； 藉由將發泡劑添加在上述被賦予剪斷力的漿體而一邊 供給空氣-邊進行授拌，以將在上述飛灰中的未 以浮選分離； 了 、上述混成型混合機是由橫型圓筒狀的混合機本體、與上 述混合機本體之-端部連通的筒狀體、及與上述筒狀體連 通而直立設置的定量供給機所構成； 上述混合機本體具備有： 隔著間隔安裝多個攪拌翼的迴轉軸， 位於上述攪袢翼之間狀而被設置在上述混合機本體之 内面的阻播板， 將水及捕集劑分別供給到上述混合機本體内的供认 口，以及 、'° 在另一端部具備有排氣口及排出口 ； ^述筒狀體具備有連接到上述迴轉軸的螺桿餵進機； 藉由上述疋夏供給機將飛灰供給到上述筒狀體，且利用 上述螺桿餵進機將上述被供給的飛灰移送到上述混合機 本體内，將上述水與上述捕集劑添加在上述被移送^飛 =，而在上述攪拌翼與上述阻擋板之間進行混合及攪拌而 從上述排出口排出，如此的混成型混合機； 95148129 21 1J02965 - 上述筒狀體具備有： • 與上述迴轉軸連接的第1螺桿餵進機，以及 與上述螺桿餵進機呈並聯被設置而將與上述混合機本 體的連通部作為終端的第2螺桿餵進機。 2.—種飛灰中之未燃燒碳之除去方法，其特徵為， 在混成型混合機中將飛灰與水加以混合而調製成漿 體，在上述漿體添加捕集劑及發泡劑而賦予剪斷力； 藉由邊將空氣供給到上述被賦予剪斷力的漿體而一 邊進行棍拌，將在上述飛灰中的未燃燒碳予以浮選分離； 上述混成型混合機是由橫型圓筒狀的混合機本體、與上 述混合機本體之一端部連通的筒狀體、及與上述筒狀體連 通而直立設置的定量供給機所構成； 上述混合機本體具備有： 隔著間隔安裝多個搜拌翼的迴轉軸， 位於上述授拌翼之間狀而被設置在上述混合機本體之 内面的阻擋板， 將水及捕集劑分別供給到上述混合機本體内的供給 口，以及 在另一端部具備有排氣口及排出口； 上述筒狀體具備有連接到上述迴轉軸的螺桿餵進機； 藉由上述定量供給機將飛灰供給到上述筒狀體，且利用 上述螺桿餵進機將上述被供給的飛灰移送到上述混合機 本體内，將上述水與上述捕集劑添加在上述被移送的飛 灰，而在上述攪拌翼與上述阻擋板之間進行混合及攪拌而 95148129 22 1362965 攸上述排出口排出，如此的混成型混合機； 上述筒狀體具備有.· 與上述迴轉軸連接的第】螺桿餵進機，以及 與上述螺桿链進機呈並机 辦调卫聯被°又置而將與上述混合機本 體的連通部作為終端的第2螺捍顧進機。 3·如申請專利範圍第1 / 去方法，A击·.飞Z項之汍灰中之未燃燒碳之除 及，從上述漏斗^定量供給機為由：接受飛灰的漏斗，· 如此所構成定量將上述飛灰^排出的迴轉闕； 4.如申請專利範圍第1 夕 去方法，其中，上、f _ θ / 、之氣灰中之未燃燒碳之除 ψ 上述疋I供給機尨亩里+ ,丄 的螺桿餵進機。 為直立5又置在上述筒狀體 95148129 23