(57)【要約】  石炭灰、固化材、及び水を含む原料を造粒する造粒物製造設備及び造粒物の製造方法であって、前記原料を造粒し、湿潤状態の造粒物を排出する造粒機と、養生後の造粒物のうち所定の粒径未満の細粒粉を一旦貯蔵して、前記造粒機から排出された湿潤状態の前記造粒物に付着させる粉末付着機と、を備える造粒物製造設備、及びその製造設備を用いた造粒物の製造方法を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭灰、固化材、及び水を含む原料を造粒する造粒物製造設備であって、
前記原料を造粒し、湿潤状態の造粒物を排出する造粒機と、
養生後の前記造粒物のうち所定の粒径未満の細粒粉を一旦貯蔵して、前記造粒機から排出された湿潤状態の前記造粒物に付着させる粉末付着機と、
を備える造粒物製造設備。
【請求項２】
前記原料が、養生後の前記造粒物のうち所定の粒径未満の細粒粉をさらに含む請求項１に記載の造粒物製造設備。
【請求項３】
養生後の前記造粒物を分級する分級機をさらに備える請求項１又は２に記載の造粒物製造設備。
【請求項４】
石炭灰、固化材、及び水を含む原料を造粒機に投入する工程と、
前記造粒機により前記原料を造粒し、湿潤状態の造粒物を排出する工程と、
養生後の前記造粒物のうち所定の粒径未満の細粒粉を、前記造粒機から排出された湿潤状態の前記造粒物に付着させる工程と、を含む造粒物の製造方法。
【請求項５】
前記原料が、養生後の前記造粒物のうち所定の粒径未満の細粒粉をさらに含む請求項４に記載の造粒物の製造方法。
【請求項６】
養生後の前記造粒物を分級する工程をさらに含む請求項４又は５に記載の造粒物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭灰、固化材、及び水を含む原料を造粒する造粒物製造設備及び造粒物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電所から排出される石炭灰は、粉塵状の産業廃棄物である。産業廃棄物の低減と有効利用のために、石炭灰は造粒物に加工され、路盤材、水質浄化材等として再利用されている。【０００３】
石炭灰を造粒物に加工する方法として、例えば、特許文献１には、石炭灰、固化材、水等を含む原料を造粒し連続的に排出する造粒機、造粒物を分級する分級機等を用いる製造方法が開示されている。この製造方法によれば、大量の石炭灰から連続的に造粒物を製造することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１３１８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、造粒機から排出された造粒直後の造粒物は湿潤状態にあるため、特に養生の際に、養生エリアに堆積された造粒物同士が固着して塊となる。このため、特許文献１では、振動フィーダを用いて、塊となった複数の造粒物を分解している。しかし、この方法では、塊になる前の各造粒物にうまく分解できないことがある。その場合は、形状が歪であり、所望の粒径から外れた造粒物が製造される。結果として、所望の形状及び粒径の造粒物の効率的な製造が妨げられる。【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、造粒後の造粒物同士の接着及び固着を低減することにより、造粒物の製造効率を向上することができる造粒物製造設備及び造粒物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、石炭灰、固化材、及び水を含む原料を造粒する造粒物製造設備であって、前記原料を造粒し、湿潤状態の造粒物を排出する造粒機と、養生後の該造粒物のうち所定の粒径未満の細粒粉を一旦貯蔵して、前記造粒機から排出された湿潤状態の前記造粒物に付着させる粉末付着機と、を備える造粒物製造設備に関する。【０００８】
（２）前記原料は、養生後の前記造粒物のうち所定の粒径未満の細粒粉をさらに含んでもよい。【０００９】
（３）養生後の前記造粒物を分級する分級機をさらに備えてもよい。【００１０】
（４）また、本発明は、石炭灰、固化材、及び水を含む原料を造粒機に投入する工程と、前記造粒機により前記原料を造粒し、湿潤状態の造粒物を排出する工程と、養生後の該造粒物のうち所定の粒径未満の細粒粉を、前記造粒機から排出された湿潤状態の前記造粒物に付着させる工程と、を含む造粒物の製造方法に関する。【００１１】
（５）前記原料は、養生後の前記造粒物のうち所定の粒径未満の細粒粉をさらに含んでもよい。【００１２】
（６）養生後の前記造粒物を分級する工程をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、造粒後の造粒物同士の接着及び固着を低減することにより、造粒物の製造効率を向上することができる造粒物製造設備及び造粒物の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の造粒物製造設備を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の実施形態に係る造粒物製造設備を示す図である。
図１に示す造粒物製造設備１は、石炭灰、固化材、水等の原料から、３ｍｍ〜４０ｍｍ程度の粒径の造粒物を製造する設備である。
【００１６】
本実施形態に係る造粒物の原料は、主原料である石炭灰、少量の固化材、水、及び添加材である。
【００１７】
石炭灰には、フライアッシュとクリンカアッシュとが含まれる。
固化材としては、石炭灰同士を固着することができる物質であれば特に限定されず、例えば、セメント、二水石膏等が挙げられる。
添加材としては、例えば、ベントナイト、海水性又は淡水性の浚渫粘土、笠岡粘土等の保水材等が挙げられる。
【００１８】
造粒物製造設備１は、原料を混合する混合機１０と、混合機１０により混合された原料を一時的に貯蔵して一定量を流出する第１ホッパー２０と、第１ホッパー２０から流出される原料を運搬するコンベア３０と、コンベア３０から連続運搬される原料を造粒する造粒機４０と、造粒機４０により造粒された造粒物を運搬するコンベア５０とを備える。
造粒物製造設備１は、さらに、所定の粒径未満の細粒粉をコーティング材としてコンベア５０上の湿潤状態の造粒物に散布する粉末付着機６０と、コンベア５０により運搬された造粒物を貯蔵する養生エリア７０と、養生された造粒物が投入される第２ホッパー８０と、第２ホッパー８０から流出される養生後の造粒物を大小に分別する振動スクリーン９０と、所定の粒径以上の造粒物を破砕する破砕機１００と、所定の粒径以下の造粒物を運搬するコンベア１１０と、所定の粒径以下の造粒物を分級する分級機１２０とを備える。
【００１９】
混合機１０は、所定量に計量された各原料が流入される容器１１と、容器１１内部に配置され回転軸を中心として回転する撹拌羽根１２とを備える。
容器１１の上部より、原料として石炭灰、固化材、水、及び添加材が流入される。該原料は、回転する撹拌羽根１２によって混合される。混合された原料は、容器１１の下部に設けられた流出口より、下部に配置された第１ホッパー２０内に流出される。このように造粒前に混合機１０を用いて原料を混合するため、造粒工程において石炭灰、固化材、水、及び添加材を含む原料を確実に混合することができる。
【００２０】
混合機１０によって混合された原料は、第１ホッパー２０内に流入される。第１ホッパー２０は、容器断面が円錐状又は角錐状に形成され、流出口に向かって減少している容器である。
第１ホッパー２０は、混合された原料を一担貯蔵し、流出口よりコンベア３０に対して定量的に供給する。
【００２１】
混合された原料は、コンベア３０により運ばれ、造粒機４０に連続して投入される。
【００２２】
造粒機４０は、所定角度で傾斜されて回転可能に設けられており、前面が開口している円形トレイ状のパン４１と、パン４１を回転させる駆動源（図示せず）とを備える。
このパン４１に混合材料を投入して、水を加えて加湿させながら回転し、核を成長させて、造粒を行う。
【００２３】
パン４１は、傾斜角度の調整が可能であり、パン４１の傾斜角度や回転速度を変更することにより、造粒される粒子の大きさを調整することができる。
所定の径に造粒された粒子は、遠心力によってパン４１の半径方向の外側に移動する。パン４１の回転中心付近に原料を流入し、水を加え加湿すると、造粒物は粒径が大きくなるにしたがって遠心力によって外周方向に移動する。そして所定の径になると開口部から外部に放出される。
すなわち、原料をコンベア３０から造粒機４０に連続的に流入すると、造粒機４０の外周部から所定の粒径に成長した造粒物が連続的に押し出されていく。
本実施形態で造粒される造粒物の粒径は最大４０ｍｍ程度である。このように、造粒機４０を連続的に回転することにより、所定径の造粒物が連続的に製造される。
【００２４】
造粒機４０において所定の粒径（実施形態では４０ｍｍ）に成長して外部に飛び出した湿潤状態の造粒物は、コンベア５０によって運搬される。なお、造粒機４０より飛び出した湿潤状態の造粒物を確実に収集してコンベア５０上に乗せるために、造粒機４０の開口部を覆うフードを設け、フードによって捕獲された湿潤状態の造粒物をコンベア５０上に流すようにしてもよい。
【００２５】
粉末付着機６０は、造粒機４０から排出されたコンベア５０上の湿潤状態の造粒物に、所定の粒径未満の細粒粉をコーティング材として散布する装置である。該細粒粉は、養生後の造粒物のうち製品として必要な粒径に満たない粉末である。
粉末付着機６０は、後述する分級機１２０から分級された粒径３ｍｍ未満の細粒粉を貯蔵しており、上記細粒粉をコンベア５０上の湿潤状態の造粒物に上方から散布して付着させることができる。
【００２６】
造粒機４０から排出された造粒物は、固化材等が固まっておらず湿潤状態であるため、造粒物同士が接着及び固着しやすい。これら湿潤状態の造粒物の表面に乾燥した細粒粉を付着させることにより、造粒物同士の接着及び固着を低減することができる。
また、製品として必要な粒径に満たない粉末を廃棄せず回収して、コーティング材として再利用しているため、廃棄物の量を削減することができる。
【００２７】
細粒粉が付着した造粒物は、コンベア５０により屋根のある養生エリア７０に運搬され、堆積される。
この際、コンベア５０によって運ばれてきた造粒物は、水分を含んでおり、柔軟である。したがって、コンベア５０の端部が高いところに位置して造粒物が長い距離落下すると、造粒物が砕ける場合がある。
このため、本実施形態において、コンベア５０の端部は上下動可能である。そして、造粒物の落下距離が短くなるように、堆積された造粒物の高さに応じて上下する。このようにコンベア５０の端部が造粒物の高さに応じて上下するので、造粒物が砕ける可能性が低減される。
【００２８】
コンベア５０の端部の上下動は、手動であってもよいが、センサー等を設けて、堆積された造粒物の高さを検知して、自動的に上下動するようにしてもよい。
さらに、養生エリアの収容量も限界がある。したがって、養生エリア７０の収容量が満杯になったときに、コンベア５０の端部は、別の養生エリアへと運搬先が変更可能なように、水平方向に可動であってもよい。
【００２９】
養生エリア７０において、造粒物は数日から数週間程度の自然乾燥により養生される。
【００３０】
養生エリア７０において養生された造粒物は、第２ホッパー８０を経て、振動スクリーン９０に運搬される。振動スクリーン９０は、篩網を備える傾斜したトラフに機械的な振動を与えることにより、造粒物を運搬しながら篩い分ける装置である。振動スクリーン９０により、造粒物は粒径が４０ｍｍ以下のものと４０ｍｍを超えるものとに分別される。
【００３１】
粒径が４０ｍｍを超える上記造粒物は、破砕機１００に運搬されて破砕される。破砕された造粒物は、再び第２ホッパー８０へ流入されて、振動スクリーン９０により篩い分けられる。
【００３２】
粒径が４０ｍｍ以下の上記の造粒物は、コンベア１１０により運搬されて、分級機１２０に投入される。分級機１２０は、多段式振動篩機であり、網目の内径が３ｍｍ、１０ｍｍ、１８ｍｍ、２４ｍｍ、及び４０ｍｍの篩いを備える。分級機１２０を用いて分級された３ｍｍ〜４０ｍｍの造粒物が製品となり、用途に応じて適切な粒径のものが出荷される。
【００３３】
分級機１２０の全ての篩を通過した製品として必要な粒径に満たない３ｍｍ未満の細粒粉は、回収されて粉末付着機６０に貯蔵される。そして、上述したように、コーティング材として、造粒機４０から排出された湿潤状態の造粒物に散布される。
【００３４】
ここで、細粒粉を造粒物に付着する工程がない従来の造粒物の製造方法においては、養生エリアに堆積された湿潤状態の造粒物同士が付着した状態で固化して塊となる。このため、塊を分解する工程が必要である。分解工程において、塊になる前の各造粒物にうまく分解できない場合は、形状が歪であり、所望の粒径から外れた造粒物が製造されることになる。また、造粒物同士が強固に固着しているため塊を分解できない場合は、塊を破砕機に投入して、粒径が４０ｍｍ以下になるように破砕しなければならない。上記分解工程及び破砕工程において、造粒物の一部が粉砕されて細粒粉が発生するため、歩留まりが低下する。
【００３５】
一方、本実施形態に係る造粒物の製造方法においては、造粒物の表面全体に細粒粉が付着しているため、堆積された造粒物同士の接着及び固着を抑制することができる。
塊の発生を抑えることができるため、上述した分解工程が不要であり、かつ、より多くの所望の形状及び粒径の造粒物を製造することができ、製造効率が向上する。
また、分解工程が不要であり、かつ、破砕機への造粒物の投入量を減らすことができるため、分解工程や破砕工程で発生する細粒粉を抑えることができ、歩留まりが向上する。
さらに、製品として必要な粒径に満たない細粒粉を廃棄せずコーティング材として繰り返し利用するため、廃棄物の量が減少する。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、所定の粒径未満の細粒粉をコーティング材として利用する以外にも、造粒物の原料として混合機１０に投入して、再利用してもよい。
【００３７】
上記細粒粉の発生率は、石炭灰の表面の状態、水分量等の造粒条件により変化する。ただし、石炭火力発電所から発生する石炭灰については、その表面の状態にばらつきがあるため、細粒粉の発生を抑えることは困難である。このため、造粒物の歩留まりが安定しない。
製品として必要な粒径に満たない細粒粉を繰り返し原料として利用することにより、歩留まりを向上及び安定化することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  造粒物製造設備
１０  混合機
１１  容器
１２  撹拌羽根
２０  第１ホッパー
３０  コンベア
４０  造粒機
４１  パン
５０  コンベア
６０  粉末付着機
７０  養生エリア
８０  第２ホッパー
９０  振動スクリーン
１００  破砕機
１１０  コンベア
１２０  分級機
【図１】
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【国際調査報告】
2019155635.tif 000004
2019155635.tif 000005