(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭灰を搬送面に載せて搬送する搬送部を含んでおり、当該石炭灰、固化剤、及び水を含む原料を供給する原料供給部と、
前記搬送部によって搬送されている石炭灰の水分量を、当該石炭灰の層厚に応じて計測値が変化する方法で計測する水分計と、
前記搬送部によって搬送されている石炭灰の層厚を計測する層厚計と、
前記層厚計の計測値と、前記水分計の計測値と、に基づいて石炭灰に含まれる水分量を算出し、当該水分量に基づいて、前記原料供給部による原料の供給量を調整する制御装置と、
前記原料供給部を介して供給された原料を加工して固化物を製造する加工部と、
を備え、
前記原料供給部は、１回分の処理量に分けて原料を供給し、
前記水分計及び前記層厚計は、１回分の処理量の石炭灰が供給される間に計測を行い、
前記制御部は、１回分の処理量の石炭灰に関する前記水分計及び前記層厚計の計測が終わった後に、前記水分計及び前記層厚計の計測値に基づいて１回分の処理量の石炭灰の含水率の平均値を算出し、当該含水率の平均値に石炭灰の質量を積算することで、１回分の処理量の石炭灰に含まれる水分量を算出することを特徴とする石炭灰処理設備。
【請求項２】
請求項１に記載の石炭灰処理設備であって、
前記搬送部には、前記搬送面から上方に離れた位置に配置され、石炭灰に接触することで当該石炭灰の層厚を調整する層厚調整部が設けられており、
前記水分計及び前記層厚計が、前記層厚調整部よりも搬送方向下流側に配置されていることを特徴とする石炭灰処理設備。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の石炭灰処理設備であって、
前記層厚計の計測値が異常発生条件を満たした場合に異常の発生を報知する報知部を備えることを特徴とする石炭灰処理設備。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の石炭灰処理設備であって、
前記水分計は、放出部と検出部を含む中性子水分計であり、前記放出部と前記検出部の両方が前記搬送部の前記搬送面の下方に位置しており、
前記層厚計は、前記搬送部の前記搬送面よりも上方に位置しており、
前記水分計と前記層厚計は、前記搬送部の搬送方向における位置が同じであることを特徴とする石炭灰処理設備。
【請求項５】
請求項１、３、４の何れか一項に記載の石炭灰処理設備であって、
前記搬送部には、層厚調整部が設けられており、
前記層厚調整部は、前記搬送面から上方に離れた位置に配置される接触部を備え、当該接触部が石炭灰に接触することで当該石炭灰の層厚を調整し、
前記接触部の高さが変更可能であり、
前記層厚計の計測値に基づいて前記接触部の高さを評価することを特徴とする石炭灰処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、石炭灰を処理する石炭灰処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所等に設けられるボイラでは、石炭を粉砕して燃焼させることにより石炭灰が発生する。石炭灰の一部は、燃焼ガスとともに浮遊し、集塵器によって捕集される。このようにして捕集された石炭灰はフライアッシュと称されている。また、ボイラで発生した灰のうち、燃焼ガスとともに飛散せずに燃焼室に残った灰はクリンカアッシュと称されている。火力発電所等ではこれらの石炭灰（特にフライアッシュ）が大量に発生するため、これを処理する設備が必要とされている。
【０００３】
特許文献１は、フライアッシュ、固化剤、及び水を原料として造粒物を製造する造粒システムを開示する。特許文献１は、フライアッシュに加える水量を適切に調整するため、水分計と、制御装置と、加水装置と、を備える。水分計は、ベルトコンベアで搬送されるフライアッシュの水分量を計測する。制御装置は、水分計の計測値に基づいて、フライアッシュに加える水量等の最適値を算出する。加水装置は、制御装置が算出した最適値の水量をフライアッシュに加える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８１３４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、ベルトコンベアで搬送されるフライアッシュ（石炭灰）の層厚が一定であることが前提となっている。しかし、実際には、フライアッシュの層厚が変化することもある。また、フライアッシュの層厚が一定である前提でシステムを構築している場合、フライアッシュの層厚が変化すると、フライアッシュの水分量を適切に計測できない可能性がある。
【０００６】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、石炭灰、固化剤、及び水を原料として用いて固化物を製造する石炭灰処理設備において、搬送面に載って搬送される原料の層厚が変化した場合であっても、水分量を正確に計測可能な構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００８】
本発明の観点によれば、以下の構成の石炭灰処理設備が提供される。即ち、この石炭灰処理設備は、原料供給部と、水分計と、層厚計と、制御装置と、加工部と、を備える。前記原料供給部は、石炭灰を搬送面に載せて搬送する搬送部を含んでおり、当該石炭灰、固化剤、及び水を含む原料を供給する。前記水分計は、前記搬送部によって搬送されている石炭灰の水分量を、当該石炭灰の層厚に応じて計測値が変化する方法で計測する。前記層厚計は、前記搬送部によって搬送されている石炭灰の層厚を計測する。前記制御装置は、前記層厚計の計測値と、前記水分計の計測値と、に基づいて石炭灰に含まれる水分量を算出し、当該水分量に基づいて、前記原料供給部による原料の供給量を調整する。前記加工部は、前記原料供給部を介して供給された原料を加工して固化物を製造する。前記原料供給部は、１回分の処理量に分けて原料を供給する。前記水分計及び前記層厚計は、１回分の処理量の石炭灰が供給される間に計測を行う。前記制御部は、１回分の処理量の石炭灰に関する前記水分計及び前記層厚計の計測が終わった後に、前記水分計及び前記層厚計の計測値に基づいて１回分の処理量の石炭灰の含水率の平均値を算出し、当該含水率の平均値に石炭灰の質量を積算することで、１回分の処理量の石炭灰に含まれる水分量を算出する。
【０００９】
これにより、層厚計の計測値に基づいて水分量を算出することで、石炭灰の層厚が一定でない場合であっても正確な水分量を算出できる。そのため、正確な水分量に応じて原料の供給量を調整することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、石炭灰、固化剤、及び水を原料として用いて固化物を製造する石炭灰処理設備において、搬送面に載って搬送される原料の層厚が変化した場合であっても、水分量を正確に計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るフライアッシュ処理設備の全体的な構成を示す図。
【図２】フライアッシュを搬送するベルトコンベア及びその周囲に設けられる装置を示す斜視図。
【図３】時刻に応じてフライアッシュの供給量が変化する様子を示す概略側面図。
【図４】フライアッシュに含まれる水分量を考慮して他の原料の量を調整する処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。初めに、図１を参照して、フライアッシュ処理設備（石炭灰処理設備）１の構成について説明する。
【００１３】
図１に示すフライアッシュ処理設備１は、一般的に不要物（産業廃棄物）として取り扱われる石炭灰を処理する設備である。フライアッシュ処理設備１は、石炭灰を原料の１つとして用いて、再利用可能なコンクリートの造粒物を作製する。
【００１４】
フライアッシュ処理設備１の処理対象である石炭灰は、例えば火力発電所等のボイラで発生した灰である。石炭灰の主成分は、石炭の燃焼時に生じる灰であるが、微量の重金属や他の物質等が混入されていることもある。また、石炭灰としては、フライアッシュとクリンカアッシュが知られている。フライアッシュは、燃焼時に燃焼ガスとともに浮遊して集塵器で捕集された灰である。クリンカアッシュは、燃焼ガスとともに飛散せずに燃焼室に残った灰である。本実施形態のフライアッシュ処理設備１の処理対象はフライアッシュであるが、それに代えて又は加えてクリンカアッシュを処理対象とすることもできる。
【００１５】
図１に示すように、フライアッシュ処理設備１は、原料供給部１０と、制御装置５１と、加工部６０と、を備える。原料供給部１０は、フライアッシュ、固化剤、添加材、及び水を加工部６０へ供給する。加工部６０は、原料供給部１０から供給された原料を加工して固化物（本実施形態では造粒物）を作製する。本実施形態の加工部６０は、ミキサ７１と、造粒物排出ホッパ７２と、固化部８１と、を備える。以下、原料供給部１０の詳細な構造について説明する。
【００１６】
原料供給部１０は、フライアッシュ（湿灰）を供給するための装置として、フライアッシュ供給ホッパ１１と、ベルトコンベア１２と、第１計量ホッパ１３と、を備える。火力発電所等から得られたフライアッシュは図略の貯留部に貯留されている。貯留部に貯留されているフライアッシュは、図略のコンベア又は図略の搬送車両等によって、フライアッシュ供給ホッパ１１へ供給される。ベルトコンベア１２は、フライアッシュ供給ホッパ１１の下方に配置されている。ベルトコンベア１２は、フライアッシュ供給ホッパ１１から供給されたフライアッシュを第１計量ホッパ１３に向けて搬送する。第１計量ホッパ１３は、下方に設けられた供給孔を介して、フライアッシュをミキサ７１へ供給する。第１計量ホッパ１３には、フライアッシュの質量を計測する計量器と、フライアッシュの供給の有無を切り替える切替機構（開閉機構）と、が設けられている。つまり、計量器で所定の質量のフライアッシュが計測された後に切替機構が切り替わることで、この所定の質量のフライアッシュがミキサ７１に供給される。なお、ベルトコンベア１２の近傍に配置される装置については後述する。
【００１７】
原料供給部１０は、固化剤を供給するための装置として、固化剤貯留部２１と、第２ブロア２２と、第２計量ホッパ２３と、それらを接続するダクト等を備える。固化剤は、水又は他の液剤を加えることで硬化する性質を有する。固化剤は、例えば、セメント、石膏、又は石灰である。固化剤貯留部２１は、固化剤が貯留される部分である。固化剤貯留部２１には、固化剤の吐出量を調整する調整バルブが設けられている。固化剤貯留部２１から吐出された固化剤は、第２ブロア２２が発生させた空気流によって第２計量ホッパ２３まで搬送される。第２計量ホッパ２３は、下方に設けられた供給孔を介して、固化剤をミキサ７１へ供給する。
【００１８】
原料供給部１０は、添加材を供給するための装置として、添加材貯留部３１と、第３ブロア３２と、第３計量ホッパ３３と、それらを接続するダクト等を備える。添加材貯留部３１、第３ブロア３２、及び第３計量ホッパ３３は、それぞれ、固化剤貯留部２１、第２ブロア２２、及び第２計量ホッパ２３と同様の構成であるため、説明を省略する。添加剤は、フライアッシュに含まれる重金属が製品から溶出することを防止するためのものであり、本実施形態では消石灰が用いられている。フライアッシュの性質に応じて異なる添加剤を用いてもよいし、添加剤の供給を省略してもよい。
【００１９】
原料供給部１０は、水を供給するための装置として、第４計量ホッパ４１を備える。第４計量ホッパ４１には、図略のダクト等により水が供給される。第４計量ホッパ４１は、例えば、時間あたりにミキサ７１に供給する水量を複数段階に切り替えるバルブを備える。これに代えて、第４計量ホッパ４１内の水の質量を計測した後に、ミキサ７１に供給する構成であってもよい。なお、原料供給部１０は、真水だけでなく、何らかの成分を含む溶液を供給する構成であってもよい。
【００２０】
原料供給部１０は、各原料が所定の供給割合でミキサ７１へ供給されるように、各原料の供給量を調整する。具体的には、フライアッシュ処理設備１が備える制御装置５１は、演算部及び記憶部等を有しており、予め作成されたプログラムを読み出して実行することで、適切な量の原料がミキサ７１へ供給されるように、各ホッパのそれぞれのバルブを制御する。なお、各ホッパのバルブではなく、ベルトコンベア１２及び第２ブロア２２等を制御して、所定量の原料が各ホッパに供給されるようにしてもよい。
【００２１】
ミキサ７１は、供給された原料を処理するための空間と、この空間内に配置される羽根（回転具）と、を備える。ミキサ７１は、羽根を回転させることで、原料を混合する。また、ミキサ７１は、混合時から羽根の回転速度を低下させることで、造粒を行うこともできる。
【００２２】
本実施形態の混合及び造粒はバッチ式で行われる。即ち、ミキサ７１に連続的に原料が供給されるのではなく、１回の処理で用いる分量に分けて間欠的に原料がミキサ７１に供給される。具体的には、１回分の原料がミキサ７１に供給され、ミキサ７１による混合及び造粒が行われる。ミキサ７１による造粒が完了し、造粒品を排出した後に、再び１回分の原料がミキサ７１に供給されて混合及び造粒が行われる。バッチ式で処理を行うことにより、原料を十分に混合でき、原料の混合割合の精度が高くなる。なお、バッチ式に代えて連続式で混合及び造粒を行ってもよい。連続式とは、それぞれの原料が間断なくミキサ７１に供給される。従って、ミキサ７１による混合中又は造粒中にも新たな原料が供給される。連続式を採用する場合、例えば単位時間あたりに供給する質量等が定められ、それに応じて制御装置５１が各ホッパのバルブを制御する。
【００２３】
ミキサ７１の下方には、造粒物排出ホッパ７２が配置されている。造粒物排出ホッパ７２は、ミキサ７１で作製された造粒物を下流側へ搬送するための貯留部となる。この造粒物は、固化部８１、ストック部８２、及び選別部８３の順に搬送される。また、造粒物排出ホッパ７２、固化部８１、ストック部８２、及び選別部８３のそれぞれの間は、搬送コンベアで造粒物等を搬送してもよいし、作業車両で造粒物等を搬送してもよい。
【００２４】
固化部８１は、造粒物を養生して固化するための設備又は場所である。固化部８１では、造粒物が載置される。造粒物を数日載置しておくことで造粒物が固化する。なお、養生の方法は、これに限られず、例えば高温蒸気下で養生を行う蒸気養生等の方法を用いることもできる。
【００２５】
固化部８１で固化した造粒物（固化物）は、ストック部８２に搬送される。ストック部８２は、固化物を一時的に載置する場所である。ストック部８２に載置されている造粒物は、所定のタイミングで選別部８３に搬送されて選別が行われる。ここで、造粒物には、様々な形状及び大きさのものが含まれている。
【００２６】
選別部８３では、造粒物が粒径に応じて選別（抽出）される。選別部８３は、所定の大きさの開口部が形成された容器（トロンメル等）であり、開口部から落下するか否かで造粒物を粒径に応じて選別できる。また、上記で説明した選別方法は一例であり、例えば振動に応じた造粒物の挙動で粒径を選別する振動ふるいを用いてもよいし、造粒物に風を当てたときの飛距離に応じて粒径を選別する風ふるいを用いてもよい。なお、粒径に応じた選別を行うことなく売却が可能な場合は、選別部８３を省略することもできる。
【００２７】
選別部８３で選別された造粒物は、出荷待機場８４へ搬送される。出荷待機場８４では、造粒物の梱包又は造粒物の出荷のための準備等が行われる。
【００２８】
次に、ミキサ７１に供給する原料の割合を正確に制御するためにフライアッシュ処理設備１で行われる処理について、図２から図４を参照して説明する。
【００２９】
石炭灰は、火力発電所等で集塵器で捕集された時点では、水分を殆ど含んでいない。このような石炭灰を「乾灰」と称することがある。また、石炭灰は、集塵器で捕集された後に、飛散防止のため、かつ、運搬を容易にするため、適宜のタイミングで水分が付加されることがある。このような石炭灰を「湿灰」と称することがある。ここで、造粒物等を作製する際の各原料の比率は、造粒物の品質に大きく影響を与える。そのため、水分を含む石炭灰の質量のみに基づいて他の原料の供給量を決定するだけでは、石炭灰に含まれる水分量に応じて原料の比率が変わってしまうため、改善の余地がある。そのため、本実施形態では、フライアッシュに含まれる水分量を計測し、当該水分量に基づいて、他の原料の供給量を決定する。
【００３０】
ベルトコンベア１２の近傍には、層厚調整部５２と、水分計５３と、層厚計５４と、が設けられている。なお、以下の説明では、フライアッシュの搬送方向の上流、下流を単に上流、下流と称することがある。また、図２に示すように、搬送方向と高さ方向に両方に垂直な方向を幅方向と称することがある。図２に示すように、本実施形態のベルトコンベア１２の搬送面１２ａは、曲面である。具体的には、搬送面１２ａは、幅方向の外側に近づくに連れて高くなる形状（断面円弧状）である。
【００３１】
層厚調整部５２は、上方から吊り下げられるように構成されており、搬送面１２ａに対して所定の間隔を空けて上方に位置する接触部５２ａを有する。また、接触部５２ａの下面は、水平面と平行である。図２及び図３に示すように、フライアッシュ供給ホッパ１１から供給されたフライアッシュは、ベルトコンベア１２によって搬送されて層厚調整部５２を通過することで、接触部５２ａに接触する。その結果、フライアッシュの表面（上面）は、幅方向の全体にわたって、水平面に平行となる。なお、図３は、ベルトコンベア１２の幅方向の中央近傍における、フライアッシュの層厚が変化する様子を示している。
【００３２】
本実施形態のベルトコンベア１２の搬送面１２ａは、曲面であるが、平面であってもよい。この場合、フライアッシュの層厚は、幅方向の全体にわたって一定となる。
【００３３】
水分計５３は、ベルトコンベア１２によって搬送されるフライアッシュの水分量を計測する。本実施形態の水分計５３は、幅方向の中央近傍を搬送されるフライアッシュの水分量を計測するが、異なる位置の水分量を計測してもよい。本実施形態の水分計５３は、中性子水分計であり、放出部と検出部を備える。放出部は、フライアッシュの近傍（詳細にはベルトコンベア１２の搬送面１２ａの下方）に配置されており、フライアッシュに向けて高速中性子を放出する。放出部が放出した高速中性子は、フライアッシュに含まれる水分（詳細には水素原子）と衝突することで熱中性子に変化する。つまり、熱中性子の発生量は、フライアッシュに含まれる水分量と相関性がある。検出部は、この熱中性子を検出する。このようにして、中性子水分計は、フライアッシュに含まれる水分量を計測する。なお、本実施形態の中性子水分計は、放出部と検出部がともにベルトコンベア１２の搬送面１２ａの下方に配置されているが、少なくとも一方が搬送面１２ａの上方に配置されていてもよい。
【００３４】
また、中性子水分計は、検出範囲内に存在するフライアッシュの量が多くなるほど、検出する熱中性子の量が多くなる。従って、仮に含水率（質量又は体積あたりの水分量）が同じフライアッシュが搬送される場合であっても、フライアッシュの層厚が小さくなるに従って、水分計５３の検出値は低下する。水分計５３は、層厚調整部５２の下流側に配置されているため、十分な量のフライアッシュが供給されている状況（図３の時刻Ｔ１）では、水分計５３の検出位置のフライアッシュの層厚は一定である。しかし、フライアッシュの供給量が低下した場合（図３の時刻Ｔ２）、その後にフライアッシュが接触部５２ａに達しなくなることがある（図３の時刻Ｔ３）。この状況では、通常時と比較してフライアッシュの層厚が小さくなるため、仮にフライアッシュの含水率が同じであっても、水分計５３の検出値が小さくなる。
【００３５】
フライアッシュの供給量が低下した状況においてもフライアッシュの水分量を適切に検出するため、フライアッシュ処理設備１は層厚計５４を備える。層厚計５４は、ベルトコンベア１２によって搬送されるフライアッシュの層厚を計測する。本実施形態の層厚計５４は、幅方向の中央近傍を搬送されるフライアッシュの層厚を計測するが、異なる位置の層厚を計測してもよい。ただし、水分計５３と層厚計５４は、幅方向における位置が同じであることが好ましい。層厚計５４は、層厚調整部５２の下流側であって、かつ、ベルトコンベア１２の搬送面１２ａよりも上方に離れた位置に配置されている。層厚計５４は、例えば超音波センサであり、音波を送信してから反射波を受信するまでに掛かった時間に基づいて、層厚計５４からフライアッシュの表面までの距離Ｌ１を計測する。また、層厚計５４から搬送面１２ａの表面までの距離Ｌ２は予め計測されている。従って、距離Ｌ２から距離Ｌ１を減算することで、層厚Ｌ３を算出することができる。詳細な算出方法は後述するが、水分計５３の計測値だけでなく層厚計５４の計測値を用いることで、フライアッシュの層厚が小さくなった状況でも水分量（ひいては、含水率）を正確に算出できる。なお、層厚計５４は、超音波センサに限られず、レーザセンサであってもよい。また、層厚計５４は、非接触のセンサに限られず、接触式のセンサであってもよい。
【００３６】
また、水分計５３及び層厚計５４は、ベルトコンベア１２の下流側に配置されることが好ましい。なぜなら、ベルトコンベア１２に沿って搬送される途中にフライアッシュが乾燥することもあるため、第１計量ホッパ１３に供給される直前の水分量を計測することが好ましいからである。更に、フライアッシュ処理設備１はバッチ式であるため、仮に、水分計５３及び層厚計５４が上流端の近傍に配置される場合、「水分量の計測が完了したにもかかわらず、今回のバッチには含まれないフライアッシュ」が生じ易くなるからである。水分計５３及び層厚計５４は、例えば、ベルトコンベア１２の搬送方向の中央よりも下流側、又は、ベルトコンベア１２を搬送方向で４等分した際の最も下流側に配置されることが好ましい。
【００３７】
次に、図４のフローチャートに沿って、フライアッシュ処理設備１（主に制御装置５１）が行う処理の流れを説明する。初めに、制御装置５１は、ベルトコンベア１２を駆動してフライアッシュの供給を開始する（Ｓ１０１、第１原料供給工程）。その後、水分計５３によりフライアッシュの水分量が計測されるとともに、層厚計５４によりフライアッシュの層厚が計測される（Ｓ１０２、計測工程）。水分量と層厚の計測値は制御装置５１へ出力される。
【００３８】
次に、制御装置５１は、層厚の計測値に基づいて、層厚が異常発生条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１０３）。制御装置５１は、例えば、層厚が閾値以下か否かを判定する。閾値は、フライアッシュが殆ど又は全く供給されない程度に小さい値である。フライアッシュの層厚が閾値以下である場合、貯留部にフライアッシュが無くなったか、フライアッシュの供給経路に異常が発生していると考えられる。また、層厚計５４を用いて異常発生の判定を行う構成に代えて、例えばフライアッシュが搬送面１２ａ上に存在しているか否かを検出するセンサを別途配置し、当該センサを用いて異常発生の判定を行ってもよい。制御装置５１は、層厚が閾値以下と判定した場合、オペレータ又は管理者等に異常の発生を報知する（Ｓ１０４）。本実施形態では、フライアッシュ処理設備１が備える報知ブザー５５から警告音を発生させることで異常の発生を報知する。これに代えて、フライアッシュ処理設備１が備える表示装置、又は、オペレータ又は管理者が所持する端末の画面に警告メッセージを表示してもよい。なお、制御装置５１は、層厚が閾値以下である時間が所定時間以上続いた場合に、異常を報知してもよい。
【００３９】
上述したように、第１計量ホッパ１３はフライアッシュの質量を計測しており、その計測値が制御装置５１へ出力されている。制御装置５１は、フライアッシュの質量の計測値が目標値（１回の処理分の質量）に到達したか否かを判定している（Ｓ１０５）。制御装置５１は、この計測値が目標値に達したと判定した場合、ベルトコンベア１２を停止させて、フライアッシュの供給を停止する（Ｓ１０６）。
【００４０】
次に、制御装置５１は、１回の処理量のフライアッシュに対して行われた水分計５３及び層厚計５４の計測値と、１回の処理量のフライアッシュの質量と、に基づいて、１回の処理量のフライアッシュに含まれる水分量を算出する（Ｓ１０７、水分量算出工程）。制御装置５１は、初めに、水分計５３及び層厚計５４の計測値に基づいて、１回の処理量のフライアッシュの含水率の平均値を算出する。次に、制御装置５１は、この含水率の平均値にフライアッシュの質量を積算することで、１回の処理量のフライアッシュに含まれる水分量を算出する。
【００４１】
フライアッシュの含水率の算出方法は様々であるが、例えば以下のように算出できる。即ち、水分計５３で計測される水分量は、計測領域にある水分量の合計値であり、質量（体積）あたりの水分量ではない。つまり、フライアッシュの含水率が同じであっても層厚が半分になることで、水分計５３の計測値も半分となる。従って、制御装置５１は、水分計５３の計測値を層厚計５４の計測値で除することで、質量（体積）あたりの水分量の次元に変換できる。
【００４２】
なお、フライアッシュの層厚は原則として一定値（搬送面１２ａと接触部５２ａの間隔）である。従って、この一定値を基準として、この一定値に対する層厚の比率を算出し、この比率に応じて、水分計５３の計測値を補正してもよい。例えば、計測された層厚が一定値の半分であれば、水分計５３の計測値も半分にして、含水率の算出に用いてもよい。この計算を行うことにより、層厚の低下に伴う水分計５３の計測値の低下の影響を無くすことができるからである。更に、層厚が低下するに従って、水分計５３の計測値の重みを小さくして、含水率を算出してもよい。つまり、層厚が一定値の半分の場合、供給されているフライアッシュも半分になるため、このとき計測された水分量が、１回の処理量のフライアッシュの含水率に与える影響も、層厚が一定値の場合の半分になるからである。
【００４３】
また、本実施形態では、水分計５３と層厚計５４は搬送方向における位置（詳細には装置位置ではなく計測位置）が異なっている。そのため、水分計５３の計測値又は層厚計５４の計測値を時間方向にオフセットして演算を行うことで、フライアッシュの同じ箇所の計測値同士を対応付けることができる。なお、例えば水分計５３の種類等によっては、水分計５３と層厚計５４の搬送方向における位置を同じにしてもよい。
【００４４】
次に、制御装置５１は、水分量を除いたフライアッシュの質量（以下、乾灰質量）に基づいて、固化剤、添加剤、及び水の供給量を算出する（Ｓ１０８、供給量算出工程）。例えば、固化剤は、乾灰質量との質量比率が一定となるように定められている。従って、算出した乾灰質量に所定の比率を掛けることで、１回の処理分の固化剤の質量が決定される。添加剤についても同様である。水に関しては、更に、フライアッシュに含まれる水分量を考慮して、ミキサ７１に供給する水分量が決定される。具体的には、乾灰質量に所定の比率を掛けた値が水の必要量であり、この水の必要量からフライアッシュに含まれていた水分量を減算した値が、第４計量ホッパ４１からミキサ７１に供給すべき水分量となる。
【００４５】
制御装置５１は、上述のようにフライアッシュ以外の各原料の供給量を算出し、当該供給量に基づいて各貯留部のバルブを制御することで、これらの原料を供給する（Ｓ１０９、第２原料供給工程）。
【００４６】
以上に説明したように、本実施形態のフライアッシュ処理設備１は、原料供給部１０と、水分計５３と、層厚計５４と、制御装置５１と、加工部６０と、を備える。原料供給部１０は、フライアッシュを搬送面１２ａに載せて搬送するベルトコンベア１２を含んでおり、当該フライアッシュ、固化剤、及び水を含む原料を供給する。水分計５３は、ベルトコンベア１２によって搬送されているフライアッシュの水分量を、当該フライアッシュの層厚に応じて計測値が変化する方法で計測する。層厚計５４は、ベルトコンベア１２によって搬送されているフライアッシュの層厚を計測する。制御装置５１は、層厚計５４の計測値と、水分計５３の計測値と、に基づいてフライアッシュに含まれる水分量を算出し、当該水分量に基づいて、原料供給部１０による原料の供給量を調整する。加工部６０は、原料供給部１０を介して供給された原料を加工して固化物を製造する。
【００４７】
これにより、層厚計５４の計測値に基づいて水分量を算出することで、フライアッシュの層厚が一定でない場合であっても正確な水分量を算出できる。そのため、正確な水分量に応じて原料の供給量を調整することができる。
【００４８】
また、本実施形態のフライアッシュ処理設備１において、ベルトコンベア１２には、搬送面１２ａから上方に離れた位置に配置され、フライアッシュに接触することで当該フライアッシュの層厚を調整する層厚調整部５２が設けられている。水分計５３及び層厚計５４が、層厚調整部５２よりも搬送方向下流側に配置されている。
【００４９】
これにより、層厚調整部５２に接触する量のフライアッシュが供給される状況では、層厚調整部５２の下流側のフライアッシュの層厚が一定となるため、層厚調整部５２の下流側に水分計５３を配置することで、正確な水分量を算出できる。また、層厚調整部５２の前後でフライアッシュの層厚が変化する可能性があるため、水分計５３と層厚計５４は、層厚調整部５２を挟むように配置せずに、層厚調整部５２に対して同じ側に配置する。以上により、水分計５３と層厚計５４は、両方とも層厚調整部５２の下流側に配置する。
【００５０】
また、本実施形態のフライアッシュ処理設備１において、層厚計５４の計測値が異常発生条件を満たした場合に異常の発生を報知する報知ブザー５５を備える。
【００５１】
これにより、層厚計５４の計測値を正確な水分量の算出だけでなく、異常の検知にも利用できる。
【００５２】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００５３】
層厚計５４の計測値を用いることにより、フライアッシュの層厚に関係なく含水率を算出できるので、層厚調整部５２を省略してもよい。
【００５４】
水分計５３は、中性子水分計に限られず、石炭灰の層厚に応じて計測値が変化する方法で計測する構成であれば、他の水分計を用いることもできる。
【００５５】
上記実施形態では、層厚計５４の計測値は、含水率の算出と、異常判定に用いられる。これらに加えて、層厚調整部５２の調整に用いられてもよい。即ち、層厚調整部５２が接触部５２ａの高さを変更可能に構成されており、例えば層厚計５４の計測値が接触部５２ａの高さよりも低い場合、接触部５２ａを下降させてもよい。また、オペレータの指示した高さに合うように、接触部５２ａの高さを変更可能であってもよい。また、接触部５２ａの高さを変更する構成は様々である。例えば、幅方向を回転軸として回転可能な板状の接触部５２ａを配置し、この接触部５２ａの回転角に応じて、この接触部５２ａの高さを変更することもできる。
【００５６】
また、層厚計５４の計測値は、フライアッシュがスムーズに供給されているか等の指標（即ちフライアッシュの搬送経路の評価）として用いることができる。即ち、層厚計５４の計測値が常に一定である場合、フライアッシュが安定して供給されていると判定できる。一方、層厚計５４の計測値が上下している場合、フライアッシュが安定して供給されていないか、フライアッシュの荷切れや閉塞が発生しているか、接触部５２ａの位置が高過ぎる等の事態が発生していることが分かる。
【００５７】
上記実施形態の層厚計５４は、幅方向に１つだけ配置されているが、幅方向に並べて複数配置されていてもよい。フライアッシュが接触部５２ａに接触せず、層厚が調整されない場合は、フライアッシュの層厚が幅方向で一定とは限らない。この点、層厚計５４を幅方向に並べて複数配置することで、フライアッシュの層厚をより的確に検出できる。もちろん、それぞれの層厚の検出結果は、フライアッシュの含水率の算出に用いられる。更に、層厚計５４だけでなく、水分計５３についても幅方向に並べて配置してもよい。
【００５８】
上記実施形態では、混合と造粒の両方をミキサ７１が行うが、混合と造粒を行う装置が異なっていてもよい。
【００５９】
上記実施形態では、原料を混合して造粒を行うが、原料に対して異なる加工が行われてもよい。例えば、原料を振動成型して、蒸気養生してブロック状又は板状の固化物を作製してもよい。また、蒸気養生後に破砕機で固化物を破砕してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  フライアッシュ処理設備（石炭灰処理設備）
１２  ベルトコンベア（搬送部）
１２ａ  搬送面
５１  制御装置
５２  層厚調整部
５２ａ  接触部
５３  水分計
５４  層厚計
５５  報知ブザー（報知部）
６０  加工部
【要約】
【課題】石炭灰、固化剤、及び水を原料として用いて固化物を製造する石炭灰処理設備において、搬送面に載って搬送される原料の層厚が変化した場合であっても、水分量を正確に計測可能な構成を提供する。
【解決手段】フライアッシュ処理設備１は、原料供給部１０と、水分計５３と、層厚計５４と、制御装置５１と、加工部６０と、を備える。原料供給部１０は、ベルトコンベア１２を含んでおり、フライアッシュ、固化剤、及び水を含む原料を供給する。水分計５３は、フライアッシュの水分量を、当該フライアッシュの層厚に応じて計測値が変化する方法で計測する。層厚計５４は、フライアッシュの層厚を計測する。制御装置５１は、層厚計５４の計測値と、水分計５３の計測値と、に基づいてフライアッシュに含まれる水分量を算出し、原料供給部１０による原料の供給量を調整する。加工部６０は、原料供給部１０を介して供給された原料を加工して固化物を製造する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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