(57)【要約】【課題】トラックによる仮置き場や選別設備への輸送を不要とし、湿式選別方式を採用しても新たな排水設備が不要となり、更に石炭灰をエジェクター式ポンプでなく通常のスラリーポンプにて輸送できる石炭灰の処理装置及び処理方法を提供する。【解決手段】石炭灰を受ける灰受けホッパと、前記灰受けホッパから排出されたスラリ−状の石炭灰を分級する湿式選別機と、前記湿式選別機により分級された石炭灰の脱水処理を行う脱水槽を備えた石炭灰の処理装置であり、前記湿式選別機は３以上の粒径区分に分級可能であることが好ましい。  及び、灰受けホッパから排出されたスラリ−状の石炭灰を湿式分級した後、分級された石炭灰の脱水処理を行うことを特徴とする石炭灰の処理方法である。なお、湿式分級は３以上の粒径区分に分級するように行い、脱水処理は分級された１以上の粒径区分の石炭灰を行うことが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭灰を受ける灰受けホッパと、
前記灰受けホッパから排出されたスラリ−状の石炭灰を分級する湿式選別機と、
前記湿式選別機により分級された石炭灰の脱水処理を行う脱水槽を備えた石炭灰の処理装置。
【請求項２】
前記湿式選別機は３以上の粒径区分に分級可能であることを特徴とする請求項１に記載の石炭灰の処理装置。
【請求項３】
灰受けホッパから排出されたスラリ−状の石炭灰を湿式分級した後、
分級された石炭灰の脱水処理を行うことを特徴とする石炭灰の処理方法。
【請求項４】
灰受けホッパから排出されたスラリ−状の石炭灰を３以上の粒径区分に湿式分級した後、
分級された１以上の粒径区分の石炭灰の脱水処理を行うことを特徴とする石炭灰の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭灰の処理装置及び処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭は焼却すると灰が発生するため、石炭火力発電所等においては、石炭を焼却した後、灰は水の張られたクリンカホッパ（灰受けホッパ）に一旦受けられる。一定時間ホッパに受けられた灰は、定期的に水スラリーの状態で灰受けホッパから排出され、破砕機にて粗破砕された後、エジェクター式ポンプを用いて脱水槽に送られている。
【０００３】
灰受けホッパから排出されたスラリー状石炭灰の脱水槽への搬送にエジェクター式ポンプが使用されている理由は、以下の通りである。灰受けホッパ中の石炭灰は大量の水に浸されているため、そのうちの大きな粒径の灰をコンベヤで取り出すことは可能だが、ミクロン単位の微粒子については水と分離して取り出すのが難しい。また、石炭灰は磨耗性が非常に高いため、通常のスクリュー式コンベヤやスクレーパー式のコンベヤでは直ぐに磨耗してしまう。そのため、スラリー状石炭灰の脱水槽への搬送には、コンベヤではなく、ポンプが用いられている。しかしながら、ポンプを使用する場合、大きな固まりとなった灰を輸送するのは困難なため、ポンプの上流側に破砕機を設け水中で灰をある程度の大きさまで破砕した後、ポンプへ供給している。破砕後の灰は殆どが10mm以下になるが、100mm程度の物も残留しているため、通常のスラリーポンプは使用することが出来ない。このため、エジェクター式のポンプが使用されているが、その使用に伴い、インジェクション用の高圧水を多量に注入する必要が有るため、脱水槽に搬入される水の量が増加するという問題があった。
【０００４】
また、高圧水を発生させるポンプの動力も400kw前後必要であることより、通常の水のように必要な場所に簡単に輸送することが出来ないという問題もあった。
【０００５】
次に、エジェクター式のポンプにより脱水槽に搬送されたスラリー状石炭灰は、脱水槽において水と分離される。脱水処理後の灰はトラックに積み込まれ、全量ヤ−ドに運搬された後、一旦仮置きされる。石炭灰は、脱水槽から排出された時点では水分が40％前後あるが、乾燥機の負荷低減のため、あるいはホッパでの貯留や排出を容易にするため、仮置き場に一定期間仮置きすることにより20％程度まで水分を低減させる。その後、水分が低減された石炭灰は、有効利用あるいは処分のために必要な場所に搬出される。
【０００６】
脱水処理後の石炭灰を有効利用する場合、粒度選別が行われるが、石炭灰は水分が多い状態では固まってしまい粒度選別が困難なため、一旦乾かした後、乾式選別を行なうか又は水を使用した湿式選別を行なう必要がある。
【０００７】
乾式選別の場合には、灰を仮置き場である程度水分が少なくなるまで一旦放置した後、選別設備までトラックで運搬している。運搬された灰を乾燥機にて乾燥した後、振動篩等により粒度選別を行い、要求粒度に選別された灰を製品として出荷している。微粒子は粉塵状になり飛散するため、搬出しやすいよう水をかけた後搬出している。
【０００８】
一方、湿式選別の場合にも、貯留ホッパからの排出やコンベヤでの運搬が容易になるよう灰を仮置き場である程度水分を減少させた後、選別設備へトラックで運搬している。湿式選別は、水で石炭灰を薄めることにより流動性が良くなることを利用して、湿式の振動篩等を使用し選別が行われる。
【０００９】
選別方式に関しては、これまでの実験の結果、石炭灰は付着性が非常に高く乾式選別するより湿式選別する方式のほうが綺麗に分かれることが解っていた。しかしながら、湿式選別方式では水と石炭灰を混ぜなければならないため、発生する排水に混入した微粒子を分離するための大きな排水処理設備を新たに設ける必要があり、経済的な理由により一般に乾式の選別方式が実施されている。なお、選別に使用したスラリー排水のための新たな排水処理設備を設ける必要の無い施設では、湿式方式が採用されている例がある。
【００１０】
上述のように、脱水処理後の石炭灰を粒度選別し有効利用する場合、粒度選別方式に拘らずトラックによる仮置き場や選別設備への輸送は不可避のものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、トラックによる仮置き場や選別設備への輸送を不要とし、湿式選別方式を採用しても新たな排水設備が不要となり、更に石炭灰をエジェクター式ポンプでなく通常のスラリーポンプにて輸送できる石炭灰の処理装置及び処理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】
【００１２】
本発明は、スラリ−状の石炭灰を湿式選別機にて分級し、前記湿式選別機により分級された石炭灰に対して脱水処理を行うことを最も主要な特徴とする。その要旨は以下のとおりである。
【００１３】
［1］石炭灰を受ける灰受けホッパと、前記灰受けホッパから排出されたスラリ−状の石炭灰を分級する湿式選別機と、前記湿式選別機により分級された石炭灰の脱水処理を行う脱水槽を備えた石炭灰の処理装置。
【００１４】
［2］上記［1］において、前記湿式選別機は3以上の粒径区分に分級可能であることを特徴とする石炭灰の処理装置。
【００１５】
［3］灰受けホッパから排出されたスラリ−状の石炭灰を湿式分級した後、分級された石炭灰の脱水処理を行うことを特徴とする石炭灰の処理方法。
【００１６】
［4］灰受けホッパから排出されたスラリ−状の石炭灰を3以上の粒径区分に湿式分級した後、分級された1以上の粒径区分の石炭灰の脱水処理を行うことを特徴とする石炭灰の処理方法。
【００１７】
なお、本発明において、3以上の粒径区分の分級は、1台の選別機で実施してもよいし、複数の選別機を用いてもよいこととする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、石炭灰の湿式選別を行う場合でも、脱水槽の前段で行うことにより、選別後の微粒子の水切りを既存脱水槽で行なえるため、新たな排水処理設備を設ける必要が無くなる。
【００１９】
また、石炭灰の湿式選別を脱水槽の前段で行うことにより、エジェクター式ポンプを通常の遠心式スラリーポンプに変更できるため、ポンプの動力を1/5に低減でき、更に灰の破砕機も不要となる。
【００２０】
そして、エジェクター式ポンプを遠心式スラリーポンプに変更することにより、エジェクター用の高圧水が不要となるため、脱水槽に輸送する水の量を削減でき、それに伴い脱水槽を小さくすることが可能となる。
【００２１】
また、脱水槽で水切りされる灰の量が少なくなるため、仮置き場へのトラック輸送回数が削減される。さらに、仮置きした石炭灰の仮置き場から選別設備までのトラックによる搬送も不要となる。
【００２２】
また、これまで灰を全量乾燥していたが、乾燥が不要となるため選別設備がコンパクトになり、更に乾燥のためのエネルギーが不要となる。また、乾燥が必要な場合にも対象製品だけを乾燥すれば良いため、乾燥エネルギーは大幅に低減できる。
【００２３】
以上のように、本発明により処理装置の簡素化・小型化が図れ、処理コストを低減することが可能となり、本発明は、産業上非常に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明では、トロンメルや振動篩い等の選別機を設け、灰受け槽に受けた灰を水と一緒に選別機に供給し必要な粒度に選別する。選別後の微粒子（小さな灰）を含んだ水スラリーは、大粒径の灰が除かれているため、通常の遠心式スラリーポンプが使用可能となり、脱水槽やその他必要な場所に簡単に輸送することが可能となる。スラリーポンプは容積式でも可能である。
【００２５】
ミクロン単位の小さな灰と水を分離するのは困難なため排水は従来型の脱水槽方式で水切りを行なう。一方微粒子と異なり0.2〜0.5mm程度の大きさになると灰と水の分離が比較的簡単に行なえるようになる。この特性を利用し、選別後の製品（灰）はスクリーンで水切りを行なうことが可能となる。選別装置のスクリーンを長くし、水切りゾーンを確保する方法や、選別後別途水切り用のスクリーンを設けても良い。このため、新たに大型の脱水槽を追加する必要は無い。選別された製品（灰）は水切りがなされているため、ベルトコンベヤ等で運搬することが可能であり、直接トラック等にて搬出することも可能である。
【実施例１】
【００２６】
図1は本発明の石炭灰の処理装置の一実施形態を示す図である。図1において、1は灰受けホッパ、2は排出バルブ、3は湿式選別機、4はバッファタンク、5は遠心式スラリ−ポンプ、6は脱水槽、7a、7bは搬送コンベヤ、8は貯留排出装置、13a、13bは仮置ヤ−ドである。
【００２７】
前記灰受けホッパ1内には水が張られている。燃焼炉で焼却された石炭は灰となり水の張られた上記ホッパ内に落下する。
【００２８】
前記排出バルブ2は従来の灰破砕機にかえ前記灰受けホッパ1の下方に配置され、前記灰受けホッパ1に落下し、水と混合した石炭灰を前記湿式選別機3に排出する構造となっている。また、前記排出バルブ2を開閉することにより、前記湿式選別機3内に投入される石炭灰の量を調整可能となっている。
【００２９】
前記湿式選別機3は、前記排出バルブ2により排出されたスラリ−状の石炭灰を3段階の粒度区分に分級する。
【００３０】
前記脱水槽6は、従来から用いられている脱水槽方式を用いることができる。
【００３１】
図1によれば、石炭灰は前記灰受けホッパ1に落下し、前記ホッパ1内に張られた水と混合する。次いで、水と混合した石炭灰は、前記排出バルブ2を開閉することにより前記湿式選別機3内に排出される。前記湿式選別機3では、まず始めに上段の網により、3ｍｍ以上の石炭灰が選別され、3mm未満のスラリ−状の石炭灰は下段の網に重力落下で送られる。次いで、下段で0.5ｍｍ以上3ｍｍ未満の石炭灰が選別される。選別された3ｍｍ以上及び0.5ｍｍ以上3ｍｍ未満の石炭灰は各々回収され、前記搬送コンベヤ7a、7bにより、3ｍｍ以上の石炭灰は貯留排出装置8を経て出荷される。0.5ｍｍ以上3ｍｍ未満の石炭灰は仮置きヤ−ド13aへ送られる。選別した灰は一定時間放置するとある程度自然乾燥（脱水）するため、強制乾燥は行なわず大粒径はトラックに積み込み搬出し、中粒径は袋詰して搬出する。搬出先の要望によっては一部乾燥機を使用し、強制乾燥させた物を出荷することもある。
【００３２】
一方、3ｍｍ以上及び0.5ｍｍ以上3ｍｍ未満の石炭灰が除去された0.5mm未満のスラリ−状の石炭灰は、バッファタンク4を経て遠心式スラリ−ポンプ5により脱水槽6へ送られ脱水処理される。脱水槽にて水切りした後はトラックで仮置き場13bに運び、一定時間仮置した後トラックで搬出する。
【００３３】
なお、上記どの粒径も仮置き中に品質検査を行ない、規格内であることを確認した後搬出する。
【実施例２】
【００３４】
図2は、本発明の石炭灰の処理装置の他の実施態様を示す図である。なお、図2は既存の石炭灰の処理装置を改造した場合であり、既設の灰受けホッパ（クリンカホッパ）下部はスペース上の制約により選別機を設置することが出来なかったため、エジェクター式ポンプで脱水槽に送っていた水・灰スラリー配管に切り替えバルブを設け選別機へ直接供給できるように改造した。既設のエジェクター式ポンプは短時間に大量の水スラリーが送られてくるため、その容量を処理できるよう選別機はトロンメル式を使用した。図2において、9は灰破砕機、10は切替バルブ、11は第一湿式選別機、12は第二湿式選別機、14はエジェクターポンプである。なお、その他の構造は図1と同様であるので、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３５】
前記切替バルブ10は、前記灰破砕機9により粗破砕されたスラリ−状の石炭灰を、切替バルブにより、脱水槽6または前記第一湿式選別機11へ搬送可能となっている。
【００３６】
前記第一湿式選別機11及び前記第二湿式選別機12は、スラリ−状の石炭灰を3段階の粒度区分に分級するために設けられたもので、前記第一湿式選別機11では3ｍｍ以上の石炭灰が、前記第二湿式選別機12では1ｍｍ以上3ｍｍ未満の石炭灰が選別可能となっている。
【００３７】
図2によれば、石炭灰は前記灰受けホッパ1に落下し、前記ホッパ1内に張られた水と混合する。次いで、水に混合した石炭灰は、前記灰破砕機9により粗破砕され、スラリー状となった石炭灰はエジェクターポンプ14により前記切替バルブ10を経由し前記第一湿式選別機11へ搬送される。選別を行なわない場合には従来どおり脱水槽6へ直接送ることも可能である。脱水槽6へ搬送された灰は脱水槽6により脱水処理され、仮置きヤ−ド13bに送られる。一方、前記第一湿式選別機11へ搬送された石炭灰は、まず、前記第一湿式選別機11にて3ｍｍ以上の石炭灰が選別され、3mm未満のスラリ−状の石炭灰は前記第二湿式選別機12へ重力落下で送られる。次いで、前記第二湿式選別機12にて1以上3ｍｍ未満の石炭灰が選別される。各湿式選別機11、12により選別された3ｍｍ以上及び1以上3ｍｍ未満の石炭灰は回収され、3ｍｍ以上の石炭灰は貯留排出装置8へ、1以上3ｍｍ未満の石炭灰は仮置きヤ−ド13aへそれぞれ送られる。選別した灰は中粒径（1〜3ｍｍ）と大粒径（3ｍｍ以上）とも一定時間放置するとある程度自然乾燥（脱水）するため、強制乾燥は行なわず大粒径はトラックに積み込み搬出し、中粒径は袋詰して搬出する。搬出先の要望によっては一部乾燥機を使用し、強制乾燥させた物を出荷することもある。
【００３８】
一方、3ｍｍ以上及び1以上3ｍｍ未満の石炭灰が除去された1mm未満のスラリ−状の石炭灰は、バッファタンク4を経て遠心式スラリ−ポンプ5により脱水槽6へ送られ脱水処理される。脱水槽にて水切りした後はトラックで仮置き場13bに運び、一定時間放置した後トラックで搬出する。
【００３９】
なお、上記どの粒径も仮置き中に品質検査を行ない、規格内であることを確認した後搬出する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の石炭灰の処理装置の一実施形態を示す図である。（実施例1）
【図２】本発明の石炭灰の処理装置の他の実施形態を示す図である。（実施例2）
【符号の説明】
【００４１】
1    灰受けホッパ
2    排出バルブ
3    湿式選別機
4    バッファタンク
5    遠心式スラリ−ポンプ
6    脱水槽
7a、7b    搬送コンベヤ
8    貯留排出装置
9    灰破砕機
10    切替バルブ
11    第一湿式選別機
12    第二湿式選別機
13a、13b    仮置ヤ−ド
14    エジェクターポンプ
【図１】
2005152808.tif 000003
【図２】
2005152808.tif 000004