(57)【要約】【課題】初期投資額を低減でき、安価に製造でき、且つ、有害微量元素の溶出を抑制できる土木建築材料の製造方法を提供すること。【解決手段】石炭火力発電システムにおいて燃料となる石炭の燃焼残渣である石炭灰を用いた本発明の土木建築材料製造方法は、石炭を燃焼させ、燃焼残渣としての石炭灰を回収する石炭灰回収工程と、この石炭灰及び土木建築材料原料から土木建築材料を生成する土木建築材料生成工程と、を備える。この石炭灰回収工程は、石灰石からなる溶出抑制剤を石炭に添加する石灰石添加工程を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭火力発電システムにおいて燃料となる石炭の燃焼残渣である石炭灰を用いた土木建築材料製造方法であって、
前記石炭を燃焼させ、燃焼残渣としての石炭灰を回収する石炭灰回収工程と、この石炭灰及び土木建築材料原料から前記土木建築材料を生成する土木建築材料生成工程と、を備え、
前記石炭灰回収工程は、石灰石からなる溶出抑制剤を前記石炭に添加する石灰石添加工程を有する土木建築材料製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の土木建築材料製造方法において、
前記石炭火力発電システムを、微粉炭燃焼方式の発電システムとし、
前記石灰石添加工程は、前記溶出抑制剤を燃焼ボイラ内に添加する工程である土木建築材料製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の土木建築材料製造方法において、
前記石炭火力発電システムを、微粉炭燃焼方式の発電システムとし、
前記石灰石添加工程は、前記溶出抑制剤を燃焼ボイラよりも上流に添加する工程である土木建築材料製造方法。
【請求項４】
請求項１から３いずれか記載の土木建築材料製造方法において、
前記石灰石添加工程は、前記溶出抑制剤を、前記石炭１００質量部に対して０．１質量部以上２０質量部以下の範囲で添加する工程である土木建築材料製造方法。
【請求項５】
請求項１から４いずれか記載の土木建築材料製造方法において、
前記石炭火力発電システムを、微粉炭燃焼方式の発電システムとし、
前記石灰石添加工程は、燃焼ボイラよりも下流に配置された熱交換ユニット付近に添加する工程である土木建築材料製造方法。
【請求項６】
請求項１から５いずれか記載の土木建築材料製造方法により製造された土壌改良材。
【請求項７】
請求項１から５いずれか記載の土木建築材料製造方法により製造された人工骨材。
【請求項８】
石炭及び石灰石を燃焼させて回収される石炭灰を用いる土壌酸性化の抑制方法。
【請求項９】
石炭及び石灰石を燃焼させて回収される石炭灰を用いるアルカリ骨材反応の予防方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木建築材料の製造方法に関し、より詳しくは、石炭灰を用いた土木建築材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電システムにおいて石炭を燃焼させる方法としては種々の方式があるが、なかでも、石炭を微粉砕した粒子を炉内に吹き込んで燃焼させる、いわゆる微粉炭燃焼が主に採用されている。そして、燃焼後の残渣となる石炭灰は、資源の有効利用の観点から、コンクリートや土壌改良材等の土木建築材料の原料の一部として使用されている。
【０００３】
ところで、石炭は、炭素以外にも、ホウ素、フッ素、セレン、ヒ素、六価クロムなどの有害な元素を微量ながら含んでいる。このため、環境への配慮から、石炭灰からの有害微量元素の溶出について、その許容濃度が法律で規定されている。
【０００４】
しかしながら、日本に輸出される石炭種は、年間１００炭種以上あり、それらのすべてが、上記の規制値を満足するわけではない。このため、石炭灰に含まれている有害微量元素の溶出濃度を規制値以下に低減するための技術が検討されている。
【０００５】
例えば、石炭灰にキレート剤等の微量元素溶出抑制剤を添加する方法や、石炭灰をセメント等により固化処理する方法が行われている（特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００３−１６４８８６号公報
【特許文献２】特開２００３−２００１３２号公報
【特許文献３】特開２００２−１９４３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術には以下のような問題があった。
石炭灰に添加剤を加えて混合するために、サイロ、水タンク、混合装置などの大規模設備及び設備スペースが必要となる。このため、多額の初期投資が必要となる。また、石炭灰に加える添加剤が高価であるため、製造コストが高騰する。
【０００７】
更に、重金属の溶出防止は検討されているものの、ホウ素やフッ素などの軽元素の溶出防止についての検討が不充分である。
【０００８】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、初期投資額を低減でき、安価に製造でき、且つ、有害微量元素の溶出を抑制できる土木建築材料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】
【０００９】
本発明者らは、石炭へ石灰石を添加することで、アルカリ性の石炭灰を安価に製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、具体的には以下のようなものを提供する。
【００１０】
（１）  石炭火力発電システムにおいて燃料となる石炭の燃焼残渣である石炭灰を用いた土木建築材料製造方法であって、
前記石炭を燃焼させ、燃焼残渣としての石炭灰を回収する石炭灰回収工程と、この石炭灰及び土木建築材料原料から前記土木建築材料を生成する土木建築材料生成工程と、を備え、
前記石炭灰回収工程は、石灰石からなる溶出抑制剤を前記石炭に添加する石灰石添加工程を有する土木建築材料製造方法。
【００１１】
（１）の発明によれば、まず、石炭火力発電システムにおける石炭の燃焼残渣である石炭灰を回収し、この石炭灰及び土木建築材料原料から土木建築材料を生成する。
【００１２】
ここで、石炭に石灰石からなる溶出抑制剤を添加したので、ホウ素、フッ素、セレン、ヒ素、六価クロムなどの有害微量元素、なかでもホウ素、フッ素、セレン、ヒ素の溶出を効果的に抑制できる。しかも、石灰石は安価に入手できるため、土木建築材料を安価に製造できる。
【００１３】
また、溶出抑制剤を、燃焼後の石炭灰状態時において添加し反応させるとなると、添加し反応するための設備を新たに設置する必要がある。
そこで、（１）の発明によれば、溶出抑制剤を燃焼中又は燃焼前の石炭状態時において添加したので、既存の設備を改良するだけで簡単に対応できる。このため、初期投資額を低減できる。
【００１４】
なお、石灰石の添加は、石炭状態時での添加であれば特に限定されず、後述する石炭供給部、微粉炭生成部、微粉炭燃焼部のいずれにおいて行われてもよい。この微粉炭燃焼部には、燃焼ボイラの下流に配置される熱交換ユニット（いわゆる節炭器）付近まで含まれる。
【００１５】
また、「土木建築材料」とは、土木建築に使用され得る材料であれば特に限定されず、具体的には、土壌改良材、人工骨材等が挙げられる。なお、本発明の製造方法の過程で得られる石炭灰は、水質改良材等の環境浄化材として使用することもできる。
【００１６】
（２）  （１）記載の土木建築材料製造方法において、
前記石炭火力発電システムを、微粉炭燃焼方式の発電システムとし、
前記石灰石添加工程は、前記溶出抑制剤を燃焼ボイラ内に添加する工程である土木建築材料製造方法。
【００１７】
（２）の発明によれば、溶出抑制剤を燃焼ボイラ内に添加したので、溶出抑制剤が石炭燃焼により高温に加熱される。これにより、石炭灰が溶融化され、石炭灰中の有害微量元素を封入する。また、炭酸カルシウムから生成される酸化カルシウムにより、有害微量元素が不溶化される。以上のような作用により、有害微量元素の溶出を更に抑制できる。
【００１８】
ここで、「燃焼ボイラ内」は、燃焼ボイラが排ガスの再循環を行う態様である場合には、その配管も包含する。
【００１９】
（３）  （１）又は（２）記載の土木建築材料製造方法において、
前記石炭火力発電システムを、微粉炭燃焼方式の発電システムとし、
前記石灰石添加工程は、前記溶出抑制剤を燃焼ボイラよりも上流に添加する工程である土木建築材料製造方法。
【００２０】
（３）の発明によれば、溶出抑制剤を燃焼ボイラ内に添加したので、溶出抑制剤が石炭燃焼により高温に加熱される。これにより、石炭灰が溶融化され、石炭灰中の有害微量元素を封入する。また、炭酸カルシウムから生成される酸化カルシウムにより、有害微量元素が不溶化される。以上のような作用により、有害微量元素の溶出を更に抑制できる。
【００２１】
また、原料石炭又は微粉炭の状態時において溶出抑制剤が添加されるので、設備をより簡便化できるとともに、既存の設備であっても容易に対応できる。
【００２２】
ここで、「燃焼ボイラよりも上流」とは、例えば、後述する石炭供給部、微粉炭生成部である。
【００２３】
（４）  （１）から（３）いずれか記載の土木建築材料製造方法において、
前記石灰石添加工程は、前記溶出抑制剤を、前記石炭１００質量部に対して０．１質量部以上２０質量部以下の範囲で添加する工程である土木建築材料製造方法。
【００２４】
溶出抑制剤の添加量は、小さすぎると、有害微量元素の溶出抑制効果が不充分となる一方、大きすぎると、石炭灰表面の融点降下により石炭灰が火炉内壁に多量に付着（スラッギング）するおそれがあるのみならず、有害微量元素の溶出抑制効果に大きな向上が認められずコスト面で不利となる。
そこで、（４）の発明によれば、溶出抑制剤を、石炭１００質量部に対して０．１質量部以上２０質量部以下の範囲で添加したので、有害微量元素を充分に抑制でき、安価に土木建築材料を製造でき、しかも、スラッギングを抑制できる。
【００２５】
（５）  （１）から（４）いずれか記載の土木建築材料製造方法において、
前記石炭火力発電システムを、微粉炭燃焼方式の発電システムとし、
前記石灰石添加工程は、燃焼ボイラよりも下流に配置された熱交換ユニット付近に添加する工程である土木建築材料製造方法。
【００２６】
（５）の発明によれば、溶出抑制剤を燃料ボイラよりも下流に添加したので、石炭灰が火炉内壁に多量に付着する（スラッギング）等の問題を生じることなく、有害微量元素の溶出を抑制できる。
【００２７】
（６）  （１）から（５）いずれか記載の土木建築材料製造方法により製造された土壌改良材。
【００２８】
（６）記載の土壌改良材は、前述した土木建築材料製造方法により製造されたものである。よって、初期投資額を低減でき、安価に製造でき、且つ、有害微量元素の溶出を抑制できる。
【００２９】
また、土壌改良材においては、酸性雨による酸性化が懸念される。そこで、（６）の発明によれば、石灰石が加熱されて産生される酸化カルシウムが含有されるため、その緩衝作用により、酸性化の進行を抑制できる。
【００３０】
ここで「土壌改良材」とは、主に土木建築場における土壌を改良するために使用されるものであるが、その他、農林業用土壌の改良、汚染土壌の改良等、多用途に好ましく使用できるものである。
【００３１】
（７）  （１）から（５）いずれか記載の土木建築材料製造方法により製造された人工骨材。
【００３２】
（７）記載の人工骨材は、前述した土木建築材料製造方法により製造されたものである。よって、初期投資額を低減でき、安価に製造でき、且つ、有害微量元素の溶出を抑制できる。
【００３３】
「人工骨材」は、岩壁、護岸、擁壁工事等の裏こめ材、地盤改良用杭材（サンド・コンパクション・パイル、サンド・ドレーン工法用砂）、道路工事用路盤材、コンクリート用軽量骨材等の一般土木建築用骨材（砂、砂利代替物）として使用できるものである。本明細書における「人工骨材」は、必ずしも、セメントと併用されるものに限られない。
【００３４】
一般に、コンクリート等の骨材含有物においては、含有される酸化ナトリウム、酸化カリウム等のアルカリ金属塩により誘発されるアルカリ骨材反応が懸念される。このアルカリ骨材反応が発生すると、骨材含有物内部が局所的に膨張し、骨材含有物のひび割れ、強度低下、弾性低下等の問題が生じる。
そこで、（７）の発明によれば、石灰石からなる溶出抑制剤を添加したので、石灰石が加熱されて産生される酸化カルシウムが骨材含有物に含有されるため、骨材含有物のひび割れ、強度低下、弾性低下等の問題を生じさせない。
【００３５】
（８）  石炭及び石灰石を燃焼させて回収される石炭灰を用いる土壌酸性化の抑制方法。
【００３６】
（９）  石炭及び石灰石を燃焼させて回収される石炭灰を用いるアルカリ骨材反応の予防方法。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、石炭に石灰石からなる溶出抑制剤を添加したので、ホウ素、フッ素、セレン、ヒ素、六価クロムなどの有害微量元素、なかでもホウ素、フッ素、セレン、ヒ素の溶出を効果的に抑制できる。しかも、石灰石は安価に入手できるため、土木建築材料を安価に製造できる。
また、溶出抑制剤を燃焼中又は燃焼前の石炭状態時において添加したので、既存の設備を改良するだけで簡単に対応できる。このため、初期投資額を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３９】
本発明で用いられる土木建築材料製造システムは、石炭を燃焼させ燃焼残渣としての石炭灰を回収する微粉炭燃焼施設１と、石炭灰及び土木建築材料原料から土木建築材料を生成する土木建築材料生成施設と、を備える。
【００４０】
＜Ａ：石炭火力発電システムにおける微粉炭燃焼施設の構成＞
図１は、石炭火力発電システムにおける微粉炭燃焼施設１を示すブロック図である。また、図２は、微粉炭燃焼部１６における火炉１６１付近の拡大図である。
【００４１】
図１に示されるように、微粉炭燃焼施設１は、石炭を供給する石炭供給部１２と、供給された石炭を微粉炭にする微粉炭生成部１４と、微粉炭を燃焼する微粉炭燃焼部１６と、微粉炭の燃焼により発生する燃焼残渣である石炭灰を処理する石炭灰処理部１８と、を備える。
【００４２】
［Ａ−１：石炭供給部］
石炭供給部１２は、石炭を貯蔵する石炭バンカ１２１と、この石炭バンカ１２１に貯蔵された石炭を供給する給炭機１２２と、を備える。石炭バンカ１２１は、給炭機１２２へ供給する石炭を貯蔵する。給炭機１２２は、石炭バンカ１２１から供給された石炭を連続して石炭微粉炭機１４１へ供給するものである。また、この給炭機１２２は、石炭の供給量を調整する装置を備えており、これにより、石炭微粉炭機１４１に供給される石炭量が調整される。また、これら石炭バンカ１２１と給炭機１２２との境界には石炭ゲートが設けられており、これにより、給炭機からの空気が石炭バンカへ流入するのを防いでいる。
【００４３】
［Ａ−２：微粉炭生成部］
微粉炭生成部１４は、石炭を微粉炭燃焼が可能な微粉炭にする石炭微粉炭機（ミル）１４１と、この石炭微粉炭機１４１に空気を供給する空気供給機１４２と、を備える。
【００４４】
石炭微粉炭機１４１は、給炭機１２２から給炭管を介して供給された石炭を、微細な粒度に粉砕して微粉炭を形成するとともに、この微粉炭と、空気供給機１４２から供給された空気とを混合する。このように、微粉炭と空気とを混合することにより、微粉炭を予熱及び乾燥させ、燃焼を容易にする。形成された微粉炭には、エアーが吹きつけられて、これにより、微粉炭燃焼部１６に微粉炭を供給する。
【００４５】
石炭微粉炭機１４１の種類としては、ローラミル、チューブミル、ボールミル、ビータミル、インペラーミル等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく微粉炭燃焼で用いられるミルであればよい。
【００４６】
［Ａ−３：微粉炭燃焼部］
微粉炭燃焼部１６は、微粉炭生成部１４で生成された微粉炭を燃焼する火炉１６１と、この火炉１６１を加熱する加熱機１６２（熱交換ユニット）と、火炉１６１に空気を供給する空気供給機１６３と、を備える。
【００４７】
火炉１６１は、加熱機１６２（熱交換ユニット）により加熱されて、石炭微粉炭機１４１から微粉炭管を介して供給された微粉炭を、空気供給機１６３から供給された空気とともに燃焼する。微粉炭を燃焼することにより石炭灰が生成され、排ガスとともに石炭灰処理部１８に排出される。
【００４８】
図２を参照して、火炉１６１について詳しく説明すると、図２において、火炉１６１は全体として略逆Ｕ字状をなしており、図中矢印に沿って燃焼ガスが逆Ｕ字状に移動した後、２次節炭器１６１ｈを通過後に、再度小さくＵ字状に反転し、火炉１６１の出口（図２における矢印の最後）は、図１における脱硝装置１８１、集塵機１８２に接続されている。
【００４９】
火炉１６１の下方には、火炉１６１内のバーナーゾーン１６１ａ’付近で微粉炭を燃焼するためのバーナ１６１ａが配置されている。また、火炉１６１内のＵ字頂部付近には、ケージ壁１６１ｂ、第一の過熱器１６１ｃ、第一の再熱器１６１ｄが流路に沿って順次配置され、その下流には、第二の再熱器１６１ｅ及び第二の過熱器１６１ｆが並列配置されている。第二の過熱器１６１ｆの終端付近からは、１次節炭器１６１ｇ及び２次節炭器１６１ｈが２段階に設けられている。ここで、節炭器（ＥＣＯとも呼ばれる）は、燃焼ガスの保有する熱を利用してボイラ給水を予熱するために設けられた伝熱面群である。以上のケージ壁１６１ｂ、第一の過熱器１６１ｃ、第一の再熱器１６１ｄ、第二の再熱器１６１ｅ、第二の過熱器１６１ｆ、１次節炭器１６１ｇ、及び２次節炭器１６１ｈは、熱交換ユニットを構成する。
【００５０】
［Ａ−４：石炭灰処理部］
石炭灰処理部１８は、微粉炭燃焼部１６から排出された排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置１８１と、排ガス中の煤塵を除去する集塵機１８２と、この集塵機１８２で収集された石炭灰を一次貯蔵する石炭灰回収サイロ１８３と、を備える。
【００５１】
脱硝装置１８１は、排ガス中の窒素酸化物を除去するものである。すなわち、比較的高温（３００〜４００℃）の排ガス中に還元剤としてアンモニアガスを注入し、脱硝触媒との作用により排ガス中の窒素酸化物を無害な窒素と水蒸気に分解する、いわゆる乾式アンモニア接触還元法が好適に用いられる。
【００５２】
集塵機１８２は、排ガス中の石炭灰を電極で収集する装置である。この集塵機１８２により収集された石炭灰は、石炭灰回収サイロ１８３に搬送される。また、石炭灰が除去された排ガスは、図示しない脱硫装置を介した後に煙突から排出される。
【００５３】
石炭灰回収サイロ１８３は、集塵機１８２により収集された石炭灰を一次貯蔵する設備である。
【００５４】
＜Ｂ：土木建築材料生成施設の構成＞
土木建築材料生成施設は、石炭灰回収サイロ１８３に貯蔵された石炭灰を用いて、土木建築材料を生成するための施設である。このような施設は、生成すべき土木建築材料の種類等に応じて、従来公知の施設から適宜選択されてよい。なお、土壌改良材のように、石炭灰自体を使用できるものである場合には、必ずしも土木建築材料生成施設を利用する必要はない。
【００５５】
また、本発明で用いられる土木建築材料生成施設は、前述した微粉炭燃焼施設１と一体的に配置されていても、別体として配置されていてもよい。しかし、土木建築材料生成施設としては、初期投資額を更に低減できる点で、石炭火力発電システムに新設するよりも、既に設置されている設備を使用する方が好ましい。
【００５６】
＜Ｃ：土木建築材料製造方法＞
本発明の土木建築材料製造方法は、石炭から石炭灰を生成する石炭灰回収工程と、この石炭灰及び土木建築材料原料から土木建築材料を生成する土木建築材料生成工程と、を備える。
【００５７】
［Ｃ−１：石炭灰回収工程］
この石炭灰回収工程を、上記の微粉炭燃焼施設１を用いて行う場合について、以下に説明する。
【００５８】
この石炭灰回収工程は、石炭を供給する石炭供給工程Ｓ１０と、供給された石炭を粉砕して微粉炭を生成する微粉炭生成工程Ｓ２０と、この微粉炭を燃焼して石炭灰を生成する微粉炭燃焼工程Ｓ３０と、この石炭灰を集塵しこれを収容する石炭灰処理工程Ｓ４０とを含み、これら各工程は、それぞれ、上述の微粉炭燃焼施設１の石炭供給部１２、微粉炭生成部１４、微粉炭燃焼部１６、及び石炭灰処理部１８、において行われる。そして、本発明の特徴である石灰石添加工程Ｓ５０は、好ましくは上記の石炭供給工程Ｓ１０、微粉炭生成工程Ｓ２０、微粉炭燃焼工程Ｓ３０のいずれかで行われる。
【００５９】
（石炭供給工程Ｓ１０）
まず、石炭供給工程では、石炭バンカ１２１に貯蔵された石炭が、給炭機１２２により、石炭微粉炭機１４１に供給される。なお、この石炭微粉炭機１４１に供給される石炭は、具体的には瀝青炭、亜瀝青炭、または褐炭等であるが、これらの石炭に限定されるものではなく微粉炭燃焼が行える石炭であればよい。
【００６０】
（微粉炭生成工程Ｓ２０）
次に、微粉炭生成工程では、給炭機１２２から供給された石炭が石炭微粉炭機１４１により粉砕されて、これにより、微粉炭が生成される。生成された微粉炭は、火炉１６１に供給される。このとき、この微粉炭生成工程で粉状に形成された微粉炭の平均の粒度は、微粉炭燃焼で一般的に用いられる粒径範囲であればよく、一般的には、７４μｍアンダー８０ｗｔ％以上の粉砕度である。なお、この範囲は溶出抑制剤が添加された場合にも適用できる。
【００６１】
（微粉炭燃焼工程Ｓ３０）
次に、微粉炭燃焼工程では、石炭微粉炭機１４１で生成された微粉炭が、火炉１６１により燃焼される。図２に示すように、バーナーゾーン１６１ａ’において微粉炭の燃焼によって生成される石炭灰は、矢印の方向に沿って上昇して排ガスとともにケージ壁１６１ｂ、第一の過熱器１６１ｃ、第一の再熱器１６１ｄ、第二の再熱器１６１ｅ、第二の過熱器１６１ｆ、１次節炭器１６１ｇ、及び２次節炭器１６１ｈを順次通過する。上記のように、これら第一の再熱器１６１ｄ、第二の再熱器１６１ｅ付近は、８５０℃から９００℃前後が維持されている領域であり、この燃焼ガスの保有する熱を利用してボイラ給水を予熱するために設けられた伝熱面群を通過することによって熱交換され、温度が低下する。そして、その後、後段の脱硝装置１８１、集塵機１８２に送られる。この微粉炭燃焼工程で生成される石炭灰は、通常、その平均の粒度が１μｍから１００μｍの範囲内の粉末状である。
【００６２】
（石炭灰処理工程Ｓ４０）
その後、微粉炭を燃焼することにより生成された石炭灰は、排ガスとともに脱硝装置１８１に排出され、集塵機１８２を経て石炭灰回収サイロ１８３に送られる。この集塵機１８２は複数段設けられていることが好ましい。
【００６３】
（石灰石添加工程Ｓ５０）
本発明の特徴である石灰石からなる溶出抑制剤を添加する工程である石灰石添加工程Ｓ５０は、図１に示すように、好ましくは上記の石炭供給工程Ｓ１０、微粉炭生成工程Ｓ２０、微粉炭燃焼工程Ｓ３０のいずれかに対して行われる（それぞれ、図１におけるＳ５１、Ｓ５２、Ｓ５３）。
【００６４】
なお、溶出抑制剤の添加場所は、石炭の状態であれば特に限定されず、例えば、石炭供給工程Ｓ１０と微粉炭生成工程Ｓ２０との間の移送路や、微粉炭生成工程Ｓ２０と微粉炭燃焼工程Ｓ３０との間の移送路などで行われてもよい。
【００６５】
具体的には、例えば、給炭機１２２から石炭微粉炭機１４１に輸送する際の移送中のベルトコンベア上に溶出抑制剤を供給して混合する方法、溶出抑制剤を石炭微粉炭機１４１の石炭ホッパー（図示せず）に直接投入する方法、石炭微粉炭機１４１と火炉１６１の間の配管に剤投入口を設けて供給する方法、火炉１６１へ燃焼用空気とともに直接投入する方法、加熱機１６２、火炉１６１の一部を構成するケージ壁１６１ｂ、第一の過熱器１６１ｃ、第一の再熱器１６１ｄ、第二の再熱器１６１ｅ、第二の過熱器１６１ｆ、１次節炭器１６１ｇ、及び２次節炭器１６１ｈなどの熱交換ユニット付近に添加する方法、などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。このように、本発明の方法は新たな設備を必要とせず、既存の設備の軽微な改良で適用可能であるため、既存設備を有効利用することができ、コスト的にも有利である。
【００６６】
本発明で用いられる溶出抑制剤は、石灰石（ＣａＣＯ３）からなるものである。また、溶出抑制剤は、添加が容易となるとともに、混合が均一化されて溶出防止効果を向上できる点で、粒状又は粉末状であることが好ましい。特に、平均粒径が１０μｍから１００μｍであることが好ましく、１０μｍから７０μｍであることがより好ましい。
【００６７】
溶出抑制剤の石炭への添加量は、石炭１００質量部に対して、０．１質量部以上２０質量部以下の範囲であることが好ましい。
［Ｃ−２：土木建築材料生成工程］
土木建築材料生成工程では、石炭灰回収サイロ１８３に貯蔵された石炭灰を用いて、土木建築材料を生成する。この工程は、生成すべき土木建築材料の種類等に応じて、従来公知の手順に従って適宜行われてよい。
【００６８】
例えば、本発明の人工骨材を使用した海砂代替材は、人工骨材としての石炭灰８７質量％、セメント１０質量％、粘度分３質量％を混合した粉体に、この粉体量の２０質量％〜２４質量％の水を添加して混合し、更に、所定の圧力をかけて造粒することで製造される。ただし、本発明の人工骨材は、セメント等を必ずしも添加されるものではなく、例えば、石炭灰に、この石炭灰の約１５質量％の水を添加して混合されたものを、所定の圧力をかけて造粒することで製造されてもよい。このようにして製造される海砂代替材は、優れた強度及び排水性を備えるとともに、種々の微量元素の吸着性能にも優れるものである。従って、土壌改良材（土木建築用、農林業用等）、水質改良材等、多用途に好ましく使用できる。
【００６９】
以上説明した本発明の一実施形態によれば、溶出抑制剤の添加により、ホウ素、フッ素、セレン、ヒ素、六価クロムなどの有害な微量元素の溶出を抑制できる。この機構は、まず、石灰石からなる溶出抑制剤の添加によって、石炭灰の溶融温度を低下させる。すなわち、火炉１６１内の高温によって、シリカ、アルミナを主成分とする石炭灰の表面を軟化（溶融）させ、粘性をもった石炭灰粒子が、微量元素に接触して石炭灰の内部に取り込まれるために、溶出濃度が低下するものと推定される。このように、本発明においては、燃焼の段階までに溶出抑制剤を添加することで、微粉炭燃焼部における火炉の高温を有効利用して、石炭灰からの微量元素の溶出を抑制するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態に係る石炭火力発電システムにおける微粉炭燃焼施設の概略構成図である。
【図２】図１における火炉付近の拡大図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  微粉炭燃焼施設
１２  石炭供給部
１４  微粉炭生成部
１６  微粉炭燃焼部
１８  石炭灰処理部
１２１  石炭バンカ
１２２  給炭機
１４１  石炭微粉炭機
１４２  空気供給機
１６１  火炉
１６２  加熱機
１６３  空気供給機
１８１  脱硝装置
１８２  集塵機
１８３  石炭灰回収サイロ
Ｓ１０  石炭供給工程
Ｓ２０  微粉炭生成工程
Ｓ３０  微粉炭燃焼工程
Ｓ４０  石炭灰処理工程
Ｓ５０  石灰石添加工程
【図１】
2007330929.tif 000003
【図２】
2007330929.tif 000004