专利名称：飞灰中的未燃碳的除去方法
技术领域：
本发明涉及飞灰中的未燃碳的除去方法，特别是涉及从煤火力发电 厂等排出的飞灰中含有的未燃碳的除去方法。
背景技术：
煤作为确认可采储量超过200年的能源可以长期稳定利用，因此煤 火力发电的构成比率有逐年增加的趋势，预计煤灰(下文称为"飞灰") 的产生量今后会进一步增大。
在该状况下，从环境保护、资源的有效利用方面考虑必须大量地有 效利用飞灰。
现在飞灰在除去未燃碳后用作水泥混合材料，通过提高该未燃碳的 除去率提高飞灰的品质，可以扩大其用量。
因此，本申请人发明了如图8所示的在混合槽62中向飞灰61中加 入水生成浆，通过液中搅拌装置63赋予高剪切力，并通过浮选机67有 效地除去飞灰中的未燃碳的方法。(参照专利文献l)。
专利文献1:日本专利第3613347号
发明内容
但是，利用上述专利文献1记载的方法时，在向飞灰中加入水形成 浆的步骤中，飞灰附着在供给配管内或混合槽内，达不到所需供给量， 进一步由于配管内的堵塞而有可能不得不停止运转。
具体地说，存在下述问题在图9所示的混合槽62中，若欲搅拌 飞灰87和水88生成浆89,则在搅拌叶片82的旋转轴81的周围附着飞 灰87而不能充分混合，此外混合槽52内的水或水蒸气使飞灰87净皮润 湿而堵塞飞灰供给管84。
本发明是鉴于这样的问题而提出的，其目的在于提供有效且简易地 除去飞灰中的未燃碳的方法。
为了达成上述目的，权利要求1的发明为飞灰中的未燃碳的除去方 法，其特征在于，在复合混合机中将飞灰与水混合制备浆，向上述浆中添加捕集剂的同时赋予剪切力，向上述赋予了剪切力的浆中添加起泡剂 并供给空气的同时进行搅拌，由此浮选分离上述飞灰中的未燃碳。
此外，权利要求2的发明为飞灰中的未燃碳的除去方法，其特征在 于，在复合混合机中将飞灰与水混合制备浆，向上述浆中添加捕集剂和 起泡剂的同时赋予剪切力，对于上述赋予了剪切力的浆供给空气的同时 进行搅拌，由此浮选分离上述飞灰中的未燃碳。
权利要求3的发明为权利要求1或权利要求2所述的飞灰中的未燃 碳的除去方法，其特征在于，上述复合混合机为包括卧式圆筒状混合机 本体、与上述混合机本体的一端部连通的筒状体、和与上述筒状体连通 地立设的定量供给机，上述混合机本体具有间隔安装有多个搅拌叶片的 旋转轴、以位于上述搅拌叶片之间的方式设置在上述混合机本体的内面 的挡板、分别向上述混合机本体内供给水和捕集剂的供给口和在另 一端 部的排气口以及排出口 ，上述筒状体具有与上述旋转轴连接的螺杆加料
器，通过上述定量供给机向上述筒状体供给飞灰，将上述供给的飞灰通 过上述螺杆加料器向上述混合机本体内转移，向上述转移的飞灰中加入 上述水和上述捕集剂，并在上述搅拌叶片与上述挡板之间进行混合和搅 拌，从上述排出口排出。
权利要求4的发明为权利要求3所述的飞灰中的未燃碳的除去方 法，其特征在于，上述定量供给机包括收容飞灰的料斗和从上述料斗中 仅切出规定量的上述飞灰的旋转阀。
权利要求5的发明为权利要求3所述的飞灰中的未燃碳的除去方 法，其特征在于，上述定量供给机为立设在上述筒状体上的螺杆加料器。
权利要求6的发明为权利要求3所述的飞灰中的未燃碳的除去方 法，其特征在于，上述筒状体具有与上述旋转轴连接的第一螺杆加料器 和与上述螺杆加料器并列设置的以与上述混合机本体的连通部作为终 端的第二螺杆加料器。
权利要求7的发明为权利要求3所述的飞灰中的未燃碳的除去方 法，其特征在于，上述筒状体具有通过与上述旋转轴不同的驱动装置旋 转的螺杆加料器。
根据本发明的飞灰中的未燃碳的除去方法，不存在飞灰附着在配管 内、混合槽内或进一步堵塞配管的可能性。
而且，由于可以用一台进行浆的制备和剪切力的赋予，可以提供可 以持续稳定的运转的同时通过设备成本、设置面积的减少实现的经济性 优异的飞灰中的未燃碳的除去方法。
为本发明的实施方式的设备系统的系统图。表示图1中的复合混合机的第一实施方式的结构的截面图。表示复合混合机的搅拌叶片的一例的平面图。表示图1中的复合混合机的第二实施方式的结构的截面图。表示图1的复合混合机的第三实施方式的结构的截面图。表示图1的复合混合机的第四实施方式的结构的截面图。为本发明的另外的实施方式的设备系统的系统图。表示图7的复合混合机的结构的截面图。为以往的设备系统的系统图。为以往的系统的混合槽的截面图。
具体实施例方式
基于图1对本发明的实施方式进行说明。图l表示用于实施本发明 的设备系统的系统图。
本系统主要由制备含有飞灰和水的浆的同时添加捕集剂并赋予高 剪切力的复合混合机(hybrid mixer) 2,向通过上述复合混合机2产生 的浆中添加起泡剂产生气泡、使飞灰中的未燃碳附着并浮起而进行分离 的浮选才几11,从用上述浮选才几11分离的沉淀物分离回收飞灰的固液分 离器14,和用于将同样用上述浮选机11分离的浮起物脱水并回收未燃 碳的脱水机20构成。
以下具体说明构成系统的装置。
飞灰箱l用于贮藏、供给从未图示的煤火力发电厂排出的飞灰，在 煤火力发电厂的锅炉中燃烧时以未燃状态残留的碳成分附着或包含于 该飞灰。
捕集剂箱5用于贮藏、供给捕集剂，供给通过捕集剂用泵6进行。 作为捕集剂，可以为煤油、轻油或重油的任意一种。
复合混合机2用于将从飞灰箱1通过定量供给机3供给的飞灰与从 水供给装置4供给的水混合制备浆的同时，向该浆中添加从捕集剂箱5 供给的捕集剂，并通过搅拌赋予高剪切力对未燃碳的表面进行改性。
复合混合机2的第一实施方式如图2所示。图2为第一实施方式的 复合混合机2的结构截面图，也同时显示了定量供给装置3。
复合混合机2由横置的圆筒状混合机本体30、与该混合机本体30 的一端部连通的筒状体31、和包括设置在该筒状体31的上部的料斗50 和旋转阀51的定量供给机3构成。
混合机本体30用于将飞灰与水混合制备浆的同时，向该浆中添加 捕集剂，并通过旋转翼进行混合、搅拌赋予高剪切力。因此，在设置在 中心的旋转轴34上以 一定间隔沿径向朝外立设多个搅拌叶片33 ，此外 在混合机本体30的内面沿径向朝内立设挡板38,使其位于邻接的搅拌 叶片33之间。
搅拌叶片33的形状有各种形状，例如如图3所示，通过使其为在 表面上设置有涡轮叶片37的圆板状，可以提高混合、搅拌效率。
筒状体31用于向混合体本体30供给飞灰，在内部具有与旋转轴34
连结的卧式螺杆加料器(横型;^夕y工一:^一y) 32。
在筒状体31和混合机本体30的轴方向的延长上设置作为用于旋转 旋转轴34的驱动装置的电动机35和减速器36。
构成定量供给装置3的料斗50和旋转阀51大致垂直地立设在筒状 体31的上部。
以下对本实施方式的复合混合机2的操作进行说明。
从飞灰箱1供给的飞灰A被料斗50收容，通过旋转阀51切出规定 的量并交接到筒状体31内的卧式螺杆加料器32中。随着通过电动机35 进行的卧式螺杆加料器32的旋转，飞灰被緩慢地供给到混合机本体30 的内部，与通过介质液供给口 39从水供给装置4供给的水B混合生成 浆40。
向生成的浆40中添加通过捕集剂供给口 44从捕集剂箱5供给的捕 集剂C,同时通过用搅拌叶片33进行剧烈混合、搅拌来附加高剪切力。 此时，由于旋转轴34的离心力，浆40被挤压在混合机本体30的内面 上而在旋转轴34的周围产生空隙部41,所以飞灰不会附着在旋转轴34 上。
浆40在搅拌叶片33与挡板38之间被混合、搅拌，同时通过挡板 38防止短路的同时緩慢地向下游移动，最终从排出口 43作为浆D排出
到外部。要说明的是，飞灰夹带的空气等气体成分^皮从排气口 42释放 到外部。
由于具有这样的结构，向混合机本体30供给前的飞灰通过卧式螺 杆加料器32与含有水或水蒸气的空气分离，所以飞灰被润湿而堵塞旋 转阀51或筒状体31等的可能性小。此外，如上述所说明的，不存在飞 灰附着在旋转轴34上，浆40的生成量不足的情况。
复合混合机2的第二实施方式如图4所示。图4为表示第二实施方 式的复合混合机2的结构的截面图，对与图2共通的部分附以相同的符
本实施方式中，在通过上部具有固体供给口 52的倾斜螺杆加料器 53构成定量供给机3方面与图2所示的第 一 实施方式的复合混合机2不同。
倾斜螺杆加料器53倾斜或大致垂直地立设在筒状体31上，在其最 上部设置用于使倾斜螺杆加料器53旋转的电动机54。
由于混合机本体30内的操作与第一实施方式相同，以下对向混合 才几本体30供给飞灰的方法进行说明。
来源于飞灰箱1的飞灰A被通过固体供给口 52供给到倾斜螺杆加 料器53中，随着其的旋转向下部的筒状体31转移。然后，在筒状体31 内被交接到卧式螺杆加料器32中，随着其的旋转緩慢向混合机本体30 的内部供给。
在本实施方式的复合混合机2中，通过使用两台螺杆加料器32、 53, 在内壁上不会堆积飞灰，可以切实地向混合机本体30中供给。
复合混合机2的第三实施方式如图5所示。图5为第三实施方式的 复合混合机2的结构的截面图，由側面观察的截面如5 (a)所示，由上 面观察的截面如图5(b)所示。对与图2共通的部分附以相同的符号的 同时省略结构的一部分。
在本实施方式的复合混合机2中，由图5(a)可知，从侧面观察的 截面与图2所示的第一实施方式相同，但是如图5(b)所示，在筒状体 31的内部与卧式螺杆加料器32并行在水平方向上设置有第二卧式螺杆 加料器45,在这一点上不同。
该第二卧式螺杆加料器45从筒状体31的端部延伸至混合机本体30 的入口附近，通过传动装置(gear) 46与旋转轴34连接以与卧式螺杆加料器32连动。要说明的是，连接也可以通过带实现。
从料斗50通过旋转阀51供给的飞灰被投入到两台卧式螺杆加料器 32、 45之间。
通过该结构，例如即使在飞灰被润湿附着在卧式螺杆加料器34上 而堵塞的情况下，也可以通过第二卧式螺杆加料器45切实地将从料斗 50供给的飞灰向混合机本体30供给。
复合混合机2的第四实施方式如图6所示。图6为表示第四实施方 式的复合混合机2的结构的截面图，对与图2共通的部分附以相同的符 号。
本实施方式的复合混合机2的特征在于，筒状体31内的卧式螺杆 加料器32不与混合机本体30内的设置有搅拌叶片33的旋转轴34连接， 而分别通过电动机35和电动机49旋转。
通过该结构，可以与飞灰A向料斗50的供给量无关地在混合机本 体30内制备浆40,因此可以容易地根据处理被赋予了剪切力的浆D的 下游侧的设备运转状况调节浆的量、浓度，所以可以有助于设备的运转 合理化。
调整槽7用于向从复合混合机2排出的浆中添加从起泡剂箱8通过 泵9供给的起泡剂，并通过搅拌叶片进行混合，由此浆形成容易产生气 泡的状态。
浮选机11将通过泵IO送来的浆搅拌的同时吸入大气中的空气，由 此使未燃碳附着在产生的气泡上并浮起从而进行分离。此外，在大气中 的空气之外，通过从浮选机11的底部吹入来源于空气供给设备12的空 气，可以对气泡的产生量进行调节。
在浮选机ll中作为浮起物分离的未燃碳被通过配管19向脱水机20 输送。此外，将作为浮选机11的沉淀物回收的分离未燃碳后的浆被通 过泵13向固液分离器14输送。
固液分离器14用于将送来的浆分离为飞灰和水，分离的飞灰以饼 状物的形式被送到干燥机15中。此外，分离的水通过循环用配管24在 泵23的作用下返回复合混合机2，作为浆生成用水被再利用。
干燥机15用于通过由热风炉18产生的热风对饼状物形式的飞灰进 行干燥，干燥后的飞灰成为作为分离了未燃碳的产品的飞灰17,用作水 泥的混合材料等。 袋滤器16用于通过过滤收集而回收干燥机15中的千燥过程产生的 飞灰的微粉，回收的飞灰也成为作为产品的飞灰17。
脱水机20用于将在浮选机11中作为浮起物分离的未燃碳脱水。作 为该脱水机20,例如有压滤机等，此时浮起物通过用过滤器压榨进行脱 水。
脱水后的未燃碳22可以用作燃料，其一部分作为燃料被供给热风 炉18，用于产生供给干燥机15的热风。
而且，根据飞灰的要求干燥度，也可以省略干燥机15以后的步骤。
用脱水机20分离的水^皮向循环用配管24输送，与上述从固液分离 装置14分离的水同样地在复合混合机2中被再利用。
接着，参照图1和图2对使用上述系统从飞灰分离未燃碳的方法进 行说明。
从飞灰箱1将飞灰A投入到定量供给机3的料斗50中，操作旋转 阀51切出规定量的飞灰供给筒状体31。然后，通过卧式螺杆加料器32 向混合机本体30供给飞灰。
将来源于水供给装置4的水B从介质液供给口 39向混合才几本体30 供给，用搅拌叶片33混合，由此制备浆40。此时的浆浓度优选为10-40重量％。
然后，将来源于捕集剂箱5的捕集剂C从捕集剂供给口 44添加到 浆40中。捕集剂的添加量在使用煤油作为捕集剂时，优选为浆中的固 体成分的0.01 ~ 3.0重量％左右。
然后，通过搅拌叶片33充分混合、搅拌，由此对浆赋予高剪切力。 通过该高剪切力对固液混合物中含有的未燃碳的表面进行改性，提高与 捕集剂的亲和性，从而提高后述步骤浮选机11中的浮选浮游性。
为了有效地进行浆的混合、搅拌，优选飞灰、水和捕集剂的总容积 为混合才几本体30的内容积的40 ~ 90%。
将如此赋予了高剪切力的浆D送到调整槽7中，添加起泡剂并进行 混合，由此成为易产生气泡的状态。然后，在浮选机11中进行搅拌的 同时吸入空气，使飞灰中含有的未燃碳与捕集剂一起附着在气泡上浮起 而分离。
如此作为浮起物分离的未燃碳含有大量水分，因此为了用作燃料， 在脱水才几20中脱水。
此外，分离了未燃碳的浆作为沉淀物回收，在固液分离器14中分 离水后，在干燥机15中干燥得到作为产品的飞灰17。此外，通过将在 干燥机15中形成微粉的飞灰用袋滤器16回收，可以提高作为产品的飞 灰17的收率。
要说明的是，在固液分离器14和脱水机20中分离得到的水通过循 环用配管24被送到复合混合机2中，作为用于生成浆的水再利用。
本发明的另外的实施方式如图7所示。图7表示本发明的另外的实 施方式的设备系统的系统图，对与图1共通的机器等附以相同的符号。
在本实施方式中，在复合混合机2中添加起泡剂，因此不需要图1 中的调整槽7。
本实施方式中的复合混合机2的结构的一例如图8所示。图8为表 示本实施方式的复合混合机2的结构的截面图，对与图2共通的部分附 以相同的符号。
该复合混合机2,其基本结构与图2所示的复合混合机2相同，但 是在混合机本体30上设置有起泡剂供给口 49使得可以添加从起泡剂箱 8供给的起泡剂，在这一点上不同。要说明的是，这里虽然基本结构为 图2所示的第一实施方式的复合混合机2,但是图4~图6所示的第二~ 第四实施方式的复合混合机2中，当然也可以同样地设置起泡剂供给口 49。
通过使用这种结构的复合混合机2,可以在复合混合机2进行起泡 剂的添加和混合，因此不需要调整槽7，可以实现设备机器的更合理化。
权利要求
1.飞灰中的未燃碳的除去方法，其特征在于，在复合混合机中将飞灰与水混合制备浆，向所述浆中添加捕集剂的同时赋予剪切力，向所述赋予了剪切力的浆中添加起泡剂并供给空气的同时进行搅拌，由此浮选分离所述飞灰中的未燃碳。
2. 飞灰中的未燃碳的除去方法，其特征在于，在复合混合机中将飞 灰与水混合制备浆，向所述浆中添加捕集剂和起泡剂的同时赋予剪切 力，对于所述赋予了剪切力的浆供给空气的同时进行搅拌，由此浮选分 离所述飞灰中的未燃碳。
3. 权利要求1或2所述的飞灰中的未燃碳的除去方法，其特征在于， 所述复合混合机包括卧式圆筒状的混合机本体、与所述混合机本体的一 端部连通的筒状体、和与所述筒状体连通而立设的定量供给机，所述混合机本体具有间隔安装有多个搅拌叶片的旋转轴、以位于所述搅拌叶片之间的方式设置在所述混合机本体内面的挡板、分别向所述混合机本体内供给水和捕集剂的供给口 、 和在另一端部的排气口和排出口 ， 所述筒状体具有与所述旋转轴连结的螺杆加料器， 通过所述定量供给机向所述筒状体供给飞灰，将所述供给的飞灰通 过所述螺杆加料器向所述混合机本体内转移，向所述转移的飞灰中加入 所述水和所述捕集剂，并在所述搅拌叶片与所述挡板之间进行混合以及 搅拌，从所述排出口排出。
4. 权利要求3所述的飞灰中的未燃碳的除去方法，其特征在于，所述飞灰的旋转阀。
5. 权利要求3所述的飞灰中的未燃碳的除去方法，其特征在于，所 述定量供给机为立设在所述筒状体上的螺杆加料器。
6. 权利要求3所述的飞灰中的未燃碳的除去方法，其特征在于，所 述筒状体具有与所述旋转轴连结的第 一螺杆加料器、和与所述螺杆加料器并列设置的以与所述混合机本体的连通部作 为终端的第二螺杆加料器。
7.权利要求3所述的飞灰中的未燃碳的除去方法，其特征在于，所述筒状体具有通过与所述旋转轴不同的驱动装置旋转的螺杆加料器。
全文摘要
稳定且经济地除去飞灰中含有的未燃碳。在复合混合机2中，将飞灰、水和捕集剂混合的同时进行搅拌并赋予剪切力，由此短时间内生成进行了未燃碳的表面改性的浆，在添加起泡剂后在浮选机11中浮选分离未燃碳。
文档编号B03B1/00GK101340980SQ20068004805
公开日2009年1月7日 申请日期2006年12月13日 优先权日2005年12月22日
发明者小山斋, 斋藤绅一郎, 松尾和芳, 铃木隆男, 阿部一雄 申请人:三井造船株式会社