煤灰的处理方法技术

本发明专利技术涉及一种煤灰的处理方法，由以下各工序组成，准备收容铁水或铁水与熔融炉渣的转炉型熔融炉的工序；一边在该熔融炉的铁水面上吹入氧气流，一边将煤灰及、为使该煤灰的成分组成变化的造渣材料及、作为热源的碳材料导入该熔融炉内的工序；将熔融的煤灰即熔融炉渣从该熔融炉排出并冷却的工序。也可以将煤灰加热生成半熔融状态的煤灰，然后将半熔融状态的煤灰装入熔融炉内。也可以将铁矿石装入熔融炉内。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。特别是涉及在将煤燃烧发电的火力发电厂中大量产生的。煤灰是从使用煤的火力发电厂产生的产业废弃物，现在日本每年产生560万吨，预计将来这个量还要增加。现在产生的煤灰的大部分是进行填埋处理，处理费用逐年增加。另外，从资源的再利用的观点考虑，目前强烈需求开发一种有效利用煤灰的技术。关于上述的将煤灰填埋处理的处理方法，存在诸如填埋在海上时的渔业保证问题或海上污染问题。另一方面，如果在陆地上填埋，则因为日本国土狭窄，填埋场地很少而受到限制。从再利用的观点考虑，例如进行过配合在混凝土中的试验，或利用来作为人工骨料、路基材料等，这是将来的可能性。现在大多是进行填埋处理，但因为此时煤灰是200目以下的细粉，所以在填埋处理时存在飞散多等各种问题。另外，为了将来有效利用煤灰，必须改性煤灰的组成。因此至少要将煤灰进行熔融、减容化。也就是说，从发电厂排出的煤灰无论是直接投弃还是作为材料再利用都存在困难。因此，期待开发一种能至少将煤灰熔融后减容化，改性成可以再利用的成分组成的方法。在特开昭54-78866号公报中，没有特别记载以为目的，但提出了处理各种产业废弃物的方法。该方法是将高炉渣、转炉渣等高温熔融矿渣保持在熔融炉内，然后向该高温炉渣内添加各种废弃物，再利用一般的碳、废油及其他燃料作为燃料一边加热一边使这些废弃物与熔融炉渣反应的方法。作为熔融炉渣的供给方法有连续供给及分批供给的方法。但将该方法用于处理作为本专利技术对象的煤灰时存在以下问题。①因为煤灰是200目以下的细粉，所以只将其单独添加到熔融炉渣中时飞散的可能性大，添加利用效率有问题。②另外，在煤灰中含有有害的重金属及放射性物质的氧化物。但上述方法不能将这些有害的重金属类充分还原·分离。其原因是因为在上述方法中未添加足够的还原剂如足够量的煤粉等，所以还原反应不充分，而且即使这些重金属的氧化物被还原，也是以悬浮在熔融炉渣中的状态而被排出的可能性高。③在上述方法中，因为其目的是在于通过与氢气反应而产生CO2气及H2气，所以这样就使炉渣的体积变大，而且因为灰和炉渣飞散的可能性高，所以难以进行高效率的熔化。本专利技术的第1个目的在于将200目以下的煤灰细粉高效率地熔化，通过转换成固体状态的炉渣而达到显著的减容化。另外，先前的煤灰组成如表1所示为SiO2约54％、Al2O3约26％、CaO约5％，由图2示出的CaO-SiO2-Al2O3的三元状态图可推定，其熔点为约1550℃以上，是高熔点的炉渣。因此要将其再熔融利用时其熔融非常困难。所以本专利技术的第2个目的在于通过将该组成改性成为具有约1400℃左右熔点的组成从而促进其后的利用。另外，如表1所示，煤灰中含有放射性物质及重金属，如果简单地将其投弃、掩埋、或作为建材利用则放射性物质及重金属在局部集中堆积，或这些金属流失到地下水中，造成环境污染。因此本专利技术的第3个目的在于在熔融煤灰时要将这些重金属类除去，改性成即使投弃也不会有环境问题的程度。表1煤灰组成(wt％)<tables id="table1" num="001"><table width="286">SiO253.3Al2O325.6Fe2O36.1CaO4.8MgO1.4C2.0金属氧化物*0.1其他6.7</table></tables>注)*Co；0.0028Cu；0.0100Ge；0.0040La；0.0060Pb；0.0070Sr；0.0600Th；0.0018U；0.0014V；0.0140本专利技术的目的在于提供一种，该方法可以使重金属类氧化物还原成为金属回收，可以使松密度大的煤灰的容积减少，而且可以作为安全的填埋材料利用。为达到上述目的，本专利技术提供的第1种煤灰处理方法包括以下工序，准备收容铁水或铁水与熔融炉渣的转炉型的熔融炉的工序；一边向该熔融炉的铁水面上吹入氧气流，一边将煤灰及、为使该煤灰的成分组成变化的造渣材料及、作为热源的碳材料导入该熔融炉内的工序，通过该工序使煤灰熔融形成熔融炉渣；将熔融的煤灰即熔融炉渣从该熔融炉内排出、冷却的工序。本专利技术提供的第2种煤灰处理方法包括以下工序，加热煤灰使其生成半熔融状态的煤灰的工序；将半熔融状态的煤灰装入熔融炉内的工序本专利技术提供的第3种煤灰处理方法包括以下工序，准备收容铁水或铁水与熔融炉渣的转炉型的熔融炉的工序；一边向该熔融炉的铁水面上吹入氧气流，一边将铁矿石及、煤灰及、为使该煤灰的成分组成变化的造渣材料及、作为热源的碳材料导入该熔融炉内的工序，通过该工序，铁矿石被还原·熔融，生成生铁，煤灰被熔融，形成炉渣。将生成的生铁及熔融的煤灰即炉渣从该熔融炉排出的工序。本专利技术提供的第4种煤灰处理方法包括以下工序，准备收容铁水或铁水与熔融炉渣的转炉型熔融炉的工序；一边向该熔融炉的铁水面上吹入氧气流，一边将煤灰及、为使该煤灰的成分组成变化的造渣材料及、作为热源的碳材料导入该熔融炉内的工序，通过该工序，煤灰被熔融，形成熔融炉渣而且生成可燃性气体；将该可燃性气体在热交换锅炉内进行热交换，并将该可燃性气体冷却至1200℃以下的工序；将冷却的可燃性气体在旋风除尘器中除尘，回收粉尘的工序；将除过尘的可燃性气体利用文丘里洗气器进一步冷却的工序；将用文丘里洗气器冷却过的可燃性气体用粉煤燃烧发电锅炉燃烧的工序；将旋风除尘器中回收的粉尘趁热导入该熔融炉内的工序。本专利技术提供的第5种包括以下各工序，准备收容铁水或铁水与熔融炉渣的转炉型熔融炉的工序；一边向该熔融炉的铁水面上吹入氧气流，一边将煤灰及、为使该煤灰的成分组成变化的造渣材料及、作为热源的碳材料导入该熔融炉内的工序，通过该工序，煤灰被熔融，形成熔融炉渣而且生成可燃性气体；将该可燃性气体在热交换锅炉内进行热交换，将该可燃性气体冷却至1200℃以下的工序；将冷却过的可燃性气体在旋风除尘器中除尘，回收粉尘的工序；将除尘后的可燃性气体利用粉煤燃烧发电锅炉燃烧的工序；将旋风除尘器中回收的粉尘趁热导入该熔融炉内的工序。附图简单说明附图说明图1为表示实施方案1的煤灰处理方法的概要图。图2为CaO-SiO2-Al2O3系的状态图。图3为CaO-SiO2-MgO系的状态图。图4为表示实施方案2的的概要图。图5为表示实施方案2中煤灰的装入位置及固气比对煤灰的飞散量的影响的图。图6为表示实施方案3的煤灰处理方法的概要图。图7为实施方案3中使用的粉煤燃烧炉的概要图。图8为实施方案3中使用的其他粉煤燃烧炉的概要图。图9为表示实施方案4的煤灰处理方法的概要图。图10为表示实施方案5的煤灰处理方法的概要图。图11为表示实施方案5的其他的煤灰处理方法的概要图。图12为在独立的煤灰熔融炉内的可燃性气体的处理设备的概要图。实施方案1由上述表1可知煤灰的成分组成为，SiO2约54％、Al2O3约26％、CaO约5％，是酸度较高的炉渣。另外，参照图2可知由于这种组成而使其具有1550℃以上的高熔点。另外，因为是使粉煤燃烧，所以其粒度为200目以下，作为细粉其松密度极大，在投弃上非常困难，可知问题非常严重。因此本专利技术目的在于将该煤灰熔融而减容化。实施方案1的包括以下各工序，准备收容铁水或铁水与熔融炉渣的转炉型熔融炉的工序；一边向该熔融炉的铁水面上吹入氧气流，一边将煤灰及、为使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤灰的处理方法，由以各工序组成，准备收容铁水或铁水与熔融炉渣的转炉型的熔融炉的工序；一边向该熔融炉的铁水面上吹入氧气流，一边将煤灰及、为使该煤灰的成分组成变化的造渣材料及、作为热源的碳材料导入该熔融炉内的工序，通过该工序使煤灰熔 融形成熔融炉渣；将熔融煤灰即熔融炉渣从该熔融炉内排出、冷却的工序。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：福岛勤，奥山泰男，山田健三，高桥谦治，狛谷昌纪，宫田康人，铃木喜夫，小林广司，高冈利夫，岩崎克博，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]