JP2008275181A - Method of inhibiting elution of harmful trace element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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からの有害微量元素の溶出を抑制する有害微量元素溶出抑制方法に関する。 The present invention relates to a toxic trace element elution suppression method that suppresses leaching of toxic trace elements from combustion residues of coal as fuel in a coal-fired power generation system.
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として一部が使用されているが、余剰分については埋め立て処分されている。 There are various methods for burning coal in a coal-fired power generation system. Among them, so-called pulverized coal combustion in which particles obtained by finely pulverizing coal are blown into a furnace and burned is mainly employed. A part of the coal ash, which is a residue after combustion, is used as civil engineering and building materials such as concrete and soil improvement materials from the viewpoint of effective use of resources, but the surplus is disposed of in landfills.
ところで、燃料となる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。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。 By the way, coal used as a fuel contains a trace amount of harmful elements such as boron, fluorine, selenium, arsenic, and hexavalent chromium in addition to carbon. For this reason, in consideration of the environment, the allowable concentration of harmful trace elements from coal ash is regulated by law. However, there are over 100 coal types exported to Japan per year, and not all of them meet the above-mentioned regulatory values. For this reason, the technique for reducing the elution density | concentration of the harmful trace element contained in coal ash to below a regulation value is examined.
例えば、石炭灰にキレート剤等の微量元素溶出防止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から3参照)。
For example, a method of adding a trace element elution inhibitor such as a chelating agent to coal ash, or a method of solidifying coal ash with cement or the like is performed (see
更に、特許文献4には、石炭を燃焼路(A)で燃焼し、その排ガスを電気集塵器で処理し、得られた集塵灰を燃焼炉(B)で、石炭を主燃料とし、カルシウム源を加えて再度燃焼した焼却灰の、平成15年環境庁告示第18号に基づく溶出試験方法によるホウ素量を1.0mg/l以下にする燃焼灰の処理方法が開示されている。この処理方法によれば、石炭灰を、カルシウム源を添加できる燃焼炉で再度燃焼することによって、焼却灰に含まれるホウ素の溶出を抑制することができるので、土壌改良剤として、環境への影響もなく利用できるとされている。 Further, in Patent Document 4, coal is burned in the combustion path (A), the exhaust gas is treated with an electric dust collector, and the resulting dust collection ash is used as a main fuel in the combustion furnace (B). Disclosed is a method for treating combustion ash by which the incinerated ash that has been burned again with the addition of a calcium source has a boron content of 1.0 mg / l or less by a dissolution test method based on Notification No. 18 of the 2003 Environment Agency. According to this treatment method, since coal ash is burned again in a combustion furnace to which a calcium source can be added, elution of boron contained in the incinerated ash can be suppressed. It is said that it can be used soon.
更に、特許文献5には、フライアッシュ中の汚染物質の溶出防止剤として、硫酸アルミニウム、チオ硫酸ナトリウム、および鉄粉を必須成分として含む溶出防止剤が開示されており、更に、この溶出防止剤と生石灰とを併用することが開示されている。
しかしながら、特許文献1から特許文献3に記載の従来技術は、燃焼残渣である石炭灰に添加剤を加えることで有害微量元素の溶出濃度を低減するものである。この場合、石炭灰に添加剤を加えて混合するための設備として、サイロ、水タンク、混合装置などが大規模に必要となり、処理コストが高騰し、設備スペースも新たに必要となるという問題がある。
However, the conventional techniques described in
また、特許文献1から特許文献3に記載の従来技術では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った。
Further, in the conventional techniques described in
特許文献4に記載の処理方法については、燃焼炉で得られた集塵灰を石灰石などとともに再度、燃焼させるものであって、集塵灰の処理コストが高くなる可能性が高い。更に、石灰石を添加する手段については、明らかにされておらず、追加の設備などを要する可能性がある。また、特許文献4に記載の処理方法においては、石炭灰処理時の燃焼温度は700℃から900℃と低く、高温の炉においては好適に実施することができない。加えて、この処理方法は、微粉炭燃焼炉などにおいても、好適に実施することができない。また、溶出防止の対象となる元素がホウ素に限られており、微量金属一般の溶出防止方法として用いることができるものではない。 About the processing method of patent document 4, dust collection ash obtained with the combustion furnace is burned again with limestone etc., and possibility that the processing cost of dust collection ash will become high is high. Furthermore, the means for adding limestone has not been clarified and may require additional equipment. Moreover, in the processing method of patent document 4, the combustion temperature at the time of a coal ash process is as low as 700 to 900 degreeC, and cannot implement it suitably in a high temperature furnace. In addition, this treatment method cannot be suitably implemented even in a pulverized coal combustion furnace or the like. Moreover, the element used as the object of elution prevention is restricted to boron, and cannot be used as a general elution prevention method for trace metals.
特許文献5に記載の溶出防止剤は、硫酸アルミニウム、チオ硫酸ナトリウム、および鉄粉を必須成分としている。このため、事前に配合の必要がありコストも増大する。また、この溶出防止剤のみでは溶出防止レベルが不充分であり、特にヒ素やホウ素の溶出防止レベルが劣るという問題がある。また、生石灰を併用する場合にも、これをフライアッシュに添加しており、石炭と石炭灰への併用添加については検討されていない。 The elution inhibitor described in Patent Document 5 contains aluminum sulfate, sodium thiosulfate, and iron powder as essential components. For this reason, it is necessary to blend in advance and the cost also increases. Moreover, the elution prevention level is insufficient with this elution inhibitor alone, and there is a problem that the elution prevention level of arsenic and boron is particularly inferior. Moreover, when using quicklime together, this is added to the fly ash and the combined use to coal and coal ash is not examined.
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、多額の初期投資が不要で、大規模な追加設備を必要としない、石炭火力発電システムにおける石炭の燃焼残渣からの有害微量元素の溶出を抑制する有害微量元素溶出抑制方法を提供とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and does not require a large initial investment, and does not require large-scale additional equipment. Elution of harmful trace elements from coal combustion residues in a coal-fired power generation system An object of the present invention is to provide a method for suppressing elution of harmful trace elements.
(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からの有害微量元素の溶出を抑制する有害微量元素溶出抑制方法であって、
前記石炭に、石灰石、消灰石、生石灰からなる群より選択される1種以上を含む溶出防止剤を石炭添加用溶出防止剤として添加し、
更に、前記石炭の燃焼後に得られる石炭灰に、硫酸アルミニウム必須成分として含む溶出防止剤を灰添加用溶出防止剤として添加することを特徴とする有害微量元素溶出抑制方法。
(1) A toxic trace element elution suppression method for suppressing leaching of toxic trace elements from coal combustion residues as fuel in a coal-fired power generation system,
To the coal, an elution inhibitor containing one or more selected from the group consisting of limestone, slaked stone, and quicklime is added as an elution inhibitor for coal addition,
Furthermore, a harmful trace element elution suppression method, comprising adding an elution inhibitor containing aluminum sulfate as an essential component to coal ash obtained after combustion of the coal as an elution inhibitor for ash addition.
(1)の発明によれば、まず、溶出防止剤の添加を、燃焼後の石炭灰ではなく、燃焼中又は燃焼前の石炭の段階で添加するので、既存の設備の改良で簡単に適用できる。なお、添加のタイミングは石炭の状態へ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であってもよい。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付近まで含まれる。 According to the invention of (1), since the elution inhibitor is added not at the coal ash after combustion but at the stage of coal during combustion or before combustion, it can be easily applied by improving existing equipment. . In addition, the timing of addition will not be specifically limited if it is the addition to the state of coal, Any of the coal supply part mentioned later, a pulverized coal production | generation part, and a pulverized coal combustion part may be sufficient. This pulverized coal combustion section includes the vicinity of the heat exchange unit arranged downstream of the combustion boiler.
また、本発明においては、石炭添加用溶出防止剤として、石灰石、消灰石、生石灰等カルシウム化合物からなる群より選択される1種以上を含み、好ましくは石灰石、消灰石、生石灰からなる群より選択される1種以上を主成分として含む溶出防止剤を用いることを特徴としている。石灰石、消灰石、生石灰等カルシウム化合物からなる群より選択される1種以上は容易に入手可能であり、上記のホウ素、フッ素、セレン、ヒ素、六価クロムなどの有害な元素、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可能である。 Further, in the present invention, the elution inhibitor for coal addition includes one or more selected from the group consisting of calcium compounds such as limestone, slaked stone, quicklime, and preferably the group consisting of limestone, slaked stone, quicklime. It is characterized by using an elution inhibitor containing one or more selected as a main component. One or more selected from the group consisting of calcium compounds such as limestone, slaked stone, and quicklime are readily available, and harmful elements such as boron, fluorine, selenium, arsenic, hexavalent chromium, among others, boron , Fluorine, selenium and arsenic elution can be effectively suppressed.
そして、本発明においては、更に、石炭の燃焼後に得られる石炭灰に、硫酸アルミニウム必須成分として含む溶出防止剤を灰添加用溶出防止として添加することを特徴とする。
上記引用文献5に記載されているように、硫酸アルミニウムは、水が共存すると当該水に溶解して電解質として機能し、また加水分解を経て水酸化アルミニウムが生成する過程でアルミニウムの重縮合イオンが高分子体として生成し、そこに汚染物質をまき込みながら凝結していくことにより、汚染物質を不溶化する働きをするものと考えられる。これは、硫酸アルミニウムが下水の沈殿剤(凝集剤)として用いられていることからも推定できる。しかし、通常、石炭灰に硫酸アルミニウムを添加すると、含有する硫酸成分により、カルシウムの石膏化および硫酸による酸性化で石炭灰のpHが低下する。このpH低下によってホウ素等の微量成分は溶出し易い状態になる。したがって、引用文献5の方法においてもホウ素の溶出防止は不充分である。
And in this invention, the elution inhibitor containing as an aluminum sulfate essential component is further added to the coal ash obtained after combustion of coal as an elution prevention for ash addition, It is characterized by the above-mentioned.
As described in the above cited reference 5, aluminum sulfate dissolves in water when it coexists and functions as an electrolyte. In addition, aluminum polycondensation ions are formed in the process of producing aluminum hydroxide through hydrolysis. It is thought that it works to insolubilize pollutants by forming as a polymer and condensing while putting pollutants there. This can also be estimated from the fact that aluminum sulfate is used as a sewage precipitation agent (flocculating agent). However, usually, when aluminum sulfate is added to coal ash, the pH of coal ash decreases due to the gypsumization of calcium and acidification with sulfuric acid due to the sulfuric acid component contained. Due to this pH decrease, trace components such as boron are easily eluted. Therefore, even in the method of the cited document 5, prevention of boron elution is insufficient.
しかし、本発明の方法によれば、上記の石炭添加用溶出防止剤の添加により、石炭灰中のCaOが増加し、高アルカリを維持する(pH12から13程度)。これに硫酸アルミニウムを添加しても、CaOによる緩衝作用により高いpHを維持できるので、周囲が高pH領域になった場合でも溶出抑制効果を維持得ることができる。すなわち、pH低下による影響を受けずに、ホウ素、フッ素、セレン、ヒ素の溶出を効果的に抑制可能である。その結果、例えば、石炭灰を土壌改良剤等に利用する際には、酸性雨等による再溶出を防止できるという優れた効果を奏する。
However, according to the method of the present invention, CaO in coal ash is increased and the high alkali is maintained (about
すななち、本発明の特徴は、硫酸アルミニウムの添加による溶出防止効果を、事前に石炭にCaを添加することで充分に引き出すことができるという点にある。これにより、従来困難であった微量物質含有量が多い炭種(例えば中国炭,インドネシア炭等)においても、十分な溶出防止効果を得ることができ、適用可能な炭種が大幅に広がるのである。 That is, the feature of the present invention is that the elution prevention effect due to the addition of aluminum sulfate can be sufficiently brought out by adding Ca to the coal in advance. This makes it possible to obtain a sufficient elution-preventing effect even in coal types with a high trace substance content that have been difficult in the past (eg, Chinese coal, Indonesian coal, etc.), and the applicable types of coal are greatly expanded. .
また、上記の石炭添加用溶出防止剤の添加のみでは、フッ素の溶出抑制が不十分であるという問題点があるが、本発明のように、石炭灰への硫酸アルミニウム添加を併用することで、フッ素についても大幅に溶出量を抑制できる(後述する実施例参照)。 In addition, there is a problem that only the addition of the coal dissolution elution inhibitor described above is insufficient to suppress the elution of fluorine, but as in the present invention, by using aluminum sulfate addition to coal ash, Also for fluorine, the amount of elution can be significantly suppressed (see Examples described later).
なお、本発明における硫酸アルミニウムとは、単独結晶のみならず、その含水塩も含むものである。含水塩は、例えば27、18、16、10、6水和物が知られているが、これらはすべて本発明における硫酸アルミニウムに含まれる。 The aluminum sulfate in the present invention includes not only a single crystal but also its hydrated salt. For example, 27, 18, 16, 10, hexahydrate is known as the hydrated salt, and these are all included in the aluminum sulfate in the present invention.
また、灰添加用溶出防止剤は、硫酸アルミニウム単独が好ましいが、その効果を害しない範囲で他の物質(例えば水酸化アルミニウム等)を含んでいてもよい。 Further, the elution inhibitor for ash addition is preferably aluminum sulfate alone, but may contain other substances (for example, aluminum hydroxide) as long as the effect thereof is not impaired.
(2) 前記石炭100質量部に対して、前記石炭添加用溶出防止剤を0.1質量部以上10質量部以下の範囲で添加し、
前記石炭灰100質量部に対して、前記灰添加用溶出防止剤を0.3質量部以上10質量部以下の範囲で添加する(1)記載の有害微量元素溶出抑制方法。
(2) With respect to 100 parts by mass of coal, the dissolution additive for coal addition is added in a range of 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less,
The harmful trace element elution suppression method according to (1), wherein the ash addition elution inhibitor is added in an amount of 0.3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the coal ash.
(2)の発明によれば、より効果的に上記の有害微量元素の溶出を抑制できる。石炭添加用溶出防止剤の添加量が0.1質量部未満であると、有害微量元素の溶出抑制効果が不充分となるので好ましくなく、10質量部を越えても有害微量元素の溶出抑制効果に大きな向上は認められない。また、石炭灰表面の融点降下によって火炉内壁への石炭灰の多量の付着(スラッギング)を起こす恐れがあるので、石炭添加用溶出防止剤の添加量は6.0質量部以下であることが更に好ましく、1.0質量部以下であることが特に好ましい。 According to the invention of (2), elution of the above-mentioned harmful trace elements can be suppressed more effectively. It is not preferable that the addition amount of the dissolution inhibitor for coal addition is less than 0.1 parts by mass, since the elution suppression effect of harmful trace elements becomes insufficient. There is no significant improvement. Moreover, since there is a risk of causing a large amount of coal ash to adhere to the furnace inner wall (slagging) due to a melting point drop on the surface of the coal ash, the addition amount of the elution inhibitor for coal addition should be 6.0 parts by mass or less. The amount is preferably 1.0 part by mass or less.
また、灰添加用溶出防止剤の添加量が0.3質量部未満であると、有害微量元素の溶出抑制効果が不充分となるので好ましくなく、10質量部を越えても、pHが低下するため、有害微量元素の溶出抑制効果に大きな向上は認められない。 Further, if the addition amount of the ash addition elution inhibitor is less than 0.3 parts by mass, the effect of inhibiting the elution of harmful trace elements is insufficient, which is not preferable. Even if it exceeds 10 parts by mass, the pH is lowered. Therefore, no significant improvement is observed in the elution suppressing effect of harmful trace elements.
なお、本発明においては、水100質量部に対して、石炭灰10質量部を添加することにより生成される水溶液のpHが12.0以上となるように前記石炭添加用溶出防止剤を添加することが好ましい。セレン、ホウ素、ヒ素などの元素は、pHがより高い条件下においては、石炭灰からの溶出量がより少ないという性質を持つ。このため、特にセレン、ホウ素、ヒ素などの元素が、石炭灰中から溶出することを有効に防止することができる。 In addition, in this invention, the said elution inhibitor for coal addition is added so that pH of the aqueous solution produced | generated by adding 10 mass parts of coal ash with respect to 100 mass parts of water may become 12.0 or more. It is preferable. Elements such as selenium, boron, and arsenic have the property that the amount of elution from coal ash is less under conditions of higher pH. Therefore, it is possible to effectively prevent elements such as selenium, boron and arsenic from eluting from the coal ash.
また、前記石炭添加用溶出防止剤は粒状又は粉末状であることが好ましく、平均粒径が10μmから100μmであることが好ましく、平均粒径が10μmから80μmであることがより好ましく、平均粒径が10μmから60μmであることが特に好ましい。また、石炭添加用溶出防止剤を含むスラリー又は当該石炭添加用溶出防止剤を水に分散させた混合液である、石炭添加用溶出防止溶液を用いても良い。 The coal-adding dissolution inhibitor is preferably granular or powdery, preferably has an average particle size of 10 μm to 100 μm, more preferably an average particle size of 10 μm to 80 μm, and an average particle size Is particularly preferably 10 μm to 60 μm. Moreover, you may use the elution prevention solution for coal addition which is the slurry containing the elution inhibitor for coal addition, or the liquid mixture which disperse | distributed the said elution inhibitor for coal addition in water.
石炭添加用溶出防止剤を粒状又は粉末状とすることで、添加が容易となり、また混合も均一にされて溶出防止効果を高めることができる。なかでも、平均粒径を10μmから100μmとすることで石炭への混合を容易にして、特に溶出防止効果を高めることができる。平均粒系が10μm未満である場合には、石炭添加用溶出防止剤として実用的ではなく、平均粒系が100μmを超える場合には、粒径を調整することによる効果がわずかしか得られない。平均粒径は10μmから80μmとすることがより好ましく、10μmから60μmとすることが更に好ましい。平均粒径が80μm以下とすることにより、微粉炭燃焼方式の石炭火力発電システムが従来備える石炭微粉炭機を用いて、粒径の調整を行うこともでき、効率的である。更に、平均粒径を60μm以下とすることにより、石炭火力発電システムが従来備える脱硫装置に用いられる石灰石粉末を利用することもでき、経済的である上、石炭添加用溶出防止剤の粒径を調整することによる効果を十分に得ることができる。また、粒状又は粉末状の石炭添加用溶出防止剤を含むスラリー、又はこれらを水に分散させた混合液の状態で石炭添加用溶出防止溶液を添加することにより、上記と同様の効果を得られる。この中でも、スラリー状の石炭添加用溶出防止溶液の取り扱いが容易であり、好ましい。 By making the elution inhibitor for coal addition granular or powdery, the addition becomes easy and the mixing is made uniform to enhance the elution prevention effect. Among these, by making the average particle size from 10 μm to 100 μm, mixing with coal can be facilitated, and the elution preventing effect can be particularly enhanced. When the average particle size is less than 10 μm, it is not practical as an elution inhibitor for coal addition, and when the average particle size exceeds 100 μm, only a small effect is obtained by adjusting the particle size. The average particle diameter is more preferably 10 μm to 80 μm, and still more preferably 10 μm to 60 μm. By setting the average particle size to 80 μm or less, the particle size can be adjusted by using a coal pulverized coal machine conventionally provided in a coal-fired power generation system of a pulverized coal combustion method, which is efficient. Furthermore, by setting the average particle size to 60 μm or less, it is possible to use the limestone powder used in a desulfurization apparatus that is conventionally provided in a coal-fired power generation system. The effect by adjusting can be sufficiently obtained. Moreover, the same effect as the above can be obtained by adding the coal-elution-preventing solution in the form of a slurry containing a granular or powdery coal-elution-preventing agent, or a mixed solution in which these are dispersed in water. . Among these, the slurry-like coal-elution preventing solution for coal addition is easy to handle, which is preferable.
(3) 前記石炭火力発電システムが微粉炭燃焼方式の発電システムであり、
前記石炭添加用溶出防止剤を、燃焼ボイラ内又はその上流で添加し、
前記灰添加用溶出防止剤を、集塵機で回収された石炭灰に添加する(1)又は(2)に記載の有害微量元素溶出抑制方法。
(3) The coal-fired power generation system is a pulverized coal combustion type power generation system,
Add the coal dissolution elution inhibitor in the combustion boiler or upstream thereof,
The harmful trace element elution suppression method according to (1) or (2), wherein the ash addition elution inhibitor is added to coal ash collected by a dust collector.
(3)の発明は、石炭添加用溶出防止剤及び灰添加用溶出防止剤の添加位置を規定するものである。本発明においては、石炭添加用溶出防止剤は石炭の状態で添加するものであり、好ましい添加位置として、例えば燃焼ボイラ内に添加を行う。これにより、燃焼による高温加熱によって、有害微量元素の溶出抑制効果を向上させることができる。なお、本発明における「燃焼ボイラ内」には、燃焼ボイラが排ガスの再循環を行っている場合には、その配管への添加も含まれるものである。また、石炭添加用溶出防止剤は燃焼ボイラ内より上流で添加してもよい。「燃焼ボイラ内より上流」とは、例えば、後述する石炭供給部、微粉炭生成部である。この態様によれば、燃料石炭又は微粉炭の状態で添加できるので、より簡便な設備で添加が行え、既存の設備であっても容易に適用できる。 The invention of (3) prescribes the addition position of the dissolution inhibitor for coal addition and the dissolution inhibitor for ash addition. In this invention, the elution inhibitor for coal addition is added in the state of coal, and it adds to a combustion boiler as a preferable addition position, for example. Thereby, the elution inhibitory effect of a harmful trace element can be improved by the high temperature heating by combustion. In the present invention, “inside the combustion boiler” includes addition to the piping when the combustion boiler is recirculating exhaust gas. Moreover, you may add the elution inhibitor for coal addition upstream from the inside of a combustion boiler. “Upstream from inside the combustion boiler” is, for example, a coal supply unit and a pulverized coal generation unit, which will be described later. According to this aspect, since it can be added in the state of fuel coal or pulverized coal, the addition can be performed with simpler equipment, and even existing equipment can be easily applied.
なお、本発明においては、前記石炭火力発電システムが微粉炭燃焼方式の発電システムであり、前記石炭添加用溶出防止剤を、燃焼ボイラの下流に配置される熱交換ユニット付近で添加してもよい。この熱交換ユニットは、火炉上部分割壁、過熱器、再熱器等とも呼ばれ、450℃から500℃前後が維持されている領域である。このように、本発明における「石炭への添加」とは、火炉内の雰囲気温度が850℃から900℃の状態、または、450℃から500℃の状態で添加することが好ましい。 In the present invention, the coal thermal power generation system is a pulverized coal combustion type power generation system, and the coal addition elution inhibitor may be added in the vicinity of a heat exchange unit disposed downstream of the combustion boiler. . This heat exchange unit is also referred to as a furnace upper partition wall, a superheater, a reheater, or the like, and is an area where 450 ° C. to 500 ° C. is maintained. Thus, the “addition to coal” in the present invention is preferably performed in the state where the atmospheric temperature in the furnace is 850 ° C. to 900 ° C. or 450 ° C. to 500 ° C.
また、本発明においては、灰添加用溶出防止剤は集塵機より回収された石炭灰に添加することが好ましい。集塵機については後述する。これにより、既存の設備をそのまま利用でき、新たな設備の追加が不要であるので低コストで実施できる。なお、集塵機で回収された石炭灰とは、集塵機での添加のみならず、その前後の添加(例えば図1における石炭灰処理部18のいずれかの場所における添加)も含む意味である。
Moreover, in this invention, it is preferable to add the elution inhibitor for ash addition to the coal ash collect | recovered from the dust collector. The dust collector will be described later. As a result, the existing equipment can be used as it is, and it is not necessary to add new equipment. In addition, the coal ash collect | recovered with the dust collector is the meaning including not only the addition in a dust collector but the addition before and behind that (for example, the addition in any place of the coal
本発明の有害微量元素溶出抑制方法によれば、多額の初期投資が不要で、大規模な追加設備を必要とせずに、石炭火力発電システムにおける石炭の燃焼残渣からの有害微量元素の溶出を抑制することができる。 According to the harmful trace element elution control method of the present invention, a large amount of initial investment is not required, and the elution of harmful trace elements from coal combustion residues in a coal-fired power generation system is suppressed without requiring a large-scale additional facility. can do.
<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>
以下、本発明の一例を示す実施形態について、図面に基づいて説明する。
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。ここで、図1に示すように、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生成された石炭灰を処理する石炭灰処理部18と、を備える。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。
<A: Configuration of pulverized coal combustion facility in coal-fired power generation system>
Hereinafter, an embodiment showing an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a pulverized
<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。
<A-1: Coal supply section>
The
<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。
<A-2: Pulverized coal generation unit>
The pulverized
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。
The coal pulverized
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。
Examples of the type of the coal pulverized
<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。
<A-3: Pulverized coal combustion section>
The pulverized
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。
The
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、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。本実施形態に係る微粉炭燃焼施設においては、火炉161の高さは30mから70mであり、排ガスの流路の全長は300mから1000mに及ぶ。
The
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、火炉上部分割壁161b、最終過熱器161b’、第1の再熱器161f(いずれも熱交換ユニット)が配置されており、更にそこから横置き1次過熱器161c(熱交換ユニット)が続いて配置されている。更に、横置き1次過熱器161cと平行して第2の再熱器161f’が設けられており、横置き1次過熱器161cの終端付近からは、1次節炭器161d(熱交換ユニット)、2次節炭器161e(熱交換ユニット)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。なお、本実施形態においては、火炉161中、1次節炭器161dと2次節炭器161eとは、2段階に分離して設置されているが、このような形態に限定されない。すなわち、火炉161は単一の節炭器のみを有するものであってもよい。
Below the
<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。
<A-4: Coal ash treatment unit>
The coal
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。
The
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。
The
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。ここで貯蔵された石炭灰は、その投入量が調整されながら混練機184に投入される。
The coal
混練機184は、石炭灰回収サイロ183から投入された石炭灰を、灰添加用溶出防止剤20とともに混練する装置である。これにより、石炭灰と灰添加用溶出防止剤20との反応が促進される。この混練機184は、石炭灰と灰添加用溶出防止剤20とを混練するものであるが、これらに加えて、水等の液体とともに混練してもよい。なお、この灰添加用溶出防止剤20を石炭灰に投入する溶出抑制処理工程については、後に詳述する。
The
灰添加用溶出防止剤20は、石炭火力発電システムにおいて生成された石炭灰または汚泥に添加して、有害微量元素の溶出を抑制するものであり、硫酸アルミニウムを必須成分として含む。
The ash
貯蔵部185は、混練機184で混練された石炭灰を養生させるタンクである。
The
<B:本発明の有害微量元素溶出抑制方法>
本発明の好ましい実施形態の一例につき、上記の微粉炭燃焼施設1を用いて説明する。
<B: Harmful Trace Element Elution Control Method of the Present Invention>
An example of a preferred embodiment of the present invention will be described using the pulverized
この工程は、石炭を供給する石炭供給工程と、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と、この石炭灰を集塵しこれを収容する石炭灰処理工程とを含み、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炭添加用溶出防止剤添加工程は、好ましくは上記の石炭供給工程、微粉炭生成工程、微粉炭燃焼工程のいずれかで行われる。また、灰添加用溶出防止剤添加工程は、好ましくは上記の石炭灰処理工程で行なわれる。
This process includes a coal supply process for supplying coal, a pulverized coal generation process for pulverizing the supplied coal to generate pulverized coal, and a pulverized coal combustion process for generating coal ash by burning the pulverized coal; And a coal ash treatment process for collecting and storing the coal ash. Each of these processes includes a
<石炭供給工程>
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、又は褐炭等であるが、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。
<Coal supply process>
First, in the coal supply process, the coal stored in the
<微粉炭生成工程>
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、この範囲は石炭添加用溶出防止剤が添加された場合にも適用できる。
<Pulverized coal production process>
Next, in the pulverized coal generation step, the coal supplied from the
<微粉炭燃焼工程>
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’においては微粉炭が燃焼されるが、このときの温度は1300℃から1500℃に及び、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火炉上部分割壁161b、最終過熱器161b’、第1の再熱器161f、第2の再熱器161f’、横置き1次過熱器161c(いずれも熱交換ユニット)を通過し、1次節炭器161d(熱交換ユニット)、2次節炭器161e(熱交換ユニット)を順次通過する。上記のように、この熱交換ユニット付近は、450℃から500℃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。排ガスがバーナーゾーン161a’から節炭器付近まで到達するまでに要する時間は、おおむね5秒から10秒である。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。
<Pulverized coal combustion process>
Next, in the pulverized coal combustion process, the pulverized coal generated by the coal pulverized
<石炭灰処理工程>
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。
<Coal ash treatment process>
Thereafter, the coal ash generated by burning pulverized coal is discharged to the
<石炭添加用溶出防止剤添加工程>
本発明の第1の特徴である石炭添加用溶出防止剤を添加する工程である石炭添加用溶出防止剤添加工程は、図1に示すように、好ましくは上記の石炭供給工程、微粉炭生成工程、微粉炭燃焼工程のいずれかに対して行われる(それぞれ、図1におけるS31、S32、S33)。
<Elution inhibitor addition process for coal addition>
As shown in FIG. 1, the coal addition elution inhibitor adding step, which is a step of adding the coal addition elution inhibitor, which is the first feature of the present invention, is preferably the above coal supply step, pulverized coal production step. The pulverized coal combustion process is performed (S31, S32, and S33 in FIG. 1 respectively).
なお、石炭添加用溶出防止剤の添加場所は、石炭の状態であれば特に限定されず、例えば、石炭供給工程と微粉炭生成工程との間の移送路や、微粉炭生成工程と微粉炭燃焼工程との間の移送路などで行われてもよい。 In addition, the addition place of the elution inhibitor for coal addition is not particularly limited as long as it is in the state of coal. You may carry out by the transfer path between processes, etc.
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石炭添加用溶出防止剤を供給して混合する方法、石炭添加用溶出防止剤を石炭微粉炭機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、火炉161の一部を構成する、火炉上部分割壁161b、最終過熱器161b’、第1の再熱器161f、第2の再熱器161f’、横置き1次過熱器161c、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。
Specifically, for example, a method for supplying and mixing coal dissolution elution inhibitor on a belt conveyor being transferred when transporting from
本発明の石炭添加用溶出防止剤は、石灰石(CaCO3)、消灰石(Ca(OH)2)、生石灰(CaO)等カルシウム化合物からなる群より選択される1種以上を含むものである。また、石炭添加用溶出防止剤は粒状又は粉末状であることが好ましく、具体的には、平均粒径が10μmから100μmであることが好ましく、10μmから80μmであることがより好ましく、10μmから60μmであることが更に好ましい。平均粒径が10μm未満である場合には、平均粒径が細かすぎ、石炭添加用溶出防止剤として実用的ではない。平均粒径が100μmを超える場合には、平均粒径を調整することによる効果を殆ど得ることができない。また、平均粒径を80μm以下とする場合には、石炭微粉炭機141を用いて石炭添加用溶出防止剤の粒径を調整することができ、効率的である。更に、平均粒径を60μm以下とする場合には、脱硫装置に用いる石灰石粉末をそのまま利用することができるため、経済的であり、且つ、石炭添加用溶出防止剤の粒径を調整することによる効果を十分に得ることができる。
The elution inhibitor for coal addition of the present invention contains one or more selected from the group consisting of calcium compounds such as limestone (CaCO 3 ), slaked stone (Ca (OH) 2 ), quicklime (CaO) and the like. Further, the dissolution inhibitor for coal addition is preferably granular or powdery, specifically, the average particle size is preferably 10 μm to 100 μm, more preferably 10 μm to 80 μm, and more preferably 10 μm to 60 μm. More preferably. When the average particle size is less than 10 μm, the average particle size is too fine and is not practical as an elution inhibitor for coal addition. When the average particle size exceeds 100 μm, the effect of adjusting the average particle size can hardly be obtained. Moreover, when making an average particle diameter into 80 micrometers or less, the particle size of the elution inhibitor for coal addition can be adjusted using the coal pulverized
石炭添加用溶出防止剤の石炭への添加量は、石炭100質量部に対して、石炭添加用溶出防止剤を0.1質量部以上10質量部以下の範囲で添加することが好ましく、0.1質量部以上6.0質量部以下とすることが更に好ましく、0.1質量部以上1.0質量部以下とすることが特に好ましい。0.1質量部未満である場合には、石炭添加用溶出防止剤を添加することによる効果を実質的に得ることができない。一方、石炭添加用溶出防止剤は、石炭灰の融点を低下させるため、スラッギングやファウリングを防止するという観点から、10質量部以下であることが好ましく、6.0質量部以下であることが更に好ましく、1.0質量部以下であることが更に好ましい。 It is preferable that the addition amount of the coal addition elution inhibitor to the coal is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the coal. The amount is more preferably 1 part by mass or more and 6.0 parts by mass or less, and particularly preferably 0.1 part by mass or more and 1.0 part by mass or less. When the amount is less than 0.1 parts by mass, it is not possible to substantially obtain the effect obtained by adding the dissolution additive for coal addition. On the other hand, the elution inhibitor for coal addition is preferably 10 parts by mass or less, and preferably 6.0 parts by mass or less from the viewpoint of preventing slugging and fouling in order to reduce the melting point of coal ash. More preferably, it is 1.0 mass part or less.
石炭添加用溶出防止剤は、燃焼の結果生成する石炭灰の溶融点が1200℃以上となるように添加することが好ましく、1300℃以上となるように添加することが更に好ましい。石炭灰の溶融点が1200℃以上であるので、火炉161内部で石炭灰が過剰に溶融し、スラッギングやファウリングが発生することを防止することができる。更に、石炭灰の溶融点が1300℃以上となるように添加することで、このようなスラッギングやファウリングの発生防止の効果をより強く得ることができる。
The coal addition elution inhibitor is preferably added so that the melting point of coal ash produced as a result of combustion is 1200 ° C. or higher, and more preferably 1300 ° C. or higher. Since the melting point of coal ash is 1200 ° C. or higher, it is possible to prevent the coal ash from being excessively melted inside the
石炭灰の溶融点は、石炭灰の構成成分により大きく左右される。即ち、石炭灰中に酸化鉄(III)、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウムなどが多量に存在するときには、石炭灰の溶融点が相対的に低くなる傾向にあり、石炭灰中に、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン等が多量に存在するときには、石炭灰の融点が相対的に高くなる傾向にある。石炭添加用溶出防止剤の添加にあたっては、これらの成分の石炭灰中での含有量を調整する形で、石炭灰の溶融点を調整することができる。 The melting point of coal ash is greatly affected by the components of coal ash. That is, when there is a large amount of iron (III) oxide, calcium oxide, magnesium oxide, sodium oxide, potassium oxide, etc. in the coal ash, the melting point of the coal ash tends to be relatively low, When a large amount of silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide or the like is present, the melting point of coal ash tends to be relatively high. In addition of the dissolution inhibitor for coal addition, the melting point of coal ash can be adjusted by adjusting the content of these components in the coal ash.
また、本発明においては、水100質量部に対して、石炭灰10質量部を添加することにより生成される水溶液のpHが12.0以上となるように石炭添加用溶出防止剤を添加することもできる。セレン、ホウ素、ヒ素などの元素は、石炭灰のpHが高いほど、石炭灰から溶出しにくいという性質を有する。このため、石炭灰のpHを12.0以上とすることにより、これらの元素が石炭灰から溶出することを有効に抑制することができる。
なお、石灰石の添加量は、上記条件で調整される水溶液のpHが12.5以上となるように添加することがより好ましく、13.0以上となるように添加することが更に好ましい。このようなpHとなるように石灰石を添加することにより、セレン、ホウ素、ヒ素などの元素の溶出抑制作用を更に強めることができる。
Moreover, in this invention, adding the elution inhibitor for coal addition so that pH of the aqueous solution produced | generated by adding 10 mass parts of coal ash with respect to 100 mass parts of water may become 12.0 or more. You can also. Elements such as selenium, boron and arsenic have the property that the higher the pH of coal ash, the less likely it is to elute from coal ash. For this reason, it can suppress effectively that these elements elute from coal ash by making pH of coal ash 12.0 or more.
The limestone is preferably added so that the pH of the aqueous solution adjusted under the above conditions is 12.5 or more, and more preferably 13.0 or more. By adding limestone to such a pH, it is possible to further enhance the elution suppressing action of elements such as selenium, boron and arsenic.
上記の石炭添加用溶出防止剤の添加により、本発明においては、石炭灰中に含まれる有害な微量元素の溶出を、微量元素の種類に関わりなく抑制できる。具体的に溶出を防止することができる微量元素としては、特に限定されないが、ホウ素、フッ素、セレン、ヒ素などを挙げることができる。この中でも特に、ホウ素、セレン及びヒ素の溶出を、好ましく抑制することができる。この機構は、まず、カルシウムを含む化合物である石炭添加用溶出防止剤の添加によって、石炭灰の溶融温度を低下させる。すなわち、火炉161内の1300℃から1500℃という高温の条件においては、シリカ、アルミナを主成分とする石炭灰の表面が軟化(溶融)し、粘性をもった石炭灰粒子が、微量元素と接触して石炭灰の内部に取り込まれて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、燃焼の段階までに石炭添加用溶出防止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。
In the present invention, by adding the above-described coal dissolution additive, the elution of harmful trace elements contained in coal ash can be suppressed regardless of the type of trace elements. Specific examples of trace elements that can prevent elution include, but are not limited to, boron, fluorine, selenium, and arsenic. Among these, elution of boron, selenium and arsenic can be particularly preferably suppressed. This mechanism first lowers the melting temperature of coal ash by the addition of an elution inhibitor for coal addition, which is a compound containing calcium. That is, under the high temperature condition of 1300 ° C. to 1500 ° C. in the
また、石炭添加用溶出防止剤として石灰石、消石灰、生石灰を使用した場合には、排ガスの冷却過程において、或いは捕集された石炭灰中において、これらの石炭添加用溶出防止剤に由来する酸化カルシウムが石炭灰中に存在する酸化セレン、三酸化二ヒ素、及び酸化ホウ素などと反応して、それぞれ亜セレン酸カルシウム、ヒ酸カルシウム、ホウ酸カルシウムなどの難溶性又は不溶性の化合物を生成するため、石炭灰中の微量元素の溶出を抑制することができる。 In addition, when limestone, slaked lime, or quicklime is used as an elution inhibitor for coal addition, calcium oxide derived from these elution inhibitors for coal addition in the exhaust gas cooling process or in the collected coal ash Reacts with selenium oxide, arsenic trioxide, boron oxide, etc. present in coal ash to produce poorly soluble or insoluble compounds such as calcium selenite, calcium arsenate, calcium borate, Elution of trace elements in coal ash can be suppressed.
なお、石炭添加用溶出防止剤を過熱器付近のみに添加した場合には、過熱器付近の温度が850℃から900℃と、比較的低温であるので、上述の難溶性又は不溶性の化合物の生成のみが起こる。このため、石炭添加用溶出防止剤を過熱器付近のみに添加することも有効である。 In addition, when the dissolution additive for coal addition is added only in the vicinity of the superheater, the temperature in the vicinity of the superheater is 850 ° C. to 900 ° C., which is a relatively low temperature. Only happens. For this reason, it is also effective to add the elution inhibitor for coal addition only to the vicinity of the superheater.
<灰添加用溶出防止剤添加工程S21>
本発明の第2の特徴である灰添加用溶出防止剤20を添加する工程である灰添加用溶出防止剤添加工程S21は、図1に示すように、好ましくは上記の石炭灰処理工程で行なわれる(例えば、図1におけるS21)。
<Elution inhibitor addition step S21 for ash addition>
As shown in FIG. 1, the ash addition elution inhibitor addition step S21, which is a step of adding the ash
灰添加用溶出防止剤添加工程S21では、100質量部の石炭灰に対して、0.3質量部以上10質量部以下の範囲内で、灰添加用溶出防止剤20を添加することが好ましい。なお、上述の石炭灰処理工程を構成する各工程のうち、灰添加用溶出防止剤20を添加する溶出抑制処理工程はS21には限定されず、脱硝工程の前工程から、攪拌工程の前工程の間であればいつでもよい。例えば集塵機182(多段の場合はそれぞれの段)で回収された石炭灰に灰添加用溶出防止剤20を添加してもよい。
In the ash addition elution inhibitor addition step S21, it is preferable to add the ash
以下、本発明を実施例及び比較例によって更に具体的に説明する。
図1、図2に示すような装置を用い、図1における石炭供給部12の位置に石炭添加用溶出防止剤30(石灰石)を添加した(S31)。また、図1における石炭灰処理部18の混練機184の位置に灰添加用溶出防止剤20(硫酸アルミニウムの14から18含水塩)を添加した(S21)。ここでは、石炭として豪州炭を用いた。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.
The apparatus as shown in FIG. 1 and FIG. 2 was used and the
なお、石灰石は、石炭100質量部に対して1質量部となるように添加し、硫酸アルミニウム含水塩は、石炭灰100質量部に対して2質量部となるように添加した。 In addition, limestone was added so that it might become 1 mass part with respect to 100 mass parts of coal, and the aluminum sulfate hydrate was added so that it might become 2 mass parts with respect to 100 mass parts of coal ash.
上記石炭添加用溶出防止剤30及び灰添加用溶出防止剤20が添加された石炭灰について、微量元素(セレン、ホウ素、及びヒ素)の溶出濃度を測定した結果を表1に示す。なお、溶出濃度の単位はいずれも[mg/L]である。なお、比較例1は石炭添加用溶出防止剤30及び灰添加用溶出防止剤20がいずれも未添加であり、比較例2は、石炭添加用溶出防止剤30のみ添加したものである(灰添加用溶出防止剤20は未添加)。また、表中のEP1から4段目は、EP(集塵機182)の一段目から四段目を意味し、上流の1段目から下流の4段目までの直列4段で構成される集塵機182のそれぞれの集塵機から採集された灰についての測定結果である。
Table 1 shows the results of measuring the elution concentrations of trace elements (selenium, boron, and arsenic) for the coal ash to which the coal
表1の結果によれば、石炭添加用溶出防止剤30のみの添加(比較例2)に比べて、灰添加用溶出防止剤20を更に添加した実施例においては、更に大幅に溶出抑制がなされている。特にフッ素については比較例2では溶出防止効果が認められなかったが、実施例では溶出防止効果が得られている。これにより、本発明の方法が幅広い炭種(有害微量元素を多く含有する炭種)にも適用可能であり、幅広い有害微量元素にも適用可能であることがわかる。
According to the results shown in Table 1, in the example in which the ash
本発明は、火力発電所等の微粉炭燃焼炉から排出される石炭灰の有害性(環境負荷)を低減できることから、石炭灰のさらなる有効利用及び安全な廃棄処理を可能とする技術である。 Since this invention can reduce the harmfulness (environmental load) of coal ash discharged from a pulverized coal combustion furnace such as a thermal power plant, it is a technology that enables further effective utilization and safe disposal of coal ash.
1 微粉炭燃焼施設
12 石炭供給部
121 石炭バンカ
122 給炭機
14 微粉炭生成部
141 石炭微粉炭機
142 空気供給機
16 微粉炭燃焼部
161 火炉
162 加熱機
163 空気供給機
18 石炭灰処理部
181 脱硝装置
182 集塵機
183 石炭灰回収サイロ
20 灰添加用溶出防止剤
30 石炭添加用溶出防止剤
S21 灰添加用溶出防止剤添加工程
S31、S32、S33 石炭添加用溶出防止剤添加工程
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記石炭に、石灰石、消灰石、生石灰からなる群より選択される1種以上を含む溶出防止剤を石炭添加用溶出防止剤として添加し、
更に、前記石炭の燃焼後に得られる石炭灰に、硫酸アルミニウム必須成分として含む溶出防止剤を灰添加用溶出防止剤として添加することを特徴とする有害微量元素溶出抑制方法。 A toxic trace element elution suppression method that suppresses leaching of harmful trace elements from combustion residues of coal as fuel in a coal-fired power generation system,
To the coal, an elution inhibitor containing one or more selected from the group consisting of limestone, slaked stone, and quicklime is added as an elution inhibitor for coal addition,
Furthermore, a harmful trace element elution suppression method, comprising adding an elution inhibitor containing aluminum sulfate as an essential component to coal ash obtained after combustion of the coal as an elution inhibitor for ash addition.
前記石炭灰100質量部に対して、前記灰添加用溶出防止剤を0.3質量部以上10質量部以下の範囲で添加する請求項1記載の有害微量元素溶出抑制方法。 With respect to 100 parts by mass of coal, the dissolution additive for coal addition is added in the range of 0.1 to 10 parts by mass,
The harmful trace element elution suppression method according to claim 1, wherein the elution inhibitor for ash addition is added in a range of 0.3 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the coal ash.
前記石炭添加用溶出防止剤を、燃焼ボイラ内又はその上流で添加し、
前記灰添加用溶出防止剤を、集塵機で回収された石炭灰に添加する請求項1又は2に記載の有害微量元素溶出抑制方法。 The coal-fired power generation system is a pulverized coal combustion type power generation system,
Add the coal dissolution elution inhibitor in the combustion boiler or upstream thereof,
The harmful trace element elution suppression method according to claim 1 or 2, wherein the ash addition elution inhibitor is added to coal ash recovered by a dust collector.
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