JPS6344484A - 石炭−水スラリ廃液の回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭−水スラリ廃液の回収装置に係り、特に
石炭−水スラリ処理系統の洗浄等により希釈された低濃
度の石炭−水スラリ廃液を製品スラリと同等に高濃度化
して再利用するのに好適な石炭−水スラリ廃液の回収装
置に関する。

〔従来の技術〕

石炭−水スラリ　（ＣＷＭ）の製造処理系統中の主系統
配管および貯蔵タンク等において、それらの内部にＣＷ
Ｍが長期間停止した状態にあると、ＣＷＭ中の石炭粒子
が次第に堆積し、配管の閉塞やタンク内の沈積が生じ、
ＣＷＭの安定運用が困難となる。このため、上記配管や
タンク等を定期的に洗浄する必要がある。このような洗
浄処理によって、ＣＷＭ廃液が生じる。

ＣＷＭ廃液の処理方法として、未公知であるが先に第２
図に示す方法を捷案した（昭和６１年１月９日出願）、
第２図において、ＣＷＭの主系統配管１あるいはＣＷＭ
貯槽２の内部を洗浄する際に生じるＣＷＭ廃液は、ドレ
ン弁３およびドレン管４を介してドレン槽５に導入され
る。ドレン槽５では、洗浄用の水により希釈されたＣＷ
Ｍ廃液を静置すると、ＣＷＭ中の石炭粒子が沈降する。

このため、ドレン槽５に攪拌機７が設置され、槽内のＣ
ＷＭ廃液６は常に攪拌された状態に置かれている。製品
スラリと比較して低濃度となっているＣＷＭ廃液（ドレ
ン）は、ＣＷＭ回収ポンプ８およびＣＷＭ回収管９を経
てＣＷＭ＆Ｉ造用の主系統に設置された粉砕機１０に少
量ずつ投入され、原料炭１）および水１２と混合されて
再処理され製品ＣＷＭ１３として使用回収される。

また、ＣＷＭ廃液の処理方法として、ドレン槽に貯蔵し
たＣＷＭ廃液を上記方法のようにリサイクルして高濃度
のスラリとして使用することなく、ＣＷＭ廃液を直接燃
焼炉等へ吹き込み燃焼処理する方法も考えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第２図に示す方法の場合、濃度の低いＣＷＭ廃液をスラ
リ製造主系統の粉砕機１０に投入するため、製品スラリ
の元々製造に必要な石炭と水との粉砕機１０への投入量
のバランスの制御が困難となる。また、ＣＷＭ廃液中の
石炭粒子は既に製品としての粒度まで粉砕されているの
で、再粉砕する必要のないものを更に粉砕することにな
り、効率の悪い運用となる。

一方、ＣＷＭ廃液を燃焼炉内に吹き込む場合、ＣＷＭ廃
液は低濃度で水分が多いために、燃焼排ガスを大気放散
すると水の潜熱による大きな熱損失を伴うことになる。

さらにこのような弊害を解消するためにＣＷＭ廃液を脱
水機を使用して高濃度のスラリとして回収する方法も考
えられるが、この場合設備が大規模となり、動力が多く
かかる問題がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消し、
スラリ製造の主系統に影響を与えることなく、水の熱損
失および必要エネルギを最少として低濃度のＣＷＭ廃液
を回収処理できるＣＷＭ廃液の回収装置を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ＣＷＭを取り扱う配管・機器を存する系統
からＣＷＭ廃液を抜き出すラインと、該ラインからの石
炭−水スラリ廃液が貯蔵されるとともにその内部に加熱
手段と攪拌手段とを設けたドレン槽と、該ドレン槽内の
ＣＷＭ廃液の性状を直接的又は間接的に計測し、その計
測値と設定値の偏差に基づいて前記加熱手段に供給され
る熱媒体の流量を制御する手段と、を備えることによっ
て達成される。

〔作用〕

ＣＷＭを取り扱う配管・機器を有する系統から抜き出さ
れた低濃度のＣＷＭ廃液は、ドレン槽において、熱媒体
により加熱され、スラリ中の水分が蒸発する。このとき
、ドレン槽に設けられた撹拌手段により常時槽内が攪拌
され、スラリ中の石炭粒子の沈降が防止されるとともに
槽内のスラリの循環流が形成され、熱効率が向上する０
、また、ドレン槽内のＣＷＭ廃液の性状を直接的に又は
間接的に計測し、その計測値と設定値との偏差に基づい
て加熱手段に供給される熱媒体の流量を制御することに
よってスラリ中から蒸発する水分の量を調整でき、ドレ
ン槽内のＣＷＭ廃液の濃度を製品スラリと同等にでき、
このように調整されたスラリがＣＷＭを取り扱う配管・
機器を有する系統に戻され、再利用される。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明にがかるＣＷＭ廃液の回収装置の一実
施例を示す系統図である。第１図において、ドレン槽５
内のドレン取り出し口付近にクララシャ１４が設置され
、ドレン取り出し口から延設された配管はその途中にＣ
Ｗ　Ｍ回収ポンプ８ａが配設されるととにＣＷＭ回収管
９に接続されている。蒸気１５の導入管の途中には蒸気
流量調整弁１６が設置され、この蒸気導入管はドレン槽
５内で加熱管１７を構成している。ドレン槽５内の加熱
管１７はドレン槽５外部のドレン管に連通し、このドレ
ン管の途中にドレントランプ１８が設置されている。ド
レン槽５の側面にはサンプルポンプ１９が配設され、こ
のサンプルポンプ１９でサンプリングされたＣＷＭ廃液
の粘度が粘度計２０で計測されているようになっている
。この粘度計２０は電気結線２１により蒸気流１）ｉ１
整弁１６に連絡され、粘度計２０からの信号により蒸気
導入管に設置された蒸気流量調整弁１６の開度が制御さ
れる。また、粘度計２０は電気結線２１によりドレン槽
５の上部に設けられたダンパ２７を作動させるモータに
連絡されている。ダンパ２７が設けられたドレン槽５の
上部は蒸気ダクト２２が配設され、この蒸気ダクト２２
の他端開口部は蒸気回収タンク２４内に位置している。

前記蒸気ダクト２２の途中には凝縮器２３が配設され、
蒸気回収タンク２４の凝縮液は、補給水ポンプ２５によ
り水タンク２６に供給されるようになっている。

第１図において、第２図に示す装置における構成部分と
同一部分は同一符号で示している。

次に上記のように構成されるＣＷＭ廃液の回収装置の作
用について説明する。

ＣＷＭ主系統配管１およびＣＷＭ貯槽２内の洗浄により
生じたＣＷＭ廃液（ドレン）はドレン弁３およびドレン
管４を経てドレン槽５に貯溜される。このＣＷＭｊｊｉ
液６は、水洗浄による水希釈のため製品スラリと比較し
て低濃度であるのでドレン槽５において攪拌機７により
常時攪拌された状態に維持され、ＣＷＭ廃液６内の石炭
粒子の沈降が防止されている。ドレン槽５には蒸気導入
管から水蒸気１５が導入され、この蒸気はドレン槽５内
の加熱管１７内を流通し、ドレン槽５内のＣＷＭ廃液６
を加熱する。ＣＷＭ廃液６の加熱によりドレン槽５内に
貯溜されたドレン表面から水分が蒸発する。このとき加
熱管１７の表面の温度が１００℃以上となるとスラリの
水分がベーパとなって蒸発し、局部的に石炭粒子が加熱
管１７表面に固着する。このため、加熱蒸気の圧力を出
来るだけ１ｋｇ／ｃｍ”程度の低圧とするとともに攪拌
を十分にして加熱管１７表面付近における石炭粒子の滞
留を防止して低濃度スラリの循環流を構成し、同時にド
レン表面からの大気への水分蒸発を短時間に効率的よく
行うことができる。

次にドレンから蒸発した水分は、開状態のダンパ２７か
ら蒸気ダクト２２を通って凝縮器２３を通過する。この
凝縮器２３において、蒸発した水分は空気や水等と熱交
換されて凝縮し、蒸気回収タンク２４に回収されるとと
もに蒸発した水分が保有する熱エネルギは暖房そのタン
クの熱源として利用される。この蒸気回収タンク２４に
は加熱管１７内において蒸気とＣＷＭ廃液６との熱交換
により生じた凝縮液がドレントラップ１８を経て回収さ
れる０Ｍ気回収タンク２４内の凝縮液は補給水ポンプ２
５により水タンク２に送液され、ＣＷＭ製造用、その他
の用途に利用される。なお、加熱管１７には水蒸気以外
の他の熱媒体を使用することができ、この場合、加熱管
１７からのドレンは蒸気回収タンク２４とは異なるタン
クに貯溜してもよい。

ここで、ドレン槽５内のＣＷＭ廃ｆｉ６中の水分蒸発が
不充分な場合、ドレン槽５から排出されるＣＷＭをＣＷ
Ｍ主系統め製品として使用することができない、一方Ｃ
ＷＭ廃液６中の水分が蒸発しすぎた場合、ドレン槽５内
のＣＷＭはスラリとしての流動性が低下し、配管等に固
着するため回収利用することが困難となる。そこで、ド
レン！ｆ！５内のＣＷＭ廃液の一部をサンプルポンプ１
９により抜き出し粘度計２０にて連続的にＣＷＭ廃液の
粘度を計測する。ＣＷＭの粘度とＣＷＭの濃度との間に
は相関があり、炭種によるこの両者の関係からあらかじ
め定められた設定値と前記粘度の計測値との偏差に基づ
いて蒸気流量調整弁１６の開度制御信号が出力され、ま
たはダンパ２７の開度制御信号が出力される。このよう
にしてドレン槽５内のＣＷＭ廃液６は製品スラリとほぼ
同一の１・農度−粘度性状に復元される。

したがって、性状計測はスラリの粘度に限らず、スラリ
のｌ；度あるいは粘度以外のその他の性状を代表する一
計測項目をとってよい。しかしながらスラリの再生後の
利用に際しては、スラリの流送上の問題や２種類の以上
の石炭を含有するＣ　Ｗ　ＦＡのドレンが混入されてい
る場合（２種類のスラリの同一粘度における濃度が異な
るケースでは濃度設定が繁雑となる）を考慮すると粘度
による制御が最も容易であり、特に有効である。

また、ドレン槽５内のＣＷＭ廃液６の濃度が目標粘度に
到達した後、加熱管１７による加熱を停止してもドレン
槽５内のＣＷＭ廃液６の温度が高い状態を維持し、蒸発
が継続される結果、ＣＷＭ廃液６の過剰な蒸発を来す、
このような現象を回避するためにドレン槽５内のＣＷＭ
廃液６が目標粘度に到達したときに、ドレン槽５出口の
ダンパ２７を自動的に閉とし設定時間経過までこの状態
が維持される０以上のシステムによってドレン槽５内の
低濃度のＣＷＭ廃液６は、製品スラリと同等の濃度に再
生される。

再生されたスラリは、本来の製品スラリと同一の性状を
有するのでＣＷＭ回収ポンプ８ａによりＣＷＭ回収管９
を経て主系統に戻され燃料として利用される。上記のよ
うな手段によってもドレン槽５内のＣＷＭ廃液６中に万
一、固形状物が存在し、スラリの流動性が低下する場合
、ポンプ吸い込み側に設置されたクラッシャ１４にてそ
の固形状物が粉砕されるのでスラリの流動性が確保され
る。ＣＷＭ中の固形状物の状態によっては、ＣＷＭ製造
における主系統に設置された粉砕機ｌＯ又は別の異なる
処理系統に設置された粉砕機１０により固形状物を再粉
砕し、流動性を確保するとともに粒径分布を製品スラリ
と同等の状態として調整するシステムとすることもでき
る。

上記した実施例では、特に低濃度のＣＷＭ廃液中の水分
が系外への排出を伴うことなく再利用できるから資源の
有効活用が可能となり、また、蒸発蒸気を暖房等の熱利
用による′ａ縮回収により加熱蒸気の熱回収ができる効
果がある。

上記した実施例において、ＣＷＭ廃液の性状自体を計測
し、その計測値に基づいて加熱媒体の流量制御又はダン
パの開度制御を行うシステムを採用しているが、ドレン
槽５に設けられた攪拌機７のトルク又は攪拌Ｒ７に対す
る電流値を計測し、これらの計測値に基づいて加熱媒体
の流量制御又はダンパの開度制御を行うこともできる。

スラリの粘度と濃度との間に相関があり、またスラリの
粘度と攪拌機７にかかるトルクあるいは攪拌機７に対す
る電流値との間にも相関がある。したがって撹拌Ｒ７に
かかるトルクまたは電流値によりスラリの性状を間接的
に把握できる。このような手段の場合、粘度計、吸引ポ
ンプおよびその配管付設等の設備が不要となり、装置構
成を簡素化できる。

また、本発明において、ドレン槽５を大気圧以上とする
加圧形とすることもできる。大気圧形のドレン槽の場合
、蒸気加熱時のスラリからのベーパ発生が約１００℃で
あり、局部的な加熱ペーパ発生のおそれが残る。しかし
加圧形のドレン槽では加熱蒸気圧を槽内スラリ圧よりも
常に低く制御すれば、スラリ中の水分が加熱管部付近で
局部的に蒸発することが避けられるために加熱管部に対
する石炭粒子の凝集固着を完全に防止することができる
。

（発明の効果〕 以上のように本発明によれば、ＣＷＭを取り扱う配管・
機器を有する主系統から取り出される低濃度の廃液を高
濃度の製品スラリとして再生でき、この再生スラリを前
記主系統に戻す際の運用が容易となり、スラリを燃焼装
置等に導入する際も燃焼が安定する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にがかるＣＷＭ廃液の回収装置の一実施
例を示す系統図、第２図は従来のＣＷＭ廃液の回収装置
の例を示す系統図である。 ２・・・・・・ＣＷＭ貯槽、５・・・・・・ドレン槽、
７・・・・・・攪拌機、１０・・・・・・粉砕機、１４
・・・・・・クラッシャ、１５・・・・・・水蒸気、１
６・・・・・・蒸気流量調整弁、１７・・・・・・加熱
管、１８・・・・・・ドレントラップ、１９・旧・・サ
ンプルポンプ、２０・・・・・・粘度計、２２・・・・
・・蒸気ダクト、２３・・・・・・ａ縮器、２４・・・
・・・蒸気回収タンク、２６・・・・・・水タンク、２
７・・・・・・ダンパ。 代理人　弁理士　西　元　勝　− １（、） 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）石炭−水スラリを取り扱う配管・機器を有する系
   統から石炭−水スラリ廃液を抜き出すラインと、該ライ
   ンからの石炭−水スラリ廃液が貯蔵されるとともにその
   内部に加熱手段と攪拌手段とを設けたドレン槽と、該ド
   レン槽内の石炭−水スラリ廃液の性状を直接的又は間接
   的に計測し、その計測値と設定値の偏差に基づいて前記
   加熱手段に供給される熱媒体の流量を制御する手段と、
   を備えていることを特徴とする石炭−水スラリ廃液の回
   収装置。
2. （２）前記ドレン槽より発生する蒸気を凝縮し、その凝
   縮水を石炭−水スラリを取り扱う配管・機器を有する系
   統に戻すラインと、前記加熱手段に水蒸気からなる熱媒
   体を導入し、加熱手段からの凝縮水を石炭−水スラリを
   取り扱う配管・機器を有する系統に戻すラインと、を設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   石炭−水スラリ廃液の回収装置。
3. （３）前記石炭−水スラリの性状を直接的に計測した計
   測値が、石炭水スラリの粘度又は濃度であることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の石炭−水スラリ
   廃液の回収装置。
4. （４）前記石炭−水スラリの性状を間接的に計測した計
   測値が、攪拌機かかるトルク又は攪拌機における電流値
   であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の石炭−水スラリの廃液の回収装置。