特許 7525285 石炭灰の改質装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】石炭灰の改質装置

(51)【国際特許分類】

   F27B 7/14 20060101AFI20240723BHJP

   F27B 7/36 20060101ALI20240723BHJP

   F27D 3/16 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

F27B7/14

F27B7/36

F27D3/16 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020061823

(22)【出願日】2020-03-31

(65)【公開番号】P2021162189

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-02-27

(73)【特許権者】

【識別番号】521297587

【氏名又は名称】ＵＢＥ三菱セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091904

【弁理士】

【氏名又は名称】成瀬 重雄

(72)【発明者】

【氏名】山下 牧生

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 智彦

【審査官】國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０８３３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３０９５１３８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｄ ３／００－ ５／００

Ｆ２７Ｂ ５／００－ ７／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

石炭灰を加熱処理して改質する装置であって、
加熱装置、石炭灰投入手段、ガス吹込手段及び分散手段を備え、
前記加熱装置は、炉を有しており、かつ、当該炉の外表面を加熱するものであり、
前記石炭灰投入手段は、前記炉の内部に前記石炭灰を投入するものであり、
前記ガス吹込手段は、前記炉の内部に助燃空気を吹き込むものであり、
前記炉は、当該炉の長手軸を中心に回転する回転炉であり、
前記分散手段は、前記回転炉（４ａ）の内表面に取り付けられて前記回転部（４ａ）と共に回転する複数本のガス噴出管（５ｃ）を有しており、
前記複数本のガス噴出管（５ｃ）の外形形状は筒状とされており、
前記複数本のガス噴出管（５ｃ）は、前記ガス噴出管（５ｃ）を横断面視した状態において、前記回転炉（４ａ）の内側方向に突出するように配置されており、
前記複数本のガス噴出管（５ｃ）どうしの間には、前記回転炉の内部に投入された前記石炭灰を、前記回転炉の回転に伴って一時的に収容可能な間隔が形成されており、
前記複数本のガス噴出管（５ｃ）には、それぞれの前記ガス噴出管（５ｃ）の内部に吹き込まれた分散ガス（Ｇ３又はＧ４）を前記回転炉の内部に噴出するための孔部（ｈ１又はｈ２）が形成されており、
前記分散手段は、前記回転炉の内部における前記石炭灰の下方から、前記複数本のガス噴出管（５ｃ）の上方に向けて前記石炭灰に前記分散ガスを噴出でき、かつ、前記間隔に収容された前記石炭灰を前記回転炉の回転に伴って落下させることができ、これにより、前記回転炉の内部において前記石炭灰を分散させるようになっていることを特徴とする石炭灰の改質装置。

【請求項2】

前記複数本のガス噴出管（５ｃ）は、前記炉の内部における前記石炭灰の搬送方向上流側においては、前記分散ガスとして第１分散ガスを噴出し、前記炉の内部における前記石炭灰の搬送方向下流側においては、前記分散ガスとして第２分散ガスを噴出し、
前記第２分散ガスの流速は、前記第１分散ガスの流速に比較して小さいことを特徴とする請求項１に記載の石炭灰の改質装置。

【請求項3】

前記複数本のガス噴出管（５ｃ）に形成された前記孔部は、前記ガス噴出管（５ｃ）ごとに、前記石炭灰の搬送方向上流側に形成された第１孔部（ｈ１）と、前記石炭灰の搬送方向下流側に形成された第２孔部（ｈ２）とを有しており、前記第１分散ガスは前記第１孔部から噴出し、前記第２分散ガスは前記第２孔部から噴出する構成となっている
ことを特徴とする請求項２に記載の石炭灰の改質装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、石炭灰を改質する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

石炭灰をコンクリート用混和材として利用する場合、この石炭灰に多くの未燃カーボンが含まれていると、コンクリートの製造に必要なＡＥ剤の量が多くなるおそれがあり、さらには、製造したコンクリートの表面に黒斑が生じるおそれがある。このため、石炭灰をコンクリート用混和材として利用する場合、予め石炭灰を改質して石炭灰の未燃カーボン含有率を低下させておき、その後で石炭灰をコンクリート用混和材としてセメント等と混合する必要がある。

【0003】

石炭灰の未燃カーボン含有率を低下させる方法としては、石炭灰を加熱処理して石炭灰中の未燃カーボンを燃焼させる方法が挙げられる。下記特許文献１には、外熱式ロータリーキルンの内部にフライアッシュ（石炭灰の一種）と燃焼用ガス（助燃空気）とを供給し、外熱式ロータリーキルンの内部において、燃焼用ガス（助燃空気）によりフライアッシュを加熱処理してフライアッシュ中の未燃カーボンを燃焼させることが記載されている。

【0004】

しかし、下記特許文献１に記載の技術は、外熱式ロータリーキルンにおいてフライアッシュ中の未燃カーボンを効率よく燃焼させるために、外熱式ロータリーキルンに多量の燃料を供給しなければならず、フライアッシュの加熱処理に多くのコストを要するという問題を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－２９９４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、本発明は、石炭灰に含まれる未燃カーボンを少量の燃焼により低コストで効率よく燃焼させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第一項目は、石炭灰を加熱処理して改質する装置に係るものである。この装置は、加熱装置、石炭灰投入手段、ガス吹込手段及び分散手段を備える。前記加熱装置は、炉を有しており、かつ、当該炉の外表面を加熱するものである。前記石炭灰投入手段は、前記炉の内部に前記石炭灰を投入するものである。前記ガス吹込手段は、前記炉の内部に助燃空気を吹き込むものである。前記分散手段は、前記炉の内部における前記石炭灰の下方から、当該分散手段の上方に向けて前記石炭灰に分散ガスを噴出することにより、前記炉の内部において前記石炭灰を分散させる。

【0008】

上記第一項目によれば、加熱されている石炭灰の分散を分散ガスにより促進することができる。これにより、石炭灰を偏りなく高温の助燃空気と接触させて加熱することができる。さらには、加熱されている石炭灰の搬送をも分散ガスにより促進することができる。これにより、石炭灰に対する長時間の過剰な加熱を抑制することができる。よって、石炭灰に含まれる未燃カーボンを少量の燃料により低コストで効率よく燃焼させることができる。

【0009】

本発明の第二項目は、上記第一項目において次の内容を備えるものである。すなわち、前記分散手段は、前記炉の内部における前記石炭灰の搬送方向上流側においては、前記分散ガスとして第１分散ガスを噴出し、前記炉の内部における前記石炭灰の搬送方向下流側においては、前記分散ガスとして第２分散ガスを噴出する。前記第２分散ガスの流量は、前記第１分散ガスの流量に比較して少ない。

【0010】

上記第二項目によれば、石炭灰の搬送方向上流側においては、未燃カーボンを多く含む石炭灰（改質されていない石炭灰）が多いため、第１分散ガスによって積極的に石炭灰を分散させることにより、石炭灰に含まれる未燃カーボンを効率よく燃焼させる。そして、石炭灰の搬送方向下流側においては、未燃カーボンの燃焼が進んで未燃カーボンをあまり含まない石炭灰（ある程度改質された石炭灰）が多いため、第２分散ガスによって石炭灰が過度に飛散しない程度に石炭灰を分散させることにより、石炭灰に残留している少量の未燃カーボンを燃焼させ、その上で、改質された石炭灰を効率よく回収する。よって、石炭灰に含まれる未燃カーボンを効率よく燃焼させることができ、かつ、改質された石炭灰を効率よく回収することができる。

【0011】

本発明の第三項目は、上記第一項目又は上記第二項目において次の内容を含むものである。前記炉は、当該炉の長手軸を中心に回転する回転炉である。前記分散手段は、前記回転炉に取り付けられている。前記分散手段は、前記回転炉の回転に伴って前記分散ガスの噴出を一時的に停止することにより、前記回転炉の内部における前記石炭灰の上方からは前記分散ガスを噴出せず、前記回転炉の内部における前記石炭灰の下方から前記分散ガスを噴出する。

【0012】

上記第三項目によれば、分散手段による分散ガスの噴出位置が回転炉の回転によって変化しても、分散ガスは回転炉の内部における石炭灰の上方からは噴出されずに下方から噴出されるため、回転炉の内部における石炭灰を分散ガスによって安定して分散させるとともに搬送することができる。

【発明の効果】

【0013】

以上のように、本発明によれば、石炭灰に含まれる未燃カーボンを少量の燃料により低コストで効率よく燃焼させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る石炭灰の改質装置を示す概略図である。

【図2】図１における分散手段を拡大して示す側面図である。

【図3】図１における石炭灰の改質装置を図１のＡ－Ａ線に沿って切断して概略的に示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

まず、本発明の一実施形態に係る石炭灰の改質装置における構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る石炭灰の改質装置を示す概略図である。図１に示すように、石炭灰の改質装置１は、石炭灰Ａ１を加熱処理して改質する装置である。この改質装置１は、スクリューコンベア２（石炭灰投入手段）、ガス吹込管３（ガス吹込手段）、加熱装置４及び分散手段５を備えている。

【0016】

加熱装置４は、回転炉４ａを有している。スクリューコンベア２は、回転炉４ａの内部に石炭灰Ａ１を投入するものである。ガス吹込管３は、回転炉４ａの内部に助燃空気Ｇ１を燃料（図示せず）とともに吹き込むものである。スクリューコンベア２及びガス吹込管３は、回転炉４ａにおける石炭灰搬送方向Ｄ１（回転炉４ａの軸方向、助燃空気Ｇ１の吹込方向に平行な方向）の上流側端部に接続されている。

【0017】

加熱装置４は、回転炉４ａ及び排出部４ｂを備えている。回転炉４ａは、回転炉４ａの長手軸（後述する図３に示す回転軸Ｏ）を中心に回転するものである。排出部４ｂは、回転炉４ａにおける石炭灰搬送方向Ｄ１の下流側端部に設けられている。加熱装置４は、熱媒体（図示せず）を回転炉４ａの外表面に接触させて（当該熱媒体により当該外表面を加熱して）回転炉４ａの内部を加熱する。回転炉４ａは、円筒状に形成されて水平方向に対して傾斜するように配置された外熱式ロータリーキルンである。これにより、回転炉４ａの内部底面は、水平方向に対して0.1°(deg.)以上10°(deg.)以下の勾配（傾斜）を有しており、この内部底面に沿って石炭灰Ａ１が石炭灰搬送方向Ｄ１に滑り落ちるようになっている。

【0018】

なお、回転炉４ａにおける石炭灰搬送方向Ｄ１の上流側端部には固定面ｓが形成されている。固定面ｓは回転炉４ａにおける回転部（回転炉４ａにおいて回転する部分であって固定面ｓ以外の箇所）に対して相対移動可能となっており、この回転部が回転しても固定面ｓは回転することなく固定されている。この回転部と固定面ｓとの間はシール構造となっているため、この回転部と固定面ｓとの間をガス（図示せず）が通過することはない。

【0019】

加熱装置４は、回転炉４ａの内部において、石炭灰Ａ１を石炭灰搬送方向Ｄ１に搬送しながら高温の助燃空気Ｇ１と接触させて加熱する。加熱装置４は、回転炉４ａを回転炉４ａの回転軸（図３に示す回転軸Ｏ）周りに回転させることにより、回転炉４ａの内部における石炭灰Ａ１を撹拌しながら加熱する。

【0020】

このようにして、加熱装置４は、回転炉４ａの内部において、石炭灰Ａ１を回転炉４ａの内部底面における勾配により搬送しながら高温の助燃空気Ｇ１と接触させて加熱することにより、石炭灰Ａ１に含まれる未燃カーボンを燃焼させて改質灰Ａ２を製造する。改質灰Ａ２の未燃カーボン含有率は、石炭灰Ａ１の未燃カーボン含有率よりも低い。回転炉４ａの内部においては、石炭灰Ａ１に含まれる未燃カーボンの燃焼により炭酸ガス（二酸化炭素、一酸化炭素など）が発生する。

【0021】

加熱装置４は、回転炉４ａの内部から排出部４ｂの内部に向けて改質灰Ａ２と排ガスＧ２とを排出する。排出部４ｂの上部にはガス排出口（図示せず）が設けられており、排出部４ｂの下部には灰分排出口（図示せず）が設けられている。排ガスＧ２は、加熱装置４の外部に設けられる誘引ファン（図示せず）に吸引されることにより、排出部４ｂの内部から上記ガス排出口を通過して加熱装置４の外部へ排出される。一方、改質灰Ａ２は、排出部４ｂの内部において落下することにより、排出部４ｂの内部から上記灰分排出口を通過して加熱装置４の外部へ排出される。このように、排出部４ｂの内部においては、改質灰Ａ２と排ガスＧ２とが互いに分離して各々排出される。

【0022】

図１に示すように、分散手段５は、送風機５ａ、分岐管５ｂ及び複数のガス噴出管５ｃを備えている。分岐管５ｂは、回転炉４ａにおける石炭灰搬送方向Ｄ１の下流側端部に設けられている。送風機５ａは、排出部４ｂの内部に位置して分岐管５ｂの内部に設けられている。各々のガス噴出管５ｃは、円筒状に形成されている。各々のガス噴出管５ｃにおける一端（石炭灰搬送方向Ｄ１の下流側端部）は分岐管５ｂに接続されている。各々のガス噴出管５ｃは、分岐管５ｂとの連結部Ｌから石炭灰搬送方向Ｄ１の上流側に延びるようにして、回転炉４ａの内表面に取り付けられている。

【0023】

図１に示すように、各々のガス噴出管５ｃには、複数の第１孔部ｈ１及び複数の第２孔部ｈ２が石炭灰搬送方向Ｄ１に沿って形成されている。複数の第１孔部ｈ１は石炭灰搬送方向Ｄ１の上流側に設けられており、複数の第２孔部ｈ２は石炭灰搬送方向Ｄ１の下流側に設けられている。石炭灰搬送方向Ｄ１において、複数の第１孔部ｈ１は互いに間隔を設けて直列に配置されており、複数の第２孔部ｈ２も互いに間隔を設けて直列に配置されている。

【0024】

図２は、図１における分散手段５を拡大して示す側面図である。具体的には、図２は、図１に示す石炭灰搬送方向Ｄ１の下流側から上流側に向かって分散手段５を見た図である。図２に示すように、分岐管５ｂは、一の主管５ｍと複数の枝管５ｓとにより構成されている。主管５ｍ及び枝管５ｓは、共に円筒状に形成されている。主管５ｍの内部には送風機５ａが設けられている。各々の枝管５ｓは、主管５ｍから主管５ｍの径方向外側に延びるように設けられている。各々の枝管５ｓは、主管５ｍから互いに異なる方向に延びるように設けられている。各々の枝管５ｓは、対応するガス噴出管５ｃにそれぞれ接続されている。図２に示すように、各々の枝管５ｓにおける間には、回転炉４ａの周方向（回転炉４ａの回転方向Ｄ２）に沿って配列された間隔Ｃがそれぞれ設けられている。各々のガス噴出管５ｃは、回転炉４ａの周方向（回転炉４ａの回転方向Ｄ２）における間隔を互いに設けるようにして配置されている。

【0025】

主管５ｍの内部は、図１に示す排出部４ｂの内部において主管５ｍの外部（分散手段５の外部）と連通しており、かつ、各々の枝管５ｓの内部と連通している。各々の枝管５ｓの内部は、対応するガス噴出管５ｃの内部とそれぞれ連通している。各々のガス噴出管５ｃの内部は、回転炉４ａの内部において、各々のガス噴出管５ｃに形成されている第１孔部ｈ１及び第２孔部ｈ２を介してガス噴出管５ｃの外部（分散手段５の外部）と連通している。

【0026】

図１及び図２に示すように、高温空気Ｈは、排出部４ｂの内部において主管５ｍの外部（分散手段５の外部）から送風機５ａによって主管５ｍの内部に吹き込まれ、主管５ｍの内部から枝管５ｓの内部を通過してガス噴出管５ｃの内部にまで供給される。さらに、高温空気Ｈは、回転炉４ａの内部において、ガス噴出管５ｃの第１孔部ｈ１から第１分散ガスＧ３としてガス噴出管５ｃの外部（分散手段５の外部）に噴出され、ガス噴出管５ｃの第２孔部ｈ２から第２分散ガスＧ４としてガス噴出管５ｃの外部（分散手段５の外部）に噴出される。第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４は、ガス噴出管５ｃから回転炉４ａの回転軸（図３に示す回転軸Ｏ）に向かって、すなわち、回転炉４ａの径方向外側から径方向内側に向かって噴出される。

【0027】

分散手段５は、主管５ｍと一部の枝管５ｓとの連結部Ｌにおける流路を適宜なタイミングで塞ぐ切替部材（図示せず）を有している。この切替部材は、「回転炉４ａの回転に伴って回転炉４ａの内部底面に位置しているガス噴出管５ｃ」に接続されている枝管５ｓには高温空気Ｈが流れることを許容し、「回転炉４ａの回転に伴って回転炉４ａの内部底面に位置しなくなったガス噴出管５ｃ」に接続されている枝管５ｓには高温空気Ｈが流れることを防止する。これにより、高温空気Ｈは、回転炉４ａの回転に伴って各々のガス噴出管５ｃの位置が変わったとしても、回転炉４ａの内部底面に位置しているガス噴出管５ｃにのみ流れることになる。

【0028】

このように、分散手段５は、回転炉４ａの内部（加熱装置４の内部）における石炭灰Ａ１の下方から、ガス噴出管５ｃの上方（分散手段５の上方）に向けて回転炉４ａの内部における石炭灰Ａ１に分散ガス（第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４）を噴出する。そして、分散手段５は、「回転炉４ａの回転に伴って回転炉４ａの内部底面に位置しなくなったガス噴出管５ｃ」からの分散ガス（第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４）の噴出を一時的に停止させることにより、回転炉４ａの内部における石炭灰Ａ１の上方からは上記分散ガスを噴出しないようにする。これにより、分散手段５は、回転炉４ａの内部において石炭灰Ａ１を効果的に分散させて高温の助燃空気Ｇ１に積極的に接触させる。

【0029】

各々のガス噴出管５ｃにおいて第２孔部ｈ２は第１孔部ｈ１に比較して少なく形成されているため、第２分散ガスＧ４の流量は第１分散ガスＧ３の流量に比較して少なくなっている。また、一個当たりの第２孔部ｈ２の面積は一個当たりの第１孔部ｈ１の面積に比較して大きいため、第２分散ガスＧ４の流速は第１分散ガスＧ３の流速に比較して遅くなっている。分散手段５は、このような第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４の特性に基づき、石炭灰搬送方向Ｄ１の上流側（石炭灰Ａ１の未燃カーボン含有率が高く積極的な分散が必要な箇所）においては第１分散ガスＧ３を噴出し、かつ、石炭灰搬送方向Ｄ１の下流側（石炭灰Ａ１の未燃カーボン含有率が低く積極的な分散が必要ではない箇所）においては第２分散ガスＧ４を噴出する。

【0030】

各々のガス噴出管５ｃは、回転炉４ａの内表面（符号なし）に取り付けられているため、回転炉４ａの回転に伴って回転炉４ａの回転軸（図３に示す回転軸Ｏ）周りに回転する。これにより、各々のガス噴出管５ｃは、回転炉４ａの内部における石炭灰Ａ１を撹拌するリフターとしても機能する。

【0031】

次に、図１及び図２に示す石炭灰の改質装置１における動作について説明する。

【0032】

図１に示すように、回転炉４ａの外表面を熱媒体（図示せず）によって加熱することにより、回転炉４ａの内部を６００℃以上８５０℃以下に加熱する。石炭灰Ａ１をスクリューコンベア２から回転炉４ａの内部に投入し、助燃空気Ｇ１をガス吹込管３から回転炉４ａの内部に吹き込む。回転炉４ａを回転炉４ａの回転軸（図３に示す回転軸Ｏ）周りに回転させる。

【0033】

図３は、図１における石炭灰の改質装置１を図１のＡ－Ａ線に沿って切断して概略的に示す拡大断面図である。図３においては、回転炉４ａの内部状態を簡略化して示している。図３は、回転炉４ａが図１に示す状態からわずかに回転方向Ｄ２に回転した状態を示している。

【0034】

図３に示すように、分散手段５は、回転炉４ａの回転に伴って次の（１）及び「（２）又は（３）」の条件を満たす位置にあるガス噴出管５ｃ（回転炉４ａの内部底面に位置するガス噴出管５ｃ）からのみ、第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４を噴出するものである。（１）回転軸Ｏの下方。（２）回転方向Ｄ２において、「回転軸Ｏを通過する鉛直方向」と「当該鉛直方向から回転方向Ｄ２の反対側に向かって角度θ１だけ傾斜した方向」との間。（３）回転方向Ｄ２において、「回転軸Ｏを通過する鉛直方向」と「当該鉛直方向から回転方向Ｄ２に向かって角度θ２だけ傾斜した方向」との間。

【0035】

ここで、回転炉４ａの内部においては、回転炉４ａの内部底面に沿って滑り落ちる石炭灰Ａ１に対して回転炉４ａの回転により遠心力が作用するため、石炭灰Ａ１の流量は、上記（１）及び（２）の条件を満たす位置よりも、上記（１）及び（３）の条件を満たす位置において多くなる。よって、上記θ２の値を上記θ１の値に比較して大きく設定する。なお、石炭灰Ａ１が回転炉４ａの内部において回転炉４ａの容積の５％以上１５％以下を占めている場合、上記θ１の値を４０°以上４５°以下とし、かつ、上記θ２の値を４５°以上５０°以下とすることが好ましい。

【0036】

分散手段５の上記切替部材は、「上記条件を満たさない位置にあるガス噴出管５ｃに接続された枝管５ｓ」と主管５ｍとの連結部Ｌにおける内部流路を塞ぐ。これにより、分散手段５において高温空気Ｈは次のように流れる。すなわち、図１及び図２に示すように、高温空気Ｈは、排出部４ｂの内部において、分岐管５ｂの外部から送風機５ａにより主管５ｍの内部に吹き込まれる。さらに、高温空気Ｈは、主管５ｍの内部から「上記条件を満たす位置にあるガス噴出管５ｃに接続された枝管５ｓ」の内部を通過して「上記条件を満たす位置にあるガス噴出管５ｃ」の内部に供給される。そして、このガス噴出管５ｃの第１孔部ｈ１から高温空気Ｈを第１分散ガスＧ３として噴出し、このガス噴出管５ｃの第２孔部ｈ２から高温空気Ｈを第２分散ガスＧ４として噴出する。

【0037】

このようにして、分散手段５は、回転炉４ａの内部における石炭灰Ａ１の上方からは石炭灰Ａ１に第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４を噴出しない。そして、分散手段５は、回転炉４ａの内部における石炭灰Ａ１の下方から、ガス噴出管５ｃ（分散手段５）の上方に向けて石炭灰Ａ１に対して第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４を噴出する。

【0038】

分散手段５による分散ガス（第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４）の噴出流量を、回転炉４ａへ供給されるガスの合計流量（上記分散ガスと助燃空気Ｇ１との合計流量）の２０％以上８０％以下とし、さらに好ましくは、この合計流量の４０％以上８０％以下とする。

【0039】

回転炉４ａの内部においては、石炭灰Ａ１を回転炉４ａの回転により撹拌し、また、回転炉４ａの回転に伴うガス噴出管５ｃのかき上げ効果によっても石炭灰Ａ１を撹拌し、さらには、石炭灰Ａ１を第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４によって分散させる。これらにより、回転炉４ａの内部において、石炭灰Ａ１に含まれる未燃カーボンを効率よく燃焼させて改質灰Ａ２を製造する。さらに、改質灰Ａ２及び排ガスＧ２を、図２に示す間隔Ｃを通過させて回転炉４ａの内部から排出部４ｂの内部に排出する。なお、排ガスＧ２は、石炭灰Ａ１に含まれる未燃カーボンの燃焼によって生じた炭酸ガス（図示せず）、高温の助燃空気Ｇ１、第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４の混合ガスである。

【0040】

さらに、誘引ファン（図示せず）により排ガスＧ２を排出部４ｂの外部へ吸引し、かつ、改質灰Ａ２を排出部４ｂの内部において落下させて排出部４ｂの外部へ排出する。改質灰Ａ２をコンクリート用混和材等のセメント混合材として利用する。

【0041】

以上のように、上記実施形態によれば、加熱されている石炭灰Ａ１の分散を第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４により促進することができる。これにより、石炭灰Ａ１を偏りなく高温の助燃空気Ｇ１と接触させて加熱することができる。さらには、加熱されている石炭灰Ａ１の搬送をも第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４により促進することができる。これにより、石炭灰Ａ１に対する長時間の過剰な加熱を抑制することができる。よって、石炭灰Ａ１に含まれる未燃カーボンを少量の燃料により低コストで効率よく燃焼させることができる。

【0042】

また、上記実施形態によれば、石炭灰搬送方向Ｄ１の上流側においては、未燃カーボンを多く含む石炭灰Ａ１（改質されていない石炭灰Ａ１）が多いため、第１分散ガスＧ３によって積極的に石炭灰Ａ１を分散させることにより、石炭灰Ａ１に含まれる未燃カーボンを効率よく燃焼させる。そして、石炭灰搬送方向Ｄ１の下流側においては、未燃カーボンの燃焼が進んで未燃カーボンをあまり含まない石炭灰（ある程度改質された石炭灰）が多いため、第２分散ガスＧ４によって石炭灰Ａ１が過度に飛散しない程度に石炭灰Ａ１を分散させることにより、石炭灰Ａ１に残留している少量の未燃カーボンを燃焼させ、その上で、改質された石炭灰（改質灰Ａ２）を効率よく回収する。よって、石炭灰Ａ１に含まれる未燃カーボンを効率よく燃焼させることができ、かつ、改質された石炭灰（改質灰Ａ２）を効率よく回収することができる。

【0043】

さらに、上記実施形態によれば、分散手段５による分散ガス（第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４）の噴出位置が回転炉４ａの回転によって変化しても、上記分散ガスは回転炉４ａの内部における石炭灰Ａ１の上方からは噴出されずに下方から噴出されるため、回転炉４ａの内部における石炭灰Ａ１を上記分散ガスによって安定して分散させるとともに搬送することができる。

【0044】

上記実施形態において、さらに排ガスＧ２を集塵する集塵機（図示せず）、排ガスＧ２および回転炉４ａ内の酸素濃度を測定する酸素濃度測定器（図示せず）、改質灰Ａ２の粒径、比表面積及び未燃カーボン含有率を測定する分析器（図示せず）などを備えることもできる。また、熱交換器（図示せず）を備え、この熱交換器に高温ガス（図示せず）と大気（図示せず）とを導入して大気を加熱し、高温となった大気を燃料（図示せず）と共にガス吹込管３から回転炉４ａの内部に吹き込むこともできる。

【0045】

上記実施形態において、円筒状の回転炉４ａに代えて角筒状の回転炉（図示せず）を備えることもできる。また、円筒状のガス噴出管５ｃに代えて角筒状のガス噴出管を設けてもよく、この角筒状のガス噴出管における横断面を例えば三角形（回転炉４ａの内表面から回転軸Ｏに向けて突出する三角形）にすることもできる。

【0046】

上記実施形態においては、第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４の流速を速くすることにより、ガス噴出管５ｃにおける第１孔部ｈ１及び第２孔部ｈ２における目詰まり（石炭灰Ａ１によるもの）を防止したり、回転炉４ａの内部において石炭灰Ａ１の溶融を防止して石炭灰Ａ１の粒状化を防止したりすることができる。一方、第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４の流速を過度に速くしないことにより、加熱装置４の排出部４ｂにおける改質灰Ａ２の飛散を抑制して改質灰Ａ２を効率よく回収することができる。なお、第１分散ガスＧ３及び第２分散ガスＧ４の流量及び流速の調整を、例えば、ガス噴出管５ｃに形成する第１孔部ｈ１及び第２孔部ｈ２の数及び面積を調整することにより行うことができる。第１孔部ｈ１及び第２孔部ｈ２の数は共に単数であってもよい。

【0047】

なお、上記実施形態においては、回転炉４ａの内部温度を高めるために、回転炉４ａの外表面をバーナー（図示せず）によって加熱することもできる。また、加熱装置４においては、回転炉４ａ以外の炉を設置することもできる。

【符号の説明】

【0048】

１ 石炭灰の改質装置
２ スクリューコンベア
３ ガス吹込管
４ 加熱装置
４ａ 回転炉
４ｂ 排出部
５ 分散手段
５ａ 送風機
５ｂ 分岐管
５ｃ ガス噴出管
５ｍ 主管
５ｓ 枝管
Ａ１ 石炭灰
Ａ２ 改質灰
Ｃ 間隔
Ｄ１ 石炭灰搬送方向
Ｄ２ 回転方向
Ｇ１ 助燃空気
Ｇ２ 排ガス
Ｇ３ 第１分散ガス
Ｇ４ 第２分散ガス
Ｈ 高温空気
ｈ１ 第１孔部
ｈ２ 第２孔部
Ｌ 連結部
Ｏ 回転軸
ｓ 固定面

【図1】

【図2】

【図3】