フライアッシュの改質処理 ― 燃焼灰資源化システムの社会実装に向けて ―

燃焼灰の有効活⽤においては、含有する未燃炭素が大きな課題となります。
そのため、事前処理として浮遊選鉱法の原理を応用し、燃焼灰の表⾯の未燃炭素を分離・除去することで、燃焼灰粒⼦の表⾯をクリーニングする「フライアッシュの改質処理」が必要になります。
この改質処理において、アイリッヒ インテンシブ ミキサーをご活用いただいている北九州市立大学 高巣 幸二 教授にお話を伺いました。

公立大学法人北九州市立大学

所在地:福岡県北九州市小倉南区北方4丁目2番1号(北方キャンパス)/北九州市若松区ひびきの1番1号(ひびきのキャンパス)

高巣 幸二 教授

<所 属>
国際環境工学部建築デザイン学科
環境技術研究所 低炭素コンクリート技術研究センター長

<専門分野>
建築材料学・施工学

<研究テーマ>
1.2050年炭素中立を実現するカーボンネガティブコンクリートの開発
2.浮遊選鉱法による建築材料用木質バイオマス燃焼灰の製造及びその応用技術の開発
3.自己治癒型低炭素ジオポリマーコンクリートに関する研究

企業の外観写真

導入前の課題

長時間の撹拌作業による作業効率の低下

フライアッシュ改質の前処理に多大な時間が必要であったのが一番の課題でした。
改質処理試験において、パン型コンクリートミキサーを使用し撹拌していましたが、3時間の撹拌が必要でした。

少量のフライアッシュであれば、より効率の良いジューサーミキサーを使用していましたが、実機化には不向きでした。
そのため、実機化を検討するうえで、浮遊選鉱処理の前処理である事前撹拌工程がネックとなっていました。

選定理由

テスト機で実感した処理効率の高さと処理後の品質

小型ミキサー(アイリッヒ インテンシブ ミキサー R02型)による撹拌処理試験で、同ミキサーの処理効率が非常に優れ、また改質後の改質品位(未燃炭素除去率)が高いことが確認できたため、導入を決めました。

導入後の成果

撹拌時間が99%削減され、添加剤の投入量が5分の1に!

フライアッシュ改質前処理の撹拌時間が大幅短縮し、撹拌時の添加剤投入量が削減できました。

導入製品

  • アイリッヒ インテンシブ ミキサー R02型   (2019年3月導入)
  • アイリッヒ インテンシブ ミキサー R05T型(2022年3月導入)

今後の展望

燃焼灰の資源化を共に

社会実装に向けて、燃焼灰資源化システムの実機装置を開発する中で、より処理量の多いアイリッヒ インテンシブ ミキサーの活用を考えています。
アイリッヒさんには、今後も燃焼灰資源化システムの社会実装に一緒に取組んでほしいですね。

設置風景①ラボ一貫設備

15kg/batch(30分/batch)規模の事前攪拌~脱水までの一貫プロセスをラボ上で構築。
北九州市立大の研究室に導入・試験機として、アイリッヒ インテンシブ ミキサー R02型を使用。

設置風景②連続式パイロット装置

木質バイオマス燃焼灰の改質装置。
北九州市エコタウンセンター内のパイロットプラントにアイリッヒ インテンシブ ミキサー R05T型を導入。

設置風景③連続式パイロット装置(別角度)

別の角度から撮影した木質バイオマス燃焼灰の改質装置。

設置風景④原料投入の様子

アイリッヒ インテンシブ ミキサーへの原料投入作業の様子。

関連動画のご紹介

木質バイオマス燃焼灰の資源化技術

出典︓新技術説明会 channel, 2024 科学技術振興機構(JST)

製品のご紹介

アイリッヒ インテンシブ ミキサーは原料、混合物、化合物のさまざまな処理⽤途のために開発された⾼速撹拌混合造粒機です。⽤途に応じた撹拌⼯具の形状と回転数の選択により、最適な原料処理を実現します。運転条件の調整により、混合、造粒、混練、スラリー化などの複数のプロセスを1台の機械で対応可能です。冷 却‧加熱に対応するジャケット構造の混合パン含め、さまざまなプロセスを可能にする幅広いオプションを設けており、⽤途に応じたカスタマイズが可能です。

アイリッヒの混合原理の特⻑

①偏⼼した位置で撹拌するロータ⼯具(撹拌⼯具)
 ロータ⼯具の形状、回転⽅向や回転数の変速域を⽤途に合わせて選定可能
②ツールセット(スクレーパ)
 混合パンの内壁や床に付着した原料をかき取り、同時にロータ⼯具への効果的な原料移動を促進
③混合パン(混合容器)
 回転によって、混合容器内のすべての原料を連続的にロータ⼯具へ供給

独⾃の機構

  • 短時間混合および⾼い均質性
  • ⽐重の異なる原料の処理が可能
  • 回転する混合パンが原料移動を促進し処理残しを低減
  • ロータ⼯具の形状を選定し、混合パンの回転数を調節することにより複合的な原料処理に対応可能
  • プロセスの複合化によって⽣産設備の省スペース化、省エネ化を実現
  • 最適な運転パラメータを設定することで、再現性の⾼い原料処理を実現

アイリッヒ インテンシブ ミキサー

R 型、D 型の2 種類のシリーズがあります。処理量も1~12,000L と幅広いラインアップを取り揃えています。

型式 有効容量
(L)

運転データログ

処理品の排出
R型シリーズ 1~8,000

混合パン脱着式(EL1 型/EL5 型)
混合パン傾動式(R05T 型/R09T 型)
排出ゲート式

D型シリーズ 1,500~12,000 排出ゲート式

製品詳細はこちら

弊社テクニカルセンターのテスト機の設置状況は こちら をご確認ください。
より詳しくお知りになりたい方は、お問い合わせフォームより、お気軽にお問い合わせください。

少量の原料処理テストより承ります

日本アイリッヒのテクニカルセンターでは、最小1Lから最大400Lまでのテスト機を取り揃えており、少量の原料処理テストからスケールアップテストまで幅広いニーズに対応しております。経験豊富なスタッフがお客様の最適な原料処理方法をご提案いたします。

まずは、お気軽にご相談ください。
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