(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、焼却炉やボイラーから発生する燃焼灰の飛散を効率よく抑制する処理方法を提供することである。【解決手段】  ボイラー又は焼却炉から発生する燃焼灰に、糖類の水溶液を添加し、混練することによって、焼却灰の飛散を効率よく抑制する。本発明によって処理された燃焼灰は、灰が飛散しにくいため処理や運搬が容易である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
糖類の水溶液を燃焼灰に添加し、混練することを含む、燃焼灰の飛散を抑制する方法。
【請求項２】
前記糖類が、グルコース、マルトース、ガラクトース、フルクトース、スクロースからなる群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記糖類の添加量が、燃焼灰１００質量部に対して固形分で１〜１０質量部である、請求項１〜２のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラー又は焼却炉から排出される燃焼灰を取り扱う際の飛散を抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼却炉やボイラーから発生する焼却灰は粒径が小さく、乾燥状態で排出される。
これらの灰の一部は有効利用もしくは埋め立てのために輸送されるが、トラックへの積み込み及び荷下ろしの際に乾燥状態では発塵しやすく、作業環境を著しく悪化させ、作業員の健康を害するのみならず、粉塵が風により飛散し、近隣環境を汚染するおそれがあった。
【０００３】
この発塵を防ぐために現状では灰に水を添加し、灰を凝集させて飛散を抑制しているが、添加した水によって重量が増大するため輸送費や処理費用の増加の原因となっていた。
また、近年では焼却灰の一部はセメントの原料として再利用されるが、水分が高いと焼成工程において水を蒸発させるために熱量が必要となり、熱効率が低下する。
このため、焼却灰を低い水分で飛散を抑制する処理方法が求められていた。
【０００４】
特許文献１には、堆積した焼却灰の表面に、接着型接合剤、石膏又はクレー及び水を含有する被覆組成物を吹き付けて、堆積物表面を被覆して飛散を抑制することが記載されている。
【０００５】
しかし、堆積物の内部は飛散抑制処理が行われていないため、トラックへの積み込み及び荷下ろしの際など堆積物内部が露出する場合、飛散抑制効果は期待できなかった。
また、特許文献２にはゴム、特許文献３にはポリビニルアルコールを含有する水溶液を用いて粉塵の飛散を抑制することが記載されているが、薬品の添加量が多く、添加コストがかさむという問題があった。
【０００６】
さらに、特許文献４には、廃トナー、廃粉体塗料などの極度に水に濡れにくく、水のみを添加しても粉塵の飛散抑制がまったく期待できない粉体に対して、界面活性剤水溶液を噴射して粉塵の飛散を抑制することが記載されている。特許文献５には、アニオン性親水基を複数有するアニオン性界面活性剤の水溶液をボイラー又は焼却炉から発生する焼却灰に添加して、焼却灰の飛散を抑制することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１１７５１５号公報
【特許文献２】特開２００５−１４４２４８号公報
【特許文献３】特開２００５−２９６７２９号公報
【特許文献４】特開２００８−１５５１６７号公報
【特許文献５】特開２０１１−２０６６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、焼却炉やボイラーから発生する燃焼灰の飛散を効率よく抑制する処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ボイラー又は焼却炉から発生する燃焼灰に、糖類の水溶液を添加し、混練することで、燃焼灰の飛散を効率よく抑制できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
本発明は、これに限定されるものではないが、以下の発明を包含する。
（１）  糖類の水溶液を焼却灰に添加し、混練することを含む、焼却灰の飛散を抑制する方法。
（２）  前記糖類が、グルコース、マルトース、ガラクトース、フルクトース、スクロースからなる群より選択される、（１）に記載の方法。
（３）  前記糖類の添加量が、燃焼灰１００質量部に対して固形分で１〜１０質量部である、（１）〜（２）のいずれかに記載の方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の処理方法により、ボイラー又は焼却炉から発生する燃焼灰の飛散を効率よく抑制できる。さらに、従来の水と燃焼灰を混練する処理方法と比較して低い水分量で飛散を抑制できるので処理費用及び輸送費用の削減が可能であり、例えば、燃焼灰をセメントとして再利用する際にも有利である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を進めた結果、ボイラーや焼却炉から発生する燃焼灰に糖類の水溶液を添加し、混練することにより焼却灰粒子の表面を親水性として、粒子の表面を水で被覆することで、少ない水の添加量でも飛散の原因となる微小な粒子を凝集させ飛散を抑制できることを見出した。
【００１３】
本発明で処理の対象とする燃焼灰は、焼却炉やボイラーなどから排出され、例えば、ゴミ焼却炉から排出される焼却灰、古紙回収工程において発生する固形分として回収されるペーパースラッジや石炭などを燃料として排出されるボイラー灰などがあげられる。
【００１４】
燃焼灰の原料は特に制限されないが、製紙スラッジ、石炭、紙を含む廃棄物、バイオマス燃料、木屑、ＲＰＦ（産業系廃プラスチック・古紙類固形燃料）、廃タイヤ、汚泥燃料、複合燃料からなる群より選択される少なくとも１種を含んでなる原料を使用することができる。本発明においては、上記の灰の原料のうち、製紙スラッジおよび／または紙を含む廃棄物および／またはバイオマス燃料を原料とする燃焼灰を使用することが好ましく、製紙スラッジおよび／またはバイオマス燃料を原料とする燃焼灰を使用することがより好ましく、製紙スラッジを原料とする燃焼灰を使用することが特に好ましい。
【００１５】
本発明においては、上記原料に加えて助燃材を併用して燃焼灰を得ることができ、例えば重油、灯油、石油、石炭、天然ガス、液化天然ガス、液化石油ガス、都市ガス、パルプ工程廃液などの、当技術分野で周知の燃料を加えてもよい。
【００１６】
上記原料に対して熱処理を施す熱処理工程は、当該技術分野で周知のあらゆる燃焼装置を使用して行うことができる。燃焼装置の形式、大きさなども特に制限されないが、例えば、焼却炉、ボイラーなどを好適に挙げることができ、流動床式の燃焼装置が好ましい。
【００１７】
上記の熱処理を施す際の温度は当業者が任意に決めることができ、５００〜１５００℃の範囲が好ましく、６００〜１２００℃の範囲がより好ましく、７００〜１０００℃の範囲が最も好ましい。また、上記熱処理の時間も適宜選択することができ、燃焼装置における原料の平均滞留時間は、１時間以内が好ましく、３〜３０分間以内がより好ましく、１０分間以内がさらに好ましい。
【００１８】
このようにして得られた燃焼灰に対し、本発明の処理方法では、糖類の水溶液を添加する。本発明においては、添加前に、燃焼灰に何らかの処理を行うこともできる。例えば、本発明の目的を損なわない範囲において、粉砕、破砕、解砕、分級、再燃焼、再乾燥、磁力選別などの前処理を、当業者に周知のあらゆる適切な装置を用いて、燃焼灰に対して行うこともできる。別法として、熱処理された燃焼灰に何らかの前処理を行わずに、そのまま本発明に利用することもでき、消費エネルギー及びコストの観点から、前処理を行わないことが好ましい。
【００１９】
本発明で使用する糖類は、水溶性であれば、特に限定されず、単糖、二糖、オリゴ糖が挙げられ、例えば、グルコース、マルトース、ガラクトース、フルクトース、スクロースが好ましく、グルコースが特に好ましい。また、本発明においては、１種類の糖類を使用してもよく、複数種類の糖類を混合して使用してもよい。
【００２０】
水酸基等の親水基を分子中に複数有する糖類は燃焼灰粒子の表面を効率的に親水性にして、燃焼灰の飛散を抑制することができる。
【００２１】
本発明で使用する糖類の添加量は、燃焼灰１００質量部に対して固形分で１〜１０質量部であることが好ましく、２〜５質量部であることがより好ましい。添加量が１質量部未満では十分な効果は期待できない場合があり、１０質量部を超えると効果が頭打ちとなってしまう。
【００２２】
本発明における糖類の水溶液は、通常の方法で調製することができ、その濃度に特に制限はない。使用する糖類の種類にもよるが、濃度が高すぎると、糖類の水溶液の粘度が高くなり水溶液を焼却灰に添加しにくくなる一方、濃度が低すぎると、燃焼灰に対する水の使用量が増大してしまう。
【００２３】
本発明では、さらに特定の処理剤を燃焼灰に添加してもよい。本発明において「処理剤」とは、燃焼灰に添加することによって、主として燃焼灰に含まれるフッ素や六価クロム等の無機有害成分の溶出量を低減させる効果を有する薬品を指す。具体的には、二水石膏、硫酸金属塩、無機リン酸等の処理剤を本発明において使用することが好ましい。硫酸金属塩としては任意の硫酸金属塩を使用することができるが、鉄を含有する硫酸金属塩が好ましく、硫酸第一鉄が特に好ましい。また、無機リン酸としては正リン酸を使用することが好ましい。
【００２４】
また、本発明の糖類の水溶液に、他の薬品・助剤などを添加してもよい。これに限定されるものではないが、例えば、殺菌剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、分散剤などを界面活性剤水溶液に添加することができる。
【００２５】
本発明においては糖類の水溶液を燃焼灰に添加するが、その添加方法は特に制限されず、公知の方法を採用することができる。例えば、糖類の水溶液を燃焼灰に注ぎ込むことによって添加してもよいし、噴霧によって添加してもよいが、効率性の観点からは噴霧により添加することが好ましい。また、糖類の添加は一括して行ってもよいし、分割して行ってもよく、一定速度で逐次添加することも可能である。
【００２６】
本発明においては、糖類水溶液を燃焼灰に添加し、界面活性剤と燃焼灰とが十分に接触できるよう両者を混練する。混練の方法は特に制限されず、一般的な方法によって混練することができる。例えば、材料を一括して一括混練してもよく、材料を分けて投入する分割混練としてもよい。装置を用いて混練することもでき、例えば、ロールを利用した混練装置などを好適に利用することができる。混練時間も制限されないが、糖類と燃焼灰とが十分に接触できるよう１０分以上混練することが好ましい。
【００２７】
本発明において、燃焼灰に対する糖類水溶液の添加および混練は、容器中でバッチ式に行うこともでき、また、装置などにおいて連続式に処理することもできる。また、糖類水溶液の添加と混練を別々の工程で行うこともできるし、１つの工程で添加と混練を行うこともできる。
【００２８】
本発明によって処理された燃焼灰は、灰が飛散しにくいため処理や運搬が容易であり、未処理の燃焼灰と比較して付加価値が高い。
【００２９】
本発明によって処理された燃焼灰は、それ自体をセメント原料などに有効活用してもよく、廃棄物として処理してもよい。
【実施例】
【００３０】
以下に実施例と比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、本明細書において、部、％などは質量基準であり、数値範囲はその端点を含むものとして記載される。
・飛散性：試料１５０ｇを６０ｍｅｓｈ（目開き２５０μｍ）の篩いで２分間振動した後、篩いを通過したものの重量を測定し、篩いを通過した重量割合を算出した。また、比較例１の篩いを通過した重量割合に対する減少率を評価した。
・水分：試料２ｇを赤外線水分計にて加熱乾燥し、水分率（％）を測定した。加熱時の温度は105℃に設定した。
【００３１】
［実施例１］
製紙工場における脱墨フロスおよび流失繊維を主体とする廃棄物（以下「ペーパースラッジ」と呼ぶ）を、燃焼温度８５０℃、平均滞留時間が１０秒未満の条件でペーパースラッジ用流動床炉にて燃焼させた。この燃焼は、廃棄物の減容化ならびに蒸気および熱エネルギーの回収を目的とするものである。
得られた燃焼残渣（焼却灰）はバグフィルタに捕集された後、貯蔵サイロ内へ移送された。移送された灰を取り出し、以下の処理に供した。
二軸混練機にて上記燃焼灰１００質量部に対して、二水石膏を５質量部、グルコース水溶液（グルコース濃度１．３９％）を７２質量部添加してグルコースが１質量部、水の総量が７１質量部となるようにし、その後１０分間混練した。得られた燃焼灰の飛散生及び水分を測定し、結果を表１に示した。
【００３２】
［実施例２］
グルコース水溶液（グルコース濃度４．０５％）を７４質量部添加してグルコースが３質量部、水の総量が７１質量部となるようにした以外は、実施例１と同様にして、燃焼灰を処理した。得られた燃焼灰の飛散生及び水分を測定し、結果を表１に示した。
【００３３】
［比較例１］
グルコースを添加せず、水の総量が７１質量部となるようにした以外は、実施例１と同様にして、燃焼灰を処理した。得られた燃焼灰の飛散生及び水分を測定し、結果を表１に示した。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１に示されるように、グルコース水溶液を添加した実施例１、２は飛散抑制の効果が認められ、特に燃焼灰１００質量部に対してグルコースを３質量部添加した実施例２では、６０ｍｅｓｈの篩いを通過するものの重量割合は比較例１に対して８３．９％も減少し、飛散抑制の効果が顕著であった。