(57)【要約】【課題】水に難溶性のフリーデル氏塩に由来する塩素量の割合が多い焼却灰であっても効率よく脱塩することができ、脱塩処理で生じた使用後脱塩処理液についてもセメントの製造工程等で有効利用することが可能な、焼却灰の脱塩方法及び焼却灰の脱塩処理システムを提供する。【解決手段】焼却灰の脱塩処理のための溶媒として、グリコールを用いる。そのグリコールの源（ソース）としては、廃不凍液（廃クーラント）等のグリコール含有組成物を用いてもよい。脱塩された焼却灰は、セメントクリンカ原料等としてセメントの製造工程で有効利用することが可能である。また、脱塩処理で生じた使用後脱塩処理液（廃グリコール）は、セメントクリンカの焼成工程での燃料代替としたり、セメントの仕上粉砕工程での粉砕助剤の代替としたりして、セメントの製造工程で有効利用することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却灰にグリコールを加えてスラリーにするスラリー化工程と、
前記スラリーを撹拌して焼却灰に含まれる塩分を溶出させる溶出工程と、
前記塩分を溶出させた前記スラリーを固液分離する固液分離工程と、
前記固液分離後の固部として脱塩された焼却灰を回収する回収工程とを備えていることを特徴とする焼却灰の脱塩方法。
【請求項２】
請求項１に記載の焼却灰の脱塩方法において、
前記グリコールがエチレングリコール、プロピレングリコール及びジエチレングリコールからなる群から選ばれたいずれか１種以上であることを特徴とする焼却灰の脱塩方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の焼却灰の脱塩方法において、
前記グリコールの源として、該グリコールの含有量が２０質量％以上であるグリコール含有組成物を用いることを特徴とする焼却灰の脱塩方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の焼却灰の脱塩方法において、
前記固液分離後の固部として回収した脱塩された焼却灰は、セメント原料としてセメントの製造工程で利用するためのものであることを特徴とする焼却灰の脱塩方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の焼却灰の脱塩方法において、
前記固液分離後の液部として使用後グリコールを回収する工程をさらに備えていることを特徴とする焼却灰の脱塩方法。
【請求項６】
請求項５に記載の焼却灰の脱塩方法において、
前記固液分離後の液部として回収した使用後グリコールは、燃料代替又は粉砕助剤代替としてセメントの製造工程で利用するためのものであることを特徴とする焼却灰の脱塩方法。
【請求項７】
焼却灰とグリコールを含むスラリーを撹拌して該焼却灰から塩分を溶出させる混合撹拌装置と、塩分溶出後の焼却灰を含むスラリーを固液分離する固液分離装置を備えることを特徴とする焼却灰の脱塩処理システム。
【請求項８】
請求項７に記載の焼却灰の脱塩処理システムにおいて、
前記固液分離後の固部として回収した、脱塩された焼却灰を、セメント製造設備に搬送するための搬送装置をさらに備えることを特徴とする焼却灰の脱塩処理システム。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の焼却灰の脱塩処理システムにおいて、
前記固液分離後の液部として回収した使用後グリコールを貯留するための貯留槽をさらに備えることを特徴とする焼却灰の脱塩処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ等の焼却時に発生する焼却灰に含まれる塩素を除去して、セメント原料等として有効利用する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等の可燃性廃棄物を減容するために焼却した際の残渣である焼却灰は、燃え殻である主灰と、バグフィルタ等の公害防止設備で排ガスから除去されたばいじんである飛灰に分類され、ほとんどが最終処分場で埋め立て処理される。特に特別管理一般廃棄物に指定されている飛灰は、キレート剤やセメントで安定化処理したのちに管理型最終処分場に埋め立てられている。
【０００３】
最終処分場の延命及び資源の有効利用の観点から、焼却灰は粘土原料代替としてセメント原料化が進められている。しかしながら、焼却灰をそのままセメント原料として利用した場合には、セメントの品質及び製造工程における忌避成分である塩素を多量に含有するので焼却灰の使用量が制限されてしまう。そのため、焼却灰のセメント原料化に際しては、脱塩処理により焼却灰の含有塩素量を低減してから使用することが行われている。
【０００４】
焼却灰の脱塩処理の方法に関しては、例えば、特許文献１には、焼却灰に水を添加して塩素を溶出させてから脱水する方法が、特許文献２には、焼却灰に水と酸を添加してｐＨが６〜１０のスラリーとして塩素を溶出させてから脱水する方法が、特許文献３には、水との混合と脱水を繰り返すことで焼却灰を複数回洗浄して脱塩する方法が、特許文献４には、焼却灰を粗粒と細粒に分級した後、粗粒は水洗浄し、細粒は水洗浄と共に化学的あるいは物理的に分散あるいは破砕しながら洗浄水により精密洗浄して脱塩する方法が、特許文献５には、焼却灰を粗粒と細粒に分級した後、粗粒は水洗浄し、細粒はｐＨが３〜１０．５のスラリーとして脱塩する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３８３１２号公報
【特許文献２】特開平１０−２０２２２６号公報
【特許文献３】特開２００３−２１１１２９号公報
【特許文献４】特開２００９−０９０１７３号公報
【特許文献５】特開２０１２−２５４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、脱塩処理で生じた塩分を含有する使用後脱塩処理液を河川等に放流するに際しては、塩分と共に焼却灰から溶出して使用後脱塩処理液に含まれている、例えば有機物について、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）や化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が排水基準を満足するように、水質汚濁防止上の適切な処理を施してから放流する必要があった。
【０００７】
さらに、焼却灰には、全塩素量に占めるフリーデル氏塩（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣｌ２・１０Ｈ２Ｏ）に由来する塩素量の割合が多いという特徴がある。このフリーデル氏塩は、水に難溶性の塩素化合物であり、溶媒として水を使用した脱塩処理において焼却灰の含有塩素量の低減を困難にする要因となっていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、水に難溶性のフリーデル氏塩に由来する塩素量の割合が多い焼却灰であっても効率よく脱塩することができ、脱塩処理で生じた使用後脱塩処理液についてもセメントの製造工程等で有効利用することが可能な、焼却灰の脱塩方法及び焼却灰の脱塩処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の焼却灰の脱塩方法は、焼却灰にグリコールを加えてスラリーにするスラリー化工程と、前記スラリーを撹拌して焼却灰に含まれる塩分を溶出させる溶出工程と、前記塩分を溶出させた前記スラリーを固液分離する固液分離工程と、前記固液分離後の固部として脱塩された焼却灰を回収する回収工程とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の焼却灰の脱塩方法によれば、焼却灰にグリコールを加えてスラリーとし、そのスラリーを撹拌して焼却灰に含まれる塩分を溶出させ、これを固液分離するので、水溶性化合物に含まれる塩素の溶解除去に加えて、フリーデル氏塩等の水難溶性化合物に含まれる塩素についても効率的な溶解除去が可能となる。このため、水による脱塩処理と比較して、より効果的に焼却灰から塩素を除去することができる。そして、固液分離後の固部として回収した脱塩された焼却灰は、セメントクリンカ原料等として好適に利用され得る。また、固液分離後の液部（使用後脱塩処理液）は、脱塩処理液として本発明で再使用され得るし、又は、セメントの製造工程の燃料代替や粉砕助剤代替等として好適に利用され得る。
【００１１】
本発明の焼却灰の脱塩方法においては、前記グリコールがエチレングリコール、プロピレングリコール及びジエチレングリコールからなる群から選ばれたいずれか１種以上であることが好ましい。
【００１２】
本発明の焼却灰の脱塩方法においては、前記グリコールの源として、該グリコールの含有量が２０質量％以上であるグリコール含有組成物を用いることが好ましい。これによれば、廃不凍液（廃クーラント）等であっても有効に使用可能である。
【００１３】
本発明の焼却灰の脱塩方法においては、前記固液分離後の固部として回収した脱塩された焼却灰は、セメント原料としてセメントの製造工程で利用するためのものであることが好ましい。これによれば、脱塩された焼却灰をセメントクリンカ原料等として利用することにより、資源を有効利用することができる。
【００１４】
本発明の焼却灰の脱塩方法においては、前記固液分離後の液部（使用後脱塩処理液）として使用後グリコールを回収する工程をさらに備えていることが好ましい。これによれば、回収した使用後グリコールを脱塩処理液として本発明で再利用することができるので、資源の有効利用に資する。
【００１５】
本発明の焼却灰の脱塩方法においては、前記固液分離後の液部（使用後脱塩処理液）として回収した使用後グリコールは、燃料代替又は粉砕助剤代替としてセメントの製造工程で利用するためのものであることが好ましい。これによれば、脱塩処理で生じた使用後脱塩処理液（廃グリコール）をセメントの製造工程で再利用することにより、資源を有効利用することができるとともに、その廃液処理のコストが抑えられる。
【００１６】
一方、本発明のもう１つは、焼却灰とグリコールを含むスラリーを撹拌して該焼却灰から塩分を溶出させる混合撹拌装置と、塩分溶出後の焼却灰を含むスラリーを固液分離する固液分離装置を備えることを特徴とする焼却灰の脱塩処理システムを提供するものである。
【００１７】
本発明の焼却灰の脱塩処理システムによれば、焼却灰とグリコールを含むスラリーを撹拌して該焼却灰から塩分を溶出させる混合撹拌装置と、塩分溶出後の焼却灰を含むスラリーを固液分離する固液分離装置を備えるので、水溶性化合物に含まれる塩素の溶解除去に加えて、フリーデル氏塩等の水難溶性化合物に含まれる塩素についても効率的な溶解除去が可能となる。このため、水による脱塩処理と比較して、より効果的に焼却灰から塩素を除去することができる。そして、固液分離後の固部として回収した脱塩された焼却灰は、セメントクリンカ原料等として好適に利用され得る。また、固液分離後の液部（使用後脱塩処理液）は、脱塩処理液として本発明で再使用され得るし、又は、セメントの製造工程の燃料代替や粉砕助剤代替等として好適に利用され得る。
【００１８】
本発明の焼却灰の脱塩処理システムにおいては、前記固液分離後の固部として回収された、脱塩された焼却灰、セメント製造設備に搬送するための搬送装置をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
本発明の焼却灰の脱塩処理システムにおいては、前記固液分離後の液部（使用後脱塩処理液）として回収した使用後グリコールを貯留するための貯留槽をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の焼却灰の脱塩方法によれば、焼却灰にグリコールを加えてスラリーとし、そのスラリーを撹拌して焼却灰に含まれる塩分を溶出させ、これを固液分離するので、水溶性化合物に含まれる塩素の溶解除去に加えて、フリーデル氏塩等の水難溶性化合物に含まれる塩素についても効率的な溶解除去が可能となる。このため、水による脱塩処理と比較して、より効果的に焼却灰から塩素を除去することができる。そして、固液分離後の固部として回収した脱塩された焼却灰は、セメントクリンカ原料等として好適に利用され得る。また、固液分離後の液部（使用後脱塩処理液）は、脱塩処理液として本発明で再使用され得るし、又は、セメントの製造工程の燃料代替や粉砕助剤代替等として好適に利用され得る。
【００２１】
本発明の焼却灰の脱塩処理システムによれば、焼却灰とグリコールを含むスラリーを撹拌して該焼却灰から塩分を溶出させる混合撹拌装置と、塩分溶出後の焼却灰を含むスラリーを固液分離する固液分離装置を備えるので、水溶性化合物に含まれる塩素の溶解除去に加えて、フリーデル氏塩等の水難溶性化合物に含まれる塩素についても効率的な溶解除去が可能となる。このため、水による脱塩処理と比較して、より効果的に焼却灰から塩素を除去することができる。そして、固液分離後の固部として回収した脱塩された焼却灰は、セメントクリンカ原料等として好適に利用され得る。また、固液分離後の液部（使用後脱塩処理液）は、脱塩処理液として本発明で再使用され得るし、又は、セメントの製造工程の燃料代替や粉砕助剤代替等として好適に利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る焼却灰の脱塩処理システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明が適用される焼却灰は、都市ごみ等の可燃性廃棄物を減容するために焼却した際の残渣であり、いわゆるごみ焼却施設等で発生した燃え殻をいうが、それに限らず、例えば、バグフィルタ等の公害防止設備で排ガスから除去されたばいじんである飛灰や、焼却灰が埋設されている最終処分場より掘り起こされた焼却灰なども含む。より具体的には、全含有塩素量に占めるフリーデル氏塩（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣｌ２・１０Ｈ２Ｏ）等の難溶性塩素化合物に由来する塩素量の割合が比較的多い、例えば、その含有塩素量にして０．５質量％以上である焼却灰に適用することが好ましく、０．８質量％以上である焼却灰に適用することがより好ましい。焼却灰の含有塩素量は、例えば、一般的な蛍光Ｘ線分析のファンダメンタルパラメータ法、ＪＩＳ Ａ １１５４「硬化コンクリート中に含まれる塩化物イオンの試験方法」、公益社団法人日本コンクリート工学協会基準 ＪＣＩ−ＳＣ４「硬化コンクリート中に含まれる塩分の分析方法」、同 ＪＣＩ−ＳＣ５「硬化コンクリート中に含まれる全塩分の簡易分析方法」等を準用して測定することができる。また、フリーデル氏塩（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣｌ２・１０Ｈ２Ｏ）等の難溶性塩素化合物の確認及び定量分析には、一般的な回折Ｘ線分析が利用できる。
【００２４】
本発明の焼却灰の脱塩方法においては、まず、焼却灰にグリコールを加えてスラリーにする（スラリー化工程）。
【００２５】
その際、焼却灰には、空き缶や針金等の金属類、ガラス類、さらには、紙や木片などの未燃物が含まれている場合があり、これらをあらかじめ除去することが好ましい。また、焼却灰は塊状物であるため、脱塩効率の向上の観点からは、あらかじめ適当な粉砕手段や篩を用いて平均粒径を５００μｍ以下に調整して用いることが好ましく、２００μｍ以下に調整して用いることがより好ましい。また、この焼却灰の粒径調整作業において、並行して上記異物類の除去作業を行うのが作業効率の観点から好ましい。
【００２６】
グリコールとしては、グリコール類化合物に属するものであればよく、特にその種類等に制限はない。典型的には、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール等が挙げられる。グリコールは１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、グリコールは、かかる含有量が２０質量％程度以上であれば、本発明に有効に使用可能である。よって、そのグリコールの源（ソース）としては、例えば、廃不凍液（廃クーラント）等のグリコール含有組成物を用いてもよい。この場合、グリコールの含有量が２０質量％以上１００質量％未満のものを用いることが好ましく４０質量％以上１００質量％未満のものを用いることがより好ましい。このような範囲のグリコール含有組成物を用いることで、廃不凍液（廃クーラント）等の有効利用を図ることができる。一方で、グリコールの含有量が上記範囲未満であると、焼却灰から塩分を溶出させにくい場合がある。あるいは、グリコールの源（ソース）として含水グリコールを用いることもできる。この場合、そのグリコールの含有量が２０質量％以上１００質量％未満のものを用いることが好ましく、２０質量％以上８０質量％以下のものを用いることがより好ましい。このような範囲のグリコール含有組成物を用いることで、グリコールの使用量を抑えることができると同時に、水溶性塩素化合物からの塩分の溶出が効率よく生じる。一方で、グリコールの含有量が上記範囲未満であると、焼却灰から塩分を溶出させにくい場合がある。
【００２７】
上記スラリー化工程における焼却灰とグリコールの割合としては、焼却灰（通常は固体状）の質量をＡ質量部とし、グリコール（通常は液体状）の質量（グリコール含有組成物を用いる場合は当該組成物全体の質量）をＢ質量部としたときの、そのＡ／Ｂ質量比が１／２〜１／２０であることが好ましく、１／５〜１／２０であることがより好ましい。焼却灰の量が上記範囲を超えると、スラリー化しにくくなると共に、焼却灰からの塩分の溶出効率が悪くなる場合がある。グリコール（グリコール含有組成物）の量が上記範囲を超えると、脱塩の効率がそれほど向上しない一方で、固液分離後の液部（使用後脱塩処理液）の量が不必要に増加してしまう。
【００２８】
本発明の焼却灰の脱塩方法においては、つぎに、上記スラリーを撹拌して焼却灰に含まれる塩分を溶出させる（溶出工程）。
【００２９】
上記溶出工程でのスラリーの温度は、５℃以上１００℃以下であることが好ましく、５０℃以上１００℃以下であることがより好ましい。スラリーの温度が上記範囲内であれば、焼却灰の塩分をより効率的に溶出させることができる。一方で、スラリーの温度が５℃を下回ると、焼却灰から十分な量の塩分が溶出するのに要する時間が長時間化する場合がある。また、スラリーの温度が１００℃を超える場合には、温度管理のための特別な設備が必要となる。
【００３０】
上記溶出工程におけるスラリーの撹拌時間は、１５分〜１５０分であることが好ましく、３０分〜６０分であることがより好ましい。スラリーの撹拌時間が上記範囲内であれば、焼却灰の塩分を十分に溶出させることができる。一方で、スラリーの撹拌時間が１５分未満では、焼却灰から十分な量の塩分が溶出されない場合がある。また、スラリーの撹拌時間が１５０分を超えると、溶出工程に要する時間が長いために脱塩処理の作業効率が低下する。
【００３１】
上記溶出工程におけるスラリーの撹拌のための手段は、上記スラリーを撹拌できるものであればよく、特に制限されない。例えば、撹拌装置付きの完全混合槽や回転ドラム式混合槽などの混合撹拌装置が好適に使用され得る。完全混合槽を用いる場合は、混合槽は１槽型でも複槽型（直列または並列）でもよく、回転ドラム式混合槽を用いる場合は、スラリーをそのまま撹拌してもよいし、あるいは粉砕媒体を用いてもよい。なお、スラリー撹拌のための手段は、上記スラリー化工程において、焼却灰にグリコールを加えてスラリーにするための混合撹拌手段を兼ねていてもよい。
【００３２】
上記混合撹拌装置には、スラリーを加温するための加温装置をさらに備えることができる。これにより、スラリーの温度を塩分溶出に最適な温度に管理することができ、焼却灰からの脱塩処理を効率的に行うことができる。
【００３３】
本発明の焼却灰の脱塩方法においては、さらに、上記塩分を溶出させたスラリーを固液分離する（固液分離工程）。そして、固液分離後の固部として脱塩された焼却灰を回収する（回収工程）。
【００３４】
上記固液分離工程におけるスラリーの固液分離のための手段は、上記スラリーを固液分離できるものであればよく、特に制限されない。例えば、フィルタプレス、加圧ドラムフィルタ、ロールプレス、ベルトフィルタなどの汎用の固液分離装置が好適に使用され得る。ただし、固液分離性能と操作の簡便性の両観点からは、フィルタプレスや加圧ドラムフィルタのような加圧式のものがより好ましい。
【００３５】
上記固液分離工程を経て固部として回収した脱塩された焼却灰は、その固形分が５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましい。固形分が上記範囲未満であると、溶出させた塩分の分離が不十分となり、例えばセメント原料として利用する際に、セメントの製造工程への持ち込み塩素量の低減が十分に達成できない場合がある。
【００３６】
本発明の好ましい態様においては、さらに、固液分離後の液部として使用後脱塩処理液（廃グリコール）を回収するようにしてもよい。回収した使用後脱塩処理液（廃グリコール）は、焼却灰から溶出した塩分や水分、その他の成分を含む状態であるが、そのまま本発明に再使用したり、あるいは、例えば、特開２０１３−２４８７０７号公報に公開されている技術等によってグリコールを再生して、本発明に再使用することも可能である。さらに、セメントクリンカの焼成工程の安定運転が確保される範囲内で燃料代替としたり、製造するセメントの塩素含有量が品質上許容される範囲内でセメントの仕上粉砕工程での粉砕助剤の代替としたりして、再利用することもできる。その際、水分含有量が８０質量％程度であって、その他の成分も複合的に含有する組成物の状態であっても、必要に応じて、直接に、あるいはその全量をこれらのセメント製造工程で有効利用して処理することが可能である。よって、従来、水を主体とした溶媒による焼却灰の脱塩処理では煩雑な作業として必須であった、脱塩処理で生じた多量の処理後排液について排水基準を満たすように適正化処理する作業を、省略し、あるいは少なくとも省力化することができる。
【００３７】
以下、図面を参照して、本発明についてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の範囲は、以下に説明する実施形態よって、なんら限定されるものではない。
【００３８】
図１は、本発明に係る焼却灰の脱塩処理システムの一実施形態を示す概略構成図である。この実施形態に係る焼却灰の脱塩処理システム１（以下、単に「処理システム１」という場合がある。）は、焼却灰Ａ１の供給装置２と、グリコールないしグリコール含有組成物からなり、脱塩処理液として用いられるグリコール類Ｇの供給装置３と、供給装置２から供給された焼却灰Ａ１と供給装置３から供給されたグリコール類ＧからスラリーＳを生成して撹拌する混合撹拌装置４と、混合撹拌装置４から排出されたスラリーＳを固液分離する固液分離装置５と、固液分離装置５を経てその固部として回収した脱塩された焼却灰Ａ２を、ロータリーキルンでのクリンカ焼成工程等のセメント製造工程へ搬送するための搬送装置６と、固液分離装置５から排出された使用後脱塩処理液Ｌを溜める貯留槽である中継タンク７とを備えている。なお、本発明に係る焼却灰の脱塩処理システムにおいては、図１に示す実施形態の構成のうち、少なくとも混合撹拌装置４と固液分離装置５とを備えることによって、最低限必要な構成を満たすこともできる。
【００３９】
図１に示す実施形態においては、その供給装置２は、ホッパーからなる貯槽と、焼却灰Ａ１を所定質量又は所定容量で供給するための供給機構とを有し、その供給機構により貯槽中の焼却灰Ａ１を混合撹拌装置４に供給するようにしている。この供給装置２には、そのホッパーに焼却灰Ａ１の貯槽が付設されていてもよく、さらに、かかる貯槽の上流側に焼却灰から金属類等を除去するための異物除去設備や、焼却灰を所定の粒度にするための粉砕分級設備が付設されていてもよい。これらの異物除去設備や粉砕分級設備は、受入れた焼却灰の状態に応じて適宜に使用するようにしてもよい。供給装置２による焼却灰Ａ１の供給方式としては、ベルト式、スクリュー式、振動式、テーブル式等が挙げられる。
【００４０】
図１に示す実施形態においては、その供給装置３は、グリコール類Ｇ１の保管容器と、グリコール類Ｇ１を所定質量又は所定容量で供給するための供給機構とを有し、その供給機構により保管容器中のグリコール類Ｇを、例えば、供給装置２による焼却灰Ａ１の供給量（質量）の２倍〜２０倍程度の質量となるように供給するようにしている。供給装置２またはグリコール類Ｇの保管容器には、グリコール類Ｇを加温するための加熱設備が付設されていてもよい。加熱設備としては、インライン型やシェル型の汎用の液体加熱用ヒーター等を使用すればよい。
【００４１】
図１に示す実施形態においては、その混合撹拌装置４において、焼却灰Ａ１とグリコール類Ｇを混合してスラリーＳを生成する処理、並びに、そのスラリーＳ中の焼却灰Ａ１から塩素を溶出させる処理が行われるようになっている。すなわち、かかる混合撹拌装置４は、その内部にスラリー撹拌装置として撹拌翼４１が付設されており、この撹拌翼４１によって、焼却灰Ａ１とグリコール類Ｇを混合し、その混合によって生成されたスラリーＳを撹拌することができるようにしている。撹拌翼４１としては、例えば、一般的なスクリュー型のもの等を使用すればよい。
【００４２】
さらに、この実施形態の混合撹拌装置４では、その内部に加熱設備４２と温度計４３が付設されており、この加熱設備４２によって、温度計４３で測定されるスラリーＳの温度を制御することができるようにしている。加熱設備４２としては、例えば、散気装置を使用して排ガス等の高温ガスをスラリーＳ中に供給するものや、一般的な低周波誘導加熱装置等を使用すればよい。
【００４３】
図１に示す実施形態においては、その固液分離装置５には、図示しないスラリー輸送装置によって、混合撹拌装置４から排出されたスラリーＳが搬送されるようになっている。スラリー輸送装置としては、一般的なスラリー用渦巻きポンプ、ピストンポンプ、モーノポンプ等を使用すればよい。そして、搬送されたスラリーＳは、この固液分離装置５により、脱塩された焼却灰Ａ２と、焼却灰Ａ１から溶出させた塩分として塩素が溶解している使用後脱塩処理液Ｌとに分離される。固液分離装置５としては、フィルタプレス、加圧葉状ろ過装置、スクリュープレス、ベルトプレス等の一般的なろ過装置等を使用すればよい。
【００４４】
図１に示す実施形態においては、上記固液分離装置５には搬送装置６が連設されており、固液分離後の固部として回収された焼却灰Ａ２を、ロータリーキルンでのクリンカ焼成工程等のセメント製造工程へ搬送するようにしている。搬送装置６としては、ベルトコンベアやスクリューコンベアなどの低含水粉体輸送に係る汎用の搬送装置等を使用すればよい。
【００４５】
図１に示す実施形態においては、固液分離装置５を経て、その固液分離後の液部として回収された使用後脱塩処理液Ｌが、図示しない送液装置によって、中継タンク７へ送られるようになっている。送液装置としては、遠心ポンプ、プロペラポンプ、ロータリーポンプ等の一般的な送液ポンプを使用すればよい。そして、例えば、使用後脱塩処理液Ｌのグリコールの含有量が２０質量％以上の場合などには、中継タンク７を経由してグリコール類Ｇの供給装置３に搬送して再使用することができるようにしている。固液分離装置５から直接にグリコール類Ｇの供給装置３に搬送して再使用してもよい。あるいは、供給装置３に搬送する前に精製処理を施してグリコールの含有量を高めたうえで、グリコール類Ｇの供給装置３に搬送して再使用してもよい。その精製処理の方式としては、例えば、一般的な蒸留方式等を使用すればよい。
【００４６】
また、使用後脱塩処理液Ｌはセメントの製造工程において再利用することができる。例えば、再利用の用途の１つとして、セメントクリンカの焼成用燃料の代替が挙げられる。これは、使用後脱塩処理液Ｌ中のグリコールが有する引火性を利用するものである。その際、水分含有量が８０質量％程度であって、その他の成分も複合的に含有する組成物の状態であっても、セメントクリンカの焼成用燃料の代替として有効に再利用が可能である。ただし、使用後脱塩処理液Ｌを燃料代替としてセメントキルンで使用することでセメント製造工程に塩素を持ち込むことになるため、セメント製造工程の運転状態に応じて、その代替使用割合を適宜調整することが好ましい。
【００４７】
さらに、使用後脱塩処理液Ｌの再利用に関する他の用途として、セメントの仕上粉砕工程での粉砕助剤の代替用途が挙げられる。通常、粉砕効率の向上を目的として、セメントの仕上粉砕工程ではジエチレングリコール等の粉砕助剤が、セメントクリンカと石こうの合計量１００質量部に対して０．０１〜０．０５質量部添加されている。この粉砕助剤には、例えば、特開２００９−７８９５３号公報に開示されているように、エチレングリコールとジエチレングリコールの混合物等、広くグリコール類含有組成物が使用可能である。その際、水分含有量が８０質量％程度であって、その他の成分も複合的に含有する組成物の状態であっても、セメントの仕上粉砕工程での粉砕助剤の代替として有効に再利用が可能である。ただし、使用後脱塩処理液Ｌをセメントの仕上粉砕工程での粉砕助剤の代替として使用することでセメントに塩素が取り込まれることになるため、セメントの品質として許容される範囲内で、その代替使用割合を適宜調整することが好ましい。
【００４８】
以上説明したように、従来、ｐＨ調整、分級、複数回洗浄等の煩雑な操作を必要としていた水を主体とした溶媒による焼却灰の脱塩処理に対し、本発明では、脱塩処理の溶媒としてグリコールを用いるので、焼却灰の脱塩処理を非常に効率的に実施することができる。さらに、脱塩処理で生じた使用後脱塩処理液についても、必要に応じてその全量をセメントの製造工程等で有効利用することが可能であるので、従来、煩雑な作業として必須であった、脱塩処理で生じた多量の処理後排液について排水基準を満たすように適正化処理する作業を、省略し、あるいは少なくとも省力化することができる。
本発明によれば、典型的には、固液分離後の固部として回収される、脱塩された焼却灰の含有塩素量（乾燥重量ベース）を、脱塩処理前の焼却灰の含有塩素量の１／２〜１／１０程度に低減することが可能である。
【実施例】
【００４９】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。
【００５０】
＜試験例１＞  
上記に説明した処理システム１による試験を行った。具体的には、以下のようにして試験を行った。
【００５１】
焼却灰Ａ１としては、含有塩素量が８．４０質量％であるごみ焼却施設からの焼却灰であって、これを、異物除去後に粉砕分級処理を行って５００μｍふるいを全通したものを調製して用い、グリコール類Ｇとしては、エチレングリコールを使用した。表１に示す溶媒の構成、温度、溶媒／焼却灰の質量比の各条件で、生成したスラリーＳを所定時間撹拌した後、固液分離装置５としてフィルタプレスを使用して固液分離し、その固部として脱塩処理後の焼却灰Ａ２を回収した。
【００５２】
回収した焼却灰Ａ２の含有塩素量（乾燥重量べ−ス）を、蛍光Ｘ線分析のファンダメンタルパラメータ法で定量した。測定結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2018118234.tif 000003
【００５４】
表１に示すように、スラリー化の溶媒として１００％エチレングリコールを用いた実施例１、２では、その脱塩効果は、撹拌時間が短い場合においては、スラリー化の溶媒として水を用いた比較例１による脱塩処理と同程度であったが、処理時間が長くなるほど効果が顕著になり、３０分の処理時間では９０％以上の塩分を焼却灰から除去することができた。特に、撹拌の温度条件を７５℃で行った実施例２では、より顕著な脱塩効果が認められた。その傾向は、スラリー化の溶媒としてエチレングリコール濃度が４０質量％の含水エチレングリコールを用いた実施例３、４や、エチレングリコール濃度が２０質量％の含水エチレングリコールを用いた実施例５にも認められた。また、焼却灰に対する溶媒の量を２倍量とした実施例４にも認められた。一方、水を主体とした溶媒を用いてスラリー化した比較例１、参考例１では、３０分の撹拌時間での脱塩率は７５％程度にとどまった。これは、脱塩処理に際してスラリー化の溶媒としてグリコールを少なくとも含む溶媒を用いたほうが、水を主体とした溶媒を用いるよりも、焼却灰に含まれる水難溶性のフリーデル氏塩に由来する塩素の溶解除去がより効率よくなされるためであると考えられた。
【符号の説明】
【００５５】
１  焼却灰の脱塩処理システム
２  焼却灰Ａ１の供給装置
３  グリコール類Ｇの供給装置
４  混合撹拌装置
５  固液分離装置
６  搬送装置
７  中継タンク
４１  撹拌翼
４２  加熱設備
４３  温度計
Ａ１  焼却灰（脱塩処理前）
Ａ２  焼却灰（脱塩処理後）
Ｇ  グリコール類
Ｓ  スラリー
Ｌ  使用後脱塩処理液
【図１】
2018118234.tif 000004