(57)【要約】【課題】高温高湿環境下で長期間輸送した場合でも、吸湿や圧密によるフライアッシュの固結物を発生させにくいフライアッシュの輸送方法を提供する。【解決手段】フライアッシュと、炭素原子数が４以上のグリコール、エタノールアミン、エチレンアミン、イソプロパノールアミンおよびアルキルアルカノールアミンからなる群より選ばれる少なくとも１種の薬剤とを、前記フライアッシュ１００質量部に対する前記薬剤の量が０．０５質量部以上１．０質量部以下の範囲となる割合にて混合して、フライアッシュ組成物を製造するフライアッシュ組成物製造工程と、前記フライアッシュ組成物を輸送する輸送工程と、を有することを特徴とするフライアッシュの輸送方法。【選択図】図１
2018171597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライアッシュを輸送するための方法であって、
前記フライアッシュと、炭素原子数が４以上のグリコール、エタノールアミン、エチレンアミン、イソプロパノールアミンおよびアルキルアルカノールアミンからなる群より選ばれる少なくとも１種の薬剤とを、前記フライアッシュ１００質量部に対する前記薬剤の量が０．０５質量部以上１．０質量部以下の範囲となる割合にて混合して、フライアッシュ組成物を製造するフライアッシュ組成物製造工程と、
前記フライアッシュ組成物を輸送する輸送工程と、
を有することを特徴とするフライアッシュの輸送方法。
【請求項２】
前記薬剤を溶媒で希釈して薬剤溶液を調製する工程を含み、前記フライアッシュ組成物製造工程において、前記フライアッシュと前記薬剤溶液とを混合することを特徴とする請求項１に記載のフライアッシュの輸送方法。
【請求項３】
フライアッシュと、炭素原子数が４以上のグリコール、エタノールアミン、エチレンアミン、イソプロパノールアミンおよびアルキルアルカノールアミンからなる群より選ばれる少なくとも１種の薬剤とを含み、前記フライアッシュ１００質量部に対する前記薬剤の含有量が０．０５質量部以上１．０質量部以下の範囲にあることを特徴とするフライアッシュ組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フライアッシュの輸送方法およびフライアッシュ組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
フライアッシュは、主に石炭火力発電所等で粉砕した石炭を燃焼させることにより生じる石炭灰であり、セメント用混合材やコンクリートの混和材として広く利用されている。フライアッシュの輸送方法としては、大量輸送が可能な運搬船を利用した海上輸送が行われる。フライアッシュは、一般に自硬性はないものの、吸湿や自重による圧密によって、輸送中に固結物が発生するという課題がある。特に、夏期や熱帯地域の海上は高温多湿であることから、吸湿による固結物が発生しやすい。フライアッシュの固結物が発生すると、セメント用混合材やコンクリートの混和材としての品質が確保できなくなるばかりでなく、運搬船から陸揚げされる際に圧送不良を起こすおそれがある等の問題がある。
【０００３】
特許文献１には、粉体の粉砕や分級あるいは搬送などの種々の工程において、粉体が装置内部や配管内壁などに付着することを防止する方法として、粉体に、ＯＨ基を有する液体状の物質（一価アルコール、二価アルコール、三価アルコール）またはＯＨ基を有する物質を含む溶液を添加する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、セメント或いは石灰の発塵抑制方法として、脂肪族多価アルコール（エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、或いはグリセリン）を１質量％を超え〜８質量までの割合で添加する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２７１８３５号公報
【特許文献２】特開平６−８７６４３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、特許文献１に記載されている方法では、６０℃以上になる高温の環境下では、アルコール成分が揮発してしまい、長期間の海上輸送中に固結が生じるという問題があった。また、特許文献２に記載されているように、発塵を抑制する量である１〜８質量部％まで脂肪族アルコールをフライアッシュに添加すると、脂肪族アルコールの液滴中にフライアッシュが分散された状態が部分的に形成され、かえってフライアッシュの固結体を発生させ易くなることがあった。さらに、フライアッシュは通常セメントに対して２０〜３０質量部の量が置換されるが、前記の量の脂肪族アルコールを添加すると混合セメント中に０．２〜２．４％の脂肪族アルコールが含有されることになり、セメントの圧縮強度や流動性の発現に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００７】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、高温高湿環境下で長期間輸送した場合でも、吸湿や圧密によるフライアッシュの固結物を発生させにくいフライアッシュの輸送方法、およびフライアッシュ組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明のフライアッシュの輸送方法は、フライアッシュを輸送するための方法であって、前記フライアッシュと、炭素原子数が４以上のグリコール、エタノールアミン、エチレンアミン、イソプロパノールアミンおよびアルキルアルカノールアミンからなる群より選ばれる少なくとも１種の薬剤とを、前記フライアッシュ１００質量部に対する前記薬剤の量が０．０５質量部以上１．０質量部以下の範囲となる割合にて混合して、フライアッシュ組成物を製造するフライアッシュ組成物製造工程と、前記フライアッシュ組成物を輸送する輸送工程と、を有することを特徴としている。
【０００９】
このような構成とされた本発明のフライアッシュの輸送方法によれば、フライアッシュ組成物製造工程において製造されるフライアッシュ組成物は、フライアッシュの粒子間に薬剤が存在するので、フライアッシュの粒子間に水分が侵入しにくくなる。また、上記の薬剤によってフライアッシュが表面処理され、その表面の活性な水酸基が消失することによって、フライアッシュが固結しにくくなる。このため、輸送工程を高温高湿環境下で行った場合でも、吸湿や圧密によるフライアッシュの固結物の発生が抑制される。
【００１０】
ここで、本発明のフライアッシュの輸送方法においては、前記薬剤を溶媒で希釈して薬剤溶液を調製する工程を含み、前記フライアッシュ組成物製造工程において、前記フライアッシュと前記薬剤溶液とを混合してもよい。
この場合、薬剤の使用量が比較的少量であっても、フライアッシュの粒子間に薬剤を均一に存在させることができ、フライアッシュの粒子間に水分が侵入しにくくなるため、輸送工程を高温高湿環境下で行った場合でも、吸湿や圧密によるフライアッシュの固結物の発生を確実に抑制することができる。
【００１１】
本発明のフライアッシュ組成物は、フライアッシュと、炭素原子数が４以上のグリコール、エタノールアミン、エチレンアミン、イソプロパノールアミンおよびアルキルアルカノールアミンからなる群より選ばれる少なくとも１種の薬剤とを含み、前記フライアッシュ１００質量部に対する前記薬剤の含有量が０．０５質量部以上１．０質量部以下の範囲にあることを特徴としている。
【００１２】
このような構成とされた本発明のフライアッシュ組成物によれば、フライアッシュの粒子間に上記の薬剤が存在するので、フライアッシュの粒子間に水分が侵入しにくくなるため、フライアッシュを高温高湿環境下で輸送した場合でも吸湿や圧密によるフライアッシュの固結物の発生が抑制される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フ高温高湿環境下で長期間輸送した場合でも、吸湿や圧密によるフライアッシュの固結物を発生させにくいフライアッシュの輸送方法、およびフライアッシュ組成物を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のフライアッシュ組成物を製造するのに有利に使用できるタンク式混合装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態であるフライアッシュの輸送方法およびフライアッシュ組成物について説明する。
本実施形態のフライアッシュの輸送方法は、例えば、大量輸送が可能な運搬船を利用した海上輸送に適用できる。特に、夏期や熱帯地域の海上などの高温多湿な環境での海上輸送に好適に適用できる。
【００１６】
本実施形態のフライアッシュの輸送方法は、フライアッシュと、炭素原子数が４以上のグリコール、エタノールアミン、エチレンアミン、イソプロパノールアミンおよびアルキルアルカノールアミンからなる群より選ばれる少なくとも１種の薬剤とを、前記フライアッシュ１００質量部に対する前記薬剤の量が０．０５質量部以上１．０質量部以下の範囲となる割合にて混合して、フライアッシュ組成物を製造するフライアッシュ組成物製造工程と、前記フライアッシュ組成物を輸送する輸送工程と、を有する。
【００１７】
フライアッシュ組成物において、上記の薬剤は、主にフライアッシュの粒子間に存在し、フライアッシュの粒子間に水が侵入するのを防止する作用がある。また、上記の薬剤は比較的沸点が高く、揮発しにくいので、高温高湿の環境下においても長期間にわたって安定にフライアッシュの粒子間に存在することができる。
【００１８】
上記の薬剤の含有量が少なくなりすぎると、フライアッシュの粒子間に水が侵入しやすくなるおそれがある。一方、上記の薬剤の含有量が多くなりすぎると、薬剤の液滴中にフライアッシュが分散された状態が部分的に形成され、フライアッシュの固結体を却って発生させ易くなるおそれがある。さらに、フライアッシュは通常セメントに対して２０〜３０質量部の量が置換されるため、過剰の薬剤がフライアッシュに付着していると、セメントの圧縮強度や流動性の発現に悪影響を及ぼすおそれがある。
このため、本実施形態では、薬剤の混合割合は、フライアッシュ１００質量部に対する量として０．０５質量部以上１．０質量部以下の範囲となる割合と設定している。フライアッシュ１００質量部に対する薬剤の含有量は、０．１質量部以上０．８質量部以下の範囲にあることが好ましい。
【００１９】
炭素原子数が４以上のグリコールの例としては、ジエチレングルコール、トリエチレングルコールが挙げられる。エタノールアミン（ＥＯＡ）の例としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンが挙げられる。エチレンアミン（ＥＡ）の例としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンが挙げられる。イソプロパノールアミンの例としては、モノイソパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンが挙げられる。アルキルアルカノールアミンの例としては、Ｎ−メチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミンが挙げられる。これらの薬剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。２種以上を組合せる場合、薬剤の含有量は、２種以上の薬剤の合計量がフライアッシュ１００質量部に対して０．０５質量部以上１．０質量部以下の範囲となる量である。
【００２０】
本実施形態においては、薬剤を溶媒で希釈して薬剤溶液を調製する工程を含み、フライアッシュ組成物製造工程において、前記フライアッシュと前記薬剤溶液とを混合してもよい。薬剤を薬剤溶液として混合することによって、薬剤の使用量が比較的少量であっても、フライアッシュの粒子間に薬剤を均一に存在させることができる。希釈溶液の希釈倍率は、２質量倍以上１０質量倍の範囲にあることが好ましい。また、薬剤溶液としてのフライアッシュ組成物の含有量は、フライアッシュ１００質量部に対する量として０．０５質量部以上１．０質量部以下の範囲となる量であることが好ましい。薬剤の希釈用の溶媒としては、メタノール、エタノールなどの１価アルコール、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトンが挙げられる。
【００２１】
本実施形態のフライアッシュ組成物は、フライアッシュと上記の薬剤とを、フライアッシュ１００質量部に対する薬剤の量が０．０５質量部以上１．０質量部以下の範囲となる割合にて混合することによって製造することができる。混合方法としてミキサー混合もしくはタンク混合を用いることができる。
【００２２】
ミキサー混合は、プロシェアミキサー、Ｖ型混合機、オムニミキサーなどの粉体と液体との混合に一般的に利用されているミキサーを使用する混合方法である。タンク混合は、次に述べるタンク式混合装置を使用する混合方法である。
【００２３】
図１に、タンク式混合装置の構成図を示す。図１において矢印は、フライアッシュの移動経路を示す。
タンク式混合装置１０は、上側に配置された上部タンク１１と、上部タンク１１の底部と一方の端部が接続する薬剤混合用パイプライン１２と、薬剤混合用パイプライン１２の他方の端部に接続する下部タンクと、下部タンク１３の底部と上部タンク１１の頂部とを接続する搬送用パイプライン１４と、薬剤混合用パイプライン１２に薬剤を添加する薬剤タンク１５を備える。上部タンク１１の底部と下部タンク１３の頂部の距離は、５〜１０ｍの範囲とされている。上部タンク１１は、フライアッシュの投入口（図示せず）を有し、下部タンク１３は、フライアッシュの取出口（図示せず）を有する。また、搬送用パイプライン１４は、フライアッシュを下部タンク１３から上部タンク１１に圧送するためのブロワー（図示せず）を有する。
【００２４】
先ず、上部タンク１１にフライアッシュを投入し、薬剤タンク１５に薬剤あるいは薬剤溶液を投入する。次いで、上部タンク１１に投入されたフライアッシュを薬剤混合用パイプライン１２に供給して、薬剤混合用パイプライン１２内に落下させる。１回目の落下のときに、薬剤タンク１５に投入した所定量の薬剤を薬剤混合用パイプライン１２内に噴霧して、落下しているフライアッシュに薬剤を付着させる。薬剤が付着したフライアッシュは、下部タンク１３で一旦、貯留した後、搬送用パイプライン１４を介して上部タンク１１に搬送する。次いで、上部タンク１１に搬送されたフライアッシュを、再度、薬剤混合用パイプライン１２に供給して、薬剤混合用パイプライン１２内を落下させる。このとき、薬剤タンク１５に投入した薬剤は、薬剤混合用パイプライン１２内に噴霧しない。この操作を１回もしくは２回以上行って、薬剤が付着しているフライアッシュを撹拌することによって、薬剤が均一に付着したフライアッシュ組成物が得られる。
【００２５】
ミキサー混合もしくはタンク混合によって得られたフライアッシュ組成物は、コンテナなどに充填され、運搬船によって海上輸送される。
【００２６】
なお、フライアッシュの運搬船にフライアッシュを直接積み込む場合、フライアッシュは、運搬船の分配タンクから分配エアスライダーを通って、運搬船内の各ホールに積み見込まれる。この場合は、薬剤を、分配エアスライダーを通るフライアッシュに噴霧してフライアッシュ組成物を運搬船内で製造してもよい。
【００２７】
以上のような構成とされた本実施形態のフライアッシュの輸送方法によれば、フライアッシュ組成物製造工程において製造されるフライアッシュ組成物は、フライアッシュの粒子間に薬剤が存在するので、フライアッシュの粒子間に水分が侵入しにくくなる。このため、輸送工程を高温高湿環境下で行った場合でも、吸湿や圧密によるフライアッシュの固結物の発生が抑制される。
【００２８】
また、本実施形態のフライアッシュの輸送方法においては、薬剤を溶媒で希釈して薬剤溶液を調製する工程を含み、フライアッシュ組成物製造工程において、フライアッシュと薬剤溶液とを混合する場合、薬剤の使用量が比較的少量であっても、フライアッシュの粒子間に薬剤を均一に存在させることができ、フライアッシュの粒子間に水分が侵入しにくくなるため、輸送工程を高温高湿環境下で行った場合でも、吸湿や圧密によるフライアッシュの固結物の発生を確実に抑制することができる。
【００２９】
本実施形態のフライアッシュ組成物によれば、特定の薬剤を所定の量にて含み、フライアッシュの粒子間に水分が侵入しにくくなるため、フライアッシュを高温高湿環境下において、長期間の輸送を行った場合でも吸湿や圧密による固結物を発生させにくくなる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、フライアッシュ組成物の運搬方法を運搬船を利用した海上輸送として説明したが、これに限定されることはなく、トラック輸送などにも適用することができる。
【実施例】
【００３１】
以下に、本発明を、本発明例および比較例により説明する。
【００３２】
（使用材料）
本発明例および比較例にて使用した使用材料を、以下に示す。
（１）フライアッシュ
ブレーン値が３３４０ｃｍ２／ｇのフライアッシュII種（ＪＩＳ  Ａ  ６２０１）を用意した。このフライアッシュは、かさ密度が０．９２ｇ／ｃｍ３であった。また、このフライアッシュ２トンを、振動ふるい装置を用いて、開き目１．２ｍｍのふるいにかけたが、ふるい上に残った残部は検出されなかった。
（２）薬剤
ＤＥＧ：ジエチレングルコール
ＤＩＰＡ：ジイソプロパノールアミン
ＥＤＡ：エチレンジアミン
ＥＧ：エチレングルコール
【００３３】
（混合方法）
本発明例および比較例で用いたフライアッシュと薬剤とを混合方法を、以下に示す。
（１）ミキサー混合
プロシェアミキサー（太平洋機工社製、型式：ＷＢ−１８０００型、能力：１ｔ／バッチ）に、フライアッシュを１ｔ投入した。次いで、プロシェアミキサーの混合羽根を回転させた状態（回転数  主軸：１２０回転／分、チョッパー１０００回転／分）で、点検口から、薬剤を噴霧状に投入し、薬剤の投入終了後、混合羽根を５分間回転させて、フライアッシュと薬剤とを混合してフライアッシュ組成物を得た。
【００３４】
（２）タンク混合
図１に示す構成のタンク式混合装置１０を用いて、フライアッシュと薬剤とを混合した。上部タンク１１および下部タンク１３は、それぞれ容量を容量２ｍ３とした。
上部タンク１１にフライアッシュを投入し、薬剤タンク１５に薬剤あるいは薬剤溶液を投入した。上部タンク１１に投入したフライアッシュ全量が下部タンク１３に１８０秒で到達するように、フライアッシュを薬剤混合用パイプライン１２に供給して、薬剤混合用パイプライン１２内に落下させた。このとき、薬剤タンク１５に投入した薬剤を薬剤混合用パイプライン１２内に噴霧して、落下しているフライアッシュに薬剤を付着させた。薬剤が付着したフライアッシュは、下部タンク１３で一旦、貯留した後、搬送用パイプライン１４を介して上部タンク１１に搬送した。次いで、上部タンク１１に搬送されたフライアッシュを薬剤混合用パイプライン１２に供給して、再度、薬剤混合用パイプライン１２内を落下させた。このとき、薬剤タンク１５に投入した薬剤は、薬剤混合用パイプライン１２内に噴霧しなかった。この操作を１回行って、薬剤が付着しているフライアッシュを撹拌して、フライアッシュ組成物を得た。
【００３５】
［本発明例１〜７］
フライアッシュ１トンと、ジエチレングリコールとを、フライアッシュ１００質量部に対する薬剤（ジエチレングリコール）の添加量が下記表１に記載の量となる割合で、下記表１に記載の混合方法で混合してフライアッシュ組成物を得た。混合は２回行なった。なお、本発明例１と本発明例２では、薬剤をエタノールで５質量倍に希釈した薬剤溶液を使用した。
【００３６】
［本発明例８〜１５］
フライアッシュ１トンと、下記表２に記載の薬剤とを、フライアッシュ１００質量部に対する薬剤の量が下記表２に記載の量となる割合で、下記表２に記載の混合方法で混合してフライアッシュ組成物を得た。混合は２回行なった。なお、本発明例８と本発明例９では、薬剤をエタノールで５質量倍に希釈した薬剤溶液を使用した。
【００３７】
［比較例１〜７］
フライアッシュ１トンと、下記表３に記載の薬剤とを、フライアッシュ１００質量部に対する薬剤の量が下記表３に記載の量となる割合で、下記表３に記載の混合方法で混合してフライアッシュ組成物を得た。混合は２回行なった。なお、比較例１と比較例７では薬剤は使用しなかった。
【００３８】
［評価］
フライアッシュ組成物２トンを、上部に開口部を有する円筒状鋼製タンク（直径１ｍ×高さ３ｍ）に充填した。円筒状鋼製タンクの上部開口部は、パンチングメタルで蓋をした。粉体輸送船タンク内の環境条件を想定し、温度６０℃、相対湿度７０％の室内に表１〜３にそれぞれ記載した期間静置した。ただし、比較例７では、温度２０℃、相対湿度４０％の室内に３０日間静置した。
【００３９】
静置後、フライアッシュ組成物全量を、円筒状鋼製タンクから取り出して、振動ふるい装置を用いて、開き目１．２ｍｍのふるいにかけ、ふるい上に残った残分を固結物量として計測した。そして、フライアッシュ組成物全体に対する固結物含有量（質量％）を算出した。また、フライアッシュ組成物を円筒状鋼製タンクから取り出す際にタンク壁面へのフライアッシュ組成物の付着状況を目視により観察した。その結果を表１〜３に示す。
【００４０】
【表１】
2018171597.tif 000003
【００４１】
【表２】
2018171597.tif 000004
【００４２】
【表３】
2018171597.tif 000005
【００４３】
表１〜３の結果から、所定の薬剤を本発明の範囲で含有する本発明例１〜１５のフライアッシュ組成物は、温度６０℃、相対湿度７０％高温高湿環境下において、１０日〜３０日間と長期間静置しても固結物が発生しなかった。従って、長期間の海上輸送が可能とであることが確認された。
【符号の説明】
【００４４】
１０  タンク式混合装置
１１  上部タンク
１２  薬剤混合用パイプライン
１３  下部タンク
１４  搬送用パイプライン
１５  薬剤タンク
【図１】
2018171597.tif 000006