(57)【要約】【課題】廃タイヤの配合率の高い燃料の焼却灰は白色度が低く、造粒して路盤材用途に使用することが困難なので、焼却灰の白色度の問題を解決する方法が望まれていた。【解決手段】廃タイヤの配合率の高い燃料の焼却灰を、ボイラーにてペーパースラッジと燃焼することにより、焼却灰の白色度を向上させる。更に、廃タイヤを含む燃料の焼却灰中の未燃カーボンを燃料として有効利用でき、燃料を有効利用できるので二酸化炭素の排出量も削減できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却灰をペーパースラッジとともに５００〜１１００℃にて、再燃焼させることを特徴とする焼却灰の白色度を向上させる方法。
【請求項２】
前記焼却灰をペーパースラッジに対して１０〜５０質量％配合することを特徴とする請求項１に記載の焼却灰の白色度を向上させる方法。
【請求項３】
前記焼却灰が燃料として廃タイヤが５〜１００質量％配合されていることを特徴とする請求項１に記載の焼却灰の白色度を向上させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃タイヤの配合率の高い燃料の焼却灰の白色度を向上させて、土木資材として利用する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製紙工程において、製紙材料や古紙由来のパルプ等の繊維分と製紙用填料・顔料等の無機分、さらには、古紙に付着した印刷インキなどからなる、いわゆるペーパースラッジが発生する。ペーパースラッジを含む廃水は、沈殿あるいは浮上などを利用した固形分分離装置によりその固形分が分離、回収され、固形分が除去される。
ペーパースラッジの大量発生に対処するため、廃水から分離、回収されたペーパースラッジは、従来は脱水後そのまま埋め立て処分されることが多かった。しかし、最近は流動床炉やストーカ炉などの焼却炉（ペーパースラッジ焼却ボイラー）でペーパースラッジ中の有機物を燃焼してエネルギーとして回収すると同時に、ペーパースラッジの減容化が図られている。さらにペーパースラッジ焼却灰は有害成分の溶出量が比較的少ないために、固化剤を添加してミキサーで混練・造粒して数日間養生することで、路盤材で使用している砕石の増強材として資源化されている。
一方、石炭・石油などの化石燃料と代替できる新エネルギーである廃タイヤ、ＲＰＦ、廃プラスチック、木屑等は、廃棄物ボイラー（新エネルギーボイラー）で燃焼される。特に、廃タイヤを燃料として使用し、新エネルギーボイラーで燃焼した場合には、廃タイヤ中の化学的に安定なカーボンブラック由来の未燃カーボンが増加し、焼却灰の白色度が大きく低下する傾向にある。
特許文献１では、製紙工場から発生するスラッジ焼却灰、または再生利用が困難な古紙やそれに付随するプラスチックを主としたＲＰＦの焼却灰を再燃焼したのち破砕、分散することで粒径を細かく調整することで再生した製紙用填料・顔料の低白色度の問題を解決する技術が開示されている。しかし、これはあくまで燃焼してエネルギーを取り出した後に残る焼却灰を再燃焼することで白色度を上げるというものであり、また、廃タイヤを含む未燃カーボンが多い焼却灰の白色度を向上させるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１０７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
廃タイヤを配合した廃棄物ボイラーの未燃カーボンが多い焼却灰の白色度を向上させて路盤材の増強材の原料として使用できる様にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、廃タイヤを配合した新エネルギーボイラー焼却灰をペーパースラッジ焼却ボイラーで、ペーパースラッジと一緒に燃焼することで、焼却灰の白色度が著しく向上することを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち本発明は、廃タイヤを５〜１００質量％の割合で燃料として使用した新エネルギーボイラー焼却灰を、ペーパースラッジ焼却ボイラーでペーパースラッジとともに再燃焼することで焼却灰の白色度を著しく向上させる方法である。
【発明の効果】
【０００６】
上記に例示したように、本発明により廃タイヤの配合率の高い燃料の焼却灰の白色度が向上し、土木資材として利用できる様になる。更に、本発明では、廃タイヤを含む燃料の焼却灰中の未燃カーボンを燃料として有効利用でき、燃料を有効利用できるので二酸化炭素の排出量も削減できる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［ペーパースラッジ焼却灰］
ペーパースラッジ焼却灰は、パルプ製造工程、紙製造工程、古紙処理工程等から発生するペーパースラッジをボイラーで焼却処理した焼却灰のことである。
ペーパースラッジの鉱物組成としては、生石灰（CaO）、カルサイト（CaCO3）、石英（SiO2）、ゲーレナイト（Ca2Al（AlSi）O7）が主成分で、元素組成としてはカルシウム、ケイ素、アルミニウムが主成分である。
［ペーパースラッジ焼却ボイラー］
ペーパースラッジ焼却ボイラーとしては、流動層ボイラーやストーカ焼却炉等種々あるが、この場合、形式は限定されるものではない。また、助燃用とする程度であれば重油や石炭をペーパースラッジと共に、ボイラーで混焼しても構わない。さらに、ペーパースラッジ焼却灰の本来の性状である細孔性や多孔性を損なわない程度であれば、ＲＤＦ（ごみ固形燃料）、ＲＰＦ（産業系廃プラスチック・古紙類固形燃料）、その他一般可燃物もペーパースラッジと共に、ボイラーで混焼することは構わない。
【０００８】
廃タイヤを配合した新エネルギーボイラー焼却灰をペーパースラッジ焼却ボイラーで、ペーパースラッジと一緒に燃焼する燃焼温度は、７５０〜１０００℃が好ましく、さらに５００〜１１００℃が好ましい。
［新エネルギーボイラー］
本発明で使用する新エネルギーボイラーには、流動層ボイラーやストーカ焼却炉等種々あるが、この場合、形式は限定されるものではない。
新エネルギーボイラーで燃焼する燃料中の５〜１００質量％が廃タイヤである場合には、新エネルギーボイラー焼却灰の未燃カーボン量が１０〜５０質量％となり、白色度が５％以下の焼却灰となってしまう。
【０００９】
この新エネルギーボイラー焼却灰をペーパースラッジに対して１０〜５０質量％を配合して、ペーパースラッジ焼却ボイラーで燃焼することにより、白色度が４５％以上の焼却灰が得られる。
［発熱量］
未燃カーボンが約１５質量％含まれている新エネルギーボイラー焼却灰の発熱量は、石炭の約1/3の発熱量で、パーパースラッジの約２倍の発熱量となるため、ペーパースラッジ焼却ボイラーでペーパースラッジ以外に石炭等を燃焼している場合には、新エネルギーボイラー焼却灰を石炭の代わりに使用することにより、燃料費の削減も図ることができる。
［ホウ素やフッ素等の溶出量］
新エネルギーボイラーで、燃料として石炭が主体であるときは、新エネルギーボイラー焼却灰にはホウ素やフッ素等の溶出量が土壌環境基準を超過するが、新エネルギーボイラー焼却灰をペーパースラッジに対して、１０〜５０質量％を配合して再燃焼すると、ホウ素やフッ素の溶出量は減少し、ペーパースラッジ灰のみを燃焼した場合とほぼ同等の溶出量になり、有害成分溶出量抑制の観点からも、新エネルギーボイラー焼却灰をペーパースラッジと再燃焼することが望ましい。
【００１０】
新エネルギーボイラー焼却灰をペーパースラッジと再燃焼した灰は、白色度が高く、有害成分溶出量も比較的少ないので、ペーパースラッジ灰と同様に、固化剤と水を添加してミキサーで混合・造粒して数日間養生することで、有害成分の溶出量が土壌環境基準以下になり、焼却灰造粒物等の一軸圧縮強度も高くなるので、路盤材に使用している砕石の増強材として使用することができる。また、この焼却灰は必要に応じて水熱固化処理を行い、有害成分の溶出量を更に低減しても良い。
［作用］
廃タイヤを５〜１００質量％を配合した新エネルギーボイラー焼却灰をペーパースラッジ焼却ボイラーにて、ペーパースラッジに対して１０〜５０質量％を配合して再燃焼する。これにより、まず製紙スラッジ中のウエットなセルロース繊維に新エネルギーボイラー焼却灰中のカーボンブラックが吸着する。セルロースの着火温度が２００〜２５０℃なのに対し、カーボンブラックの着火温度は２９０〜５２０℃なので、セルロース繊維が助燃剤として働くことにより、カーボンブラックの燃焼効率が上昇することにより、未燃カーボンが減少するので、焼却灰の白色度が向上する。
［路盤材の増強材］
路盤材に使用している砕石の増強材として使用する場合には、砕石に対して１〜３０質量％添加することが望ましく、特に２〜１０質量％添加することが望ましい。１質量％以下では増強材としての効果が明確でなく、３０質量％以上添加すると路盤材の強度が逆に低下してしまう。
焼却灰を造粒・混練するミキサーとしては、インテンシブミキサー（アイリッヒ社製）、ペレガイヤ（北川鉄工所社製）、ELBAミキサー（クリハラ社製）等の焼却灰と固化剤と水の混合効率の高いミキサーであれば良い。
【実施例】
【００１１】
以下に実施例、応用例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。なお、実施例及び応用例に示す部または％は、全て有効成分重量部または質量％を表すものとして表示する。
(1)焼却灰の生成条件
流動床炉の新エネルギーボイラーで、石炭70%、RPF10%、廃タイヤ20%の比率で、燃焼温度約850℃で燃焼して新エネルギーボイラー焼却灰を得た。この焼却灰の未燃カーボン量は13.7%、白色度3.8%であった。
(2)未燃カーボンの測定方法
NCHアナライザー（(NCH-900、住化分析センター）を用いて未燃カーボン量を測定した。
(3)白色度の測定方法
焼却灰の白色度は、測定光が裏側に透けない程度の厚みを持つよう、試料をリング状の測定器具の中に入れ、約20kgf/cm2の圧力をかけてペレット状態にし、村上色彩技術研究所CMS-35SPXでD65光源、10度視野、紫外光を含む条件で測定した。
(4)有害成分溶出量
有害成分の溶出量は、環境省告示第18号に準拠し、フッ素はイオンクロマトグラフ、ホウ素・全クロム・鉛はICP発光分光法にて測定した。
［実施例１］
新エネルギーボイラー焼却灰10%、ペーパースラッジ90%の燃料配合で流動床炉のペーパースラッジボイラーで約850℃の燃焼温度で燃焼しペーパースラッジ灰を得た。得られたペーパースラッジ灰の未燃カーボン量と白色度を測定した。
［実施例２］
新エネルギーボイラー焼却灰20%、ペーパースラッジ80%の燃料配合であること以外は、実施例1と同様に行なった。
［実施例３］
新エネルギーボイラー焼却灰30%、ペーパースラッジ70%の燃料配合であること以外は、実施例1と同様に行なった。
［比較例１］
新エネルギーボイラー焼却灰のみの未燃カーボン量と白色度を測定した。
［比較例２］
ペーパースラッジの配合が100%のペーパースラッジボイラー灰の未燃カーボンと白色度を測定した。
［比較例３］
新エネルギーボイラー焼却灰を10%、比較例2のペーパースラッジ灰90%を混合して未燃カーボン量と白色度を測定した。
［比較例４］
新エネルギーボイラー焼却灰を20%、比較例2のペーパースラッジ灰80%を混合して未燃カーボン量と白色度を測定した。
［比較例５］
新エネルギーボイラー焼却灰を30%、比較例2のペーパースラッジ灰70%を混合して未燃カーボン量と白色度を測定した。
【００１２】
【表１】
2011212564.tif 000002
【００１３】
表１から、焼却灰とペーパースラッジを再燃焼させた実施例１，２，３の灰の白色度は、焼却灰とペーパースラッジ灰を再燃焼させた比較例３，４，５の灰の白色度に比べて高い。