(57)【要約】      （修正有）【課題】クロムを含有する木質バイオマス等を燃料とするボイラ等の焼却灰中に含まれる６価クロムの含有量を監視し、６価クロムの溶出を抑制する薬剤の添加量を適正に制御することにより、薬剤の節減に寄与し得る灰処理装置を提供する。【解決手段】焼却灰投入口および焼却灰排出口を備える灰貯槽２と、薬剤供給手段３および加湿水供給手段４を備えていて灰貯槽２から供給される焼却灰に薬剤と加湿水とを添加して混練する混練機５と、焼却灰中の６価クロムの含有量を検出する６価クロム検出手段６と、６価クロム検出手段６の検出結果に応じて薬剤供給手段の薬剤供給量を調節する薬剤供給量制御手段７と、を有する。【選択図】図１
0003143491.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
クロム含有燃料の焼却灰を薬剤により無害化処理する灰処理装置であって、
焼却灰投入口および焼却灰排出口を備える灰貯槽と、
薬剤供給手段および加湿水供給手段を備え、前記灰貯槽から供給される焼却灰に薬剤と加湿水とを添加して混練する混練機と、
前記灰貯槽から前記混練機に供給される焼却灰中の６価クロムの含有量を検出する６価クロム検出手段と、
前記６価クロム検出手段の検出結果に応じて前記薬剤供給手段の薬剤供給量を調節する薬剤供給量制御手段と、
を有することを特徴とする灰処理装置。
【請求項２】
前記６価クロム検出手段は、
灰貯槽から所定量の焼却灰を計量して取り出す計量取出手段と、
前記計量取出手段によって取り出された焼却灰を受け取って溶媒と混合させる撹拌機と、
前記撹拌機で混合させた焼却灰と溶媒との混合液中の６価クロムの溶出量を定量する定量分析装置と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の灰処理装置。
【請求項３】
前記灰貯槽から焼却灰を前記混練機へ搬送する搬送手段を更に備え、
前記搬送手段が、搬送方向切換可能であり、
前記混練機が前記搬送手段の搬送方向一方側に配置され、
前記計量取出手段は、前記搬送手段の搬送方向他方側に配置されて該搬送手段によって搬送された焼却灰を受け入れて計量する計量槽と、該計量槽の計量結果に基づいて前記搬送手段の搬送方向切換を制御する制御部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の灰処理装置。
【請求項４】
前記定量分析装置によって分析した後の混合液を前記混練機へ移送する移送手段を更に備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の灰処理装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、バイオマス燃料等のクロムを含む燃料の焼却灰を薬剤によって処理する灰処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
木質バイオマスは、バイオマスエネルギーの有効利用の観点から、エネルギー源として注目されている。しかしながら、木質バイオマスは、クロムを含有することがあり、燃焼させるとボイラ等の焼却灰から有害な６価クロムとなって検出されることが問題となっている。
【０００３】
このような問題に対処するため、従来、焼却灰を無害化、安定化させる処理装置の一つとして、焼却灰に薬剤を添加して無害化する灰処理装置が知られている。
【０００４】
図２は、従来のバイオマス等を燃料とするボイラの灰処理装置を示すシステム図である。木質バイオマス等の燃焼により生じた焼却灰は、灰貯槽１００に貯蔵され、混練機１０１にて飛散防止及び重金属類の溶出抑制のため、加湿水供給ライン１０２からの加湿水と薬剤供給ライン１０３からの薬剤とを加えて混練され、灰ピット１０４またはフレキシブルコンテナに収容される。灰ピット１０４やフレキシブルコンテナに収容された処理済み焼却灰は、埋め立て地に搬送されて埋め立て処理される。
【０００５】
図２の灰処理装置において、混練機１０１の処理量は一定量に設定されており、混練機１０１の処理量に合わせて加湿水と薬剤についても、バルブ１０５，１０６の開度をマニュアル調整するなどして定量供給される。薬剤の供給量は、薬剤処理された残渣が環境基準を満たすのに十分な供給量を実験等から算定し、その算定された添加量を一律に添加している。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、木質バイオマス燃料等の燃料の性状には変動があり、一律の設定量の薬剤を添加した場合に薬剤を過剰に添加している場合がある。
【０００７】
そこで、本考案は、クロムを含有する木質バイオマス等を燃料とするボイラ等の焼却灰中に含まれる６価クロムの含有量を監視し、６価クロムの溶出を抑制する薬剤の添加量を適正に制御することにより、薬剤の節減に寄与し得る灰処理装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本考案は、クロム含有燃料の焼却灰を薬剤により無害化処理する灰処理装置であって、焼却灰投入口および焼却灰排出口を備える灰貯槽と、薬剤供給手段および加湿水供給手段を備え、前記灰貯槽から供給される焼却灰に薬剤と加湿水とを添加して混練する混練機と、前記灰貯槽から前記混練機に供給される焼却灰中の６価クロムの含有量を検出する６価クロム検出手段と、前記６価クロム検出手段の検出結果に基づいて前記薬剤供給手段の薬剤供給量を調節する薬剤供給量制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
前記６価クロム検出手段は、灰貯槽から所定量の焼却灰を計量して取り出す計量取出手段と、前記計量取出手段によって取り出された焼却灰を受け取って溶媒と混合させる撹拌機と、前記撹拌機で混合させた焼却灰と溶媒との混合液中の６価クロムの溶出量を定量する定量分析装置と、を有することが好ましい。
【００１０】
前記灰貯槽から焼却灰を前記混練機へ搬送する搬送手段を更に備え、前記搬送手段が、搬送方向切換可能であり、前記混練機が前記搬送手段の搬送方向一方側に配置され、前記計量取出手段は、前記搬送手段の搬送方向他方側に配置されて該搬送手段によって搬送された焼却灰を受け入れて計量する計量槽と、該計量槽の計量結果に基づいて前記搬送手段の搬送方向切換を制御する制御部と、を有することが好ましい。
【００１１】
前記定量分析装置によって分析した後の混合液を前記混練機へ移送する移送手段を更に備えることが好ましい。
【考案の効果】
【００１２】
本考案によれば、無害化処理される焼却灰中の６価クロムの含有量を検出し、その検出量に応じて薬剤供給量を制御するので、薬剤の過剰供給を無くし、薬剤使用量を節減できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
本考案に係る灰処理装置の好適な実施形態について、図１を参照して説明する。なお、従来と同様の構成については同符号を付して、重複説明を省略することがある。
【００１４】
灰処理装置１は、図１に示すように、焼却灰投入口２ａおよび焼却灰排出口２ｂを備える灰貯槽２と、薬剤供給手段３および加湿水供給手段４を備えていて灰貯槽２から供給される焼却灰に薬剤と加湿水とを添加して混練する混練機５と、焼却灰中の６価クロムの含有量を検出する６価クロム検出手段６と、６価クロム検出手段６の検出結果に基づいて薬剤供給手段３の薬剤供給量を調節する制御装置７ａを含む薬剤供給量制御手段７と、を有している。
【００１５】
灰貯槽２は、焼却灰投入口２ａから焼却灰を受け入れて貯蔵し、焼却灰排出口２ｂに設けられた開閉バルブ２ｃを所要時に開いて、貯蔵された焼却灰を落下させ、排出することができる。開閉バルブ２ｃは、手動または遠隔制御により開閉することができる。
【００１６】
灰貯槽２の焼却灰排出口２ｂから排出された焼却灰は、搬送手段９上に落下し、搬送手段９によって混練機５へ搬送される。搬送手段９は、定量搬送可能なスクリューコンベヤが好ましいが、スクリューコンベヤに限らず、灰貯槽２の焼却灰排出口２ｂから落下する焼却灰を受け取って定量搬送できるものであれば良く、ベルトコンベヤ等その他の搬送装置も採用し得る。搬送手段９を構成しているスクリューコンベアは、駆動モータ９ａの正逆回転切り換えにより搬送方向を前方または後方に切り換え可能となっており、前方端および後方端の各々に排出口９ｂ、９ｃを備えている。
【００１７】
混練機５は、図示例では、２軸混練押出機を採用している。この種の混練機５は、一般に、ケーシング５ａ内に並列配置された２本の回転シャフト５ｂ（図１では一本の回転シャフトのみを図示）と、各々のシャフト５ｂに互いに噛み合うように取り付けられた螺旋羽根５ｃ、ニーディングディスク等を備えていて、搬送手段９の排出口９ｂから排出される焼却灰を受け入れ口５ｄから受け入れた混練しつつ搬送し、排出口５ｅへ押し出す。
【００１８】
混練機５のケーシング５ａに、薬剤供給手段３および加湿水供給手段４が接続されている。加湿水供給手段４は、加湿水供給源４ａに接続された管４ｂを備え、この管４ｂが、ケーシング５ａの受け入れ口５ｄの近傍に接続されている。薬剤供給手段３は、薬剤タンク３ａと、薬剤タンク３ａから延びる管３ｂとを備えている。管３ｂは管４ｂに接続されており、薬剤と加湿水とが混合されて、混練機５に送られる。加湿水は、管４ｂに介在されたバルブ４ｃの開度を調節することによって流量が所定流量に制限され、搬送手段９の搬送量に応じた水量が混練機５に供給される。
【００１９】
図１に示す薬剤供給手段３は、液体の薬剤を供給する。ただし、薬剤供給手段によって供給される薬剤は、液体に限らず、固形の薬剤も使用可能であり、この場合、薬剤供給手段は、固形薬剤の供給に適した供給手段、たとえば、容量式スクリューフィーダ、重量式スクリューフィーダ、振動フィーダ等を備えることができる。また、薬剤を混練機に供給する前に加湿水と混合させることなく、薬剤を混練機に直接供給する構成としても良い。
【００２０】
６価クロム検出手段６は、混練機５に供給される焼却灰から、所定量を計量して取り出す計量取出手段１０と、計量取出手段１０に取り出された焼却灰を受け取って溶媒と混合させる撹拌機１１と、撹拌機１１で混合させた焼却灰と溶媒との混合液中の６価クロムの溶出量を定量する定量分析装置１２と、を備えている。
【００２１】
上記したように、搬送手段９を構成しているスクリューコンベヤは、駆動モータ９ａを逆転させることによって混練機５へ搬送する方向とは逆方向に焼却灰を搬送することができる。
【００２２】
計量取出手段１０は、搬送手段９から搬送され排出口９ｃから排出される焼却灰を受け入れて計量する計量槽１０ａと、計量槽１０ａの計量結果に基づいて駆動モータ９ａの切換を制御する制御部１０ｂと、を備えている。
【００２３】
計量槽１０ａは、槽内の収容物の重量を計量するロードセル１０ｃを備えている。ロードセル１０ｃで測定された重量は、電気信号として制御部１０ｂへ送られる。計量槽１０ａの底部には、開閉弁１０ｄを介し、撹拌機１１の撹拌槽１１ａに開口する排出通路１０ｅが接続されている。開閉弁１０ｄは、電磁弁とすることができ、制御部１０ｂによって遠隔制御され得る。
【００２４】
制御部１０ｂは、たとえば、計量槽１０ａ内が空の時に、駆動モータ９ａに対して回転方向を逆転方向に切り換える指令を送信し、それにより搬送手段９が混練機５へ焼却灰を搬送する方向から計量槽１０ａへ焼却灰を搬送する方向に切り換り、搬送手段９から計量槽１０ａ内に所定重量（例えば５０ｇ）の焼却灰が収容されると、駆動モータ９ａに対して回転方向を正回転に切り換える指令を送信する。計量槽１０ａ内に収容された所定重量の焼却灰は、排出通路１０ｅを通じて撹拌槽１１ａに排出される。制御部１０ｂは、計量槽１０ａ内の焼却灰が所定重量になったときに開閉弁１０ｄを開く指令を送信することができる。
【００２５】
撹拌機１１は、撹拌槽１１ａと、プロペラ等の撹拌部材１１ｂと、溶媒供給手段１１ｃとを備えている。溶媒供給手段１１ｃは、図外の溶媒源に接続された供給管１１ｄと、フロートバルブ１１ｅと、を備えている。この例で溶媒は常温の水であり、溶媒源は水道管であるが、温水その他の溶媒を使用することもできる。フロートバルブ１１ｅは、計量槽１０ａで計量された焼却灰に対して、供給管１１ｄから所定量の溶媒が撹拌槽１１ａ内に供給されるとフロートバルブ１１ｅを閉鎖して溶媒の供給をストップする。たとえば、計量槽１０ａから供給された焼却灰が５０ｇである場合、その１０倍の重量（５００ｇ）に相当する体積（５００ｃｃ）の水（溶媒）が供給管１１ｄから撹拌槽１１ａに供給されると、フロートバルブ１１ｅが作動して、供給管１１ｄからの給水を停止させる。
【００２６】
定量分析装置１２は、ジフェニルカルバジド吸光光度法による定量分析装置を利用することができ、たとえば、株式会社アナテック・ヤナコ製六価クロム自動測定装置（ＣＲ−６０８）や東亜ディーケーケー株式会社製６価クロムモニター等を使用できる。この定量分析装置１２は、検出部１２ａ、変換器１２ｂ、試薬としての硫酸及びジフェニルカルバジド溶液をそれぞれ供給する供給部１２ｃ、１２ｄ等を備えている。検出部１２ａは、図示しないが、フローセル、発光ダイオードからなる光源、フォトダイオードからなる光検出器等を備え、６価クロムが溶出した被測定液（溶媒と焼却灰との混合液）に一定量の硫酸とジフェニルカルバジド溶液を加えて混合することによって６価クロムの濃度に応じて発色する赤紫色の濃度を光電比色法によって測定する。検出部１２ａの検出信号は、変換器１２ｂでＡ／Ｄ変換されて出力される。変換器１２ｂの出力は、薬剤供給量制御手段７を構成する制御装置７ａに出力される。
【００２７】
なお、ジフェニルカルバジド吸光光度法による定量分析装置の他に、イオンクロマトグラフ分析法、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析法、波長分散型蛍光Ｘ線分析法等の他の分析方法による定量分析装置を利用することも可能である。
【００２８】
制御装置７ａは、定量分析装置１２によって検出された６価クロムの濃度に応じて、薬剤供給手段３から混練機５へ供給する薬剤の供給量を適正に制御するべく、管３ｂに介在させた電磁弁７ｂを制御する。制御装置７ａは、流路の開閉のみを制御する開閉弁を電磁弁７ｂに用いて開閉時間を制御することにより薬剤の供給量を調節しても良いし、あるいは、電磁弁７ｂに比例電磁弁を用いて６価クロムの検出濃度に応じて流量を調節しても良い。
【００２９】
６価クロム検出手段６は、搬送手段９を通じて搬送される焼却灰のなかの一部を、間欠的に連続して定量することが好ましく、たとえば、１〜２４時間ごと、望ましくは１時間ごとに、所定量の焼却灰を搬送手段９から取り出して定量するように、制御され得る。それにより、薬剤の添加量を最適化しつつ焼却灰の無害化処理を連続的に行うことができる。
【００３０】
定量分析装置１２によって分析した後の混合液は、移送手段１３によって混練機５へ移送され得る。移送手段１３は、移送路１３ａと移送用ポンプ１３ｂとを備えることができる。定量分析のために取り出される焼却灰は、たとえば１時間当たり５０ｇであり、搬送手段９の搬送量（例えば、５０〜３００ｋｇ／時）に比べて十分に小さい。また、定量分析のために撹拌槽１１ａに加えられる１時間当たりの水の重量は、たとえば定量分析のための焼却灰の１０倍程度であり、混練機５に加えられる加湿水の供給量（例えば、５〜３０ｋｇ／時）に比べて十分に小さい。そのため、移送手段１３によって混練機５へ移送される６価クロムの量は、制御装置７ａの薬剤供給制御量に関して無視し得る程度の量であるが、制御装置７ａにおいて考慮して制御しても良い。
【００３１】
混練機５において適正量の薬剤及び加湿水を添加して混練された焼却灰は、灰ピット１４またはフレキシブルコンテナに収容される。灰ピット１４やフレキシブルコンテナに収容された処理済み焼却灰は、埋め立て地に搬送されて埋め立て処理される。
【００３２】
本考案に係る灰処理装置の上記実施形態は、上記のような構成を有するので、無害化処理されるべき焼却灰に対して、過不足の無い量の薬剤を供給し、薬剤供給量を最適化することができるので、上記従来に比べて薬剤を節減することができる。
【００３３】
上記した実施形態は、本考案を実施するための最良の形態を示す一例であり、本考案の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更や組み合わせが可能である。
【００３４】
たとえば、上記搬送手段を省略することにより、灰貯槽内の焼却灰を、搬送手段を介することなく、灰貯槽から直接、混練機に投与する構成を採用することも可能であり、その場合、灰貯槽から所定量の焼却灰を取り出して６価クロムの含有量を検出し、検出値に応じて薬剤供給量を制御する構成とすることもできる。
【００３５】
また、例えば、混練機については、押出機能の無いニーダーを用いることもでき、その場合、薬剤処理後の焼却灰は、混練機からバッチ式に取り出されて、埋め立て処理される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本考案に係る灰処理装置の一実施形態を示すシステム図である。
【図２】従来の灰処理装置を示すシステム図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  灰処理装置
２  灰貯槽
３  薬剤供給手段
４  加湿水供給手段
５  混練機
６  ６価クロム検出手段
７  薬剤供給量制御手段
９  搬送手段
１０  計量取出装置
１１  撹拌機
１２  定量分析装置
１３  移送手段
【図１】
0003143491.tif 000003
【図２】
0003143491.tif 000004