(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主灰と該主灰の０．１倍を超え１倍以下の重量の飛灰との混合灰に、該混合灰の０．３倍以上２倍以下の重量の水を添加して解泥し、
該解泥後の混合灰スラリーを、０．５ｍｍを超え１ｍｍ以下の分級点で、粗粒子と第１の微粒子スラリーとに分級し、
該第１の微粒子スラリーをさらに細粒子スラリーと第２の微粒子スラリーとに分級し、
該細粒子スラリーに酸性ガス又は酸を添加しながら水洗し、
前記第２の微粒子スラリーを水洗することを特徴とする混合灰の脱塩方法。
【請求項２】
前記混合灰スラリーの分級時に、該混合灰スラリーに散水することを特徴とする請求項１に記載の混合灰の脱塩方法。
【請求項３】
前記第１の微粒子スラリーの分級における分級点を０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の混合灰の脱塩方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の混合灰の脱塩方法における前記粗粒子をセメント原料として利用することを特徴とする混合灰の脱塩・セメント原料化方法。
【請求項５】
前記粗粒子に空気を吹き付けた後セメント原料として利用することを特徴とする請求項４に記載の混合灰の脱塩・セメント原料化方法。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかに記載の混合灰の脱塩方法における前記水洗後の細粒子スラリーを固液分離して得られた細粒子をセメント原料として利用することを特徴とする混合灰の脱塩・セメント原料化方法。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれかに記載の混合灰の脱塩方法における前記第２の微粒子スラリーを水洗した後固液分離して得られた微粒子、又は前記第２の微粒子スラリーを水洗しながら固液分離して得られた微粒子をセメント原料として利用することを特徴とする混合灰の脱塩・セメント原料化方法。
【請求項８】
主灰と該主灰の０．１倍を超え１倍以下の重量の飛灰との混合灰に、該混合灰の０．３倍以上２倍以下の重量の水を添加して解泥する解泥装置と、
該解泥後の混合灰スラリーを、０．５ｍｍを超え１ｍｍ以下の分級点で、粗粒子と第１の微粒子スラリーとに分級する第１の分級装置と、
該第１の微粒子スラリーをさらに細粒子スラリーと第２の微粒子スラリーとに分級する第２の分級装置と、
該細粒子スラリーに酸性ガス又は酸を添加しながら水洗する第１の水洗装置と、
前記第２の微粒子スラリーを水洗する第２の水洗装置とを備えることを特徴とする混合灰の脱塩装置。
【請求項９】
請求項８に記載の混合灰の脱塩装置における前記粗粒子をセメント製造装置に供給する供給装置をさらに備えることを特徴とする混合灰の脱塩・セメント原料化装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の混合灰の脱塩装置における前記水洗後の細粒子スラリーを固液分離して得られた細粒子をセメント製造装置に供給する供給装置をさらに備えることを特徴とする混合灰の脱塩・セメント原料化装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の混合灰の脱塩装置における前記第２の微粒子スラリーを水洗した後固液分離して得られた微粒子、又は前記第２の微粒子スラリーを水洗しながら固液分離して得られた微粒子をセメント製造装置に供給する供給装置をさらに備えることを特徴とする混合灰の脱塩・セメント原料化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ等を焼却した際に発生する主灰と飛灰との混合灰から塩素分を除去する方法及び装置、並びにこの混合灰から塩素分を除去した後セメント原料として利用する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等を焼却した際に発生する主灰及び飛灰は、従来、ほとんどが最終処分場で埋め立て処理されていたが、最終処分場の枯渇の虞に鑑み、近年、セメント原料として利用されている。両者は塩素分を多く含むため、セメント原料として利用するにあたって事前に塩素分を除去する必要がある。但し、主灰は粒子の粒度によって塩素濃度が異なり、微粒子側に塩素分が偏在している。
【０００３】
そこで、特許文献１には、図２に示すように、ホッパ２に受け入れた主灰Ｍと、主灰Ｍの１倍〜１０倍の重量の水Ｗ４とを混合撹拌装置１２で混合撹拌した後、主灰スラリーＳ１を分級装置１３で微粒子スラリーＳ２と粗粒子Ｃとに分級し、微粒子スラリーＳ２をタンク１４に供給して水洗し、酸性ガス導入装置１５から酸性ガスＧをタンク１４に導入して微粒子スラリーＳ２に含まれる難溶性塩の分解を促進し、タンク１４から排出したスラリーＳ３を固液分離装置１６でろ液Ｌと微粒子Ｆとに固液分離し、ろ液Ｌを排水処理装置１７で水処理すると共に、微粒子Ｆを粗粒子Ｃと合流させてセメント原料として利用する脱塩・セメント原料化装置１１が記載されている。また、上記主灰Ｍに、主灰Ｍの０．１倍以下の重量の飛灰を添加することができる旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５６１３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の装置１１では、主灰Ｍと飛灰との混合灰に水Ｗ４を添加して混合撹拌した後分級すると、得られた微粒子スラリーＳ２には、難溶性塩を含む主灰Ｍの微粉だけでなく、難溶性塩の含有率の低い飛灰の微粉が含まれるため、酸性ガスＧを添加して行う難溶性塩の分解の効率が低下するという問題があった。
【０００６】
また、主灰Ｍ、又は主灰Ｍと飛灰の混合灰のスラリー化及び水洗に大量の水Ｗ４を用いるため、運転コストが高くなると共に、分級装置１３や固液分離装置１６等が大規模なものとなり設備コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであって、運転コスト及び設備コストを低く抑えながら混合灰を効率よく脱塩し、セメント原料等に利用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、混合灰の脱塩方法であって、主灰と該主灰の０．１倍を超え１倍以下の重量の飛灰との混合灰に、該混合灰の０．３倍以上２倍以下の重量の水を添加して解泥し、該解泥後の混合灰スラリーを、０．５ｍｍを超え１ｍｍ以下の分級点で、粗粒子と第１の微粒子スラリーとに分級し、該第１の微粒子スラリーをさらに細粒子スラリーと第２の微粒子スラリーとに分級し、該細粒子スラリーに酸性ガス又は酸を添加しながら水洗し、前記第２の微粒子スラリーを水洗することを特徴とする。尚、解泥とは、液体と混合状態にある固体の粒子凝集体を分散させることをいう。
【０００９】
本発明によれば、少量の水で解泥を行うことで混合灰の粒子同士が磨砕し合い、短時間で固体の粒子凝集体を分散させることができ、その後の分級、水洗、固液分離を少量の水で行うことができ、水処理の対象となる排水の量も大幅に低下するため、運転コスト及び設備コストを著しく低減することができる。また、混合灰が十分に解泥され、粒子凝集体が分散していること、及び粒子同士の磨砕により粗粒子の表面の塩素濃度の高い部分が削り落とされているため、分級点の上限値を小さく設定し、効率よく混合灰の脱塩を行うことができる。
【００１１】
また、上記混合灰の脱塩方法において、前記分級時に、前記混合灰スラリーに散水することができ、これによって分級効率を向上させると共に、合わせて水洗も行うことができる。
【００１３】
前記第１の微粒子スラリーの分級における分級点を０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下とすることができ、難溶性塩を含む主灰の微粉を多く含む細粒子スラリーのみに酸性ガス又は酸を添加しながら水洗するため、難溶性塩を効率よく分解することができ、また、水溶性塩素分を多く含む飛灰の微粒子を別途水洗することで、混合灰全体の脱塩を効率よく行うことができる。
【００１４】
また、本発明は、混合灰の脱塩・セメント原料化方法であって、前記粗粒子をセメント原料として利用することを特徴とする。本発明によれば、上述のように低コストで脱塩した混合灰のうち粗粒子をそのままセメント原料として利用することができる。
【００１５】
前記粗粒子に空気を吹き付けた後セメント原料として利用することができ、粗粒子に付着した水分量を低減することで、セメント焼成装置における熱損失を低減することができる。
【００１６】
さらに、本発明は、混合灰の脱塩・セメント原料化方法であって、前記水洗後の細粒子スラリーを固液分離して得られた細粒子をセメント原料として利用することを特徴とする。本発明によれば、上述のように低コストで脱塩した混合灰のうち細粒子をセメント原料として利用することができる。
【００１７】
前記第２の微粒子スラリーを水洗した後固液分離して得られた微粒子、又は前記第２の微粒子スラリーを水洗しながら固液分離して得られた微粒子をセメント原料として利用することができる。本発明によれば、上述のように低コストで脱塩した混合灰のうち微粒子をセメント原料として利用することができる。
【００１８】
さらに、本発明は、混合灰の脱塩装置であって、主灰と該主灰の０．１倍を超え１倍以下の重量の飛灰との混合灰に、該混合灰の０．３倍以上２倍以下の重量の水を添加して解泥する解泥装置と、該解泥後の混合灰スラリーを、０．５ｍｍを超え１ｍｍ以下の分級点で、粗粒子と第１の微粒子スラリーとに分級する第１の分級装置と、該第１の微粒子スラリーをさらに細粒子スラリーと第２の微粒子スラリーとに分級する第２の分級装置と、該細粒子スラリーに酸性ガス又は酸を添加しながら水洗する第１の水洗装置と、前記第２の微粒子スラリーを水洗する第２の水洗装置とを備えることを特徴とする。本発明によれば、少量の水で解泥を行うことで混合灰の粒子同士が磨砕し合い、短時間で固体の粒子凝集体を分散させることができ、その後の分級、水洗、固液分離を少量の水で行うことができ、水処理の対象となる排水の量も大幅に低下するため、運転コスト及び設備コストを著しく低減することができる。また、混合灰が十分に解泥され、粒子凝集体が分散していること、及び粒子同士の磨砕により粗粒子の表面の塩素濃度の高い部分が削り落とされているため、分級点の上限値を小さく設定し、効率よく混合灰の脱塩を行うことができる。
【００１９】
また、本発明は、混合灰の脱塩・セメント原料化装置であって、前記粗粒子をセメント製造装置に供給する供給装置をさらに備えることを特徴とする。本発明によれば、低コストで脱塩した混合灰のうち粗粒子をそのままセメント原料として利用することができる。
【００２０】
さらに、本発明は、混合灰の脱塩・セメント原料化装置であって、前記水洗後の細粒子スラリーを固液分離して得られた細粒子をセメント製造装置に供給する供給装置をさらに備えることを特徴とする。本発明によれば、低コストで脱塩した混合灰のうち細粒子をセメント原料として利用することができる。
【００２１】
本発明は、混合灰の脱塩・セメント原料化装置であって、前記第２の微粒子スラリーを水洗した後固液分離して得られた微粒子、又は前記第２の微粒子スラリーを水洗しながら固液分離して得られた微粒子をセメント製造装置に供給する供給装置をさらに備えることができる。本発明によれば、低コストで脱塩した混合灰のうち微粒子をセメント原料として利用することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、運転コスト及び設備コストを低く抑えながら混合灰を効率よく脱塩し、セメント原料等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る混合灰の脱塩・セメント原料化装置の一実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】従来の脱塩・セメント原料化装置の一例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る混合灰の脱塩・セメント原料化装置の一実施の形態を示し、この装置１は、都市ごみ等を焼却した際に発生する主灰と飛灰との混合灰Ａを受け入れるホッパ２と、ホッパ２から供給された混合灰Ａを解泥するドラムウォッシャ３と、ドラムウォッシャ３から排出された混合灰スラリーＳ１を分級する第１の分級装置４と、第１の分級装置４内の粗粒子Ｃに空気ＡＩを吹き付ける空気吹き付け装置５と、第１の分級装置４から排出された第１の微粒子スラリーＳ２を分級する第２の分級装置６と、第２の分級装置６から排出された細粒子スラリーＳ４を水洗するタンク８と、タンク８に酸性ガスＧを導入する酸性ガス導入装置７と、タンク８から排出された細粒子スラリーＳ５、及び第２の分級装置６から排出された第２の微粒子スラリーＳ３を固液分離するフィルタプレス等の固液分離装置９と、固液分離装置９から排出されたろ液Ｌを水処理する排水処理装置１０等を備える。
【００２６】
解泥装置としてのドラムウォッシャ３は、例えば、株式会社気工社製のＫＤＷ型等を用いることができる。このドラムウォッシャ３は、内部に多数のリフタが立設された回転式のドラムを備える解泥装置であって、少量の水で混合灰Ａの粒子同士の磨砕を効率的に生じさせ、短時間で固体の粒子凝集体を分散させることができる。
【００２７】
第１の分級装置４には水篩（振動篩）等を用いることができ、分級の対象となる混合灰スラリーＳ１に散水する散水装置を備える。
【００２８】
空気吹き付け装置５は、第１の分級装置４において混合灰スラリーＳ１が分級される際に、第１の分級装置４内の粗粒子Ｃに空気ＡＩを吹き付けて粗粒子Ｃに付着している水分を除去するために備えられる。尚、第１の分級装置４から排出された粗粒子Ｃに空気ＡＩを吹き付けてもよい。
【００２９】
酸性ガス導入装置７は、タンク８に酸性ガスＧを導入するために設けられ、導入する酸性ガスＧとしては、ＣＯ2を多く含むセメントキルンの排ガスやＳＯ2を多く含む塩素バイパス設備の排ガスを利用することができる。酸性ガスＧに代えて、硫酸、硝酸、酢酸、ギ酸等の酸をタンク８内の細粒子スラリーＳ４に添加してもよい。
【００３０】
第２の分級装置６には、湿式サイクロン等を用いることができる。
【００３１】
次に、上記構成を有する装置１の動作について図１を参照しながら説明する。
【００３２】
ホッパ２に受け入れた、主灰と、主灰の０．１倍を超え１倍以下の重量の飛灰との混合灰Ａをドラムウォッシャ３の回転するドラム内に投入すると共に、この混合灰Ａの０．３倍〜２倍、好ましくは０．５倍〜２倍程度の重量の水Ｗ１をドラム内の混合灰Ａに添加し、混合灰Ａの粒子同士を磨砕させながら固体の粒子凝集体を分散させる。
【００３３】
次に、ドラムウォッシャ３から排出された混合灰スラリーＳ１を第１の分級装置４に供給して分級する。この際、混合灰Ａの０．１倍〜３倍程度の重量の水Ｗ２を第１の分級装置４に散水し、分級によって得られた粒径が０．７ｍｍ程度以上の粗粒子Ｃに、空気吹き付け装置５から空気ＡＩを吹き付け、粗粒子Ｃに付着している水分を除去する。上記散水により分級効率を向上させると共に、第１の微粒子スラリーＳ２の水分含有量を調整することができる。第１の分級装置４の分級点を０．５ｍｍを超え１ｍｍ以下の範囲で調整する。
【００３４】
第１の分級装置４から排出した微粒子スラリーＳ２を第２の分級装置６に供給して分級する。第２の分級装置６における分級点を、０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲で調整する。
【００３５】
第２の分級装置６から排出した細粒子スラリーＳ４をタンク８に供給し、さらに、酸性ガス導入装置７から酸性ガスＧをタンク８に添加し、細粒子スラリーＳ４に含まれるフリーデル氏塩等の難溶性塩の分解を促進させる。この際、タンク８内の細粒子スラリーＳ４のｐＨを２〜１２、より好ましくは４〜９、さらに好ましくは６〜８に調整する。
【００３６】
タンク８から細粒子スラリーＳ５を、また、第２の分級装置６から微粒子スラリーＳ３を固液分離装置９に供給し、洗浄水として水Ｗ３を固液分離装置９に供給し、細粒子スラリーＳ５及び第２の微粒子スラリーＳ３を水洗しながら固液分離し、微粒子Ｆ及び細粒子Ｍと、ろ液Ｌとに分離する。ろ液Ｌは排水処理装置１０で薬剤ＣＥを添加して排水処理し、ろ液Ｌに含まれる重金属類を除去する。微粒子Ｆ及び細粒子Ｍは、第１の分級装置４から排出した粗粒子Ｃと合流させて供給装置（不図示）を介してセメント製造装置に供給し、セメント原料として利用する。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態では、難溶性塩を含む主灰の微粉を多く含む細粒子スラリーＳ４のみに酸性ガスＧ又は酸を添加しながら水洗するため、難溶性塩を効率よく分解することができる。また、水溶性塩素分を多く含む飛灰の微粒子Ｓ３を別途水洗することで、混合灰全体の脱塩を効率よく行うことができる。
【００３８】
また、ドラムウォッシャ３等を用いて少量の水で混合灰Ａを解泥することで混合灰Ａの粒子同士が磨砕し合い、短時間で固体の粒子凝集体を分散させることができる。そのため、解泥後の混合灰スラリーＳ１の分級を行う第１の分級装置４、第２の分級装置６、タンク８、固液分離装置９等における各工程を少量の水で行うことができ、これらの装置を大規模なものとする必要がない。また、排水処理装置１０において水処理の対象となる排水の量も大幅に低減することができ、装置１全体において運転コスト及び設備コストを著しく低減することができる。また、ドラムウォッシャ３では、粒子同士の磨砕により混合灰Ａの粗粒子の表面の塩素濃度の高い部分を削り落として水洗することで脱塩効率を向上させることができる。
【００３９】
尚、上記実施の形態では、主灰と飛灰との混合灰Ａを受け入れて処理する場合を例にとって説明したが、主灰と飛灰を別々に受け入れ、これらを前記所定の割合で混合してドラムウォッシャ３に供給してもよい。
【００４０】
また、解泥装置としてドラムウォッシャ３を用いたが、少量の水で混合灰Ａを解泥することのできる他の形式の装置を用いることもできる。
【００４１】
さらに、第２の微粒子スラリーＳ３及び細粒子スラリーＳ５をフィルタプレス等の固液分離装置９で水洗しながら固液分離したが、脱水機等を用いて第２の微粒子スラリーＳ３を単に固液分離することもできる。
【００４２】
また、ろ液Ｌの一部はドラムウォッシャ３又は／及び第１の分級装置４又は／及び固液分離装置９に戻して再使用することもできる。この際、循環量するろ液の電気伝導度を測定してろ液の循環量を決定することが望ましい。
【００４３】
また、脱塩した粗粒子Ｃ、微粒子Ｆ及び細粒子Ｍの用途はセメント原料に限らず、路盤材原料等に利用することもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１  混合灰の脱塩・セメント原料化装置
２  ホッパ
３  ドラムウォッシャ
４  第１の分級装置
５  空気吹き付け装置
６  第２の分級装置
７  酸性ガス導入装置
８  タンク
９  固液分離装置
１０  排水処理装置
Ａ  混合灰
ＡＩ  空気
Ｃ  粗粒子
ＣＥ  薬剤
Ｆ  微粒子
Ｇ  酸性ガス
Ｌ  ろ液
Ｍ  細粒子
Ｓ１  混合灰スラリー
Ｓ２  第１の微粒子スラリー
Ｓ３  第２の微粒子スラリー
Ｓ４、Ｓ５  細粒子スラリー
Ｗ１〜Ｗ３  水
【図１】
0006433214.tif 000002
【図２】
0006433214.tif 000003