JP2002273374A - Method and device for treating alkaline fly ash - Google Patents

Method and device for treating alkaline fly ash

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JP2002273374A
JP2002273374A JP2001076629A JP2001076629A JP2002273374A JP 2002273374 A JP2002273374 A JP 2002273374A JP 2001076629 A JP2001076629 A JP 2001076629A JP 2001076629 A JP2001076629 A JP 2001076629A JP 2002273374 A JP2002273374 A JP 2002273374A
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fly ash
water
alkali
alkali fly
carbon dioxide
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Application number
JP2001076629A
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Inventor
Katsumi Matsumoto
克美 松本
Shogo Anzai
奨吾 安財
Mitsuru Takada
満 高田
Hirofumi Asai
宏文 浅井
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Sintokogio Ltd
Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Sintokogio Ltd
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep the moisture content of an alkaline fly ash within a specified range and thereby carbonate the fly ash very efficiently. SOLUTION: A spedified amount of the alkaline fly ash is introduced into a reaction device 4 and, after injecting water and stirring the fly ash and water, an exhaust gas is introduced into the reaction device 4 so as to achieve the carbonation of the fly ash. Next, the properties of the gas introduced into the reaction device 4 and the gas discharged from the reaction device 4 are measured respectively using measuring units 3 and 6, and the moisture content of the alkaline fly ash is calculated based on the measurement results. When the calculated value of the moisture content falls below a set range, a specified amount of water is supplied into the reaction device 4. After carbonating the fly ash, a heavy metal fixing agent is added into the reaction device 4, and later, water is injected into the device 4 to granulate the fly ash. Finally, the fly ash is discharged to the outside of the device 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、重金属を含有する
アルカリ飛灰の処理方法及び装置に係り、特にアルカリ
飛灰からの重金属およびスケール成分の溶出を防止する
のに好適な方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for treating alkali fly ash containing heavy metals, and more particularly to a method and an apparatus suitable for preventing heavy metals and scale components from being eluted from alkali fly ash.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般家庭ごみや産業廃棄物を焼却炉で焼
却すると、廃ガスが発生する。この廃ガス中には、焼却
炉で揮散された鉛等の重金属を含むダストや塩化水素
(HCl)、硫黄酸化物(SOx)等の強酸性のガスが
含まれていることから、これらの処理を施してから大気
中に放出される。飛灰とはこの廃ガスの処理後に排出さ
れるダスト分であり、その組成は廃ガスに施した処理に
よって異なり、各々、処理法毎に下記2種に大別でき
る。
2. Description of the Related Art When household garbage and industrial waste are incinerated in an incinerator, waste gas is generated. The waste gas contains dust containing heavy metals such as lead volatilized in the incinerator and strongly acidic gas such as hydrogen chloride (HCl) and sulfur oxide (SOx). And then released into the atmosphere. Fly ash is a dust component discharged after the treatment of the waste gas, and its composition varies depending on the treatment applied to the waste gas, and can be roughly classified into the following two types for each treatment method.

【0003】一つの処理法は、廃ガス中のHClやSO
x等の強酸性ガスを、消石灰等のアルカリ粉末を加えて
中和した後、集塵機によってダストを捕捉する方法であ
る。この方法で排出されるダスト(飛灰)は、焼却炉で
揮散されたダストと中和反応生成物の他に、未反応(過
剰分)の消石灰等のアルカリ粉末が含まれているので、
強アルカリ性を示し、アルカリ飛灰と呼ばれている。
[0003] One treatment method is to use HCl or SO in waste gas.
This is a method in which a strongly acidic gas such as x is neutralized by adding an alkali powder such as slaked lime, and then dust is captured by a dust collector. Dust (fly ash) discharged by this method contains unreacted (excess) alkali powder such as slaked lime in addition to dust volatilized in the incinerator and a neutralization reaction product.
Shows strong alkalinity and is called alkaline fly ash.

【0004】もう一つの処理法は、廃ガス中のダストを
集塵機で除去した後に、苛性ソーダ等のアルカリ水溶液
によって、酸性ガスを中和(吸収)除去する方法であ
り、この方法で排出される飛灰はほぼ中性を示し、中性
飛灰と呼ばれている。
Another method is a method of removing dust in waste gas by a dust collector and then neutralizing (absorbing) and removing acidic gas with an aqueous alkali solution such as caustic soda. Ash is almost neutral and is called neutral fly ash.

【0005】これら飛灰は、埋立て、地盤工事等に有効
利用されるか、或いは廃棄処分される。この場合、アル
カリ飛灰も中性飛灰も共に重金属を含むことから、飛灰
の有効利用又は廃棄に当っては、含有される重金属の溶
出を防止する処理を施す必要がある。
[0005] These fly ash are effectively used for landfill, ground construction, or the like, or are disposed of. In this case, since both the alkali fly ash and the neutral fly ash contain heavy metals, it is necessary to perform a treatment for preventing the contained heavy metals from being eluted in the effective use or disposal of the fly ash.

【0006】特に、アルカリ飛灰は未反応の消石灰等の
アルカリも多く含むため、排出液のpHが高く、鉛など
が溶出し易い。また、カルシウム等のスケール生成成分
の溶出により、飛灰処理汚水設備や埋立地の集水設備
に、スケール障害が発生することもある。このため、ア
ルカリ飛灰については、特に、重金属及びスケール生成
成分の溶出防止処理が重要となる。
In particular, alkali fly ash contains a large amount of alkali such as unreacted slaked lime, so that the pH of the discharged liquid is high and lead and the like are easily eluted. In addition, elution of scale-forming components such as calcium may cause scale disturbance in fly ash treatment sewage facilities and water collection facilities in landfills. For this reason, for alkali fly ash, it is particularly important to perform a treatment for preventing elution of heavy metals and scale-forming components.

【0007】このアルカリ飛灰の薬剤処理法の一つとし
て、飛灰に特定量の水溶性リン酸又はその塩を添加し
て、鉛及びカドミウムの溶出を防止するリン酸(塩)処
理法がある。このリン酸処理法の1種として、水溶性リ
ン酸又はその塩の必要添加量を低減して飛灰処理コスト
の低減を図ると共に、スケール生成成分の溶出を防止
し、更に、酸性雨に曝された際等においても重金属の溶
出を確実に抑制することができるアルカリ飛灰の処理方
法が特開平8−155417号公報に記載されている。
As one of the chemical treatment methods of the alkali fly ash, there is a phosphoric acid (salt) treatment method in which a specific amount of water-soluble phosphoric acid or a salt thereof is added to the fly ash to prevent elution of lead and cadmium. is there. As one type of this phosphoric acid treatment method, the required amount of water-soluble phosphoric acid or a salt thereof is reduced to reduce the cost of fly ash treatment, to prevent the elution of scale-forming components, and to further expose to acid rain. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-155417 discloses a method for treating alkali fly ash, which can reliably suppress the elution of heavy metals even when it is performed.

【0008】同号公報のアルカリ飛灰の処理方法は、リ
ン酸又はその塩を添加する前に、飛灰中のアルカリ分を
炭酸ガスで中和しておくようにしたものであり、アルカ
リ飛灰に水を加えて混練した後、炭酸ガスを吹き込み、
次いでリン酸系重金属固定化剤を添加して混練するもの
である。
In the method of treating alkali fly ash disclosed in the same publication, alkalis in fly ash are neutralized with carbon dioxide before adding phosphoric acid or a salt thereof. After adding water to the ash and kneading, blow in carbon dioxide gas,
Next, a phosphoric acid-based heavy metal fixing agent is added and kneaded.

【0009】このようにリン酸(塩)の添加に先立って
アルカリ飛灰中の未反応消石灰と炭酸ガスを反応させる
と、消石灰が難溶性の炭酸カルシウムになるので、スケ
ール生成成分であるカルシウムの溶出が減少する。ま
た、その後、リン酸又はその塩を添加して鉛やカドミウ
ムなどの重金属をリン酸鉛、リン酸カドミウムなどの難
溶性塩として固定化する際、未反応消石灰が低減してい
るため、未反応消石灰によって消費されるリン酸又はリ
ン酸塩量が少なくなり、重金属固定化のため必要なリン
酸又はリン酸塩の添加量の低減が図れる。更に、処理飛
灰は、共存する炭酸カルシウムによってpH緩衝能力が
強化されているので、酸性水による溶出液のpH低下を
軽減でき、重金属等の溶出を抑制できる。
If unreacted slaked lime in alkali fly ash is reacted with carbon dioxide gas before the addition of phosphoric acid (salt) as described above, slaked lime becomes hardly soluble calcium carbonate. Elution is reduced. In addition, when phosphoric acid or a salt thereof is added and heavy metals such as lead and cadmium are immobilized as poorly soluble salts such as lead phosphate and cadmium phosphate, unreacted slaked lime is reduced, so unreacted lime is reduced. The amount of phosphoric acid or phosphate consumed by slaked lime is reduced, and the amount of phosphoric acid or phosphate required for immobilizing heavy metals can be reduced. Furthermore, since the treated fly ash has an enhanced pH buffering ability by coexisting calcium carbonate, it is possible to reduce a decrease in pH of the eluate due to acidic water, and to suppress elution of heavy metals and the like.

【0010】この方法においては、アルカリ飛灰に添加
して混練する水の量は、その後の中和効率の面から、飛
灰に対して5〜50重量%、特に10〜30重量%程度
である。
In this method, the amount of water added to the alkali fly ash and kneaded is 5 to 50% by weight, especially about 10 to 30% by weight, based on the subsequent neutralization efficiency. is there.

【0011】炭酸ガスの吹き込み量は、炭酸ガスによる
中和後の飛灰からの水中への溶出物による水のpHが1
0〜12.5、好ましくは11.0〜12.0になるよ
うに調整される。通常の場合、この炭酸ガス量は、アル
カリ飛灰100gに対して5〜60リットル程度であ
る。
[0011] The amount of carbon dioxide blown is such that the pH of the water due to the eluate from the fly ash into the water after neutralization with carbon dioxide is 1%.
It is adjusted so as to be 0 to 12.5, preferably 11.0 to 12.0. Usually, the amount of carbon dioxide gas is about 5 to 60 liters per 100 g of alkali fly ash.

【0012】炭酸ガスによる中和後に添加するリン酸系
重金属固定化剤としては、リン酸又はその塩が用いら
れ、このうち、リン酸としては正リン酸や次亜リン酸、
メタ亜リン酸、ピロ亜リン酸、正亜リン酸、次リン酸、
メタリン酸、ピロリン酸、三リン酸、縮合リン酸が挙げ
られ、リン酸塩としては、これらのリン酸の塩、第1リ
ン酸塩、第2リン酸塩が挙げられる。特に好適なもの
は、正リン酸(HPO)、リン酸二水素−ナトリウ
ム(NaHPO)、リン酸−水素二ナトリウム(N
HPO)、縮合リン酸等である。これらのリン酸
及び/又はリン酸塩の添加量は飛灰に対して1〜30重
量%程度である。
Phosphoric acid or a salt thereof is used as a phosphoric acid-based heavy metal fixing agent added after neutralization with carbon dioxide gas. Among these, phosphoric acid includes orthophosphoric acid, hypophosphorous acid, and the like.
Metaphosphorous acid, pyrophosphorous acid, orthophosphorous acid, hypophosphorous acid,
Examples include metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, and condensed phosphoric acid. Examples of the phosphate include salts of these phosphoric acids, primary phosphates, and secondary phosphates. Particularly preferred are orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ), dihydrogen-sodium phosphate (NaH 2 PO 4 ), and disodium hydrogen phosphate (N
a 2 HPO 4 ), condensed phosphoric acid and the like. The addition amount of these phosphoric acids and / or phosphates is about 1 to 30% by weight based on fly ash.

【0013】重金属含有灰をリン酸系重金属固定化剤で
処理する別の優れた方法として、特開平11−1883
31号には、重金属含有灰にリン酸系重金属固定化剤を
添加して混練した後、炭酸ガス又は炭酸ガスを含む気体
と均一に接触させる方法が記載されている。この方法に
おいても炭酸ガスは、重金属含有灰中のアルカリ分(主
にCa(OH))とで中和反応して灰のアルカリ度を
下げ、また、重金属含有灰中の重金属を難溶性の炭酸塩
とすることによって、リン酸系重金属固定化剤による重
金属の溶出効果を高める。
Another excellent method for treating heavy metal-containing ash with a phosphoric acid-based heavy metal fixing agent is disclosed in JP-A-11-1883.
No. 31 describes a method in which a phosphoric acid-based heavy metal fixing agent is added to a heavy metal-containing ash, kneaded, and then uniformly contacted with carbon dioxide gas or a gas containing carbon dioxide gas. Also in this method, carbon dioxide gas neutralizes and reacts with an alkali component (mainly Ca (OH) 2 ) in the heavy metal-containing ash to lower the alkalinity of the ash, and makes the heavy metal in the heavy metal-containing ash hardly soluble. By using the carbonate, the elution effect of the heavy metal by the phosphate-based heavy metal fixing agent is enhanced.

【0014】この特開平11−188331号の方法に
おいて、重金属含有灰に添加する混練水の量は、飛灰に
対して10〜60重量%、特に20〜40重量%程度で
ある。
In the method disclosed in JP-A-11-188331, the amount of kneading water added to the heavy metal-containing ash is about 10 to 60% by weight, especially about 20 to 40% by weight, based on the fly ash.

【0015】また、リン酸系重金属固定化剤としては、
リン酸又はその塩が用いられ、このうち、リン酸として
は正リン酸や次亜リン酸、メタ亜リン酸、ピロ亜リン
酸、正亜リン酸、次リン酸、メタリン酸、ピロリン酸、
三リン酸、縮合リン酸が用いられ、リン酸塩としては、
これらのリン酸の塩、第1リン酸塩、第2リン酸塩が用
いられ、好ましくは、正リン酸(HPO)、リン酸
二水素−ナトリウム(NaHPO)、リン酸−水素
二ナトリウム(NaHPO)、縮合リン酸等が用い
られる。
The phosphoric acid heavy metal fixing agent includes:
Phosphoric acid or a salt thereof is used. Among them, phosphoric acid includes orthophosphoric acid and hypophosphorous acid, metaphosphorous acid, pyrophosphorous acid, orthophosphorous acid, hypophosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid,
Triphosphoric acid and condensed phosphoric acid are used.
Salts of these phosphoric acids, first phosphates, second phosphate is used, preferably, orthophosphoric acid (H 3 PO 4), dihydrogen phosphate - sodium (NaH 2 PO 4), phosphoric acid - disodium hydrogen (Na 2 HPO 4), such as condensed phosphoric acid is used.

【0016】これらのリン酸及び/又はリン酸塩の添加
量は重金属含有灰に対して1〜30重量%、特に4〜1
0重量%程度とされる。
The amount of the phosphoric acid and / or phosphate added is 1 to 30% by weight, especially 4 to 1% by weight based on the heavy metal-containing ash.
It is about 0% by weight.

【0017】リン酸及び/又はリン酸塩は、好ましくは
20〜80重量%濃度の水溶液として重金属含有灰に添
加して混練される。
The phosphoric acid and / or phosphate is preferably added to the heavy metal-containing ash as an aqueous solution having a concentration of 20 to 80% by weight and kneaded.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】上記特開平8−155
417号、同11−188331号のアルカリ飛灰の処
理方法にあっては、処理過程においてアルカリ飛灰の含
水率の制御をしていない。
The above-mentioned JP-A-8-155
No. 417 and No. 11-188331 do not control the water content of the alkali fly ash during the treatment process.

【0019】一般に、炭酸ガスとアルカリ飛灰との炭酸
化反応において、飛灰の含水率は一定の範囲までは高い
ほど反応効率が高くなるが、一定の範囲を超えると飛灰
が造粒し、粒の内部まで炭酸ガスが浸透しないことから
反応効率が低下する。従って、炭酸化反応中は、飛灰の
含水率は飛灰が造粒しない程度に高い値であることが好
ましい。一方、処理後に飛灰を運搬、埋立処分等すると
きには、飛灰の含水率は飛灰が造粒する程度に高い値で
あることが好ましい。しかしながら、上記特開平8−1
55417号、同11−188331号では飛灰の含水
率の制御をしていないため、炭酸化反応の進行とともに
飛灰中の含水率が低下して反応効率が低下する。また、
飛灰が造粒されていない状態で運搬、埋立処分等がされ
るため、飛灰の取り扱いが難しく、飛灰が多量に飛散す
る。
In general, in the carbonation reaction between carbon dioxide gas and alkali fly ash, the higher the moisture content of the fly ash is within a certain range, the higher the reaction efficiency becomes. However, when the moisture content exceeds a certain range, the fly ash is granulated. Since the carbon dioxide does not penetrate into the inside of the grains, the reaction efficiency is reduced. Therefore, during the carbonation reaction, it is preferable that the water content of the fly ash be high enough that the fly ash does not granulate. On the other hand, when the fly ash is transported or landfilled after the treatment, the water content of the fly ash is preferably high enough to granulate the fly ash. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-1
In Nos. 55417 and 11-188331, since the water content of the fly ash is not controlled, the water content in the fly ash decreases with the progress of the carbonation reaction, and the reaction efficiency decreases. Also,
Since the fly ash is transported or landfilled without being granulated, it is difficult to handle the fly ash and a large amount of the fly ash is scattered.

【0020】本発明は上記従来の問題点を解決し、アル
カリ飛灰の含水率の制御が可能なアルカリ飛灰の処理方
法及び装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a method and an apparatus for treating alkaline fly ash, which can control the water content of the alkaline fly ash.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明(請求項1)のア
ルカリ飛灰の処理方法は、重金属を含有するアルカリ飛
灰に水分を供給すると共に炭酸ガスと接触させる工程、
及びアルカリ飛灰に重金属固定化剤を添加して混合する
工程を有するアルカリ飛灰の処理方法において、該アル
カリ飛灰と炭酸ガスとを接触させる工程においてアルカ
リ飛灰の含水率が所定範囲となるようにアルカリ飛灰へ
の水分の供給量を制御するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for treating alkali fly ash, comprising supplying water to a heavy metal-containing alkali fly ash and contacting the fly ash with carbon dioxide.
And a method of treating an alkali fly ash having a step of adding and mixing a heavy metal fixing agent to the alkali fly ash, wherein in the step of bringing the alkali fly ash and carbon dioxide gas into contact, the water content of the alkali fly ash falls within a predetermined range. Thus, the supply amount of water to the alkaline fly ash is controlled.

【0022】かかるアルカリ飛灰の処理方法にあって
は、アルカリ飛灰の炭酸化工程においてアルカリ飛灰の
含水率が炭酸化にとって好適な範囲内にあるように水分
を供給することにより、炭酸化反応の効率を高めること
ができる。
In the method for treating alkali fly ash, the alkali fly ash is supplied with water so that the water content of the alkali fly ash is within a range suitable for carbonation in the carbonation step of the alkali fly ash. The efficiency of the reaction can be increased.

【0023】本発明(請求項2)のアルカリ飛灰の処理
方法は、請求項1において、アルカリ飛灰をバッチ式で
攪拌槽に導入し、アルカリ飛灰の含水率が前記所定範囲
となるように水をアルカリ飛灰に添加しながら攪拌し、
その後、炭酸ガス含有ガスを該攪拌槽に導入してアルカ
リ飛灰の炭酸化を行い、バッチ式でアルカリ飛灰を排出
するようにしたアルカリ飛灰の処理方法であって、該炭
酸化の開始から終了まで該アルカリ飛灰の含水率が前記
所定範囲となるように水分の供給量を制御することを特
徴とするものである。
In the method for treating alkali fly ash according to the present invention (claim 2), the alkaline fly ash is introduced into the stirring tank in a batch manner so that the water content of the alkali fly ash falls within the predetermined range. While adding water to the alkali fly ash and stirring,
Thereafter, a carbon dioxide gas-containing gas is introduced into the stirring tank to carbonize the alkali fly ash, and the alkali fly ash is discharged in a batch system. From the end to the end, the supply amount of water is controlled so that the water content of the alkali fly ash falls within the predetermined range.

【0024】かかるアルカリ飛灰の処理方法にあって
は、予め攪拌槽内でアルカリ飛灰に水を添加しながら攪
拌した後に攪拌槽内に炭酸ガス含有ガスを導入すること
から、ガスによる飛灰の飛散が少ない。また、バッチ式
であり、且つ炭酸化工程においてアルカリ飛灰を攪拌し
ながら水分の供給及び炭酸ガス含有ガスの導入を行って
いることから、攪拌槽内全域にわたりアルカリ飛灰の含
水率を所定範囲内とすることができ、効率良く炭酸化を
行うことができる。また、炭酸化を早期に終了させるこ
とも可能である。
In the method for treating alkaline fly ash, the alkaline fly ash is stirred in advance while adding water to the alkaline fly ash, and then the carbon dioxide-containing gas is introduced into the stirred vessel. Less scattering. In addition, since it is a batch type, and supplies water and introduces a carbon dioxide gas-containing gas while stirring the alkali fly ash in the carbonation step, the water content of the alkali fly ash is within a predetermined range over the entire area of the stirring tank. And carbonation can be performed efficiently. It is also possible to terminate carbonation early.

【0025】本発明(請求項3)のアルカリ飛灰の処理
方法は、請求項1において、アルカリ飛灰をバッチ式で
攪拌槽に導入し、アルカリ飛灰の含水率が前記所定範囲
となるように水をアルカリ飛灰に添加しながら攪拌し、
その後、炭酸ガス含有ガス及び水を該攪拌槽に導入して
アルカリ飛灰の炭酸化を行い、バッチ式でアルカリ飛灰
を排出するようにしたアルカリ飛灰の処理方法であっ
て、該炭酸化の開始から終了まで該アルカリ飛灰の含水
率が前記所定範囲となるように該攪拌槽に導入する水の
供給量を制御することを特徴とするものである。
In the method for treating alkali fly ash of the present invention (claim 3), in claim 1, the alkali fly ash is introduced into the stirring tank in a batch system so that the water content of the alkali fly ash falls within the predetermined range. While adding water to the alkali fly ash and stirring,
Thereafter, a carbon dioxide-containing gas and water are introduced into the stirring tank to carbonize the alkali fly ash, and the alkali fly ash is discharged in a batch system. The amount of water introduced into the stirring tank is controlled so that the water content of the alkali fly ash falls within the predetermined range from the start to the end of the process.

【0026】かかるアルカリ飛灰の処理方法にあって
は、アルカリ飛灰への水分供給を水によって行うため、
迅速且つ微妙な水量調整が可能となり、水分供給量の制
御が容易である。
In the method for treating alkaline fly ash, water is supplied to the alkaline fly ash by using water.
It is possible to quickly and finely adjust the amount of water, and it is easy to control the amount of water supply.

【0027】本発明(請求項4)のアルカリ飛灰の処理
方法は、請求項2において、前記炭酸ガス含有ガスは水
蒸気を含んでおり、該炭酸ガス含有ガス中の水蒸気量を
制御することによりアルカリ飛灰への水分の供給量を制
御するものである。
According to the present invention (claim 4), in the method for treating alkali fly ash according to claim 2, the carbon dioxide gas-containing gas contains water vapor, and the amount of water vapor in the carbon dioxide gas-containing gas is controlled. It controls the supply of water to the alkaline fly ash.

【0028】かかるアルカリ飛灰の処理方法にあって
は,アルカリ飛灰への水分の供給を炭酸ガス含有ガス中
の水蒸気によって行うため、水分を攪拌槽内の広範囲に
供給でき、その結果、アルカリ飛灰の全体にわたり含水
率を均一にすることが可能となる。
In the method for treating alkali fly ash, since the supply of moisture to the alkali fly ash is performed by the steam in the carbon dioxide gas-containing gas, the moisture can be supplied to a wide range in the stirring tank. It is possible to make the water content uniform throughout the fly ash.

【0029】本発明(請求項5)のアルカリ飛灰の処理
方法は、請求項2ないし4のいずれか1項において、前
記炭酸ガス含有ガス中の水蒸気量と、前記攪拌槽から排
出されるガス中の水蒸気量との差に基づいて該攪拌槽内
のアルカリ飛灰中の含水率を算出し、この算出値が設定
範囲となるようにアルカリ飛灰への水分供給量を制御す
るものである。
The method for treating alkali fly ash according to the present invention (claim 5) is the method according to any one of claims 2 to 4, wherein the amount of water vapor in the carbon dioxide-containing gas and the amount of gas discharged from the stirring tank are determined. The water content in the alkali fly ash in the stirring tank is calculated based on the difference from the amount of water vapor in the stirrer, and the amount of water supply to the alkali fly ash is controlled such that the calculated value falls within a set range. .

【0030】かかるアルカリ飛灰の処理方法では、例え
ばアルカリ飛灰に導入する前の炭酸ガス含有ガスと導入
した後の炭酸ガス含有ガスの流量、湿度及び温度を測定
し、この測定結果からアルカリ飛灰に導入する前後の炭
酸ガス含有ガス中の水蒸気の変化量を計算する。この水
蒸気の変化量からアルカリ飛灰中の含水率を算出し、こ
の算出値が設定範囲内となるようにアルカリ飛灰への水
分供給量を制御する。
In such a method for treating alkali fly ash, for example, the flow rate, humidity and temperature of the carbon dioxide-containing gas before and after introduction into the alkali fly ash are measured, and the alkali fly ash is measured based on the measurement results. The amount of change in water vapor in the carbon dioxide-containing gas before and after introduction into the ash is calculated. The water content in the alkali fly ash is calculated from the change in the water vapor, and the amount of water supplied to the alkali fly ash is controlled so that the calculated value falls within a set range.

【0031】かかるアルカリ飛灰の処理方法にあって
は、一定の時間間隔でアルカリ飛灰を採取して飛灰中の
含水率を実測する必要がなく、炭酸ガス含有ガス中の水
蒸気量の変化から飛灰の含水率をほぼリアルタイムで算
出することができ、水分供給量を的確に制御することが
可能となる。
In the method for treating alkaline fly ash, it is not necessary to collect the alkaline fly ash at regular time intervals and measure the water content in the fly ash, and it is not necessary to change the amount of water vapor in the gas containing carbon dioxide gas. , The water content of the fly ash can be calculated almost in real time, and the water supply amount can be controlled accurately.

【0032】本発明(請求項6)のアルカリ飛灰の処理
方法は、重金属を含有するアルカリ飛灰に炭酸ガス含有
ガス及び水を供給して混合する炭酸化工程、及び重金属
固定化剤を添加して混合する固定化剤添加工程を有する
処理方法において、該炭酸化工程の終了後、アルカリ飛
灰に水を加えて攪拌することによりアルカリ飛灰を造粒
し、その後、攪拌槽から排出するものである。
In the method for treating alkali fly ash of the present invention (claim 6), a carbonation step of supplying and mixing a carbon dioxide-containing gas and water to a heavy metal-containing alkali fly ash, and adding a heavy metal fixing agent. In the treatment method having a fixing agent adding step of mixing and mixing, after the carbonation step is completed, water is added to the alkali fly ash and stirred to granulate the alkali fly ash, and then discharged from the stirring tank. Things.

【0033】かかるアルカリ飛灰の処理方法にあって
は、飛灰を造粒した後に排出することから、処理後の飛
灰の取り扱いが容易となり、飛灰の運搬中や埋立処分中
の飛灰の飛散量を低減することができる。
In the method for treating alkaline fly ash, the fly ash is discharged after being granulated, so that the treated fly ash can be easily handled, and the fly ash can be transported during fly ash or landfilled. Can be reduced.

【0034】本発明(請求項7)のアルカリ飛灰の処理
装置は、重金属含有アルカリ飛灰を受け入れて攪拌する
攪拌槽と、該攪拌槽内に炭酸ガス含有ガスを供給する手
段と、該攪拌槽内に水を供給する水供給手段と、該攪拌
槽内に重金属固定化剤を供給する手段と、該攪拌槽中の
アルカリ飛灰の含水率が所定範囲となるように該炭酸ガ
ス含有ガス中の水蒸気量及び/または該水供給手段によ
る水供給量を制御する制御手段とを備えたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an apparatus for treating alkali ash, comprising: a stirring tank for receiving and stirring heavy metal-containing alkali fly ash; a means for supplying a carbon dioxide gas-containing gas into the stirring tank; A water supply means for supplying water into the tank, a means for supplying a heavy metal fixing agent into the stirring tank, and the carbon dioxide-containing gas so that the water content of the alkali fly ash in the stirring tank is within a predetermined range. Control means for controlling the amount of water vapor therein and / or the amount of water supplied by the water supply means.

【0035】かかるアルカリ飛灰の処理装置にあって
は、アルカリ飛灰の炭酸化工程においてアルカリ飛灰の
含水率が炭酸化にとって好適な範囲内にあるようにする
ことにより、炭酸化反応の効率を高めることができる。
In the apparatus for treating alkali fly ash, the efficiency of the carbonation reaction is improved by setting the water content of the alkali fly ash in the alkali fly ash carbonation step within a range suitable for carbonation. Can be increased.

【0036】本発明(請求項8)のアルカリ飛灰の処理
装置は、請求項7において、前記炭酸ガス含有ガス中の
水蒸気量の測定手段と、前記攪拌槽から排出するガス中
の水蒸気量の測定手段と、これらの測定手段の測定値に
基づいて前記攪拌槽中のアルカリ飛灰の含水率を算出す
る手段とを備えてなり、前記制御手段は、この算出され
た含水率が設定範囲となるように制御を行うものであ
る。
[0036] In the apparatus for treating alkali fly ash according to the present invention (claim 8), the means for measuring the amount of water vapor in the carbon dioxide gas-containing gas and the amount of water vapor in the gas discharged from the stirring tank may be used. Measuring means, comprising means for calculating the water content of the alkaline fly ash in the stirring tank based on the measured values of these measuring means, the control means, the calculated water content is set range and The control is performed so that

【0037】かかるアルカリ飛灰の処理装置にあって
は、一定の時間間隔でアルカリ飛灰を採取して飛灰中の
含水率を実測する必要がなく、炭酸ガス含有ガス中の水
蒸気量の変化から飛灰の含水率をほぼリアルタイムで算
出することができ,水分供給量を的確に制御することが
可能となる。
In such an apparatus for treating alkaline fly ash, it is not necessary to sample the alkaline fly ash at regular time intervals and measure the water content in the fly ash, and it is not necessary to change the amount of water vapor in the carbon dioxide-containing gas. From this, the water content of fly ash can be calculated almost in real time, and the water supply can be controlled accurately.

【0038】本発明(請求項9)のアルカリ飛灰の処理
装置は、請求項8又は9において、アルカリ飛灰の炭酸
化処理後に、アルカリ飛灰の含水率が前記所定範囲を超
えるように前記攪拌槽に水を供給してアルカリ飛灰を造
粒する造粒制御手段を備えたことを特徴とするものであ
る。
The apparatus for treating alkali fly ash according to the present invention (claim 9) is characterized in that, after the carbonation treatment of the alkali fly ash, the alkali fly ash has a water content exceeding the predetermined range. It is characterized by comprising a granulation control means for supplying water to the stirring tank to granulate alkali fly ash.

【0039】かかるアルカリ飛灰の処理装置にあって
は、飛灰を造粒した後に排出することから、処理後の飛
灰の取り扱いが容易となり、飛灰の運搬中や埋立処分中
の飛散量を低減することができる。
In such an alkaline fly ash treatment apparatus, the fly ash is discharged after being granulated, so that the treated fly ash can be easily handled, and the amount of fly ash during transportation and landfill disposal Can be reduced.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0041】図1は本発明のアルカリ飛灰の処理方法の
実施に好適なアルカリ飛灰の処理装置の系統図である。
FIG. 1 is a system diagram of an alkali fly ash treatment apparatus suitable for carrying out the alkali fly ash treatment method of the present invention.

【0042】炭酸ガス含有ガス(この実施の形態では燃
焼排ガス)は、配管1を通って測定ユニット3に送給さ
れる。このとき、排ガスを通気させる場合のように、炭
酸ガス含有ガスの温度を低下させる必要があるときは、
測定ユニット3の前に熱交換器2を設置し、該熱交換器
2にてガスを冷却する。
The carbon dioxide-containing gas (combustion exhaust gas in this embodiment) is supplied to the measuring unit 3 through the pipe 1. At this time, when it is necessary to lower the temperature of the carbon dioxide-containing gas, such as when ventilating exhaust gas,
The heat exchanger 2 is installed in front of the measurement unit 3, and the gas is cooled by the heat exchanger 2.

【0043】この測定ユニット3は温度計、流量計、湿
度計を備えており、炭酸ガス含有ガスの温度、流量、湿
度を測定する。これらの測定機器は、一般に市販されて
いるもので足りる。この測定ユニット3によってガス性
状が測定された後は、炭酸ガス含有ガスは反応装置(攪
拌槽)4に送給され、高アルカリ飛灰と接触させる。反
応装置4からの排出ガスは、配管5を通って測定ユニッ
ト6に送給され、温度、流量、湿度が測定される。
The measuring unit 3 includes a thermometer, a flow meter, and a hygrometer, and measures the temperature, flow rate, and humidity of the carbon dioxide-containing gas. These measuring instruments are generally commercially available. After the gas properties are measured by the measuring unit 3, the carbon dioxide-containing gas is fed to the reaction device (stirring tank) 4 and brought into contact with high alkali fly ash. The exhaust gas from the reaction device 4 is sent to the measurement unit 6 through the pipe 5, and the temperature, the flow rate, and the humidity are measured.

【0044】このように構成されたアルカリ飛灰の処理
装置を用いたアルカリ飛灰の処理方法を以下に説明す
る。
The method for treating alkali fly ash using the apparatus for treating alkali fly ash thus constructed will be described below.

【0045】内部に攪拌手段を備えた反応装置4内に所
定量のアルカリ飛灰を導入した後、少量の水を添加して
アルカリ飛灰と水とを十分に混合する。ここで、水の添
加量は炭酸化反応の効率及び炭酸ガス含有ガスの通気に
よる飛灰の飛散抑制の観点から、飛灰に対して5〜50
重量%特に10〜30重量%とするのが好ましい。
After introducing a predetermined amount of alkali fly ash into the reactor 4 provided with a stirring means inside, a small amount of water is added to sufficiently mix the alkali fly ash and water. Here, the amount of water to be added is 5 to 50 with respect to the fly ash from the viewpoint of the efficiency of the carbonation reaction and the suppression of the fly ash scattering due to the aeration of the carbon dioxide-containing gas.
% By weight, particularly preferably 10 to 30% by weight.

【0046】次に、反応装置4内に炭酸ガス含有ガスと
しての燃焼排ガスを導入し、アルカリ飛灰を攪拌しなが
ら炭酸化を行う。この反応装置4に導入される排ガスの
温度は低い方がアルカリ飛灰の炭酸化が促進されるの
で、排ガスは熱交換器2によって80℃以下特に60℃
以下に降温してから反応装置4に導入されるのが好まし
い。
Next, a combustion exhaust gas as a carbon dioxide-containing gas is introduced into the reactor 4, and carbonation is performed while stirring the alkaline fly ash. Since the carbonation of the alkali fly ash is promoted when the temperature of the exhaust gas introduced into the reactor 4 is lower, the exhaust gas is reduced to 80 ° C. or less, particularly 60 ° C. by the heat exchanger 2.
It is preferred that the temperature be lowered as described below and then introduced into the reactor 4.

【0047】炭酸化の工程においては、排ガス中の炭酸
ガスと飛灰中のアルカリ成分との発熱反応によって飛灰
中の水分が蒸発し、その結果飛灰の含水率が低下して、
炭酸化の反応効率の低下及び排ガスによる飛灰の飛散量
の増加を引き起こす。これらを防止するため、以下のよ
うにしてアルカリ飛灰の含水率が一定となるように制御
する。
In the carbonation step, the water in the fly ash evaporates due to the exothermic reaction between the carbon dioxide gas in the exhaust gas and the alkali component in the fly ash, and as a result, the water content of the fly ash decreases.
This causes a reduction in the reaction efficiency of carbonation and an increase in the amount of fly ash scattered by the exhaust gas. In order to prevent these, control is performed so that the moisture content of the alkaline fly ash becomes constant as described below.

【0048】即ち、測定ユニット3,6によって、反応
装置4の上流及び下流の排ガスの流量、温度及び湿度を
測定する。これらの測定結果から反応装置4の上流及び
下流の排ガスに含まれる水蒸気量を計算し、その差をア
ルカリ飛灰から放出された水分量とみなす。このアルカ
リ飛灰から放出された水分量とアルカリ飛灰の重量とか
らアルカリ飛灰の含水率を算出し、これが設定範囲以下
となったところで反応装置4に所定量の水を供給する。
That is, the measurement units 3 and 6 measure the flow rate, temperature and humidity of the exhaust gas upstream and downstream of the reactor 4. From these measurement results, the amount of water vapor contained in the exhaust gas upstream and downstream of the reactor 4 is calculated, and the difference is regarded as the amount of water released from the alkaline fly ash. The water content of the alkali fly ash is calculated from the amount of water released from the alkali fly ash and the weight of the alkali fly ash, and when this falls below a set range, a predetermined amount of water is supplied to the reactor 4.

【0049】なお、本実施の形態では水の添加によって
水分の供給を行っているが、排ガス中の水蒸気量を制御
して水分の供給を行ってもよい。この場合、排ガスは熱
交換器2で冷却した後は飽和水蒸気圧となっていること
から、熱交換器2の熱交換量を変化させて排ガスの温度
を調整することで水分量の制御を行う。たとえば排ガス
中の水蒸気量が多すぎる場合は、熱交換器でより温度を
下げて水分を凝結させて除去する。
In this embodiment, the water is supplied by adding water. However, the water may be supplied by controlling the amount of water vapor in the exhaust gas. In this case, since the exhaust gas has a saturated steam pressure after being cooled by the heat exchanger 2, the amount of water is controlled by changing the heat exchange amount of the heat exchanger 2 to adjust the temperature of the exhaust gas. . For example, if the amount of water vapor in the exhaust gas is too large, the temperature is further lowered by a heat exchanger to condense and remove the water.

【0050】また、炭酸化の進み具合も監視手段によっ
て監視される。即ち、測定ユニット3,6において測定
されたCO濃度及び流量の測定データを収集し、アル
カリ飛灰によって消費された炭酸ガスの量を算出する。
この炭酸ガスの消費量の計算値がアルカリ飛灰の炭酸化
処理に必要な消費量に達しているか否かを監視し、必要
消費量に達するまで炭酸化を継続する。
The progress of carbonation is also monitored by monitoring means. That is, the measurement data of the CO 2 concentration and the flow rate measured in the measurement units 3 and 6 are collected, and the amount of carbon dioxide gas consumed by the fly ash is calculated.
It is monitored whether or not the calculated value of the consumption of the carbon dioxide gas has reached the consumption required for the carbonation treatment of the alkaline fly ash, and the carbonation is continued until the consumption reaches the required consumption.

【0051】アルカリ飛灰の炭酸化が終了した後、反応
装置4への排ガスの供給を停止し、該反応装置4内に重
金属固定化剤を導入して、飛灰と攪拌混合する。その
後、該反応装置4内に水を供給して飛灰を造粒し、反応
装置4外に排出する。
After the carbonation of the alkali fly ash is completed, the supply of exhaust gas to the reactor 4 is stopped, a heavy metal fixing agent is introduced into the reactor 4, and the fly ash is stirred and mixed. Thereafter, water is supplied into the reactor 4 to granulate fly ash, and the fly ash is discharged out of the reactor 4.

【0052】なお、本実施の形態では重金属固定化剤の
導入は炭酸化工程終了後であるが、重金属固定化剤の導
入は、炭酸化工程又は造粒工程の前、同時、後のいずれ
であっても良い。
In this embodiment, the heavy metal fixing agent is introduced after the carbonation step is completed, but the heavy metal fixing agent is introduced before, simultaneously with, or after the carbonation step or the granulation step. There may be.

【0053】また、重金属固定化剤としては、リン酸系
重金属固定化剤、キレート系重金属固定化剤、活性白土
等の粘土鉱物系重金属固定化剤、澱粉等の高分子系重金
属固定化剤、セメント系重金属固定化剤、硫酸等の酸性
溶液系重金属固定化剤などが使用される。重金属固定化
剤の添加量は飛灰に対して1〜30重量%とすることが
好ましい。
Examples of the heavy metal fixing agent include phosphate heavy metal fixing agents, chelating heavy metal fixing agents, clay mineral heavy metal fixing agents such as activated clay, polymer heavy metal fixing agents such as starch, and the like. A cement-based heavy metal fixing agent, an acidic solution-based heavy metal fixing agent such as sulfuric acid, and the like are used. The addition amount of the heavy metal fixing agent is preferably 1 to 30% by weight based on the fly ash.

【0054】本実施の形態では炭酸ガス供給源として排
ガスを使用しているが、他の炭酸ガス例えば市販の炭酸
ガスを用いても良い。
In this embodiment, exhaust gas is used as a carbon dioxide gas supply source, but other carbon dioxide gas, for example, commercially available carbon dioxide gas may be used.

【0055】かかるアルカリ飛灰の処理方法によると、
炭酸化工程においてアルカリ飛灰中の含水率が設定範囲
内に制御されるため、反応効率が高く、反応時間を短縮
することができる。また、飛灰の飛散量を低減すること
ができる。アルカリ飛灰の含水率は、測定ユニット3,
6の検出データに基づいてほぼリアルタイムで計算され
るため、水分の供給を適切に行うことができ、含水率を
精度よく制御することができる。炭酸化後は、造粒して
から運搬、埋立等の処分をするところから、運搬、埋立
時等での飛散量を減少させることができる。
According to the method for treating alkali fly ash,
Since the water content in the alkali fly ash is controlled within the set range in the carbonation step, the reaction efficiency is high and the reaction time can be shortened. Further, the amount of flying ash can be reduced. The moisture content of the alkali fly ash can be measured by measuring unit 3,
Since the calculation is performed almost in real time based on the detection data of No. 6, the supply of water can be appropriately performed, and the water content can be accurately controlled. After carbonation, it is possible to reduce the amount of scattering at the time of transportation, landfilling, etc., from the point of transportation, landfilling and other disposal after granulation.

【0056】次にこのアルカリ飛灰の処理方法を用いた
飛灰の処理例について説明する。
Next, an example of processing fly ash using this method of processing alkaline ash will be described.

【0057】この処理例においては、重金属を含有した
アルカリ飛灰として都市ごみ飛灰を用いた。この飛灰の
成分を表1に示す。
In this processing example, municipal solid fly ash was used as the alkaline fly ash containing heavy metals. Table 1 shows the components of the fly ash.

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】予備実験 含水率実測値が1%未満のアルカリ飛灰12.0kgを
反応装置4に投入した。なお、ここで含水率実測値と
は、アルカリ飛灰を105℃で24時間加熱したときに
脱離する水分量の、加熱前のアルカリ飛灰の量に対する
割合をいう。次いで、脱塩水3.0kg(アルカリ飛灰
に対して25重量%)を反応装置4に注入して3分間攪
拌し、アルカリ飛灰と水とを均一に混合した。
Preliminary Experiment 12.0 kg of alkaline fly ash having a measured water content of less than 1% was charged into the reactor 4. Here, the measured water content refers to the ratio of the amount of water desorbed when the alkali fly ash is heated at 105 ° C. for 24 hours to the amount of the alkali fly ash before heating. Next, 3.0 kg of demineralized water (25% by weight based on the alkali fly ash) was poured into the reactor 4 and stirred for 3 minutes to uniformly mix the alkali fly ash and water.

【0060】攪拌を続けながら、反応装置4内にCO
濃度10%の炭酸ガスを300L/minで60分間通
気した。反応装置4の上流及び下流の炭酸ガスの流量及
び湿度を測定ユニット3,6によって測定した。これら
の測定データを一定時間毎に収集し、飛灰中の含水率の
変化を以下の式に従って計算した。 F×Wθ/18=(G×Z×θ/22.4−G×Z
×θ/22.4)+F×W/18 ここで、各符号は以下のことを示す。 F:飛灰量(g) Wθ:θ時間後の飛灰の含水率計算値(%) W:初期飛灰含水率計算値(%)(通気前に注入した
水の量の飛灰に対する割合をWとする。) G:入口ガス流量(L/min) G:出口ガス流量(L/min) Z:入口ガス水蒸気モル分率 Z:出口ガス水蒸気モル分率 θ:経過時間(min) なお、上記式の左辺は、θ時間後の飛灰中の水分量(モ
ル量)である。右辺の(G×Z×θ/22.4−G
×Z×θ/22.4)は、炭酸ガス中の水蒸気からもた
らされた水分量(モル量)であり、F×W/18は初
期に注入した水分量(モル量)である。炭酸ガスの湿度
の測定結果を図2に、含水率の計算結果を図3に示す。
While continuing stirring, CO 2 was introduced into the reactor 4.
Carbon dioxide gas having a concentration of 10% was aerated at 300 L / min for 60 minutes. The flow rates and humidity of the carbon dioxide gas upstream and downstream of the reactor 4 were measured by the measurement units 3 and 6. These measurement data were collected at regular intervals, and changes in the water content in fly ash were calculated according to the following formula. F × W θ / 18 = (G 0 × Z 0 × θ / 22.4-G × Z
× θ / 22.4) + F × W 0/18 where each symbol denotes the following. F: Fly ash amount (g) W θ : Calculated value of water content of fly ash after θ hours (%) W 0 : Calculated value of initial fly ash water content (%) (Fly ash of amount of water injected before ventilation) proportion to W 0 for) G 0:. inlet gas flow rate (L / min) G: outlet gas flow rate (L / min) Z 0: inlet gas steam mole fraction Z: exit gas steam mole fraction theta: elapsed Time (min) The left side of the above equation is the amount of water (molar amount) in the fly ash after θ hours. (G 0 × Z 0 × θ / 22.4-G on the right side
× Z × θ / 22.4) is the amount of water (molar amount) derived from water vapor in the carbon dioxide gas, and F × W 0/18 is the amount of water (molar amount) initially injected. FIG. 2 shows the measurement result of the humidity of the carbon dioxide gas, and FIG. 3 shows the calculation result of the water content.

【0061】上記計算によって含水率を算出するととも
に、10分間隔でアルカリ飛灰を採取し、飛灰中の含水
率を測定した。この測定結果を図3に示す。
The water content was calculated by the above calculation, and alkali fly ash was sampled at intervals of 10 minutes, and the water content in the fly ash was measured. FIG. 3 shows the measurement results.

【0062】図2より、反応装置4に通気すると炭酸ガ
スの湿度が高くなることが確認された。図3より、炭酸
ガスの通気によってアルカリ飛灰の含水率は低下してい
くこと、および含水率の計算値と実測値の低下挙動は対
応しており、アルカリ飛灰の含水率の変化は上記の式を
用いた計算によってほぼリアルタイムで把握できること
がわかった。なお、炭酸ガス通気前に水を25重量%添
加したにもかかわらず、初期の含水率実測値は19.1
%であったが、これは飛灰中のアルカリ成分と水が化学
反応したためと考えられる。
From FIG. 2, it was confirmed that the ventilation of the reactor 4 increased the humidity of the carbon dioxide gas. From FIG. 3, it can be seen that the moisture content of the alkali fly ash decreases due to the aeration of the carbon dioxide gas, and that the calculated value of the moisture content and the decrease behavior of the actually measured value correspond to each other. It can be understood that the calculation can be performed in almost real time by the calculation using the equation. Note that, despite the addition of 25% by weight of water before the aeration of carbon dioxide gas, the actually measured initial water content was 19.1.
%, Which is considered to be due to a chemical reaction between the alkali component in the fly ash and water.

【0063】実施例1 処理手順は以下の通りである。アルカリ飛灰中のP−ア
ルカリ度を以下の手順に従って測定した。まず、飛灰1
gに脱塩水を1000mL加えて5分間攪拌後、この混
合溶液を所定量採集し、指示薬としてフェノールフタレ
イン溶液を2〜3滴加えた。次いで、0.02N−硫酸
を用いて無色になるまで滴定し、この滴定量から飛灰中
のアルカリ度を求めた。アルカリ度はCaCO換算と
して計算した。飛灰中のアルカリ度を表2に示す。
Example 1 The processing procedure is as follows. The P-alkalinity in the alkali fly ash was measured according to the following procedure. First, fly ash 1
After adding 1000 mL of demineralized water and stirring for 5 minutes, a predetermined amount of the mixed solution was collected, and 2-3 drops of a phenolphthalein solution were added as an indicator. Next, titration was performed using 0.02N-sulfuric acid until colorless, and the alkalinity in fly ash was determined from the titration amount. The alkalinity was calculated as CaCO 3 conversion. Table 2 shows the alkalinity in fly ash.

【0064】また、環境庁告示13号試験に準じて溶出
試験を行った。測定結果を表2に示す。
Further, a dissolution test was conducted according to the Environment Agency Notification No. 13 test. Table 2 shows the measurement results.

【0065】[0065]

【表2】 [Table 2]

【0066】次に、予備実験と同様の方法で反応装置4
内でアルカリ飛灰12.0kgに脱塩水3.0kgを注
入して攪拌し、その後CO濃度10%の炭酸ガスを流
量300L/minで通気した。炭酸ガスを通気してい
る間、反応装置4の上流及び下流の炭酸ガスの流量、湿
度及びCO濃度を測定ユニット3,6によって測定し
た。流量及び湿度の測定結果から飛灰中の含水率の変化
を前記式に従って計算し、含水率の計算値が24重量%
以下になった時点でその都度水を1重量%注入した。ま
た、CO濃度の測定値からCO利用率を以下の式に
従って算出した。 CO利用率=(1−C/C)/(1−C) ここで、各符号は以下のことを示す。 C:入口ガスCO濃度(%) C:出口ガスCO濃度(%) CO利用率が0.1以下になった時点でアルカリ飛灰
と炭酸ガスとの炭酸化が終了したものとみなし、炭酸ガ
スの通気を停止した。炭酸ガスの通気の開始から終了ま
での時間を炭酸化時間とし、表2に示す。
Next, the reactor 4 was prepared in the same manner as in the preliminary experiment.
3.0 kg of demineralized water was injected into 12.0 kg of alkali fly ash and stirred, and then carbon dioxide gas having a CO 2 concentration of 10% was aerated at a flow rate of 300 L / min. During the passage of the carbon dioxide gas, the flow rate, humidity and CO 2 concentration of the carbon dioxide gas upstream and downstream of the reactor 4 were measured by the measurement units 3 and 6. The change in the water content in the fly ash was calculated from the measurement results of the flow rate and the humidity in accordance with the above formula, and the calculated value of the water content was 24% by weight.
At the time of the following, 1% by weight of water was injected each time. The CO 2 utilization was calculated from the measured value of the CO 2 concentration according to the following equation. CO 2 utilization rate = (1−C / C 0 ) / (1−C) Here, each symbol indicates the following. C 0 : Inlet gas CO 2 concentration (%) C: Outlet gas CO 2 concentration (%) When the CO 2 utilization rate becomes 0.1 or less, the carbonation of alkali fly ash and carbon dioxide gas is completed. No, the ventilation of carbon dioxide was stopped. Table 2 shows the time from the start to the end of carbon dioxide gas ventilation as the carbonation time.

【0067】炭酸ガス通気終了後、飛灰の一部を採取
し、飛灰中のP−アルカリ度を測定した。その後、反応
装置4内で飛灰に対して水を3重量%、80重量%正リ
ン酸溶液を8重量%注入し、3分間攪拌した後、飛灰を
採取し、環境庁告示13号試験に準じて溶出試験を行っ
た。これらの試験結果を表2に示す。
After the completion of the carbon dioxide gas ventilation, a part of the fly ash was sampled, and the P-alkalinity in the fly ash was measured. Thereafter, 3% by weight of water and 8% by weight of a 80% by weight orthophosphoric acid solution were injected with respect to the fly ash in the reactor 4, and the mixture was stirred for 3 minutes. Then, the fly ash was collected. A dissolution test was performed according to the method described in Example 1. Table 2 shows the test results.

【0068】比較例1 炭酸ガス通気中に水を注入しないこと、炭酸ガス通気終
了後に水を注入しないこと(80重量%正リン酸溶液の
みを8重量%添加した。)以外は、処理例1と同様の方
法で行った。この結果を図4及び表2に示す。
Comparative Example 1 Processing example 1 except that no water was injected during the carbon dioxide gas ventilation and no water was injected after the carbon dioxide gas ventilation was completed (only 80% by weight of the normal phosphoric acid solution was added at 8% by weight). Was performed in the same manner as described above. The results are shown in FIG.

【0069】図4及び表2より次のことがわかった。 飛灰の含水率の計算値は、比較例1では炭酸化時間
とともに減少しているのに対し、実施例1では含水率の
計算値が24%以下となった時点で水を1重量%注入す
ることにより、含水率をほぼ24〜25%の範囲内に維
持することができた。なお、水の注入は計5回行った。 比較例1の場合、炭酸化時間が55.9分であるの
に対し、実施例1の場合、炭酸化時間は47.4分であ
ることから、実施例1の炭酸化時間は比較例1と比較し
て15%短縮された。これは、飛灰の含水率を設定範囲
内に維持することにより、炭酸化が効率よく行われたた
めと推定される。 実施例1では、炭酸化後に水を加えることにより、
飛灰を造粒することができた。 炭酸ガスの通気による飛灰中のアルカリ成分の炭酸
化と重金属固定化剤処理とを組み合わせることで、飛灰
からの重金属溶出量を抑制することができた。
The following was found from FIG. 4 and Table 2. The calculated value of the water content of the fly ash decreases with the carbonation time in Comparative Example 1, whereas in Example 1, 1% by weight of water was injected when the calculated value of the water content became 24% or less. By doing so, the water content could be maintained in the range of approximately 24 to 25%. Water was injected five times in total. In the case of Comparative Example 1, the carbonation time was 55.9 minutes, whereas in the case of Example 1, the carbonation time was 47.4 minutes. 15% reduction compared to This is presumed to be because carbonation was efficiently performed by maintaining the water content of the fly ash within the set range. In Example 1, by adding water after carbonation,
Fly ash could be granulated. The amount of heavy metal eluted from the fly ash could be suppressed by combining the carbonation of the alkali component in the fly ash by the aeration of carbon dioxide gas and the treatment with the heavy metal fixing agent.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上の通り、本発明のアルカリ飛灰の処
理方法及び装置によると、アルカリ飛灰の含水率を炭酸
化に好適な範囲内に保つことができ、その結果炭酸化時
間を短縮することが可能である。アルカリ飛灰の含水率
を、アルカリ飛灰との接触前後の炭酸ガスの性状測定に
よりほぼリアルタイムで算出するため、含水率を的確に
制御することが可能である。炭酸化後、水を加えて造粒
してから排出するため取り扱いが容易となり、運搬・埋
立処分時等の飛灰の飛散量を低減することができる
As described above, according to the method and apparatus for treating alkali fly ash of the present invention, the water content of the alkali fly ash can be kept within a range suitable for carbonation, and as a result, the carbonation time can be reduced. It is possible to Since the water content of the alkali fly ash is calculated almost in real time by measuring the properties of carbon dioxide before and after contact with the alkali fly ash, the water content can be accurately controlled. After carbonation, water is added and granulated before discharging, which makes handling easier and reduces the amount of fly ash scattered during transportation and landfill disposal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態に係るアルカリ飛灰処理装置の系統
図である。
FIG. 1 is a system diagram of an alkaline fly ash treatment apparatus according to an embodiment.

【図2】予備実験における炭酸化工程でのアルカリ飛灰
の湿度の変化を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a change in humidity of alkaline fly ash in a carbonation step in a preliminary experiment.

【図3】予備実験における炭酸化工程でのアルカリ飛灰
の含水率の計算値及び実測値を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a calculated value and a measured value of the moisture content of alkali fly ash in a carbonation step in a preliminary experiment.

【図4】実施例1及び比較例1における炭酸化工程での
アルカリ飛灰の含水率の計算値を示す図である。
FIG. 4 is a graph showing calculated values of the water content of alkali fly ash in the carbonation step in Example 1 and Comparative Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 熱交換器 3,6 測定ユニット 4 反応装置(攪拌槽) 2 Heat exchanger 3, 6 Measurement unit 4 Reactor (stirring tank)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安財 奨吾 東京都新宿区西新宿三丁目4番7号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 高田 満 愛知県豊川市穂ノ原3−1 新東工業株式 会社豊川製作所内 (72)発明者 浅井 宏文 愛知県豊川市穂ノ原3−1 新東工業株式 会社豊川製作所内 Fターム(参考) 4D004 AA37 AB03 BA02 CA14 CA15 CA35 CB02 CB26 CC01 CC03 CC06 DA01 DA02 DA09 DA11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shogo Anzai 3-4-7 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Kurita Industries Co., Ltd. (72) Inventor Mitsuru Takada 3-1 Honohara, Toyokawa, Aichi Prefecture Shinto (72) Inventor Hirofumi Asai 3-1 Honohara, Toyokawa, Aichi Prefecture Shintoh Industrial Co., Ltd. F-term (reference) 4D004 AA37 AB03 BA02 CA14 CA15 CA35 CB02 CB26 CC01 CC03 CC06 DA01 DA02 DA09 DA11

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重金属を含有するアルカリ飛灰に水分を
供給すると共に炭酸ガスと接触させる工程、及びアルカ
リ飛灰に重金属固定化剤を添加して混合する工程を有す
るアルカリ飛灰の処理方法において、 該アルカリ飛灰と炭酸ガスとを接触させる工程において
アルカリ飛灰の含水率が所定範囲となるようにアルカリ
飛灰への水分の供給量を制御することを特徴とするアル
カリ飛灰の処理方法。
1. A method for treating alkali fly ash, comprising: supplying water to alkali fly ash containing a heavy metal and bringing it into contact with carbon dioxide; and adding and mixing a heavy metal fixing agent to the alkali fly ash. Controlling the amount of water supplied to the alkali fly ash so that the water content of the alkali fly ash is within a predetermined range in the step of contacting the alkali fly ash with carbon dioxide gas. .
【請求項2】 請求項1において、アルカリ飛灰をバッ
チ式で攪拌槽に導入し、アルカリ飛灰の含水率が前記所
定範囲となるように水をアルカリ飛灰に添加しながら攪
拌し、その後、炭酸ガス含有ガスを該攪拌槽に導入して
アルカリ飛灰の炭酸化を行い、バッチ式でアルカリ飛灰
を排出するようにしたアルカリ飛灰の処理方法であっ
て、 該炭酸化の開始から終了まで該アルカリ飛灰の含水率が
前記所定範囲となるように水分の供給量を制御すること
を特徴とするアルカリ飛灰の処理方法。
2. The alkaline fly ash according to claim 1, wherein the alkaline fly ash is introduced into the stirring tank in a batch system, and the mixture is stirred while adding water to the alkaline fly ash so that the water content of the alkaline fly ash falls within the predetermined range. A method of treating alkali fly ash, wherein a carbon dioxide gas-containing gas is introduced into the stirring tank to carbonize the alkali fly ash, and discharge the alkali fly ash in a batch manner. A method for treating alkali fly ash, comprising controlling a water supply amount such that the water content of the alkali fly ash is within the above-mentioned predetermined range until the end.
【請求項3】 請求項1において、アルカリ飛灰をバッ
チ式で攪拌槽に導入し、アルカリ飛灰の含水率が前記所
定範囲となるように水をアルカリ飛灰に添加しながら攪
拌し、その後、炭酸ガス含有ガス及び水を該攪拌槽に導
入してアルカリ飛灰の炭酸化を行い、バッチ式でアルカ
リ飛灰を排出するようにしたアルカリ飛灰の処理方法で
あって、 該炭酸化の開始から終了まで該アルカリ飛灰の含水率が
前記所定範囲となるように該攪拌槽に導入する水の供給
量を制御することを特徴とするアルカリ飛灰の処理方
法。
3. The method according to claim 1, wherein the alkali fly ash is introduced into the stirring tank in a batch system, and the mixture is stirred while adding water to the alkali fly ash so that the water content of the alkali fly ash falls within the predetermined range. A method of treating alkali fly ash by introducing a carbon dioxide-containing gas and water into the stirring tank to carbonize the alkali fly ash and discharge the alkali fly ash in a batch system. A method for treating alkali fly ash, comprising: controlling a supply amount of water introduced into the stirring tank so that the water content of the alkali fly ash falls within the predetermined range from the start to the end.
【請求項4】 請求項2において、前記炭酸ガス含有ガ
スは水蒸気を含んでおり、該炭酸ガス含有ガス中の水蒸
気量を制御することによりアルカリ飛灰への水分の供給
量を制御することを特徴とするアルカリ飛灰の処理方
法。
4. The method according to claim 2, wherein the carbon dioxide gas-containing gas contains water vapor, and the amount of water supplied to the alkali fly ash is controlled by controlling the amount of water vapor in the carbon dioxide gas-containing gas. Characteristic method of treating alkaline fly ash.
【請求項5】 請求項2ないし4のいずれか1項におい
て、前記炭酸ガス含有ガス中の水蒸気量と、前記攪拌槽
から排出されるガス中の水蒸気量との差に基づいて該攪
拌槽内のアルカリ飛灰中の含水率を算出し、この算出値
が設定範囲となるようにアルカリ飛灰への水分供給量を
制御することを特徴とするアルカリ飛灰の処理方法。
5. The stirring tank according to claim 2, wherein the amount of water vapor in the carbon dioxide gas-containing gas and the amount of water vapor in the gas discharged from the stirring tank are different. A method for treating alkali fly ash, comprising calculating a moisture content in the alkali fly ash and controlling a water supply amount to the alkali fly ash so that the calculated value falls within a set range.
【請求項6】 重金属を含有するアルカリ飛灰に炭酸ガ
ス含有ガス及び水を供給して混合する炭酸化工程、及び
重金属固定化剤を添加して混合する固定化剤添加工程を
有する処理方法において、該炭酸化工程の終了後、アル
カリ飛灰に水を加えて攪拌することによりアルカリ飛灰
を造粒し、その後、攪拌槽から排出することを特徴とす
るアルカリ飛灰の処理方法。
6. A processing method comprising a carbonation step of supplying and mixing a carbon dioxide-containing gas and water to an alkali fly ash containing a heavy metal, and a fixing agent adding step of adding and mixing a heavy metal fixing agent. After the carbonation step, the alkaline fly ash is granulated by adding water to the alkaline fly ash and stirring, and then discharged from the stirring tank.
【請求項7】 重金属含有アルカリ飛灰を受け入れて攪
拌する攪拌槽と、 該攪拌槽内に炭酸ガス含有ガスを供給する手段と、 該攪拌槽内に水を供給する水供給手段と、 該攪拌槽内に重金属固定化剤を供給する手段と、 該攪拌槽中のアルカリ飛灰の含水率が所定範囲となるよ
うに該炭酸ガス含有ガス中の水蒸気量及び/または該水
供給手段による水供給量を制御する制御手段とを備えて
なるアルカリ飛灰の処理装置。
7. A stirring tank for receiving and stirring heavy metal-containing alkali fly ash, a means for supplying a carbon dioxide gas-containing gas into the stirring tank, a water supply means for supplying water to the stirring tank, and the stirring Means for supplying a heavy metal fixing agent into the tank; water supply in the carbon dioxide-containing gas and / or water supply by the water supply means such that the water content of the alkali fly ash in the stirring tank is within a predetermined range. An apparatus for treating alkaline fly ash, comprising: control means for controlling the amount.
【請求項8】 請求項7において、前記炭酸ガス含有ガ
ス中の水蒸気量の測定手段と、前記攪拌槽から排出する
ガス中の水蒸気量の測定手段と、これらの測定手段の測
定値に基づいて前記攪拌槽中のアルカリ飛灰の含水率を
算出する手段とを備えてなり、 前記制御手段は、この算出された含水率が設定範囲とな
るように制御を行うものであることを特徴とするアルカ
リ飛灰の処理装置。
8. A method according to claim 7, wherein said means for measuring the amount of water vapor in said carbon dioxide gas-containing gas, said means for measuring the amount of water vapor in said gas discharged from said stirring tank, and a measurement value of said measuring means. Means for calculating the water content of the alkaline fly ash in the stirring tank, wherein the control means performs control such that the calculated water content falls within a set range. Alkali fly ash processing equipment.
【請求項9】 請求項8又は9において、アルカリ飛灰
の炭酸化処理後に、アルカリ飛灰の含水率が前記所定範
囲を超えるように前記攪拌槽に水を供給してアルカリ飛
灰を造粒する造粒制御手段を備えたことを特徴とするア
ルカリ飛灰の処理装置。
9. The alkali fly ash according to claim 8 or 9, wherein after the alkali fly ash is carbonated, water is supplied to the stirring tank so that the water content of the alkali fly ash exceeds the predetermined range. An alkaline fly ash processing apparatus, comprising:
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