JP2003212615A - Method for melt treatment of sludge incineration ash and method for manufacturing rigid aggregate - Google Patents
Method for melt treatment of sludge incineration ash and method for manufacturing rigid aggregateInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥の焼却灰を処
理するのに有用な溶融処理方法、及びこの処理方法を利
用した硬質骨材の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a melting treatment method useful for treating sludge incineration ash, and a method for producing hard aggregate using this treatment method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、汚泥(下水汚泥など)は、衛生化
や減容化などのために循環炉などの焼却炉で焼却し、得
られた焼却灰を溶融炉(旋回溶融炉、電気溶融炉など)
で溶融処理し、スラグ化している。このような溶融処理
においては、溶融炉中の溶融スラグの取扱性を高めるた
め、スラグの粘性を下げることが求められている。2. Description of the Related Art Conventionally, sludge (sewage sludge, etc.) is incinerated in an incinerator such as a circulation furnace for sanitization and volume reduction, and the obtained incinerated ash is melted in a melting furnace (swirl melting furnace, electric melting furnace). Furnace etc.)
It is melted and slag is made. In such a melting process, it is required to reduce the viscosity of the slag in order to improve the handleability of the molten slag in the melting furnace.
【0003】例えば、特開平10−176822号公報
には、炉内に塩基度調整剤を添加し、溶融スラグの塩基
度を0.5〜0.7に調整し、溶融スラグの粘性を低下
することが開示されている。For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-176822, a basicity adjusting agent is added to the furnace to adjust the basicity of the molten slag to 0.5 to 0.7 to reduce the viscosity of the molten slag. It is disclosed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者らの
検討によれば、溶融スラグの塩基度を0.5〜0.7に
調整しても、スラグの粘性が充分に低くならない場合が
あることが判明した。However, according to the studies by the present inventors, even if the basicity of the molten slag is adjusted to 0.5 to 0.7, the viscosity of the slag may not be sufficiently lowered. It turned out to be.
【0005】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであって、その目的は、スラグの粘性を確実に下
げること、又は溶融処理によって得られるスラグの価値
を高めることにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to surely reduce the viscosity of slag or to increase the value of slag obtained by melt processing.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、塩基度を所定の
範囲に調整した上で、マグネシウムを所定量以上含有さ
せると、溶融スラグの粘性を確実に下げることができ、
しかも粘性の低い溶融スラグが固化したときには極めて
硬質のスラグが得られ、極めて有用な骨材が得られるこ
とを見出し、本発明を完成した。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that when the basicity is adjusted to a predetermined range and magnesium is contained in a predetermined amount or more, it melts. You can surely reduce the viscosity of the slag,
Moreover, they have found that when the molten slag having a low viscosity is solidified, an extremely hard slag can be obtained, and an extremely useful aggregate can be obtained, and the present invention has been completed.
【0007】すなわち、本発明に係る汚泥焼却灰の溶融
処理方法は、溶融処理によって生成するスラグの塩基度
(CaO/SiO2)を0.5〜1.0の範囲に制御
し、かつマグネシウム成分を添加して前記スラグ中のマ
グネシウム含有量をMgO換算で3〜20質量%に調整
する点に要旨を有するものである。前記溶融処理に際し
ては、ケイ素、カルシウム、及びマグネシウムの総含有
量を、SiO2+CaO+MgO換算で、45質量%以
上とするのが望ましい。また旋回溶融炉を使用する場
合、密度や、粒径10μm以上の粒子の割合が前記焼却
灰に比べて同等以上である塩基度調整剤を添加するのが
望ましい。That is, the sludge incineration ash melting treatment method according to the present invention controls the basicity (CaO / SiO 2 ) of the slag produced by the melting treatment within the range of 0.5 to 1.0, and the magnesium component. Is added to adjust the magnesium content in the slag to 3 to 20 mass% in terms of MgO. In the melting treatment, it is desirable that the total content of silicon, calcium, and magnesium is 45% by mass or more in terms of SiO 2 + CaO + MgO. Further, when a swirling melting furnace is used, it is desirable to add a basicity adjusting agent having a density or a ratio of particles having a particle size of 10 μm or more which is equal to or higher than that of the incinerated ash.
【0008】本発明には、前記溶融処理方法によって得
られるスラグを冷却固化する硬質骨材の製造方法も含ま
れる。The present invention also includes a method for producing a hard aggregate by cooling and solidifying the slag obtained by the above-mentioned melt processing method.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】[装置]本発明の溶融処理は、例
えば、図1に示す装置に従って行うことができる。この
図1の例では、ケーキホッパ1やし渣ホッパ2で汚泥ケ
ーキを受け入れ、この汚泥ケーキを焼却炉(この例で
は、循環炉)3に供給し、燃焼している。燃焼によって
生じた焼却灰は、排ガスと共に焼却炉の上部から抜き出
され、サイクロン4で焼却灰と排ガスとに分離する。こ
のサイクロン4からの排ガスは、第2燃焼室5に供給し
て完全に燃焼させた後、複数(この例では、2つ)の熱
交換器6a,6bを介して集塵機(この例では、電気集
塵機)7に供給し、僅かに残る焼却灰をも取り除いてい
る。そして排煙処理塔8でHClやSOxなどの有害成
分を除去した後、煙突9から大気中に放出している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [Apparatus] The melting treatment of the present invention can be carried out, for example, according to the apparatus shown in FIG. In the example of FIG. 1, the cake hopper 1 and the residue hopper 2 receive the sludge cake, and the sludge cake is supplied to an incinerator (circulation furnace in this example) 3 and burned. The incineration ash produced by the combustion is extracted from the upper part of the incinerator together with the exhaust gas, and separated into the incineration ash and the exhaust gas by the cyclone 4. The exhaust gas from the cyclone 4 is supplied to the second combustion chamber 5 to be completely combusted, and then the plurality of (two in this example) heat exchangers 6a and 6b are used to collect dust (in this example, an electric power). It is supplied to the dust collector) 7 to remove a little residual incinerated ash. Then, after removing harmful components such as HCl and SO x in the smoke exhaust treatment tower 8, they are released into the atmosphere from the chimney 9.
【0010】そして上記サイクロン4や集塵機7で分離
した焼却灰を溶融炉(この例では、旋回溶融炉)10に
供給することによってスラグ化している。Then, the incinerated ash separated by the cyclone 4 and the dust collector 7 is supplied to a melting furnace (in this example, a swirling melting furnace) 10 to form slag.
【0011】[焼却処理]前記焼却炉3では、種々の汚
泥を焼却できる。汚泥としては、有機成分及び無機成分
を含みヘドロ状のものである限り特に限定されず、上水
汚泥、下水汚泥(石灰系汚泥、高分子系汚泥など)、し
渣などが含まれる。前記汚泥は、通常、脱水操作によっ
て脱水ケーキとした後で、焼却炉で焼却する。[Incineration Treatment] In the incinerator 3, various sludges can be incinerated. The sludge is not particularly limited as long as it is a sludge containing organic and inorganic components, and includes tap water sludge, sewage sludge (lime-based sludge, polymer-based sludge, etc.), and residue. The sludge is usually incinerated in an incinerator after it is dehydrated into a dehydrated cake.
【0012】[溶融処理]前記焼却炉で生成した焼却灰
は、サイクロン4や集塵機7において排ガスと分離した
後、溶融炉10において、温度1100〜1500℃程
度(好ましくは1100〜1400℃程度、さらに好ま
しくは1100〜1300℃程度)で溶融してスラグと
する。スラグ化に際しては、スラグの塩基度[CaO/
SiO2(質量比)]を0.5以上(好ましくは0.6
以上、さらに好ましくは0.7以上)、1.0以下(好
ましくは0.9以下)に制御する。前記範囲でスラグの
塩基度を調整すれば、塩基度が前記範囲を逸脱している
場合に比べて、スラグの粘性を下げることができる。[Melting Treatment] The incinerator ash produced in the incinerator is separated from the exhaust gas in the cyclone 4 and the dust collector 7 and then in the melting furnace 10 at a temperature of about 1100 to 1500 ° C. (preferably about 1100 to 1400 ° C., further It is preferably melted at 1100 to 1300 ° C.) to form a slag. When converting to slag, the basicity of slag [CaO /
SiO 2 (mass ratio)] is 0.5 or more (preferably 0.6)
As described above, more preferably 0.7 or more) and 1.0 or less (preferably 0.9 or less). If the basicity of the slag is adjusted within the above range, the viscosity of the slag can be lowered as compared with the case where the basicity deviates from the above range.
【0013】塩基度の調整に際しては、焼却灰の塩基度
が前記範囲であれば特に何もする必要はないものの、焼
却灰の塩基度が前記範囲を逸脱している場合には塩基度
調整剤(カルシウム成分、ケイ素成分など)を添加して
塩基度を調整する。例えば、石灰系下水汚泥の焼却灰は
塩基度が1〜8程度であることが多いため、ケイ素成分
を添加して塩基度を下げることが多く、高分子系下水汚
泥の焼却灰は塩基度が0.1〜0.5程度であることが
多いため、カルシウム成分を添加して塩基度を上げるこ
とが多い。When adjusting the basicity, it is not necessary to do anything if the basicity of the incinerated ash is in the above range, but if the basicity of the incinerated ash is out of the above range, a basicity adjusting agent is used. Adjust the basicity by adding (calcium component, silicon component, etc.). For example, the incineration ash of lime-based sewage sludge often has a basicity of about 1 to 8, and therefore a silicon component is often added to reduce the basicity, and the incineration ash of polymer-based sewage sludge has a basicity. Since it is often about 0.1 to 0.5, a calcium component is often added to increase the basicity.
【0014】前記カルシウム成分としては、無機化合物
[炭酸カルシウム系化合物(炭酸カルシウムの他、その
複塩、それらの水和物などを含む意味。以下同じ。例え
ば、石灰石など)、酸化カルシウム系化合物(生石灰な
ど)、水酸化カルシウム系化合物(消石灰など)、硫酸
カルシウム系化合物、リン酸カルシウム系化合物、塩化
カルシウム系化合物、フッ化カルシウム系化合物な
ど]、有機系化合物(コハク酸カルシウム、乳酸カルシ
ウムなどの有機酸塩など)などが使用できる。またカル
シウム成分には、前記カルシウム化合物を含有する組成
物、例えば、石灰系焼却灰、カルシウム化合物を多量に
(例えば、50質量%以上)含有する製品(又は廃棄
物)なども含まれる。Examples of the calcium component include inorganic compounds [calcium carbonate compounds (inclusive of calcium carbonate, double salts thereof, hydrates thereof, and the like; the same applies hereinafter; for example, limestone), calcium oxide compounds ( Quicklime, etc.), calcium hydroxide compounds (slaked lime, etc.), calcium sulfate compounds, calcium phosphate compounds, calcium chloride compounds, calcium fluoride compounds, etc.], organic compounds (calcium succinate, calcium lactate, etc.) Can be used. The calcium component also includes a composition containing the calcium compound, for example, lime-based incinerated ash, a product (or waste) containing a large amount of the calcium compound (for example, 50 mass% or more), and the like.
【0015】前記カルシウム成分は、単独で又は二種以
上組み合わせて使用できる。好ましいカルシウム成分
は、無機系カルシウム化合物、特にCaO含有成分(生
石灰など)、Ca(OH2)含有成分(消石灰など)で
ある。The calcium components may be used alone or in combination of two or more. Preferred calcium components are inorganic calcium compounds, particularly CaO-containing components (quick lime etc.) and Ca (OH 2 ) -containing components (slaked lime etc.).
【0016】前記ケイ素成分としては、ケイ素化合物、
例えば、酸化ケイ素系化合物(珪砂など)、ケイ酸塩系
化合物(ケイ酸ナトリウム系化合物、ケイ酸カリウム系
化合物など)などが例示できる。またケイ素成分も、前
記カルシウム成分と同様に、ケイ素化合物を含有する組
成物であってもよい。この組成物としては、例えば、高
分子系焼却灰、ケイ素化合物を多量(例えば、50質量
%以上)含有する製品(又は廃棄物)などが挙げられ
る。As the silicon component, a silicon compound,
For example, a silicon oxide compound (such as silica sand) and a silicate compound (such as a sodium silicate compound and a potassium silicate compound) can be exemplified. Further, the silicon component may also be a composition containing a silicon compound, like the calcium component. Examples of the composition include high-polymer incineration ash and products (or waste) containing a large amount (for example, 50% by mass or more) of a silicon compound.
【0017】前記ケイ素成分は、単独で又は二種以上組
み合わせて使用できる。好ましいケイ素成分は、酸化ケ
イ素系化合物(珪砂など)などである。The silicon components may be used alone or in combination of two or more. A preferred silicon component is a silicon oxide compound (such as silica sand).
【0018】なお本発明では、前記カルシウム成分又は
ケイ素成分として、カルシウムとケイ素との両方を含む
化合物(又はその組成物)を用いてもよい。カルシウム
とケイ素との両方を含む化合物としては、ケイ酸カルシ
ウム系化合物が挙げられる。In the present invention, a compound (or a composition thereof) containing both calcium and silicon may be used as the calcium component or the silicon component. Examples of compounds containing both calcium and silicon include calcium silicate compounds.
【0019】溶融炉として旋回溶融炉を使用する場合、
塩基度調整剤としては、密度、及び大きい粒子の割合
(本発明では、粒径10μm以上の粒子の割合のことを
意味する。以下、単に粒径と称する)が焼却灰に比べて
同等以上であるものを使用するのが望ましい。旋回溶融
炉では、旋回による遠心力によって焼却灰を壁面に捕集
して溶融しているため、塩基度調整剤の密度や粒径を大
きくすることによって確実かつ充分に遠心力を大きくで
き、塩基度調整剤が壁面に捕集されることなく炉外に抜
け出てしまうのを防止できるため、より確実にスラグの
塩基度を調整できる。When a swirling melting furnace is used as the melting furnace,
As the basicity adjusting agent, the density and the proportion of large particles (in the present invention, the proportion of particles having a particle diameter of 10 μm or more; hereinafter, simply referred to as particle diameter) are equal to or higher than those of incinerated ash. It is desirable to use some. In the swirling melting furnace, the incineration ash is collected on the wall surface and melted by the centrifugal force due to the swirling, so the centrifugal force can be increased reliably and sufficiently by increasing the density and particle size of the basicity adjusting agent. Since the degree adjusting agent can be prevented from coming out of the furnace without being collected on the wall surface, the basicity of the slag can be adjusted more reliably.
【0020】塩基度調整剤における粒径10μm以上の
粒子の割合は、前記焼却灰における粒径10μm以上の
粒子の割合に対して、例えば、1.0〜2.5倍程度、
好ましくは1.0〜1.5倍程度である。なお塩基度調
整剤のメジアン粒径(積算粒度分布曲線の50%粒径)
は、通常、30〜100μm程度、好ましくは30〜5
0μm程度である。The ratio of particles having a particle size of 10 μm or more in the basicity adjusting agent is, for example, about 1.0 to 2.5 times the ratio of particles having a particle size of 10 μm or more in the incineration ash,
It is preferably about 1.0 to 1.5 times. The median particle size of the basicity adjusting agent (50% particle size of the integrated particle size distribution curve)
Is usually about 30 to 100 μm, preferably 30 to 5
It is about 0 μm.
【0021】塩基度調整剤の密度は、焼却灰の密度以上
である限り特に限定されないが、塩基度調整剤や焼却灰
の粒径との関係において、焼却灰よりも塩基度調整剤に
大きな遠心力が生じる密度であることが好ましい。The density of the basicity adjusting agent is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the density of the incineration ash, but in relation to the particle size of the basicity adjusting agent or the incineration ash, the basicity adjusting agent has a larger centrifugal force than the incineration ash. The density at which force is generated is preferable.
【0022】そして本発明では、溶融処理に際して、前
記塩基度を制御するだけでなく、マグネシウム成分を添
加してスラグ中のマグネシウム含有量を高めている。塩
基度の制御だけではスラグの粘性が充分に低下しない場
合があるのに比べて、塩基度を制御した上でマグネシウ
ム含有量を高めてやると、スラグの粘性を確実に下げる
ことができる。In the present invention, in the melting process, not only the basicity is controlled, but also the magnesium component is added to increase the magnesium content in the slag. While the viscosity of the slag may not be sufficiently reduced by controlling the basicity alone, the viscosity of the slag can be reliably reduced by increasing the magnesium content after controlling the basicity.
【0023】具体的には、本発明によれば、スラグの粘
度を、例えば、2.0Pa・s以下程度にすることがで
きる。また前記粘度は、温度1500℃程度で(好まし
くは温度1400℃程度で、さらに好ましくは温度13
00℃程度で)達成されるのが望ましい。Specifically, according to the present invention, the viscosity of the slag can be set to, for example, about 2.0 Pa · s or less. The viscosity is about 1500 ° C. (preferably about 1400 ° C., more preferably about 13 ° C.).
It is desirable to achieve this (at about 00 ° C.).
【0024】スラグ中のマグネシウムの含有量は、Mg
O換算で、例えば、3質量%以上(好ましくは5質量%
以上、さらに好ましくは7質量%以上、特に10質量%
以上)、20質量%以下(好ましくは15質量%以下)
程度である。The content of magnesium in the slag is Mg
In terms of O, for example, 3 mass% or more (preferably 5 mass%
Or more, more preferably 7 mass% or more, especially 10 mass%
Or more), 20 mass% or less (preferably 15 mass% or less)
It is a degree.
【0025】前記マグネシウム成分としては、マグネシ
ウム化合物、例えば、無機系化合物[炭酸マグネシウム
系化合物(マグネサイト、ドロマイト、バリントナイ
ト、ネスケホナイト、ランスホルタイトなど)、酸化マ
グネシウム系化合物(マグネシア、ペリクレース、クド
カンラン石、ジャモン石、生ドロマイトなど)、水酸化
マグネシウム系化合物、硫酸マグネシウム系化合物(エ
プソマイトなど)、ケイ酸マグネシウム系化合物(モン
チセリカンラン石)、塩化マグネシウム系化合物(塩化
マグネシウム、カーナル石など)、臭化マグネシウム系
化合物など]、有機系化合物(酢酸マグネシウム系化合
物など)などが使用できる。またマグネシウム成分に
は、前記マグネシウム化合物を含有する組成物、例え
ば、マグネシウム化合物を多量に(例えば、50質量%
以上)含有する製品(又は廃棄物)なども含まれる。Examples of the magnesium component include magnesium compounds such as inorganic compounds [magnesium carbonate compounds (magnesite, dolomite, balintonite, Neskehonite, lancefortite, etc.), magnesium oxide compounds (magnesia, periclase, kudocanlan). Stone, jammonite, raw dolomite, etc.), magnesium hydroxide-based compound, magnesium sulfate-based compound (epsomite, etc.), magnesium silicate-based compound (monticelic olivine), magnesium chloride-based compound (magnesium chloride, carnallite, etc.), Magnesium bromide compounds, etc.], organic compounds (magnesium acetate compounds, etc.) and the like can be used. The magnesium component contains a composition containing the magnesium compound, for example, a large amount of the magnesium compound (for example, 50% by mass).
Above) The product (or waste) contained is also included.
【0026】前記マグネシウム成分は、単独で又は二種
以上組み合わせて使用できる。好ましいマグネシウム成
分は、無機系化合物(炭酸マグネシウム系化合物、酸化
マグネシウム系化合物、水酸化マグネシウム系化合物、
ケイ酸マグネシウムなど)である。特に好ましいマグネ
シウム成分には、マグネシウムの他、カルシウム及び/
又はケイ素を含有する成分(ドロマイト、生ドロマイト
などのマグネシウム・カルシウム成分、ケイ酸マグネシ
ウムなどのマグネシウム・ケイ素成分)である。マグネ
シウム・カルシウム成分やマグネシウム・ケイ素成分
は、マグネシウム含有量を高めるだけでなく、前記塩基
度調整剤としても使用できるため有用である。The magnesium components may be used alone or in combination of two or more. Preferred magnesium component is an inorganic compound (magnesium carbonate compound, magnesium oxide compound, magnesium hydroxide compound,
Magnesium silicate). Particularly preferred magnesium components include magnesium, calcium, and / or
Alternatively, it is a component containing silicon (magnesium / calcium component such as dolomite and raw dolomite, magnesium / silicon component such as magnesium silicate). The magnesium / calcium component and the magnesium / silicon component are useful because they not only increase the magnesium content but can also be used as the basicity adjusting agent.
【0027】なお本発明では、前記塩基度調整剤やマグ
ネシウム成分の添加に際して、ケイ素、カルシウム、及
びマグネシウムの総含有量を大きくするのが好ましい。
これら元素の総含有量を大きくすると、さらに確実にス
ラグの粘性を下げることができる。In the present invention, it is preferable to increase the total content of silicon, calcium and magnesium when adding the basicity adjusting agent and the magnesium component.
If the total content of these elements is increased, the viscosity of the slag can be reduced more reliably.
【0028】ケイ素、カルシウム、及びマグネシウムの
総含有量は、SiO2、CaO、及びMgO換算で(す
なわちSiO2、CaO、及びMgOの総量として)、
45質量%以上、好ましくは55質量%以上、さらに好
ましくは65質量%以上である。なお前記総量(SiO
2+CaO+MgO)は、通常、90質量%以下(好ま
しくは80質量%以下)程度である。The silicon, calcium, and the total content of magnesium, SiO 2, CaO, and in terms of MgO (i.e. SiO 2, CaO, and the total amount of MgO),
It is 45 mass% or more, preferably 55 mass% or more, and more preferably 65 mass% or more. The total amount (SiO
2 + CaO + MgO) is usually about 90% by mass or less (preferably 80% by mass or less).
【0029】上記のようにして溶融処理すると、スラグ
の粘性が低下しているため、スラグの脱泡性を高めるこ
とができ、緻密なスラグを得ることができる。そのため
スラグの強度を高めることができ、コンクリート用の骨
材としての有用性を高めることができる。このようにし
て製造される硬質骨材は、例えば、JISA5005で
規定する比重(2.5以上)、吸水率(3%以下)、す
りへり減量(40%以下)を確実に満たすことができ
る。When the melting treatment is performed as described above, the viscosity of the slag is lowered, so that the defoaming property of the slag can be enhanced and a dense slag can be obtained. Therefore, the strength of the slag can be increased and the usefulness as an aggregate for concrete can be increased. The hard aggregate manufactured in this manner can reliably satisfy, for example, the specific gravity (2.5 or more), water absorption rate (3% or less), and abrasion loss (40% or less) defined by JISA5005.
【0030】また溶融炉として旋回溶融炉を使用する場
合、マグネシウム成分は、前記塩基度調整剤と同様、メ
ジアン粒径及び密度が焼却灰よりも大きいものを使用す
るのが望ましい。マグネシウム成分のメジアン粒径は、
例えば、前記塩基度調整剤のメジアン粒径と同程度であ
るのが望ましい。When a swirling melting furnace is used as the melting furnace, it is desirable to use a magnesium component having a median particle size and density larger than that of incinerated ash, as with the basicity adjusting agent. The median particle size of magnesium component is
For example, the median particle size of the basicity adjusting agent is preferably about the same.
【0031】本発明では、塩基度調整剤とマグネシウム
成分とに別々の化合物を使用してもよく、一つの化合物
(マグネシウム・カルシウム成分、マグネシウム・ケイ
素成分など)で塩基度調整剤とマグネシウム成分とを兼
ねてもよい。In the present invention, separate compounds may be used for the basicity adjusting agent and the magnesium component, and one compound (magnesium / calcium component, magnesium / silicon component, etc.) may be used as the basicity adjusting agent and the magnesium component. You may also combine.
【0032】塩基度調整剤やマグネシウム成分の添加場
所は特に限定されず、焼却炉、焼却炉から溶融炉に至る
までのいずれかの場所(例えば、後述する焼却灰ホッパ
など)、溶融炉のどこで添加してもよい。The place of addition of the basicity adjusting agent and the magnesium component is not particularly limited, and the incinerator, any place from the incinerator to the melting furnace (for example, incineration ash hopper described later), or anywhere in the melting furnace. You may add.
【0033】なお本発明では、図1に示す装置の他、種
々の装置が使用できる。すなわち本発明では、少なくと
も焼却炉、焼却灰分離装置(サイクロン、集塵機な
ど)、溶融炉を備えていればよく、他の設備(ケーキホ
ッパ、し渣ホッパ、熱交換器、第2燃焼室、排煙処理
塔、煙突など)は同等の機能を果たしうる別の設備に置
き換えてもよく、同一敷地内にある他の設備と共有させ
てもよく、また使用しなくてもよい。In the present invention, various devices other than the device shown in FIG. 1 can be used. That is, in the present invention, at least an incinerator, an incinerator ash separator (a cyclone, a dust collector, etc.) and a melting furnace may be provided, and other equipment (cake hopper, residue hopper, heat exchanger, second combustion chamber, exhaust gas) Smoke treatment towers, chimneys, etc.) may be replaced with other equipment capable of performing equivalent functions, shared with other equipment on the same site, or not used.
【0034】また前記溶融炉としては、旋回溶融炉を使
用するのが望ましいが、他の溶融炉(例えば、電気炉型
の炉など)を使用してもよい。As the melting furnace, it is desirable to use a swirling melting furnace, but another melting furnace (for example, an electric furnace type furnace) may be used.
【0035】さらに焼却灰を溶融炉に供給するのを簡便
にするため、焼却灰ホッパ、焼却灰フィーダーなどを取
り付けてもよい。Further, in order to easily supply the incineration ash to the melting furnace, an incineration ash hopper, an incineration ash feeder, etc. may be attached.
【0036】[0036]
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であ
り、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含され
る。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be appropriately applied within the scope of the above and the following points. It is of course possible to make changes and implement them, and all of them are included in the technical scope of the present invention.
【0037】実験例1〜3
図1の装置を用いて、高分子系下水汚泥を焼却し、得ら
れる焼却灰を溶融処理した。より詳細には、焼却炉3に
高分子系下水汚泥と共に、表1に示す添加剤(塩基度調
整剤、マグネシウム成分)を添加し、焼却灰の組成を下
記表1になるようにした。この焼却灰を旋回溶融炉10
で溶融し、出滓するスラグの粘度を測定した。結果を図
2に示す。Experimental Examples 1 to 3 Polymeric sewage sludge was incinerated using the apparatus shown in FIG. 1 and the resulting incinerated ash was melted. More specifically, the additives (basicity adjusting agent, magnesium component) shown in Table 1 were added to the incinerator 3 together with the polymeric sewage sludge so that the composition of the incinerated ash was as shown in Table 1 below. This incineration ash is swirling and melting furnace 10
The viscosity of the slag that was melted and discharged was measured. The results are shown in Figure 2.
【0038】[0038]
【表1】 [Table 1]
【0039】図2より明らかなように、MgO含有量が
多いほど、特にMgO含有量が多くかつCaO+SiO
2+MgO総量が多いほど、スラグの粘性を下げること
ができる。As is clear from FIG. 2, the higher the MgO content, the higher the MgO content and CaO + SiO.
The larger the total amount of 2 + MgO, the lower the viscosity of the slag can be.
【0040】また前記出滓スラグを冷却固化することに
よって得られた骨材の特性を表2に示す。Table 2 shows the characteristics of the aggregate obtained by cooling and solidifying the slag slag.
【0041】[0041]
【表2】 [Table 2]
【0042】表2より明らかなように、溶融処理におい
てMgO含有量を多くするほど、特にMgO含有量を多
くしかつCaO+SiO2+MgO総量を多くするほ
ど、得られる骨材を硬質にでき、JIS A5005で
規定する規格を満足できる。As is clear from Table 2, the higher the MgO content in the melting process, especially the higher the MgO content and the higher the total amount of CaO + SiO 2 + MgO, the harder the aggregate obtained, and JIS A5005. Satisfies the standards specified in.
【0043】実験例4〜7
図1の装置を用い、焼却炉3に高分子系下水汚泥(実験
例1〜3とは組成が異なる高分子系下水汚泥)と共に、
表3に示す添加剤を添加し、焼却灰の塩基度及びCaO
+SiO2量を下記表3になるようにした。なお前記添
加剤を添加する際には、マグネシウム成分も添加し、焼
却灰中のマグネシウム含有量を種々変化させた。得られ
た焼却灰を前記実験例1〜3と同様にして処理し、温度
1400℃でスラグの粘度を測定した。結果を図3に示
す。Experimental Examples 4 to 7 Using the apparatus of FIG. 1, together with the polymeric sewage sludge (polymeric sewage sludge having a different composition from Experimental Examples 1 to 3) in the incinerator 3,
By adding the additives shown in Table 3, the basicity of incineration ash and CaO
The amount of + SiO 2 is set as shown in Table 3 below. In addition, when adding the said additive, the magnesium component was also added and variously changed the magnesium content in incineration ash. The obtained incinerated ash was treated in the same manner as in Experimental Examples 1 to 3, and the viscosity of slag was measured at a temperature of 1400 ° C. The results are shown in Fig. 3.
【0044】[0044]
【表3】 [Table 3]
【0045】図3より明らかなように、塩基度が0.5
〜1.0の範囲に入っている場合(実験例5〜7)、そ
れ以外の場合(実験例4)に比べてスラグの粘性を下げ
ることができる。しかもMgO含有量が大きくなるほど
(及びCaO+SiO2+MgOが大きくなるほど)、
スラグの粘性をさらに下げることができる。なおこの図
3のグラフは、高温での測定結果であり、塩基度が0.
7であれば(実験例6,7)MgO含有量が少なくても
比較的低い粘度(例えば、0.2Pa・s)が得られる
場合があるものの、低温になれば前記図1より明らかな
ように粘度が高くなるため、MgO含有量を大きくする
有用性がさらに高まる。As is clear from FIG. 3, the basicity is 0.5.
In the range of 1.0 to 1.0 (Experimental Examples 5 to 7), the viscosity of the slag can be reduced as compared with the other cases (Experimental Example 4). Moreover, as the MgO content increases (and CaO + SiO 2 + MgO increases),
The viscosity of the slag can be further reduced. The graph of FIG. 3 is the measurement result at high temperature, and the basicity is 0.
7 (Experimental Examples 6 and 7), a relatively low viscosity (for example, 0.2 Pa · s) may be obtained even if the MgO content is low, but as shown in FIG. Since the viscosity becomes extremely high, the usefulness of increasing the MgO content is further increased.
【0046】実験例8〜10
焼却炉3において汚泥と共に、図4に示す粒度分布の添
加剤(消石灰、石灰石、又はドロマイト)を添加した。
そして焼却炉3で得られた焼却灰を旋回溶融炉10にお
いて溶融処理した。粒径10μm以上の粒子の割合が焼
却灰よりも小さい消石灰(実験例8)や石灰石(実験例
9)を用いた場合には、旋回溶融炉10内で焼却灰と添
加剤とが分離していた。そのため消石灰(実験例8)の
場合には、焼却灰の塩基度=0.70、スラグの塩基度
=0.45となり、石灰石(実験例9)の場合には、焼
却灰の塩基度=0.7、スラグの塩基度=0.5とな
り、いずれの場合でも焼却灰の塩基度とスラグの塩基度
とが大きく異なっていた。一方、粒径10μm以上の粒
子の割合が焼却灰よりも大きいドロマイト(実験例1
0)を用いた場合には、旋回溶融炉10内で焼却灰と添
加剤とが分離することがなく、焼却灰の塩基度(0.7
0)とスラグの塩基度(0.65)とがほぼ一致してい
た。Experimental Examples 8 to 10 In the incinerator 3, an additive (slaked lime, limestone, or dolomite) having a particle size distribution shown in FIG. 4 was added together with the sludge.
Then, the incineration ash obtained in the incinerator 3 was melted and processed in the swirling and melting furnace 10. When slaked lime (Experimental Example 8) or limestone (Experimental Example 9) in which the proportion of particles having a particle size of 10 μm or more is smaller than that of incinerated ash, the incinerated ash and the additive are separated in the swirling and melting furnace 10. It was Therefore, in the case of slaked lime (Experimental Example 8), the basicity of incinerated ash = 0.70, the basicity of slag = 0.45, and in the case of limestone (Experimental Example 9), the basicity of incinerated ash = 0. .7, basicity of slag = 0.5, and in each case, the basicity of the incinerated ash and the basicity of slag were significantly different. On the other hand, the ratio of particles having a particle size of 10 μm or more is larger than that of incinerated ash (Experiment 1
When 0) is used, the incineration ash and the additive are not separated in the swirling melting furnace 10, and the basicity of the incineration ash (0.7
0) and the basicity of slag (0.65) were almost the same.
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明によれば、塩基度(CaO/Si
O2)を制御しているのみならず、MgO含有量も調整
しているので、焼却灰の溶融処理時のスラグ粘性を確実
に下げることができる。この溶融処理によって得られた
スラグは、硬質であるため骨材として極めて有用であ
る。According to the present invention, the basicity (CaO / Si
Since not only the O 2 ) is controlled but also the MgO content is adjusted, the slag viscosity during the melting process of the incineration ash can be surely lowered. The slag obtained by this melting treatment is very useful as an aggregate because it is hard.
【図1】図1は本発明で使用する装置の一例を示す概略
フロー図である。FIG. 1 is a schematic flow chart showing an example of an apparatus used in the present invention.
【図2】図2は実験例1〜3におけるスラグの温度と粘
度との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between temperature and viscosity of slag in Experimental Examples 1 to 3.
【図3】図3は実験例4〜7におけるMgO含有量とス
ラグ粘度との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between MgO content and slag viscosity in Experimental Examples 4 to 7.
【図4】図4は実験例8〜10で使用する添加剤の粒度
分布を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the particle size distribution of additives used in Experimental Examples 8 to 10.
【符号の説明】 3:焼却炉 4,7:焼却灰分離装置 10:溶融炉[Explanation of symbols] 3: Incinerator 4,7: Incinerated ash separator 10: melting furnace
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F23J 1/00 B09B 3/00 ZAB (72)発明者 宮本 博司 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 株式 会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者 片岡 國男 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 株式 会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者 久野 貴洋 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 株式 会社神戸製鋼所神戸本社内 Fターム(参考) 3K061 AA05 AB03 AC03 BA05 DA12 NB01 NB06 NB11 NB20 4D004 AA36 BA02 CA29 CA32 CB02 CB31 CC11 DA02 DA03 DA10 DA20 4G012 JF03 JL03 JM04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F23J 1/00 B09B 3/00 ZAB (72) Inventor Hiroshi Miyamoto 1-3-18 Wakihama-cho, Chuo-ku, Kobe-shi No. Stock Company Kobe Steel Works, Kobe Head Office (72) Inventor Kunio Kataoka 1-3-18 Wakihamacho, Chuo-ku, Kobe City Kobe Steel Co., Ltd. Kobe Head Office (72) Inventor Takahiro Kuno 1 Wakihamacho, Chuo-ku, Kobe City C-No. 3-18 Kobe Steel, Ltd. Kobe Head Office F-term (reference) 3K061 AA05 AB03 AC03 BA05 DA12 NB01 NB06 NB11 NB20 4D004 AA36 BA02 CA29 CA32 CB02 CB31 CC11 DA02 DA03 DA10 DA20 4G012 JF03 JL03 JM04
Claims (4)
て、溶融処理によって生成するスラグの塩基度(CaO
/SiO2)を0.5〜1.0の範囲に制御し、かつマ
グネシウム成分を添加して前記スラグ中のマグネシウム
含有量をMgO換算で3〜20質量%に調整する汚泥焼
却灰の溶融処理方法。1. A method of melting incineration ash of sludge, comprising the basicity (CaO) of slag produced by the melting process.
/ SiO 2 ) in the range of 0.5 to 1.0, and a magnesium component is added to adjust the magnesium content in the slag to 3 to 20% by mass in terms of MgO. Method.
の総含有量を、SiO2+CaO+MgO換算で、45
質量%以上とする請求項1記載の溶融処理方法。2. The total content of silicon, calcium, and magnesium is 45 in terms of SiO 2 + CaO + MgO.
The melt processing method according to claim 1, wherein the content is at least mass%.
い、かつ前記塩基度調整剤として、密度と、粒径10μ
m以上の粒子の割合とが前記焼却灰に比べて同等以上で
あるものを使用する請求項1又は2に記載の溶融処理方
法。3. The melting treatment is performed in a swirling melting furnace, and the basicity adjusting agent has a density and a particle size of 10 μm.
The melt processing method according to claim 1 or 2, wherein a ratio of particles having a particle size of m or more is equal to or more than that of the incinerated ash.
理方法によって得られるスラグを冷却固化する硬質骨材
の製造方法。4. A method for manufacturing a hard aggregate by cooling and solidifying slag obtained by the melt processing method according to claim 1.
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