JP2006199837A

JP2006199837A - ダスト研削用粉塵低減剤およびダスト乾式除去工法

Info

Publication number: JP2006199837A
Application number: JP2005013497A
Authority: JP
Inventors: Norio Iwasaki; 則夫岩崎; Masatsugu Mori; 正嗣森; Hitoshi Rokutanda; 等六反田; Yasuyuki Suzuki; 康之鈴木; Tadashi Mitsune; 正三根
Original assignee: HANWA KOGYO KK; SHITO SURBLAST Ltd; Zenitaka Corp; Hanwa Co Ltd
Current assignee: HANWA KOGYO KK; SHITO SURBLAST Ltd; Zenitaka Corp; Hanwa Co Ltd
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】大量の汚染水及び汚泥を発生することなく、粉塵の飛散も防止することのできるダスト研削用粉塵低減剤およびダスト乾式除去工法を提供すること。
【解決手段】構造体１の被堆積面２に堆積されたダスト３を乾式で研削除去する際に予め該ダスト３に付着されるダスト研削用粉塵低減剤であって、水を主成分とし、前記ダストに対する浸透性を水よりも高浸透性にする浸透性向上成分と、前記ダストと水との結合を強固にして水の蒸発を抑制する保水性成分と、小さな固体を結着して大きくする作用を担う結着性成分とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば焼却施設の煙突内壁面等に付着した焼却灰等のような、構造体の被堆積面に堆積されたダストを乾式で研削除去する際に予め該ダストに付着されるダスト研削用粉塵低減剤及びそれを用いたダスト乾式除去工法に関するものである。

ゴミ焼却施設の焼却炉や煙突、セメント製造工場や石膏ボード製造工場等の粉末製品製造工場および粉末を製造原料とする製品の製造工場の構造物には焼却灰やセメントの粉末等のダストが多量に堆積する。

特に、ゴミ焼却施設の焼却炉や煙突等の構造体の被堆積面に堆積したダスト中には、ダイオキシン類や有害な金属類が含まれている場合がある。そのため、メンテナンスに際して前記構造体の被堆積面を機械的に研削してダストを除去する際に、該ダストが飛散すると、公害問題を引き起こす虞があった。

そこで、従来は、前記構造体の被堆積面を高圧水で洗浄してそこに堆積しているダストを除去することで、研削によるダストの飛散を防止していた。しかしながら、構造体に堆積したダストを高圧水で洗浄すると、大量の水が必要となり、その結果大量の汚染水及び汚泥が発生し、大量の汚染水及び汚泥処理が必要になる問題があった。しかも、ダスト中にダイオキシン類等の有害物が含まれている場合、その無害化処理は実用的には極めて困難であった。

前記ダストを直接除去せずに、固化剤を用いて固化してしまい、その固化状態で建造物を解体する技術が提供されている（特許文献１）。この技術は、乾式でダストを研削除去することについては考慮していない。

特開２００２−１５５６３４号公報

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的は大量の汚染水及び汚泥を発生することなく、粉塵の飛散を防止することのできるダスト研削用粉塵低減剤およびダスト乾式除去工法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の第１の態様は、構造体の被堆積面に堆積されたダストを乾式で研削除去する際に予め該ダストに付着されるダスト研削用粉塵低減剤であって、水を主成分とし、前記ダストに対する浸透性を水よりも高浸透性にする浸透性向上成分と、前記ダストと水との結合を強固にして水の蒸発を抑制する保水性成分と、小さな固体を結着して大きくする作用を担う結着性成分と、を含むことを特徴とするものである。

ここで、当該ダスト研削用粉塵低減剤のダストへの付着とは、噴霧する方法や塗布する方法等で代表される。本発明で「ダスト」とは、焼却灰やセメントの粉末等が堆積したものが典型であるが、これらに限定されず、構造体の表面から削って除去されるものであって、乾式の研削によって粉塵が発生するもの総てを含む概念である。また、本発明において「ダストの研削」には、レンガ等の表面を削る場合も含まれる。レンガ等の表面への付着物を削って除去する際に粉塵が発生するため、本発明に係るダスト研削用粉塵低減剤を付着させて削ることにより、粉塵の発生を抑えることができる。

本発明によれば、当該ダスト研削用粉塵低減剤は、前記浸透性向上成分により水の浸透性が向上するので、水分がダストの表面だけでなくダスト層の内部深くの構造体表面に至るまで浸透する作用効果が得られる。また、前記保水性成分により水素結合による前記ダストと水との結合を強固にするので、これにより水の蒸発を抑制する作用効果が得られる。更に、前記結着性成分により小さいサイズの固体を互いに結着して大きくするので、ダストの研削より発生する粉砕物のサイズが大きくなり、その結果重力の影響を受けやすくなり、以て粉砕物が飛散しにくくなる作用効果が得られる。

すなわち、当該ダスト研削用粉塵低減剤は、それを構造物に堆積されたダストに付着した後、それが乾燥する前に、研削装置により乾式（洗浄水を使わずに）で機械的に前記ダストを研削することにより、前記各成分の前記作用効果（働き）によって、ダストの表面から内部の構造体表面に至るまで、粉塵の飛散の無い、きれいな作業環境を維持したまま研削を継続することができる。しかも、ダスト層を全部研削除去するのに長時間を要しても、前記保水性成分によって水の蒸発が抑制されているので、粉塵飛散のない研削を長時間に渡って継続することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記浸透性向上成分は、アニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、両性界面活性剤、及びカチオン系界面活性剤の群から選ばれる１種以上から成り、前記保水性成分は、糖類、グリセリン類、及びグリコール類の群から選ばれる１種以上から成り、前記結着性成分は、セルロース誘導体、カゼイン、カゼインナトリウム、グアーガム、ゼラチン、デンプン、キトサン、フミン酸、ペクチン、リグニンスルホン酸、ポリグルタル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール類、ポリエチレンイミン類等から成る水溶性高分子または高分子エマルジョンであることを特徴とするものである。
前記浸透性向上成分、前記保水性成分および前記結着性成分について具体的に上記各成分を用いることにより、第１の態様の作用効果を確実に安定して得ることができる。

本発明の第３の態様は、構造体の被堆積面に堆積されたダストを乾式で研削除去するダスト乾式除去工法であって、前記ダストに、第１の態様または第２の態様に係るダスト研削用粉塵低減剤を付着し、その後に該ダストを被堆積面から乾式で研削除去することを特徴とするものである。

本発明に係るダスト乾式除去方法によれば、第１の態様と同様に、ダストの表面から内部の構造体表面に至るまで、粉塵の飛散が無く、きれいな作業環境を維持したまま研削を継続することができる。また、ダスト層を全部研削除去するのに長時間を要しても、前記保水性成分によって水の蒸発が抑制されているので、粉塵飛散のない研削を長時間に渡って継続することができる。

本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記研削除去は、集塵装置の吸引力を前記被堆積面に作用させて、吸引しつつ研削する研削装置により行われることを特徴とするものである。
本発明によれば、研削装置によるダストの研削と同時にその粉砕物は当該研削装置により吸引されるので、上記ダスト研削用粉塵低減剤の粉塵低減効果と相俟って粉塵の飛散を一層確実に低減することができる。

本発明によれば、ダストの表面から内部の構造体表面に至るまで、粉塵の飛散が無く、きれいな作業環境を維持したまま乾式の研削を継続することができる。また、ダスト層を全部研削除去するのに長時間を要しても、前記保水性成分によって水の蒸発が抑制されているので、粉塵飛散のない研削を長時間に渡って継続することができる。

以下、本発明に係るダスト研削用粉塵低減剤について詳細に説明する。本発明に係るダスト研削用粉塵低減剤は、例えば焼却施設の煙突内壁面等に付着した焼却灰等のような、構造体の被堆積面に堆積されたダストを乾式で研削除去する際に予め該ダストに付着して使用されるものである。そして、その組成は、水を主成分とし、前記ダストに対する浸透性を水よりも高浸透性にする浸透性向上成分と、前記ダストと水との結合を強固にして水の蒸発を抑制する保水性成分と、小さな固体を結着して大きくする作用を担う結着性成分と、を含むことを特徴とするものである。

ここで、当該ダスト研削用粉塵低減剤のダストへの付着方法としては、スプレーノズルやシャワーを用いて噴霧する方法、或いはローラーやブラシを用いて塗布する方法等が挙げられる。

当該ダスト研削用粉塵低減剤のダストへの付着量は、ダスト層の厚さや性状によって適宜調整されることになるが、ダスト層内部にまで浸透するに不足無い量を満たしていれば良く、それは作業者の熟練を要すること無く視覚的に判断が容易である。

浸透性向上成分、保水性成分および結着性成分の各成分比率は、研削除去対象であるダストの性状に応じて最もフィットした比率に調整することが望ましいが、保水性成分を最も多くし、次いで浸透性成分、その次に結着性成分の順に少なくした比率にすると殆どの性状のダストの研削に対応することが可能であることを確認している。尚、浸透性成分と結着性成分はほぼ同量にしてもよい。具体的な組成と比率の例は後述する。

［浸透性向上成分］
浸透性向上成分は、その浸透性によりダストの内部に液体を浸透させる作用をする。その浸透の原理は毛細管現象に基づく。ここで、浸透性を水より増加するためには液体の表面張力が水より小さいことが必要条件となる。これを解決するのが界面活性剤である。この界面活性剤として、アニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、両性界面活性剤およびカチオン系界面活性剤等が挙げられる。

アニオン系界面活性剤には、カルボン酸型、スルホン酸型およびリン酸エステル型のものが挙げられる。カルボン酸型は脂肪酸石鹸、Ｎ-アシル-Ｎ-メチルグリシン塩等、硫酸エステル型は硫酸化油、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルコールエトキシサルフェート、スルホン酸型はアルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、スルホコハク酸アルキル二塩およびポリオキシエチレン付加体、リン酸エステル型はポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、アリキル燐酸塩が挙げられる。ここで、塩はナトリウム、カリウムが一般的である。

非イオン界面活性剤には、エーテル型、エステルエーテル型、エステル型および含窒素型のものが挙げられる。エーテル型はポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレナルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプリピレンブロックコポリマー、エステルエーテル型はポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、エステル型はポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、含窒素型は脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミンが挙げられる。

両性界面活性剤は、カルボキシベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリウムベタイン、アルキルアミンオキシドが挙げられる。

カチオン系界面活性剤は、脂肪族アミン塩、脂肪族４級アンモニウム塩、塩化ベンザルコニウム塩、イミダゾリウム塩が挙げられる。

これらの中より、アニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、両性界面活性が好ましく、さらに好ましくはアニオン系界面活性剤がよい。具体的には、ラウリル硫酸エステルのナトリウム塩、スルホコハク酸ナトリウムなどが好ましい。

［保水性成分］
保水性は、水素結合により保水物質と水との結合を強固にし、水の蒸発を防ぐことにより成し遂げられる。保水性成分の例として、ショ糖、果糖などの糖類、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリンなどのグリセリン類、エリレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのグリコール類が挙げられる。

［結着性成分］
結着性成分は、その結着性により高分子の鎖により小さな固体を結合して大きくする作用をする。すなわち、粉状体をそれより径の大きい粒状体にする。これらの例として、水溶性の高分子を用いるもの、高分子のエマルジョンを用いるものとがある。

水溶性高分子としては、セルロース誘導体（カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロース）、カゼイン、カゼインナトリウム、グアーガム、ゼラチン、デンプン、キトサン、フミン酸、ペクチン、リグニンスルフォン酸、ポリグルタミン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール類（完全ケン化ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール）、ポリエチレイミン等が用いられる。特に有用なものはセルロース類およびポリビニルアルコール類である。

高分子エマルジョンとしては、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンこれらの組み合わせによる共重合体エマルジョン等が用いられる。有用な高分子エマルジョンとしては、ポリ酢酸ビニルおよびポリメタクリル酸系のものである。

その他として、当該ダスト研削用粉塵低減剤の使用に際して泡が立つ場合は、シリコン系、アルコール系の消泡剤を適宜使用することができる。当該ダスト研削用粉塵低減剤の製品に消泡剤を混合しても良いし、作業中に消泡剤を別途噴霧しても良い。

さらに、当該ダスト研削用粉塵低減剤とダストとの間の不都合を解消するため、新たな機能を具備させるため等の観点から、種々の添加物を加えることは可能である。

［実施例］
浸透性向上成分、保水性成分および結着性成分の各成分比率として、保水性成分を最も多くし、浸透性成分と結着性成分をほぼ同量にした以下の組成および比率のダスト研削用粉塵低減剤を用意した。
浸透性向上成分としてのラウリル硫酸エステルが１重量％、結着性成分としての完全ケン化ポリビニルアルコールが１重量％、保水性成分としてのグリセリンが１５重量％、同じく保水性成分であるジエチレングリコールが５重量％、これに水を加えて１００％とした。
もう一例として、浸透性向上成分としてのスルホコハク酸ナトリウムが０．５重量％、結着性成分としての部分ケン化ポリビニルアルコールが０．８重量％、およびデンプンが０．３重量％、保水性成分としてのショ糖が１０重量％、およびポリエチレングリコール＃４００が５重量％、これに水を加えて１００％とした。

図１は、本発明に係るダスト乾式除去工法を適用した手動式乾式ダスト除去システムを示す構成図である。先ず、前者の組成及び比率のダスト研削用粉塵低減剤を構造体１の被堆積面２に堆積しているダスト３に噴霧して付着する。なお塗布により付着させてもよい。そして、当該ダスト研削用粉塵低減剤がダスト３の研削対象領域の全体に渡ってダスト内部まで浸透するのを見計らって研削装置４でダスト３を研削する。本実施例では、研削装置４は、集塵機５の吸引力を前記被堆積面２に作用させて、吸引しつつダスト３を研削するように構成されている。すなわち研削装置４と集塵機５は、連結ホース６，７により連結され、集塵機５の吸引力が研削装置３の研削部位に作用し、研削されたダストは研削と同時に研削装置４の内部に吸い込まれ、連結ホース６，７を通って集塵機５に送られるようになっている。

研削装置４の具体的装置仕様として例えば以下のようなタイプが挙げられる。いずれも乾式である。
一つは研削タイプ（吸塵式）で、
研削羽根：４枚（研削幅：６０ｍｍ）
回転外径：直径１５０ｍｍ
回転数：３８００ｒｐｍ
出力：３２０Ｗ
電源：１００Ｖ５０／６０Ｈｚ
吸塵口径：直径５０ｍｍ
のものである。

他の一つは研磨タイプ（吸塵式）で、
回転外径：直径１２５ｍｍ（ブラシ）
回転数：８０００ｒｐｍ（最大：三段切替
エアー圧力：０．５ＭＰａ
エアー消費量：０．３６Ｎｍ^３／ｍｉｎ．
吸塵口径：直径５０ｍｍ
のものである。

図１において、符号８はプレダスターであり、該プレダスター８は研削装置４から吸い込まれた粉砕ダストの内、比較的粒径の大きなものをその底部に落下させて除き、細かいサイズの粉砕ダストだけが集塵機５に送られるようにするためのものである。なお、プレダスター８は、底部に溜まった粉砕ダストが満杯になると、それを取り出すために蓋（図示せず）を開けるが、その際、本実施例では前記ダスト研削用粉塵低減剤が該粉砕ダストに付着されていることによって、その飛散性がほとんど無いので、その取り出し作業を粉塵の飛散の無い状態で行うことができる。

当該手動式乾式ダスト除去システムにおいて、先ずダスト研削用粉塵低減剤をダストに付着させた後、研削装置４によりダストを研削した結果、粉砕ダストは飛散しにくい大きさの粒状体となり、しかも研削と同時に研削装置に吸い込まれるため、粉塵を発生させることなくダスト除去を継続することができた。

［効果確認実験］
供試体としてコンクリート面にダストの代用としてキャスタブル耐火物を１０ｍｍ厚で塗布したものを用意した。該キャスタブル耐火物を、研削装置として上記研削タイプ（吸塵式）のものを用いて、集塵機の風量１０ｍ^３／ｍｉｎ．静圧９．８ｋＰａにして研削を実行した。そして、ピエゾバランス粉塵計（日本カノマックス社製ＭＯＤＥＬ３５１１）を用いて、研削位置から２ｍ離れた位置で粉塵量を測定した。その結果を表１に示す。

ダスト研削用粉塵低減剤を散布（付着）しないで、且つ集塵機を運転しないで（吸引しないで）、研削装置で研削したときの粉塵量の測定値が０．１０〜２．９１ｍｇ／ｍ^３（比較例）であるのに対して、ダスト研削用粉塵低減剤を散布（付着）し、集塵機は運転しないで（吸引しないで）、研削装置で研削したときの粉塵量の測定値が０．０６〜０．５５ｍｇ／ｍ^３（実施例）であることから、本発明のダスト研削用粉塵低減剤を用いることにより、研削時の粉塵発生が低減されていることが確認された。

また、ダスト研削用粉塵低減剤を散布（付着）し、集塵機を運転して（吸引して）、研削装置で研削したときの粉塵量の測定値は０．０２〜０．０６ｍｇ／ｍ^３（他の実施例）であることから、集塵装置の吸引力を利用することで、一層確実に粉塵の発生を低減することができることが確認された。すなわち、研削装置によるダストの研削と同時にその粉砕物は当該研削装置により吸引されるので、当該ダスト研削用粉塵低減剤の粉塵低減効果と相俟って粉塵の飛散を一層確実に低減することができた。

本願発明は、例えば焼却施設の煙突内壁面等に付着した焼却灰等のような、構造体の被堆積面に堆積されたダストを乾式で研削除去する際に予め該ダストに付着されるダスト研削用粉塵低減剤及びそれを用いたダスト乾式除去工法に利用可能である。

本発明に係るダスト乾式除去工法を適用した手動式乾式ダスト除去システムを示す構成図である。

符号の説明

１構造物
２被堆積面
３ダスト
４研削装置
５集塵機
８プレダスター

Claims

構造体の被堆積面に堆積されたダストを乾式で研削除去する際に予め該ダストに付着されるダスト研削用粉塵低減剤であって、
水を主成分とし、
前記ダストに対する浸透性を水よりも高浸透性にする浸透性向上成分と、
前記ダストと水との結合を強固にして水の蒸発を抑制する保水性成分と、
小さな固体を結着して大きくする作用を担う結着性成分と、を含むことを特徴とするダスト研削用粉塵低減剤。
請求項１において、
前記浸透性向上成分は、アニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、両性界面活性剤、及びカチオン系界面活性剤の群から選ばれる１種以上から成り、
前記保水性成分は、糖類、グリセリン類、及びグリコール類の群から選ばれる１種以上から成り、
前記結着性成分は、セルロース誘導体、カゼイン、カゼインナトリウム、グアーガム、ゼラチン、デンプン、キトサン、フミン酸、ペクチン、リグニンスルホン酸、ポリグルタル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール類、ポリエチレンイミン類等から成る水溶性高分子または高分子エマルジョンであることを特徴とするダスト研削用粉塵低減剤。
構造体の被堆積面に堆積されたダストを乾式で研削除去するダスト乾式除去工法であって、
前記ダストに、請求項１または請求項２に記載されたダスト研削用粉塵低減剤を付着し、
その後に該ダストを被堆積面から乾式で研削除去することを特徴とするダスト乾式除去工法。
請求項３において、前記研削除去は、集塵装置の吸引力を前記被堆積面に作用させて、吸引しつつ研削する研削装置により行われることを特徴とするダスト乾式除去工法。