JP2930937B1 - フライアッシュ固化埋め立て方法 - Google Patents

フライアッシュ固化埋め立て方法

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JP2930937B1
JP2930937B1 JP10132383A JP13238398A JP2930937B1 JP 2930937 B1 JP2930937 B1 JP 2930937B1 JP 10132383 A JP10132383 A JP 10132383A JP 13238398 A JP13238398 A JP 13238398A JP 2930937 B1 JP2930937 B1 JP 2930937B1
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政成 山崎
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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Abstract

【要約】 【課題】 フライアッシュを埋め立て地に輸送して埋め
立てる際、搬送が容易なようにスラリーの濃度を低下さ
せると埋め立て地の地盤強度が上昇せず地盤改良の必要
が生じ、スラリーの濃度を高めると輸送管の閉塞を生じ
たり埋め立て後にスラリーの一部が乾燥して浮灰や粉塵
等を発生する虞れがあった。 【解決手段】 スラリー化設備から埋め立て地近傍まで
は、混練液として一般の工業用水あるいは水道水を用い
て、スラリー配管内において低濃度に基づくフライアッ
シュの分離・沈降や、高濃度に基づく圧力上昇による輸
送不能等を生じない範囲内の濃度でスラリーを作成して
輸送し、埋め立て地近傍において該スラリー中にマグネ
シウム塩の水溶液をスラリーの固化に必要な最小限量添
加して混練したのち埋め立てる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭焚きボイラ設
備等から発生するフライアッシュをスラリー状にして埋
め立て地に流体搬送し、埋め立て地を得るフライアッシ
ュ固化埋め立て方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンクリート製等の壁で仕切られた領域
の中にフライアッシュを輸送して投入し、埋め立てを行
う際のフライアッシュの輸送方法として、フライアッシ
ュに水を添加して混合し、スラリー状としてポンプによ
って流体輸送する方法が一般に採用されている。
【0003】しかしその際、スラリーの濃度が高過ぎる
場合には配管抵抗が大きくなり輸送が困難になるという
不具合を生ずる虞れがあるため、通常、スラリー全体の
重量に対して灰が20〜30%、水が80〜70%の割
合の、かなり低い濃度のスラリーの状態にして輸送、投
入を行っている。
【0004】またこれに代わる他の従来技術の例とし
て、フライアッシュの重量の約20%に相当する重量の
水を加えて混練した湿灰をコンベヤ或いは車両等によっ
て輸送し、埋め立て地に投入することが行われていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように上記従来の
技術においても石炭焚きボイラ設備等から発生したフラ
イアッシュを埋め立て地まで輸送して投入することによ
り、フライアッシュを処理するとともに埋め立てること
が可能であった。
【0006】しかしながら上記従来の技術のうち、最初
に記述したスラリー全体の重量に対して灰の重量が20
〜30%という低い濃度のスラリーを形成して輸送、埋
め立てを行う場合、埋め立て地の地盤強度が上昇せず、
跡地を利用しようとする際に盛土あるいは地盤の改良等
を行って地盤の強度を上げることが必要であった。
【0007】また上記従来の技術のうち、フライアッシ
ュの重量の約20%に相当する重量の水を加えて混練し
たものを、コンベヤ等を利用して埋め立て地まで輸送し
投入する方法においては、輸送中あるいは埋め立て地へ
投入した際にそのスラリーの一部が乾燥し、浮灰あるい
は粉塵等を発生する虞れがあるという不具合を有するも
のであった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような現状
に鑑みてなされたもので、上記不具合を解消すべく種々
研究および実験を重ね、ついにフライアッシュに添加す
る水の中に適量のマグネシウム塩を混入させることによ
り、各種濃度のフライアッシュ高濃度スラリーに対し
て、随時的確に固化させ得ることを確認した。
【0009】そしてこの結果を踏まえて、極めて簡潔な
構成でありながら、フライアッシュのスラリー化設備と
埋め立て地との間の距離が非常に長い場合においても、
輸送経路中においてスラリーの沈降・堆積あるいは部分
的固化等に基づく閉塞を生ずることなく、更に埋め立て
後の地盤の密度を従来の低濃度スラリー輸送時の埋め立
て地の密度よりも約10%程高くして、埋め立て地の跡
地利用に際して地盤改良等を不要にするという優れた方
法を発明した。すなわち、その方法は前記特許請求の範
囲に記載されたとおり、
【0010】(1) 石炭焚きボイラ設備から発生するフラ
イアッシュに水を添加してスラリー状にし、埋め立て地
まで流体搬送して埋め立てを行うフライアッシュ固化埋
め立て方法において、フライアッシュと水とを、予め求
めた、スラリー搬送中に閉塞を生じないスラリー濃度範
囲に混練してスラリーとなし、該スラリーをスラリー輸
送ポンプにより、埋め立て地近傍に設置した混合タンク
内に搬送するとともに、該スラリー濃度に対応させて所
定濃度のマグネシウム塩水溶液を混合タンク内に注入し
て攪拌したのち、該スラリーとマグネシウム塩水溶液と
の混合物を埋め立て地の所定位置まで流体搬送して埋め
立てるフライアッシュ固化埋め立て方法。
【0011】(2) スラリーに添加するマグネシウム塩の
含有量が、スラリー中の水分量の1.0〜2.0重量%
である(1) 記載のフライアッシュ固化埋め立て方法。
【0012】(3) フライアッシュのスラリーの含水率
が、38〜60%である(1) 〜(2) のいずれか1項に記
載のフライアッシュ固化埋め立て方法である。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明に基づくフライアッ
シュの処理方法の実施の形態を説明する系統図である。
図1に示すフライアッシュの処理方法においては、石炭
焚きボイラ等から排出されるフライアッシュ8の流量
(重量)を連続的に計測する計量器1と、計量されたフ
ライアッシュ8を送入させ、水ポンプ4から流量を調節
されて送入されるマグネシウム塩を含有しない水と混合
して練り合わせてスラリー状態にする混練機2と、混練
機2の下流側に配設される比較的内容量の小さい一時貯
蔵タンク3と、スラリー状のフライアッシュ8を輸送す
るスラリー輸送ポンプ5と、埋め立て地11から至近距
離の位置に配設された、フライアッシュのスラリーとマ
グネシウム塩の水溶液とを送入させ攪拌する混合タンク
7と、所定の濃度に調整されたマグネシウム塩の水溶液
を貯蔵して混合タンク7に供給するマグネシウム塩添加
装置6と、計量器1を経由して混練機2に至るフライア
ッシュ配管と、ポンプ4から混練機2に至る水配管と、
計量器1出口部から混練機2、一時貯蔵タンク3、スラ
リー輸送ポンプ5および混合タンク7を連通させ、所定
の埋め立て地11までスラリーを輸送するスラリー配管
と、マグネシウム塩添加装置6から混合タンク7に至る
マグネシウム塩添加用の配管と、水流量調節装置9とを
有している。
【0014】本発明者等の研究の結果、石炭焚きボイラ
等のフライアッシュは、それに水を添加して高濃度スラ
リー化する際、添加する水として通常の工業用水を用い
た場合には十分な時間を経過した後も固化を生ずること
がなく、そのスラリー中にマグネシウム塩が適量添加さ
れた時に初めて短時間のうちに、かつ確実に固化が行わ
れることを確認した。(“実施例”の項参照。)
【0015】その結果、例えば埋め立て地(灰処理場)
がフライアッシュのスラリー化設備から遠く離れている
ような場合には、混合タンク7を出来るかぎり埋め立て
地に近い位置に配設し、スラリー化設備から混合タンク
7までの間はマグネシウム塩を含有しない工業用水等を
用いて含水率が約38〜60%程度の比較的高濃度のス
ラリーを形成して輸送を行うことによって、配管内でス
ラリーの固化を生ずることなく、またフライアッシュの
分離・沈降に基づく配管内の閉塞を防止して高い効率で
輸送させ得る一方で、埋め立て地においては投入する直
前にフライアッシュ高濃度スラリー中にマグネシウム
(Mg)塩(例えば塩酸マグネシウム:MgCl2 の水
溶液など)を適量添加することにより、埋め立て地に投
入したスラリーを一般に10分間程度の短時間のうちに
的確に固化させることを可能にするものである。
【0016】これによって従来の技術が有していた埋め
立て地における浮灰、灰飛散を始め、スラリー輸送配管
内での灰の分離・沈降に基づく閉塞を防止し、しかも埋
め立て地の地盤強度を従来の低濃度スラリー輸送時に比
して、顕著に上昇させることを可能にするものである。
【0017】図1において、まず石炭焚きボイラ等から
送入されるフライアッシュ8を計量器1によって連続的
にその重量を計測しながら混練機2内に送入する。混練
機2内には水ポンプ4から工業用水等の水を送入する。
【0018】フライアッシュはその炭種によってスラリ
ーの濃度(フライアッシュと水との混合率)とスラリー
の粘度等の物理的性質との相関が異なるため、予め実験
的に処理対象の各フライアッシュについて、最も効率良
く、かつ輸送経路中に閉塞を生ずることなく輸送するこ
とができるスラリー濃度を測定し、確認しておくことが
好ましい。
【0019】スラリーを形成させるためにフライアッシ
ュに添加する水は、計量器1で計測されたフライアッシ
ュ8の流量に対応して、予め定めた最適なスラリーの濃
度(フライアッシュと水との混合割合)が得られるよう
に連続的に調節しながらポンプ4から混練機2内に送入
する。
【0020】混練機2内で所定の濃度を付与されたスラ
リーは、下流側に配設された一時貯蔵タンク3を経由し
てスラリー輸送ポンプ5に至り、昇圧されて目標の埋め
立て地に近接して配設された混合タンク7内に送入され
る。一時貯蔵タンク3は、スラリー輸送系内の圧力変動
を吸収させるためのバッファーの役目を果たすものであ
る。
【0021】混合タンク7内にはマグネシウム塩添加装
置6から塩酸マグネシウム(MgCl2 )等の水溶液の
状態でマグネシウム塩がスラリーの流量あるいは濃度等
に適応させて流量を制御されて送入され、内蔵されたミ
キサー等によって攪拌したのち、所定の埋め立て地11
内に送出される。
【0022】本発明者等の試験の結果では、混合タンク
7においてスラリー中に送入するマグネシウム塩の添加
量は、スラリー中の水の量の1.0〜2.0重量%の範
囲内で、十分な作用をもたらすことが確認された。
【0023】また、混練機2において形成するスラリー
の濃度は、低濃度時のスラリー配管内における分離・沈
降、あるいは高濃度時の高粘度による輸送不能等の不具
合を生ずることなく、効率よく埋め立て地まで輸送させ
るために、スラリー中の含水率が38〜60%のものが
最も取扱上適していることを確認した。
【0024】
【実施例】本発明者等は、フライアッシュを混練機にお
いて水と混合してスラリーを作成した際、混練機に送入
される水が海水の場合と一般の工業用水の場合とで、混
練後のスラリーの固化の状態が著しく相違することに着
目し、海水中の何が作用するのかを究明するために、ス
ラリー作成に供する溶液として、海水中に含まれる各種
成分をそれぞれ単体で蒸留水に添加した数種類の水溶液
のほか、海水のみ、水道水のみ、蒸留水のみの場合等複
数種類準備し、それぞれの水によって混練されたスラリ
ーの性状を比較することによって、スラリーの固化に作
用する成分の追求を図った。
【0025】比較試験に用いたスラリーの作成に供した
水のうち、代表的なものは下記の7種類である。 試料(1) :Na2 CO3 水溶液 (2) :FeCl3 水溶液 (3) :NaCl 水溶液 (4) :MgSO4 水溶液 (5) :Na2 SO4 水溶液 (6) :MgCl2 水溶液 (7) :CaCl2 水溶液
【0026】比較試験の際の測定項目は次のとおりであ
る。 (1) フロー値測定 JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に示
すフローテーブル、フローコーンを用いて、混練直後と
混練から10分間経過後の各スラリーについて測定し
た。 (2) 粘度測定 B型粘度計を用いて混練後のスラリーの粘度を測定し
た。
【0027】
【表1】
【0028】表1は、各試料についての試験結果を示
し、図2は表1の中からフロー値のみを取り出してグラ
フ化したものである。
【0029】[試験結果] (a) 表1および図2から、混練液中にマグネシウム塩を
含有している場合に、混練液が海水の場合も含めて、ス
ラリーの顕著な固化がみられた。 (b) 蒸留水で混練したスラリーは、水道水や海水の場合
よりも混練直後のフロー値は低くなったが、混練直後と
混練後10分経過したスラリーのフロー値はあまり変わ
らず、時間経過による固化は起こらなかった。 1) 特定イオンを含んだ水溶液でスラリーを混練したと
き、すなわち混練液にMg 2+(MgSO4,MgCl2 )を含む水溶
液を用いると、海水で混練した時と同様なスラリーの固
化が起こった。 (d) 混練液にCl- (FeCl3,MgCl2,CaCl2) を含む水溶液を
用いた場合でもスラリーの固化はみられたが、NaCl水溶
液は固化しなかった。 (e) Na2CO3水溶液ではスラリーの固化は起こらなかっ
た。 (f) 炭種に関係なくスラリーの固化は起こった。
【0030】MgO,ZnO,CaO などのアルカリ土類二価金属
酸化物はそれぞれの塩化物 MgCl2,ZnCl2,CaCl2 などの
溶液で練ると一般式でmRO・RCl2・nH2O で表示される
ような凝結硬化物となる性質がある。海水にはMg2+,Ca
2+ Cl- が含まれており、石炭灰中には組成分析結果か
らMgO やCaO が存在している。スラリーが固化する要因
は上述のような凝結硬化物が作られたことが考えられ
る。
【0031】
【発明の効果】このように本発明によれば、スラリー化
設備から埋め立て地近傍までは、混練液として一般の工
業用水あるいは水道水を用い、スラリー配管内において
低濃度に基づくフライアッシュの分離・沈降や、高濃度
に基づく圧力上昇による輸送不能等を生じない範囲内
で、厳密な濃度制御を必要とすることなく比較的広い範
囲の濃度でスラリーを作成して輸送し、埋め立て地近傍
において該スラリー中にマグネシウム塩をスラリーの固
化に必要な最小限量添加することによって、極めて短時
間内にスラリーを固化することを可能にしたことによ
り、種々の炭種のフライアッシュに対して、簡潔な設備
によって容易に対応し得ることから、スラリー輸送経路
の信頼性を著しく向上させ、埋め立て地のマグネシウム
塩添加によるスラリーの固化により、地盤改良を行う必
要なしに、高い地盤強度を確保できるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明する系統図である。
【図2】本発明者等が実施した試験の結果を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 計量器 2 混練機 3 一時貯蔵タンク 4 水ポンプ 5 スラリー輸送ポンプ 6 マグネシウム塩添加装置 7 混合タンク 8 フライアッシュ 9 水流量調節装置 11 埋め立て地
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02B 3/18 C09K 17/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石炭焚きボイラ設備から発生するフライ
    アッシュに水を添加してスラリー状にし、埋め立て地ま
    で流体搬送して埋め立てを行うフライアッシュ固化埋め
    立て方法において、 フライアッシュと水とを、予め求めた、スラリー搬送中
    に閉塞を生じないスラリー濃度範囲に混練してスラリー
    となし、 該スラリーをスラリー輸送ポンプにより、埋め立て地近
    傍に設置した混合タンク内に搬送するとともに、 該スラリー濃度に対応させて所定濃度のマグネシウム塩
    水溶液を混合タンク内に注入して攪拌したのち、 該スラリーとマグネシウム塩水溶液との混合物を埋め立
    て地の所定位置まで流体搬送して埋め立てることを特徴
    とするフライアッシュ固化埋め立て方法。
  2. 【請求項2】 スラリーに添加するマグネシウム塩の含
    有量が、スラリー中の水分量の1.0〜2.0重量%で
    ある請求項1記載のフライアッシュ固化埋め立て方法。
  3. 【請求項3】 フライアッシュのスラリーの含水率が、
    38〜60%である請求項1〜2のいずれか1項に記載
    のフライアッシュ固化埋め立て方法。
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