JP3174003B2 - 飛灰から二水石膏を製造する装置 - Google Patents

飛灰から二水石膏を製造する装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の焼却処理
の際、廃棄物焼却炉(以下、焼却炉と略す。)から排出
される飛灰から二水石膏を製造する装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】廃棄物
の焼却処理は、体積縮小と衛生上の観点から優れた方法
であり、わが国においては、全廃棄物処理量の7割以上
が焼却処理されている。しかしながら、焼却処理された
残査即ち、焼却灰の処理は、焼却処理に伴う大きな課題
である。
【0003】厚生省生活衛生局監修の「日本の廃棄物1
994」によると、1991年度の一般廃棄物量は全国
で約5千万トンであり、そのうち年間約3万6千トンが
焼却されている。
【0004】焼却炉の形式、あるいは容量で差異はある
ものの、例えばストーカー炉の場合、焼却時の廃棄物の
重量の2〜4%の飛灰が発生し、流動床炉の場合約10
%の飛灰が発生するといわれている。
【0005】現在、これらの飛灰は焼却炉の炉下から排
出される焼却灰と共に、一般的には最終処分場で埋め立
て処理されている。しかしながら、最終処分場では、上
述の焼却灰や飛灰の他に、場合によっては不燃性廃棄物
等も埋め立てられるケースもあり、その受け入れ量は膨
大なものである。このため市町村等の自治体は新規の最
終処分場の用地確保に四苦八苦しているのが実体であ
り、更には将来に向けて処分場の用地確保は絶望的と判
断している自治体が多く、最終処分場への負担を如何に
減少させるかが各自治体にとって大きな課題である。
【0006】この最終処分場への負担を軽減する策とし
て、近年不燃性廃棄物、例えばビンや缶、金属類のリサ
イクル化が法的整備とともに進められている。又、焼却
灰については溶融法や溶出法等の処理により、土木資材
としての活用が試みられている。しかしながら、飛灰に
関しては、例えば化学装置1995年5月号27頁〜3
2頁に記述されているような、溶融システムの提案はな
されてはいるものの、開発の緒についたばかりであり、
具体的な有効利用方法及び装置の提案が望まれている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は飛灰の有効
利用に関し、種々検討を重ねた結果、飛灰をスラリー化
し、硫酸を添加し二水石膏とする装置の開発を行った。
【0008】すなわち本発明は、図1に示すように、焼
却炉から発生した飛灰1を、水3によりスラリー化する
リパルプ槽2、該スラリーを固液分離する固液分離機
、分離したケーキ6に水11及び硫酸8を加え中和処
理する反応槽7、場合により生成する二水石膏の結晶熟
成のためのエージングタンク12、および生成した二水
石膏15を分離する固液分離機14からなることを特徴
とする、飛灰から二水石膏を製造する装置である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【0010】ここでいう焼却炉とは、産業廃棄物、家庭
からの廃棄物等を焼却処理する炉をいう。飛灰とはこの
際排出される排ガスを炭酸カルシウム、消石灰、生石
灰、ドロマイト等の無機カルシウム化合物で中和する際
に発生する浮遊粉塵を種々の集塵装置、例えば、電気式
集塵機、バグフィルター等で捕集したものをいう。この
飛灰を本発明による装置を用いて、所定の条件下で処理
することにより、工業的に付加価値のある二水石膏の製
造が容易に可能となるものである。
【0011】飛灰は焼却灰と比較して粒径が小さく、軽
く、飛散性及び吸湿性があり、更には種々の成分を含ん
でいる。本発明者等の行った分析例を表1に示す。
【0012】
【表1】 これら飛灰を直接建材用として使用する場合、例えば軽
量骨材の原料として用いる場合には、用途によって異な
るが一般的には、Na、Mg、Cl分はそれぞれ0.1
重量%以下程度まで低下させることが要求されている。
この制限値を越えると、例えば、セメントモルタルと混
合した場合には、アルカリ骨材反応を引き起こす一因子
となり、製品の圧壊強度等の低下につながり好ましくな
い。また、石膏ボードの製造に用いる場合は、Na、M
gがそれぞれ0.1重量%を越えると、白華現象を生
じ、石膏ボードの撓み等の問題が生じることが知られて
いる。
【0013】本発明者等の研究によれば、水を用いて飛
灰から可溶性分を除去しようとしても、Cl分は0.5
重量%以下にすることは難しく、更に、酸洗浄を行って
も0.1重量%以下にするためには、大量の溶解させる
水が必要となり、工業的に難しく、経済的に現実的では
ない。
【0014】そこで、本発明者等は飛灰中のCa成分に
着目し、このCa成分を利用する方法を見い出し、本発
明の装置の提案に至った。
【0015】飛灰中のCa成分は主として焼却時の排ガ
スに含まれる塩化水素やSOx などの酸性ガスを中和す
るために使用する前述の無機カルシウム化合物が、塩化
物や硫酸塩、亜硫酸塩等の形に変化して存在している
が、一般に理論量より2〜3倍量の過剰の無機カルシウ
ム化合物が使用されているため、未反応の石灰、ドロマ
イト等も存在する。また飛灰中には、NaClやMgC
2 等建材用としては問題となる水溶性の物質も含まれ
ている。
【0016】先ず本発明においてはこれら水溶性物質を
飛灰から除去するため、水を加えてスラリー化するリパ
ルプ槽2および固液分離機4を備える。
【0017】リパルプ槽ではスラリー濃度は5〜40重
量%、滞留時間0.5〜4時間、好ましくは1〜2時
間、温度10〜50℃の条件下で攪拌し、可溶性物質を
溶解し、固液分離機で固液分離を行いケーキを得る。
【0018】本発明における分離装置は特に限定はない
ものの、必要に応じてケーキの洗浄ができる設備を設け
た装置、例えば、ベルトフィルター、水平ベルトフィル
ター又は遠心分離機等が好ましい。
【0019】次に、得られたケーキの硫酸による中和
(石膏化)のための反応槽7および反応により得られる
二水石膏の分離のための固液分離機14を備える。
【0020】反応槽においては水及び硫酸を用いて所定
のpH値で前記ケーキを中和処理し、二水石膏(CaS
4 ・2H2 O)を得る。しかしながら、通常得られる
結晶形状は細かく、針状結晶である。これを改善するた
めに、一般には結晶改質剤が用いられ、種晶となる二水
石膏の存在下で、結晶を成長させ粒径の揃った結晶形状
とすることが必要である。飛灰には、前述のように種々
の成分を多量に含有しているため、二水石膏の結晶成長
も一定ではなく、各飛灰ごとに、細かな条件を設定する
必要がある。
【0021】本発明者等の研究によれば、結晶成長の条
件としては、飛灰によって異なるが、温度20〜50
℃、スラリー濃度10重量%以上40重量%以下で、中
和処理するpH値が4〜10の範囲内、更に好ましくは
5〜9の範囲内で行うのが好適である。これらの条件下
に結晶改質剤を用い、種晶の存在下で結晶の成長を促す
ことができる。
【0022】結晶改質剤としては、無機リン酸塩、リン
を含む有機物、低分子量ポリカルボン酸塩等種々のもの
が知られているが、環境対策を考慮すればリンを含まな
い低分子量ポリカルボン酸塩が好ましい。
【0023】低分子量ポリカルボン酸塩としてはカルボ
キシル基をもつポリマー類が広く用いられており、例え
ばこれを構成するモノマーとしては、アクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマール酸などの
モノマーであり、これらと共重合するモノマーとしてビ
ニルアルコール、ビニルエーテル、オレフィン、ビニル
スルフォン酸、スチレンスルホン酸、ハイドロキシエチ
ルメタクリル酸などの不飽和結合をもつ化合物が好適で
ある。勿論、市販品の結晶改質剤やスケール防止剤等の
改質剤を使用することは問題はなく、むしろ価格等から
考慮すれば、経済的には好ましい。結晶改質剤の添加量
は、生成石膏量に対して10〜100重量ppmが好ま
しく、種晶の添加量は、生成石膏量に対し0.5〜2.
0倍が好ましい。
【0024】得られた中和スラリーは固液分離機で分離
し、石膏ケーキを得る。必要によっては、ケーキ洗浄を
行ってもよい。
【0025】本発明における分離装置は特に限定はない
ものの、必要に応じてケーキの洗浄ができる設備を設け
た装置、例えば、ベルトフィルター、水平ベルトフィル
ター又は遠心分離機等が好ましい。
【0026】このようにして得られた二水石膏は、リン
酸石膏や排脱石膏等の副生品と比較して何等遜色はな
く、単味使用においても、充分使用可能なものである。
【0027】以下、図1により本発明の装置を用いた飛
灰から二水石膏の製造例を説明する。図1において、飛
灰1はリパルプ槽2に導かれ、水3と共にスラリー化を
行い、固液分離機4に導く。固液分離機4において、必
要に応じて、洗浄水5で更にケーキの洗浄を行い、得ら
れたケーキ6は反応槽7に送られる。反応槽7におい
て、硫酸8、結晶改質剤9及び種晶10の供給をおこな
う。スラリー濃度は、水11を添加することにより、所
定の値に調整することができる。硫酸8は反応温度を所
定の温度とすること、局部的な反応による微細な二水石
膏の発生を防止すること、取り扱い上の安全性を確保す
ること等の観点から、80重量%以下の濃度のものが好
ましい。水11の添加は、あらかじめ水に硫酸8を添加
し濃度調節したものを加えるのが取り扱い及び安全性の
面から好ましい方法である。硫酸8の必要添加量は、p
H計を用いて容易に調整することができるので、pH計
(不図示)と連動させ、硫酸の添加量を調節することに
より、所定のpH値に調整することが好適である。
【0028】反応を終えたスラリーは、種晶10の添
加、及び結晶改質剤9の添加により結晶成長を促す。種
晶10は、固体の二水石膏を添加してもよいが、製造工
程中に得られる二水石膏のスラリーの一部を取り出して
循環することでもなんら問題はなく、むしろ工業的かつ
経済的には好ましい方法である。さらに、粒子の揃った
ものとすべく、場合によりエージングタンク12に導
き、滞留せしめ結晶をより成長させることができる。中
和槽7は、滞留時間が1〜3時間とれるものであれば、
エージングタンク12は必ずしも必要ないが、これを独
立して設けるのが好適であることはいうまでもない。
【0029】生成した石膏スラリー13は、エージング
タンク12より抜き出し、固液分離機14へ送り、二水
石膏15を得る。二水石膏の精製程度によっては、必要
に応じて、ケーキ洗浄(図示していない)を実施するこ
とも好適である。
【0030】
【実施例】以下、実施例で本発明を詳細に説明する。 実施例1 ストーカー炉で発生した飛灰を分析したところ表2に示
す組成であった。飛灰1は100kg/hで定量的に有
効容積1m3 (材質SUS−304、縦型円筒の容器、
攪拌機付)のリパルプ槽2に導き、水400kg/h
で、リパルプし、有効濾過面積0.3m2 の水平べルト
フィルター(固液分離機4)で濾過分離した。ケーキは
洗浄水5(100l/h)で洗浄した。得られたケーキ
の量及び付着水分を50時間毎に測定したところ、表3
の結果であった。さらに、このケーキ6を連続的に反応
槽7(縦型円筒式、有効容積1.5m3 、材質SUS−
316L、攪拌機付)に導き、pH6〜8となるよう
に、40重量%濃度の硫酸8を添加し、更に結晶改質剤
9(ポリアクリル酸ソーダ、分子量約4000)を20
g/h添加した。また、水11を添加して反応槽7のス
ラリー濃度を25〜30重量%とした。種晶10として
エージングタンク12よりリサイクルスラリーを200
l/h(スラリー比重約1.2)を供給した。反応槽7
のスラリーは、エージングタンク12(縦型円筒式、有
効容積2.0m3 、材質SUS−316L、攪拌機付)
にオーバーフローさせ、結晶の成長を促した。生成した
スラリー13は、エージングタンク12より抜き出し、
有効濾過面積0.5m2 のベルトフィルター(固液分離
機14)で濾過し、二水石膏15を得た。
【0031】得られた二水石膏の結晶形状は長さ150
〜230μ、幅40〜80μの双晶形で、粒子の揃った
ものであった。更に、X線回折装置で分析したところ、
二水石膏以外のピークは全く認められなかった。
【0032】上記二水石膏の製造は、連続300時間実
施しなんの支障も生じなかった。
【0033】
【表2】
【0034】
【表3】 得られた二水石膏の化学分析を行い表4の結果を得た。
結果から判断して、リン酸石膏や排脱石膏と比較しても
遜色のない石膏である。尚、分析値は8時間毎にサンプ
ルを分析した値の平均値である。
【0035】
【表4】
【0036】
【発明の効果】本発明は焼却炉から排出される飛灰をス
ラリー化し硫酸処理することにより、工業的にも有用な
二水石膏を製造する装置に関するものである。
【0037】飛灰は従来処理が困難とされ、最終処分場
に投棄埋め立て処理する以外には処理方法のなかったも
のである。本発明はこれを工業的にも重要な原料の一つ
である二水石膏として再利用することができる装置を提
供するものであり、その工業的意義、環境対策への貢献
度は大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一連の装置の一例を示すブロックフロ
ー図である。
【符号の説明】
1 飛灰 2 リパルプ槽 3 水 4 固液分離機 5 洗浄水 6 ケーキ 7 反応槽 8 硫酸 9 結晶改質剤 10 種晶 11 水 12 エージングタンク 13 石膏スラリー 14 固液分離器 15 二水石膏
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣瀬 友弘 千葉県船橋市本町7丁目7番地1号 株 式会社テクノフロンティア内 (72)発明者 浴 和彦 千葉県船橋市本町7丁目7番地1号 株 式会社テクノフロンティア内 (56)参考文献 特開 平2−111607(JP,A) 特開 平10−25113(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01F 11/46 B09B 3/00 B09B 5/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼却炉から発生した飛灰1を水3により
    スラリー化するリパルプ槽2、該スラリーを固液分離す
    る固液分離機4、分離したケーキ6に水11及び硫酸8
    を加え中和処理する反応槽7、および該処理により生成
    する二水石膏15を分離する固液分離機14から成るこ
    とを特徴とする、飛灰から二水石膏を製造する装置。
  2. 【請求項2】 反応槽7のあとに、中和処理液を熟成す
    るエージングタンク12をさらに設けることを特徴とす
    る請求項1記載の装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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