JP3533852B2 - 燃焼灰の処理方法 - Google Patents
燃焼灰の処理方法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、重油、重質油、オ
リマルジョン等を燃料とするボイラや加熱炉等から排出
される燃焼灰のうち、硫酸アンモニウム（硫安）や硫酸
水素アンモニウム等のアンモニウム硫酸塩を大量に含む
燃焼灰を処理する方法に関するものである。
リマルジョン等を燃料とするボイラや加熱炉等から排出
される燃焼灰のうち、硫酸アンモニウム（硫安）や硫酸
水素アンモニウム等のアンモニウム硫酸塩を大量に含む
燃焼灰を処理する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ボイラや加熱炉等の燃料とし
ては、低コスト燃料である硫黄分を多く含む重油、重質
油が多く利用されており、最近では、オリマルジョン
（オリノコタールに水を加えてエマルジョンにしたも
の）が重油代替燃料として注目されている。これらの硫
黄分を多く含む燃料は、燃焼に伴って、排ガス中にＳＯ
2（亜硫酸ガス）が多く発生するので、煤塵除去のため
の電気集塵機の前でアンモニアを注入し、硫酸アンモニ
ウムとして煤塵と一緒に電気集塵機で捕捉される。した
がって、これら硫黄分を多く含む燃料を用いた燃焼排ガ
スから捕集された煤塵中には、大量の硫酸アンモニウム
が含まれており、回収された燃焼灰の処理にあたって
は、湿式法によりアンモニアを分離回収するか、あるい
は乾式法として加熱処理による熱分解除去が行われてい
る。
ては、低コスト燃料である硫黄分を多く含む重油、重質
油が多く利用されており、最近では、オリマルジョン
（オリノコタールに水を加えてエマルジョンにしたも
の）が重油代替燃料として注目されている。これらの硫
黄分を多く含む燃料は、燃焼に伴って、排ガス中にＳＯ
2（亜硫酸ガス）が多く発生するので、煤塵除去のため
の電気集塵機の前でアンモニアを注入し、硫酸アンモニ
ウムとして煤塵と一緒に電気集塵機で捕捉される。した
がって、これら硫黄分を多く含む燃料を用いた燃焼排ガ
スから捕集された煤塵中には、大量の硫酸アンモニウム
が含まれており、回収された燃焼灰の処理にあたって
は、湿式法によりアンモニアを分離回収するか、あるい
は乾式法として加熱処理による熱分解除去が行われてい
る。
【０００３】特公昭４７−３２５０４号公報には、重
油、原油等の石油系燃料の燃焼煤塵のうち、硫酸アンモ
ニウム等を含むものに、石灰又はカーバイド滓等を加
え、水の存在下で均等に混合しながら１２０℃前後に加
熱してアンモニアを分離・回収するとともに、アンモニ
ア回収残滓をそのまま水硬性のある原料とするか、又は
アンモニア回収残滓を７００℃前後で焼却して該残滓中
の未燃炭素分を焼却し、バナジウム、ニッケル等の有価
物原料の回収の原料とする方法が記載されている。
油、原油等の石油系燃料の燃焼煤塵のうち、硫酸アンモ
ニウム等を含むものに、石灰又はカーバイド滓等を加
え、水の存在下で均等に混合しながら１２０℃前後に加
熱してアンモニアを分離・回収するとともに、アンモニ
ア回収残滓をそのまま水硬性のある原料とするか、又は
アンモニア回収残滓を７００℃前後で焼却して該残滓中
の未燃炭素分を焼却し、バナジウム、ニッケル等の有価
物原料の回収の原料とする方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
湿式法、乾式法はプロセスが複雑であり、処理コストも
高いという問題がある。また、排水処理が必要で、焼却
に際しては多量の補助燃料が必要であり、加熱焼成によ
りＮＯx、ＳＯxが発生するという問題もある。また、従
来の方法では、アンモニアを回収する際に多くの熱が必
要となる。
湿式法、乾式法はプロセスが複雑であり、処理コストも
高いという問題がある。また、排水処理が必要で、焼却
に際しては多量の補助燃料が必要であり、加熱焼成によ
りＮＯx、ＳＯxが発生するという問題もある。また、従
来の方法では、アンモニアを回収する際に多くの熱が必
要となる。
【０００５】また、特公昭４７−３２５０４号公報記載
の方法は、硫酸アンモニウム等を含む燃焼煤塵に、石灰
又はカーバイド滓等を加えるとともに、煤塵に対して７
０wt％程度の水を加えて混合加熱する湿式法であり、上
記と同様の問題点がある。また、アンモニアを回収する
ために加熱する必要がある。
の方法は、硫酸アンモニウム等を含む燃焼煤塵に、石灰
又はカーバイド滓等を加えるとともに、煤塵に対して７
０wt％程度の水を加えて混合加熱する湿式法であり、上
記と同様の問題点がある。また、アンモニアを回収する
ために加熱する必要がある。
【０００６】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、硫酸アンモニウムや硫酸水素アン
モニウム等のアンモニウム硫酸塩を含む燃焼灰にアルカ
リ及び少量の水を添加し、半乾式状態で混練処理を行う
ことにより、高効率でアンモニアを回収し有効利用を図
ると同時に、燃焼灰中に含まれる硫酸根を硫酸塩として
固定することができる方法を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、アンモニウム硫酸塩を含む燃焼灰
にアルカリ及び少量の水を添加し、半乾式状態で混練処
理を行うことにより、従来技術の湿式法や乾式法に比べ
てプロセスが簡単で、低コストで処理でき、しかも、排
水の発生もなく、加熱焼成によりＮＯx、ＳＯxが発生し
ない方法を提供することにある。
で、本発明の目的は、硫酸アンモニウムや硫酸水素アン
モニウム等のアンモニウム硫酸塩を含む燃焼灰にアルカ
リ及び少量の水を添加し、半乾式状態で混練処理を行う
ことにより、高効率でアンモニアを回収し有効利用を図
ると同時に、燃焼灰中に含まれる硫酸根を硫酸塩として
固定することができる方法を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、アンモニウム硫酸塩を含む燃焼灰
にアルカリ及び少量の水を添加し、半乾式状態で混練処
理を行うことにより、従来技術の湿式法や乾式法に比べ
てプロセスが簡単で、低コストで処理でき、しかも、排
水の発生もなく、加熱焼成によりＮＯx、ＳＯxが発生し
ない方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の燃焼灰の処理方法は、重油、重質油、オ
リマルジョン等を燃料とするボイラや加熱炉等から排出
される、アンモニウム硫酸塩を含む燃焼灰に、燃焼灰中
に含まれるアンモニウム硫酸塩中の硫酸根（Ｓ
Ｏ４ ２−）に対して１〜１．５当量の生石灰（Ｃａ
Ｏ）、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）及び石灰石（ＣａＣＯ
３）の少なくともいずれかのアルカリを添加するととも
に、燃焼灰及びアルカリに対して１０〜４０wt％の水を
添加し、高速混練機を用いて半乾式状態で混練処理する
ことにより、アンモニウム硫酸塩を分解して、アンモニ
ア（ＮＨ３）を除去・回収するとともに、燃焼灰中に含
まれる硫酸根（ＳＯ４ ２−）を硫酸塩として固定するこ
とを特徴としている。
めに、本発明の燃焼灰の処理方法は、重油、重質油、オ
リマルジョン等を燃料とするボイラや加熱炉等から排出
される、アンモニウム硫酸塩を含む燃焼灰に、燃焼灰中
に含まれるアンモニウム硫酸塩中の硫酸根（Ｓ
Ｏ４ ２−）に対して１〜１．５当量の生石灰（Ｃａ
Ｏ）、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）及び石灰石（ＣａＣＯ
３）の少なくともいずれかのアルカリを添加するととも
に、燃焼灰及びアルカリに対して１０〜４０wt％の水を
添加し、高速混練機を用いて半乾式状態で混練処理する
ことにより、アンモニウム硫酸塩を分解して、アンモニ
ア（ＮＨ３）を除去・回収するとともに、燃焼灰中に含
まれる硫酸根（ＳＯ４ ２−）を硫酸塩として固定するこ
とを特徴としている。
【０００８】また、本発明の燃焼灰の処理方法は、アン
モニウム硫酸塩を含む燃焼灰に、燃焼灰中に含まれるア
ンモニウム硫酸塩中の硫酸根に対して１〜１．５当量の
生石灰、消石灰及び石灰石の少なくともいずれかのアル
カリを添加するとともに、石炭燃焼灰及びセメントの少
なくともいずれかの固化剤を添加し、アンモニウム硫酸
塩を含む燃焼灰、アルカリ及び固化剤の総量に対して１
０〜４０wt％の水を添加して、高速混練機を用いて混練
処理した後、５０〜１００℃の温度で水蒸気加熱処理す
ることを特徴としている。
モニウム硫酸塩を含む燃焼灰に、燃焼灰中に含まれるア
ンモニウム硫酸塩中の硫酸根に対して１〜１．５当量の
生石灰、消石灰及び石灰石の少なくともいずれかのアル
カリを添加するとともに、石炭燃焼灰及びセメントの少
なくともいずれかの固化剤を添加し、アンモニウム硫酸
塩を含む燃焼灰、アルカリ及び固化剤の総量に対して１
０〜４０wt％の水を添加して、高速混練機を用いて混練
処理した後、５０〜１００℃の温度で水蒸気加熱処理す
ることを特徴としている。
【０００９】また、本発明の他の方法は、アンモニウム
硫酸塩及び未燃炭素を含む燃焼灰に、燃焼灰中に含まれ
るアンモニウム硫酸塩中の硫酸根に対して１〜１．５当
量の生石灰、消石灰及び石灰石の少なくともいずれかの
アルカリを添加するとともに、燃焼灰及びアルカリに対
して１０〜４０wt％の水を添加し半乾式状態で混練処理
することにより、アンモニウム硫酸塩を分解して、アン
モニアを除去・回収するとともに、燃焼灰中に含まれる
硫酸根を硫酸塩として固定し、ついで、この燃焼灰を加
熱焼成して燃焼灰中の未燃炭素を焼却した後、焼却残渣
に石炭燃焼灰及びセメントの少なくともいずれかの固化
剤を添加するとともに、焼却残渣及び固化剤の総量に対
して１０〜４０wt％の水を添加し、半乾式状態で混練処
理し、ついで、得られた混練物を５０〜１００℃の温度
で水蒸気加熱処理することを特徴としている。上記のこ
れらの方法において、水蒸気加熱処理工程の直前に成型
工程を設ける場合は、処理物は成型固化体として得ら
れ、有効利用を図ることができる。
硫酸塩及び未燃炭素を含む燃焼灰に、燃焼灰中に含まれ
るアンモニウム硫酸塩中の硫酸根に対して１〜１．５当
量の生石灰、消石灰及び石灰石の少なくともいずれかの
アルカリを添加するとともに、燃焼灰及びアルカリに対
して１０〜４０wt％の水を添加し半乾式状態で混練処理
することにより、アンモニウム硫酸塩を分解して、アン
モニアを除去・回収するとともに、燃焼灰中に含まれる
硫酸根を硫酸塩として固定し、ついで、この燃焼灰を加
熱焼成して燃焼灰中の未燃炭素を焼却した後、焼却残渣
に石炭燃焼灰及びセメントの少なくともいずれかの固化
剤を添加するとともに、焼却残渣及び固化剤の総量に対
して１０〜４０wt％の水を添加し、半乾式状態で混練処
理し、ついで、得られた混練物を５０〜１００℃の温度
で水蒸気加熱処理することを特徴としている。上記のこ
れらの方法において、水蒸気加熱処理工程の直前に成型
工程を設ける場合は、処理物は成型固化体として得ら
れ、有効利用を図ることができる。
【００１０】本発明の方法において回収されたアンモニ
アは、ボイラ煙道に設置された排煙脱硝装置の上流部に
吹き込みＮＯx還元剤として利用するか、あるいは電気
集塵機の上流部に吹き込み、排ガス中に含まれるＳＯ2
の中和用として利用することができる。
アは、ボイラ煙道に設置された排煙脱硝装置の上流部に
吹き込みＮＯx還元剤として利用するか、あるいは電気
集塵機の上流部に吹き込み、排ガス中に含まれるＳＯ2
の中和用として利用することができる。
【００１１】上記のように、半乾式状態で混練処理を行
うために添加する水の量は、ファニキュラー状態の保持
の点から、上限が燃焼灰等の総量に対して４０wt％であ
り、好ましくは３５wt％である。一方、硫安の複分解反
応に必要な水量の確保の点から、下限は燃焼灰等の総量
に対して１０wt％であり、好ましくは２０wt％である。
また、アンモニウム硫酸塩を含む燃焼灰に添加するアル
カリの量は、廃棄物の増量防止の点から、上限が硫酸根
に対して１．５当量であり、好ましくは１．３当量であ
る。一方、含有する全ての硫酸根を固定するために、下
限は硫酸根に対して１当量であり、好ましくは１．１当
量である。また、混練処理後、水蒸気加熱処理する場合
の温度は、固化反応促進の点から、下限が５０℃であ
り、好ましくは６５℃である。一方、反応生成物の分解
を考慮すると、上限は１８０℃であり、好ましくは１０
０℃である。
うために添加する水の量は、ファニキュラー状態の保持
の点から、上限が燃焼灰等の総量に対して４０wt％であ
り、好ましくは３５wt％である。一方、硫安の複分解反
応に必要な水量の確保の点から、下限は燃焼灰等の総量
に対して１０wt％であり、好ましくは２０wt％である。
また、アンモニウム硫酸塩を含む燃焼灰に添加するアル
カリの量は、廃棄物の増量防止の点から、上限が硫酸根
に対して１．５当量であり、好ましくは１．３当量であ
る。一方、含有する全ての硫酸根を固定するために、下
限は硫酸根に対して１当量であり、好ましくは１．１当
量である。また、混練処理後、水蒸気加熱処理する場合
の温度は、固化反応促進の点から、下限が５０℃であ
り、好ましくは６５℃である。一方、反応生成物の分解
を考慮すると、上限は１８０℃であり、好ましくは１０
０℃である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図１は本発明の燃焼灰の処理方法に
おける実施の第１形態を示すフローシートである。図１
は、硫安（硫酸アンモニウム）を含む燃焼灰に半乾式ア
ルカリ添加安定化処理を行う場合のフローを示してい
る。図１において、硫安（（ＮＨ4）2ＳＯ4）を含む燃
焼灰に、燃焼灰中に含まれる硫安中の硫酸根（Ｓ
Ｏ4 2-）に対して１〜１．５当量、好ましくは１．１〜
１．３当量の生石灰（ＣａＯ）、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）
2）及び石灰石（ＣａＣＯ3）の少なくともいずれかのア
ルカリを添加して攪拌混合機１０で混合するとともに、
アルカリ及び燃焼灰の総量に対して１０〜４０wt％、好
ましくは２０〜３５wt％、さらに好ましくは２５wt％程
度の少量の水（例えば、工業用水、海水等）を添加し、
混練処理機１２を用いて、半乾式状態で１〜１０分間の
混練処理を行うことにより、硫安を分解して、アンモニ
ア（ＮＨ3）を除去・回収するとともに、硫安中の硫酸
根を石膏（ＣａＳＯ4）として固定する。
て詳細に説明する。図１は本発明の燃焼灰の処理方法に
おける実施の第１形態を示すフローシートである。図１
は、硫安（硫酸アンモニウム）を含む燃焼灰に半乾式ア
ルカリ添加安定化処理を行う場合のフローを示してい
る。図１において、硫安（（ＮＨ4）2ＳＯ4）を含む燃
焼灰に、燃焼灰中に含まれる硫安中の硫酸根（Ｓ
Ｏ4 2-）に対して１〜１．５当量、好ましくは１．１〜
１．３当量の生石灰（ＣａＯ）、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）
2）及び石灰石（ＣａＣＯ3）の少なくともいずれかのア
ルカリを添加して攪拌混合機１０で混合するとともに、
アルカリ及び燃焼灰の総量に対して１０〜４０wt％、好
ましくは２０〜３５wt％、さらに好ましくは２５wt％程
度の少量の水（例えば、工業用水、海水等）を添加し、
混練処理機１２を用いて、半乾式状態で１〜１０分間の
混練処理を行うことにより、硫安を分解して、アンモニ
ア（ＮＨ3）を除去・回収するとともに、硫安中の硫酸
根を石膏（ＣａＳＯ4）として固定する。
【００１３】添加するアルカリとして消石灰を用いる場
合の反応式は次のとおりである。 （ＮＨ4）2ＳＯ4＋Ｃａ（ＯＨ）2→ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ
＋２ＮＨ3↑ なお、攪拌混合機１０としては、万能混練機等が用いら
れ、混練処理機１２としては、高速混練機、特に逆流式
高速縦軸混練機等が用いられる。また、本実施の形態に
おいて、燃焼灰にアルカリと同時に水を添加したり、予
めアルカリと水とを混合したものを燃焼灰に添加したり
して混練処理することも勿論可能である。また、攪拌混
合機を省略して、燃焼灰、アルカリ及び水を混練処理機
１２に供給することも可能である。このように、本実施
の形態による方法では、オンサイトで比較的簡単な半乾
式混練処理により、廃棄処分、有効利用時に問題となる
アンモニアを高効率で除去することができる。また、分
解・回収したアンモニアは、脱硝用、ＳＯ2中和用とし
て再利用可能である。一方、得られる処理物の脱安率は
９５％を超えており、処理物はハンドリングが容易な粒
状固化体として得られ、バナジウム（Ｖ）、ニッケル
（Ｎｉ）、石膏（ＣａＳＯ4）等の有価物原料として利
用できる。また、処理物は土壌環境基準値に適合してお
り、埋め立て処分が可能となる。
合の反応式は次のとおりである。 （ＮＨ4）2ＳＯ4＋Ｃａ（ＯＨ）2→ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ
＋２ＮＨ3↑ なお、攪拌混合機１０としては、万能混練機等が用いら
れ、混練処理機１２としては、高速混練機、特に逆流式
高速縦軸混練機等が用いられる。また、本実施の形態に
おいて、燃焼灰にアルカリと同時に水を添加したり、予
めアルカリと水とを混合したものを燃焼灰に添加したり
して混練処理することも勿論可能である。また、攪拌混
合機を省略して、燃焼灰、アルカリ及び水を混練処理機
１２に供給することも可能である。このように、本実施
の形態による方法では、オンサイトで比較的簡単な半乾
式混練処理により、廃棄処分、有効利用時に問題となる
アンモニアを高効率で除去することができる。また、分
解・回収したアンモニアは、脱硝用、ＳＯ2中和用とし
て再利用可能である。一方、得られる処理物の脱安率は
９５％を超えており、処理物はハンドリングが容易な粒
状固化体として得られ、バナジウム（Ｖ）、ニッケル
（Ｎｉ）、石膏（ＣａＳＯ4）等の有価物原料として利
用できる。また、処理物は土壌環境基準値に適合してお
り、埋め立て処分が可能となる。
【００１４】図２は本発明の燃焼灰の処理方法における
実施の第２形態を示すフローシートである。図２は、硫
安を含む燃焼灰に半乾式アルカリ添加安定化処理を行う
とともに、固化剤の添加により高強度な固化体を製造す
る場合のフローを示している。図２において、硫安を含
む燃焼灰に、燃焼灰中に含まれる硫安中の硫酸根に対し
て１〜１．５当量、好ましくは１．１〜１．３当量の生
石灰、消石灰及び石灰石の少なくともいずれかのアルカ
リ、並びに石炭灰、セメント等の固化剤を添加して攪拌
混合機１０で混合するとともに、燃焼灰、アルカリ及び
固化剤の総量に対して１０〜４０wt％、好ましくは２０
〜３５wt％、さらに好ましくは２５wt％程度の少量の水
を添加し、混練処理機１２を用いて、半乾式状態で１〜
１０分間の混練処理を行った後、スチーム養生装置１４
で５０〜１８０℃、好ましくは６５〜１００℃の温度で
５〜２５時間の水蒸気加熱処理を行うことにより、粒状
の高強度固化体が得られる。
実施の第２形態を示すフローシートである。図２は、硫
安を含む燃焼灰に半乾式アルカリ添加安定化処理を行う
とともに、固化剤の添加により高強度な固化体を製造す
る場合のフローを示している。図２において、硫安を含
む燃焼灰に、燃焼灰中に含まれる硫安中の硫酸根に対し
て１〜１．５当量、好ましくは１．１〜１．３当量の生
石灰、消石灰及び石灰石の少なくともいずれかのアルカ
リ、並びに石炭灰、セメント等の固化剤を添加して攪拌
混合機１０で混合するとともに、燃焼灰、アルカリ及び
固化剤の総量に対して１０〜４０wt％、好ましくは２０
〜３５wt％、さらに好ましくは２５wt％程度の少量の水
を添加し、混練処理機１２を用いて、半乾式状態で１〜
１０分間の混練処理を行った後、スチーム養生装置１４
で５０〜１８０℃、好ましくは６５〜１００℃の温度で
５〜２５時間の水蒸気加熱処理を行うことにより、粒状
の高強度固化体が得られる。
【００１５】本実施の形態において、燃焼灰にアルカリ
及び固化剤と同時に水を添加したり、予めアルカリと水
とを混合したものを燃焼灰、固化剤に添加したりして混
練処理することも勿論可能である。また、攪拌混合機を
省略して、燃焼灰、アルカリ、固化剤及び水を混練処理
機１２に供給することも可能である。他の構成及び作用
等は、本発明の実施の第１形態の場合と同様である。こ
のように、本実施の形態による方法では、比較的簡単な
半乾式混練処理により、廃棄処分、有効利用時に問題と
なるアンモニアを高効率で除去することができる。ま
た、分解・回収したアンモニアは、脱硝用、ＳＯ2中和
用として再利用可能である。一方、得られる固化体の残
留ＮＨ3濃度は１００ppm未満であり、固化体はハンドリ
ングが容易な粒状の高強度固化体として得られ、路盤材
等の土木資材として有効利用が図れる。なお、固化体の
強度は５０kg／cm2を超えている。また、図３に示すよ
うに、本発明の実施の第２形態において、スチーム養生
装置１４の前段に成型機１６を設けた場合には、処理物
は成型固化体として得られる。
及び固化剤と同時に水を添加したり、予めアルカリと水
とを混合したものを燃焼灰、固化剤に添加したりして混
練処理することも勿論可能である。また、攪拌混合機を
省略して、燃焼灰、アルカリ、固化剤及び水を混練処理
機１２に供給することも可能である。他の構成及び作用
等は、本発明の実施の第１形態の場合と同様である。こ
のように、本実施の形態による方法では、比較的簡単な
半乾式混練処理により、廃棄処分、有効利用時に問題と
なるアンモニアを高効率で除去することができる。ま
た、分解・回収したアンモニアは、脱硝用、ＳＯ2中和
用として再利用可能である。一方、得られる固化体の残
留ＮＨ3濃度は１００ppm未満であり、固化体はハンドリ
ングが容易な粒状の高強度固化体として得られ、路盤材
等の土木資材として有効利用が図れる。なお、固化体の
強度は５０kg／cm2を超えている。また、図３に示すよ
うに、本発明の実施の第２形態において、スチーム養生
装置１４の前段に成型機１６を設けた場合には、処理物
は成型固化体として得られる。
【００１６】図４は本発明の燃焼灰の処理方法における
実施の第３形態を示すフローシートである。図４は、硫
安及び未燃炭素を含む燃焼灰に半乾式アルカリ添加安定
化処理を行うとともに、焼却法を組み合わせた場合のフ
ローを示している。図４において、硫安及び未燃炭素を
含む燃焼灰に、燃焼灰中に含まれる硫安中の硫酸根に対
して１〜１．５当量、好ましくは１．１〜１．３当量の
生石灰、消石灰及び石灰石の少なくともいずれかのアル
カリを添加して攪拌混合機１０で混合するとともに、燃
焼灰及びアルカリの総量に対して１０〜４０wt％、好ま
しくは２０〜３５wt％、さらに好ましくは２５wt％程度
の少量の水を添加し、混練処理機１２を用いて、半乾式
状態で１〜１０分間の混練処理を行うことにより、硫安
を分解して、アンモニアを除去・回収するとともに、硫
安中の硫酸根を石膏として固定し、ついで、この処理物
を加熱焼成炉１８で６００〜９００℃で加熱焼成して燃
焼灰中の未燃炭素を焼却した後、得られた焼却残渣に、
石炭灰、セメント等の固化剤を添加するとともに、焼却
残渣及び固化剤の総量に対して１０〜４０wt％、好まし
くは２０〜３５wt％の少量の水を添加し、混練処理機２
０を用いて、半乾式状態で１〜１０分間の混練処理を行
い、ついで、得られた混練物をスチーム養生装置１４で
５０〜１８０℃、好ましくは６５〜１００℃の温度で５
〜２５時間の水蒸気加熱処理を行うことにより、粒状の
高強度固化体が得られる。なお、加熱焼成炉１８で加熱
焼成して燃焼灰中の未燃炭素を焼却した残渣は、そのま
まバナジウム、ニッケル等の有価物を回収するための原
料として利用できる。
実施の第３形態を示すフローシートである。図４は、硫
安及び未燃炭素を含む燃焼灰に半乾式アルカリ添加安定
化処理を行うとともに、焼却法を組み合わせた場合のフ
ローを示している。図４において、硫安及び未燃炭素を
含む燃焼灰に、燃焼灰中に含まれる硫安中の硫酸根に対
して１〜１．５当量、好ましくは１．１〜１．３当量の
生石灰、消石灰及び石灰石の少なくともいずれかのアル
カリを添加して攪拌混合機１０で混合するとともに、燃
焼灰及びアルカリの総量に対して１０〜４０wt％、好ま
しくは２０〜３５wt％、さらに好ましくは２５wt％程度
の少量の水を添加し、混練処理機１２を用いて、半乾式
状態で１〜１０分間の混練処理を行うことにより、硫安
を分解して、アンモニアを除去・回収するとともに、硫
安中の硫酸根を石膏として固定し、ついで、この処理物
を加熱焼成炉１８で６００〜９００℃で加熱焼成して燃
焼灰中の未燃炭素を焼却した後、得られた焼却残渣に、
石炭灰、セメント等の固化剤を添加するとともに、焼却
残渣及び固化剤の総量に対して１０〜４０wt％、好まし
くは２０〜３５wt％の少量の水を添加し、混練処理機２
０を用いて、半乾式状態で１〜１０分間の混練処理を行
い、ついで、得られた混練物をスチーム養生装置１４で
５０〜１８０℃、好ましくは６５〜１００℃の温度で５
〜２５時間の水蒸気加熱処理を行うことにより、粒状の
高強度固化体が得られる。なお、加熱焼成炉１８で加熱
焼成して燃焼灰中の未燃炭素を焼却した残渣は、そのま
まバナジウム、ニッケル等の有価物を回収するための原
料として利用できる。
【００１７】なお、加熱焼成炉１８としては、マッフル
炉等が用いられる。他の構成及び作用等は、本発明の実
施の第１、第２形態の場合と同様である。このように、
本実施の形態による方法では、比較的簡単な半乾式混練
処理により、未燃分（カーボン）の焼却処分に際して問
題となるＮＯx発生源のアンモニアの高効率除去とＳＯ2
の固定とが行える。また、分解・回収したアンモニア
は、脱硝用として有効利用できる。一方、焼却処理によ
り得られる残渣は、バナジウム、ニッケル等の有価物を
回収するための原料として利用可能であり、固化体製造
用原料として利用する場合には、粒状の高強度固化体が
得られる。本実施の形態は、特に燃焼灰中に硫酸アンモ
ニウム（硫安）と未燃カーボンを多く含む重質油燃焼
灰、オリマルジョン／重油混焼灰等の処理に適してい
る。また、図５に示すように、本発明の実施の第３形態
において、スチーム養生装置１４の前段に成型機１６を
設けた場合には、処理物は成型固化体として得られる。
炉等が用いられる。他の構成及び作用等は、本発明の実
施の第１、第２形態の場合と同様である。このように、
本実施の形態による方法では、比較的簡単な半乾式混練
処理により、未燃分（カーボン）の焼却処分に際して問
題となるＮＯx発生源のアンモニアの高効率除去とＳＯ2
の固定とが行える。また、分解・回収したアンモニア
は、脱硝用として有効利用できる。一方、焼却処理によ
り得られる残渣は、バナジウム、ニッケル等の有価物を
回収するための原料として利用可能であり、固化体製造
用原料として利用する場合には、粒状の高強度固化体が
得られる。本実施の形態は、特に燃焼灰中に硫酸アンモ
ニウム（硫安）と未燃カーボンを多く含む重質油燃焼
灰、オリマルジョン／重油混焼灰等の処理に適してい
る。また、図５に示すように、本発明の実施の第３形態
において、スチーム養生装置１４の前段に成型機１６を
設けた場合には、処理物は成型固化体として得られる。
【００１８】
【実施例】つぎに、本発明の実施例について説明する。
実施例１
図１に示すフローシートを参照しながら実施例１を説明
する。硫安を含むオリマルジョン燃焼灰に、燃焼灰中に
含まれる硫安中の硫酸根に対して１．２当量の消石灰を
添加して万能混練機で混合するとともに、消石灰及び燃
焼灰の総量に対して２５wt％の少量の水を添加し、逆流
式高速混練機を用いて、半乾式状態で５分間の混練処理
を行うことにより、硫安を分解して、アンモニアを除去
・回収するとともに、硫安中の硫酸根を石膏として固定
した。得られた処理物の脱安率は９５％であり、処理物
はハンドリングが容易な粒状固化体として得られ、Ｐ
ｂ、Ｃｄ、Ｓｅの溶出量は各々０．０１ppm、０．００
０８ppm、０．００９ppmであり土壌環境基準値にも適合
していた。
する。硫安を含むオリマルジョン燃焼灰に、燃焼灰中に
含まれる硫安中の硫酸根に対して１．２当量の消石灰を
添加して万能混練機で混合するとともに、消石灰及び燃
焼灰の総量に対して２５wt％の少量の水を添加し、逆流
式高速混練機を用いて、半乾式状態で５分間の混練処理
を行うことにより、硫安を分解して、アンモニアを除去
・回収するとともに、硫安中の硫酸根を石膏として固定
した。得られた処理物の脱安率は９５％であり、処理物
はハンドリングが容易な粒状固化体として得られ、Ｐ
ｂ、Ｃｄ、Ｓｅの溶出量は各々０．０１ppm、０．００
０８ppm、０．００９ppmであり土壌環境基準値にも適合
していた。
【００１９】実施例２
図２に示すフローシートを参照しながら実施例２を説明
する。硫安を含むオリマルジョン燃焼灰に、燃焼灰中に
含まれる硫安中の硫酸根に対して１．２当量の消石灰、
及び石炭燃焼灰を添加して万能混練機で混合するととも
に、燃焼灰、消石灰及び石炭灰の総量に対して２５wt％
の少量の水を添加し、逆流式高速混練機を用いて、半乾
式状態で５分間の混練処理を行った後、スチーム養生装
置で９５℃の温度で１２時間の水蒸気加熱処理を行うこ
とにより、粒状の高強度固化体を得た。得られた固化体
の残留ＮＨ3濃度は９０ppmであり、固化体はハンドリン
グが容易な粒状の高強度固化体として得られた。
する。硫安を含むオリマルジョン燃焼灰に、燃焼灰中に
含まれる硫安中の硫酸根に対して１．２当量の消石灰、
及び石炭燃焼灰を添加して万能混練機で混合するととも
に、燃焼灰、消石灰及び石炭灰の総量に対して２５wt％
の少量の水を添加し、逆流式高速混練機を用いて、半乾
式状態で５分間の混練処理を行った後、スチーム養生装
置で９５℃の温度で１２時間の水蒸気加熱処理を行うこ
とにより、粒状の高強度固化体を得た。得られた固化体
の残留ＮＨ3濃度は９０ppmであり、固化体はハンドリン
グが容易な粒状の高強度固化体として得られた。
【００２０】実施例３
図４に示すフローシートを参照しながら実施例３を説明
する。硫安及び未燃炭素を含むオリマルジョン／重油混
焼灰に、燃焼灰中に含まれる硫安中の硫酸根に対して
１．２当量の消石灰を添加して万能混練機で混合すると
ともに、燃焼灰及び消石灰の総量に対して２５wt％程度
の少量の水を添加し、逆流式高速混練機を用いて、半乾
式状態で５分間の混練処理を行うことにより、硫安を分
解して、アンモニアを除去・回収するとともに、硫安中
の硫酸根を石膏として固定し、ついで、この処理物を加
熱焼成炉で８００℃で加熱焼成して燃焼灰中の未燃炭素
を焼却した後、得られた焼却残渣に、石炭燃焼灰を２０
wt％添加するとともに、焼却残渣及び石炭灰の総量に対
して３５wt％の少量の水を添加し、逆流式高速混練機を
用いて、半乾式状態で５分間の混練処理を行い、つい
で、得られた混練物をスチーム養生装置で９５℃の温度
で１２時間の水蒸気加熱処理を行うことにより、粒状の
高強度固化体を得た。なお、加熱焼成して燃焼灰中の未
燃炭素を焼却した残渣は、そのままバナジウム、ニッケ
ル等の有価物を回収するための原料として利用できる。
得られた焼却残渣の硫酸根固定率は９０％以上であり、
残渣はハンドリングが容易な粒状固化体として得られ、
土壌環境基準値にも適合していた。また、焼却残渣から
得られた固化体は、ＮＨ3が完全に除去されており、固
化体はハンドリングが容易な粒状の高強度固化体として
得られた。
する。硫安及び未燃炭素を含むオリマルジョン／重油混
焼灰に、燃焼灰中に含まれる硫安中の硫酸根に対して
１．２当量の消石灰を添加して万能混練機で混合すると
ともに、燃焼灰及び消石灰の総量に対して２５wt％程度
の少量の水を添加し、逆流式高速混練機を用いて、半乾
式状態で５分間の混練処理を行うことにより、硫安を分
解して、アンモニアを除去・回収するとともに、硫安中
の硫酸根を石膏として固定し、ついで、この処理物を加
熱焼成炉で８００℃で加熱焼成して燃焼灰中の未燃炭素
を焼却した後、得られた焼却残渣に、石炭燃焼灰を２０
wt％添加するとともに、焼却残渣及び石炭灰の総量に対
して３５wt％の少量の水を添加し、逆流式高速混練機を
用いて、半乾式状態で５分間の混練処理を行い、つい
で、得られた混練物をスチーム養生装置で９５℃の温度
で１２時間の水蒸気加熱処理を行うことにより、粒状の
高強度固化体を得た。なお、加熱焼成して燃焼灰中の未
燃炭素を焼却した残渣は、そのままバナジウム、ニッケ
ル等の有価物を回収するための原料として利用できる。
得られた焼却残渣の硫酸根固定率は９０％以上であり、
残渣はハンドリングが容易な粒状固化体として得られ、
土壌環境基準値にも適合していた。また、焼却残渣から
得られた固化体は、ＮＨ3が完全に除去されており、固
化体はハンドリングが容易な粒状の高強度固化体として
得られた。
【００２１】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 半乾式処理により、処理プロセスが簡単で、処
理コストが安く、オンサイトで高効率にアンモニアを回
収し、有効利用を図ることができる。回収したアンモニ
アは、脱硝用、ＳＯ2中和用として再利用できる。 （２） 排水、ＮＯx、ＳＯx等の汚染物質が発生せず、
半乾式処理に際しては補助燃料も不要である。 （３） 処理物は、ハンドリングが容易な粒状固化体と
して得られ、バナジウム、ニッケル、石膏等の有価物の
原料として利用できる。 （４） 得られる処理物は、土壌環境基準値に適合して
おり、埋め立て処分が可能となる。 （５） 固化剤を添加し混練処理後に水蒸気加熱処理し
て固化体とする場合は、有害金属の溶出を防止すること
ができる。 （６） 固化剤を添加して処理する場合、処理物は、ハ
ンドリングが容易な粒状の高強度固化体として得られ、
路盤材等の土木資材として有効利用を図ることができ
る。 （７） 焼却法と組み合わせる場合には、未燃分（カー
ボン）の焼却に際して問題となるＮＯx発生源のアンモ
ニアの除去とＳＯ2の固定とを行うことができる。ま
た、焼却処理により得られた残渣は、バナジウム、ニッ
ケル等の有価物を回収するための原料として利用でき、
固化体製造用原料としても利用できる。 （８） 焼却法との組み合せは、燃焼灰中に硫酸アンモ
ニウムと未燃カーボンを多く含む重質油燃焼灰、オリマ
ルジョン／重油混焼灰等の処理に特に適している。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 半乾式処理により、処理プロセスが簡単で、処
理コストが安く、オンサイトで高効率にアンモニアを回
収し、有効利用を図ることができる。回収したアンモニ
アは、脱硝用、ＳＯ2中和用として再利用できる。 （２） 排水、ＮＯx、ＳＯx等の汚染物質が発生せず、
半乾式処理に際しては補助燃料も不要である。 （３） 処理物は、ハンドリングが容易な粒状固化体と
して得られ、バナジウム、ニッケル、石膏等の有価物の
原料として利用できる。 （４） 得られる処理物は、土壌環境基準値に適合して
おり、埋め立て処分が可能となる。 （５） 固化剤を添加し混練処理後に水蒸気加熱処理し
て固化体とする場合は、有害金属の溶出を防止すること
ができる。 （６） 固化剤を添加して処理する場合、処理物は、ハ
ンドリングが容易な粒状の高強度固化体として得られ、
路盤材等の土木資材として有効利用を図ることができ
る。 （７） 焼却法と組み合わせる場合には、未燃分（カー
ボン）の焼却に際して問題となるＮＯx発生源のアンモ
ニアの除去とＳＯ2の固定とを行うことができる。ま
た、焼却処理により得られた残渣は、バナジウム、ニッ
ケル等の有価物を回収するための原料として利用でき、
固化体製造用原料としても利用できる。 （８） 焼却法との組み合せは、燃焼灰中に硫酸アンモ
ニウムと未燃カーボンを多く含む重質油燃焼灰、オリマ
ルジョン／重油混焼灰等の処理に特に適している。
【図１】本発明の燃焼灰の処理方法における実施の第１
形態を示すフローシートである。
形態を示すフローシートである。
【図２】本発明の燃焼灰の処理方法における実施の第２
形態を示すフローシートである。
形態を示すフローシートである。
【図３】本発明の実施の第２形態において、スチーム養
生装置の前段に成型機を設けた場合を示すフローシート
である。
生装置の前段に成型機を設けた場合を示すフローシート
である。
【図４】本発明の燃焼灰の処理方法における実施の第３
形態を示すフローシートである。
形態を示すフローシートである。
【図５】本発明の実施の第３形態において、スチーム養
生装置の前段に成型機を設けた場合を示すフローシート
である。
生装置の前段に成型機を設けた場合を示すフローシート
である。
１０ 攪拌混合機
１２、２０ 混練処理機
１４ スチーム養生装置
１６ 成型機
１８ 加熱焼成炉
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 谷山 教幸
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工
業株式会社 明石工場内
(72)発明者 高橋 泰
東京都江東区南砂２丁目11番１号 川崎
重工業株式会社 東京設計事務所内
(56)参考文献 特開 平８−187484（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−87195（ＪＰ，Ａ)
特開 昭48−20769（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−19078（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−143677（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】 重油、重質油及びオリマルジョンの少な
くともいずれかを燃料とするボイラ及び加熱炉のいずれ
かから排出される、アンモニウム硫酸塩を含む燃焼灰
に、燃焼灰中に含まれるアンモニウム硫酸塩中の硫酸根
に対して１〜１．５当量の生石灰、消石灰及び石灰石の
少なくともいずれかのアルカリを添加するとともに、燃
焼灰及びアルカリに対して１０〜４０wt％の水を添加
し、高速混練機を用いて半乾式状態で混練処理すること
により、アンモニウム硫酸塩を分解して、アンモニアを
除去・回収するとともに、燃焼灰中に含まれる硫酸根を
硫酸塩として固定することを特徴とする燃焼灰の処理方
法。 - 【請求項２】 アンモニウム硫酸塩を含む燃焼灰に、燃
焼灰中に含まれるアンモニウム硫酸塩中の硫酸根に対し
て１〜１．５当量の生石灰、消石灰及び石灰石の少なく
ともいずれかのアルカリを添加するとともに、石炭燃焼
灰及びセメントの少なくともいずれかの固化剤を添加
し、アンモニウム硫酸塩を含む燃焼灰、アルカリ及び固
化剤の総量に対して１０〜４０wt％の水を添加して、高
速混練機を用いて混練処理した後、５０〜１００℃の温
度で水蒸気加熱処理することを特徴とする燃焼灰の処理
方法。 - 【請求項３】 アンモニウム硫酸塩及び未燃炭素を含む
燃焼灰に、燃焼灰中に含まれるアンモニウム硫酸塩中の
硫酸根に対して１〜１．５当量の生石灰、消石灰及び石
灰石の少なくともいずれかのアルカリを添加するととも
に、燃焼灰及びアルカリに対して１０〜４０wt％の水を
添加し半乾式状態で混練処理することにより、アンモニ
ウム硫酸塩を分解して、アンモニアを除去・回収すると
ともに、燃焼灰中に含まれる硫酸根を硫酸塩として固定
し、ついで、この燃焼灰を加熱焼成して燃焼灰中の未燃
炭素を焼却した後、焼却残渣に石炭燃焼灰及びセメント
の少なくともいずれかの固化剤を添加するとともに、焼
却残渣及び固化剤の総量に対して１０〜４０wt％の水を
添加し、半乾式状態で混練処理し、ついで、得られた混
練物を５０〜１００℃の温度で水蒸気加熱処理すること
を特徴とする燃焼灰の処理方法。 - 【請求項４】 水蒸気加熱処理工程の直前に成型工程を
設ける請求項２又は３記載の燃焼灰の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32360296A JP3533852B2 (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 燃焼灰の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32360296A JP3533852B2 (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 燃焼灰の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10146576A JPH10146576A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3533852B2 true JP3533852B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=18156553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32360296A Expired - Fee Related JP3533852B2 (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 燃焼灰の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3533852B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6077494A (en) * | 1999-02-24 | 2000-06-20 | Separation Technologies, Inc. | Method for removing ammonia from ammonia contaminated fly ash |
| WO2005097680A1 (en) * | 2004-04-07 | 2005-10-20 | Western Minerals Technology Pty Ltd | Process for the regeneration and recovery of ammonia |
| JP4653534B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2011-03-16 | 新日本製鐵株式会社 | 可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット及びその製造方法、並びにリサイクルセラミックファイバーを用いた積層ブランケット |
-
1996
- 1996-11-19 JP JP32360296A patent/JP3533852B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10146576A (ja) | 1998-06-02 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040301 |
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| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
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