JP4377797B2 - Solid waste fuel additive and solid waste fuel - Google Patents
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Description
本発明は、一般廃棄物又は産業廃棄物から製造される廃棄物固形化燃料に添加するための廃棄物固形化燃料用添加剤、並びに、この廃棄物固形化燃料が添加された廃棄物固形化燃料に関し、詳しくは、廃棄物固形化燃料の吸湿等による保存中の細菌や黴等の微生物の増殖を抑制して廃棄物固形化燃料の腐敗による可燃性ガスの発生を抑制することのできる廃棄物固形化燃料用添加剤、並びに、この廃棄物固形化燃料が添加された、腐敗による可燃性ガスの発生の少ない廃棄物固形化燃料に関するものである。 The present invention relates to an additive for waste solidified fuel to be added to waste solidified fuel produced from general waste or industrial waste, and waste solidification to which this waste solidified fuel is added. Regarding fuel, in detail, waste that can suppress the growth of microorganisms such as bacteria and sputum during storage due to moisture absorption of solid waste fuel and suppress the generation of flammable gas due to decay of solid waste fuel The present invention relates to a solid waste fuel additive and a solid waste fuel to which the solid waste fuel is added and which generates less combustible gas due to decay.
一般廃棄物又は産業廃棄物から製造される廃棄物固形化燃料の一般的な製造方法は、これら廃棄物の粉砕、選別、乾燥、成形の工程からなっている。この工程中、廃棄物固形化燃料用添加剤が、廃棄物固形化燃料の腐敗を防止する目的で、通常、乾燥工程によって廃棄物固形化燃料の水分を10質量%以下にした後に添加されている。この廃棄物固形化燃料用添加剤としては、殺菌性を有するアルカリ性無機物が広く使用されており、このような殺菌性を有するアルカリ性無機物としては、消石灰、生石灰等が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。 A general method for producing solid waste fuel produced from general waste or industrial waste includes steps of pulverizing, selecting, drying and molding these wastes. During this process, the additive for waste solidified fuel is usually added after the moisture content of the waste solidified fuel is reduced to 10% by mass or less by the drying process in order to prevent the waste solidified fuel from being spoiled. Yes. As this waste solidified fuel additive, an alkaline inorganic substance having bactericidal properties is widely used, and as such an inorganic inorganic substance having bactericidal properties, slaked lime, quick lime, etc. are known (for example, patents). References 1-3).
近年、この廃棄物固形化燃料の保存タンクの大型化及び保存期間の長期化に伴って廃棄物固形化燃料の品質が劣化し、細菌や黴等の微生物による腐敗が報告されており、廃棄物固形化燃料用保存タンク内における可燃性ガスの発生、発熱及び温度上昇等の問題が発生している。これらの問題を防ぐために各種センサーの導入及び酸素遮断等の設備面の監視・防災強化が図られている。 In recent years, the quality of waste solidified fuel has deteriorated as the storage tank for waste solidified fuel has become larger and the storage period has been prolonged, and spoilage due to microorganisms such as bacteria and sputum has been reported. Problems such as generation of combustible gas, heat generation, and temperature rise in the storage tank for solidified fuel have occurred. In order to prevent these problems, various monitoring and disaster prevention measures such as introducing various sensors and shutting off oxygen have been attempted.
前述した従来の廃棄物固形化燃料用添加剤である消石灰や生石灰は、一般廃棄物又は産業廃棄物から廃棄物固形化燃料を製造する時点には殺菌性を示すが、本発明者等の実験によれば、一般廃棄物を原料とする、消石灰を2質量%添加した廃棄物固形化燃料の水分を10質量%以上にした場合には、細菌や黴等の増殖が活発になり、廃棄物固形化燃料の腐敗によって可燃性ガスの発生することが判っている。又、廃棄物固形化燃料の腐敗が更に進むと、廃棄物固形化燃料用保存タンク内における発熱及び温度上昇を防止することが難しくなり、廃棄物固形化燃料の発火又は火災の発生等の災害に繋がる可能性のあることも判っている。 The slaked lime and quicklime, which are the conventional waste solidified fuel additives described above, show bactericidal properties at the time of producing waste solidified fuel from general waste or industrial waste. According to the above, when the water content of waste solidified fuel containing 2% by mass of slaked lime, which is made from general waste, is increased to 10% by mass or more, the growth of bacteria and soot becomes active, and the waste It has been found that combustible gas is generated by the decay of solid fuel. Moreover, if the waste solidified fuel further decays, it becomes difficult to prevent heat generation and temperature rise in the waste solidified fuel storage tank, resulting in disasters such as ignition of the solidified fuel or fire. It is also known that it may lead to
これらの現象は、消石灰の添加量を増加させて殺菌性を高めることにより抑制されるが、消石灰の添加量を多くすると、廃棄物固形化燃料の保存中に腐敗臭を増加させるアンモニアの揮発量が多くなる等の問題が生ずる。又、前述した各種センサーの導入及び酸素遮断等の設備面の対策を講ずることにより、保存タンク内の発熱及び温度上昇等を或る程度は抑制することができるが、完全に防止することができないのみならず、かなりの設備費を必要とする。 These phenomena are suppressed by increasing the amount of slaked lime added to enhance sterilization, but increasing the amount of slaked lime increases the amount of ammonia volatilized that increases the septic odor during storage of solid waste fuel. This causes problems such as an increase in. In addition, by taking measures such as introducing various sensors and shutting off oxygen as described above, heat generation and temperature rise in the storage tank can be suppressed to some extent, but cannot be completely prevented. Not only does it require considerable equipment costs.
このように、特別な設備を必要とせず且つアンモニア等の腐敗臭を増加させることなく、廃棄物固形化燃料の腐敗による可燃性ガスの発生、発熱及び温度上昇を確実に抑制することのできる廃棄物固形化燃料用添加剤が切望されているにも拘わらず、有効な廃棄物固形化燃料用添加剤は未だ開発されていないのが現状である。 In this way, disposal that does not require special equipment and can reliably suppress generation of flammable gas, heat generation, and temperature rise due to decay of solid waste fuel without increasing the odor of ammonia or the like In spite of the long-awaited demand for solidified fuel additives, no effective waste solidified fuel additive has been developed yet.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、一般廃棄物又は産業廃棄物から製造される廃棄物固形化燃料の吸湿等による保存中の細菌や黴等の微生物の増殖を抑制し、廃棄物固形化燃料の腐敗による可燃性ガスの発生を抑制することのできる廃棄物固形化燃料用添加剤を提供すると同時に、腐敗による可燃性ガスの発生の少ない廃棄物固形化燃料を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to preserve microorganisms such as bacteria and sputum during storage due to moisture absorption of solid waste fuel produced from general waste or industrial waste. Providing an additive for solid waste fuel that suppresses growth and suppresses the generation of flammable gas due to the decay of waste solidified fuel, and at the same time solidifies waste that generates less flammable gas due to decay To provide fuel.
本発明者等は、一般廃棄物又は産業廃棄物から製造される廃棄物固形化燃料の腐敗を抑制するための廃棄物固形化燃料用添加剤の研究を鋭意進めた結果、腐敗を防止するための添加剤として吸水性樹脂が有効であるとの知見を得た。又、吸水性樹脂にアルカリ性無機物を加えることで、更に腐敗防止の効果が高くなり、これらの廃棄物固形化燃料用添加剤を添加することで、廃棄物固形化燃料、特に一般廃棄物から製造される廃棄物固形化燃料の腐敗抑制に効果があり、メタンガス等の可燃性ガスの発生を抑制することができるとの知見を得た。 In order to prevent corruption, as a result of earnestly researching additives for waste solidified fuel for suppressing the decay of waste solidified fuel produced from general waste or industrial waste, the present inventors It was found that a water-absorbent resin is effective as an additive. In addition, the addition of alkaline minerals to the water-absorbing resin further increases the effect of preventing spoilage. By adding these waste solidification fuel additives, it is produced from waste solidification fuel, especially general waste. It has the effect of suppressing the decay of waste solidified fuel, and the generation of combustible gases such as methane gas can be suppressed.
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、第1の発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤は、吸水性樹脂及びアルカリ性無機物を含有し、前記アルカリ性無機物が、軽焼ドロマイト、消石灰、高炉スラグ微粉末、製鋼系スラグのなかから選ばれた少なくとも1種以上であることを特徴とするものである。 The present invention has been made based on the above findings, and the additive for waste solidified fuel according to the first invention contains a water-absorbent resin and an alkaline inorganic substance , and the alkaline inorganic substance comprises light-burned dolomite, slaked lime. The blast furnace slag fine powder and the steelmaking slag are at least one selected from the group consisting of blast furnace slag fine powder and steelmaking slag .
第2の発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤は、第1の発明において、前記吸水性樹脂の純水に対する吸水性能が、吸水性樹脂1g当たり100〜1,000gであることを特徴とするものである。 The additive for waste solidified fuel according to the second invention is characterized in that, in the first invention, the water absorbing performance of the water absorbent resin with respect to pure water is 100 to 1,000 g per 1 g of the water absorbent resin. To do.
第3の発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤は、第1又は第2の発明において、前記吸水性樹脂と前記アルカリ性無機物との比率が、質量比で1/100〜2/1であることを特徴とするものである。 In the waste solidified fuel additive according to the third invention, in the first or second invention, the ratio of the water absorbent resin and the alkaline inorganic substance is 1/100 to 2/1 in mass ratio. It is characterized by this.
第4の発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤は、第1ないし第3の発明の何れかにおいて、前記吸水性樹脂の質量平均粒子径が1〜850μmであり、且つ前記アルカリ性無機物の質量平均粒子径が1〜300μmであることを特徴とするものである。 In any one of the first to third inventions , the additive for a solid waste fuel according to the fourth invention has a mass average particle diameter of the water absorbent resin of 1 to 850 μm and a mass of the alkaline inorganic substance. The average particle diameter is 1 to 300 μm .
第5の発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤は、第1ないし第3の発明の何れかにおいて、前記アルカリ性無機物の粒子表面に前記吸水性樹脂を被服被覆したことを特徴とするものである。 An additive for solid waste fuel according to a fifth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the surface of the alkaline inorganic substance is coated with the water-absorbent resin. is there.
第6の発明に係る廃棄物固形化燃料は、第1ないし第5の発明の何れか1つに記載の廃棄物固形化燃料用添加剤が添加されていることを特徴とするものである。 A waste solidified fuel according to a sixth invention is characterized in that the additive for waste solidified fuel according to any one of the first to fifth inventions is added .
本発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤は、大量の水分を吸収することのできる吸水性樹脂を含有するので、細菌や黴等の微生物が増殖するのに必要な廃棄物固形化燃料の水分及び保存中に廃棄物固形化燃料の吸湿した水分は速やかに吸水性樹脂によって吸収され、廃棄物固形化燃料の保存中に長期間に渡って優れた腐敗防止効果が発揮される。更に、アルカリ性無機物を加えることで、アルカリ性無機物による殺菌効果が加わり、廃棄物固形化燃料の腐敗防止効果がより一層向上する。その結果、廃棄物固形化燃料の腐敗による可燃性ガスの発生が抑制され、廃棄物固形化燃料を安定した燃料として使用することが可能となり、廃棄物の有効活用が促進される等々、工業上有益な効果がもたらされる。 Since the additive for waste solidified fuel according to the present invention contains a water-absorbing resin capable of absorbing a large amount of water, the waste solidified fuel necessary for the growth of microorganisms such as bacteria and sputum Moisture and moisture absorbed by the solid waste fuel during storage are quickly absorbed by the water absorbent resin, and an excellent anti-corruption effect is exhibited over a long period of time during storage of the solid waste fuel. Further, by adding an alkaline inorganic substance, a sterilizing effect by the alkaline inorganic substance is added, and the anti-corrosion effect of the solid waste fuel is further improved. As a result, the generation of combustible gas due to the decay of waste solidified fuel is suppressed, the solidified fuel can be used as a stable fuel, the effective use of waste is promoted, etc. It has a beneficial effect.
本発明に係る、腐敗防止の目的で廃棄物固形化燃料に添加される廃棄物固形化燃料用添加剤は、吸水性樹脂を必須成分として含有しており、そして、腐敗防止効果を高める観点から吸水性樹脂に加えて更にアルカリ性無機物を含有することが好ましい。アルカリ性無機物を併用して添加する場合、吸水性樹脂とアルカリ性無機物とを予め混合した廃棄物固形化燃料用添加剤として添加しても、又、吸水性樹脂とは別に、吸水性樹脂を含有する廃棄物固形化燃料用添加剤の添加の前後或いは同時に、アルカリ性無機物を単独で添加してもどちらでも構わない。但し、廃棄物固形化燃料用添加剤の腐敗防止効果を十分に発揮させるためには、何れの添加方法であっても廃棄物と添加した廃棄物固形化燃料用添加剤とを混合・攪拌して廃棄物固形化燃料用添加剤を均一に分散することが望ましい。本発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤は、吸水性樹脂を必須成分として含有する限り、その他に何を含有していてもよく、又、吸水性樹脂のみであってもよい。 The additive for waste solidified fuel added to waste solidified fuel for the purpose of preventing corruption according to the present invention contains a water-absorbing resin as an essential component, and from the viewpoint of enhancing the anti-corruption effect It is preferable to further contain an alkaline inorganic substance in addition to the water absorbent resin. When the alkaline inorganic substance is added in combination, even if it is added as an additive for waste solidified fuel in which the water absorbent resin and the alkaline inorganic substance are mixed in advance, the water absorbent resin is contained separately from the water absorbent resin. Either before or after the addition of the additive for waste solidified fuel, or simultaneously, the alkaline inorganic substance may be added alone. However, in order to fully demonstrate the anti-corruption effect of the waste solidified fuel additive, the waste and the added waste solidified fuel additive are mixed and stirred regardless of the addition method. It is desirable to uniformly disperse the waste solidified fuel additive. The waste solidified fuel additive according to the present invention may contain anything else as long as it contains the water-absorbing resin as an essential component, or may be only the water-absorbing resin.
本発明において使用することのできる吸水性樹脂としては、例えば下記の(1)〜(5)が挙げられる。 Examples of the water absorbent resin that can be used in the present invention include the following (1) to (5).
(1):デンプン又はセルロース等の多糖類(イ−1)及び/又は単糖類(イ−2)と、水溶性の単量体又は加水分解により水溶性となる単量体から選ばれる1種以上の単量体(ロ)と、架橋剤(ハ)とを、必須成分として重合させ、必要により加水分解を行うことにより得られる吸水性樹脂である。 (1): One type selected from polysaccharides (I-1) and / or monosaccharides (I-2) such as starch or cellulose, and water-soluble monomers or monomers that become water-soluble by hydrolysis This is a water-absorbent resin obtained by polymerizing the above monomer (b) and the crosslinking agent (c) as essential components and, if necessary, performing hydrolysis.
多糖類(イ−1)としては、ショ糖、セルロース、CMC、デンプン等が挙げられ、単糖類(イ−2)としては、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ソルビトール、キシリトール、マンニトール、ジペンタエリスリトール、グルコース、フルクトース等が挙げられる。 Examples of the polysaccharide (I-1) include sucrose, cellulose, CMC, starch and the like. Examples of the monosaccharide (I-2) include pentaerythritol, diglycerin, sorbitol, xylitol, mannitol, dipentaerythritol, glucose. , Fructose and the like.
単量体(ロ)としては、例えば、カルボキシル基を有するラジカル重合性水溶性単量体、スルホン酸基を有するラジカル重合性水溶性単量体、リン酸基を有するラジカル重合性水溶性単量体及びそれらの塩、或いは、水酸基を有するラジカル重合性水溶性単量体、アミド基を有するラジカル重合性水溶性単量体、3級アミノ基を有するラジカル重合性水溶性単量体、及び第4級アンモニウム塩基を有するラジカル重合性水溶性単量体等が挙げられる。 Examples of the monomer (b) include a radical polymerizable water-soluble monomer having a carboxyl group, a radical polymerizable water-soluble monomer having a sulfonic acid group, and a radical polymerizable water-soluble monomer having a phosphate group. And a salt thereof, or a radically polymerizable water-soluble monomer having a hydroxyl group, a radically polymerizable water-soluble monomer having an amide group, a radically polymerizable water-soluble monomer having a tertiary amino group, and Examples include a radically polymerizable water-soluble monomer having a quaternary ammonium base.
カルボキシル基を有するラジカル重合性水溶性単量体としては、例えば、不飽和モノ又はポリ(2価〜6価)カルボン酸[(メタ)アクリル酸(これは「アクリル酸及び/又はメタアクリル酸」を意味し、以下同様の記載を用いる)、マレイン酸、マレイン酸モノアルキル(炭素数1〜9)エステル、フマル酸、フマル酸モノアルキル(炭素数1〜9)エステル、クロトン酸、ソルビン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキル(炭素数1〜9)エステル、イタコン酸グリコールモノアルキル(炭素数1〜9)エーテル、ケイ皮酸、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキル(炭素数1〜9)エステル等]及びそれらの無水物[無水マレイン酸等]等が挙げられる。 Examples of the radically polymerizable water-soluble monomer having a carboxyl group include unsaturated mono- or poly (divalent to hexavalent) carboxylic acid [(meth) acrylic acid (this is “acrylic acid and / or methacrylic acid”). And the same description is used hereinafter), maleic acid, monoalkyl maleate (1-9 carbon atoms) ester, fumaric acid, monoalkyl fumarate (1-9 carbon atoms) ester, crotonic acid, sorbic acid, Itaconic acid, itaconic acid monoalkyl (carbon number 1-9) ester, itaconic acid glycol monoalkyl (carbon number 1-9) ether, cinnamic acid, citraconic acid, citraconic acid monoalkyl (carbon number 1-9) ester, etc. And their anhydrides [maleic anhydride and the like].
スルホン酸基を有するラジカル重合性水溶性単量体としては、例えば、脂肪族又は芳香族ビニルスルホン酸[ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸等]、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、(メタ)アクリル酸スルホアルキル(炭素数1〜9)[(メタ)アクリル酸スルホエチル、(メタ)アクリル酸スルホプロピル等]、(メタ)アクリルアミドアルキル(炭素数1〜9)スルホン酸[2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等]等が挙げられる。 Examples of the radically polymerizable water-soluble monomer having a sulfonic acid group include aliphatic or aromatic vinyl sulfonic acids [vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, vinyl toluene sulfonic acid, styrene sulfonic acid, etc.], 2-hydroxy- 3- (meth) acryloxypropylsulfonic acid, sulfoalkyl (meth) acrylate (1-9 carbon atoms) [sulfoethyl (meth) acrylate, sulfopropyl (meth) acrylate, etc.], (meth) acrylamide alkyl (carbon) Numerals 1-9) sulfonic acid [2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid etc.] etc. are mentioned.
リン酸基を有するラジカル重合性水溶性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル(炭素数1〜9)リン酸モノエステル[2−アクリロイルオキシエチル(メタ)ホスフェート、フェニル−2−アクリロイルロキシエチルホスフェート等]等が挙げられる。 Examples of the radically polymerizable water-soluble monomer having a phosphoric acid group include hydroxyalkyl (meth) acrylate (having 1 to 9 carbon atoms) phosphoric acid monoester [2-acryloyloxyethyl (meth) phosphate, phenyl-2 -Acryloyl loxyethyl phosphate etc.] etc. are mentioned.
カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基を含有するラジカル重合性水溶性単量体の塩としては、例えば、アルカリ金属塩[ナトリウム塩、カリウム塩等]、アルカリ土類金属塩[カルシウム塩、マグネシウム塩等]、アミン塩又はアンモニウム塩等が挙げられる。その他に、アミド基含有モノマー[例えば(メタ)アクリルアミド等]、3級アミノ基含有モノマー[例えばジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等]、第4級アンモニウム塩基含有モノマー[例えば上記3級アミノ基含有モノマーの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの)等]、エポキシ基含有モノマー[例えばグリシジル(メタ)アクリレート等]、その他モノマー[4−ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、N−ビニルピロリドン等]等が挙げられる。 Examples of salts of radically polymerizable water-soluble monomers containing a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group include, for example, alkali metal salts [sodium salts, potassium salts, etc.], alkaline earth metal salts [calcium salts, magnesium] Salt, etc.], amine salt or ammonium salt. In addition, amide group-containing monomers [eg (meth) acrylamide etc.], tertiary amino group-containing monomers [eg dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylamide etc.], quaternary ammonium base containing monomers [eg Quaternized products of the above-mentioned tertiary amino group-containing monomers (such as those quaternized with a quaternizing agent such as methyl chloride, dimethyl sulfate, benzyl chloride, dimethyl carbonate, etc.)], epoxy group-containing monomers [for example, glycidyl (meta ) Acrylate, etc.] and other monomers [4-vinylpyridine, vinylimidazole, N-vinylpyrrolidone, etc.].
水酸基を有するラジカル重合性水溶性単量体としては、例えば、アルキル基の炭素数が2〜3個のヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(質量平均分子量(以下「Mw」と記す):100〜4,000)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(Mw:100〜4,000)モノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(Mw:100〜4,000)モノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of the radically polymerizable water-soluble monomer having a hydroxyl group include hydroxyalkyl mono (meth) acrylates having 2 to 3 carbon atoms in the alkyl group, polyethylene glycol (mass average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”): 100-4,000) mono (meth) acrylate, polypropylene glycol (Mw: 100-4,000) mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (Mw: 100-4,000) mono (meth) acrylate, and the like. .
アミド基を有するラジカル重合性水溶性単量体としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(炭素数1〜3)置換(メタ)アクリルアミド(N−メチルアクリルアミド、N−ジメチルアクリルアミド等が挙げられる。 Examples of the radically polymerizable water-soluble monomer having an amide group include (meth) acrylamide, N-alkyl (C1-3) substituted (meth) acrylamide (N-methylacrylamide, N-dimethylacrylamide, etc.). It is done.
3級アミノ基を有するラジカル重合性水溶性単量体としては、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等があげられる。 Examples of the radically polymerizable water-soluble monomer having a tertiary amino group include dimethylaminoethyl (meth) acrylate and diethylaminoethyl (meth) acrylamide.
第4級アンモニウム塩基を有するラジカル重合性水溶性単量体としては、例えば、上記3級アミノ基含有単量体の4級化物[メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの]等が挙げられる。 Examples of the radically polymerizable water-soluble monomer having a quaternary ammonium base include, for example, quaternized products of the above-mentioned tertiary amino group-containing monomers [methyl chloride, dimethyl sulfate, benzyl chloride, dimethyl carbonate, etc. Quaternized with an agent] and the like.
単量体(ロ)として使用可能なその他のラジカル重合性水溶性単量体としては、例えば、4−ビニルピジリン、ビニルイミダゾール、N−ビニルピロリドン、N−ビニルアセトアミド等が挙げられる。 Examples of other radically polymerizable water-soluble monomers that can be used as the monomer (b) include 4-vinylpyridin, vinylimidazole, N-vinylpyrrolidone, N-vinylacetamide, and the like.
これらの単量体は、単独で使用してもよいし、必要であれば2種以上を併用使用してもよい。これらのうちで好ましいものは、水酸基を有するラジカル重合性水溶性単量体、アミド基を有するラジカル重合性水溶性単量体、カルボキシル基を有するラジカル重合性水溶性単量体及びその塩であり、より好ましくはアミド基を有するラジカル重合性水溶性単量体、不飽和モノ又はポリカルボン酸及びその塩であり、特に好ましくはアミド基を有するラジカル重合性水溶性単量体、並びに、(メタ)アクリル酸及びその塩である。 These monomers may be used alone or in combination of two or more if necessary. Among these, preferred are a radical polymerizable water-soluble monomer having a hydroxyl group, a radical polymerizable water-soluble monomer having an amide group, a radical polymerizable water-soluble monomer having a carboxyl group, and salts thereof. More preferably, it is a radically polymerizable water-soluble monomer having an amide group, an unsaturated mono- or polycarboxylic acid and a salt thereof, and particularly preferably a radically polymerizable water-soluble monomer having an amide group, and (meta ) Acrylic acid and its salts.
架橋剤(ハ)としては、例えば、ラジカル重合性不飽和基を2個以上有する架橋剤、ラジカル重合性不飽和基と反応性官能基とを有する架橋剤、反応性官能基を2個以上有する架橋剤等が挙げられる。 Examples of the crosslinking agent (c) include a crosslinking agent having two or more radically polymerizable unsaturated groups, a crosslinking agent having a radically polymerizable unsaturated group and a reactive functional group, and two or more reactive functional groups. A crosslinking agent etc. are mentioned.
ラジカル重合性不飽和基を2個以上有する化合物の具体例としては、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリン(ジ又はトリ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリアリルアミン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、テトラアリロキシエタン及びペンタエリスリトールトリアリルエーテル等が挙げられる。 Specific examples of the compound having two or more radically polymerizable unsaturated groups include N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth). ) Acrylate, glycerin (di or tri) acrylate, trimethylolpropane triacrylate, triallylamine, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, tetraallyloxyethane, pentaerythritol triallyl ether and the like.
多糖類(イ−1)、単糖類(イ−2)(以下、多糖類(イ−1)と単糖類(イ−2)とをまとめて「糖類(イ)」と記す)及び単量体(ロ)の官能基と反応し得る反応性官能基を少なくとも1個有し、且つ少なくとも1個のラジカル重合性不飽和基を有する化合物としては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Polysaccharide (I-1), monosaccharide (I-2) (hereinafter, polysaccharide (I-1) and monosaccharide (I-2) are collectively referred to as “saccharide (I)”) and monomers Examples of the compound having at least one reactive functional group capable of reacting with the functional group (b) and having at least one radical polymerizable unsaturated group include, for example, hydroxyethyl (meth) acrylate and N-methylol. (Meth) acrylamide, glycidyl (meth) acrylate, etc. are mentioned.
又、糖類(イ)及び単量体(ロ)の官能基と反応し得る反応性官能基を2個以上有する化合物の具体例としては、多価アルコール[例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン等]、アルカノールアミン[例えば、ジエタノールアミン等]、及びポリアミン[例えば、ポリエチレンイミン等]等が挙げられる。 Specific examples of the compound having two or more reactive functional groups capable of reacting with the functional groups of saccharide (a) and monomer (b) include polyhydric alcohols [for example, ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin, propylene. Glycol, trimethylolpropane and the like], alkanolamine [for example, diethanolamine and the like], and polyamine [for example, polyethyleneimine and the like].
これらの架橋剤は2種類以上を併用してもよい。これらのうち好ましいものは、ラジカル重合性不飽和基を2個以上有する共重合性の架橋剤であり、更に好ましくはN,N’−メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラアリロキシエタン、ペンタエリスルトールトリアリルエーテル、トリアリルアミンである。 Two or more kinds of these crosslinking agents may be used in combination. Among these, preferred are copolymerizable crosslinking agents having two or more radically polymerizable unsaturated groups, and more preferably N, N′-methylenebisacrylamide, ethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, Tetraallyloxyethane, pentaerythritol triallyl ether, triallylamine.
上述した糖類(イ)と単量体(ロ)と架橋剤(ハ)とからなる吸水性樹脂の具体例としては、特開昭52−25886号公報、特公昭53−46199号公報、特公昭53−46200号公報及び特公昭55−21041号公報に記載されているものが挙げられる。 Specific examples of the water-absorbing resin comprising the saccharide (a), monomer (b) and cross-linking agent (c) described above are disclosed in JP-A-52-25886, JP-B-53-46199, and JP-B-sho. Examples thereof are those described in Japanese Patent Publication No. 53-46200 and Japanese Patent Publication No. 55-21041.
(2):上記糖類(イ)と単量体(ロ)とを重合させ、必要により加水分解を行うことにより得られる吸水性樹脂である。具体例としては、デンプン−アクリロニトリルグラフト重合体の加水分解物、セルロース−アクリロニトリルグラフト重合物の加水分解物等が挙げられる。 (2): It is a water-absorbing resin obtained by polymerizing the saccharide (a) and the monomer (b) and performing hydrolysis if necessary. Specific examples include a hydrolyzate of starch-acrylonitrile graft polymer, a hydrolyzate of cellulose-acrylonitrile graft polymer, and the like.
(3):上記糖類(イ)の架橋物からなる吸水性樹脂である。具体例としては、カルボキシメチルセルロースの架橋物等が挙げられる。 (3): A water-absorbent resin comprising a cross-linked product of the saccharide (a). Specific examples include cross-linked carboxymethyl cellulose.
(4):上記単量体(ロ)と架橋剤(ハ)との共重合体及び加水分解物からなる吸水性樹脂である。具体例としては、架橋されたポリアクリルアミドの部分加水分解物、架橋されたアクリル酸−アクリルアミド共重合体、架橋されたポリスルホン酸塩[架橋されたスルホン化ポリスチレン等]、架橋されたポリアクリル酸塩/ポリスルホン酸塩共重合体、ビニルエステル−不飽和カルボン酸共重合体ケン化物[特開昭52−14689号公報及び特開昭52−27455号公報に記載されているもの等]、架橋されたポリアクリル酸(塩)、架橋されたアクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、架橋されたイソブチレン−無水マレイン酸共重合体、架橋されたポリビニルピロリドン、及び架橋されたカルボン酸変性ポリビニルアルコールが挙げられる。 (4): A water-absorbing resin comprising a copolymer of the monomer (b) and the crosslinking agent (c) and a hydrolyzate. Specific examples include crosslinked polyacrylamide partial hydrolysates, crosslinked acrylic acid-acrylamide copolymers, crosslinked polysulfonates [crosslinked sulfonated polystyrene, etc.], crosslinked polyacrylates. / Polysulfonate copolymer, vinyl ester-unsaturated carboxylic acid copolymer saponified product (such as those described in JP-A-52-14689 and JP-A-52-27455), crosslinked Polyacrylic acid (salt), cross-linked acrylic acid-acrylic ester copolymer, cross-linked isobutylene-maleic anhydride copolymer, cross-linked polyvinyl pyrrolidone, and cross-linked carboxylic acid-modified polyvinyl alcohol. .
(5):その他の吸水性樹脂として、自己架橋性を有する上記単量体(ロ)の重合物[自己架橋型ポリアクリル酸塩等]、未架橋のポリマーを作成した後に上記架橋剤(ハ)を添加し、必要により加熱して得られる架橋体、アミド系ポリマー等の未架橋のポリマーを更に熱架橋させた架橋体等が挙げられる。 (5): As other water-absorbing resin, after preparing a polymer (self-crosslinking polyacrylate, etc.) of the monomer (b) having self-crosslinking property, an uncrosslinked polymer, the crosslinking agent (c) ) And, if necessary, a crosslinked product obtained by heating and a crosslinked product obtained by further thermally crosslinking an uncrosslinked polymer such as an amide polymer.
以上(1)〜(5)に例示した吸水性樹脂を2種以上併用してもよい。これらの吸水性樹脂のうち、好ましいものは、(1)、(4)、(5)であり、より好ましくは、架橋されたポリアクリルアミド系共重合体、架橋されたポリアクリル酸(塩)、架橋されたアクリル酸(塩)−アクリルアミド共重合体、でんぷんグラフトポリアクリル酸(塩)、架橋されたアクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、及び架橋されたカルボン酸変性ポリビニルアルコールである。 Two or more water-absorbing resins exemplified in (1) to (5) above may be used in combination. Among these water-absorbing resins, preferred are (1), (4) and (5), more preferably a crosslinked polyacrylamide copolymer, a crosslinked polyacrylic acid (salt), Cross-linked acrylic acid (salt) -acrylamide copolymer, starch-grafted polyacrylic acid (salt), cross-linked acrylic acid-acrylic ester copolymer, and cross-linked carboxylic acid-modified polyvinyl alcohol.
中和塩の形態の吸水性樹脂である場合の塩の種類及び中和度については特に限定はないが、塩の種類としては好ましくはアルカリ金属塩、より好ましくはナトリウム塩及びカリウム塩であり、酸基に対する中和度は好ましくは50〜90モル%、より好ましくは60〜80モル%である。 There is no particular limitation on the type of salt and the degree of neutralization in the case of a water-absorbing resin in the form of a neutralized salt, but the type of salt is preferably an alkali metal salt, more preferably a sodium salt and a potassium salt, The degree of neutralization with respect to the acid group is preferably 50 to 90 mol%, more preferably 60 to 80 mol%.
上記(1)、(4)として例示したものの場合、架橋剤の使用量は、水溶性単量体と架橋剤の合計質量に基づいて、好ましくは0.001〜5質量%であり、より好ましくは0.05〜2質量%、特に好ましくは0.1〜1質量%である。架橋剤の量が0.001質量%以上であると、吸水性樹脂の吸水能力が大きくなる。一方、架橋剤の量が5質量%以下であると、架橋が強くなりすぎず、吸水能力も十分である。 In the case of those exemplified as (1) and (4) above, the use amount of the crosslinking agent is preferably 0.001 to 5% by mass, more preferably based on the total mass of the water-soluble monomer and the crosslinking agent. Is 0.05 to 2% by mass, particularly preferably 0.1 to 1% by mass. When the amount of the crosslinking agent is 0.001% by mass or more, the water absorption capacity of the water absorbent resin is increased. On the other hand, when the amount of the cross-linking agent is 5% by mass or less, the cross-linking does not become too strong, and the water absorption capacity is sufficient.
吸水性樹脂の製造に当たり、重合方法については特に限定されず、水溶液重合法、逆相懸濁重合法、噴霧重合法、光開始重合法、放射線重合法等が例示される。好ましい重合方法は、逆相懸濁重合法である。より好ましい重合方法は、ラジカル重合開始剤を使用して水溶液重合する方法である。この場合のラジカル重合開始剤の種類と使用量、ラジカル重合条件についても特に限定はなく、通常と同様にできる。尚、これらの重合系に、必要により各種添加剤、連鎖移動剤(例えばチオール化合物等)等を添加しても差し支えない。重合後の乾燥方法は公知の方法でよく、例えば、水溶液重合の場合は、重合ゲルを細分化した後、透気乾燥(バンド乾燥等)や通気乾燥(循風乾燥等)、接触乾燥(ドラムドライヤー乾燥等)を行う方法、逆相懸濁重合の場合は、固液分離後、減圧乾燥や通気乾燥を行う方法等が例示される。 In the production of the water-absorbent resin, the polymerization method is not particularly limited, and examples thereof include an aqueous solution polymerization method, reverse phase suspension polymerization method, spray polymerization method, photoinitiated polymerization method, and radiation polymerization method. A preferred polymerization method is a reverse phase suspension polymerization method. A more preferable polymerization method is a method of performing aqueous solution polymerization using a radical polymerization initiator. In this case, the type and amount of radical polymerization initiator and radical polymerization conditions are not particularly limited, and can be the same as usual. Incidentally, various additives, chain transfer agents (for example, thiol compounds) and the like may be added to these polymerization systems as necessary. The drying method after the polymerization may be a known method. For example, in the case of aqueous solution polymerization, after the polymer gel is subdivided, air drying (band drying, etc.), air drying (circulation drying, etc.), contact drying (drums) In the case of reverse phase suspension polymerization, a method of drying under reduced pressure or aeration drying after solid-liquid separation is exemplified.
含水ゲルの乾燥温度は、通常、品温が150℃以下、好ましくは130℃以下で行う。150℃以上で長時間乾燥すると、乾燥が終了し水が無くなった段階で一部熱架橋が開始する場合がある。得られた乾燥物は、必要により粉砕して、粉末化する。粉砕方法は、公知の方法でよく、例えば、衝撃粉砕機(ピンミル、カッターミル、スキレルミル、ACMパルペライザー、遠心粉砕機等)や空気粉砕(ジェット粉砕機等)で行うことができる。 The drying temperature of the hydrogel is usually 150 ° C. or lower, preferably 130 ° C. or lower. When drying at 150 ° C. or higher for a long time, partial thermal crosslinking may start at the stage when drying is completed and water is exhausted. The obtained dried product is pulverized and powdered as necessary. The pulverization method may be a known method, for example, an impact pulverizer (pin mill, cutter mill, skiller mill, ACM pulverizer, centrifugal pulverizer, etc.) or air pulverization (jet pulverizer, etc.).
重合して得られる吸水性樹脂の含水ゲル状重合体を乾燥後、必要により粒度調整して得られる粒子の表面近傍を、カルボキシル基等の酸基及び/又はその塩基と反応しうる官能基を少なくとも2個有する架橋剤で表面架橋して吸水性樹脂とすることもできる。このような表面架橋型の吸水性樹脂は、常圧下だけでなく加圧下においても吸水性能と吸水速度に優れる。 A functional group capable of reacting with acid groups such as carboxyl groups and / or their bases in the vicinity of the surface of the particles obtained by drying the water-containing gel-like polymer of the water-absorbing resin obtained by polymerization and adjusting the particle size as necessary. It is also possible to form a water absorbent resin by surface cross-linking with at least two cross-linking agents. Such a surface-crosslinking water-absorbing resin is excellent in water absorption performance and water absorption speed not only under normal pressure but also under pressure.
この表面架橋に使用する架橋剤としては、従来から使用されている公知の架橋剤が適用できる。具体的な例としては、1分子中にエポキシ基を2〜10個有するポリグリシジルエーテル化合物[エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリン−1,3−ジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール(重合度2〜100)ジグリシジルエーテル、ポリグリセロール(重合度2〜100)ポリグリシジルエーテル等]、2価〜20価のポリオール化合物[グリセリン、エチレングリコール、ポリエチレングリコール(重合度2〜100)等]、2価〜20価のポリアミン化合物[エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等]、分子量200〜500,000のポリアミン系樹脂[ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂、ポリアミンエピクロルヒドリン樹脂等]、アルキレンカーボネイト[エチレンカーボネイト等]、アジリジン化合物、オキサゾリン化合物、及び、ポリイミン化合物等が挙げられる。これらのうちで好ましいものは、比較的低い温度で表面架橋を行わせることができるという点で、ポリグリシジルエーテル化合物、ポリアミン系樹脂及びアジリジン化合物である。 As the cross-linking agent used for this surface cross-linking, conventionally known cross-linking agents can be applied. Specific examples include polyglycidyl ether compounds having 2 to 10 epoxy groups in one molecule [ethylene glycol diglycidyl ether, glycerin-1,3-diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, polyethylene glycol (degree of polymerization 2-100) diglycidyl ether, polyglycerol (degree of polymerization 2-100) polyglycidyl ether, etc.], divalent to 20-valent polyol compounds [glycerin, ethylene glycol, polyethylene glycol (degree of polymerization 2-100), etc.], 2 To 20-valent polyamine compounds [ethylenediamine, diethylenetriamine, etc.], polyamine resins having a molecular weight of 200 to 500,000 [polyamide polyamine epichlorohydrin resin, polyamine epichlorohydrin resin, etc.], alkylene carbonate Ito [ethylene carbonate, etc.], an aziridine compound, an oxazoline compound, and include polyimine compounds. Among these, polyglycidyl ether compounds, polyamine resins, and aziridine compounds are preferable because surface crosslinking can be performed at a relatively low temperature.
表面架橋における架橋剤の量は、架橋剤の種類、架橋させる条件、目標とする性能等により種々変化させることができるため特に限定はないが、吸水性樹脂に対して好ましくは0.001〜3質量%、より好ましくは0.01〜2質量%、特に好ましくは0.05〜1質量%である。架橋剤の量が0.001質量%未満では表面架橋を行わない吸水性樹脂と吸水性の面で大差はない。一方、3質量%を超えると吸水性が低下する傾向にあり好ましくない。 The amount of the cross-linking agent in the surface cross-linking is not particularly limited because it can be variously changed depending on the type of the cross-linking agent, the cross-linking condition, the target performance, etc. The mass% is more preferably 0.01 to 2 mass%, particularly preferably 0.05 to 1 mass%. When the amount of the crosslinking agent is less than 0.001% by mass, there is no great difference in terms of water absorption and the water absorbent resin that does not perform surface crosslinking. On the other hand, if it exceeds 3% by mass, the water absorption tends to decrease, such being undesirable.
又、上記(5)における共重合体の熱架橋においては、目的の粒径に調整する前に、所定温度に加熱して熱架橋させた後、必要により粉砕を行って目的の粒径に粒度調整してもよいが、好ましくは、目的の粒径の粉末状或いは粒子状に粒度調整した後、所定温度に加熱して熱架橋させる。 In the thermal crosslinking of the copolymer in the above (5), before adjusting to the target particle size, the mixture is heated to a predetermined temperature and thermally crosslinked, and then pulverized as necessary to obtain the desired particle size. Although it may be adjusted, preferably, the particle size is adjusted to powder or particles having a target particle size, and then heated to a predetermined temperature for thermal crosslinking.
加熱温度は、通常130〜230℃、好ましくは150〜210℃である。加熱温度が130℃未満では、加熱架橋が進行しないので好ましくない。一方、加熱温度が230℃を超えると、分解が生じ品質が低下するので好ましくない。加熱時間に関しては、達成したい架橋度によって種々異なるが、品温が目的の温度に達してから、通常1〜600分、好ましくは、5〜300分である。加熱時間が1分以内ではうまく熱架橋が起こらず、一方、加熱時間が600分を超えると、加熱する温度や重合体の組成にもよるが、一部分解が開始する場合がある。 The heating temperature is usually 130 to 230 ° C, preferably 150 to 210 ° C. A heating temperature of less than 130 ° C. is not preferable because the heating crosslinking does not proceed. On the other hand, when the heating temperature exceeds 230 ° C., decomposition occurs and quality deteriorates, which is not preferable. The heating time varies depending on the degree of crosslinking to be achieved, but is usually 1 to 600 minutes, preferably 5 to 300 minutes after the product temperature reaches the target temperature. When the heating time is within 1 minute, thermal crosslinking does not occur well. On the other hand, when the heating time exceeds 600 minutes, some decomposition may start depending on the heating temperature and the composition of the polymer.
上記のようにして得られる吸水性樹脂の形状については特に限定はなく、例えば、粉末(粒状、顆粒状、造粒状、パール状、リン片状等)、塊状、シート状等があるが、好ましくは粉末である。粉末であると表面積が大きく吸水性能が良好となる。粒子の質量平均粒径についても特に限定はないが、好ましくは1〜850μmであり、より好ましくは1〜500μmである。1μmより大きいと粉塵が起こりにくく取り扱いやすい。又、850μmより小さいとアルカリ性無機物のキャリア粉と混合しやすく吸水性樹脂の均一な散布や分散が可能となる。粒度分布については、好ましくは1〜1,000μmの範囲の粒子が95質量%以上となるように粉砕したものを用いる。ここで、質量平均粒径とは、吸水性樹脂の各粒度分布を横軸が粒径、縦軸が質量基準の含有量である対数確率紙にプロットし、全体の50質量%を占めるところの粒径を求める方法による。 The shape of the water-absorbent resin obtained as described above is not particularly limited, and examples thereof include powder (granular, granular, granulated, pearly, flake shaped, etc.), lump, sheet, etc. Preferably, it is a powder. If it is powder, the surface area is large and the water absorption performance is good. Although there is no limitation in particular also about the mass mean particle diameter of particle | grains, Preferably it is 1-850 micrometers, More preferably, it is 1-500 micrometers. When it is larger than 1 μm, dust does not easily occur and it is easy to handle. Moreover, when smaller than 850 micrometers, it will be easy to mix with the carrier powder of an alkaline inorganic substance, and uniform dispersion | distribution and dispersion | distribution of a water absorbing resin will be attained. As for the particle size distribution, preferably used are those pulverized so that particles in the range of 1 to 1,000 μm are 95% by mass or more. Here, the mass average particle size is a plot of logarithmic probability paper in which the horizontal axis represents the particle size distribution and the vertical axis represents the mass-based content, and occupies 50% by mass of the total particle size distribution of the water absorbent resin. According to the method for determining the particle size.
吸水性樹脂の純水に対する吸水性能は、吸水性樹脂1g当たり10g〜1,000g(吸水性樹脂の質量に対して10倍〜1,000倍の質量の純水を吸水することのできる吸水能力)が好ましく、特に好ましくは吸水性樹脂1g当たり100g〜600g(以下「g/g」と記す)である。吸水性能が10〜1,000g/gであれば、固形化燃料の可燃性ガスの発生を十分に抑制することができる。 The water-absorbing performance of the water-absorbing resin with respect to pure water is 10 g to 1,000 g per 1 g of water-absorbing resin (water absorbing capacity capable of absorbing pure water having a mass 10 to 1,000 times the mass of the water-absorbing resin. ), And particularly preferably 100 g to 600 g (hereinafter referred to as “g / g”) per 1 g of the water absorbent resin. If the water absorption performance is 10 to 1,000 g / g, generation of combustible gas of the solidified fuel can be sufficiently suppressed.
吸水性樹脂の添加量は、廃棄物固形化燃料用添加剤として吸水性樹脂のみを添加する場合には、一般廃棄物又は産業廃棄物から製造される廃棄物固形化燃料の質量に対し、好ましくは0.02質量%〜1.0質量%、より好ましくは0.1質量%〜0.5質量%である。添加量が0.02質量%以上であると固形燃料の水分吸収が十分となって腐敗防止の効果が発揮され、1.0質量%以下の添加量であると過剰な水分吸湿能にならない。又、アルカリ性無機物と併用する場合には、一般廃棄物又は産業廃棄物から製造される廃棄物固形化燃料の質量に対し、好ましくは0.01質量%〜0.5質量%、より好ましくは0.05質量%〜0.2質量%である。添加量が0.01質量%以上であると固形燃料の水分吸収が十分となり、アルカリ性無機物による殺菌効果が加わることで腐敗防止の効果が発揮され、0.5質量%以下の添加量であると過剰な水分吸湿能にならない。 The amount of water-absorbing resin added is preferably relative to the mass of solid waste fuel produced from general waste or industrial waste when only the water-absorbent resin is added as an additive for solid waste fuel. Is 0.02% by mass to 1.0% by mass, more preferably 0.1% by mass to 0.5% by mass. When the addition amount is 0.02% by mass or more, the moisture absorption of the solid fuel is sufficient and the effect of preventing corruption is exhibited. When the addition amount is 1.0% by mass or less, the moisture absorption capacity is not excessive. Further, when used in combination with an alkaline inorganic material, it is preferably 0.01% by mass to 0.5% by mass, more preferably 0%, based on the mass of solid waste fuel produced from general waste or industrial waste. 0.05 mass% to 0.2 mass%. When the addition amount is 0.01% by mass or more, moisture absorption of the solid fuel becomes sufficient, and the effect of anti-corruption is exhibited by adding the bactericidal effect by the alkaline inorganic substance, and the addition amount is 0.5% by mass or less. Excessive moisture absorption capacity is not achieved.
一方、本発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤が含有することの好ましい成分であるアルカリ性無機物としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が陽イオン成分の50%以上を占めるものであれば何でもよく、例えば、Ca(OH)2 (消石灰)、CaO(生石灰)、Mg(OH)2 、MgO、MgO・CaCO3 (軽焼ドロマイト)、NaOH、KOH等や、高炉スラグ微粉末、製鋼系スラグ、ポルトランドセメント、高炉セメント、早強セメント、Ca含有系ダストの粉砕物等が挙げられる。これらの内で好ましいものは、MgO・CaCO3 (軽焼ドロマイト)、Ca(OH)2 (消石灰)、高炉スラグ微粉末、製鋼系スラグである。 On the other hand, as an alkaline inorganic material which is a preferable component to be contained in the waste solidified fuel additive according to the present invention, any alkali metal or alkaline earth metal may occupy 50% or more of the cation component. Well, for example, Ca (OH) 2 (slaked lime), CaO (quick lime), Mg (OH) 2 , MgO, MgO · CaCO 3 (light calcined dolomite), NaOH, KOH, etc., blast furnace slag fine powder, steelmaking slag , Portland cement, blast furnace cement, early-strength cement, pulverized Ca-containing dust, and the like. Among these, MgO · CaCO 3 (light calcined dolomite), Ca (OH) 2 (slaked lime), blast furnace slag fine powder, and steelmaking slag are preferable.
アルカリ性無機物の形状については特に限定はなく、例えば、吸水性樹脂と同様に粉末(粒状、顆粒状、造粒状、パール状、リン片状等)、塊状、シート状等があるが、好ましくは粉末である。粉末であると表面積が大きく固形化燃料の可燃性ガスの発生を十分に抑制できる。粒子の質量平均粒径についても特に限定はないが、好ましくは1〜300μmであり、より好ましくは1〜150μmである。粒径が1μm以上であると粉塵が起こりにくく取り扱いやすく、一方、300μm以下であると廃棄物固形化燃料への分散が良好となり十分な抑制効果が得られる。 The shape of the alkaline inorganic substance is not particularly limited, and for example, there are powders (granular, granular, granulated, pearly, flakes, etc.), agglomerates, sheets, etc., like the water absorbent resin, It is a powder. When it is powder, the surface area is large, and the generation of combustible gas of the solidified fuel can be sufficiently suppressed. Although there is no limitation in particular also about the mass mean particle diameter of particle | grains, Preferably it is 1-300 micrometers, More preferably, it is 1-150 micrometers. When the particle size is 1 μm or more, dust is hardly generated and easy to handle. On the other hand, when the particle size is 300 μm or less, the dispersion into the solid waste fuel becomes good and a sufficient suppression effect is obtained.
アルカリ性無機物の添加量は、一般廃棄物又は産業廃棄物から製造される廃棄物固形化燃料の質量に対し、好ましくは0.2質量%〜2.0質量%、より好ましくは0.4質量%〜1.0質量%である。添加量が0.2質量%以上であると殺菌性の効果が期待できる。2.0質量%以下であると過剰添加とならない。特に消石灰の様にアルカリ度が強いと、廃棄物固形化燃料の保存中に腐敗臭を増加させるアンモニアの揮発量が多くなるが、2.0質量%以下であるならばアンモニアの発生を抑えることができる。又、吸水性樹脂の添加量とアルカリ性無機物の添加量との比率は、好ましくは質量比で1/100〜2/1であり、より好ましくは1/20〜1/1であり、特に好ましくは1/10〜1/2である。この比率が1/100〜2/1であれば、固形化燃料からの可燃性ガスの発生を十分に抑制することができる。 The addition amount of the alkaline inorganic substance is preferably 0.2% by mass to 2.0% by mass, more preferably 0.4% by mass with respect to the mass of the solid waste fuel produced from general waste or industrial waste. It is -1.0 mass%. If the added amount is 0.2% by mass or more, a bactericidal effect can be expected. If it is 2.0% by mass or less, it will not be excessively added. Especially when the alkalinity is strong like slaked lime, the volatilization amount of ammonia that increases the odor during storage of solid waste fuel increases, but if it is 2.0% by mass or less, the generation of ammonia should be suppressed. Can do. Moreover, the ratio of the addition amount of the water-absorbing resin and the addition amount of the alkaline inorganic material is preferably 1/100 to 2/1 by mass ratio, more preferably 1/20 to 1/1, and particularly preferably. 1/10 to 1/2. If this ratio is 1/100 to 2/1, generation of combustible gas from the solidified fuel can be sufficiently suppressed.
一般廃棄物又は産業廃棄物から廃棄物固形化燃料を製造する際に、これら廃棄物の粉砕したものに上記廃棄物固形化燃料用添加剤を添加し、添加後に成形する。アルカリ性無機物を併用せず、吸水性樹脂のみを使用する場合には、廃棄物と添加した吸水性樹脂とを混合して吸水性樹脂を均一に分散させることが望ましく、従って、高速回転翼等により混練する装置(例えば、ヘンシェルミキサー或いはアイリッヒミキサー)を用いて攪拌・混合することが好ましい。 When producing a solid waste fuel from general waste or industrial waste, the waste solid fuel additive is added to a pulverized product of these wastes and molded after the addition. When using only a water-absorbing resin without using an alkaline inorganic substance, it is desirable to mix the waste and the added water-absorbing resin to uniformly disperse the water-absorbing resin. It is preferable to stir and mix using a kneading apparatus (for example, a Henschel mixer or an Eirich mixer).
吸水性樹脂とアルカリ性無機物とを併用する場合の添加方法は、吸水性樹脂とアルカリ性無機物とを各々直接廃棄物に投入して混合する方法と、吸水性樹脂とアルカリ性無機物とを混合機を用いて予め混合し、混合したものを添加する方法があり、吸水の効果を高める観点から予め混合したものを添加する方法が好ましい。吸水性樹脂とアルカリ性無機物とを予め混合する方法としては、例えば、ガラスビーカー、缶、プラスチックカップ等の適宜な容器中で、攪拌棒、へら等により人力で混練する方法、ダブルヘリカルリボン翼、ゲート翼等により混練する方法、プラネタリーミキサー、ビーズミル等により混練する方法がある。アルカリ性無機物の粒子表面に吸水性樹脂を被覆する場合には、高流動性混合機を用いて吸水性樹脂とアルカリ性無機物とを粉砕・混合する方法(例えば高速回転翼等により混練する、ヘンシェルミキサー或いはアイリッヒミキサーを用いる方法)を用いればよい。 When the water-absorbent resin and the alkaline inorganic substance are used in combination, the addition method of the water-absorbent resin and the alkaline inorganic substance is directly put into waste and mixed, and the water-absorbent resin and the alkaline inorganic substance are mixed using a mixer. There is a method of mixing in advance and adding the mixture, and a method of adding a mixture in advance is preferred from the viewpoint of enhancing the water absorption effect. As a method for premixing the water-absorbent resin and the alkaline inorganic substance, for example, a method of kneading manually with a stirring rod, spatula, etc. in an appropriate container such as a glass beaker, a can, or a plastic cup, a double helical ribbon blade, a gate There are a method of kneading with a blade or the like, a method of kneading with a planetary mixer, a bead mill or the like. When coating the surface of the alkaline inorganic particles with the water-absorbent resin, a method of pulverizing and mixing the water-absorbent resin and the alkaline inorganic material using a high fluidity mixer (for example, kneading with a high-speed rotary blade, Henschel mixer or A method using an Eirich mixer) may be used.
廃棄物固形化燃料用添加剤の添加時期は、廃棄物固形化燃料が廃棄物の粉砕、選別、乾燥、成形の各工程によって製造される場合、選別工程以降で成形される前ならば何時でも構わないが、廃棄物固形化燃料の腐敗をより確実に防止する観点から、粉砕された廃棄物の乾燥工程後に添加することが好ましい。 When the waste solidified fuel is produced by the waste crushing, sorting, drying, and molding processes, it can be added at any time before the molding after the sorting process. Although it does not matter, it is preferable to add it after the drying step of the pulverized waste from the viewpoint of more reliably preventing the solidification of the waste solid fuel.
廃棄物固形化燃料は、複雑な有機系の固形物や廃液を固化したものであり、炭水化物、タンパク質及び脂肪類等からなる。廃棄物固形化燃料の腐敗は、廃棄物固形化燃料中の炭水化物やタンパク質等が細菌や黴等の微生物によって分解されることで発生する。廃棄物固形化燃料が腐敗するとアンモニア、メタン等の腐敗臭や可燃性ガスが発生する。廃棄物固形化燃料の分解反応は好気性微生物によるものと嫌気性微生物によるものとに大別される。好気性微生物による分解反応では、炭水化物(Cm (H2 O)n )は酸素(O2 )と反応して二酸化炭素(CO2 )と水(H2 O)を生成し、タンパク質(Cx Hy N2 Op )は酸素(O2 )と反応して難分解性物質(Cu Hv Nw Oq )と二酸化炭素(CO2 )と水(H2 O)とアンモニア(NH3 )を生成する。又、嫌気性微生物による分解反応では発酵を伴うため、炭水化物やタンパク質は、メタン(CH4 )と二酸化炭素を生成する。 Solid waste fuel is a solidified solid organic waste or waste liquid, and is composed of carbohydrates, proteins, fats, and the like. The decay of waste solidified fuel occurs when carbohydrates, proteins, etc. in the solidified fuel are decomposed by microorganisms such as bacteria and sputum. When waste solidified fuel decays, a decaying odor such as ammonia and methane and flammable gases are generated. The decomposition reaction of waste solidified fuel is broadly classified into aerobic microorganisms and anaerobic microorganisms. In the degradation reaction by an aerobic microorganism, carbohydrate (C m (H 2 O) n ) reacts with oxygen (O 2 ) to generate carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O), and protein (C x Hy N 2 O p ) reacts with oxygen (O 2 ) to react with a hardly decomposable substance (C u H v N w O q ), carbon dioxide (CO 2 ), water (H 2 O), and ammonia (NH 3 ) Is generated. In addition, since the decomposition reaction by anaerobic microorganisms involves fermentation, carbohydrates and proteins produce methane (CH 4 ) and carbon dioxide.
これらの分解反応で細菌や黴等の微生物が増殖するには、炭水化物やタンパク質の栄養分の他に水分が必要とされている。本発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤に含有される吸水性樹脂は、廃棄物固形化燃料の水分及び保存中に廃棄物固形化燃料が吸湿した水分を吸収し、且つ一旦吸収した水分は吐き出さないため、細菌や黴等の微生物が利用できる水分の量が少なくなることで微生物の増殖を抑え、廃棄物固形化燃料の腐敗を抑制しアンモニアやメタンの発生を抑制する。 In order to grow microorganisms such as bacteria and sputum in these decomposition reactions, moisture is required in addition to carbohydrate and protein nutrients. The water-absorbent resin contained in the waste solidified fuel additive according to the present invention absorbs the moisture of the solidified fuel and the moisture absorbed by the solidified fuel during storage, and once absorbed moisture Therefore, the amount of water that can be used by microorganisms such as bacteria and sputum is reduced, so that the growth of microorganisms is suppressed, the decay of waste solidified fuel is suppressed, and the generation of ammonia and methane is suppressed.
本発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤の作用を以下に説明する。吸水性樹脂は、吸水性樹脂の質量に対して10〜1,000倍の吸水性を有するので、細菌や黴等の微生物が増殖するのに必要な廃棄物固形化燃料の水分及び保存中に廃棄物固形化燃料が吸湿した水分を吸収し、細菌や黴等の微生物が利用できる水分の量を少なくすることができ、このため細菌や黴の働きが抑えられ、廃棄物固形化燃料の腐敗の抑制効果が得られる。又、吸水性樹脂に加えてアルカリ性無機物を含有する廃棄物固形化燃料用添加剤においては、アルカリ性無機物は、殺菌性を示し且つ廃棄物固形化燃料の水分及び保存中に廃棄物固形化燃料が吸湿した水分を緩やかに吸収するため、細菌や黴等の微生物が利用できる水分を少なくする働きがある。 The operation of the waste solidified fuel additive according to the present invention will be described below. Since the water-absorbent resin has a water absorbency of 10 to 1,000 times the mass of the water-absorbent resin, the water content of the solid waste fuel necessary for the growth of microorganisms such as bacteria and sputum and during storage Waste solidified fuel absorbs moisture that has been absorbed by the microorganisms, reducing the amount of moisture that can be used by microorganisms such as bacteria and sputum. An inhibitory effect is obtained. In addition, in the additive for solid waste fuel containing an alkaline inorganic substance in addition to the water-absorbing resin, the alkaline inorganic substance exhibits sterilization property, and the solid waste fuel is stored during storage and moisture of the solid waste fuel. Since it absorbs moisture that has been absorbed slowly, it works to reduce the amount of water that can be used by microorganisms such as bacteria and sputum.
この吸水性樹脂とアルカリ性無機物とを併用することにより、相乗作用により上記効果は一層向上する。例えば、吸水性樹脂の粉末と、軽焼ドロマイト、消石灰及び高炉スラグ微粉末、製鋼系スラグ等のアルカリ性無機物の粉末の少なくとも1種以上とを、事前に混合処理することで、吸水性樹脂を均一に散布、分散させるためのキャリア粉の作用があり、この混合処理によって廃棄物固形化燃料に添加した時の吸水性樹脂粉末の分散性を高め、且つ廃棄物固形化燃料を製造した際に均一な吸水性と殺菌性を同時に作用させることになり、廃棄物固形化燃料の腐敗の抑制効果が一層向上する。 By using this water-absorbing resin and an alkaline inorganic substance in combination, the above effect is further improved by a synergistic action. For example, the water-absorbent resin can be made uniform by mixing the water-absorbent resin powder and at least one kind of alkaline inorganic powder such as light-burned dolomite, slaked lime, fine powder of blast furnace slag, and steelmaking slag in advance. It has the function of carrier powder to be dispersed and dispersed in, and this mixing process improves the dispersibility of the water absorbent resin powder when added to the solid waste fuel and is uniform when producing the solid waste fuel. Water absorption and bactericidal properties are caused to act at the same time, and the effect of suppressing the decay of waste solidified fuel is further improved.
従って、吸水性樹脂及びアルカリ性無機物を含有する、本発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤を用いると、一般廃棄物又は産業廃棄物を原料とする廃棄物固形化燃料の製造時に、この添加剤が細菌や黴等の微生物が増殖するのに必要な該燃料中の水分を吸収し、更に水分と接触することで殺菌性効果があるアルカリ性を示すことで廃棄物固形化燃料の腐敗を抑制し、例えば該燃料の腐敗によるメタンガスの発生が抑制されることになる。更に、廃棄物固形化燃料の保存中においても、露結結露や吸湿による水分を本発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤が吸収し、廃棄物固形化燃料の腐敗によるメタンガスの発生が抑制される。 Therefore, when the waste solidified fuel additive according to the present invention containing a water absorbent resin and an alkaline inorganic substance is used, this addition is performed during the production of waste solidified fuel from general waste or industrial waste as a raw material. The agent absorbs moisture in the fuel that is necessary for the growth of microorganisms such as bacteria and sputum, and it also has a bactericidal effect when it comes in contact with moisture, thereby suppressing the decay of waste solidified fuel For example, generation of methane gas due to the decay of the fuel is suppressed. In addition, even during storage of solid waste fuel, moisture due to condensation or moisture absorption is absorbed by the solid waste fuel additive according to the present invention, and generation of methane gas due to decay of solid waste fuel is suppressed. Is done.
以下に、本発明例及び比較例によって本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples of the present invention and comparative examples, but the present invention is not limited thereto.
先ず、本発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤を構成する吸水性樹脂を以下のようにして製造した。即ち、1リットルのビーカーにアクリル酸120gを入れ、これに48質量%の水酸化ナトリウム水溶液132g、水548g及び50質量%のアクリルアミド水溶液200gを添加し、添加後5℃に冷却した。この溶液を断熱重合槽に入れ、窒素を通じて溶液の溶存酸素量を0.1ppmとした後、35質量%の過酸化水素水0.0007g、L−アスコルビン酸0.00025g及び4,4’−アゾビス(4−シアノバレリックアシッド)0.125gを添加した。 First, a water-absorbing resin constituting the waste solidified fuel additive according to the present invention was produced as follows. That is, 120 g of acrylic acid was placed in a 1 liter beaker, and 132 g of a 48% by mass aqueous sodium hydroxide solution, 548 g of water and 200 g of a 50% by mass acrylamide aqueous solution were added thereto, and cooled to 5 ° C. after the addition. This solution was put into an adiabatic polymerization tank, and the dissolved oxygen amount of the solution was adjusted to 0.1 ppm through nitrogen. Then, 0.0007 g of 35% by mass of hydrogen peroxide, 0.00025 g of L-ascorbic acid and 4,4′-azobis 0.125 g of (4-cyanovaleric acid) was added.
添加して約30分経過した時点で重合が開始し、約5時間後に最高到達温度72℃に到達して重合が完結し、含水ゲル状の重合物が得られた。このゲル状の重合物をミートチョッパーで細分化した後、バンド乾燥機(透気乾燥機、井上金属株式会社製)を用いて100℃で1時間乾燥し、粉砕して粒径50〜500μmの未架橋の乾燥粉末を得た。この未架橋の乾燥粉末の固有粘度[η]の値は27.2であった。この未架橋の乾燥粉末100gをステンレスのバットに3mmの厚みで入れ、180℃の循風乾燥機で60分加熱して熱架橋させて吸水性樹脂(a1)を得た。吸水性樹脂(a1)の質量平均粒子径は230μm、純水に対する吸水性能は300g/gであった。 About 30 minutes after the addition, the polymerization started, and after about 5 hours, the maximum temperature reached 72 ° C. and the polymerization was completed, and a hydrogel polymer was obtained. After this gel-like polymer was subdivided with a meat chopper, it was dried at 100 ° C. for 1 hour using a band dryer (air-permeable dryer, manufactured by Inoue Metal Co., Ltd.), and pulverized to have a particle size of 50 to 500 μm. An uncrosslinked dry powder was obtained. The uncrosslinked dry powder had an intrinsic viscosity [η] of 27.2. 100 g of this uncrosslinked dry powder was put into a stainless steel vat with a thickness of 3 mm, and heated for 60 minutes in a circulating dryer at 180 ° C. to thermally crosslink to obtain a water absorbent resin (a1). The water-absorbent resin (a1) had a mass average particle diameter of 230 μm and a water absorption performance with respect to pure water of 300 g / g.
又、本発明に係る廃棄物固形化燃料用添加剤を構成する吸水性樹脂として市販の吸水性樹脂も使用した。使用した吸水性樹脂(a2)は、「架橋されたポリアクリル酸ソーダ系吸水性樹脂」(三洋化成工業株式会社製、品名:サンフレッシュST−573)であり、吸水性樹脂(a2)の質量平均粒子径は350μm、純水に対する吸水性能は500g/gであった。 Further, a commercially available water-absorbing resin was also used as the water-absorbing resin constituting the waste solidified fuel additive according to the present invention. The water-absorbing resin (a2) used was “crosslinked polyacrylic acid soda-based water-absorbing resin” (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., product name: Sunfresh ST-573), and the mass of the water-absorbing resin (a2) The average particle size was 350 μm, and the water absorption performance with respect to pure water was 500 g / g.
ここで、吸水性樹脂の純水に対する吸水性能は以下の方法で測定した。即ち、250メッシュのナイロンネット製でサイズが10cm×20cm、ヒートシール幅が5mm以内のティーバッグと純水とを準備し、吸水性樹脂をJIS標準篩いでふるい分けして30〜100メッシュの粒径のものを採取し、これを測定用試料とした。この測定用試料0.20gをティーバッグへ投入し、それを純水中にティーバッグの底から約15cmまで浸した。1時間放置後にティーバッグを引き上げ、垂直に吊るして15分間水切りして質量(Ag)を測定した。測定用試料を入れない空ティーバッグを使用して同様の操作を行い質量(Bg)を測定した。測定を各3回行って平均し、「吸水性能(g/g)=(A−B)/0.2」の式から純水に対する吸水性能を計算した。 Here, the water absorption performance of the water absorbent resin with respect to pure water was measured by the following method. That is, a tea bag and pure water made of 250 mesh nylon net, 10cm x 20cm in size and within 5mm in heat seal width are prepared, and the water-absorbing resin is sieved with a JIS standard sieve to obtain a particle size of 30-100 mesh. Was collected and used as a sample for measurement. 0.20 g of this measurement sample was put into a tea bag, and it was immersed in pure water to about 15 cm from the bottom of the tea bag. After standing for 1 hour, the tea bag was pulled up, hung vertically, drained for 15 minutes, and the mass (Ag) was measured. The same operation was performed using an empty tea bag without a measurement sample, and the mass (Bg) was measured. The measurement was performed three times each and averaged, and the water absorption performance with respect to pure water was calculated from the formula of “water absorption performance (g / g) = (A−B) /0.2”.
このようにして準備した吸水性樹脂(a1)及び吸水性樹脂(a2)と、軽焼ドロマイト、消石灰、高炉スラグ微粉末のうちの1種からなるアルカリ性無機物との混合物を廃棄物固形化燃料用添加剤とし、この廃棄物固形化燃料用添加剤の添加量及び廃棄物固形化燃料用添加剤の構成成分を変更して、一般廃棄物から製造される廃棄物固形化燃料に添加し、発生するガス量を調査する試験を合計13回(本発明例1〜13)実施した。又、吸水性樹脂(a1)のみを廃棄物固形化燃料用添加剤として使用する試験も1回(本発明例14)実施した。 A mixture of the water-absorbing resin (a1) and the water-absorbing resin (a2) prepared in this manner and an alkaline inorganic substance composed of one of lightly burnt dolomite, slaked lime, and blast furnace slag fine powder is used for solid waste fuel. As an additive, the amount of waste solid fuel additive added and the components of the waste solid fuel additive are changed and added to the solid waste fuel produced from general waste. A total of 13 tests (Invention Examples 1 to 13) were conducted to investigate the amount of gas to be used. In addition, a test using only the water-absorbent resin (a1) as an additive for waste solidified fuel was conducted once (Example 14 of the present invention).
本発明例1〜12は、次のようにして行った。先ず、一般廃棄物から金属類やガラス類を除去し、乾燥して50mm以下のものを95質量%にした300gの一般廃棄物(水分:約7質量%)に水を添加し、一般廃棄物の水分を35質量%に調整した。次に、吸水性樹脂(a1)又は吸水性樹脂(a2)の何れか1種と、軽焼ドロマイト、消石灰、高炉スラグ微粉末のうちの何れか1種との混合物からなる廃棄物固形化燃料用添加剤を、水分を35質量%に調整した一般廃棄物と共に20リットルのプラスチック製円筒容器に投入し、2軸ローラー上で約60rpmで1分間混合した。その後、この混合物を、内径10cmの円筒金型に装填し、蓋及び押し型をセットした上で、1軸圧縮装置を用いて一般的な廃棄物固形化燃料の嵩密度である0.5〜0.6g/cm3 になるように成形し、直径10cm、高さ6〜8cmの円柱状体試料とした。 Invention Examples 1 to 12 were performed as follows. First, water is added to 300 g of general waste (water content: about 7% by mass) after removing metals and glass from general waste and drying to 95% by mass of 50 mm or less. Was adjusted to 35% by mass. Next, waste solidified fuel comprising a mixture of any one of the water-absorbent resin (a1) or the water-absorbent resin (a2) and any one of light-burned dolomite, slaked lime, and blast furnace slag fine powder The additive was put into a 20 liter plastic cylindrical container together with general waste whose water content was adjusted to 35% by mass, and mixed on a biaxial roller at about 60 rpm for 1 minute. Thereafter, this mixture is loaded into a cylindrical mold having an inner diameter of 10 cm, a lid and a pressing mold are set, and a bulk density of a general waste solidified fuel is set to 0.5 to 1 using a uniaxial compression device. It was molded to 0.6 g / cm 3 to obtain a cylindrical body sample having a diameter of 10 cm and a height of 6 to 8 cm.
この円柱状体試料を10リットルのテドラバックに入れ、予め、バック内を吸引後、空気3リットルを注入し、密封し30℃で35日間保存した。35日間保存後のテドラバック中のメタンガス等の可燃性ガス濃度をポータブル可燃性ガス検出器(コスモス電機社製、XP−316A:測定範囲0〜5体積%)で測定した。アンモニアガス濃度は、ガス検知管(JIS−K0804、ガステック社製)で測定した。 This cylindrical sample was put in a 10 liter Tedoraba bag, and after sucking the bag, 3 liters of air was injected, sealed, and stored at 30 ° C. for 35 days. The concentration of flammable gas such as methane gas in the tedra bag after storage for 35 days was measured with a portable flammable gas detector (manufactured by Cosmos Electric Co., Ltd., XP-316A: measurement range 0 to 5% by volume). The ammonia gas concentration was measured with a gas detector tube (JIS-K0804, manufactured by Gastec Corporation).
本発明例13は、以下のようにして行った。本発明例13は軽焼ドロマイトの粒子表面に吸水性樹脂(a1)を被覆した試験である。先ず、吸水性樹脂(a1)300g及び軽焼ドロマイト粉末1500gを容量10リットルのヘンシェルミキサーに投入して周速40m/minで5分間混合し、軽焼ドロマイトの粒子表面に吸水性樹脂(a1)が被覆された廃棄物固形化燃料用添加剤を製造した。次に、一般廃棄物から金属類やガラス類を除去し、乾燥して50mm以下のものを95質量%にした300gの一般廃棄物(水分:約7質量%)に水を添加し、一般廃棄物中の水分を35質量%に調整した。その後、吸水性樹脂(a1)0.3gと軽焼ドロマイト1.5gとの混合物からなる廃棄物固形化燃料用添加剤1.8gを、水分を35質量%に調整した一般廃棄物と共に20リットルのプラスチック製円筒容器に投入し、2軸ローラー上で約60rpmで1分間混合した。その後、この混合物を本発明例1〜12と同一の成形条件で成形し、同一条件で保存した後にガス濃度測定を実施した。 Invention Example 13 was carried out as follows. Invention Example 13 is a test in which light-absorbing resin (a1) was coated on the surface of lightly burned dolomite particles. First, 300 g of water-absorbing resin (a1) and 1500 g of light-burning dolomite powder are put into a 10-liter Henschel mixer and mixed for 5 minutes at a peripheral speed of 40 m / min. The additive for waste solidified fuel was manufactured. Next, remove metals and glass from general waste, add water to 300 g of general waste (moisture: approx. The moisture in the product was adjusted to 35% by mass. Thereafter, 1.8 g of additive for waste solidified fuel consisting of a mixture of 0.3 g of water-absorbing resin (a1) and 1.5 g of light-burned dolomite is mixed with 20 liters of general waste whose water content is adjusted to 35% by mass. Was put into a plastic cylindrical container and mixed on a biaxial roller at about 60 rpm for 1 minute. Thereafter, this mixture was molded under the same molding conditions as those of Invention Examples 1 to 12, and stored under the same conditions, and then the gas concentration was measured.
本発明例14は、以下のようにして行った。本発明例14は吸水性樹脂(a1)のみを使用した試験である。先ず、一般廃棄物から金属類やガラス類を除去し、乾燥して50mm以下のものを95質量%にした300gの一般廃棄物(水分:約7質量%)に水を添加して一般廃棄物中の水分を35質量%に調整した。水分を35質量%に調整した一般廃棄物を容量10リットルのヘンシェルミキサーに投入し、周速40m/minで運転しながら吸水性樹脂(a1)0.3gを投入し、投入した後5分間混練した。その後、この混合物を本発明例1〜12と同一の成形条件で成形し、同一条件で保存した後にガス濃度測定を実施した。 Invention Example 14 was carried out as follows. Invention Example 14 is a test using only the water absorbent resin (a1). First, remove metals and glass from general waste, add water to 300 g of general waste (moisture: about 7% by mass) that is dried to 95% by mass of 50 mm or less, and dispose of general waste The water | moisture content in was adjusted to 35 mass%. General waste whose water content is adjusted to 35% by mass is put into a Henschel mixer with a capacity of 10 liters, and 0.3 g of the water absorbent resin (a1) is put in while operating at a peripheral speed of 40 m / min. did. Thereafter, this mixture was molded under the same molding conditions as those of Invention Examples 1 to 12, and stored under the same conditions, and then the gas concentration was measured.
又、比較のために、廃棄物固形化燃料用添加剤を添加しない試験(比較例1)、吸水性樹脂を添加せずに消石灰のみを添加した試験(比較例2)、及び、吸水性樹脂を添加せずに軽焼ドロマイト及び消石灰を添加した試験(比較例3)も実施した。比較例1〜3では、その他の条件は本発明例と同一にした。表1に、本発明例1〜14及び比較例1〜3における廃棄物固形化燃料用添加剤の添加量及び廃棄物固形化燃料用添加剤の構成成分を示し、表2に、35日間保存後のテドラバック中のメタンガス濃度及びアンモニアガス濃度の調査結果を示す。 For comparison, a test in which the additive for waste solidified fuel is not added (Comparative Example 1), a test in which only the slaked lime is added without adding the water absorbent resin (Comparative Example 2), and the water absorbent resin A test (Comparative Example 3) in which light-burned dolomite and slaked lime were added without adding was also carried out. In Comparative Examples 1 to 3, other conditions were the same as those of the present invention. Table 1 shows the added amount of the waste solidified fuel additive and the constituents of the waste solidified fuel additive in Invention Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 3, and Table 2 shows storage for 35 days. The investigation results of the methane gas concentration and ammonia gas concentration in the later tedra bag are shown.
表1及び表2に示すように、吸水性樹脂粉末と軽焼ドロマイトとを併用した本発明例1〜7では、廃棄物固形化燃料を入れたテドラバック内のメタンガス濃度は0.10体積%〜0.20体積%であり、何も添加していない比較例1におけるメタンガス濃度の2/9〜4/9に減少し、又、消石灰のみを添加した比較例2におけるメタンガス濃度の2/7〜4/7に減少した。又、本発明例1〜7では、腐敗臭を増加させるアンモニアの発生はなく、嫌気性の分解反応が抑制されたことで、廃棄物固形化燃料の腐敗によるメタンガスの発生が抑制されていることが確認できた。 As shown in Tables 1 and 2, in Examples 1 to 7 of the present invention in which the water-absorbent resin powder and light-burned dolomite were used in combination, the methane gas concentration in the tedra bag containing the waste solidified fuel was 0.10% by volume to It is 0.20 vol%, and decreases to 2/9 to 4/9 of the methane gas concentration in Comparative Example 1 in which nothing is added, and 2/7 to methane gas concentration in Comparative Example 2 in which only slaked lime is added. Reduced to 4/7. Further, in Examples 1 to 7 of the present invention, there is no generation of ammonia that increases the odor of spoilage, and anaerobic decomposition reaction is suppressed, so that generation of methane gas due to spoilage of solid waste fuel is suppressed. Was confirmed.
吸水性樹脂粉末と消石灰とを併用した本発明例8〜10では、メタンガス濃度は0.10体積%〜0.20体積%であり、且つ腐敗臭を増加させるアンモニアの発生はなく、又、吸水性樹脂と高炉スラグ微粉末とを併用した本発明例11〜12では、メタンガス濃度は0.10体積%〜0.15体積%であり、且つ腐敗臭を増加させるアンモニアの発生はなかった。又、軽焼ドロマイト表面に吸水性樹脂を被覆した本発明例13では、メタンガス濃度が0.05体積%であり、腐敗臭を増加させるアンモニアの発生はなく、吸水性樹脂(a1)のみを使用した本発明例14では、メタンガス濃度が0.20体積%であり、腐敗臭を増加させるアンモニアの発生はなかった。このように、本発明例8〜14も、本発明例1〜7と同様、比較例に比べて大幅にメタンガスの発生を抑制できることが確認できた。 In the present invention examples 8 to 10 in which the water-absorbent resin powder and slaked lime are used in combination, the methane gas concentration is 0.10 vol% to 0.20 vol%, and there is no generation of ammonia that increases the rot odor. In Invention Examples 11 to 12 in which the basic resin and the blast furnace slag fine powder were used in combination, the methane gas concentration was 0.10% by volume to 0.15% by volume, and there was no generation of ammonia that increased the rot odor. Further, in Example 13 of the present invention in which the surface of the lightly burnt dolomite was coated with a water-absorbent resin, the methane gas concentration was 0.05% by volume, no ammonia was generated to increase the odor, and only the water-absorbent resin (a1) was used. In Example 14 of the present invention, the methane gas concentration was 0.20% by volume, and there was no generation of ammonia that increased the odor of spoilage. Thus, it was confirmed that the inventive examples 8 to 14 can significantly suppress the generation of methane gas as compared with the comparative examples, similarly to the inventive examples 1 to 7.
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