JPH0975890A

JPH0975890A - 石炭灰の処理方法

Info

Publication number: JPH0975890A
Application number: JP7231146A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kai; 敏雄貝; Toshikuni Sera; 俊邦世良; Hiroshi Fujita; 浩藤田; Yoshimasa Fujiwara; 祥正藤原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】石炭焚ボイラから排出される石炭灰及び加圧
流動床ボイラから排出される酸化カルシウム含有石炭灰
の減容埋立処理方法に関する。【解決手段】（１）石炭焚ボイラから排出される石炭
灰を加圧成形機で粒径を１０〜６０ｍｍに圧密成形し、
該成形物をそのまゝあるいは破砕して粒径を石炭灰の数
十〜数百倍に調整したもの、もしくは両者混合物を石炭
灰と混合して埋立てる石炭灰の処理方法及び（２）加圧
流動床石炭焚ボイラから排出されるＣａＯを７重量％以
上含有する石炭灰を加圧成形機で粒径を１０〜６０ｍｍ
に圧密成形し、該成形物をそのまゝあるいは破砕して粒
径を該石炭灰の数十〜数百倍に調整したもの、もしくは
両者混合物を、該石炭焚ボイラから排出される石炭灰及
び／又は土砂類と混合して埋立てるＣａＯ含有石炭灰の
処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は石炭焚火力発電設備
の石炭焚ボイラから排出される石炭灰及び加圧流動床複
合発電設備の加圧流動床ボイラから排出される酸化カル
シウム含有石炭灰の減容埋立処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭焚火力発電設備の石炭焚ボイラから
排出される灰分としては、火炉の底に溜まる炉底灰（ク
リンカアッシュ）、燃焼経路に溜まるシンダーアッシ
ュ、電気集塵機に捕集されるフライアッシュの３種類が
あり、粒径はこの順に小さくなる。この内、クリンカア
ッシュ、シンダーアッシュは比較的発生量が少なく、路
盤材としての有効利用が図られているが、最も発生量の
多いフライアッシュについては、その特性を活かしてフ
ライアッシュセメント、セメント原料、道路路盤材、地
盤改良材、土木工事用、人工軽量骨材、建材ボード用等
に有効利用されているものの、全排出量の半分以上は埋
立て処分されている。

【０００３】埋立てに際しては管理型処分場に投棄する
ことが義務付けられており、輸送費用の削減を図るため
に、通常発生場所の近くに設置され、陸上部あるいは海
面投棄されている。埋立処分場の確保は年々困難になっ
ており、管理型処分場の建設コストもかなりの高額とな
る上に、陸上部の埋立では埋立て作業時の灰飛散防止対
策として、土砂と交互に盛土しながら転圧により締固め
る方式が採用されて、作業環境は改善されているが、土
砂投棄分だけ可処分量が削減されるので、埋立処分場の
使用期間がそれだけ短縮されることになる。

【０００４】そこで最近では臨海部に立地する石炭火力
発電所の大部分では、水中埋立て方式が採用されるよう
になってきた。水中埋立て方式としては、水流式、乾灰
式、打設式がある。しかし、灰の比重が土砂に比べて小
さいため、無計画に埋立てると密度が０．６〜１．０程
度の低密度地盤となり、地震時の液状化現象の危険性が
大きくなる。いずれにしても埋立て処分が可能な場所は
漸減しつつあり、新設火力発電所の設置計画の支障を来
す場合が多くなりつつあり、埋立て処分効率化のニーズ
は潜在的に高い状況にある。さらに石炭灰の減容処理法
としては、１５００℃以上の高温で溶融させて、冷却し
てスラグ化して埋立てる方法もあるが、高温で溶融させ
る処理コストが膨大になり、実用に供するには経済性に
難がある。

【０００５】一方、廃棄物の減量、廃棄コスト削減及び
環境保護の観点から、種々の有効再利用・資源化技術が
検討されているが、前述の種々の有効利用法も、その実
態は輸送・処理コストの負担と利用価値を対比すると、
輸送・処理コストの負担が上回る事例が殆どであり、必
ずしも有効利用されているとは言い難い状況にある。

【０００６】また、加圧流動床複合発電設備は加圧流動
床ボイラで石炭と石灰石を混合した燃料を加圧下で燃焼
させ、発生した蒸気で蒸気タービンを回して発電すると
共に、ボイラから出る排ガスでガスタービンを回して電
力を発生する複合発電設備である。ボイラ内の燃焼温度
が８５０℃前後と低いため、既存の火力発電に比べ、Ｓ
Ｏｘ、ＮＯｘの排出量を少なくできることと、熱効率が
４０〜４２％と高いのが特徴である。このため、各電力
会社においては電源の多様化、環境対策などに着目し
て、本発電設備の実用化へと推進中である。

【０００７】加圧流動床ボイラから排出される石炭灰に
はＣａＯ（生石灰）が７〜３０重量％含有されているた
めに、水に接触すると硬化する性質（自硬性）があり、
この自硬性を利用して路盤材などへの有効利用の研究が
実施され始めた段階である。しかし、排出された石炭灰
の全排出量が有効利用されることはなく、一部は必ず埋
立処分されるにもかかわらず、石炭灰の埋立処分技術は
前述したように未だ確立されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】石炭焚ボイラから発生
する廃棄物の内、最も発生量が多い石炭灰の処分につい
ては、その大半が埋立てられており、処分コストの低減
化技術は依然として潜在化している。埋立で現在採用さ
れている方式は高濃度スラリ方式（打設式）の埋立密度
は１．０ｔ／ｍ³以下であり、陸上部の転圧埋立方式で
は１．３ｔ／ｍ³以下である。しかも陸上部の転圧埋立
方式では、石炭灰の飛散防止対策として土砂を交互に盛
土するため、埋立可能量が半減し処分場の使用期間が短
くなる弊害がある。又、水中埋立て方式は石炭灰に水を
分割添加し、高密度スラリにして水底から打設・埋立て
るので、埋立物から水分が除去されて、乾土になるまで
にかなりの時間を要する弊害があり、これらに代わる安
価な埋立処理技術が求められている。

【０００９】また、加圧流動床ボイラから排出されるＣ
ａＯ含有石炭灰の埋立ても管理型処分場に投棄すること
が義務付けられている。これら石炭灰をそのまゝ埋立て
処分すると、灰中に多量に含有するＣａＯが雨水と反応
し、ＣａＯの自硬性作用により、埋立て地盤が硬化しや
すくなり、地盤強度の強弱差が生じる問題がある。この
ため、埋立て地盤の均質化あるいは基礎杭打ち工事がで
きず、埋立て処分場の有効利用が図れない。なお、前述
した石炭焚ボイラから排出される石炭灰は自硬性がない
ので、埋立て地盤への杭打工事は差程問題にはならな
い。

【００１０】本発明は上記技術水準に鑑み、石炭焚火力
発電設備の石炭焚ボイラから排出される石炭灰及び加圧
流動床複合発電設備の加圧流動床ボイラから排出される
ＣａＯ混入石炭灰の合目的な処理方法を提供しようとす
るものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために下記の構成を採るものである。

【００１２】（１）石炭焚ボイラから排出される石炭灰
を加圧成形機で粒径を１０〜６０ｍｍに圧密成形し、該
成形物をそのまゝあるいは破砕して粒径を石炭灰の数十
〜数百倍に調整したもの、もしくは両者混合物を石炭灰
と混合して埋立てることを特徴とする石炭灰の処理方
法。

【００１３】（２）石炭焚ボイラから排出される石炭灰
に消石灰、石膏、粘土またはセメントのうちの少なくと
も１種を２〜１０重量％添加混合して加圧成形機で圧密
成形することを特徴とする上記（１）記載の石炭灰の処
理方法。

【００１４】（３）成形物あるいは該成形物の破砕物も
しくは両者混合物を４０〜８０重量％になるように石炭
灰と混合することを特徴とする上記（１）または（２）
記載の石炭灰の処理方法。

【００１５】（４）加圧流動床ボイラから排出されるＣ
ａＯを７重量％以上含有する石炭灰を加圧成形機で粒径
を１０〜６０ｍｍに圧密成形し、該成形物をそのまゝあ
るいは破砕して粒径を該石炭灰の数十〜数百倍に調整し
たもの、もしくは両者混合物を、石炭焚ボイラから排出
される石炭灰及び／又は土砂類と混合して埋立てること
を特徴とするＣａＯ含有石炭灰の処理方法。

【００１６】（５）成形物あるいは該成形物の破砕物、
もしくは両者混合物を４０〜８０重量％になるように、
石炭焚ボイラから排出される石炭灰及び／又は土砂類と
混合することを特徴とする上記（４）記載のＣａＯ含有
石炭灰の処理方法。

【００１７】（作用）上記（１）〜（３）の手段によ
り、石炭灰自体が圧密された成形物になり、成形物ある
いはその破砕物もしくは両者混合物と石炭灰を混合して
埋立てることにより、埋立地の地盤密度は石炭灰だけを
埋立てる場合より大きくなり、埋立て時の作業環境の改
善に繋がる。更に石炭灰飛散防止対策として実施されて
いる散水頻度の減少、積層覆土される土砂の減量及び有
効埋立量の増加などの効果が期待される。

【００１８】また、上記（４），（５）の手段により、
ＣａＯを多量に含有する石炭灰により成形した硬質の圧
密成形物あるいはその破砕物、もしくは両者混合物と石
炭灰及び／又は土砂類を混合して埋立処分することによ
り埋立地盤への鉄筋コンクリート杭打工事を可能とした
埋立処分方法が提供され、更に、埋立地の地盤密度を大
きくすることができ、有効埋立量の増加などの効果が期
待される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例をあげ、本発
明の効果を明らかにする。

【００２０】（実施例１）本発明の石炭焚ボイラから排
出される石炭灰の処理法の実施態様の一例を図１に示
す。電気集塵機で捕集された石炭焚ボイラから排出され
る石炭灰（フライアッシュ）サイロ１、添加剤サイロ２
及び水タンク３から所定量を計量して、原料供給ライン
４により混練機５に供給され十分攪拌混練される。添加
剤としては、強度発現効果のある消石灰、石膏、粘土、
セメントなどの他、粘性を有する物質が適用でき、添加
量は２〜１０重量％が好ましい。添加水は成形後の乾燥
品の嵩密度を高めるためには少なくすべきであり、通常
２〜８重量％添加される。

【００２１】次に、この混練物６は加圧成形機７に供給
され、２つのロール８が内回りで回転する間隙を、圧力
をかけながら通過させることにより任意の形状に成形さ
れる。スムースロールを使用するコンパクティングマシ
ンでは板状の成形物が得られ、アーモンド型、ピロー
型、レンズ型等のロールを使用するブリケッティングマ
シンではブリケット状の成形物が得られる。ロールの間
隙は数ｍｍに設定され、その隙間が狭くなるにつれて成
形性が困難になるが、ここではできるだけ圧密の成形物
とするために１．０ｍｍに設定し、ロール支持圧力は１
７０ｋｇ／ｃｍ²とした。このようにして得られた加圧
成形物９は養生設備１０にて強度を出すために風乾した
り、適切な湿分雰囲気下で任意の時間養生する。そして
板状の成形物の場合には一体成形品としての形状保持が
困難なため、解砕機１１にて、０．１ｍｍオーダーから
数ｍｍオーダーのサイズに破砕する。このサイズは原料
のフライアッシュの平均粒径の数十〜数百倍に相当して
おり、解砕機１１としては、ハンマークラッシャー、グ
ラニュレータ、ジョークラッシャー、ロールクラッシャ
ー等の各種型式の破砕機が適用できるが、ここではグラ
ニュレータを使用した。これに対して、ブリケット状の
成形物は１０〜６０ｍｍの任意のサイズに圧密成形でき
るので、そのままフライアッシュ成形物１６として利用
できる。この場合には解砕機１１を省略して、直接篩１
３に供給して、ブリケット状のフライアッシュ成形物１
６とそれ以外（１０ｍｍ以下）に篩い分ける。そして１
０ｍｍ以下の破砕物（Ａ）１５は原料供給ライン４に戻
されて、混合・再利用する。

【００２２】解砕機１１を通過した破砕物（Ｂ）１２は
篩１３で篩い分けられる。ここでは振動スクリーンを使
用して、スクリーン１３′の目開きを６．７ｍｍ、篩１
３は０．５ｍｍとし、所定サイズ（０．５〜６．７ｍ
ｍ）のフライアッシュ破砕物（Ｃ）１６を回収する。ス
クリーン１３′上に残った所定サイズより大きい破砕物
（Ｄ）１４は解砕機１１の前に戻されて再度破砕され
る。一方、篩１３を通過した所定サイズより小さい破砕
物（Ａ）１５は前述したように原料供給ライン４に戻さ
れて、混練機５で原料と一緒に混合、再利用される。以
上のようにして、フライアッシュを圧密成形した成形物
９あるいは破砕物（Ｃ）１６が取得できる。

【００２３】以下に消石灰を添加剤とした場合の実施態
様例について説明する。フライアッシュ原料は石炭焚火
力発電所の電気集塵機で捕集された平均粒径：１４μ
ｍ、ブレーン値：３，９５０ｃｍ²／ｇの性状を有する
もので、消石灰は市販品を用いた。成形物の成形条件は
フライアッシュへの消石灰添加量を変化させると共に、
水分を５重量％添加して、図１の試験設備にて各ロール
サイズのフライアッシュ成形物９及びその破砕物（Ｃ）
１６を取得した。なお、無添加剤の成形物９は極めて脆
く、添加剤が必要であった。

【００２４】次に、フライアッシュにフライアッシュ成
形物９あるいは破砕物（Ｃ）１６の混合比率を変えてよ
く混合し、アクリル製容器（径：２００ｍｍ×高さ：５
００ｍｍ）に充填して、嵩密度測定用試料とした。嵩密
度の測定は粒状の触媒や吸着剤の嵩密度測定に常用され
ているタッピングマシンと同機構を有する試験機を試作
して本試験に用いた。この方法は一定速度で上下に１０
分間振とうさせて、その時の容積と重量から嵩密度を求
めるものであり、振とう速度はストローク長：５０ｍｍ
で１５回／分に設定した。

【００２５】消石灰の添加量を変化させてスムース型
（成形寸法：厚さ約１ｍｍの破片）、アーモンド型（長
さ：２４ｍｍ×巾：１６ｍｍ）及びピロー型（長さ：３
２ｍｍ×巾：２８ｍｍ）にて圧密成型後、破砕して試作
した破砕物を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】また、表１の破砕物とフライアッシュとの
混合比率を変えて、嵩密度を測定した。測定結果を表２
に示し、消石灰５重量％添加品（Ｎｏ．２）を代表例と
して図２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】フライアッシュ単独での嵩密度は１．３１
ｇ／ｃｍ³であるが、破砕物添加率の増加と共に増加し
て、添加率が５０〜６０重量％で極大値約１．５ｇ／ｃ
ｍ³を示すことから、圧密成形した破砕物の充填は充填
密度の増加に効果があることが分かる。なお、添加量、
ロールの種類及び破砕物寸法の差は殆どなく、いずれも
添加率５０〜６０重量％で極大値を示した。

【００３０】次に、消石灰の添加量を変化させると共
に、アーモンド型の成形寸法（長さ：１０ｍｍ×巾：７
ｍｍ、２４ｍｍ×１６ｍｍ、６０ｍｍ×４０ｍｍ）を変
化させてフライアッシュ成形物を試作した成形物を表３
に示す。なお、表２の結果から嵩密度はロールの種類に
殆んど影響されないため、本試験ではピロー型は割愛し
た。

【００３１】

【表３】

【００３２】表３の成形物とフライアッシュとの混合比
率を変えて、嵩密度を測定した。測定結果を表４に示
す。

【００３３】

【表４】

【００３４】破砕物の嵩密度結果と同様に、成形物添加
率の増加と共に増加して、添加率が６０重量％で極大値
約１．５ｇ／ｃｍ³を示す。なお、成形物添加率７０重
量％では成形物が表面に露出し、測定不能であった。こ
れらの結果、圧密成形した成形物の充填は破砕物と同様
に充填密度の増加に効果があることが分かる。なお、成
形物寸法の差は嵩密度にほとんど影響しなかった。

【００３５】更に、消石灰５重量％を添加して圧密成形
した表３の成形物（Ｎｏ．１８）と、同成形物を解砕機
で破砕した表１の破砕物（Ｎｏ．６）及びフライアッシ
ュとを３種混合について、混合比率を変えて嵩密度を測
定した。測定結果を表５に示す。

【００３６】

【表５】

【００３７】表５より、成形物を６０重量％添加する
と、振とう時に成形物が表面に露出して測定不能となる
ので、成形物は５０重量％までとし、フライアッシュと
破砕物の混合比率を変えてみたが、いずれも２種混合の
嵩密度とほゞ同等となった。この結果から、フライアッ
シュ成形物の一部を破砕しないでも、混合埋立てできる
ようになるので、破砕作業を軽減する観点から有効にな
る。

【００３８】以上のように加圧成形機にて圧密成形した
成形物は成形物あるいは破砕物もしくは両者混合物をフ
ライアッシュに対して、４０〜８０重量％添加すること
により、嵩密度を大きくする効果があるが、成形物が多
くなると、充填物が表面に浮き出るので、４０〜６０重
量％の添加が望ましい。また、フライアッシュ成形物の
強度を上げるためには添加剤の添加が必要であり、添加
量を増やすと成形物は強くなるが、有価物の増量はその
購入コスト増と埋立て対象品であるフライアッシュ量の
実質減となることなどから考えると、消石灰の添加量は
２〜１０重量％であるが、好ましくは４〜６重量％であ
る。なお、後述する添加剤の石膏、粘土、セメントも消
石灰と同等の添加量が好ましい。

【００３９】（実施例２）以下に石膏を添加剤とした場
合の実施例について説明する。フライアッシュへの石膏
添加量を変化させると共に、水分５重量％を添加した混
練物を実施例１と同様にアーモンド型のフライアッシュ
成形物（成形寸法：長さ：２４ｍｍ×巾：１６ｍｍ）を
圧密成型した。石膏は湿式排煙脱硫装置からの副生石膏
を使用したが、成形物９の強度をより発見させるため
に、６０℃の飽和蒸気圧雰囲気の養生設備１０で３日間
養生させた。

【００４０】本試験では養生した成形物９及びその破砕
物（Ｃ）１６（寸法：０．５〜６．７ｍｍ）を用い、フ
ライアッシュとの混合比率を変えて、タッピングマシン
により嵩密度を測定した。２種及び３種混合の嵩密度測
定結果を表６に示す。フライアッシュ単独での嵩密度は
１．３１ｇ／ｃｍ³であるが、フライアッシュに破砕物
あるいは成形物を添加した２種混合及びフライアッシュ
に両者圧密成形物を混合した３種混合の嵩密度は実施例
１と同様に極大値が約１．５ｇ／ｃｍ³であった。この
ことから、圧密成形物の充填は充填密度の増加に効果が
あることが分かる。なお、石膏添加量を２〜１０重量％
に変化させても嵩密度には顕著な差が見られない。

【００４１】

【表６】

【００４２】（実施例３）以下に粘土を添加剤とした場
合の実施例について説明する。フライアッシュへの粘土
添加量を変化させると共に、水分５重量％を添加した混
練物を実施例１と同様に、アーモンド型のフライアッシ
ュ成形物（成形寸法：長さ：２４ｍｍ×巾：１６ｍｍ）
を圧密成型した。本試験では成形物９及びその破砕物
（Ｃ）１６（寸法：０．５〜６．７ｍｍ）を用い、フラ
イアッシュとの混合比率を変えて、タッピングマシンに
より嵩密度を測定した。２種及び３種混合の嵩密度測定
結果を表７に示す。実施例２と同様な傾向にあり、圧密
成形物の充填は充填密度の増加に効果があることが分か
る。

【００４３】

【表７】

【００４４】（実施例４）以下にセメントを添加剤した
場合の実施例について説明する。フライアッシュへのセ
メント添加量を変化させて、実施例３と同様に圧密成形
物を成形した。成形物９及びその破砕物（Ｃ）１６を用
い、フライアッシュとの混合比率を変えて、タッピング
マシンにより嵩密度を測定した。２種及び３種混合の嵩
密度測定結果を表８に示す。実施例２と同様な傾向にあ
り、圧密成形物の充填は充填密度の増加に効果があるこ
とが分かる。

【００４５】

【表８】

【００４６】（実施例５）加圧流動床ボイラから排出さ
れた代表的なＣａＯ含有石炭灰（以下、ＰＦＢＣ灰と呼
ぶ）２種類及び石炭焚ボイラの電気集塵機で捕集された
代表的な石炭灰（以下、フライアッシュと呼ぶ）の性状
分析結果を対比して表９に示す。

【００４７】

【表９】

【００４８】本発明の加圧流動床ボイラから排出される
ＰＦＢＣ灰の実施態様の１例を図３に示す。ＰＦＢＣ灰
サイロ１及び水タンク２から所定量を計量して、原料供
給ライン３から混練機４に供給され、十分攪拌混練され
る。ＰＦＢＣ灰にはＣａＯ化合物（ＣａＳＯ₄、ＣａＣ
Ｏ₃など）が多量に含有されているため、成形物の強度
発現用物質の添加は不要である。また、添加水は成形後
の成形物の嵩密度を高めるためには少なくすべきであ
り、５重量％とした。

【００４９】次に混練物５は加圧成形機６に供給され、
２つのロール７が内回りで回転する間隙を、圧力をかけ
ながら通過させることにより、任意の形状に成形され
る。スムース型ロールを使用するコンパクティングマシ
ンでは板状の成形物が得られ、アーモンド型、ピロー型
などのロールを使用するブリケッティングマシンではブ
リケット状の成形物が得られる。ロールの間隙は数ｍｍ
に設定され、その隙間が狭くなるにつれて成形性が困難
になるが、ここでもできるだけ隙間を小さくするために
１．０ｍｍに設定し、ロール支持圧力は１７０ｋｇ／ｃ
ｍ²とした。このようにして得られた加圧成形物８は必
要に応じてベルトコンベヤ９にて次の解砕機１０に送ら
れる。板状の成形物の場合には一体成形品としての形状
保持が困難なため、解砕機１０にて、石炭灰の数十から
数百倍のサイズに破砕する。解砕機１０としては、ハン
マークラッシャー、グラニュレータ、ジョークラッシャ
ー、ロールクラッシャー等の各種型式の破砕機が適用で
きるが、ここではグラニュレータを使用した。これに対
して、ブリケット状の成形物は１０〜６０ｍｍの任意の
サイズに圧密成形できるので、そのまゝＰＦＢＣ灰成形
物８として利用できる。この場合には解砕機を省略し
て、直接篩１２に供給して、ブリケット状のＰＦＢＣ灰
成形物８とそれ以外（１０ｍｍ以下）に篩分ける。そし
て１０ｍｍ以下の破砕物（Ａ）１４は原料供給ライン３
に戻されて、混合・再利用する。

【００５０】また、解砕機１０を通過した破砕物（Ｂ）
１１は篩１２で分けられる。ここでは振動スクリーンを
使用して、スクリーン１２′の目開きを６．７ｍｍ、篩
１２は０．５ｍｍとし、所定サイズ（０．５〜６．７ｍ
ｍ）のＰＦＢＣ灰破砕物（Ｃ）１５を回収する。スクリ
ーン１２′上に残った所定サイズより大きい破砕物
（Ｄ）１３は解砕機１０の前に戻されて再度破砕され
る。一方、篩１２を通過した所定サイズより小さい破砕
物（Ａ）１４は原料供給ライン３に戻されて混練機４で
原料と一緒に混合、再利用される。以上のようにして、
ＰＦＢＣ灰を圧密成形した成形物８あるいは破砕物
（Ｃ）１５が取得できる。

【００５１】以下に、上記方法にて圧密成形したＰＦＢ
Ｃ灰Ａ，Ｂの成形物８及びその破砕物（Ｃ）１５を用い
て、フライアッシュまた土砂にＰＦＢＣ灰成形物８ある
いは破砕物（Ｃ）１５の混合比率を変えてよく混合し、
実施例１において説明した方法によって嵩密度を測定し
た。

【００５２】ＰＦＢＣ灰Ａ及びＢにそれぞれ水５重量％
添加した混練物にスムース型（成形寸法：厚さ１ｍｍの
破片）、アーモンド型（長さ：２４ｍｍ×巾：１６ｍ
ｍ）及びピロー型（長さ：３２ｍｍ×巾：２８ｍｍ）に
て圧密成形後、破砕して試作した破砕物を表１０に示
す。

【００５３】

【表１０】表１０の破砕物とフライアッシュとの混合比率を変え
て、嵩密度を測定した。嵩密度測定結果を表１１に示
し、表１０のスムース型ロールによる破砕物（Ｎｏ．
４）を代表例として図４に示す。

【００５４】

【表１１】

【００５５】フライアッシュ単独での嵩密度は１．３１
ｇ／ｃｍ³であるが、破砕物添加率の増加と共に増加し
て、添加率が５０〜６０重量％で極大値約１．５ｇ／ｃ
ｍ³を示すことから、圧密成形した破砕物の充填は充填
密度の増加に効果があることが分かる。なお、ＣａＯ含
有量、ロールの種類及び破砕物寸法の差は殆んどなく、
いずれも添加率５０〜６０重量％で極大値を示した。

【００５６】次に、ＰＦＢＣ灰Ｂを用いてアーモンド型
の成型寸法（長さ：１０ｍｍ×巾：７ｍｍ、２４ｍｍ×
１６ｍｍ、６０ｍｍ×４０ｍｍ）を変化させてＰＦＢＣ
灰成形物を試作した成形物及びその成形物とフライアッ
シュとの混合比率を変えて、嵩密度を測定した。測定結
果を表１２に示す。なお、表１１の結果から嵩密度はロ
ール及びＰＦＢＣ灰の種類に殆んど影響されないため、
本試験ではピロー型及びＰＦＢＣ灰Ａは割愛した。

【００５７】

【表１２】破砕物の嵩密度測定結果（表１１）と同様に成形物添加
率の増加と共に増加して、添加率が６０重量％で極大値
１．５０〜１．５５ｇ／ｃｍ³を示す。なお、成形物添
加率７０重量％では成形物が表面に露出し、測定不能で
あった。これらの結果、圧密成形した成形物の充填は破
砕物と同様に、充填密度の増加に効果があることが分か
る。成形物寸法の差は嵩密度に大きくは影響しない。

【００５８】更に、ＰＦＢＣ灰Ｂを用いて圧密成形した
表１２の成形物（Ｎｏ．１４）と同成形物を解砕機で破
砕した表１１の破砕物（Ｎｏ．８）及びフライアッシュ
とを３種混合について、混合比率を変えて嵩密度を測定
した。測定結果を表１３に示す。

【００５９】

【表１３】

【００６０】成形物を６０重量％添加すると、振とう時
に成形物が表面に露出して測定不能となるので、成形物
は５０重量％までとし、フライアッシュと破砕物の混合
比率を変えてみたが、いずれも２種混合の嵩密度とほゞ
同等となった。この結果、ＰＦＢＣ灰成形物の一部を破
砕しないでも、混合埋立てできるようになるので、破砕
作業を軽減する観点から有効になる。

【００６１】一方、上記方法にて圧密成形したＰＦＢＣ
灰Ｂの成形物（表１２のＮｏ．１４）と同成形物を解砕
機で破砕した破砕物（表１０のＮｏ．８）及び代表的な
乾燥した建設汚泥とを３種混合について、混合比率を変
えて嵩密度を測定した。なお、土砂類とは建設汚泥、底
泥（ヘドロ）、鋳物砂の廃砂など自硬性のないものなら
ばこだわらない。嵩密度の測定結果を表１４に示す。な
お、本試験においては成形物あるいは破砕物と建設汚泥
の２種混合についても、嵩密度測定試験を実施した結
果、フライアッシュの２種混合とほゞ同一データが得ら
れたので、割愛した。

【００６２】

【表１４】フライアッシュとの３種混合データ（表１３）とほゞ同
等の測定結果が得られ、建設汚泥はフライアッシュの代
替材として充分適用可能であることを把握した。

【００６３】以上のように加圧成形機にて圧密成形した
ＰＦＢＣ灰成形物あるいは破砕物、もしくは両者混合物
をフライアッシュあるいは土砂類に対して、４０〜８０
重量％添加することにより、嵩密度を大きくする効果が
あるが、成形物が多くなると、充填物が表面に浮き出る
ので、４０〜６０重量％の添加が望ましい。また、成形
物寸法は１０〜６０ｍｍと変化させても、嵩密度には顕
著な影響を及ぼさないことも把握した。

【００６４】（実施例６）代表的なＰＦＢＣ灰成形物混
合比率を変えて、試験用埋立地盤を施工し、地盤の杭打
込み性を評価するために、コンクリート杭による簡易打
込み試験を実施した。地盤原料として、ＰＦＢＣ灰Ｂの
アーモンド型のブリケット成形物（サイズ：２４×１６
ｍｍ）を成形し、破砕物（０．５〜６．７ｍｍ）単味あ
るいは成形物と破砕物をフライアッシュと混合したが、
この混合比率はＮｏ．Ａ（破砕物／フライアッシュ＝６
０／４０）、Ｎｏ．Ｂ（破砕物／成形物／フライアッシ
ュ＝３０／５０／２０）、比較材としてＮｏ．Ｃ（ＰＦ
ＢＣ灰Ｂ＝１００）及びＮｏ．Ｄ（フライアッシュ＝１
００）を選定した。

【００６５】また、試験用埋立地盤の施工法として、鋼
製容器（面積：１０００ｍｍ²×高さ：１５００ｍｍ）
に地盤原料１０００ｋｇを投入後、鋳造工場の鋳型を製
作する振動テーブル上に積載して充填した。この場合の
嵩密度はＮｏ．Ａは１．５３ｇ／ｃｍ³、Ｎｏ．Ｂは
１．５７ｇ／ｃｍ³、Ｎｏ．Ｃは１．３３ｇ／ｃｍ³及
びＮｏ．Ｄは１．３０ｇ／ｃｍ³であった。なお、充填
後は充填容器上からそれぞれ２０重量％の水を散水し、
１０日間放置したものを試験用埋立地盤とした。

【００６６】次に、高層ビルなどの建設時には基礎地盤
強化のために鉄筋コンクリートあるいは鋼杭が打込まれ
るが、打込みにはドロップハンマー、蒸気ハンマー及び
ディーゼルハンマーなどが用いられている。本試験の簡
易杭打込み試験においてはドロップハンマーの真矢打ち
法を採用した。この方法は簡単なやぐらと真矢と称する
鉄棒とを用い、重錘の中心の孔を通して重錘のガイドと
し、鉄製の重錘をウィンチで巻き上げ、杭頭に自由落下
させて打込む。本試験では簡単なやぐらを組んで１００
ｋｇの重錘をウィンチにて巻き上げできるように設置す
ると共に、やぐら真下部に予じめ準備された試験用埋立
地盤の表面に先端部が円錘形の鉄筋コンクリート杭（寸
法：径１００×長さ１５００ｍｍ）を垂直にセット後、
重錘を落下させて該杭が鋼製容器の底部に到達するまで
の重錘落下回数を測定し、各埋立地盤の杭打ち性を評価
した。

【００６７】試験の結果、埋立地盤としたフライアッシ
ュ単味（Ｎｏ．Ｄ）の重錘落下回数は６回、破砕物を混
合した（Ｎｏ．Ａ）場合は５回及び未破砕物と破砕物の
３種混合した（Ｎｏ．Ｂ）場合は未破砕物の影響を受け
たために４回であった。これらに対して、ＰＦＢＣ灰単
味（Ｎｏ．Ｃ）の場合は地盤表面が著しく固化し、杭打
ち不能であった。以上の結果、本発明の自硬性のある硬
質のＰＦＢＣ灰成形物と軟質のフライアッシュを混合充
填した埋立地盤では鉄筋コンクリート杭の打込みが可能
であることが分かる。一方、建設汚泥については上記フ
ライアッシュと同等の混合比率とした試験用埋立地盤を
施工し、鉄筋コンクリート杭打込み試験を実施した結
果、フライアッシュと同様に、鉄筋コンクリート杭の打
込みが可能であることを確認した。

【００６８】

【発明の効果】

（１）本発明の石炭灰の処理方法は既存の乾式埋立処分
方法を経済性及び作業環境性の面から改善したものであ
る。本発明の採用により、処理費用負担を余り増大させ
ることなく、圧密成形品の埋立に伴う埋立密度の増加、
フライアッシュの飛散防止のために共用していた土砂類
の埋立不要による有効埋立量の増加が図られ、可処分量
の増加による処分場の延命化、及び埋立地盤強度の向
上、埋立作業環境改善などの効果が期待できる。（２）本発明の石炭灰の処理方法は加圧流動床ボイラか
ら排出されたＣａＯを多量に含有する石炭灰の埋立処分
方法を可能にしたものである。本発明の圧密成形品とフ
ライアッシュもしくは土砂類との混合埋立てにより、埋
立密度の増加による処分場の延命化及び埋立地盤強度の
向上などと共に、埋立地盤への杭打ち工事を可能にする
効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるフライアッシュ圧密
成形物とその破砕物の製造フロー図。

【図２】フライアッシュに消石灰を加えて圧密成形した
時の、圧密成形物の破砕物とフライアッシュの混合比率
を変えた場合の嵩密度測定結果を示す図表。

【図３】本発明の一実施例におけるＣａＯ含有フライア
ッシュ圧密成形物とその破砕物の製造フロー図。

【図４】ＣａＯ含有フライアッシュを圧密成形した時
の、圧密成形物の破砕物とフライアッシュの混合比率を
変えた場合の嵩密度測定結果を示す図表。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤原祥正広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石炭焚ボイラから排出される石炭灰を加
圧成形機で粒径を１０〜６０ｍｍに圧密成形し、該成形
物をそのまゝあるいは破砕して粒径を石炭灰の数十〜数
百倍に調整したもの、もしくは両者混合物を石炭灰と混
合して埋立てることを特徴とする石炭灰の処理方法。
【請求項２】石炭焚ボイラから排出される石炭灰に消
石灰、石膏、粘土またはセメントのうちの少なくとも１
種を２〜１０重量％添加混合して加圧成形機で圧密成形
することを特徴とする請求項１記載の石炭灰の処理方
法。
【請求項３】成形物あるいは該成形物の破砕物もしく
は両者混合物を４０〜８０重量％になるように石炭灰と
混合することを特徴とする請求項１または２記載の石炭
灰の処理方法。
【請求項４】加圧流動床ボイラから排出されるＣａＯ
を７重量％以上含有する石炭灰を加圧成形機で粒径を１
０〜６０ｍｍに圧密成形し、該成形物をそのまゝあるい
は破砕して粒径を該石炭灰の数十〜数百倍に調整したも
の、もしくは両者混合物を、石炭焚ボイラから排出され
る石炭灰及び／又は土砂類と混合して埋立てることを特
徴とするＣａＯ含有石炭灰の処理方法。
【請求項５】成形物あるいは該成形物の破砕物、もし
くは両者混合物を４０〜８０重量％になるように、石炭
焚ボイラから排出される石炭灰及び／又は土砂類と混合
することを特徴とする請求項４記載のＣａＯ含有石炭灰
の処理方法。