JP7415845B2 - 灰処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、灰処理方法に関する。

従来、水が溜められる貯留部に石炭灰等の廃棄物を投入して処理する処理方法が知られている。この種の技術が記載されているものとして例えば特許文献１～３がある。特許文献１には、スラリー流出口から石炭灰スラリーを凹部に流出させ、流出させた石炭灰スラリーの一部を溝部に沿って流しつつ、溝部内で石炭灰を沈降させる方法が記載されている。特許文献２には、埋立場の内部を複数に区劃し、各区劃中に有機系廃棄物を含む廃棄物を投棄することが記載されている。特許文献３には、焼却底灰を粒径が大きいものと小さいものとに分級し、それらを個別に埋め立てることが記載されている。

特開２０１９－１１８８６５号公報 特開昭６０－１１２９０８号公報 特開２００２－７９２０７号公報

ところで、石炭灰には比較的粒径が大きく堆積し易いクリンカと粒径が小さく水に浮遊し易いフライアッシュが含まれる。特許文献１に記載の灰処理方法は、スラリー流出口の位置を変更せずに石炭灰を貯留部に流出させているので、遠方に分散せずスラリー流出口の周辺に堆積し易い傾向があった。一方、特許文献２に記載の灰処理方法は、陸に近い方の区劃から順に１区劃毎に埋め立てているが、水に浮遊し遠方に分散し易いフライアッシュの埋め立てに対して改善の余地があった。特許文献３では、石炭灰の粒子を粒径が大きいものと小さいもので別々の埋立区画に処理しているが、２つの埋立区画が離れている。従来技術にはクリンカとフライアッシュを貯留部に効率よく均一に埋め立てる点で改善の余地があった。

本発明は、石炭灰を貯留部に効率よく均一に埋め立てることができる灰処理方法を提供することを目的とする。

本発明は、水が溜められる貯留部に石炭灰を処理する灰処理方法であって、前記貯留部を石炭灰のクリンカが処理される第１区画領域と石炭灰のフライアッシュが処理される第２区画領域に区画する区画工程と、前記第１区画領域の一側の岸から他側の岸の間に形成される複数の領域毎にクリンカを埋め立てる工程であって、前記第１区画領域の一側の領域からクリンカを送り、当該領域を石炭灰で埋め立てた後に、他側に隣接する領域へのクリンカの移送を開始するクリンカ移送工程と、平面視における前記第２区画領域の中心付近にフライアッシュを送るフライアッシュ移送工程と、を含む。

前記貯留部に石炭灰を所定の高さまで堆積させた後に、種子を含み植物が成長する植物成長層を石炭灰の上に形成する後処理工程を更に含む。

前記植物成長層は、種子が付いた網状部材である。

前記区画工程では、前記第１区画領域の前記一側の岸から前記他側の岸の間に形成される前記複数の領域を互いに区画する区画壁を形成する。

本発明によれば、石炭灰を貯留部に効率よく均一に埋め立てることができる灰処理方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態の灰処理方法が用いられる灰処理設備を示す平面図である。 本発明の一実施形態の灰処理方法によって貯留部の第１区画領域における石炭灰が処理される様子を示す側面図である。 本発明の一実施形態の灰処理方法によって貯留部の第２区画領域における石炭灰が処理される様子を示す側面図である。 本発明の変形例に係る灰処理方法が用いられる灰処理設備の第１区画領域を示す平面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る灰処理方法は、石炭火力発電所等から発生する石炭灰６を処理するための方法である。まず、本実施形態に係る灰処理方法が用いられる灰処理設備１について図１を参照しながら説明する。図１は灰処理設備１の平面図である。

石炭灰６は、主にクリンカ６１と、フライアッシュ６２に大別される。クリンカ６１は、石炭火力発電所のボイラ底部に落下した塊状の灰である。フライアッシュ６２は、石炭火力発電所における燃焼ガスとともに吹き上げられて電気集塵機等で回収された微粒子である。フライアッシュ６２は、その粒径がクリンカ６１に比べて小さく、クリンカ６１よりも多量に発生する。

図１に示すように、灰処理設備１は、貯留部１０と、移送管２０と、貯留部１０を区画する区画壁３０と、を含んで構成される。

貯留部１０は、石炭灰６を入れて埋め立てられる領域である。貯留部１０には、石炭灰６の飛散を防ぐために水が溜められる。本実施形態の貯留部１０は、陸地２と堤防３，４，５によって囲まれた海や湖の一部である。陸地２は貯留部１０の一側（図１では左側）の岸であり、堤防３は陸地２の反対側である他側（図１では右側）の岸である。堤防４，５は陸地２と堤防３の間を延びる堤防である。陸地２のある一側には、石炭灰６の供給源（図示省略）が設けられる。

貯留部１０は、区画壁３０によって第１区画領域１１と第２区画領域１２に区画される。区画壁３０は、平面視で堤防４と堤防５の間に形成され、貯留部１０の陸地２と堤防３の間を延びる。区画壁３０は、貯留部１０の底部から立設するように形成される。

区画壁３０の材料は特に限定されない。例えば、本実施形態に係る区画壁３０は、クリンカ６１とセメント等の固化材の混合物からなる。処理対象であるクリンカ６１を利用して区画壁３０を設けているので、区画壁３０の形成にかかる材料費の上昇を抑制できる。

図１に示すように、第１区画領域１１は、陸地２や堤防３，４、区画壁３０によって囲まれる領域である。第１区画領域１１では、石炭灰６のクリンカ６１が処理される。本実施形態に係る灰処理方法では、第１区画領域は３つの領域１１１，１１２，１１３毎にクリンカ６１が埋め立てられる。領域１１１は第１区画領域１１のうち陸地２に隣接し、領域１１３は堤防３に隣接し、領域１１２は領域１１１と領域１１３の間に位置する。

図１に示すように、第２区画領域１２は、陸地２や堤防３，５、区画壁３０によって囲まれる領域である。第２区画領域１２では、石炭灰６のフライアッシュ６２が処理される。本実施形態では、火力発電所からのフライアッシュ６２の発生量がクリンカ６１に比べて多いため、第２区画領域１２の方が第１区画領域１１よりもその体積が大きくなるように区画される。

貯留部１０には、第１区画領域１１の水位を調整する水位調整部８０を設けることが好ましい。本実施形態では、図１に示すように、第１区画領域１１における区画壁３０の近傍に第１区画領域１１の水位を調整する２つの水位調整部８０が設けられる。水位調整部８０は、全体として四角筒状に形成され、４つの側壁が貯留部１０の底部に対して直交するように立設される。４つの側壁のうち１つは高さが調整可能な側壁８１である。側壁８１は、複数の角落し材によって形成される。具体的には、複数の角落し材が水位調整部８０のガイド溝（図示せず）に差し込まれることで側壁８１が形成される。側壁８１の高さは、ガイド溝に差し込まれる角落し材の枚数に応じて変化する。

水位調整部８０は、側壁８１と対向する側壁から区画壁３０の下部を貫通し、第２区画領域１２側に延びる配管８２を備える。配管８２によって、水位調整部８０の内側と第２区画領域１２が連通する。配管８２は、第１区画領域１１側から第２区画領域１２側に向かって下り勾配を形成するように延びる。

移送管２０は、石炭灰６の供給源から貯留部１０に石炭灰６を移送するための２本の管である。移送管２０は、クリンカ移送管２１とフライアッシュ移送管２２を含む。

クリンカ移送管２１は、貯留部１０の第１区画領域１１の上方に設けられ、第１区画領域１１の一側の陸地２から他側の堤防３に向かって延びる。石炭灰６のクリンカ６１は、水と混合したスラリーの状態でクリンカ移送管２１内を流れ、クリンカ移送管２１の先端に設けられた送出口２１１から第１区画領域１１に送られる。貯留部１０への石炭灰６の処理が開始される前の状態では、送出口２１１は第１区画領域１１のうち陸地２に隣接する領域１１１の上方に位置する。

フライアッシュ移送管２２は、貯留部１０の第２区画領域１２の上方に設けられ、第２区画領域１２の一側の陸地２から他側の堤防３に向かって延びる。石炭灰６のフライアッシュ６２は、水と混合したスラリーの状態でフライアッシュ移送管２２内を流れ、フライアッシュ移送管２２の先端に設けられた送出口２２１から第２区画領域１２に送られる。フライアッシュ移送管２２の送出口２２１は、平面視で第２区画領域１２の中心付近に位置する。

次に、本実施形態に係る灰処理方法について図１から図３を参照しながら説明する。図２（Ａ）は第１区画領域１１の陸地２に隣接する領域１１１にクリンカ６１を送る様子を示す図、図２（Ｂ）は第１区画領域１１の中心付近に位置する領域１１２にクリンカ６１を送る様子を示す図、図２（Ｃ）は第１区画領域１１の堤防３に隣接する領域１１３にクリンカ６１を送る様子を示す図である。図３（Ａ）は第２区画領域１２にフライアッシュ６２を送る様子を示す図、図３（Ｂ）は第２区画領域１２の埋め立てが完了した状態を示す図である。

本実施形態に係る灰処理方法は、貯留部１０を第１区画領域１１と第２区画領域１２に区画する区画工程と、第１区画領域１１にクリンカ６１を送るクリンカ移送工程と、第２区画領域１２にフライアッシュ６２を送るフライアッシュ移送工程と、貯留部１０の第１区画領域１１の領域１１１，１１２，１１３のそれぞれに石炭灰６を堆積させた後や第２区画領域１２に石炭灰６を堆積させた後に、種子を含み植物が成長する植物成長層７０を形成する後処理工程と、を含む。

区画工程では、貯留部１０をクリンカ６１が処理される第１区画領域１１とフライアッシュ６２が処理される第２区画領域１２に区画する。具体的には、図１に示すように、貯留部１０の堤防４から堤防５の間に２つの領域が区画されるように陸地２と堤防３の間を延びる区画壁３０を形成する。上述の通り、区画壁３０はクリンカ６１とセメント等の固化材を混合して形成する。区画壁３０は、貯留部１０のうち半干陸部（波打ち際）に形成することが好ましい。区画壁３０を水深の深い位置に形成する場合は、矢板を用いて区画壁３０を形成することが好ましい。

図１に示すように、本実施形態では、第１区画領域１１における区画壁３０の近傍に２つの水位調整部８０を設ける。

区画壁３０や水位調整部８０を設けた後に、第１区画領域１１に水を送る。第１区画領域１１に送られた水が、水位調整部８０の側壁８１を超えると、配管８２を介して第２区画領域１２に水が流入する。第２区画領域１２の水位が第１区画領域１１の水位よりも低い状態では、第１区画領域１１の水位は側壁８１の高さを超えることはない。即ち、第１区画領域１１の水位は水位調整部８０のガイド溝への角落し材の抜き差しにより調整できる。

クリンカ移送工程では、水が溜められた第１区画領域１１にクリンカ６１を送り、第１区画領域１１の陸地２から堤防３の間に形成される複数の領域１１１，１１２，１１３毎にクリンカ６１を埋め立てる。クリンカ移送工程の詳細について図２（Ａ）から図２（Ｃ）を参照しながら説明する。

まず、図２（Ａ）に示すように、第１区画領域１１の領域１１１の上方に位置するクリンカ移送管２１の送出口２１１からスラリー状のクリンカ６１を領域１１１に送る。このとき、クリンカ６１が第１区画領域１１の水面から露出して飛散しないように重機で均しながらクリンカ６１を堆積させる。陸地２は重機で作業を行うための足場となる。

図２（Ｂ）に示すように、クリンカ６１を領域１１１の所定の高さまで堆積させた後に、後処理工程が行われ、領域１１１の埋立が完了する。後処理工程では、クリンカ６１が飛散しないように植物成長層７０を領域１１１に堆積したクリンカ６１の上に形成する。

図２（Ｂ）に示すように、領域１１１をクリンカ６１で埋め立てた後に、クリンカ移送管２１の送出口２１１が領域１１２の上方に位置するようにクリンカ移送管２１を延ばす。そして、送出口２１１からスラリー状のクリンカ６１を領域１１２に送る。このとき、クリンカ６１が第１区画領域１１の水面から露出して飛散しないように重機で均しながらクリンカ６１を堆積させる。クリンカ６１で埋め立てられた領域１１１は重機で作業を行うための足場となる。

図２（Ｃ）に示すように、クリンカ６１を領域１１２の所定の高さまで堆積させた後に、後処理工程が行われて領域１１２の埋立が完了する。即ち、クリンカ６１が飛散しないように植物成長層７０を領域１１２に堆積したクリンカ６１の上に形成する。

図２（Ｃ）に示すように、領域１１２をクリンカ６１で埋め立てた後に、クリンカ移送管２１の送出口２１１が領域１１３の上方に位置するようにクリンカ移送管２１を延ばす。そして、送出口２１１からスラリー状のクリンカ６１を領域１１３に送る。このとき、クリンカ６１が第１区画領域１１の水面から露出して飛散しないように重機で均しながらクリンカ６１を堆積させる。クリンカ６１で埋め立てられた領域１１１，１１２は重機で作業を行うための足場となる。

クリンカ６１を領域１１３の所定の高さまで堆積させた後に、植物成長層７０を領域１１３に堆積したクリンカ６１の上に形成し、第１区画領域１１全体の埋立が完了する。

本実施形態に係るクリンカ移送工程では、堆積し易いクリンカ６１を第１区画領域１１の一側の領域１１１から他側の領域１１３に向かって領域１１１，１１２，１１３毎に埋め立てられる。これにより、クリンカ６１で埋め立てた領域１１１を足場として利用し、隣接する領域１１２の埋立作業に重機を使用できる。例えば、クリンカ６１が領域１１２のうち送出口２１１の下方付近に偏って堆積しても、重機でクリンカ６１を均すことができる。よって、第１区画領域１１が均一になるように効率的にクリンカ６１で埋め立てることができる。

フライアッシュ移送工程では、水が溜められた第２区画領域１２にフライアッシュ６２を送る。具体的には、図３（Ａ）に示すように、第２区画領域１２の中心付近の上方に位置するフライアッシュ移送管２２の送出口２２１からスラリー状のフライアッシュ６２を第２区画領域１２の中心付近に送る。

図３（Ａ）に示すように、フライアッシュ移送管２２から第２区画領域１２に送られたフライアッシュ６２は、その粒径が小さいので、第２区画領域１２の中心付近から水に浮遊しながら八方に分散される。

図３（Ｂ）に示すように、フライアッシュ６２を第２区画領域１２の所定の高さまで堆積させた後に、後処理工程を行い、第２区画領域１２の埋立が完了する。即ち、フライアッシュ６２が飛散しないように植物成長層７０を第２区画領域１２の上に形成する。植物成長層７０では、その下に堆積された石炭灰６が肥料となり、種子が発芽して植物が成長する。本実施形態に係る植物成長層７０は、種子が付いた網状部材であり、石炭灰６上に敷かれる。

本実施形態のフライアッシュ移送工程では、フライアッシュ６２を第２区画領域１２の中心付近に送る。これにより、粒径が小さいフライアッシュ６２が第２区画領域の中心付近から全体に水に浮遊しながら拡散される。よって、フライアッシュ６２を第２区画領域１２に流入させる位置を変更せずに第２区画領域１２が均一になるように効率的にフライアッシュ６２で埋め立てることができる。

また、クリンカ移送工程及びフライアッシュ移送工程における石炭灰６を堆積させる所定の高さは区画壁３０と略同じ高さであることが好ましい。これにより、貯留部１０全体をより均一に埋め立てることができる。

次に、上記実施形態の変形例に係る灰処理方法について説明する。図４は変形例に係る灰処理方法が用いられる灰処理設備１Ａの第１区画領域１１Ａを示す図である。なお、上記実施形態と同様の構成については、同様の符号を付してその説明を省略する場合がある。

灰処理設備１Ａは、貯留部１０と、クリンカ移送管２１と、フライアッシュ移送管２２と、区画壁３０と、を含んで構成される。貯留部１０は、区画壁３０によって第１区画領域１１と第２区画領域１２に区画される。本実施形態では、第２区画領域１２の方が第１区画領域１１Ａよりもその体積が大きくなるように区画される。

灰処理設備１Ａは、第１区画領域１１の構成が灰処理設備１と主に異なる。灰処理設備１Ａでは灰処理設備１と同様に第１区画領域１１Ａの陸地２から堤防３の間に領域１１１，１１２，１１３が形成される。灰処理設備１Ａでは、領域１１１，１１２，１１３が互いに区画されるように区画壁３１，３２が形成される。区画壁３１，３２は、貯留部１０の底部から立設するように形成される。

図４に示すように、区画壁３１，３２は区画壁３０から堤防４の間を延びるように間隔を空けて形成される。また、区画壁３１は区画壁３２よりも一側に位置する。区画壁３１，３２によって第１区画領域１１は、陸地２と区画壁３１の間に形成される領域１１１と、区画壁３１と区画壁３２の間に形成される領域１１２と、区画壁３２と堤防３の間に形成される領域１１３に区画される。また、領域１１１や領域１１２、領域１１３における区画壁３０の近傍には、水位調整部８０が設けられる。

変形例の灰処理方法は、区画工程が上記実施形態の灰処理方法と異なる。即ち、変形例の区画工程では、貯留部１０を第１区画領域１１と第２区画領域１２に区画するための区画壁３０を形成するとともに、第１区画領域１１の陸地２から堤防３に形成される領域１１１，１１２，１１３を区画するように区画壁３１，３２を形成する。

以上説明した実施形態に係る灰処理方法によれば、以下のような効果を奏する。

本発明の実施形態に係る灰処理方法は、水が溜められる貯留部１０に石炭灰６を処理する灰処理方法であって、貯留部１０を石炭灰６のクリンカ６１が処理される第１区画領域１１と石炭灰６のフライアッシュ６２が処理される第２区画領域１２に区画する区画工程と、第１区画領域１１の一側の陸地２から他側の堤防３の間に形成される複数の領域１１１，１１２，１１３毎にクリンカを埋め立てる工程であって、第１区画領域１１の一側の領域１１１からクリンカ６１を送り、領域１１１をクリンカ６１で埋め立てた後に、他側に隣接する領域１１２へのクリンカ６１の移送を開始するクリンカ移送工程と、平面視における第２区画領域１２の中心付近にフライアッシュ６２を送るフライアッシュ移送工程と、を含む。

これにより、堆積し易いクリンカ６１は第１区画領域１１の一側の陸地２から他側の堤防３に向かって順に埋め立てられ、粒径が小さく水に浮遊する傾向にあるフライアッシュ６２は第２区画領域１２の中心付近に送られる。このため、第１区画領域１１の陸地２や埋立が完了した領域を足場として利用して堆積し易いクリンカ６１を重機で均しながら埋め立てることができる。また、クリンカ６１に比べて多量に発生するフライアッシュ６２は第２区画領域の中心付近から全体に水に浮遊しながら拡散される。このように、１つの貯留部１０に対してクリンカ６１及びフライアッシュ６２のそれぞれの特性に適した方法を用いて石炭灰６を埋め立てることで、貯留部１０全体を効率的よく均一に埋め立てることができる。

本発明の実施形態に係る灰処理方法は、貯留部１０に石炭灰６を所定の高さまで堆積させた後に、種子を含み植物が成長する植物成長層７０を石炭灰６の上に形成する後処理工程を更に含む。

これにより、第１区画領域１１及び第２区画領域１２に堆積した石炭灰６の飛散を防ぐとともに、堆積したフライアッシュ６２等の石炭灰６を植物の肥料として有効に利用できる。

本発明の実施形態に係る灰処理方法において、植物成長層７０は、種子が付いた網状部材である。

これにより、石炭灰６の上に網状部材を敷くという簡易な方法で植物成長層７０を形成できる。

本発明の実施形態に係る灰処理方法において、区画工程では、第１区画領域１１Ａの一側の陸地２から他側の堤防３の間に形成される複数の領域１１１～１１３を互いに区画する区画壁３１，３２を形成する。

これにより、領域１１１～１１３が区画壁３１，３２によって区画されるので、埋立が完了した領域をより強固にすることができ、当該領域がより安定した足場になる。よって、より安全に堆積するクリンカ６１を均しながら他側に隣接する領域の埋立作業を行うことができる。

以上、本発明に関する実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

上記実施形態及び変形例では、第１区画領域１１や第２区画領域１２に石炭灰６を所定の高さまで堆積させた後に、植物の種子が付いた植物成長層７０を堆積させた石炭灰６の上に敷いているが、後処理工程はこの方法に限定されない。例えば、堆積した石炭灰６に覆土してもよく、石炭灰６の固化物を敷き詰めてもよい。

上記実施形態及び変形例では、第１区画領域１１を陸地２から堤防３の間を３つの領域１１１，１１２，１１３に分けて領域１１１，１１２，１１３毎にクリンカ６１を埋め立てたが、分けられる領域の数は特に限定されない。例えば、第１区画領域１１を２つの領域に分けて領域毎に埋め立ててもよく、４つ以上の領域に分けて領域毎に埋め立ててもよい。

上記実施形態及び変形例では、第２区画領域１２の方が第１区画領域１１よりもその体積が大きくなるように区画しているが、第１区画領域１１と第２区画領域１２を略同じ体積になるように区画してもよく、第１区画領域１１の方が第２区画領域１２よりもその体積を大きくなるように区画してもよい。

上記実施形態及び変形例では、植物成長層７０として種子が付いた網状部材を用いたが、植物成長層７０の構造は特に限定されない。例えば、種子が付いたスポンジ状の部材であってもよい。

上記実施形態及び変形例では、第１区画領域１１の水位を調整する水位調整部８０を設けたが、第２区画領域１２における区画壁３０の近傍に第２区画領域１２の水位を調整する水位調整部を設けてもよい。

上記実施形態及び変形例では、配管８２を第１区画領域１１側から第２区画領域１２側に向かって下り勾配を形成するように延びる構造としたが、第２区画領域１２側から第１区画領域１１側に向かって下り勾配を形成するように延びる構造としてもよく、略水平に延びる構造としてもよい。

１、１Ａ 灰処理設備
２ 陸地（岸）
３ 堤防（岸）
６ 石炭灰
１０ 貯留部
１１ 第１区画領域
１２ 第２区画領域
６１ クリンカ
６２ フライアッシュ

Claims (4)

1. 水が溜められる貯留部に石炭灰を処理する灰処理方法であって、
   前記貯留部を石炭灰のクリンカが処理される第１区画領域と石炭灰のフライアッシュが処理される第２区画領域に区画する区画工程と、
   前記第１区画領域の一側の岸から他側の岸の間に形成される複数の領域毎にクリンカを埋め立てる工程であって、前記第１区画領域の一側の領域からクリンカを送り、当該領域を石炭灰で埋め立てた後に、他側に隣接する領域へのクリンカの移送を開始するクリンカ移送工程と、
   平面視における前記第２区画領域の中心付近にフライアッシュを送るフライアッシュ移送工程と、を含む灰処理方法。
2. 前記貯留部に石炭灰を所定の高さまで堆積させた後に、種子を含み植物が成長する植物成長層を石炭灰の上に形成する後処理工程を更に含む請求項１に記載の灰処理方法。
3. 前記植物成長層は、種子が付いた網状部材である請求項２に記載の灰処理方法。
4. 前記区画工程では、前記第１区画領域の前記一側の岸から前記他側の岸の間に形成される前記複数の領域を互いに区画する区画壁を形成する請求項１から３の何れかに記載の灰処理方法。

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