JP3866832B2 - Method for treating fly ash in exhaust gas in waste treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を燃焼処理し、生成した燃焼灰を溶融スラグにして、この溶融スラグを冷却固化させて回収する廃棄物処理装置における排ガス中の飛灰処理方法、より詳しくは、燃焼炉排ガス及び溶融炉排ガスの飛灰中に含まれるダイオキシンの量を低減する廃棄物処理装置における排ガス中の飛灰処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、都市ゴミ等の可燃物を含む廃棄物は、燃焼炉で燃焼処理し減容してから埋立処分されている。しかしながら、このような燃焼炉を有する廃棄物処理装置においては、燃焼炉で生成する燃焼灰中に重金属類が含有されており、これらの重金属類が埋立地で溶出するのを防止するための処理をする必要があったり、又、燃焼灰が輸送中に飛散して公害の発生源とならないように、注意深く取り扱う必要があり、その上、焼却灰の状態では密度が低く、嵩張るので大幅な減容ができないという問題があった。
【0003】
そのため、近来、廃棄物を燃焼処理すると共に、生成した燃焼灰を溶融スラグ化して、この溶融スラグを冷却固化して回収する廃棄物処理装置が注目を集めている。この種の廃棄物処理装置としては、廃棄物を燃焼処理する燃焼炉と、この燃焼炉において生成した燃焼灰を溶融させる溶融炉とからなる燃焼・溶融方式と、廃棄物を熱分解して生成した熱分解生成物を燃焼溶融炉に供給して、燃焼処理し、発生した燃焼灰を溶融スラグ化する熱分解・燃焼溶融方式とが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの廃棄物処理装置においては、発生した燃焼灰の処理に関しては溶融スラグ化することにより改善されているが、排ガスに同伴して排出される飛灰に関しては処理がまだ不十分であるという問題がある。
即ち、燃焼炉と溶融炉とを併設した燃焼・溶融方式の場合、燃焼炉から排出される燃焼炉排ガスと溶融炉から排出される溶融炉排ガスとを混合して、この混合排ガスに脱塩や脱硫するために消石灰,炭酸カルシウム,重曹等の薬剤を注入した後、集塵装置に供給して混合排ガス中の飛灰を回収している。また、一方の熱分解・燃焼溶融方式においては、この燃焼溶融炉から排出される排ガスに脱塩剤を注入した後、集塵装置に供給して飛灰を回収している。
【0005】
しかしながら、この飛灰中には多量のダイオキシンが含まれており、通常かかる廃棄物処理装置から排出されるダイオキシンは、排ガスと飛灰に含まれて系外へ排出されるが、その多くは飛灰中に含まれて排出される。
本発明者等の知見によれば、廃棄物100トンより発生するダイオキシンは通常約8600μgであり、その内約8000μgが飛灰中に含まれて排出される。
【0006】
従って、かかる飛灰中に含まれて排出されるダイオキシンを低減させることが緊急の課題となっている。
本発明は、前記したような従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、廃棄物を燃焼処理して生成した燃焼灰を溶融スラグにして、この溶融スラグを冷却固化させて回収する廃棄物処理装置において、廃棄物処理装置から系外へ排出される飛灰に含まれるダイオキシンの量を大幅に低減することができる廃棄物処理装置における排ガス中の飛灰処理方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る廃棄物処理装置における排ガス中の飛灰処理方法は、以下のような方法である。
【0008】
▲1▼ 廃棄物を燃焼炉で燃焼させ、生成した燃焼灰を溶融炉で溶融スラグにして、冷却固化して回収するようにした廃棄物処理装置において、前記溶融炉から排出される溶融炉排ガスを前記燃焼炉から排出される燃焼炉排ガスに混合して混合排ガスにして、該混合排ガスに脱塩剤を注入した後、第1の集塵装置に供給して、捕集された飛灰を加熱装置に供給して加熱処理し、該加熱処理された飛灰を冷却装置に供給して急速冷却する方法であり、排ガス中の飛灰を捕集して加熱処理するための灰中の金属類等の触媒作用でダイオキンの塩素をはずしたり酸素架橋を切ったりする化学反応を生じさせてダイオキシンを分解し、また、急速冷却することにより、冷却時におけるダイオキシンの再合成を防止するので、排出される飛灰に含まれるダイオキシンの量を大幅に低減することができる。
【0009】
▲2▼ 前記溶融炉排ガスを前記燃焼炉排ガスに混合する前に、前記燃焼炉排ガスを第2の集塵装置に供給して、捕集された飛灰を前記溶融炉へ供給するとともに、前記溶融炉から排出される前記溶融炉排ガスを第3の集塵装置へ供給し、その後、前記溶融炉排ガスを前記燃焼炉排ガスに混合して混合ガスにして、該混合ガスに脱塩剤を注入した後、前記第1の集塵装置に供給する方法であり、溶融スラグ化する量を増やして、第1の集塵装置や加熱装置や冷却装置の負担を軽くすると共に系外にでる飛灰の量を低減する。
【0010】
▲3▼ 廃棄物を加熱して熱分解して発生した熱分解生成物を燃焼溶融炉に供給して燃焼処理し、生成した燃焼灰を溶融スラグにして冷却固化して回収する廃棄物処理装置において、前記燃焼溶融炉から排出される溶融炉排ガスに脱塩剤を注入した後、第1の集塵装置に供給して、捕集された飛灰を加熱装置に供給して加熱処理し、該加熱処理された飛灰を冷却装置に供給して急速冷却する方法であり、ダイオキシンを分解し、また、冷却時におけるダイオキシンの再合成を防止するので、排出される飛灰に含まれるダイオキシンの量を大幅に低減することができる。る。
【0011】
▲4▼ 前記燃焼溶融炉から排出される前記溶融炉排ガスを第2の集塵装置に供給し、捕集された飛灰を前記加熱装置へ供給するとともに、前記第2の集塵装置から排出される排ガス中に脱塩剤を注入した後、前記第1の集塵装置に供給する方法であり、溶融スラグ化する量を増やして、第1の集塵装置や加熱装置や冷却装置の負担を軽くすると共に系外にでる飛灰の量を低減する。
【0012】
▲5▼ 前記加熱装置で前記第1の集塵装置により捕集された飛灰を400℃〜600℃に加熱する方法であり、ダイオキシンの分解を促進する温度範囲内に飛灰温度を保つことができる。
【0013】
▲6▼ 前記加熱された飛灰を100℃〜200℃の範囲内に急速冷却する方法であり、ダイオキシンの再合成を防止できる温度範囲内に飛灰温度を低下することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づき本発明による廃棄物処理装置における排ガス中の飛灰処理方法の実施の形態について説明する。
図1は本発明に係る廃棄物処理装置における排ガス中の飛灰処理方法を実施するための廃棄物処理装置の系統図である。廃棄物aは、燃焼炉1に投入され燃焼処理されて、排ガスG1と燃焼灰bが生成される。
【0015】
この燃焼炉排ガスG1は飛灰F1を含む比較的高温の燃焼ガスであって、この燃焼炉排ガスG1は廃熱ボイラ3に供給され、ここで熱回収される。そして、熱回収されて比較的低温になった燃焼炉排ガスG1はバグフィルター等で構成される第2の集塵装置8に供給され、燃焼炉排ガスG1中の殆どの飛灰F1が捕集される。
【0016】
一方、燃焼炉1で生成した燃焼灰bと、第2の集塵装置8で捕集された飛灰F1は、共に溶融炉2に供給され、溶融スラグcと溶融飛灰を含む高温の溶融炉排ガスG2になる。この溶融スラグcは冷却器4で冷却されて、固化スラグdとなって回収されるが、溶融炉排ガスG2は第3の集塵装置9に供給され、ここで溶融炉排ガスG2中の一部の溶融飛灰F2が捕集される。
【0017】
そして、第2の集塵装置8から排出される燃焼炉排ガスG1と第3の集塵装置9から排出される溶融炉排ガスG2は混合され、混合排ガスG3となる。この混合排ガスG3に、脱塩や脱硫するために消石灰,炭酸カルシウム,重曹等の薬剤nが注入された後、第1の集塵装置5へ供給され、この第1の集塵装置5において混合排ガスG3中に残留した燃焼炉排ガスG1からの飛灰F1’と溶融飛灰F2’が混合した飛灰F3が捕集され、クリーンになった混合ガスG3’は誘引送風機10を経て煙突11から大気中に放出される。
【0018】
この捕集された飛灰F3(=F1’+F2’)と第3の集塵装置9によって捕集された溶融飛灰F2とが加熱装置6で加熱処理される。この加熱装置6は、具体的には例えば、図2に示すように、前後に入口フード82と出口フード83を有する回転ドラム80の周囲に加熱手段であるヒータ81を配設して形成される。この加熱手段はヒータの他にガス又はオイル炎のバーナを用いてもよい。また、ラインL1から窒素等の不活性ガスeを回転ドラム80内に供給し、加熱装置6内を低酸素雰囲気に維持する。
【0019】
この加熱装置6において、飛灰F3を、定量供給機84により回転ドラム80内に供給して、ヒーター81により、約450℃、好ましくは400℃〜600℃の範囲内で、低酸素雰囲気で加熱して、1分〜10分の間維持する処理を行うことにより、飛灰F3に含まれている金属類等の触媒作用によって、ダイオキシンの塩素をはずしたり、酸素架橋を切る反応を生じさせて、飛灰F3に含まれているダイオキシンを分解する。そのため、飛灰F3に含まれるダイオキシンの量は大幅に低減する。
【0020】
そして、この加熱装置6で加熱処理されて、ダイオキシンが分解された飛灰F3’は、急速に冷却して、冷却後の飛灰F3”の温度が100℃〜200℃、好ましくは150℃以下になるように急冷することにより、ダイオキシンの再合成を防止する。
図3は本発明に係る廃棄物処理装置における排ガス中の飛灰処理方法の他の実施の形態を示す廃棄物処理装置の系統図である。
【0021】
この図3においては、廃棄物aは熱分解反応器24に供給されて加熱されて、乾留ガスG4と熱分解残留物fとになり、この熱分解残留物fは分離装置22において燃焼性成分gと不燃焼性成分jとに分離される。そして、この乾留ガスG4と燃焼性成分gが燃焼溶融炉25に供給され、約1,300℃の高温域で燃焼処理され、高温の排ガスG5と溶融スラグcになる。
【0022】
この溶融スラグcは冷却器4で冷却されて固化スラグdとして回収され、一方の高温の排ガスG5は、廃熱ボイラ3で熱回収され、第2の集塵装置8で飛灰(溶融飛灰)F5が捕集される。この捕集された飛灰F5の一部F51は、ダイオキシン分解のために加熱装置6へ供給され、その他の大部分の飛灰F52は燃焼溶融炉25へ再度供給される。
【0023】
また、第2の集塵装置8を通過した排ガスG6には脱塩や脱硫のために薬剤nが注入されて、第1の集塵装置5に供給され、この排ガスG6中に含まれる残りの飛灰(溶融飛灰)F6が回収され、低温のクリーンな排ガスG7となって誘引送風機10を経て煙突11から大気へ放出される。
第1の集塵装置5で回収された飛灰F6は、第2の集塵装置8で回収された飛灰F5の一部F51とともに加熱装置6へ供給される。この加熱装置6は、前記図1で示した系統図における加熱装置6と同一作用を行うものであり、ここで加熱処理された飛灰F51’,F6’は、前記図1で示した系統図における冷却装置7と同一作用を行う冷却装置7で冷却処理される。
【0024】
したがって飛灰F51,F6に含まれるダイオキシンは熱分解され、しかも再合成が防止されるため、この廃棄物処理装置の系から排出される飛灰F51”,F6”中のダイオキシンを大幅に低減させることができる。
かかる廃棄物処理装置における排ガス中の飛灰処理方法によれば、排ガス中の飛灰F3,F51+F6を捕集して加熱処理するための灰中の金属類等の触媒作用でダイオキンの塩素をはずしたり酸素架橋を切ったりする化学反応を生じさせてダイオキシンを分解し、また、急速冷却することにより、冷却時におけるダイオキシンの再合成が防止されるので、排出される飛灰F3”,F51”+F6”に含まれるダイオキシンの量を大幅に低減することができる。
【0025】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明による廃棄物処理装置における排ガス中の飛灰処理方法によれば、廃棄物を燃焼処理して生成した燃焼灰を溶融スラグにして、この溶融スラグを冷却して固化スラグにして回収するようにした廃棄物処理装置において、少なくとも溶融炉又は燃焼溶融炉から排出される溶融飛灰を含む飛灰を加熱処理してダイオキシンを熱分解した後、急速冷却してダイオキシンの再合成を防止するように構成したので、廃棄物処理装置から系外へ排出される飛灰に含まれるダイオキシンの量を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による廃棄物処理装置における排ガス中の飛灰処理方法を示す排気物処理装置の系統図である。
【図2】図1に示す加熱装置の一実施例の断面図である。
【図3】本発明による他の廃棄物処理装置における排ガス中の飛灰処理方法を示す廃棄物処理装置の系統図である
【符号の説明】
1 … 燃焼炉 2 … 溶融炉
3 … 廃熱ボイラ 4 … 冷却器
5 … 第1の集塵装置 6 … 加熱装置
7 … 冷却装置 8 … 第2の集塵装置
9 … 第3の集塵装置 10 … 誘引送風機
11 … 煙突 22 … 分離装置
24 … 熱分解反応器 25 … 燃焼溶融炉
80 … 回転ドラム
81 … ヒータ 82 … 入口フード
83 … 出口フード 84 … 定量供給機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating fly ash in an exhaust gas in a waste treatment apparatus for burning and treating waste, converting the generated combustion ash into molten slag, and cooling and solidifying the molten slag, and more specifically, a combustion furnace The present invention relates to a method for treating fly ash in exhaust gas in a waste treatment apparatus that reduces the amount of dioxin contained in the fly ash of exhaust gas and melting furnace exhaust gas.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, waste including combustibles such as municipal waste is disposed of in landfill after being burned in a combustion furnace and reduced in volume. However, in a waste treatment apparatus having such a combustion furnace, heavy metals are contained in the combustion ash produced in the combustion furnace, and a treatment for preventing these heavy metals from being eluted at the landfill site. In addition, it must be handled carefully so that combustion ash is not scattered during transportation and becomes a source of pollution. There was a problem that it was impossible.
[0003]
For this reason, recently, a waste treatment apparatus that performs combustion treatment of waste, converts the generated combustion ash into molten slag, cools and solidifies the molten slag, and has been attracting attention. This kind of waste treatment equipment is a combustion / melting system consisting of a combustion furnace that burns waste and a melting furnace that melts the combustion ash produced in this combustion furnace, and is generated by pyrolyzing waste There is known a pyrolysis / combustion melting method in which the pyrolysis product thus produced is supplied to a combustion melting furnace, subjected to combustion treatment, and the generated combustion ash is converted into molten slag.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in these waste treatment apparatuses, the treatment of the generated combustion ash is improved by making it into molten slag, but the treatment is still insufficient for the fly ash discharged accompanying the exhaust gas. There is a problem.
That is, in the case of a combustion / melting method in which a combustion furnace and a melting furnace are provided, the combustion furnace exhaust gas discharged from the combustion furnace and the melting furnace exhaust gas discharged from the melting furnace are mixed, and the mixed exhaust gas is subjected to desalination or In order to desulfurize, chemicals such as slaked lime, calcium carbonate, and sodium bicarbonate are injected, and then supplied to a dust collector to collect fly ash in the mixed exhaust gas. In one thermal decomposition / combustion melting system, a desalting agent is injected into the exhaust gas discharged from the combustion melting furnace and then supplied to a dust collector to collect fly ash.
[0005]
However, this fly ash contains a large amount of dioxin, and usually dioxin discharged from such waste treatment equipment is included in exhaust gas and fly ash and discharged outside the system. It is contained in ash and discharged.
According to the knowledge of the present inventors, dioxin generated from 100 tons of waste is usually about 8600 μg, of which about 8000 μg is contained in the fly ash and discharged.
[0006]
Therefore, it is an urgent task to reduce dioxins contained and discharged in the fly ash.
The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and its purpose is to convert the combustion ash generated by the combustion treatment of the waste into molten slag and cool the molten slag. Waste ash treatment method for waste ash in waste treatment equipment that can significantly reduce the amount of dioxins contained in fly ash discharged from the waste treatment equipment to the outside of the waste treatment equipment that is solidified and recovered Is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The fly ash treatment method in the exhaust gas in the waste treatment apparatus according to the present invention is the following method.
[0008]
(1) In a waste treatment apparatus in which waste is combusted in a combustion furnace, and the generated combustion ash is melted slag in a melting furnace, cooled and solidified, and recovered, the melting furnace exhaust gas discharged from the melting furnace Is mixed with the combustion furnace exhaust gas discharged from the combustion furnace to form a mixed exhaust gas, and a desalting agent is injected into the mixed exhaust gas, which is then supplied to the first dust collector to collect the collected fly ash. A method of supplying heat to a heating device, heat-treating, supplying the heat-treated fly ash to a cooling device, and rapidly cooling the metal in the ash for collecting and heat-treating fly ash in the exhaust gas Deoxins are decomposed by causing a chemical reaction that removes chlorine or breaks oxygen bridges by catalytic action such as dioxins, and by rapid cooling, resynthesis of dioxins during cooling is prevented, so it is discharged Contained in fly ash The amount of ioxin can be greatly reduced.
[0009]
{Circle around (2)} Before mixing the melting furnace exhaust gas with the combustion furnace exhaust gas, supplying the combustion furnace exhaust gas to a second dust collector, supplying the collected fly ash to the melting furnace, The melting furnace exhaust gas discharged from the melting furnace is supplied to a third dust collector, and then the melting furnace exhaust gas is mixed with the combustion furnace exhaust gas to form a mixed gas, and a desalting agent is injected into the mixed gas. Is then supplied to the first dust collector, and the amount of molten slag is increased to lighten the burden on the first dust collector, heating device and cooling device, and fly ash coming out of the system Reduce the amount of
[0010]
(3) Waste treatment equipment that heats and pyrolyzes waste to supply pyrolysis products to a combustion melting furnace for combustion treatment, and converts the produced combustion ash into molten slag to cool, solidify and recover In, after injecting a desalting agent into the melting furnace exhaust gas discharged from the combustion melting furnace, supply to the first dust collector, supply the collected fly ash to the heating device, heat treatment, This is a method of rapidly cooling the heat-treated fly ash by supplying it to a cooling device, which decomposes dioxins and prevents re-synthesis of dioxins during cooling, so that dioxins contained in the discharged fly ash The amount can be greatly reduced. The
[0011]
(4) The melting furnace exhaust gas discharged from the combustion melting furnace is supplied to a second dust collector, and the collected fly ash is supplied to the heating device and discharged from the second dust collector. Injecting a desalting agent into the exhaust gas to be discharged and then supplying it to the first dust collector, increasing the amount of molten slag, and burdening the first dust collector, heating device and cooling device And reduce the amount of fly ash out of the system.
[0012]
(5) A method of heating fly ash collected by the first dust collector with the heating device to 400 ° C. to 600 ° C., and maintaining the fly ash temperature within a temperature range that promotes the decomposition of dioxins. Can do.
[0013]
(6) A method of rapidly cooling the heated fly ash within a range of 100 ° C. to 200 ° C., and the fly ash temperature can be lowered within a temperature range in which dioxin resynthesis can be prevented.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a method for treating fly ash in exhaust gas in a waste treatment apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram of a waste treatment apparatus for carrying out the fly ash treatment method in exhaust gas in the waste treatment apparatus according to the present invention. The waste a is put into the combustion furnace 1 and burned to generate exhaust gas G1 and combustion ash b.
[0015]
This combustion furnace exhaust gas G1 is a relatively high-temperature combustion gas containing fly ash F1, and this combustion furnace exhaust gas G1 is supplied to the
[0016]
On the other hand, the combustion ash b generated in the combustion furnace 1 and the fly ash F1 collected by the
[0017]
And the combustion furnace exhaust gas G1 discharged | emitted from the
[0018]
The collected fly ash F3 (= F1 ′ + F2 ′) and the molten fly ash F2 collected by the
[0019]
In the
[0020]
The fly ash F3 ′, which is heat-treated by the
FIG. 3 is a system diagram of the waste treatment apparatus showing another embodiment of the method for treating fly ash in exhaust gas in the waste treatment apparatus according to the present invention.
[0021]
In FIG. 3, the waste a is supplied to the pyrolysis reactor 24 and heated to become a dry distillation gas G4 and a pyrolysis residue f. The pyrolysis residue f is separated into combustible components in the
[0022]
The molten slag c is cooled by the
[0023]
The exhaust gas G6 that has passed through the
The fly ash F6 collected by the first dust collector 5 is supplied to the
[0024]
Accordingly, the dioxins contained in the fly ash F51, F6 are thermally decomposed and resynthesis is prevented, so that the dioxins in the fly ash F51 ", F6" discharged from the waste treatment system are greatly reduced. be able to.
According to the method for treating fly ash in the exhaust gas in such a waste treatment device, the chlorine of the dioquine is removed by the catalytic action of metals in the ash for collecting and heat-treating the fly ash F3, F51 + F6 in the exhaust gas. Or by causing a chemical reaction that breaks oxygen bridges to decompose dioxins, and by rapid cooling, resynthesis of dioxins during cooling is prevented, so discharged fly ash F3 ″, F51 ″ + F6 The amount of dioxin contained in "can be greatly reduced.
[0025]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the fly ash treatment method in the exhaust gas in the waste treatment apparatus according to the present invention, the combustion ash generated by the combustion treatment of the waste is made into molten slag, and this molten slag is cooled. In the waste treatment equipment that is recovered as solidified slag, at least the fly ash containing molten fly ash discharged from the melting furnace or combustion melting furnace is heat-treated to thermally decompose dioxins, and then rapidly cooled. Therefore, the amount of dioxin contained in the fly ash discharged out of the system from the waste treatment apparatus can be greatly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of an exhaust treatment apparatus showing a method for treating fly ash in exhaust gas in a waste treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of the heating device shown in FIG.
FIG. 3 is a system diagram of the waste treatment apparatus showing a method for treating fly ash in exhaust gas in another waste treatment apparatus according to the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Combustion furnace 2 ...
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