JP2000024624A - Method and apparatus for detoxifying and recycling incineration ash at low temperature - Google Patents

Method and apparatus for detoxifying and recycling incineration ash at low temperature

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JP2000024624A
JP2000024624A JP11115917A JP11591799A JP2000024624A JP 2000024624 A JP2000024624 A JP 2000024624A JP 11115917 A JP11115917 A JP 11115917A JP 11591799 A JP11591799 A JP 11591799A JP 2000024624 A JP2000024624 A JP 2000024624A
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ash
incinerated ash
reaction treatment
incineration ash
reaction
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Toru Kubota
亨 久保田
Kazuko Iwasaki
和子 岩崎
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  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce an incineration ash-recycled material free from dioxin detected by a dioxin analysis and capable of preventing the elution of heavy metals due to the hydration reaction in an accelerating test under a strongly acidic environment by a method free from environmental pollution. SOLUTION: In this method to detoxicate and recycle the incineration ash, the detoxication is carried out by treating raw ash in a space of a low oxygen state insulated from the outside air at a fixed temp. for a fixed time, mixing gaseous nitrogen with the generated waste gas and heating the mixture. The heating is carried out in the presence of a rare earth metal catalyst. The method is composed of a reducing reaction treatment process and a stabilizing reaction treatment process. In the reducing reaction treatment process, the waste gas is detoxicated. Before the stabilizing reaction treatment process for the incineration ash to be treated and/or before the reducing reaction treatment process, the incineration ash is pulverized into 100-150 mesh fine particulate. The reducing reaction treatment process is carried out by keeping the incineration ash at 400-600 deg.C for 20-40 min. The stabilizing reaction treatment process is carried out by keeping at 200-450 deg.C for 40-60 min. The incineration ash treatment device composed of the reducing reaction and the stabilizing reaction treatment device and a stack gas treatment device is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は環境汚染の観点から、一
般焼却灰(飛灰、主灰)を、発生する排ガスを無害化処
理しつつ安全な形で有効に利用するための焼却灰の処理
方法およびその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an incineration ash for effectively utilizing general incineration ash (fly ash, main ash) in a safe form while detoxifying generated exhaust gas from the viewpoint of environmental pollution. The present invention relates to a processing method and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】ここ十年、我が国では家庭や事務所から
出るゴミと、事業所から排出される産業廃棄物の増加と
処理、処分の問題が、各地で論議されるようになってき
た。これらの問題に対応して「廃棄物の処理及び清掃に
関する法律」が改正され、国民一人ひとりにゴミの排出
量の抑制と分別が求められ、「再生資源の利用の促進に
関する法律」も制定されて、ゴミの中の再生可能な資源
の有効利用を図るように求められた。しかし、その後も
全国各地のゴミは増え続けており、不法に投棄されるゴ
ミによる環境汚染が出てきた。昨今、発ガン性物質ダイ
オキシンが焼却灰の中に含まれているということが現実
に起こり、緊急対策が急務となった。
2. Description of the Related Art In the last decade, the problem of increasing, treating and disposing of garbage from homes and offices and industrial waste discharged from business establishments in Japan has been discussed in various places. In response to these issues, the "Waste Disposal and Public Cleansing Law" was amended, requiring each and every citizen to reduce and separate garbage, and the "Law Concerning the Promotion of Use of Recyclable Resources" was enacted. Was asked to make effective use of renewable resources in garbage. However, the amount of garbage in the whole country has continued to increase since then, and environmental pollution has emerged from illegally dumped garbage. Recently, the fact that dioxin, a carcinogenic substance, is contained in incinerated ash actually occurred, and urgent measures were urgently needed.

【0003】ゴミの焼却場では焼却した後に相当量の焼
却灰と燃焼ガスの冷却によって発生した微小な灰(フラ
イアッシュ)および大気汚染防止のために設置されてい
る集塵器で集められた煤塵も発生する。これらの灰を焼
却残渣といい、ゴミの焼却に伴って発生した新たなゴミ
である。年間に全国の焼却場で発生した焼却残渣は70
0万tにも達しており、最終処分場に埋め立てられるこ
とになる。焼却による減量化の意味は、大気中に捨てる
ことである。物質は固体・液体・気体の三態のいずれか
の形で存在する。固体としてあった物質がなくなれば、
消えてなくなったのではなく気体として変わったのであ
る。残渣の前はゴミであり、残渣の10〜20倍の量で
ある。これをこのまま埋めると5〜10年で処分場を埋
め尽くし、日本中がゴミの丘陵と化してしまうから、少
しでも埋立地を延命させるため、リサイクルできるもの
は、リサイクルするべきである。ところが、焼却灰もそ
のままでは使用できない。
At a garbage incineration plant, a considerable amount of incineration ash after incineration and minute ash (fly ash) generated by cooling the combustion gas and dust collected by a dust collector installed to prevent air pollution. Also occurs. These ashes are called incineration residues, and are new garbage generated by incineration of garbage. 70 incineration residues generated at incineration plants nationwide during the year
It has reached 10,000 tons and will be landfilled at the final disposal site. The meaning of weight reduction by incineration is to throw it into the atmosphere. A substance exists in one of three forms: solid, liquid, and gas. When the solid material disappears,
Instead of disappearing, it turned into a gas. Before the residue is dust, which is 10 to 20 times the amount of the residue. If the landfill is filled as it is, it will fill the landfill in 5 to 10 years, and the whole of Japan will be turned into a hill of garbage. Therefore, in order to extend the life of the landfill even a little, it is necessary to recycle what can be recycled. However, incinerated ash cannot be used as it is.

【0004】最もよい条件で燃やされた焼却灰であって
も、燃やされたことにより、酸化されて、さらにはゴミ
には塩化ビニルなどのような塩素を含んだプラスチック
類を多量に含有しているから、焼却すると高い濃度の塩
素が含まれた化合物になっている可能性がある。これが
ダイオキシンの問題である。昭和58年には国内7都市
の清掃工場の焼却灰から猛毒のダイオキシン2・3・7
・8TCDDガ検出されている。この種類はダイオキシ
ン類のなかでもとびぬけて毒性が強く、青酸カリの50
00倍といわれている。ダイオキシンの発生のメカニズ
ムは定かではないが、有機塩素化合物(塩化ビニルな
ど)が300〜600℃程度の温度で不完全燃焼した結
果、熱分解によって生成したという説と、有機塩素化合
物の熱分解によって生成した塩化水素の触媒作用とも考
えられている。こうした都市ゴミの中の塩化ビニルなど
のプラスチック類や各種染料、防虫剤等のクロロベンゼ
ン類が豊富に混入した、無数の有機化学物質を一緒に燃
やしてしまう焼却炉は、いわば、何が作りだされている
かわからない化学合成プラントともいえる。燃焼に伴う
化学反応によって物質がさまざまに形を変えている。す
なわち、ダイオキシン等の有害化学物質を生み出してい
るゴミ焼却処理の燃焼技術を向上させてダイオキシンそ
のものの生成を抑制できたとしても、第2、第3の問題
の発生を防ぐことにはならない。
[0004] Even incineration ash burned under the best conditions is oxidized by being burned, and the garbage contains a large amount of chlorine-containing plastics such as vinyl chloride. Therefore, incineration may result in compounds containing high concentrations of chlorine. This is the problem of dioxins. In 1983, poisonous dioxin 2.3.7 from incineration ash from waste incineration plants in 7 cities in Japan
・ 8TCDD has been detected. This type is by far the most toxic of dioxins, and 50
It is said to be 00 times. Although the mechanism of the generation of dioxin is not clear, the theory that organochlorine compounds (such as vinyl chloride) were generated by thermal decomposition as a result of incomplete combustion at a temperature of about 300 to 600 ° C, It is also thought to be the catalytic action of the generated hydrogen chloride. What is made of an incinerator that burns a myriad of organic chemicals together with plastics such as vinyl chloride, various dyes, and chlorobenzenes such as insect repellents in such municipal waste. It can be said that it is a chemical synthesis plant that you do not know. Substances change shape in various ways due to chemical reactions associated with combustion. That is, even if the combustion technology of garbage incineration processing that produces harmful chemical substances such as dioxin can be improved to suppress the generation of dioxin itself, the second and third problems cannot be prevented.

【0005】そこでこうした問題を根本的に解決しよう
とすると、炉の中にあるゴミの成分組成が何であるか、
反応生成物として何が作り出されるかを分からなければ
ならない。もう一つは生成された焼却灰をさらに安定し
た物質に変えてやることである。現在ある焼却炉をすぐ
建てかえるとかなくしてしまうことは不可能である。安
全で安定で安心できることはこの残渣をもう一度処理し
て、処理した残渣が溶出試験に合格し、ダイオキシンの
測定値がゼロと出ることである。この灰をそのまま埋め
立てることは、10年、20年先に炭酸ガスと排熱によ
りジワジワと地球環境を変える力となり、その残灰は水
に溶け出し、公害発生の原因となる。
[0005] In order to solve these problems fundamentally, what is the composition of the garbage in the furnace,
One must know what is created as a reaction product. Another is to convert the generated incineration ash to a more stable substance. It is impossible to replace existing incinerators immediately or eliminate them. What is safe, stable and reassuring is that this residue is treated once more, the treated residue passes the dissolution test and the measured value of dioxin is zero. Landfilling this ash as it is will be a power to change the earth's environment as a result of carbon dioxide and exhaust heat 10 or 20 years later, and the remaining ash will dissolve in water, causing pollution.

【0006】残灰に化したゴミの元の姿は、日常生活に
絶対必要なもの、紙や木、生ゴミ、プラスチックや金属
化合物などあらゆるものである。そのもとになる原料素
材は地球の地殻から人間が掘り出し、精練して金属をつ
くり、物質をつくっているので、この原料は何十万年も
安定な物質として地球の中に存在しているのである。そ
の時の化合物の状態で地球に返してやるべきである。そ
れを焼却炉で燃やして金属酸化物や金属塩化物にして埋
めようとすることは自然に対して無理を与えているた
め、自然の力で浄化できない。これを埋めることは、単
に緑豊かな谷間をつぶすという直接的な破壊の問題だけ
ではない。地球に埋められた灰が水に溶け出すことのな
い物質となれば安全である。天然に存在する物質はほと
んどが水に溶けにくいもの、すなわち難溶性の化合物で
ある。このような化合物に変えてやらねばならない。
[0006] The original form of the garbage that has been turned into ash is anything that is absolutely necessary for daily life, such as paper, wood, garbage, plastic and metal compounds. The raw materials used as the basis for these materials have been digged out of the earth's crust by human beings, refined to make metals, and made substances, so this raw material has existed on Earth for hundreds of thousands of years as a stable substance. It is. It should be returned to Earth in the state of the compound at that time. Burning it in an incinerator to fill it with metal oxides or metal chlorides is not possible because it imposes too much on nature. Bridging this is not just a matter of the direct destruction of crushing lush valleys. It is safe if the ash buried in the earth becomes a substance that does not dissolve in water. Most naturally occurring substances are poorly soluble in water, ie, poorly soluble compounds. I have to change to such a compound.

【0007】都市ゴミ一般焼却灰(飛灰、主灰)のほと
んどは、最終的には埋立処分される。これらは雨水や海
水に浸蝕する過程で共存している廃棄物などによって様
々な変化をうけ重金属類や飛灰に含まれているダイオキ
シン類が侵出水と共に流出することが予想される。重金
属類は酸化物が塩化物となっており、比較的水に溶け易
い金属化合物となっており、ダイオキシンは水溶性物質
ではないが、少しずつ水に溶け出した場合の環境汚染の
観点から処理方法の確立が必要である。
Most of the general incinerated ash (fly ash and main ash) of city garbage is ultimately landfilled. These are expected to undergo various changes due to wastes coexisting in the process of eroding rainwater and seawater, and that dioxins contained in heavy metals and fly ash flow out together with leaching water. For heavy metals, oxides are chlorides and relatively water-soluble metal compounds.Dioxin is not a water-soluble substance, but it is treated from the viewpoint of environmental pollution when it gradually dissolves in water. It is necessary to establish a method.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、発生する排
ガスを無害化処理しつつ、都市ゴミ一般焼却灰から将来
にわたり重金属類やダイオキシン類で環境を汚染するこ
とがない安全なセメント系の資材をつくる焼却灰の処理
方法およびその装置を提供しようとするものである。本
発明は、焼却灰再資源化物におけるダイオキシンの分析
で不検出の、また、水和反応により強酸性環境下での加
速試験で重金属の溶出防止が可能な焼却灰再資源化物
(セメント系の資材)を環境汚染のない作り方で製造す
る方法およびその装置を提供しようとするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a safe cement-based material which does not pollute the environment with heavy metals and dioxins from municipal garbage incineration ash while detoxifying the generated exhaust gas. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for treating incinerated ash for producing ash. The present invention relates to incinerated ash reclaimed material (cement-based material) that is not detected by dioxin analysis in incinerated ash recycle, and that can prevent elution of heavy metals by an accelerated test in a strongly acidic environment by a hydration reaction. ) Is to be provided by a method and an apparatus for producing the same without environmental pollution.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、焼却灰の無害
化・再資源化のための処理であって、排出された焼却灰
である原灰を、外気と絶縁された低酸素状態の空間で、
一定温度および一定時間維持して処理すること、発生す
る排ガスに窒素ガスを混合し、当該混合ガスを加熱して
無害化処理することを特徴とする焼却灰の処理方法を要
旨としている。上記の当該混合ガスは遷移金属触媒の存
在下に加熱することが好ましく、したがって、本発明
は、焼却灰の無害化・再資源化のための処理であって、
排出された焼却灰である原灰を、外気と絶縁された低酸
素状態の空間で、一定温度および一定時間維持して還元
反応処理すること、所定時間経過後、低酸素状態で焼却
灰温度を下げて安定化反応処理すること、発生する排ガ
スに窒素ガスを混合し、当該混合ガスを触媒の存在下加
熱して、排ガスを無害化処理することを特徴とする焼却
灰の処理方法を要旨としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a process for detoxifying and recycling incinerated ash, which comprises converting discharged ash, which is raw ash, to a low oxygen state insulated from the outside air. In space,
The gist of the present invention is a method for treating incineration ash, wherein the treatment is performed while maintaining the treatment at a constant temperature and for a certain period of time, and the resulting exhaust gas is mixed with a nitrogen gas, and the mixed gas is heated to make it harmless. The above-mentioned mixed gas is preferably heated in the presence of a transition metal catalyst.Therefore, the present invention relates to a process for detoxifying and recycling incinerated ash,
The reduced ash, which is the incinerated ash that has been discharged, is subjected to a reduction reaction treatment in a low-oxygen state space insulated from the outside air at a constant temperature and for a certain period of time. The gist of the present invention is a method for treating incineration ash, which comprises lowering and stabilizing the mixture, mixing nitrogen gas with the generated exhaust gas, heating the mixed gas in the presence of a catalyst, and detoxifying the exhaust gas. I have.

【0010】上記の外気と絶縁された低酸素状態の空間
で、一定温度および一定時間維持して処理する工程は、
還元反応処理工程と安定化反応処理工程とからなり、し
たがって本発明は、外気と絶縁された脱酸素状態の空間
における一定温度および一定時間維持する焼却灰の処理
において、ダイオキシン類の分解反応および酸化重金属
類の還元反応を主反応とする還元反応処理と重金属類の
不溶化反応を主反応とする安定化反応処理を行うこと、
発生する排ガスに窒素ガスを混合し、当該混合ガスを加
熱して、好ましくは当該混合ガスを触媒の存在下加熱し
て、排ガスを無害化処理することを特徴とする焼却灰の
処理方法を要旨としている。上記の還元反応処理工程に
おいて未燃焼焼却灰を完全燃焼させるため、そこからの
排ガスを無害化処することが好ましい。本発明の焼却灰
の処理方法において、上記の被処理焼却灰の表面積を拡
大する粉砕処理工程、好ましくは100〜150メッシ
ュの微粒子に粉砕処理する粉砕処理工程が存在し、粉砕
処理工程が安定化反応処理工程の前に存在する態様と、
還元反応処理工程の前に存在する態様を包含している。
上記の還元反応処理工程においては、好ましくは焼却灰
温度約400℃〜600℃に、時間20分〜40分維持
する。上記の安定化反応処理工程においては、好ましく
は処理温度200℃〜450℃に、時間40分〜60分
維持する。
[0010] In the above-described low-oxygen space insulated from the outside air, the step of performing the treatment while maintaining a constant temperature and a constant time comprises:
The present invention comprises a reduction reaction treatment step and a stabilization reaction treatment step, and therefore, the present invention provides a method for treating decomposition incineration and oxidation of dioxins in the treatment of incinerated ash maintained at a constant temperature and for a fixed time in a deoxygenated space insulated from the outside air. Performing a reduction reaction treatment mainly using a reduction reaction of heavy metals and a stabilization reaction treatment mainly using an insolubilization reaction of heavy metals,
Abstract: A method for treating incineration ash, comprising mixing nitrogen gas with generated exhaust gas, heating the mixed gas, and preferably heating the mixed gas in the presence of a catalyst to detoxify the exhaust gas. And In order to completely burn unburned incinerated ash in the above-mentioned reduction reaction treatment step, it is preferable to detoxify the exhaust gas therefrom. In the method for treating incinerated ash of the present invention, there is a pulverizing step of enlarging the surface area of the incinerated ash to be treated, preferably a pulverizing step of pulverizing into fine particles of 100 to 150 mesh, and the pulverizing step is stabilized. An embodiment existing before the reaction treatment step,
Embodiments existing before the reduction reaction treatment step are included.
In the above-described reduction reaction treatment step, the incineration ash temperature is preferably maintained at about 400 ° C. to 600 ° C. for a time of 20 minutes to 40 minutes. In the above stabilization reaction treatment step, the treatment temperature is preferably maintained at 200 ° C. to 450 ° C. for a time of 40 minutes to 60 minutes.

【0011】また、本発明は上記の方法を実施するため
の装置であって、還元反応処理装置、安定化反応処理装
置および排煙処理装置からなることを特徴とする焼却灰
の処理装置を要旨としている。
The present invention also provides an apparatus for carrying out the above-mentioned method, which comprises an apparatus for treating incinerated ash, comprising an apparatus for reducing reaction, an apparatus for stabilizing reaction and an apparatus for exhaust gas treatment. And

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の方法では、ボトムアッシ
ュまたはボトムアッシュとフライアッシュの混合灰な
ど、一般廃棄物を焼却した後に出る焼却灰すべてを原灰
として用いることができる。一般廃棄物の焼却灰等の原
灰は、焼却する際の温度が低いために、未燃炭素、炭化
水素などを含有していることが多い。また、焼却施設の
各種集塵機によって補集された焼却飛灰中には、4塩化
〜8塩化のポリ塩化ダイベンゾパラダイオキシンやポリ
塩化ダイベンゾフラン等の有害なダイオキシン類が含ま
れている。さらにまた、一般廃棄物焼却灰は、炭酸カル
シウムやカルシウムシリケート化合物が含まれていて、
ガラス化成分の多いことも分かっているが、時折有害重
金属が含有していることも報告されている。本発明の方
法では、成分的には、未燃炭素、炭化水素などとともに
有害な重金属類およびダイオキシン類を含む焼却灰を原
灰として用いることができる。原灰は不純物を多く含ん
でいるために粒度によるふるい分けと鉄分の除去を行っ
た後用いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the method of the present invention, all incinerated ash generated after incineration of general waste, such as bottom ash or a mixed ash of bottom ash and fly ash, can be used as raw ash. Raw ash, such as the incineration ash of general waste, often contains unburned carbon, hydrocarbons, etc. due to the low temperature of incineration. Moreover, harmful dioxins such as polychlorinated dibenzoparadioxin and polychlorinated dibenzofuran of tetrachloride to octachloride are contained in the incineration fly ash collected by various dust collectors in the incineration facility. Furthermore, general waste incineration ash contains calcium carbonate and calcium silicate compounds,
Although it is known that the vitrification component is high, it has been reported that it sometimes contains harmful heavy metals. In the method of the present invention, incinerated ash containing harmful heavy metals and dioxins together with unburned carbon and hydrocarbons can be used as raw ash. Since raw ash contains many impurities, it is used after sieving by particle size and iron removal.

【0013】《低温度処理の必要性》本発明は、焼却灰
の重金属類およびダイオキシン類の処理に際し、低温度
で行う処理方法を採用している。環境問題は経済問題と
一心同体であるべきである。特に焼却灰などは、日常生
活で使用しているものを燃焼して灰になった残りもので
新たなゴミとして出てきたものであるが、ただ水に溶け
出す性質になっているので、水に溶け出さない性質に変
えればいいことであり、易くて安全性があり、安定した
方法で環境問題が解決するならば良いことであると思わ
れる。それを、焼却灰を高温で溶融して高い設備費と高
いランニングコストで気化させてしまうということは、
地下に埋めにくくなったので大気に捨て場を変えるとい
う方向である。そしてそれらの物質はそれぞれの性質を
もつものであり、再び解決できない問題として大気中か
らクローズアップされてくるのは必然である。少ない熱
量とわずかの触媒を使って化学反応を起こさせ「焼却
灰」を危険物質は一つも入っていない“自然に合う物
質”にすることがたいせつである。また、大気汚染のポ
テンシャルは確実に増大している。大気光化学反応によ
る光化学スモッグはあらゆる反応を起こし数多くの副産
物を合成していく。大気中でラジカルな反応を次々と起
こし、猛毒物質が大気中で合成されていくようになるか
もしれない。このように高温で燃焼させ、物質を気化さ
せることだけが処理方法ではない。焼却灰が目に見える
固体として減った分だけ気体として目に見えないだけの
物質元素が大気中に走り回っているだけである。低温で
化学反応が可能であるならばそうすべきであって、この
ことに関心を持つべきであろう。環境問題は経済的に安
価である手段を採用することが解決のための大切な要件
である。特に焼却灰などは、日常生活で使用しているも
のを燃焼して灰になった残りものであり、新たなゴミと
して出てきたものであり、これをいかに安全な状態の、
価値あるものに変えるかに高いコストは見合わない。例
えば、焼却灰を溶融しスラグとして回収する溶融法は、
1200℃以上の高温にする必要がありエネルギーコス
トが高く、かつ設備投資が莫大なものとなる。低温度で
行う処理方法は高温度で行う処理方法と比べて、設備費
がかからない点でまず優れている。また、別の解決でき
ない問題を発生させる解決方法であってはならない。一
般廃棄物の原灰や下水汚泥の中にはカドミウム、鉛、六
価クロムのような有害物質が含有されている場合がある
が、900℃付近、好ましくは850℃前後で焼却する
ことにより、水に溶け出さない安全な性質のものに(た
とえば三価クロム)に変えることができる。高温度処理
の採用は別の解決できない問題を発生させおそれがあ
る。焼却灰を有効に利用するには、重金属などの有害な
物質が環境へ溶け出す性質になっているので、水に溶け
出さない性質に変えさえすればよく、低温度で行う処理
方法で解決できる。それを、例えば高温で溶融して高い
設備費と高いランニングコストで気化させてしまうとい
うことは、大気に捨て場を変えるという方向であり、別
の解決できない問題を発生させてしまう。ダイオキシン
の問題も同様で、原灰の中にあったダイオキシンを分解
すること、新しく発生させないことが肝要である。
<< Necessity of Low-Temperature Treatment >> The present invention employs a treatment method in which heavy metals and dioxins in incinerated ash are treated at a low temperature. Environmental issues should be integrated with economic issues. In particular, incinerated ash and the like are burnt ash that is used in daily life and left as ash, which has emerged as new garbage. It is good to change to a property that does not dissolve, and it would be good if the environmental problem could be solved in an easy, safe, and stable manner. The fact that incinerated ash is melted at high temperature and vaporized at high equipment costs and high running costs
It is becoming more difficult to bury it in the basement, so it will be turned into a dumping site for the atmosphere. And these substances have their own properties, and it is inevitable that they will come up from the atmosphere as problems that cannot be solved again. It is important to make "incinerated ash" a "naturally compatible substance" with no dangerous substances by using a small amount of heat and a small amount of catalyst to cause a chemical reaction. In addition, the potential for air pollution is steadily increasing. Photochemical smog by atmospheric photochemical reactions causes various reactions and synthesizes many by-products. Radical reactions may occur one after another in the atmosphere, and highly toxic substances may be synthesized in the atmosphere. Burning at such a high temperature to vaporize the substance is not the only processing method. As much as the incinerated ash is reduced as a visible solid, only a small amount of material elements that are not visible as a gas are running around in the atmosphere. This should be the case if the chemical reaction is possible at low temperatures, and one should be interested in this. Environmental issues are an important requirement for the solution by adopting economically inexpensive means. In particular, incinerated ash etc. is the residue left as ash by burning what is used in everyday life and comes out as new garbage.
High costs are not worth it to make something valuable. For example, the melting method of melting incinerated ash and collecting it as slag,
It is necessary to raise the temperature to 1200 ° C. or higher, resulting in high energy costs and enormous capital investment. The processing method performed at a low temperature is firstly superior to the processing method performed at a high temperature in that no equipment cost is required. It should not be a solution that creates another unsolvable problem. Hazardous substances such as cadmium, lead and hexavalent chromium may be contained in raw ash and sewage sludge of general waste, but by incineration at around 900 ° C, preferably around 850 ° C, It can be changed to one with a safe property that does not dissolve in water (for example, trivalent chromium). Employing high temperature processing can create another unsolvable problem. In order to use incinerated ash effectively, harmful substances such as heavy metals have the property of dissolving into the environment, so it is only necessary to change it to a property that does not dissolve in water, and it can be solved by a treatment method performed at low temperature . For example, melting it at a high temperature and vaporizing it at a high facility cost and a high running cost means changing the dump site to the atmosphere, which causes another problem that cannot be solved. The same applies to the problem of dioxin, and it is important to decompose dioxin in raw ash and not to generate new ones.

【0014】《低温度処理の実現》低温度処理で、焼却
灰の水溶性物質をダイオキシン類の発生を抑制しつつ難
溶性物質に変える。水溶性物質を難溶性物質に変えるこ
とが必要であるが、そのために高温・高圧を用いたので
は経済性に欠ける。触媒作用による金属反応を促進さ
せ、また、イオン反応による物質構成がおこりやすくす
るため、粉末化による反応表面積を拡大し、反応雰囲気
の空間状態など外気と絶縁された脱酸素状態の空間で一
定温度および一定時間維持する。触媒になる物質は気
体、液体、固体を問わず多種多様である。金属触媒は金
属の表面積が小さく触媒としては能率が悪いので、金属
を細かい粉末としてできるだけ表面積を広くした状態で
用いる。すなわち、これらの触媒になる成分を含有する
焼却灰を粉砕し粒度を小さくしてから処理すると、結果
として、触媒になる成分も表面積が増大し触媒活性が大
きくなる。ダイオキシン類の発生抑制や排出低減にあた
っては、焼却炉内での燃焼プロセス、排出口から排ガス
処理装置までの熱回収、ガス冷却過程そして排ガス処理
装置におけるダストを中心とした大気汚染物質の除去等
により抑制される。
<< Realization of Low-Temperature Treatment >> By the low-temperature treatment, the water-soluble substance of the incinerated ash is changed to a hardly soluble substance while suppressing the generation of dioxins. It is necessary to convert a water-soluble substance into a hardly soluble substance, but using high temperature and high pressure is not economical. In order to promote the metal reaction by the catalytic action and to facilitate the formation of the substance by the ionic reaction, the reaction surface area is increased by powdering, and the temperature is constant in the deoxygenated space insulated from the outside air such as the reaction atmosphere. And maintain for a certain time. There are a wide variety of substances that can be catalysts, whether gas, liquid, or solid. Since the metal catalyst has a small metal surface area and is inefficient as a catalyst, the metal is used as a fine powder with the surface area being as large as possible. That is, when the incinerated ash containing these catalyst components is pulverized to reduce the particle size and then treated, as a result, the catalyst components also have an increased surface area and a higher catalytic activity. To control the generation and emission reduction of dioxins, the combustion process in the incinerator, the heat recovery from the exhaust port to the exhaust gas treatment device, the gas cooling process, and the removal of air pollutants mainly dust in the exhaust gas treatment device, etc. Is suppressed.

【0015】本発明における低温度で行う処理方法は、
原灰そのものの反応性を高めることにより以下のような
原理を利用して達成される。地球上に存在する元素につ
いて、地球の地殻にあたる部分(岩石圏)深さ1.6キ
ロメートルまでと、海水や陸水や大陸氷の部分(水
圏)、大気にあたる部分(大気圏)の化学分析値をもと
に、地球の表面付近の構成元素の存在度を出している。
最も多いのは酸素で、重量%でいえば全元素のおよそ4
6.6%を占めている。その次がケイ素で27.7%、
続いてアルミニウムの8.13%で、これらはケイ酸塩
の主要構成元素で、この後に鉄、カルシウム、ナトリウ
ム、カリウム、マグネシウムなどの順で、ケイ酸塩の構
成元素で全体の98.6%を占めている。これらの元素
を分類するには、周期表によるものもあるが、周期表と
は別に元素が地球上でどのような化合物をつくりやすい
かという観点から分類していくものもあり、次の4つの
元素に分けられる。 1)親石元素 地球上で岩石圏の地殻のケイ酸塩相に集
まる元素(ケイ素、アルミニウム、カルシウム、ナトリ
ウム、カリウム、マグネシウム、フッ素、塩素などのア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン元素など) 2)親鉄元素 地球の核の部分に集まる元素(鉄、ニッ
ケル、コバルト、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、
オスミウム、イリジウム、白金など) 3)親銅元素 地球上で主として硫化物相に集まる元素
(銅、銀、亜鉛、カドミウム、水銀、鉛、砒素、硫黄な
ど) 4)親気元素 大気圏に分配されやすい元素(水素、窒
素、炭素、酸素、希ガスなど)
The processing method performed at a low temperature in the present invention is as follows.
This is achieved by using the following principle by increasing the reactivity of the raw ash itself. Chemical analysis of elements existing on the earth up to a depth of 1.6 km in the earth's crust (lithosphere), seawater, inland water and continental ice (hydrosphere), and air (atmosphere) Based on this, the abundance of constituent elements near the surface of the earth is calculated.
Oxygen is the most common and about 4% of all elements
It accounts for 6.6%. Next is 27.7% silicon.
Next, 8.13% of aluminum, these are the main constituent elements of silicate, followed by iron, calcium, sodium, potassium, magnesium, etc. in order of 98.6% of silicate constituent elements. Occupy. Some of these elements are classified according to the periodic table, but other than the periodic table, some elements are classified from the viewpoint of what kind of compounds the elements easily form on the earth. Divided into elements. 1) Litholith elements Elements that collect on the silicate phase in the crust of the lithosphere on the earth (alkali metals such as silicon, aluminum, calcium, sodium, potassium, magnesium, fluorine, chlorine, alkaline earth metals, halogen elements, etc.) 2) Ferrophilic elements Elements that gather in the core of the earth (iron, nickel, cobalt, ruthenium, rhodium, palladium,
Osmium, iridium, platinum, etc. 3) Copper-friendly elements Elements that mainly gather in the sulfide phase on the earth (copper, silver, zinc, cadmium, mercury, lead, arsenic, sulfur, etc.) 4) Air-friendly elements Easily distributed to the atmosphere Element (hydrogen, nitrogen, carbon, oxygen, rare gas, etc.)

【0016】一般的に親銅元素は還元的環境では酸素よ
り硫黄に対する親和力(結合力)が大きく、親石元素は
硫黄より酸素との親和力が大きい。また、親鉄元素は硫
黄や酸素と比較的結合しにくい。これらの元素は地球上
で様々な物質をつくるが、天然に存在する固体の無機物
質は鉱物と呼ばれ、岩石圏を構成している。この中に単
体の金(Au)、ダイヤモンド(C)は一般的にまれで
あり、希少価値を持つが、化合物は地球上に比較的広く
産し、硫化物、酸化物、水酸化物、硫酸化物など無数の
化合物で安定して存在している。このような安定な化合
物を焼却灰からつくりだすために、本発明は、最小限の
熱の力と有効な触媒少量を使うことにより行う。焼却灰
を微粉末にすることで浮遊させ“触媒燃焼”という触媒
表面における触媒酸化反応により、完全燃焼が可能とな
り、低い温度で反応を完結させようとするものである。
In general, a copper-philic element has a higher affinity (bonding force) for sulfur than oxygen in a reducing environment, and a lipophilic element has a higher affinity for oxygen than sulfur. In addition, ferrophilic elements are relatively hard to bond with sulfur and oxygen. These elements create various substances on the earth, but solid inorganic substances that occur naturally are called minerals, and constitute the lithosphere. Among them, simple gold (Au) and diamond (C) are generally rare and rare, but compounds are relatively widely produced on earth, and sulfides, oxides, hydroxides, and sulfuric acids are used. It exists stably in countless compounds such as chloride. In order to produce such stable compounds from incinerated ash, the present invention is carried out using a minimum of thermal power and a small amount of effective catalyst. The incineration ash is made into a fine powder and suspended, and the catalyst is oxidized by a catalytic oxidation reaction on the surface of the catalyst called "catalytic combustion", thereby enabling complete combustion and completing the reaction at a low temperature.

【0017】《還元反応処理の採用》本発明は還元反応
処理工程において、焼却灰を完全に燃焼させることによ
りダイオキシン類の分解反応を行う。焼却灰を微粒子に
して表面積を拡大し、減酸素雰囲気の燃結キルンに投入
する。キルン内の化学反応は触媒反応であり、自由エネ
ルギーが減少され、反応速度が高まりラジカルが生成
し、連鎖機構によって気相に拡散し反応が促進される。
CaO,K2O,Al23,SiO2などラジカルの反応
により固体表面の吸着や温度変化によって反応気体と触
れ、表面に触媒機能をもった物質を合成することにより
活性点の高い触媒となる。酸化雰囲気ではダイオキシン
類は前駆体物質から飛灰中の塩化物や炭素を触媒として
300℃付近で多く生成されるが、還元雰囲気下で45
0℃以上に加熱すれば、触媒作用により分解できる。ま
ず、脱塩酸反応が生じ、その後に還元され、脱塩素化/
水素化の処理になる。この乾留状態の中からアンモニア
(NH3)が排出し、その還元力によりNOxを抑制する
こともできる。同時に重金属類の安定化処理も施され
る。ダイオキシン類の分解には当該処理は800℃以上
の温度で十分目的を達成することができるが、ダイオキ
シン類の完全な分解を考慮して、処理温度は雰囲気温度
900℃前後、焼成灰温度約600℃が好ましい。一般
焼却場の焼却炉から排出された燃焼灰は、未燃焼物を多
く含み、焼却施設の各種集塵機によって補集された焼却
飛灰中には有害なダイオキシン類が含まれている。ダイ
オキシンの生成機構は、都市ゴミを焼却する燃焼過程に
おける熱力学や、反応速度、さらには分子の電子状態に
よる反応機構や処理装置から発生し、未燃分の残留炭
素、酸素および塩化物(金属塩化物など)の反応による
有機塩素化合物の生成からなるものである。焼却炉にお
いては、塩化ビニル系プラスチックの焼却、水溶性塩素
の排ガス中のCO2,SO2との反応による塩化水素の発
生がみられる。大量の炭化水素(Cnm)が発生し、O
2との接触により、CO2とH2Oに分解する。しかし不
完全燃焼によるダイオキシンや前駆体の発生もありう
る。 燃焼に伴って発生する炭素数2や炭素数4の化合
物が、塩酸と酸素から高温で生成する塩素ガスや金属塩
化物によって触媒反応で塩素化され、クロロエチレンや
クロロアセチレン系の化合物を経てクロロベンゼンが生
成する。クロロベンゼンはヒドロキシルラジカル(OH
・)や酸素、その他の燃焼排ガスと反応しクロロフェノ
ールやクロロフェノキシルラジカルとなり、炭素数2や
炭素数4の化合物と結合してポリクロロモノベンヅジオ
キシンやポリクロロモノベンゾフラン、さらにはダイオ
キシンが生成する。これらダイオキシン類の発生抑制や
排出低減にあたっては、焼却炉内での燃焼プロセス、排
出口から排ガス処理装置までの熱回収、ガス冷却過程そ
して排ガス処理装置におけるダストを中心とした大気汚
染物質の除去等により抑制される。ダイオキシン類は完
全燃焼により発生抑制が可能で、燃焼と排ガス処理過程
で不完全燃焼物を発生させなければダイオキシン類の発
生のおそれはない。
<< Adoption of Reduction Reaction Treatment >> In the present invention, in the reduction reaction treatment step, the decomposition reaction of dioxins is performed by completely burning incinerated ash. The incinerated ash is made into fine particles to increase the surface area, and then put into a combustion kiln in a reduced oxygen atmosphere. The chemical reaction in the kiln is a catalytic reaction, in which the free energy is reduced, the reaction rate is increased, radicals are generated, and the radicals are diffused into the gas phase by a chain mechanism to accelerate the reaction.
The reaction of radicals such as CaO, K 2 O, Al 2 O 3 , and SiO 2 with the reaction gas due to adsorption on the solid surface and temperature change, and synthesis of a substance having a catalytic function on the surface enables the formation of a catalyst with a high active point. Become. In an oxidizing atmosphere, a large amount of dioxins are generated from the precursor material at around 300 ° C. using chlorides and carbon in fly ash as catalysts, but 45
If heated to 0 ° C. or higher, it can be decomposed by catalytic action. First, a dehydrochlorination reaction occurs, followed by a reduction and dechlorination /
It is a process of hydrogenation. Ammonia (NH 3 ) is discharged from this dry distillation state, and NO x can be suppressed by its reducing power. At the same time, a stabilization treatment for heavy metals is performed. For the decomposition of dioxins, the treatment can sufficiently achieve the purpose at a temperature of 800 ° C. or higher. However, in consideration of the complete decomposition of dioxins, the processing temperature is about 900 ° C. in ambient temperature, and the calcination ash temperature is about 600 ° C. C is preferred. Combustion ash discharged from incinerators at general incineration plants contains a large amount of unburned matter, and harmful dioxins are contained in incineration fly ash collected by various dust collectors at incineration facilities. Dioxin is generated from the thermodynamics in the combustion process of burning municipal waste, the reaction rate, and the reaction mechanism and processing equipment based on the electronic state of molecules. Dioxin generates residual carbon, oxygen, and chloride (metal Chloride)) to produce organic chlorine compounds. In an incinerator, incineration of vinyl chloride plastic and generation of hydrogen chloride due to the reaction of water-soluble chlorine with CO 2 and SO 2 in exhaust gas are observed. A large amount of hydrocarbon (C n H m) is generated, O
By contact with 2, decomposed into CO 2 and H 2 O. However, incomplete combustion may produce dioxins and precursors. Compounds with 2 or 4 carbon atoms generated during combustion are chlorinated in a catalytic reaction with chlorine gas and metal chlorides generated from hydrochloric acid and oxygen at high temperatures, and then chlorobenzene through chloroethylene and chloroacetylene compounds. Is generated. Chlorobenzene is a hydroxyl radical (OH
・) Reacts with oxygen and other combustion exhaust gas to form chlorophenol and chlorophenoxyl radicals, which combine with compounds having 2 or 4 carbon atoms to form polychloromonobenzdioxin, polychloromonobenzofuran, and even dioxin. Generate. In controlling the generation and emission reduction of these dioxins, combustion processes in incinerators, heat recovery from exhaust ports to exhaust gas treatment equipment, gas cooling processes, and removal of air pollutants, mainly dust, in exhaust gas treatment equipment, etc. Is suppressed. The generation of dioxins can be suppressed by complete combustion, and there is no danger of generating dioxins unless incomplete combustion products are generated during the combustion and exhaust gas treatment processes.

【0018】そこで排出された焼却灰につても、完全燃
焼をするため、排出された焼却灰をさらに燃焼させ、不
燃物を取り除き、燃焼キルンによる燃焼ガス温度を一定
に保ち充分なガスの滞留時間でキルン内での充分なガス
撹拌、二次空気との混合することにより、燃焼ガス中の
未燃カーボン、炭化水素等の物質を減らすことが必要で
ある。一般にこれらのダイオキシン類は、通常、焼成温
度が950℃以下では完全に分解しない。焼成温度が9
50℃以上になるとダイオキシン類は分解し無害化する
とともに、塩素の大部分は、カルシウムクロロアルミネ
ート(11CaO・7Al23・CaCl2)やカルシ
ウムクロロシリケート(2CaO・SiO2・CaCl2
・3CaO・SiO2・CaCl2)等の水硬性鉱物とし
て固定される。本発明はこの還元反応処理において、触
媒の作用等により、上記の温度よりも低い焼却灰温度約
400℃〜600℃でダイオキシン類を分解することが
できる。しかし、フライアッシュ等の焼却灰を低酸素雰
囲気下で加熱処理することは、フライアッシュの酸化雰
囲気下での加熱(250〜400℃)が、各種金属化合
物の触媒作用によりダイオキシンを生成させるのと表裏
一体を成していることを考慮しなくてはならない。フラ
イアッシュ等の焼却灰の加熱を酸素欠乏下の低酸素雰囲
気下で行うことより、灰中のダイオキシン類を脱塩素化
して分解し、また、処理装置内のダイオキシン類も熱分
解することができる。酸化雰囲気下ではダイオキシン類
は前駆体物質等からフライアッシュ中の塩化物、炭素等
と反応して300℃付近で多く生成されるが、還元雰囲
気下で雰囲気温度450℃以上に加熱すれば、触媒作用
によりダイオキシン類は分解される。本発明では、低温
処理の過程で発生するダイオキシン類の完全な分解を目
的として、さらにその排ガスを窒素ガスの存在下加熱処
理してダイオキシン類を完全に分解することを特徴とす
る。フライアッシュ加熱を酸素欠乏下の低酸素雰囲気で
行うことより、ダイオキシン類の脱塩素化/水素化が図
られることになる。ダイオキシンの低温度熱分解の処理
条件として、次のことが考えられる。 (1)酸素欠乏状態の維持:外気と絶縁された脱酸素状
態の空間で加熱する。 (2)一定温度の維持:加熱温度は上記の(250℃〜
450℃)以上に維持する。 (3)滞留時間:20分〜40分の乾留時間を維持す
る。 (4)冷却:ダイオキシン発生温度領域をできるだけは
やく通過させるため脱酸素状態で温度を80℃以下に下
げる。
In order to completely burn the incinerated ash discharged therefrom, the discharged incinerated ash is further burned to remove incombustible substances, and the temperature of the combustion gas by the combustion kiln is kept constant, and the sufficient gas residence time is maintained. It is necessary to reduce the amount of unburned carbon, hydrocarbons and other substances in the combustion gas by sufficiently stirring the gas in the kiln and mixing with the secondary air. Generally, these dioxins are not completely decomposed at a calcination temperature of 950 ° C. or lower. Firing temperature 9
Together it becomes equal to or larger than 50 ° C. dioxins harmless decomposed, most of the chlorine, calcium chloroaluminate (11CaO · 7Al 2 O 3 · CaCl 2) and calcium chlorosilicate (2CaO · SiO 2 · CaCl 2
3CaO.SiO 2 .CaCl 2 ) and the like, fixed as a hydraulic mineral. The present invention can decompose dioxins at an incineration ash temperature lower than the above temperature of about 400 ° C. to 600 ° C. by the action of a catalyst or the like in this reduction reaction treatment. However, the heat treatment of incinerated ash such as fly ash in a low oxygen atmosphere means that heating (250 to 400 ° C.) of fly ash in an oxidizing atmosphere generates dioxin by the catalytic action of various metal compounds. We must consider that they are two sides of the same coin. By heating incineration ash such as fly ash in a low oxygen atmosphere under oxygen deficiency, dioxins in the ash can be dechlorinated and decomposed, and dioxins in the treatment equipment can also be thermally decomposed. . In an oxidizing atmosphere, dioxins react with precursors, such as chlorides and carbon in fly ash, and are generated in large quantities at around 300 ° C. However, when heated to an atmosphere temperature of 450 ° C or more in a reducing atmosphere, the catalyst becomes a catalyst. Dioxins are decomposed by the action. In the present invention, for the purpose of completely decomposing dioxins generated in the process of low-temperature treatment, the exhaust gas is further heat-treated in the presence of nitrogen gas to completely decompose dioxins. By performing fly ash heating in a low oxygen atmosphere under oxygen deficiency, dechlorination / hydrogenation of dioxins can be achieved. The following can be considered as processing conditions for low-temperature pyrolysis of dioxin. (1) Maintaining an oxygen-deficient state: heating in a deoxygenated space insulated from the outside air. (2) Maintaining a constant temperature: The heating temperature is as described above (250 ° C.
(450 ° C.) or higher. (3) Residence time: A dry distillation time of 20 minutes to 40 minutes is maintained. (4) Cooling: The temperature is reduced to 80 ° C. or less in a deoxygenated state in order to pass through the dioxin generation temperature range as quickly as possible.

【0019】《触媒機能の利用》本発明に使用される触
媒については特に制限を設けるものではないが、触媒
(担体)原料の主成分は処理された燃焼灰の微粉化物で
ある。セメント状になった微粉体の含有成分は、Na、
Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、
V、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Pb等が酸化物と
して存在するものである。これら元素の酸化物の混合物
にアルミン酸石灰3%〜5%、ポルトランドセメント2
5%〜27%を加え、まず乾燥混合し、成形に必要な水
分、成形助剤として無機系固化剤を添加し、十分湿式混
練し、目的形状(図5に示す蓄熱塔参照)に成形し、養
生硬化を行う。形状はペレット状,板状,円筒状,格子
状,ハニカム状など任意の形状が可能である。また、本
触媒は機械的特性、物理的特性が極めて優れており、安
定して長期使用に耐え得るものである。このようにして
得られた成形物にPt等の貴金属触媒物質および必要に
よりMn,Cu,Cr,Fe等を金属として、又はその
酸化物として担持せしめ製品の触媒が得られる。上記の
触媒担体の特徴は、それ自体活性をもち、それゆえ最小
の担持量で希望する水準の性能を有する触媒を得ること
ができる。特に触媒を大量に調製する場合はこれらの長
所が有利に発揮される。白金属処理は1l当たリ0.5
g〜1.0gの量で表面に適用される。白金化合物を担
持した組成物は70〜170℃で乾燥され、ついで空気
中400〜600℃で焼成するか、あるいは水素ガス,
水素−窒素ガス中250〜500℃で還元処理する。な
お、これらの空気加熱処理,水素ガス,水素−窒素ガス
処理の代りに被処理排出ガスで処理して活性化すること
により製品とすることもできる。製造法はこれらに限定
されないことは言うまでもない。反応器の形式としては
特に限定はないが、通常の固定床,移動床,流動床等の
反応器を適用することができる。本発明の方法は、焼却
炉排ガス等に含まれるポリ塩化ジベンゾダイオキシンま
たはポリ塩化ジベンゾフランを当該触媒を用いて除去す
る排ガス処理方法であり、低温度で上記毒性有機塩素化
合物の除去が行なえるのでランニングコストや設備コス
トを低減することができる。本発明は、ダイオキシン類
の分解反応ならびに酸化重金属類の還元反応を主反応と
する還元反応処理を行う。一般廃棄物焼却灰の成分は、
主としてケイ素、カルシウムであり、そのほか、アルミ
ニウム、鉄などの金属酸化物が含まれている。そして、
最近問題となっている有害重金属については鉛が多く、
次に水銀やカドミウムがある。さらに、塩素が多いのも
特徴である。これら重金属の混入が焼却灰の有効利用の
促進を妨害している。還元触媒の反応機構の理論的解明
は困難であり、試行錯誤的に各種添加剤および/または
触媒を用いて、当該生成物の重金属溶出性の評価を行
い、酸化重金属類の還元反応とその重金属の還元触媒と
しての利用および/または安定化合物へ化学反応させる
一応の技術を確立している。触媒には金属触媒、金属酸
化物触媒などがある。金属元素の中の遷移金属である
鉄、コバルト、ニッケル、銅および白金属と云われるル
テニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジ
ウム、白金は水素分子を解離して、水素原子にして活性
化を高める。普通水素分子を解離するエネルギーは約4
50キロジュールのエネルギーがないと解離されないが
水素原子はNi、Pd、Ptなどの表面上では、室温で
容易に解離してNi、Pd、Pt上に吸着する。この解
離をさせる原動力は金属表面の水素原子に対する化学親
和力である。解離した水素原子は反応性に富み、金属表
面に近づいてくる炭化水素(エチレンやプロピレンな
ど)に付加したり炭素と酸素の化合物など有機化合物に
付加して水素化生成物をつくる。また、白金属やFe、
Co、Niは炭化水素のC−H結合をも解離して、水素
化分解も行う。このように触媒は金属分子を活性のある
金属原子にして、化学反応を熱源にたよらず、促進する
力をもっている。
<< Utilization of Catalyst Function >> Although there is no particular limitation on the catalyst used in the present invention, the main component of the raw material of the catalyst (carrier) is a fine powder of treated combustion ash. Cement-like fine powder contains Na,
Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti,
V, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Pb, etc. are present as oxides. A mixture of oxides of these elements in lime aluminate 3% to 5%, Portland cement 2
5% to 27% is added, dry-mixed first, water necessary for molding, an inorganic solidifying agent is added as a molding aid, and sufficiently wet-kneaded to form a desired shape (see a heat storage tower shown in FIG. 5). Perform curing and curing. Any shape such as a pellet, a plate, a cylinder, a lattice, and a honeycomb can be used. Further, the present catalyst is extremely excellent in mechanical properties and physical properties, and can stably withstand long-term use. A precious metal catalyst substance such as Pt and, if necessary, Mn, Cu, Cr, Fe, etc., are supported as a metal or an oxide thereof on the molded product obtained as described above to obtain a product catalyst. The features of the catalyst support described above are themselves active, so that a catalyst with the desired level of performance can be obtained with a minimal loading. In particular, when a large amount of catalyst is prepared, these advantages are advantageously exhibited. White metal treatment is 0.5 l / l
g to 1.0 g applied to the surface. The composition supporting the platinum compound is dried at 70 to 170 ° C. and then calcined in air at 400 to 600 ° C.
Reduction treatment is performed at 250 to 500 ° C. in hydrogen-nitrogen gas. In addition, instead of the air heating treatment, the hydrogen gas treatment, and the hydrogen-nitrogen gas treatment, a product can be obtained by treating and activating the exhaust gas to be treated. It goes without saying that the production method is not limited to these. The type of the reactor is not particularly limited, but a usual fixed bed, moving bed, fluidized bed, or other reactor can be used. The method of the present invention is an exhaust gas treatment method for removing polychlorinated dibenzodioxin or polychlorinated dibenzofuran contained in incinerator exhaust gas or the like by using the catalyst. Costs and equipment costs can be reduced. In the present invention, a reduction reaction treatment mainly comprising a decomposition reaction of dioxins and a reduction reaction of oxidized heavy metals is performed. The components of general waste incineration ash are:
It is mainly silicon and calcium, and also contains metal oxides such as aluminum and iron. And
As for the harmful heavy metals that have recently become a problem, lead is high,
Next is mercury and cadmium. Another characteristic is that it contains a lot of chlorine. The incorporation of these heavy metals hinders the promotion of effective utilization of incineration ash. It is difficult to theoretically elucidate the reaction mechanism of the reduction catalyst, and by using various additives and / or catalysts to evaluate the elution of heavy metals from the product by trial and error, the reduction reaction of oxidized heavy metals and the heavy metals A technology has been established for the use of phenol as a reduction catalyst and / or for chemically reacting it with a stable compound. Catalysts include metal catalysts and metal oxide catalysts. Among the metal elements, transition metals such as iron, cobalt, nickel, copper, and ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and platinum, which dissociate hydrogen molecules, turn into hydrogen atoms to increase activation. Normally, the energy to dissociate hydrogen molecule is about 4
The hydrogen atoms are not dissociated without the energy of 50 kJ, but the hydrogen atoms are easily dissociated at room temperature on the surface of Ni, Pd, Pt, etc., and adsorb on Ni, Pd, Pt. The driving force for this dissociation is the chemical affinity for hydrogen atoms on the metal surface. The dissociated hydrogen atoms are highly reactive and are added to hydrocarbons (such as ethylene and propylene) approaching the metal surface or to organic compounds such as compounds of carbon and oxygen to form hydrogenation products. Also, white metal, Fe,
Co and Ni also dissociate the C—H bond of the hydrocarbon and also perform hydrocracking. Thus, the catalyst has the power to convert metal molecules into active metal atoms and to promote chemical reactions without relying on heat sources.

【0020】焼却灰の中には、典型元素が多く、遷移元
素は少ない、遷移金属のTi、V、Cr、Mn、Fe、
Cu、Znなどは酸素との結合が強すぎて金属酸化物と
なってしまうため、酸素量を6%に減らしている。遷移
金属酸化物は酸化に活性を示すものと、脱水素に活性を
示すものに分けられる。Fe23、Cr23は水素分子
が存在していても金属状態に還元されないので脱水素に
対して良い触媒となる。焼却灰中のCrはCrO3の三
酸化クロムで水に溶け易い化合物なので水素との反応で
水酸化クロムとなり、水酸化クロムの燃焼行程により安
定不溶化の三酸化二クロム化合物となる。典型金属酸化
物は反応分子と酸塩基相互作用をし、反応分子にプロト
ンを与えたり、反応分子がプロトンを引き抜いて分子を
活性化する。SiO2、Al23、MgOなどがある。
焼却灰中に含まれる金属触媒は、反応器内の触媒粒子の
外表面積が大きいほど活性が大きくなるので、触媒粒子
は小さいほどよい。反応物質と触媒が同一体であるた
め、反応器のタイプは流動式で反応物が連続的に反応器
に供給され、生成物が連続的に取り出される。反応器内
は十分に撹拌され、完全混合流れである。一般に、触媒
には金属触媒、金属酸化物触媒などがある。遷移金属で
あるFe、Co、Ni、Cuおよび白金属であるRu、
Rh、Pd、Os、Ir、Ptは水素分子を解離して、
水素原子にして活性化を高める。普通水素分子を解離す
るエネルギーは約450キロジュールのエネルギーが必
要であるが、Ni、Pd、Ptなどの表面上では、室温
で容易に解離してNi、Pd、Pt上に吸着する。この
解離をさせる原動力は金属表面の水素原子に対する化学
親和力である。解離した水素原子は反応性に富み、金属
表面に近づいてくる炭化水素に付加したり炭素と酸素の
化合物など有機化合物に付加して水素化生成物をつく
る。また、白金属やFe、Co、Niは炭化水素のC−
H結合をも解離して、水素化分解も行う。このように触
媒は金属分子を活性のある金属原子にして、化学反応を
熱源にたよらず、促進する力をもっている。焼却灰の中
には、典型元素が多く、遷移元素は少ない。遷移金属の
Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu、Znなどは酸素と
の結合が強すぎて金属酸化物となってしまうため、反応
(燃焼)系は酸素量を6%に減らした低酸素状態の空間
としている。遷移金属酸化物は酸化に活性を示すもの
と、脱水素に活性を示すものに分けられる。Fe23
Cr23は水素分子が存在していても金属状態に還元さ
れないので脱水素に対して良い触媒となる。焼却灰中の
CrはCrO3で水に溶け易い化合物なので水素との反
応でCr(OH)3となり、Cr(OH)3の燃焼工程に
より、安定不溶化のCr23となる。SiO2、Al2
3、MgOなどの典型金属酸化物は反応分子と酸塩基相
互作用をし、反応分子にプロトンを与えたり、反応分子
からプロトンを引き抜いたりして分子を活性化する。触
媒は、主成分として、酸化鉄(Fe34)、助触媒とし
て酸化カリウム(K 2O)(0.5〜1.5%)、アル
ミナ(Al23)(2〜4%)、酸化カルシウム(Ca
O)(1〜3%)、シリカ(SiO2)(0.2〜1
%)、酸化マグネシウム(MgO)(0.2〜4%)な
どを用いる。触媒の作用によって難溶性の化合物を形成
する。主な反応は硫化反応である。焼却灰中に含まれる
金属触媒は、反応器内の触媒粒子の外表面積が大きいほ
ど活性が大きくなるので、触媒粒子は小さいほどよい。
反応物質と触媒が同一体であるため、反応器のタイプは
流動式で反応物が連続的に反応器に供給され、生成物が
連続的に取り出される。反応器内は十分に撹拌され、完
全混合流れである。
The incineration ash contains many typical elements,
Low in element, transition metals Ti, V, Cr, Mn, Fe,
Cu, Zn, etc. have too strong a bond with oxygen and
Therefore, the amount of oxygen is reduced to 6%. transition
Metal oxides are active in oxidation and active in dehydrogenation.
It is divided into what is shown. FeTwoOThree, CrTwoOThreeIs a hydrogen molecule
Is not reduced to the metallic state even if
It is a good catalyst for it. Cr in incineration ash is CrOThreeThree
Since it is a compound that is easily dissolved in water with chromium oxide, it reacts with hydrogen
It becomes chromium hydroxide and is cheaper due to the combustion process of chromium hydroxide.
It becomes a constant insolubilized dichromium trioxide compound. Typical metal oxidation
The product interacts with the reaction molecule by acid-base,
Or the reactive molecule abstracts a proton by extracting a proton.
Activate. SiOTwo, AlTwoOThree, MgO and the like.
The metal catalyst contained in the incineration ash is used for the catalyst particles in the reactor.
The larger the outer surface area, the greater the activity.
The smaller the better. Reactant and catalyst are identical
The reactor type is a fluid type, and the reactants are continuously
And the product is continuously removed. Inside the reactor
Are well agitated and fully mixed streams. Generally, the catalyst
Include metal catalysts and metal oxide catalysts. With transition metal
Certain Fe, Co, Ni, Cu and white metal Ru,
Rh, Pd, Os, Ir and Pt dissociate hydrogen molecules,
Increase the activation by making it a hydrogen atom. Normally dissociates hydrogen molecules
About 450 kilojoules of energy
It is important to note that on surfaces of Ni, Pd, Pt, etc., room temperature
And easily adsorb on Ni, Pd and Pt. this
The driving force for dissociation is the chemistry of hydrogen atoms on metal surfaces
Affinity. Dissociated hydrogen atoms are highly reactive,
Add to hydrocarbons approaching the surface or add carbon and oxygen
Addition to organic compounds such as compounds to produce hydrogenated products
You. In addition, white metal, Fe, Co, and Ni are hydrocarbon C-
Hydrogenolysis is also performed by dissociating H bonds. Like this
The medium transforms metal molecules into active metal atoms, and performs chemical reactions.
It has the power to promote regardless of the heat source. Inside the incineration ash
Has many typical elements and few transition elements. Transition metal
Ti, V, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, etc.
Is too strong to form a metal oxide,
The (combustion) system is a low-oxygen space where the amount of oxygen has been reduced to 6%.
And Transition metal oxides are active in oxidation
And those exhibiting dehydrogenation activity. FeTwoOThree,
CrTwoOThreeIs reduced to the metallic state even in the presence of hydrogen molecules.
It is a good catalyst for dehydrogenation. In incineration ash
Cr is CrOThreeIs a compound that is easily soluble in water.
Cr (OH)ThreeAnd Cr (OH)ThreeIn the combustion process
More stable insolubilized CrTwoOThreeBecomes SiOTwo, AlTwoO
ThreeTypical metal oxides, such as MgO and MgO, are reactive
Interact with each other to give a proton to the reactive molecule,
Activate molecules by extracting protons from the molecule. Touch
The medium contains iron oxide (Fe) as a main component.ThreeOFour), As a co-catalyst
Potassium oxide (K TwoO) (0.5-1.5%), Al
Mina (AlTwoOThree) (2-4%), calcium oxide (Ca
O) (1-3%), silica (SiOTwo) (0.2-1
%), Magnesium oxide (MgO) (0.2-4%)
Which is used. Forming poorly soluble compounds by the action of a catalyst
I do. The main reaction is a sulfidation reaction. Included in incineration ash
The metal catalyst has a large outer surface area of the catalyst particles in the reactor.
As the activity increases, the smaller the catalyst particles, the better.
Because the reactants and catalyst are identical, the reactor type is
The reactants are continuously supplied to the reactor in a fluidized manner, and the products are
It is taken out continuously. The inside of the reactor is sufficiently stirred and
It is a total mixed flow.

【0021】《表面積の拡大》処理を受ける焼却灰は微
粉末に粉砕してその表面積を大きくすることで、その反
応性を高めることができる。まず、粒度選別、鉄分選別
等により粒度を10メッシュ以下にして、減酸素雰囲気
下の燃結キルンに投入する。さらに還元反応処理を受け
た原灰は安定化反応処理を受ける前に、100〜150
メッシュの微粉末にする。キルン内の化学反応は触媒反
応であり、反応器内の触媒粒子の外表面積が大きいほど
活性が大きくなるので、触媒粒子は小さいほどよい。微
粉末に粉砕してその表面積を大きくすることで、自由エ
ネルギーが減少され、反応速度が高まりラジカルが生成
し、連鎖機構によって気相に拡散し反応が促進される。
CaO,K2O,Al23,SiO2などラジカルの反応
により固体表面の吸着や温度変化によって反応気体と触
れ、表面に触媒機能をもった物質を合成することにより
活性点の高い触媒となる。酸化雰囲気ではダイオキシン
類は前駆体物質から飛灰中の塩化物や炭素を触媒として
300℃付近で多く生成されるが、還元雰囲気下で45
0℃以上に加熱すれば、触媒作用により分解できる。ま
ず、脱塩酸反応が生じ、その後に還元され、脱塩素化/
水素化の処理になる。この乾留状態の中からアンモニア
(NH3)が排出し、その還元力によりNOxを抑制する
こともできる。同時に重金属類の安定化処理も施され
る。
<< Enlargement of Surface Area >> The incineration ash subjected to the treatment can be pulverized into fine powder to increase its surface area, thereby increasing its reactivity. First, the grain size is reduced to 10 mesh or less by grain size sorting, iron sorting, or the like, and then charged into a burning kiln under a reduced oxygen atmosphere. Further, the raw ash subjected to the reduction reaction treatment is subjected to 100 to 150 before being subjected to the stabilization reaction treatment.
Make fine powder of mesh. The chemical reaction in the kiln is a catalytic reaction, and the larger the outer surface area of the catalyst particles in the reactor, the greater the activity. Therefore, the smaller the catalyst particles, the better. By pulverizing into a fine powder to increase the surface area, free energy is reduced, the reaction rate is increased, radicals are generated, and the radicals are diffused into the gas phase by a chain mechanism to promote the reaction.
The reaction of radicals such as CaO, K 2 O, Al 2 O 3 , and SiO 2 with the reaction gas due to adsorption on the solid surface and temperature change, and synthesis of a substance having a catalytic function on the surface enables the formation of a catalyst with a high active point. Become. In an oxidizing atmosphere, a large amount of dioxins are generated from the precursor material at around 300 ° C. using chlorides and carbon in fly ash as catalysts, but 45
If heated to 0 ° C. or higher, it can be decomposed by catalytic action. First, a dehydrochlorination reaction occurs, followed by a reduction and dechlorination /
It is a process of hydrogenation. Ammonia (NH 3 ) is discharged from this dry distillation state, and NO x can be suppressed by its reducing power. At the same time, a stabilization treatment for heavy metals is performed.

【0022】《焼却灰の安定化》重金属を含む異種金属
の混合物である焼却灰を効率よく相互分解させ、重金属
塩類を触媒として利用して金属塩を溶離し、その時、結
晶化させることにより安定化する。すなわちここでいう
安定化とは、この反応処理灰を水和反応させることによ
り安定固化し、重金属の溶出防止効果が生ずるようにす
ることである。焼却灰は、Na,Mg,Al,Si,
P,S.Cl,K,Ca,Ti,V,Cr,Mn,F
e,Cu,Zn,P,Bの7元素のほかに未燃カーボン
Cが含まれており、金属や非金属の混合物である。金属
は化合物となって安定化され、金属種により、酸化物、
水酸化物、硫酸化物、硫化物、リン酸化物、リン化物等
金属化合物によって安定化する。アルカリ金属とアルカ
リ土類金属以外の水酸化物は水に溶けにくい化合物〔C
u(OH)2,Al(OH)2,Zn(OH)2,Pb
(OH)2,Fe(OH)2など〕、As,PなどはCa
Oと反応して安定化合物となる。金属化合物は地下に埋
蔵されると、土壌中の微生物が構成元素の大半を徐々に
無機化して、CO2,H2O,N2などの形で大気中に還
元する。またCa2+,Mg2+,K+,NH4などの無機陽
イオンは腐植や粘土に吸着される。腐植では、その有機
酸としての官能基が、粘土では粘土鉱物の層間位置や格
子破端の陰荷電が、これらの陽イオンを吸着する。NO
3-,Cl-,SO4 2-などの陰イオンも腐植や粘土の部分
的陽電荷により吸着される。安定金属化合物は大部分
が、一次鉱物、粘土鉱物および腐植の内部構造に組み込
まれた形で存在するようになり、イオンの形で溶液中あ
るいは粘土や腐植の表面のイオン交換部位に吸着保持さ
れる。また焼却灰は塩基度CaO/SiO2が高く徐冷
により結晶化する性質があり、急冷するとガラス質にな
る。すなわち、水に溶けにくい物質として安定かつ安全
な物質を生成することになる。反応として、元素には電
気的に陽性になりやすいものと陰性になりやすいものが
あり、陰陽の組み合わせによって安定な化合物が生まれ
る。多くの金属元素は陽性の元素で、また非金属元素は
陰性の元素であり、その組み合わせで生まれる化合物
(塩類)は陽成分と陰成分からなり、単塩であり、複
塩、錯塩である。貴金属といわれる金属以外の金属は単
体として産出しない。アルカリ金属は水中にイオンとな
って存在する。多くの金属はイオン化傾向があり、酸溶
液で溶け出そうとする。元素は太陽エネルギーと地球内
部の地殻エネルギーにより、岩石、大気、海水と変成作
用を通じて循環しているのであって、O,Si,Al,
Fe,Cu,Na,K,Mgとほとんどケイ酸塩ででき
ている。他に化合物の種類としては、ハロゲン化物炭酸
塩、ヒ酸塩、ホウ酸塩など、いずれもイオン性化合物と
しての性質をもっている。ハロゲン化物や硫化物、酸化
物は陰性の元素が単独で陰イオンとなり、陽イオンと結
合してできたものであり、その他の化合物はいずれも陰
性の元素が酵素と結びついてオキソ酸イオンとなり、陽
イオンと結合してできたものである。 陰イオン:塩化物イオン(Cl-)、硫化物イオン
(S2-)、酸化物イオン(O2-)オキソ酸イオン:炭酸イオ
ン(CO3 2-)、リン酸イオン(PO4 3-)、水酸化物イオン
(OH)、ヒ酸イオン(ASO4 3-)、硫酸イオン(S
4 2-)、ホウ酸イオン(BO3 2-)、硝酸イオン(N
3 -)、ケイ酸イオン(SIO4 4-) これらイオンが化合物を構成しているのであって、この
イオン性化合物の陽イオン、陰イオンがそれぞれ溶ける
ことのできる量を溶解度と規定され、S2-やSO4 2-
CO3 3-は金属イオンと反応して難溶性の化合物をつく
る。しかし、水は強い配位子だから金属元素イオンに配
位しやすく、多くの金属媒体は水に溶けると直ちにアク
ア媒体に変わってしまう。水溶性物質を難溶性物質に変
えるために、物質元素の化合物の性状を変える。焼却灰
の資源化の阻害要因となっている有害重金属を溶解度の
低い溶出しにくい形態で安定して不溶化する。本発明は
重金属溶出防止のための添加剤を添加するこができる。
重金属溶出防止のための添加剤としては、加えて焼却処
理するだけその溶出が検出限界以下となるような添加剤
を選択する。焼却灰は金属や非金属の混合物であり、金
属は化合物となって安定化される。金属種により、安定
化の形態は異なり、酸化物、水酸化物、硫酸化物、硫化
物、リン酸化物、リン化物等金属化合物になって安定化
する。
<< Stabilization of incineration ash >> The incineration ash, which is a mixture of dissimilar metals including heavy metals, is efficiently mutually decomposed, and the metal salts are eluted using heavy metal salts as a catalyst, and then crystallized at that time to stabilize. Become That is, the term "stabilization" as used herein means that the reaction-treated ash undergoes a hydration reaction so as to be stabilized and solidified, so that the elution of heavy metals is prevented. The incinerated ash is Na, Mg, Al, Si,
P, S. Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, F
It contains unburned carbon C in addition to the seven elements e, Cu, Zn, P and B, and is a mixture of metals and non-metals. Metals are stabilized as compounds, and depending on the metal species, oxides,
Stabilized by metal compounds such as hydroxides, sulfates, sulfides, phosphorus oxides and phosphides. Hydroxides other than alkali metals and alkaline earth metals are compounds that are hardly soluble in water [C
u (OH) 2 , Al (OH) 2 , Zn (OH) 2 , Pb
(OH) 2 , Fe (OH) 2 etc.], As, P, etc.
Reacts with O to become a stable compound. When a metal compound is buried underground, microorganisms in the soil gradually mineralize most of the constituent elements and reduce it to the atmosphere in the form of CO 2 , H 2 O, N 2, and the like. In addition, inorganic cations such as Ca 2+ , Mg 2+ , K + , and NH 4 are adsorbed on humus and clay. In the humus, the functional group as an organic acid adsorbs these cations in the clay due to the interlayer position of the clay mineral or the negative charge of the lattice break. NO
3-, Cl -, anions such as SO 4 2-also adsorbed by partial positive charge of the humus and clay. Most of the stable metal compounds will be present in the internal structure of primary minerals, clay minerals and humus, and will be adsorbed and retained in solution in the form of ions or ion exchange sites on the surface of clay or humus. You. Further, incinerated ash has a high basicity CaO / SiO 2 and has a property of being crystallized by slow cooling, and becomes vitreous when rapidly cooled. That is, a stable and safe substance is generated as a substance that is hardly soluble in water. As a reaction, some elements tend to be electrically positive and others tend to be negative, and a stable compound is produced by a combination of yin and yang. Many metal elements are positive elements, and non-metal elements are negative elements. Compounds (salts) produced by the combination are composed of positive and negative components, are single salts, double salts and complex salts. No metals other than precious metals are produced as a single substance. Alkali metals exist as ions in water. Many metals have a tendency to ionize and tend to dissolve in acid solutions. Elements are circulated through rocks, the atmosphere, seawater and metamorphism by solar energy and crustal energy inside the earth, and O, Si, Al,
Mostly made of silicate with Fe, Cu, Na, K, Mg. Other types of compounds, such as halide carbonate, arsenate and borate, all have properties as ionic compounds. For halides, sulfides, and oxides, the negative element alone becomes an anion and is formed by bonding with the cation, and in all other compounds, the negative element is combined with the enzyme to become an oxoacid ion, It is formed by combining with cations. Anion: chloride ion (Cl -), sulfide ions
(S 2− ), oxide ion (O 2− ) oxo acid ion: carbonate ion (CO 3 2− ), phosphate ion (PO 4 3− ), hydroxide ion
(OH), arsenate ion (ASO 4 3- ), sulfate ion (S
O 4 2- ), borate ion (BO 3 2- ), nitrate ion (N
O 3 ), silicate ion (SIO 4 4- ) These ions constitute a compound, and the cation and the anion of this ionic compound can be dissolved in an amount that is defined as the solubility, S 2- and SO 4 2- ,
CO 3 3- reacts with metal ions to form poorly soluble compounds. However, since water is a strong ligand, it is easy to coordinate with metal element ions, and many metal media are immediately converted to aqua media when dissolved in water. To change a water-soluble substance into a poorly soluble substance, the properties of the compound of the substance element are changed. Hazardous heavy metals, which are a hindrance to incineration ash recycling, are stably insolubilized in a low solubility and difficult to elute form. In the present invention, an additive for preventing elution of heavy metals can be added.
As an additive for preventing heavy metal elution, an additive is selected such that the elution thereof is below the detection limit simply by incineration. Incinerated ash is a mixture of metal and non-metal, and the metal is stabilized as a compound. The form of stabilization differs depending on the metal species, and the metal compound is stabilized as a metal compound such as an oxide, a hydroxide, a sulfate, a sulfide, a phosphate, and a phosphide.

【0023】《不活性ガスによる乾燥》焼却灰は金属も
しくは非金属元素の酸化物の混合体であり、場合によっ
ては毒性物質の発生もあり得るため酸化反応を極力小さ
くし、金属酸化物を金属化するため、不活性ガスによる
乾燥を行う。ダイオキシン類の分解には当該処理は80
0℃以上の温度で十分目的を達成することができるが、
ダイオキシン類の完全な分解を考慮して、処理温度は雰
囲気温度900℃前後が好ましい。本発明は焼却灰の処
理に当たり、あらかじめ乾燥処理をする。この乾燥処理
工程において、炉内温度800〜900℃で処理するこ
とにより、焼却灰の含水率を低減(2%以下)するとと
もに排ガス中のダイオキシン類の熱分解を行う。不活性
ガスとしては窒素(N2)ガスを使用し、ガスは循環使
用する。ブロックフローとしては図2のようになる。不
活性ガスとして窒素(N2)ガスを使用する場合、窒素
の分子量は28であり、その熱的特性(熱容量、熱伝導
度、伝熱係数等)は、分子量が29の空気とほとんど差
がない。したがって乾燥特性には変わりがない。加熱機
から乾燥装置へ送りこまれるガスの温度、湿度は常に一
定でないと安定した運転が保持できないので、加熱器へ
のリターンも温度条件が一定となるよう、ガスの熱交換
を行う熱回収器をつける。
<< Drying with inert gas >> Incinerated ash is a mixture of oxides of metal or non-metallic elements. In some cases, toxic substances may be generated. Drying with an inert gas. The treatment is 80 for the decomposition of dioxins.
Although the objective can be sufficiently achieved at a temperature of 0 ° C. or higher,
Considering complete decomposition of dioxins, the treatment temperature is preferably around 900 ° C. in ambient temperature. In the present invention, drying treatment is performed in advance in treating incineration ash. In this drying treatment step, by treating at a furnace temperature of 800 to 900 ° C., the moisture content of the incinerated ash is reduced (2% or less) and the dioxins in the exhaust gas are thermally decomposed. Nitrogen (N 2 ) gas is used as the inert gas, and the gas is circulated. The block flow is as shown in FIG. When nitrogen (N 2 ) gas is used as the inert gas, the molecular weight of nitrogen is 28, and its thermal characteristics (heat capacity, thermal conductivity, heat transfer coefficient, etc.) are almost the same as air having a molecular weight of 29. Absent. Therefore, the drying characteristics remain unchanged. Since stable operation cannot be maintained unless the temperature and humidity of the gas sent from the heater to the drying device are always constant, a heat recovery unit that performs gas heat exchange so that the temperature conditions return to the heater is also constant. Put on.

【0024】《本発明の生成物》焼却灰は一般に含水率
が高く、重金属等を多く含有しているため、水硬性セメ
ントによる固化が最も難しい。この固化阻害要因をもつ
金属の無害化、ならびに有機質化合物の硬化を促進させ
るために、乾留と減酸素雰囲気による燃焼により阻害要
因を取り除く。セメントは水と反応して水和物の結晶を
析出し、これが互いに連結し合って固化するもので、そ
の水和物結晶は常温で安定である。主要成分は石灰分
(CaO)であり、次いでケイ酸分(SiO2)であ
り、これらの含量は全体の88%である。次いでアルミ
ナ分(Al23)、鉄分(Fe23)、硫酸根(S
3)などである。これらの化学成分は単に酸化物とし
て存在するのではなく、化合物として存在し、水と反応
して水和物を生成する。いわゆる水硬性硬物として存在
する。普通ポルトランドセメントについて、その水和強
さを支配する鉱物は一般にAliteと呼ばれる3Ca
O,SiO2、およびBeliteと呼ばれる2Ca
O,SiO2で、AliteとBeliteで全体の7
6%を占める。これらいずれも石灰分(CaO)とケイ
酸分(SiO2)との化合物であって、水と接触して次
の様な反応で水和物結晶となる。 2Ca3SiO5 + 6H2O = Ca3Si27・3H2
O + 3Ca(OH)2 2Ca2Si4 + 4H2O = Ca3Si27・3H2
+ Ca(OH)2 これら水硬性ケイ酸石灰塩は水和反応の速度や、結晶時
のメカニズムに差はあるが、いずれも結果的には3Ca
O・2SiO3・3H2Oという形のケイ酸石灰塩水和物
を形成する点で一致している。一方、このほかの主要化
合物として、アルミナ分(Al23)を含む相に3Ca
O・Al23(アルミン酸三石灰)および、4CaO・
Al23・Fe23(アルミン酸鉄酸四石灰)などがあ
るが、これらは水と反応して3CaO・Al23・6H
2Oという形の結晶を析出する。なお、ここで硫酸根
(SO3)が存在するとアルミン酸石灰塩水和物はSO3
と結びついて無機の複塩を生成する。これが一般にセメ
ントパチルスと呼ばれるエトリンガイト(3CaO・A
23・3CaSO4・3H2O)である。このエトリン
ガイトが、セメントにおける重金属を封じ込める結晶で
ある。1分子中に32分子もの水を結晶構造の単位とし
て保有しているが、SO3の供給がなくなると3CaO
・Al23・CaSO4・12H2Oに変化してこのよう
なコンバージョンにより構造体の密度変化、遊離水の発
生により結合力を弱める。本発明の生成物(以下、「ニ
ューハード」と言うこともある。)は、潜在水硬性をも
ち、アルカリまたは硫酸塩などの刺激作用によって水硬
性を発揮する。化学成分で示される塩基度の値(CaO
+Al23+MgO)%/SiO2%が1.35〜1.
45ぐらい。ポルトランドセメントに比べると1%ほど
塩基度も低く、水和力も低い。このためポルトランドセ
メントと焼却灰を混合粉砕して、水和性と硬化性を高め
る。ポルトランドセメントの配合比率はセメント10%
〜30%程度で焼却灰に含まれている化合物の構成比と
粉末度の相異によりニューハードの性質も違ってくる。
また、ニューハードは水と炭酸ガスによる反応がないの
で、セメントのような風化されて固結してしまうことは
ない。ニューハードは反応の激しいアルミナやマグネシ
ウムがカルシウム分に比べて多量に含まれているため、
反応速度が早く膨張係数が高くなる。セメントよりも水
酸化カルシウムが材令28日前後にニューハードの潜在
水硬性による再反応を発揮、水和が進み、セメントの水
和力を助けるため、長期にわたって強度が増進する。ニ
ューハードは、海水、下水、地下水の構造物に強い。コ
ンクリート構造物が破壊しやすくなるのは、硫酸塩がコ
ンクリート中のCa(OH)2と化合して硫酸カルシウ
ム(CaSO4)をつくり、さらにアルミン酸三石灰水
和物(3CaO・Al23・nH2O)と結合して、セ
メントパチルスになるためである。ニューハードは膨張
係数が大きく、反応が初期に始まるため、硬化物中のC
a(OH)2が少なくなり、C3Aも少なくなるため、逆
に抵抗性がよりでてくる。ニューハードは表面活性力が
大きいため、固化に必要な起泡能力と分散能力に優れ、
流動性があり、これらの面を合わせ持ち、セメントの水
和反応を促進させる。起泡能力と分散能力の活性エネル
ギーが高いため、粘性度の強い土質を砂質に24時間で
物理・化学変化させる。さらに、地盤改良など、強度補
強に透水性があり、強度があるという特性がある。
<< Product of the Present Invention >> Since incinerated ash generally has a high water content and contains a lot of heavy metals and the like, it is most difficult to solidify it with hydraulic cement. In order to detoxify the metal having the solidification inhibiting factor and promote the hardening of the organic compound, the inhibiting factor is removed by dry distillation and combustion in a reduced oxygen atmosphere. Cement reacts with water to precipitate hydrate crystals, which are connected to each other and solidify, and the hydrate crystals are stable at room temperature. The major component is lime (CaO), followed by silicic acid (SiO 2 ), whose content is 88% of the total. Then, alumina (Al 2 O 3 ), iron (Fe 2 O 3 ), sulfate (S
O 3 ). These chemical components do not simply exist as oxides, but as compounds and react with water to form hydrates. It exists as a so-called hydraulic hard material. For ordinary Portland cement, the mineral that governs its hydration strength is 3Ca, commonly called Alite.
O, SiO 2 , and 2Ca called Belite
O, SiO 2 , Alite and Belite 7
Accounts for 6%. Each of these compounds is a compound of lime (CaO) and silicic acid (SiO 2 ), and forms hydrate crystals by the following reaction upon contact with water. 2Ca 3 SiO 5 + 6H 2 O = Ca 3 Si 2 O 7 · 3H 2
O + 3Ca (OH) 2 2Ca 2 Si 4 + 4H 2 O = Ca 3 Si 2 O 7 · 3H 2 O
+ Ca (OH) 2 These hydraulic lime silicates differ in the rate of hydration reaction and in the mechanism of crystallization, but in each case 3Ca
O · 2SiO match with 3 · 3H 2 O points forming a calcium silicate hydrate of the form. On the other hand, as another main compound, 3Ca was added to the phase containing alumina (Al 2 O 3 ).
O.Al 2 O 3 (tricalcium aluminate) and 4CaO.
Al 2 O 3 .Fe 2 O 3 (tetracalcium aluminate), which reacts with water to form 3CaO.Al 2 O 3 .6H
Crystals of the form 2 O precipitate. In this connection, when sulfate groups (SO 3 ) are present, lime aluminate hydrate becomes SO 3
And form an inorganic double salt. This is ettringite (3CaOA
l 2 O 3 .3CaSO 4 .3H 2 O). This ettringite is a crystal that encapsulates heavy metals in cement. Although owns 32 molecules also water in a molecule as a unit of the crystal structure, the supply of SO 3 is eliminated when 3CaO
-Conversion to Al 2 O 3 .CaSO 4 .12H 2 O causes such a conversion to change the density of the structure and to reduce the bonding force due to generation of free water. The product of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “new hard”) has latent hydraulic properties and exhibits hydraulic properties by stimulating action such as alkali or sulfate. The basicity value (CaO
+ Al 2 O 3 + MgO)% / SiO 2 % is 1.35 to 1.
About 45. Compared with Portland cement, its basicity is about 1% lower and its hydration power is lower. For this reason, Portland cement and incineration ash are mixed and pulverized to enhance hydration and hardening properties. Portland cement is 10% cement
At about 30%, the properties of the new hard are different depending on the composition ratio and the fineness of the compounds contained in the incineration ash.
In addition, since New Hard does not react with water and carbon dioxide, it is not weathered and solidified like cement. Newhard contains a large amount of alumina and magnesium, which react strongly, compared to calcium.
The reaction rate is high and the expansion coefficient is high. Calcium hydroxide exerts a re-reaction due to the potential hydraulic property of New Hard around 28 days before the cement age, and hydration proceeds to help the hydration power of the cement. Newhard is strong against seawater, sewage and groundwater structures. The reason why the concrete structure is easily broken is that sulfate combines with Ca (OH) 2 in the concrete to form calcium sulfate (CaSO 4 ), and further, tricalcium aluminate hydrate (3CaO · Al 2 O 3) NH 2 O) to form cement patilus. Newhard has a large expansion coefficient and the reaction starts early, so C
Since a (OH) 2 is reduced and C 3 A is also reduced, resistance is increased more. Because New Hard has a large surface activity, it has excellent foaming and dispersing ability required for solidification,
It is fluid and combines these aspects to promote the hydration of cement. Since the active energy of the foaming ability and the dispersing ability is high, the soil having a high viscosity is physically and chemically changed to sand in 24 hours. Further, there is a characteristic that the strength reinforcement such as ground improvement has water permeability and strength.

【0025】[0025]

【実施例】本発明の詳細を実施例で説明する。本発明は
これら実施例によっては何ら限定されることはない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to embodiments. The present invention is not limited by these examples.

【0026】実施例1 焼却灰サンプルはストーカ炉方式の焼却場および流動床
炉方式の焼却場より採取したものを使用した。図1を参
照しながら、焼却灰再資源化プラントシステムの還元反
応設備、安定化反応設備、排煙処理設備などの機能を説
明する。
Example 1 As incineration ash samples, those collected from a stoker type incinerator and a fluidized bed type incinerator were used. With reference to FIG. 1, functions of a reduction reaction facility, a stabilization reaction facility, a flue gas treatment facility, and the like of the incineration ash recycling plant system will be described.

【0027】1)受入・供給設備: 受入れ:原灰受入ピット100m3、供給:灰クレーン
13ton/h、受入れホッパー10m3、フィーダ1
5ton/h 2)選別設備:粒度選別:振動篩(スクリーン網目50
mm、粒度50mm以上除外、粒度50mm以下次工程
へ)鉄分選別:磁選機〔鉄分除外(比較的粗大な鉄
分)〕 3)還元反応設備:雰囲気温度約900℃、焼却灰温度
約600℃、処理時間約40分、添加剤(反応促進剤2
〜3%添加、ハイドロソーダライト、金属触媒等)、酸
素濃度約6%、加熱源(A重油) 主反応(有機塩素化合物の脱塩素化;灰中のダイオキシ
ン類分解、有機塩素化合物の熱分解;炉内のダイオキシ
ン類分解、酸化重金属類の還元;重金属類の活性化) 4)破砕・粉砕設備: 破砕設備:粒度10〜20mm以下、鉄分選別:鉄分除
外(比較的微細な鉄分)、粉砕処理:粒度100メッシ
ュ(95%) 5)安定化反応設備:処理温度約180〜200℃、処
理時間約60分、添加剤(反応促進剤2〜3%添加、触
媒・硫化金属等)、酸素濃度約6% 加熱源(廃熱利
用)、主反応(重金属類の硫化;硫化物として安定化) 6)混合・袋詰設備:タンク:原料タンク40m3、セ
メントタンク40m3、定量供給機:ロスインウエイ
ト、混合機:回転円盤型連続式、袋詰機:処理能力8t
on/h、秤量1000kg/袋 7)排煙処理設備:急冷冷却装置(熱交換器にて180
℃以下)、活性炭吸着(ダイオキシン類、HCl等の吸
着)、バクフィルタ(入り口温度180℃以下、ダイオ
キシン類の再生成防止) 8)電気・計装設備:受電設備、起動盤、制御盤、中央
操作盤、現場操作盤、計測監視システム、ITV監視装
1) Receiving / supplying equipment: Receiving: raw ash receiving pit 100 m 3 , supply: ash crane 13 ton / h, receiving hopper 10 m 3 , feeder 1
5 ton / h 2) Sorting equipment: Particle size sorting: Vibrating sieve (screen mesh 50)
mm, particle size 50 mm or less, particle size 50 mm or less, to the next step) iron separation: magnetic separator [excluding iron (relatively coarse iron)] 3) reduction reaction equipment: atmosphere temperature about 900 ° C, incineration ash temperature about 600 ° C, treatment Approximately 40 minutes, additives (reaction accelerator 2
~ 3% addition, hydrosodalite, metal catalyst, etc.), oxygen concentration about 6%, heating source (Heavy oil A) Main reaction (dechlorination of organic chlorine compounds; decomposition of dioxins in ash, thermal decomposition of organic chlorine compounds) Decomposition of dioxins in furnace, reduction of oxidized heavy metals; activation of heavy metals) 4) Crushing and crushing equipment: Crushing equipment: Particle size of 10 to 20 mm or less, Sorting of iron: Excluding iron (relatively fine iron), crushing Treatment: Particle size 100 mesh (95%) 5) Stabilization reaction equipment: Treatment temperature about 180 to 200 ° C, treatment time about 60 minutes, additives (addition of 2 to 3% of reaction accelerator, catalyst, metal sulfide, etc.), oxygen Concentration about 6% Heating source (use of waste heat), main reaction (sulfurization of heavy metals; stabilized as sulfide) 6) Mixing and bagging equipment: tank: raw material tank 40m 3 , cement tank 40m 3 , quantitative feeder: Loss in weight, mixed : Rotary disk type continuous, bagging machines: capacity 8t
on / h, weighing 1000 kg / bag 7) Smoke exhaust treatment equipment: quenching cooling device (180 with heat exchanger)
℃), activated carbon adsorption (adsorption of dioxins, HCl, etc.), back filter (entrance temperature 180 ° C or less, prevention of regeneration of dioxins) 8) Electricity and instrumentation equipment: power receiving equipment, start-up panel, control panel, central Operation panel, on-site operation panel, measurement monitoring system, ITV monitoring device

【0028】飛灰原灰中のダイオキシン類濃度を測定し
たところ、「毒性等量」は「0.000」であった。ま
た、生成物の重金属溶出性の評価実験を下。生成した焼
却灰とセメントを重量比で4:1の割合で混合した混合
物について含まれる金属などの検査をした。試料と溶媒
を重量比10%の割合で混合した検液(pH4、7およ
び9の3種類)を常温常圧で振とう機を用いて6時間連
続振とうした。試験項目「アルキル水銀化合物」は0.
0005未満mg/l、「水銀またはその化合物」は
0.0005未満mg/l、「カドミウムまたはその化
合物」は0.01未満mg/l、「鉛またはその化合
物」は0.1未満mg/l、「六価クロムまたはその化
合物」は0.01未満mg/l、「ひ素またはその化合
物」は0.01未満mg/l、「セレンまたはその化合
物」は0.01未満mg/lであった。
When the concentration of dioxins in the fly ash raw ash was measured, the "toxic equivalent" was "0.000". In addition, an evaluation experiment for the elution of heavy metals from the product was conducted. A mixture of the generated incineration ash and cement at a weight ratio of 4: 1 was inspected for metals contained therein. A test solution (three types of pH 4, 7, and 9) in which the sample and the solvent were mixed at a weight ratio of 10% was continuously shaken at room temperature and normal pressure for 6 hours using a shaker. The test item "alkylmercury compound" was 0.1.
Less than 0005 mg / l, "mercury or its compound" is less than 0.0005 mg / l, "cadmium or its compound" is less than 0.01 mg / l, and "lead or its compound" is less than 0.1 mg / l , “Hexavalent chromium or its compound” was less than 0.01 mg / l, “arsenic or its compound” was less than 0.01 mg / l, and “selenium or its compound” was less than 0.01 mg / l. .

【0029】実施例2 焼却灰サンプルはストーカ炉方式の焼却場より採取した
ものを使用した。実施例1と同様に、焼却灰再資源化プ
ラントシステムは還元反応設備、安定化反応設備、排煙
処理設備からなる(図1参照)。本実施例では、図3お
よび図4に示すように、乾燥処理設備を付属させたもの
である。本実施例では、二次反応処理工程(第2キル
ン)で電子炉を使用。電気加熱による電熱からは公害源
となる臭気、煙、有害ガス等の物質の発生はない。温度
を一定に制御したり、遠隔操作することも可能である。
安全性、信頼性が高く保守費が低廉ですむ利点がある。
欠点としては加熱容量が大きい場合にコスト高になる。
発熱体は金属保護体の中央にコイル状の発熱抵抗線を入
れ、高い電気絶縁性と、良好な熱伝導性をもつ特殊絶縁
粉末を充填して、金属保護管と発熱抵抗体との熱伝導性
を高めるとともに電気を絶縁し、それを物理的に加工し
て固形化する。この装置は全体の面に対して180°
(+−10°)の一定温度を維持しなければならず均一
な加熱が要求される。乾留中の時間は30°分間で温度
が200°をこえると反応が分解され、一定化されな
い。酸素量は3%に設定して、酸素媒体による反応をよ
くせいする。還元的雰囲気内では、酸素よりも硫黄と反
応しやすい元素が多い。特に有害元素等。けい酸塩類は
逆に硫黄より酸素結合されやすい。
Example 2 An incineration ash sample was taken from a stoker type incineration plant. As in the first embodiment, the incineration ash recycling plant system includes a reduction reaction facility, a stabilization reaction facility, and a flue gas treatment facility (see FIG. 1). In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, a drying treatment facility is attached. In this embodiment, an electronic furnace is used in the secondary reaction processing step (second kiln). There is no emission of odors, smoke, harmful gases, or other substances that cause pollution. It is also possible to control the temperature constant or to control it remotely.
There is an advantage that safety and reliability are high and maintenance costs are low.
As a disadvantage, the cost increases when the heating capacity is large.
The heating element has a coil-shaped heating resistance wire in the center of the metal protection body, and is filled with special insulating powder with high electrical insulation and good thermal conductivity, and heat conduction between the metal protection tube and the heating resistance body Insulates electricity while enhancing its properties, and it is physically processed and solidified. This device is 180 ° to the whole surface
A constant temperature of (+ -10 °) must be maintained and uniform heating is required. The time during the carbonization is 30 minutes, and if the temperature exceeds 200 °, the reaction is decomposed and is not stabilized. The oxygen content is set at 3% to enhance the reaction with the oxygen medium. In a reducing atmosphere, there are many elements that react more easily with sulfur than with oxygen. Particularly harmful elements. Conversely, silicates are more likely to be oxygen-bonded than sulfur.

【0030】 (1)ダイオキシン類分解処理 乾燥処理工程 処理 炉内温度800〜900℃ 効果 焼却灰の含水率低減(2%以下) 排ガス中のダイオキシン類の熱分解 粉砕処理工程 処理 乾燥焼却灰を粒度100メッシュ以下に粉砕 効果 焼却灰の表面積増大による反応速度向上及び安定化 一次反応処理工程(還元処理工程) 処理 添加剤(主成分:酸化カルシュウム+触媒)を混入 炉内酸素濃度6% 排煙処理設備:排ガス急冷装置+バグファイルタ(消石 灰パウダー) 効果 焼却灰中のダイオキシン類の脱塩素化および熱分解 Ca2+により排ガス中の塩素化合物の生成抑制 排ガス中のダイオキシン類の熱分解 (2)重金属溶出防止処理 乾燥処理工程 上記(1)の通り 粉砕処理工程 上記(1)の通り 一次反応処理工程(還元処理工程) 上記(1)の通り 二次反応処理工程(安定化処理工程) 処理 添加剤を混合 添加剤:主成分(二酸化珪素、炭酸ナトリウム、炭酸カ ルシュウム、無水ホウサン、珪酸カルシュウム)+触媒 炉内温度180〜400℃ 炉内酸素濃度6%程度 排煙処理設備:排ガス急冷装置+バグファイルタ(消石 灰パウダー) 効果 二次反応処理灰を水和反応させることにより安定固化し 、重金属の溶出防止効果が生ずる。(1) Decomposition treatment of dioxins Dry treatment step Treatment Furnace temperature 800 to 900 ° C Effect Reduction of water content of incinerated ash (2% or less) Thermal decomposition of dioxins in exhaust gas Pulverization treatment step Treatment Particle size of dried incinerated ash Reduction effect to 100 mesh or less Effect Improvement and stabilization of reaction rate by increasing surface area of incinerated ash Primary reaction treatment process (reduction treatment process) Treatment Additive (main component: calcium oxide + catalyst) Oxygen concentration in furnace 6% Exhaust gas treatment Equipment: Exhaust gas quenching device + bag filter (slaked lime powder) Effect Dechlorination and thermal decomposition of dioxins in incineration ash Ca2 + suppresses generation of chlorine compounds in exhaust gas Thermal decomposition of dioxins in exhaust gas ( 2) Heavy metal elution prevention treatment Drying process As described in (1) above Pulverization process As above (1) Primary reaction treatment step (reduction treatment step) As described in (1) above, secondary reaction treatment step (stabilization treatment step) Treatment Mixing additives Additives: Main components (silicon dioxide, sodium carbonate, calcium carbonate, anhydrous borane, calcium silicate) + catalyst Furnace temperature 180 ~ 400 ° C Oxygen concentration in furnace: about 6% Smoke exhaust treatment equipment: Exhaust gas quenching device + bag filter (slaked ash powder) Effect Stable solidification by hydrating secondary treatment ash, preventing elution of heavy metals Occurs.

【0031】[0031]

【発明の効果】一般焼却灰を無害化、再資源化のための
経済的な処理方法を提供することができる。一般焼却灰
から将来にわたり重金属類やダイオキシン類で環境を汚
染することがない安全なセメント系の資材をつくる方法
を提供することができる。発生する排ガスを無害化処理
しつつ、都市ゴミ一般焼却灰から将来にわたり重金属類
やダイオキシン類で環境を汚染することがない安全なセ
メント系の資材を提供することができる。焼却灰再資源
化物におけるダイオキシンの分析で不検出の、また、水
和反応により強酸性環境下での加速試験で重金属の溶出
防止が可能な焼却灰再資源化物(セメント系の資材)を
環境汚染のない作り方で製造することができる。
The present invention can provide an economical treatment method for detoxifying and recycling general incinerated ash. It is possible to provide a method for producing safe cement-based materials from general incinerated ash that will not pollute the environment with heavy metals and dioxins in the future. It is possible to provide a safe cement-based material that does not pollute the environment with heavy metals and dioxins from municipal incineration ash in the future while detoxifying the generated exhaust gas. Environmentally polluted incinerated ash recycle (cement-based material) that is not detected by dioxin analysis in incinerated ash recycle and that can prevent elution of heavy metals by accelerated tests in a strongly acidic environment by hydration It can be manufactured with no manufacturing method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法を実施するための焼却灰再資源化
プラントシステムのフローを示す図面である。
FIG. 1 is a diagram showing a flow of an incineration ash recycling plant system for carrying out a method of the present invention.

【図2】不活性ガスによる乾燥処理工程の説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a drying treatment step using an inert gas.

【図3】本発明の乾燥処理設備および排煙処理設備を付
属させた一次反応処理設備の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a primary reaction treatment facility to which a drying treatment facility and a smoke exhaust treatment facility of the present invention are attached.

【図4】本発明の乾燥処理設備および排煙処理設備を付
属させた二次反応処理設備の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a secondary reaction treatment facility to which a drying treatment facility and a smoke exhaust treatment facility of the present invention are attached.

【図5】本発明の付属させることができる別のタイプの
二次焼却炉(排ガス用)の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view of another type of secondary incinerator (for exhaust gas) to which the present invention can be attached.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 供給クレーン設備 2 受入れホッパー 3 搬送装置 4 振動篩機 5 No.1磁選機 6 搬送装置 7 還元反応装置 8 搬送設備 9 破砕機 10 No.2磁選機 11 搬送装置 12 粉砕機 13 搬送装置 14 安定化反応装置 15 搬送装置 16,17 原料、セメントタンク 18,19 搬送装置 20,21 No.1、No.2定量供給機 22 混合機 23 搬送装置 24 袋詰機 1 supply crane equipment 2 receiving hopper 3 transport device 4 vibrating sieve 5 1 Magnetic separator 6 Transfer device 7 Reduction reaction device 8 Transfer equipment 9 Crusher 10 No. 2 magnetic separator 11 transfer device 12 crusher 13 transfer device 14 stabilization reaction device 15 transfer device 16, 17 raw material, cement tank 18, 19 transfer device 20, 21 No. 1, No. 2 fixed-quantity feeding machine 22 mixing machine 23 transfer device 24 bagging machine

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 焼却灰の無害化・再資源化のための処理
であって、排出された焼却灰である原灰を、外気と絶縁
された低酸素状態の空間で、一定温度および一定時間維
持して処理すること、発生する排ガスに窒素ガスを混合
し、当該混合ガスを加熱して無害化処理することを特徴
とする焼却灰の処理方法。
1. A process for detoxifying and recycling incinerated ash, wherein the discharged incinerated ash, raw ash, is placed in a low-oxygen space insulated from the outside air at a constant temperature and a constant time. A method for treating incinerated ash, comprising maintaining and treating the mixture, mixing nitrogen gas with the generated exhaust gas, and heating the mixed gas to make the mixture harmless.
【請求項2】 上記の当該混合ガスを遷移金属触媒の存
在下加熱する請求項1の焼却灰の処理方法。
2. The method for treating incinerated ash according to claim 1, wherein said mixed gas is heated in the presence of a transition metal catalyst.
【請求項3】 外気と絶縁された低酸素状態の空間で、
一定温度および一定時間維持して処理する工程が、還元
反応処理工程と安定化反応処理工程とからなる請求項1
または2の焼却灰の処理方法。
3. A low oxygen space insulated from outside air,
The step of performing treatment while maintaining a constant temperature and a constant time comprises a reduction reaction treatment step and a stabilization reaction treatment step.
Or 2) a method for treating incinerated ash.
【請求項4】 上記の還元反応処理工程からの排ガスを
無害化処する請求項3の焼却灰の処理方法。
4. The method for treating incinerated ash according to claim 3, wherein the exhaust gas from said reduction reaction treatment step is rendered harmless.
【請求項5】 被処理焼却灰の表面積を拡大する粉砕処
理工程が存在する請求項1ないし4のいずれかの焼却灰
の処理方法。
5. The method for treating incinerated ash according to claim 1, further comprising a pulverizing step for increasing the surface area of the incinerated ash to be treated.
【請求項6】 粉砕処理工程が安定化反応処理工程の前
に存在する請求項5の焼却灰の処理方法。
6. The method for treating incinerated ash according to claim 5, wherein the pulverization treatment step is provided before the stabilization reaction treatment step.
【請求項7】 粉砕処理工程が還元反応処理工程の前に
存在する請求項5の焼却灰の処理方法。
7. The method for treating incinerated ash according to claim 5, wherein the pulverizing treatment step is provided before the reduction reaction treatment step.
【請求項8】 100〜150メッシュの微粒子に粉砕
処理する請求項5、6または7の焼却灰の処理方法。
8. The method for treating incinerated ash according to claim 5, wherein the particles are pulverized into fine particles of 100 to 150 mesh.
【請求項9】 還元反応処理工程において、焼却灰温度
約400℃〜600℃に、時間20分〜40分維持する
請求項1ないし8のいずれかの焼却灰の処理方法。
9. The method for treating incinerated ash according to claim 1, wherein in the reduction reaction treatment step, the incinerated ash temperature is maintained at about 400 ° C. to 600 ° C. for 20 to 40 minutes.
【請求項10】 安定化反応処理工程において、処理温
度200℃〜450℃に、時間40分〜60分維持する
請求項1ないし9のいずれかの焼却灰の処理方法。
10. The incineration ash treatment method according to claim 1, wherein in the stabilization reaction treatment step, the treatment temperature is maintained at 200 ° C. to 450 ° C. for a time period of 40 minutes to 60 minutes.
【請求項11】 請求項1ないし9のいずれかの方法を
実施するための装置であって、還元反応処理装置、安定
化反応処理装置および排煙処理装置からなることを特徴
とする焼却灰の処理装置。
11. An incineration ash for performing the method according to claim 1, comprising a reduction reaction treatment device, a stabilization reaction treatment device and a flue gas treatment device. Processing equipment.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113955954A (en) * 2021-08-31 2022-01-21 江西盖亚环保科技有限公司 Carbon dioxide high-pressure leaching decalcification process for fly ash

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113955954A (en) * 2021-08-31 2022-01-21 江西盖亚环保科技有限公司 Carbon dioxide high-pressure leaching decalcification process for fly ash

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