JP2001132922A

JP2001132922A - スラリー状廃棄物の焼却処理方法

Info

Publication number: JP2001132922A
Application number: JP31394999A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Tomiyama; 淑朗冨山
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2001-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】コークス製造時の副生物から化学物質を製造
する際に生成するスラリー状の廃棄物を、コークス炉を
使用することなく、効率よく焼却処理するスラリー状廃
棄物の焼却処理方法を提供する。【解決手段】前記廃棄物を焼却により処理する方法
を、前記廃棄物を焼却炉１０に導入し、前記化学物質の
貯蔵タンク４０から発生する可燃性のガスを焼却炉１０
の燃料として使用して、前記廃棄物を燃焼させ処理する
構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コークスの製造時
に副生するタールや安水等から化学物質を製造する際に
生成する廃棄物の処理方法に係り、特に、タール中に含
まれるタールスラッジや、安水を活性汚泥処理した際に
生成する汚泥スラッジ等のスラリー状の廃棄物を、焼却
処理する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コークス炉でコークスを製造する際に
は、コークスと共にコークス炉ガス（ＣＯＧ），ター
ル，安水等の副生物が生成する。そして、これらの副生
物からは、それぞれ分離，精製等の処理を施されて種々
の化学物質が製造されている。例えば、ＣＯＧからは、
一酸化炭素，水素等のガス、ベンゼン，トルエン，キシ
レン等の炭化水素化合物、液体アンモニア、硫黄などが
得られる。また、タールからは、クレゾール酸、キシレ
ノール酸、ナフタリン、クレオソート油、アントラセ
ン、各種ピッチなどが得られる。

【０００３】このように、コークスの製造に伴って生成
する副生物からは種々の有用な化学物質が製造できるの
で、コークスの製造設備には前記副生物から前記化学物
質を製造する設備が併設されている場合が多い。そし
て、これらの一連の設備によって、コークスの製造から
前記化学物質の製造まで一貫して行われている。一方、
タールから上記のような種々の化学物質を製造する過程
においては、タールスラッジと呼ばれる廃棄物が発生す
る。このタールスラッジは、コークス粉，灰分と１０〜
２０重量％の水分からなり、スラリー状である。従来、
タールスラッジは脱水し水分量を低下させた後にコーク
ス炉に投入されて、コークスの製造時に燃焼させること
により処理されることが一般的であった。

【０００４】また、安水はアンモニア分を抽出した後、
活性汚泥により処理されて、水中のタール，油分，残存
するアンモニアをバクテリアにより分解して、清浄な水
としてから廃棄されている。この処理の過程において発
生した余剰の活性汚泥は汚泥スラッジ（５０〜６０重量
％の水分を含むスラリー状物である）と呼ばれ、上記の
タールスラッジと同様に脱水し水分量を低下させた後
に、コークス炉中で燃焼させることにより処理されるこ
とが一般的であった。

【０００５】また、ＣＯＧやタールからは上記のように
種々の化学物質が製造され、それらはタンク等の貯蔵設
備に貯蔵されている。前記化学物質（例えば、ベンゼ
ン，液体アンモニア等）は貯蔵中に一部が気化して、前
記化学物質を含有する可燃性のガスが発生するので、該
ガスはバーナ等のガス燃焼器等により焼却処理された
り、前記一連の設備内の加熱炉等において助燃用の燃料
として使用されたりしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、タールスラ
ッジ及び汚泥スラッジ中の水分を十分に分離し、しか
も、その水分量を毎回一定量に管理することは極めて難
しいことであった。したがって、上記のように水分を含
んだタールスラッジや汚泥スラッジをコークス炉に入れ
てコークスを製造すると、タールスラッジや汚泥スラッ
ジ中の水分により、コークス炉の安定操業とコークスの
安定した品質管理が妨げられる場合があるという問題が
あった。

【０００７】特に、汚泥スラッジは粒径が極めて小さ
く、汚泥スラッジに含まれる水分を容易に除去すること
ができないので、その水分によりコークス炉の操業の不
安定とコークスの品質低下を招くという問題があった。
また、ベンゼンその他の前記化学物質を含有する可燃性
のガスは、それ自身燃料ガスとして実用的に使用できる
だけの燃焼カロリーを有していて、しかも大量に発生す
るにもかかわらず、焼却処理されたり加熱炉等における
助燃用の燃料とされるなど、十分に有効利用されないこ
とが多かった。また、前記一連の設備内の複数の加熱炉
等に分散されて使用される場合が多いので、前記の燃焼
の際に発生した熱を効率よく回収することが難しかっ
た。

【０００８】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決し、水分を含有するタールスラッジや汚泥スラッ
ジのようなスラリー状の廃棄物を、コークス炉を使用す
ることなく効率よく焼却処理するスラリー状廃棄物の焼
却処理方法を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成からなる。すなわち本発明
のスラリー状廃棄物の焼却処理方法は、コークス製造時
の副生物から化学物質を製造する際に生成するスラリー
状の廃棄物を焼却により処理する方法であって、前記廃
棄物を焼却炉に導入し、前記化学物質の貯蔵設備から発
生する可燃性のガスを前記焼却炉の燃料として使用し
て、前記廃棄物を燃焼させ処理することを特徴とする。

【００１０】このような構成から、コークス製造時にお
いて生成するタールスラッジや汚泥スラッジ等のスラリ
ー状の廃棄物は、コークス炉を使用することなく前記焼
却炉により焼却処理されるので、コークスの製造におい
てコークス炉の操業不安定やコークスの品質低下を起こ
すことがない。また、前記焼却炉の燃料としては、コー
クス製造時の副生物から製造した前記化学物質の貯蔵設
備から発生する可燃性のガスを使用するので、すなわ
ち、前記一連の設備内において発生する不要物を利用す
ることにより、別途焼却炉用の燃料を必要としないか、
又は、焼却炉用の燃料の使用量を削減することができる
ので、前記廃棄物の焼却処理に要する費用が低い。さら
に、前記貯蔵設備から発生した可燃性のガスを一括して
前記焼却炉の燃料として使用すれば、発生した熱を効率
よく回収することが容易である。

【００１１】なお、前記焼却炉は水分を含有するスラリ
ー状の廃棄物を効率よく完全に燃焼させることが可能で
あるならば、どのようなタイプの焼却炉であっても差し
支えないが、効率の点から流動層タイプの焼却炉が好ま
しい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係るスラリー状廃棄物の
焼却処理方法の実施の形態を、図面を参照して詳細に説
明する。図１は、本発明のスラリー状廃棄物の焼却処理
方法の一実施形態を示す機器系統図である。なお、機器
の一部は破断して示している。

【００１３】コークス炉を含むコークス製造設備（図示
せず）によりコークスが製造され、その際には、ＣＯ
Ｇ，タール，安水等の副生物が生成する。このような副
生物からは、前記コークス製造設備に併設された化学物
質製造設備（図示せず）により種々の化学物質が製造さ
れている。例えば、ＣＯＧからは一酸化炭素，水素等の
ガス、ベンゼン，トルエン，キシレン等の炭化水素化合
物、液体アンモニア、硫黄等が、そしてタールからは、
クレゾール酸、キシレノール酸、ナフタリン、クレオソ
ート油、アントラセン、各種ピッチ等が製造されてい
る。

【００１４】このような化学物質を前記副生物から製造
する際には、分離，精製等の処理の過程で廃棄物が生成
する。例えば、タールから上記のような種々の化学物質
を製造する過程においては、タールスラッジと呼ばれる
廃棄物が発生する。このタールスラッジは、コークス
粉，灰分，及び１０〜２０重量％の水分からなり、スラ
リー状である。

【００１５】また、安水を排水可能なように浄化処理す
る際には活性汚泥を使用するが、この処理の過程におい
て余剰の活性汚泥が生成し、該余剰の活性汚泥は汚泥ス
ラッジ（５０〜６０重量％の水分を含むスラリー状物）
と呼ばれる廃棄物となる。前記コークス製造設備及び前
記化学物質製造設備には、上記のようなスラリー状の廃
棄物を焼却処理する焼却炉１０が併設されている。該焼
却炉１０の外壁１１は鋼板で、内壁１２は耐火レンガで
構成されており、また、焼却炉１０の内部は、複数の孔
を備えた多孔板１３によって上下に２つの部屋１０ａ，
１０ｂに分割されている。なお、多孔板１３は耐熱性を
有するものであれば、材質は特に限定されるものではな
く、鉄，鋼等の金属や耐火レンガ等のセラミックスなど
がよく用いられる。

【００１６】上方の部屋１０ａには粉体２０が備えられ
ていて、下方の部屋１０ｂから多孔板１３の孔を通って
上方の部屋１０ａに気体が送気されることにより、粉体
２０が流動層を形成するようになっている。粉体２０の
粒径は、流動層を形成可能であれば特に限定されるもの
ではなく、所望の粒径を選択することができる。また、
粉体２０の材質は、耐熱性及び前記廃棄物に対する耐食
性を有するならば特に限定されるものではないが、シリ
カやアルミナがよく用いられる。なお、多孔板１３は、
粉体２０が上方の部屋１０ａから下方の部屋１０ｂに落
下しないような構成である必要がある。例えば、粉体２
０の粒径よりも多孔板１３の孔の径が小さい等の構成で
ある。

【００１７】焼却炉１０は上方の部屋１０ａの側面にお
いて、廃棄物導入管３３により、前記スラリー状の廃棄
物を貯蔵するスラッジタンク３０と連結されている。焼
却炉１０とスラッジタンク３０との間には、スラッジタ
ンク３０側から順に、スラッジ輸送ポンプ３１，弁３２
が備えられており、スラッジタンク３０内の前記スラリ
ー状の廃棄物がスラッジ輸送ポンプ３１により廃棄物導
入管３３内を輸送されて、焼却炉１０内の前記流動層上
に送られるようになっている。焼却炉１０に連結される
スラッジタンク３０の数は特に限定されるものではない
が、図１の例では、タールスラッジ用及び汚泥スラッジ
用の２つのスラッジタンク３０が連結されている。

【００１８】また、焼却炉１０は下方の部屋１０ｂの側
面において、送気管４５により、ベンゼン，トルエン，
液体アンモニア等の化学物質を貯蔵する貯蔵タンク４０
と連結されている。なお、貯蔵タンク４０においては、
送気管４５は貯蔵タンク４０の上面に連結している。焼
却炉１０と貯蔵タンク４０との間には、貯蔵タンク４０
側から順に、逆止弁４１，逆火防止トラップ４２，ブロ
ワー４３，ガス燃焼器４４が備えられている。このよう
な構成から、貯蔵タンク４０内で気化した前記化学物質
がブロワー４３により空気と共に吸引されて可燃性のガ
スとなりガス燃焼器４４に送られ、ガス燃焼器４４によ
り燃焼されて高温となった気体が焼却炉１０の下方の部
屋１０ｂに送られるようになっている。その結果、前記
高温の気体は多孔板１３の孔を通って上方の部屋１０ａ
の粉体２０に吹き込まれ、粉体２０を流動させて流動層
を形成することとなる。前記高温の気体の温度は、前記
化学物質の種類等の条件によっても異なるが、約８００
℃以上である。

【００１９】なお、ガス燃焼器４４には図示しない助燃
装置が取り付けられていて、前記化学物質を含有する前
記可燃性のガスだけでは着火しにくい場合には、前記助
燃装置からガス燃焼器４４に可燃性の高い助燃ガスが供
給されるようになっている。前記可燃性のガスは前記助
燃ガスと混合されて、着火しやすくなる。なお、この助
燃装置はなくてもよい。

【００２０】また、焼却炉１０に連結される貯蔵タンク
４０の数は特に限定されるものではないが、図１の例で
は、ベンゼン用，トルエン用，及び液体アンモニア用の
３つの貯蔵タンク４０が連結されている。さらに、焼却
炉１０はその上端部の側面において、排気管５６により
排ガスを排気する排気部（煙突）５５と連結されてい
る。焼却炉１０と排気部５５との間には、焼却炉１０側
から順に、排ガスに混入している固形分を分離するセパ
レータ５１，排ガスから廃熱を回収する熱交換器５３，
セパレータ５１を通過した微粉を除塵する集塵機５４が
備えられている。また、セパレータ５１は別の配管５７
により固形分回収部５２と連結されていて、セパレータ
５１で分離された固形分が固形分回収部５２に集められ
るようになっている。

【００２１】なお、セパレータ５１や集塵機５４の方式
は特に限定されるものではないが、セパレータとしては
サイクロン式のセパレータ、また、集塵機としてはバグ
フィルター式の集塵機がよく用いられる。次に、上記の
ような構成の焼却炉１０により、前記スラリー状の廃棄
物を焼却処理する方法を説明する。

【００２２】前記化学物質製造設備において製造された
ベンゼン，トルエン，及び液体アンモニアが、貯蔵タン
ク４０に貯蔵されている。貯蔵タンク４０内のベンゼ
ン，トルエン，及び液体アンモニアはその一部が気化し
ており、貯蔵タンク４０の空隙部分に充満している。気
化したベンゼン，トルエン，及び液体アンモニアはブロ
ワー４３により空気と共に吸引されて混合され、可燃性
のガスとなりガス燃焼器４４に送られる。前記助燃装置
からガス燃焼器４４に可燃性の高い助燃ガスが供給さ
れ、前記可燃性のガスと混合された後、着火される。約
８００℃以上の高温となった気体が、送気管４５により
焼却炉１０の下方の部屋１０ｂに送られ、さらに、多孔
板１３の孔を通って上方の部屋１０ａの粉体２０に吹き
込まれ、粉体２０を流動させて流動層を形成する。

【００２３】前記化学物質製造設備において、タールか
ら前記化学物質を製造する過程で生成したタールスラッ
ジ、及び安水を浄化処理する際に生成した汚泥スラッジ
が、スラッジタンク３０に貯蔵されている。前記タール
スラッジ及び前記汚泥スラッジは、スラッジ輸送ポンプ
３１により廃棄物導入管３３内を輸送されて、焼却炉１
０内の前記流動層上に送り込まれる。

【００２４】スラリー状の前記タールスラッジ及び前記
汚泥スラッジは、前記流動層を形成している粉体２０の
粒子の表面を覆い、粉体２０の粒子の表面上で薄膜化さ
れるので、表面積が大きくなって、水分を多量に含んだ
状態であっても効率よく短時間に且つ完全に焼却され
る。前記タールスラッジ及び前記汚泥スラッジは、約８
００℃以上の高温の気体によりＣＯ₂やＨ₂Ｏまで分解
され、排ガスとなる。

【００２５】焼却によって生成した排ガスは配管５６を
通ってセパレータ５１に送られ、排ガスに混入している
固形分が除去される。そして、固形分が除去された排ガ
スは熱交換器５３により廃熱が回収され、約２５０℃以
下に冷却される。さらに、冷却された排ガスは、集塵機
５４によりセパレータ５１を通過した微粉が除塵され、
無害で清浄な排ガスが排気部５５から排出される。

【００２６】かくして、本実施形態のスラリー状廃棄物
の焼却処理方法によれば、コークス製造時において生成
するタールスラッジや汚泥スラッジ等のスラリー状の廃
棄物を、焼却炉１０により焼却処理することができる。
前記廃棄物の焼却処理にコークス炉を使用しないので、
コークスの製造においてコークス炉の操業不安定やコー
クスの品質低下を起こすことがない。また、流動層を備
えた焼却炉を使用したので、前記スラリー状の廃棄物
は、脱水，脱液等の前処理を施すことなく水分を多量に
含んだ状態でも、効率よく完全に焼却処理される。した
がって、前記前処理の手間がかからない。

【００２７】また、焼却炉１０の燃料として、コークス
製造時の副生物から製造した前記化学物質の貯蔵タンク
４０から発生する可燃性のガスを使用したので、焼却処
理に要する費用を低くすることができる。さらに、発生
した熱を熱交換器５３により回収するので、エネルギー
を有効に利用することが可能である。なお、本実施形態
は本発明の一例を示したものであって、本発明の目的を
達成するものであれば、焼却炉１０の構成等、本発明は
本実施形態に限定されるものではない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のスラリー
状廃棄物の焼却処理方法によれば、コークス製造時にお
いて生成するタールスラッジや汚泥スラッジ等のスラリ
ー状の廃棄物を、コークス炉を使用することなく焼却炉
により焼却処理するので、コークスの製造においてコー
クス炉の操業不安定やコークスの品質低下を起こすこと
がない。

【００２９】また、前記焼却炉の燃料として、コークス
製造時の副生物から製造した前記化学物質の貯蔵設備か
ら発生する可燃性のガスを使用したので、焼却処理に要
する費用を低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスラリー状廃棄物の焼却処理方法の一
実施形態を示す機器系統図である。

【符号の説明】

１０焼却炉１０ａ上方の部屋１０ｂ下方の部屋１１外壁１２内壁１３多孔板２０粉体３０スラッジタンク３１スラッジ輸送ポンプ３２弁３３廃棄物導入管４０貯蔵タンク４１逆止弁４２逆火防止トラップ４３ブロワー４４ガス燃焼器５１セパレータ５２固形分回収部５３熱交換器５４集塵機５５排気部５６排気管５７配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２３Ｇ 7/06 ＺＡＢＦ２３Ｇ 7/06 ＺＡＢＣ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コークス製造時の副生物から化学物質を
製造する際に生成するスラリー状の廃棄物を焼却により
処理する方法であって、前記廃棄物を焼却炉に導入し、
前記化学物質の貯蔵設備から発生する可燃性のガスを前
記焼却炉の燃料として使用して、前記廃棄物を燃焼させ
処理することを特徴とするスラリー状廃棄物の焼却処理
方法。