JP2001182928A

JP2001182928A - 廃棄物の処理方法

Info

Publication number: JP2001182928A
Application number: JP36705299A
Authority: JP
Inventors: Jun Sato; 佐藤　　淳; Shoken Shimizu; 正賢清水; Yoshiyuki Matsui; 良行松井
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2001-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】無害化処理をより確実なものとしながら塩素
を含む廃棄物を効率よく燃焼処理することを可能とする
廃棄物の処理方法の提供。【解決手段】溶融スラグが存在する高熱炉１内で塩素
を含む廃棄物を燃焼させ、燃焼によって生じる塩素含有
化合物を、溶融スラグに捕集させる廃棄物の処理方法で
あり、溶融スラグの塩素含有物捕集能力と処理対象廃棄
物の塩素含有量に応じて、前記捕集能力と前記処理対象
廃棄物の処理量との少なくとも何れか一方を増減調節さ
せる。高熱炉１が廃棄物投入に利用可能な複数個の投入
口１１を備えている場合、溶融スラグの塩素含有物捕集
能力と処理対象廃棄物の塩素含有量に応じて、廃棄物を
投入する投入口１１の数を増減変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック廃棄
物等の塩素を含む廃棄物を燃焼処理する廃棄物の処理方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック廃棄物等の廃棄物を処理す
る方法として、廃プラスチックの高炉を用いての燃焼処
理はマテリアルリサイクルの面で、また、ボイラーを用
いての燃焼処理はサーマルリサイクルの面から、何れも
地球環境保護の観点から近年脚光を浴びてきているが、
この場合、廃棄物中に含まれている塩素Ｃｌの挙動が問
題になっている。

【０００３】そこで従来は、廃棄物に含まれている塩素
に基づいて廃棄物燃焼処理時に発生する塩素含有物が、
排出規制に触れる点や炉体金物に悪影響を及ぼすことの
ために、塩素を殆ど含まない分別処理された廃棄物か、
事前に脱塩素処理工程を経た廃棄物について処理が行わ
れていた。なお、塩素を含む廃棄物を燃焼装置に対し投
入・排出できない理由については、排出規制の面では、
例えば高炉を含む製銑工場からの排ガスは工場内で再利
用後に大気放散されるケースが多いため、近隣地区への
各種影響が考慮される点、また、排ガス利用のタービン
発電機の設置コストが嵩むだけでなく発電機の損傷に繋
がる点等が挙げられ、一方、燃焼用炉体保護の面では、
排ガス中の塩素濃度が高いと、炉体金物や排ガス配管名
の腐食・損傷に繋がる点等が挙げられる。

【０００４】このような従来の廃棄物の燃焼処理方法で
は解決し得なかった課題に鑑みて、本出願人は有害物質
を発生させることなく、塩素を含む廃棄物を燃焼処理す
ることができる新規な廃棄物の処理方法を先に、特許第
2953360号発明（平成11年 9月27日特許公報発行）に基
づいて提案してきた。この提案発明は、溶融スラグが存
在する高熱炉内で塩素を含む廃棄物を燃焼させ、燃焼に
よって生じる塩素含有化合物を、前記溶融スラグに捕集
させることを発明の要旨とするものであって、塩素を含
む廃棄物を燃料、還元剤として利用できエネルギーの節
減が図れるとともに、クリーンな燃焼ガスの排出によっ
て環境汚染の防止に寄与するという優れた効果を奏する
ことが可能となったものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかして本発明は、上
記提案発明を基本としてこれに更なる改善を加えてなる
ことによって、実用化に当たってより好結果が得られる
とされる改良された廃棄物の処理方法を提供しようとす
るものであり、従って、本発明の目的は無害化処理をよ
り確実なものとしながら塩素を含む廃棄物を効率よく燃
焼処理することを可能とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明における請求項１の発明は、溶融スラグが存
在する高熱炉内で塩素を含む廃棄物を燃焼させ、燃焼に
よって生じる塩素含有化合物を、前記溶融スラグに捕集
させる廃棄物の処理方法において、前記溶融スラグの塩
素含有物捕集能力と処理対象廃棄物の塩素含有量に応じ
て、前記捕集能力と前記処理対象廃棄物の処理量との少
なくとも何れか一方を増減調節させることを特徴とする
廃棄物の処理方法である。

【０００７】また、本発明における請求項２の発明は、
廃棄物投入に利用可能な複数個の投入口を備えて溶融ス
ラグが存在する高熱炉内で塩素を含む廃棄物を燃焼さ
せ、燃焼によって生じる塩素含有化合物を、前記溶融ス
ラグに捕集させる廃棄物の処理方法において、前記溶融
スラグの塩素含有物捕集能力と処理対象廃棄物の塩素含
有量に応じて、廃棄物を投入する前記投入口の数を増減
変化させることを特徴とする廃棄物の処理方法である。

【０００８】また、本発明における請求項３の発明は、
廃棄物投入に利用可能な複数個の投入口を備えて溶融ス
ラグが存在する高熱炉内で塩素を含む廃棄物を燃焼さ
せ、燃焼によって生じる塩素含有化合物を、前記溶融ス
ラグに捕集させる廃棄物の処理方法において、前記投入
口に、もしくはその近辺にスラグ成分調整用フラックス
吹込み装置を設けて、前記溶融スラグの塩素含有物捕集
能力と処理対象廃棄物の塩素含有量に応じて、前記フラ
ックス吹込み装置のフラックス吹込み量を増減調節させ
ることを特徴とする廃棄物の処理方法である。

【０００９】本発明に係る廃棄物の処理方法の実施に際
して、先ず、高熱炉である高炉に対して廃プラスチック
からなる塩素含有廃棄物の吹き込みによる燃焼処理の実
験を重ね、そのときの高炉内での塩化水素の挙動につい
て観察及び解明を行った。その結果、１４００℃以上の
雰囲気において高炉スラグによりガス中の塩化水素を吸
収除去できることが判った。また、１０００℃以下のス
ラグ成分を含む焼結鉱によるガス中塩化水素の吸収除去
量は少ないことも判った。

【００１０】図１に溶融スラグの塩素ガス吸収能力の１
例が示される。図１において、縦軸は塩素ガス吸収能Δ
Ｃｌ(g/t) 、横軸は溶融スラグの融着帯からの滴下距離
mであり、前提条件として、炉腹部ガス速度：２m/sec,
スラグ比：２７０kg/t-P, 炉下部でスラグは直径１０mm
φの液滴として滴下する、と仮定した。図１において実
線Ａが示す結果から、融着帯からの滴下距離８〜１０〜
１２m で約１４〜１８〜２１g/t-P の吸収能が推算され
る。以上の実験結果から判断すると、スラグの存在する
１４００℃以上の領域に塩化水素を生成する廃棄物を吹
き込めば、高炉における塩化水素の障害が緩和できると
期し得るとともに、溶融スラグの滴下距離に応じて廃棄
物利用量を一次関数の関係で増やすことが可能であると
結論することができる。

【００１１】以上の結果を踏まえて、本発明は、溶融ス
ラグの塩素含有物捕集能力と処理対象廃棄物の塩素含有
量に応じて、前記捕集能力と前記処理対象廃棄物の処理
量との少なくとも何れか一方を増減調節させるようにし
たものであり、この場合、捕集能力（吸収量）及び前記
処理量の検出については、事前サンプリングによる廃棄
物の投入量と塩素含有量とから概略の把握を行い、か
つ、炉頂排ガスの成分分析、排出スラグの成分分析に基
づき排出塩素量を検出することで正確な値の確認を行え
ることから、塩素含有量及び廃棄物の投入量の値と排出
塩素量の差により決まる溶融スラグの塩素含有物捕集能
力に対して、現捕集能力が過不足を生じていないかどう
かをチェックすることによって適切な対応をとらせるこ
とが可能である。

【００１２】ここで、本発明において、溶融スラグの塩
素含有物捕集能力と処理対象廃棄物の塩素含有量に応じ
て、廃棄物投入に利用可能な複数個の投入口のうち、前
記廃棄物を投入する投入口の数を増減変化させるように
したことの意味は下記の説明から理解される。すなわ
ち、溶鉱炉内では、塩素含有物が燃焼・分解されて塩素
ガスになり、滴下もしくは溶融しているスラグと気液接
触するときに、吸収反応が生じるので、投入塩素含有物
と溶融スラグが接触する反応場の大きさと、個々の溶融
スラグの反応時間が吸収能力を規定することになるので
ある。溶鉱炉において、投入物は燃焼し、ガスとなって
排気口に向かうが、このときガスは炉内の装入物の充填
状態にもよるが、炉内を循環するのではなく、図２
（イ）において破線曲線Ｅで示されるように、極めて単
純な流線で排気口へ到達する。つまり、スラグとの接触
場は極めて限定されているので、複数の投入口例えば図
２（ロ）に示される如き８個の羽口１１を持つ場合、塩
素含有物を８個の各羽口に分散させる方が、溶融スラグ
との接触場を大きくでき、これにより吸収能力を大きく
できる。

【００１３】以上のことは、図１に示される溶融スラグ
の塩素ガス吸収能力の例によっても明らかである。すな
わち、投入Ｃｌ量を２．５Kg/t-Pとしたときにおいて、
全部の羽口に分散させて塩素含有物を投入した場合、１
羽口当たりの領域での塩素ガス吸収能力は、図１の点線
Ｂに示す約２．５g/t-P （滴下距離換算：１．４m ）で
対応できるのに対して、約３割の羽口に分散させて投入
した場合、１羽口当たりの領域での塩素ガス吸収能力
は、破線Ｃで示す約８．６g/t-P （滴下距離換算：４．
９m ）を必要とし、また、約１割の羽口に分散させて投
入した場合、１羽口当たりの領域での塩素ガス吸収能力
は、二点鎖線Ｄで示す約２３．８g/t-P （滴下距離換
算：１２m 超過）を必要とするとの結果に基づいても明
らかなところであり、これによって、廃棄物を投入する
投入口の数を増減変化させることが吸収能力の調節に当
たって有効であることが十分に理解される。

【００１４】また、本発明において、スラグ成分調整用
フラックス吹込み装置を設置することの意味は下記の説
明から明らかにされる。すなわち、全体の溶融スラグの
成分が、塩素含有量に応じて変更できないとき、例えば
製銑過程で鉄鉱石中の不純物を除去することを主目的に
スラグ成分が設計されている場合に、溶融スラグの塩素
吸収能が不足するときには、塩素含有廃棄物投入口にの
み成分調整用フラックスを添加すれば、その部分の塩素
吸収能は確保され、全体の溶融スラグ成分への影響も少
なく、両者が相反することなく成立できる。従って、ス
ラグ成分調整用フラックス吹込み装置を設置して、その
フラックス吹込み量を増減調節させることにより、溶融
スラグの成分への影響を及ぼさないで塩素ガス吸収能力
を増減調節させることが可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を、添付図面を参照しながら具体的に説明する。

【００１６】図３には、本発明の実施の形態に係る高炉
１の構造が示される。また図４には、図３の高炉羽口部
が部分示される。図３及び図４において、２は分配シュ
ート、３及び４５は層状に装入されたコークス層及び鉱
石層、５は軟化溶着帯、６は滴下帯、７は炉芯コークス
層、１０は供給路、１０a は熱風供給路、１０b は燃料
供給路、１１は羽口、１２は廃棄物供給路をそれぞれ示
している。

【００１７】高炉１には図４に示すように、供給路１０
を通して羽口１１から燃料及び熱風が吹き込まれ、ま
た、供給路１０とは別に羽口１１に関連させて設けられ
た廃棄物供給路１２からは塩素を含む廃棄物、例えばプ
ラスチック廃棄物の破砕片が気体輸送されて、共通の羽
口１１から燃料及び熱風と共にプラスチック廃棄物の破
砕片（以下、破砕片と略称する）が吹き込まれるように
なっている。

【００１８】前記羽口１１から吹き込まれた破砕片は、
羽口１１から高炉１内にかけて形成される高温領域にお
いて１４００℃以上、例えば２０００℃まで急速加熱さ
れる。次いで、急速加熱された破砕片は、溶融、揮発し
ながら熱風中の酸素と反応して燃焼する。ここで、ポリ
塩化ビニル等の合成樹脂中に含まれるＣｌは、揮発の
後、成分中の水素乃至雰囲気中の水素と反応して塩化水
素ＨＣｌとなる。

【００１９】一方、高炉１においては原料が炉頂部から
装入され、その反応の進行につれて高炉１下部に移動
し、鉱石が含む脈石分及びコークスや石炭が含む灰分と
反応して溶融スラグとなる。なお、溶融スラグの比重
は、溶融金属よりも軽いことが多く、従って、高炉１下
部の湯溜まり部における溶融金属の上にスラグが浮く状
態となり、この位置がスラグの下限となる。高炉１内の
軟化融着帯、滴下帯において生成したスラグは、高炉１
内の羽口１１前方で生成したＨＣｌを含む燃焼ガスと接
触しＨＣｌを反応吸収する。

【００２０】このようにして、燃焼によって生じる塩素
含有化合物が、溶融スラグに捕集されることにより、高
炉１内において廃棄物の処理が行われる。この場合、破
砕片を吹き込ませる羽口（廃棄物投入口）１１口数の増
減調節を行わせて、溶融スラグの塩素含有物捕集能力と
処理対象廃棄物の塩素含有量との間の均衡を取らせるよ
うにする。

【００２１】図５に、高炉羽口から塩素含有廃棄物を吹
き込んだ場合、一定のスラグ条件における吹き込み羽口
口数と塩素吸収量（溶融スラグが捕集する量）の関係が
線図で示されるが、塩素吸収量の増減量と羽口口数の増
減量との比が一定となり、従って、投入廃棄物中のＣｌ
濃度によって、Ｃｌ許容量内に収まるように、廃棄物を
投入する羽口の口数を変化させることで、操業への影響
を少なくできる。なお、投入口数を増やすことができな
い場合には、Ｃｌ許容量内に収まるように、投入廃棄物
中のＣｌ濃度によって投入廃棄物量を減らすことで操業
・設備への影響を少なくできる。また、投入口数の増減
調節と投入廃棄物量の増減調節とを並行させることによ
り、溶融スラグの塩素含有物捕集能力と処理対象廃棄物
の塩素含有量との間の均衡を取らせるようにすることも
勿論可能である。

【００２２】図６に、本発明の他の実施の形態に係る高
炉における高炉羽口近部の構造が断面図で示される。こ
の図６を参照して、この実施形態に係る高炉１において
廃棄物投入口に兼用される羽口１１の近辺には、スラグ
成分調整用フラックス吹込み装置８が設けられる。この
フラックス吹込み装置８は、羽口１１の近辺例えば直上
位置に、鉄皮を気密に貫通して炉内に挿入したノズル９
と、該ノズル９の炉外側中間部に介設した調節弁１３と
から形成されていて、羽口１１から吹き込まれる燃料、
熱風及び破砕片の混合流体中にフラックスを投入量が調
節されて添加させるように設けられている。なお、この
実施の形態に係る高炉においては、上記フラックス吹込
み装置８を備える以外の基本的な構造に関して、図３に
図示の高炉１に類似している。

【００２３】ところで高炉１において、羽口１１から破
砕片を吹き込ませる場合、スラグ中にＣａ分が多いほ
ど、すなわち、塩基度ＣａＯ／ＳｉＯ₂が高いほど多く
のＨＣｌを吸収し得る点については公知とされることで
ある。操業に際して溶融スラグの全体の成分が変更でき
ないようなときで、溶融スラグのＣｌ吸収能が不足して
いるような場合に、本発明におけるごとくスラグ成分調
整用フラックスを前記ノズル９から必要量添加すること
によって、破砕片のＣｌ濃度に応じてＣｌ許容量内に収
まるように、スラグ成分調整用フラックスの投入量・成
分調整を行わせて、高炉１の操業への影響を極力少なく
しながら、適切な廃棄物処理を行わせることが可能であ
る。なお、この場合のフラックスとしては、生石灰、消
石灰、ドロマイト、蛇紋岩等等が挙げられ、さらにそれ
らを微粉砕してなるものが好適な例として挙げられる。

【００２４】以上説明した実施の形態は高熱炉のうちの
高炉についてのものであるが、本発明は別の実施の形態
として、溶融式廃棄物焼却炉に適用することも可能であ
り、前述と同様の方法を実施することにより塩素を含む
廃棄物を効率よくかつ無害化の下で燃焼処理し得ること
は言うまでもない。なお、この場合の焼却炉としては、
廃棄物の燃焼に伴って炉内に溶融スラグが生じる種類の
ものに限られる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したことから明らか
なように、本発明の廃棄物の処理方法の実施によって、
有害物質を発生させることなく、塩素を含む廃棄物を確
実に燃焼処理することができる。

【００２６】また、本発明によれば、廃棄物を投入する
前記投入口の数を増減変化させ、或いは投入口から投入
する廃棄物の量を増減変化させ、又は投入口の数及び投
入量を増減変化させることによって過不足の生じない適
切な廃棄物の燃焼処理が行え、燃焼用炉体や発電機の保
護を万全なものと成し得るとともに、炉体金物や排ガス
配管名の腐食・損傷の防止が図れる。

【００２７】また、本発明によれば、投入口の近辺にス
ラグ成分調整用フラックス吹込み装置を設けて、前記溶
融スラグの塩素含有物捕集能力と処理対象廃棄物の塩素
含有量に応じて、前記フラックス吹込み装置のフラック
ス吹込み量を増減調節させることにより、高熱炉の本来
の操業に影響を及ぼさせることなく、有害物質が全く発
生しない安全性に富む廃棄物の燃焼処理が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】高炉での溶融スラグの塩素ガス吸収能の１例が
示される図である。

【図２】（イ）は、高炉内のガス流線の概念図、（ロ）
は、（イ）での羽口部の横断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る高炉の構造を示す説
明図である。

【図４】図３の高炉羽口部の説明図である。

【図５】高炉での高炉羽口から塩素含有廃棄物を吹き込
んだ場合、一定のスラグ条件における吹き込み羽口本数
と塩素ガス許容量の関係を示す線図である。

【図６】本発明の他の実施の形態に係る高炉における高
炉羽口近部の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１…高炉２…分配シュート
３…コークス層４…鉱石層５…軟化溶着帯
６…滴下帯７…炉芯コークス層８…フラックス吹込み装置
９…ノズル１０…供給路１０a …熱風供給路
１０b …燃料供給路１１…羽口１２…廃棄物供給路
１３…調節弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松井良行兵庫県加古川市金沢町１番地株式会社神戸製鋼所加古川製鉄所内Ｆターム(参考） 3K061 AA16 AB03 AC13 BA02 BA05 CA07 CA08 FA05 4D004 AA08 AA43 AB06 CA47 CB04 CB36 CB42 CC11 DA02 DA06 DA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融スラグが存在する高熱炉内で塩素を
含む廃棄物を燃焼させ、燃焼によって生じる塩素含有化
合物を、前記溶融スラグに捕集させる廃棄物の処理方法
において、前記溶融スラグの塩素含有物捕集能力と処理
対象廃棄物の塩素含有量に応じて、前記捕集能力と前記
処理対象廃棄物の処理量との少なくとも何れか一方を増
減調節させることを特徴とする廃棄物の処理方法。
【請求項２】廃棄物投入に利用可能な複数個の投入口
を備えて溶融スラグが存在する高熱炉内で塩素を含む廃
棄物を燃焼させ、燃焼によって生じる塩素含有化合物
を、前記溶融スラグに捕集させる廃棄物の処理方法にお
いて、前記溶融スラグの塩素含有物捕集能力と処理対象
廃棄物の塩素含有量に応じて、廃棄物を投入する前記投
入口の数を増減変化させることを特徴とする廃棄物の処
理方法。
【請求項３】廃棄物投入に利用可能な複数個の投入口
を備えて溶融スラグが存在する高熱炉内で塩素を含む廃
棄物を燃焼させ、燃焼によって生じる塩素含有化合物
を、前記溶融スラグに捕集させる廃棄物の処理方法にお
いて、前記投入口に、もしくはその近辺にスラグ成分調
整用フラックス吹込み装置を設けて、前記溶融スラグの
塩素含有物捕集能力と処理対象廃棄物の塩素含有量に応
じて、前記フラックス吹込み装置のフラックス吹込み量
を増減調節させることを特徴とする廃棄物の処理方法。