JP2001280614A

JP2001280614A - 廃棄物処理装置

Info

Publication number: JP2001280614A
Application number: JP2000094819A
Authority: JP
Inventors: Yoshinao Hirano; 義直平野; Hiroaki Harada; 裕昭原田; Naoki Hatta; 直樹八田
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】飛灰を系外排出させることなく、全ての灰分を
溶融処理することができ、しかも、燃焼溶融炉内の燃焼
を安定化し、スラグの発生量とスラグの組成を均一化で
きる廃棄物処理装置を提供する。【解決手段】廃棄物ａを熱分解反応器５で熱分解し、排
出される熱分解残留物ｃを冷却装置１０で冷却後、分離
装置１１で主に可燃性成分を含む細粒の第一分離成分ｅ
と主に不燃性成分からなる第二分離成分ｄとに分離し、
前記第一分離成分ｅを、粉砕装置１３で粉砕して、熱分
解で生成された乾留ガスＧｄと共に燃焼溶融炉６で燃焼
処理し、排出される排ガスＧｃ中の飛灰ｆを集塵装置１
６で捕集する廃棄物処理装置１Ａにおいて、前記飛灰ｆ
を、混合装置３０で前記粉砕第一分離成分ｅ１と混合し
てから前記燃焼溶融炉６に供給するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃棄物を熱分解処理
した後に、熱分解残留部の可燃性成分を溶融炉で溶融処
理する廃棄物処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみなどの一般廃棄物や廃プラスチ
ックなどの可燃物を含む産業廃棄物の処理装置の一つと
して、廃棄物を熱分解反応器に入れて、低酸素雰囲気中
で加熱して熱分解し、熱分解ガス（乾留ガス）と主とし
て不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成し、この
熱分解残留物を冷却した後、分離装置に供給して主とし
て可燃性成分を含むやや細かい可燃性粗粒成分と、主に
不燃性成分からなり、主に有価物として回収される熱分
解残渣であるやや粗い粗粒分とに分離し、このやや細か
い可燃性粗粒成分と熱分解ガスとを燃焼溶融炉に導入し
て燃焼処理し、発生する燃焼灰を溶融スラグとなし、こ
の溶融スラグを排出して冷却固化させるようにした廃棄
物処理装置が例えば特公平６−５６２５３号公報で知ら
れている。

【０００３】例えば、図８の系統図に示すように、この
ような廃棄物処理装置１Ｘにおいては、都市ごみ等の可
燃物を含む廃棄物ａは、ごみクレーン２によりごみホッ
パー３に投入され、ごみ破砕機４で適当な大きさに破砕
された後、横型回転ドラム式（ロータリキルン式）の熱
分解反応器５に供給される。

【０００４】この供給された廃棄物ａは、空気を遮断さ
れた低酸素濃度雰囲気の熱分解反応器５内で、高温空気
加熱器７からラインＬ1 を経て供給される加熱空気Ａｈ
により、３００〜６００℃に、通常は４５０℃程度に加
熱されて、熱分解ガス（乾留ガス）Ｇｄと主として不揮
発性成分からなる熱分解残留物ｃとに熱分解される。

【０００５】なお、熱分解反応器５から排出される低温
の加熱空気Ａｌは、循環送風機９によりラインＬ2 から
高温空気加熱器７へ循環されるようになっている。

【０００６】この熱分解反応器５で発生する熱分解ガス
ＧｄはラインＬ3 を経て燃焼溶融炉６のバーナ６ａに供
給され、一方、熱分解ガスＧｄと分離されて排出される
熱分解残留物ｃは、冷却装置（冷却ドラム）１０に供給
され、例えば８０℃程度まで冷却された後、分離装置１
１に送られて、主に可燃性成分を含むやや細かい可燃性
粗粒分の第１分離成分ｅと主に不燃性成分からなるやや
粗い粗粒分の第２分離成分ｄとに分別される。

【０００７】この第１分離成分ｅは、可燃性成分を含
み、燃焼溶融炉６に供給される熱分解生成物であり、可
燃性成分や灰分や比較的細粒のガレキ等で構成されてお
り、この第１分離成分ｅは粉砕機13で微粉に粉砕されて
微粉第１分離成分ｅ1 としてラインＬ9 経由で燃焼溶融
炉６のバーナ６ａに供給される。

【０００８】また、第２分離成分ｄは、主に不燃性成分
からなり、系外に排出され、主に有価物として回収され
る熱分解残渣であり、鉄・アルミ等の金属類等で構成さ
れており、この第２分離成分ｄはコンテナ12に収集され
る。

【０００９】そして、燃焼溶融炉６では、ラインＬ3 か
ら供給される熱分解ガスＧｄとラインＬ9 から供給され
る微粉第１分離成分ｅ1 が、押込送風機１４によりライ
ンＬ10から供給される燃焼用空気Ａｃにより約１，３０
０℃程度で高温燃焼する。

【００１０】この高温燃焼により生成した燃焼灰と微粉
第１分離成分ｅ1 中の灰分、ガレキ等の不燃分とは、こ
の高温燃焼により溶融し、溶融スラグｇとなり排出され
水槽１５で冷却固化される。この溶融スラグｇは、道路
の骨材等として再利用される。

【００１１】そして、この燃焼溶融炉６で排出される燃
焼ガスＧｃは、ラインＬ4 〜Ｌ5 の高温空気加熱器７，
ラインＬ5 〜Ｌ6 の廃熱ボイラや減温塔（水噴霧）等の
ガス冷却装置８で冷却された後、ラインＬ6 〜Ｌ7 のバ
グフィルタや電気集塵機等の集塵装置１６による除塵を
受け、更に、ラインＬ7 〜Ｌ8 の乾式脱塩装置または湿
式ガス脱塩装置やＮＯｘ除去装置等のガス洗浄装置１７
によるガス洗浄を経由して比較的低温のクリーンな排ガ
スＧｌとなって煙突１８から大気に放出される。

【００１２】なお、この廃棄物処理装置１の主なライン
は誘引送風機２０により大気圧よりやや低い圧力に維持
され、ガス漏れを防止している。

【００１３】この燃焼溶融炉６を備えた廃棄物処理装置
１Ｘにおいては、集塵装置１６で捕集した飛灰ｆを、ラ
インＬ12を経て燃焼溶融炉６に戻して、再度溶融処理
し、この飛灰ｆをスラグ化することにより、スラグ化率
を上げて、リサイクル利用できる溶融スラグｇの量を増
加しており、これにより、埋立物の増加や環境への負荷
の増大を防止している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の廃棄物処理装置においては、この燃焼溶融炉に戻す
飛灰は、燃焼溶融炉に供給する可燃性成分を含む微粉第
１分離成分とは混合されること無く、別系統で燃焼溶融
炉内に供給されているため、飛灰の溶融に発熱源である
微粉第１分離成分の燃焼熱を十分に利用できない。その
ため、飛灰の溶融が不十分になるので、スラグ化率が下
がり、また、均一な溶融スラグを得ることが難しいとい
う問題がある。

【００１５】また、燃焼溶融炉に供給される微粉第１分
離成分と飛灰は、廃棄物の性状や燃焼溶融炉の燃焼状態
の変動の影響を受けて、それぞれの排出量が変動する。

【００１６】この比較的長時間での変動に加え、バグフ
ィルターの飛灰捕集においては、各フィルターユニット
で、捕集と揺動、逆圧、圧縮噴射による払い落としを一
定時間毎に繰り返すので、この比較的短時間の供給変動
も加わることになる。

【００１７】従来技術の廃棄物処理装置においては、微
粉第１分離成分と飛灰の経時変動を考慮せずに燃焼溶融
炉に供給しているため、供給される微粉第１分離成分に
含まれている可燃性成分量が経時変動するため、燃焼溶
融炉内の燃焼が不安定になる。

【００１８】そして、燃焼溶融炉での燃焼において、可
燃性成分等と飛灰の吹き込みにムラがあると、製造され
る溶融スラグの量が大きく変動し、プロセス管理上の問
題となる。

【００１９】また、炉内の熱により溶融化する不燃成分
量も経時変動するので、溶融スラグの発生量が経時変動
する上に、また、微粉第１分離成分と飛灰の供給量の割
合が変動するので、溶融スラグに閉じ込められる有害物
質の成分量も経時変動し、スラグ組成の重金属元素含有
量等が大きく変化するという問題がある。

【００２０】このことによってスラグからのこれら有害
物質の漏出量が増大するといった問題は生じないことを
確認してはいるが、スラグの再生利用上、組成が変動す
るのは好ましいとは言えない。

【００２１】本発明は、前記したような問題点を解決す
るためになされたものであって、その目的は、燃焼溶融
炉から排出された排ガス中の集塵装置で捕集した飛灰
を、燃焼溶融炉に供給する可燃性成分を含む微粉第１分
離成分ｅ1 に、混合して供給することのより、飛灰を十
分に溶融でき、均一なスラグを得ることができ、しか
も、飛灰や可燃性成分を含む微粉第１分離成分ｅ1 を定
量供給することにより、燃焼溶融炉内の燃焼を安定化
し、スラグの発生量とスラグの組成を均一化できる廃棄
物処理装置を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の溶融炉を備えた
廃棄物処理装置は、次のように構成される。

【００２３】１）廃棄物を加熱して熱分解ガスと主とし
て不揮発性成分からなる熱分解残留物に熱分解する熱分
解反応器と、該熱分解反応器から排出される前記熱分解
残留物を冷却する冷却装置と、該冷却装置により冷却さ
れた前記熱分解残留物を主に可燃性成分を含む細粒の第
一分離成分と主に不燃性成分からなる第二分離成分とに
分離する分離装置と、前記第一分離成分を粉砕する粉砕
装置と、前記乾留ガスと前記粉砕された第一分離成分と
を溶融処理する燃焼溶融炉と、該燃焼溶融炉から排出さ
れる排ガス中の飛灰を捕集する集塵装置を備えた廃棄物
処理装置において、前記集塵装置で捕集した飛灰と、前
記粉砕装置で粉砕された第一分離成分とを混合する混合
装置を設け、前記飛灰と前記粉砕された第一分離成分を
混合してから前記燃焼溶融炉に供給するように構成され
る。

【００２４】この飛灰と粉砕された第一分離成分の混合
方法としては、貯留ホッパー内に両者を入れて攪拌して
均一混合してから燃焼溶融炉に供給する方法や第一分離
成分と飛灰の貯留ホッパーへの供給速度の比率を一定に
保つ方法等がある。

【００２５】そして、この目的は、可燃性成分を含む第
一分離成分と飛灰のそれぞれの平均発生量の比率で、均
一混合するように攪拌して貯留し、この均一混合した混
合物を燃焼溶融炉に供給し、組成のムラが無いように均
一に加熱溶融することにあり、その際に、混合物中の灰
分量及び有害揮発性重金属元素（Ｐｂ，Ｃｄ，Ａｓ，Ｚ
ｎ等）の含有量の経時変化が少なくなるように、第一分
離成分と飛灰の貯留ホッパーへの供給速度の比率を一定
に保つか、貯留ホッパー容量を十分にとるか、あるいは
両方を行うかして、十分に平均化することである。

【００２６】その結果、生じる溶融スラグの組成、特に
有害揮発性重金属元素（Ｐｂ，Ｃｄ，Ａｓ，Ｚｎ等）の
含有量が均一になり、経時変動が少なくなる。これによ
り、生じる溶融スラグ中のこれらの有害元素濃度の一時
的上昇がなくなり、溶融スラグの品質と有害元素の量的
管理上で有利となる。

【００２７】また、粉砕第一分離成分と別に、単に飛灰
だけを貯留するとすると、空気中水分により吸湿して飛
灰が固着する等の弊害が生じ、定量供給しにくくなる場
合があるが、粉砕第一分離成分により希釈されることに
より、固着が防止される。

【００２８】２）上記の廃棄物処理装置において、前記
粉砕装置で、前記混合装置を兼用するように構成する。

【００２９】この構成によれば、可燃性成分を含む第一
分離成分と飛灰を混合しながら粉砕するので、可燃性成
分と飛灰等との混合がより均一化し、安定して一定比率
で可燃性成分が溶融炉に供給されることになる。そのた
め、飛灰を十分に溶融することができ、また、微粉第１
分離成分の不燃分と飛灰との混合溶融が行えて、均一な
溶融スラグを得ることができる。

【００３０】また、この構成によれば、新たに、混合装
置を設けることなく、第一分離成分を粉砕する粉砕装置
で混合を行うので、装置の増加とそれに伴うコスト上昇
を避けることができる。

【００３１】そして、飛灰が貯蔵や供給ライン上で万一
固化し塊状になった場合であっても、再度粉砕してから
燃焼溶融炉内に供給できるので、第一分離成分との混合
が完全となる。

【００３２】３）上記の廃棄物処理装置において、前記
混合装置の代わりに、混合定量供給装置を設け、前記飛
灰と前記粉砕された第一分離成分を混合すると共に、前
記飛灰と前記粉砕された第一分離成分と、これらの混合
物の少なくとも一つに関して定量供給を行うように構成
する。

【００３３】この目的は、加熱源として燃焼溶融炉で焼
却されるべき可燃性成分と、溶融スラグ化されるべき灰
分やガレキを含む第一分離成分、及び飛灰の供給速度
を、共に一定に保つことである。

【００３４】そして、これにより、燃焼溶融炉内温度、
排ガス組成（ＣＯ，ＮＯｘ，ＨＣｌ，ＳＯｘ等），及び
生じる溶融スラグの生成量の経時変動が少なくなり、装
置設計・運転管理上で有利となる。

【００３５】４）上記の廃棄物処理装置において、前記
粉砕装置による粉砕は粒径が２ｍｍφから１μｍφの範
囲になるように粉砕するように構成する。

【００３６】この２ｍｍφから１μｍφの範囲とは、第
一分離成分の多くの部分が２ｍｍφの篩孔または２ｍｍ
メッシュの篩を通過し、第一分離成分の多くの部分が１
μｍφ以上の大きさを有していることを言い、一部分
が、２ｍｍφから１μｍφの範囲の外に有ってもよいと
するものである。

【００３７】この第一分離成分を２ｍｍφから１μｍφ
の範囲、好ましくは１ｍｍφから１μｍφの範囲になる
まで粉砕する目的は、燃焼溶融炉において、飛灰中揮発
成分（低沸点の金属塩化物、硫酸塩等）の飛灰からの脱
離を迅速に完結させ、均一に加熱溶融するためであり、
これにより、生じる溶融スラグの組成が均一になり、気
泡、未溶融部分が極めて少ない良好なスラグが得られ
る。また、空気搬送に適した粒度にそろえる効果もあ
る。

【００３８】また、未燃の可燃性成分の粒径が大きいま
ま溶融炉内に入ると、完全燃焼する前に排出されて排ガ
ス中のＣＯ（一酸化炭素）濃度が増加するので、これを
防止することもできる。この可燃性成分の粒径とＣＯ発
生量の関係を図９に示す。

【００３９】なお、溶融炉に循環させる飛灰等を細かく
粉砕しすぎると溶融炉から発生する飛灰量が増加する。
この飛灰の粒径と飛灰化率の関係を図１０に示す。

【００４０】この飛灰量の増加は、小さい粒径の飛灰は
軽いため、旋回流による遠心力が不十分になり、旋回溶
融炉の内壁に衝突せず、また、内壁に付着しないので、
溶融されても、炉内で捕集されないまま排ガスに搬送さ
れることにより生じる。

【００４１】従って、２ｍｍφから１μｍφの範囲粉砕
することが最適であり、そして、実験で、この程度の粒
径であれば、空気搬送もスムーズとなり、また、溶融ス
ラグの性状も均一で良好な状態となることを確認してい
る。

【００４２】即ち、この上限の値２ｍｍφは、飛灰等の
溶融の条件を良くするためと、空気搬送の容易さと、可
燃性成分から発生するＣＯの量を抑制することから、決
まる数値であり、下限値１μｍφは、溶融炉の飛灰等の
発生量を抑制することと、粉砕装置の粉砕能力との関係
から、決まる数値であると言える。

【００４３】なお、通常この粉砕は、ロッドミルやボー
ルミル等で行われるが、最大粒径を１ｍｍφ程度にする
時には、最小粒径が１μｍφ程度になる場合が多いこと
から、この好適な粒径範囲２ｍｍφ〜１μｍφと最適な
粒径範囲１ｍｍφ〜１μｍφが求められている。

【００４４】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について説明する。

【００４５】〔第１の実施の形態〕先ず、図１の系統図
に示すように、第１の実施の形態の廃棄物処理装置１Ａ
は、次のように構成される。

【００４６】この廃棄物処理装置１Ａは、廃棄物ａ用の
熱分解反応器５と、熱分解残留物ｃを冷却する冷却装置
１０と、熱分解残留物ｃを分離・分別する分離装置１１
と、分別した主に可燃性成分を含む細粒の第一分離成分
ｅを粉砕する粉砕装置１３と、この粉砕した第一分離成
分ｅと下流側の集塵装置１６で捕集した飛灰ｆとを混合
し、乾留ガスＧｄと共に高温燃焼して溶融処理し、溶融
スラグｓを排出する燃焼溶融炉６と、この燃焼溶融炉６
から排出される排ガスＧｃ中の飛灰ｆを捕集する集塵装
置１６を備えて構成される。

【００４７】この構成は、次に述べる点を除いて従来技
術で説明した図８の構成と同じであるので、説明の重複
を避ける。

【００４８】そして、この第１実施の形態の廃棄物処理
装置１Ａにおいては、飛灰ｆを直接燃焼溶融炉６に供給
せず、混合装置３０を設けて、この混合装置３０におい
て、捕集した飛灰ｆを粉砕した第一分離成分ｅと混合し
て均一化してから、燃焼溶融炉６に供給するように構成
される。

【００４９】この混合装置３０は、攪拌機付きの貯留ホ
ッパーやその他の混合機で構成されたり、混合機能を有
する供給装置等で構成される。

【００５０】そして、混合装置３０を貯留ホッパーで構
成する場合には、捕集された飛灰ｆを、粉砕された可燃
性成分や灰分や比較的細粒のガレキ等からなる第一分離
成分ｅ１と共に貯留ホッパーに貯えて、攪拌混合した後
に、図示しないスクリューフィーダー等の供給装置によ
り一定量を切り出し、空気搬送もしくはコンベア搬送等
の方法により、燃焼溶融炉６のバーナー６ａに供給す
る。

【００５１】また、混合装置３０を混合機能を有する供
給装置で構成した場合は、この供給装置により粉砕され
た第一分離成分ｅ１と飛灰ｆを混合しながら燃焼溶融炉
６のバーナー６ａに供給する。

【００５２】この燃焼溶融炉６では、乾留ガスＧｄと粉
砕された第一分離成分ｅ１中の可燃性成分とが燃焼し、
約１，３００度の高温雰囲気を形成しているので、粉砕
第一分離成分ｅ１中の灰分やガレキと共に飛灰ｆは溶融
される。

【００５３】この場合に、飛灰ｆは、粉砕第一分離成分
ｅ１中の可燃性成分等の可燃性成分とも均一混合してい
るので、可燃性成分の燃焼による熱を効率よく吸収し
て、粉砕第一分離成分ｅ１中の灰分やガレキと合体して
溶融する。そのため、燃焼溶融炉６内で捕集され易くな
り、スラグ化率が向上すると共に、溶融したスラグｇの
組成も均一化する。

【００５４】この溶融スラグｇは、通常は、冷却・固化
装置がシンプルな構造となり設備費が安く、設置スペー
スも小さくなり、維持管理が容易で、溶融炉のシール性
にも優れているので水冷にすることが多く、この場合に
は、溶融スラグｇを水冷により細かく砕けた水冷スラグ
（非晶質スラグ）ｇとして回収し、砕いて舗装材等に使
用する場合が多い。

【００５５】この粉砕された第一分離成分ｅ１と飛灰ｆ
に経時変動がある場合には、混合装置３０を形成する貯
留ホッパーの容量を十分に大きくしたり、第一分離成分
ｅ１と飛灰ｆの貯留ホッパーへの供給速度の比率を一定
に保ったりして、十分に平均化するのが好ましい。

【００５６】以上の構成の廃棄物処理装置１Ａによれ
ば、スラグ化する飛灰ｆと熱源の一部である可燃性成分
を含む粉砕第一分離成分ｅ１とを、混合装置３０で混合
してから供給するので、可燃性成分と飛灰の吹き込みに
ムラが無くなり、燃焼が安定化する。

【００５７】そして、微粉第一分離成分ｅ１の燃焼熱を
十分に飛灰ｆの溶融に利用でき、飛灰ｆを十分に溶融す
ることができ、また、微粉第一分離成分ｅ１の不燃分と
飛灰ｆとの混合溶融が行えるので、均一な溶融スラグｇ
を得ることができる。また、燃焼が不安定な時に発生す
る飛灰量が減少するので、スラグ化率も向上する。

【００５８】更に、混合装置３０の滞留量を十分に大き
くとって混合攪拌して均一化することにより、微粉第一
分離成分ｅ１と飛灰ｆをそれぞれの平均発生量の比率で
燃料溶融炉６に供給することができるので、均一に加熱
溶融でき、溶融スラグｓの生成量の変動が減少し、また
組成にムラが生じることを防止できる。

【００５９】特に、混合物ｅ１＋ｆ中の灰分量及び有害
揮発性重金属元素（Ｐｂ，Ｃｄ，Ａｓ，Ｚｎ等）の含有
量の経時変化が少なくなるように、第一分離成分ｅ１と
飛灰ｆの貯留ホッパーへの供給速度の比率を一定に保つ
か、貯留ホッパー容量を十分にとるか、あるいは両方を
行うかして、十分に平均化することにより、生じる溶融
スラグｇの組成、特に有害揮発性重金属元素（Ｐｂ，Ｃ
ｄ，Ａｓ，Ｚｎ等）の含有量が均一になり、経時変動が
少なくなる。これにより、生じる溶融スラグｇ中のこれ
らの有害元素濃度の一時的上昇がなくなり、溶融スラグ
ｇの品質と有害元素の量的管理上で有利となる。

【００６０】その上、飛灰ｆを単独で貯留した場合に、
空気中水分を吸湿して固着する等の弊害が生じて、定量
供給が難しくなる可能性があるが、微粉第一分離成分ｅ
１と混合して貯留することによりこの固着を防止でき
る。

【００６１】そして、この構成によれば、スラグ化する
飛灰ｆと熱源の一部である可燃性成分を含む粉砕第一分
離成分ｅ１とを、混合装置３０で混合してから供給する
ので、微粉第１分離成分ｅ１の燃焼熱を十分に飛灰ｆの
溶融に利用して、飛灰ｆを十分に溶融することができ、
また、微粉第１分離成分ｅ１の不燃分と飛灰ｆとの混合
溶融が行えるので、組成が均一な溶融スラグｇを得るこ
とができる。

【００６２】そして、可燃性成分を含む第一分離成分ｅ
１と飛灰ｆの吹き込みのムラを無くして燃焼ムラを避け
ることができるので、この燃焼ムラによって発生する可
燃性成分の増加やＣＯの増加及び未溶融飛灰の増加を防
止でき、スラグ化率の低下を防止できる。

【００６３】〔第２の実施の形態〕また、図２に示すよ
うに、第２の実施の形態の廃棄物処理装置１Ｂでは、改
めて混合装置を設ける代わりに、第一分離成分ｅを粉砕
する粉砕装置１３に、集塵装置１６で捕集した飛灰ｆを
供給し、この粉砕装置１３で、第一分離成分ｅを粉砕し
ながら飛灰ｆと混合するように構成する。つまり、この
粉砕装置１３が混合装置を兼用するように構成する。こ
の粉砕装置１３はボールミルやロッドミル等で形成する
ことができる。

【００６４】この構成によれば、新たに、混合装置を設
ける必要が無くなるので、装置の増加とそれに伴うコス
ト上昇を避けることができる。

【００６５】そして、この構成によれば、可燃性成分を
主とする可燃性成分を含む第一分離成分ｅと飛灰ｆとを
混合しながら粉砕するので、第一分離成分ｅと飛灰ｆと
をより均一混合して、より安定した状態で燃焼溶融炉６
に供給することができる。また、飛灰ｆが貯蔵や供給ラ
イン上で万一固化して大径化した場合であっても、飛灰
ｆを粉砕装置１３に入れることにより、再度粉砕してか
ら粉砕された第一分離成分ｅ１と混合することができる
ので、より一層燃焼溶融炉６への供給ムラを無くすこと
ができる。

【００６６】従って、可燃性成分を含む第一分離成分ｅ
と飛灰ｆの混合が不十分で不均一な供給となった場合の
燃焼ムラを避けることができ、この燃焼ムラによって発
生する未燃分の増加やＣＯの増加及び未溶融飛灰の増加
を防止し、スラグ生成量の変動を小さくすることができ
る。

【００６７】そして、更に、ボールミルやロッドミル等
で形成した粉砕装置１３で、２ｍｍφから１μｍφの範
囲、好ましくは１ｍｍφから１μｍφの範囲の粒径に粉
砕してから、燃焼溶融炉６に供給する。

【００６８】この範囲に、第１分離成分ｅと飛灰ｆを粉
砕して混合することにより、空気搬送に適した粒度にな
るので燃焼溶融炉６への供給が容易となると共に、第１
分離成分ｅ中の可燃分を迅速に燃焼させることができ、
飛灰ｆを迅速に溶融できるので、第１分離成分ｅに含ま
れる低沸点の金属塩化物、硫酸塩等の揮発性成分の内、
揮発すべき分は迅速に揮発させ、溶融すべき分は均一に
溶解させた状態で、スラグを内部まで均一に加熱溶融す
ることができる。そのため、気泡や未溶融部分、組成ム
ラが極めて少ない良好な溶融スラグｇが得られる。

【００６９】〔第３の実施の形態〕図３に示すように、
第３の実施の形態の廃棄物処理装置１Ｃは、図１の第１
の実施の形態の廃棄物処理装置１Ａにおける混合装置の
代わりに、混合定量供給装置４０を設けて構成する。

【００７０】この混合定量供給装置４０は、集塵装置１
６で捕集された飛灰ｆと粉砕された第一分離成分ｅ１を
混合すると共に、飛灰ｆと粉砕された第一分離成分ｅ１
と、これらの混合物ｅ１＋ｆの少なくとも一つに関して
定量供給を行うことができるものであり、後述するよう
に、攪拌機付きの貯留ホッパーと、飛灰ｆと粉砕された
第一分離成分ｅ１と、これらの混合物ｅ１＋ｆの少なく
とも一つの供給ラインに設けられた定量供給装置とから
なる。

【００７１】この構成によれば、飛灰ｆと粉砕された第
一分離成分ｅ１とこれらの混合物ｅ１＋ｆの内、発生量
に時間的変動が大きいものを、定量供給することによ
り、この混合物ｅ１＋ｆの比率を均一化し、この均一化
した状態で、可燃性成分と飛灰の比率を略一定にしなが
ら、混合物ｅ１＋ｆの供給量を略一定にして燃焼溶融炉
６に供給することができるので、供給ムラが無くなり、
燃焼が安定化する。

【００７２】また、飛灰ｆと粉砕第一分離成分ｅ１を均
一に混合した状態で定量供給できるので、溶融スラグｇ
の生成量等を略一定に維持することができる。

【００７３】更に、一定混合比率で、定量供給できるの
で、燃焼溶融炉内の温度、排ガス組成（ＣＯ，ＮＯｘ，
ＨＣｌ，ＳＯｘ等）等を略一定に維持することができ、
また、溶融スラグの組成、特に有害揮発性重金属元素
（Ｐｂ，Ｃｄ，Ａｓ，Ｚｎ等）の含有量を均一化でき
る。そのため、溶融スラグの組成にムラがなくなり、溶
融スラグｓの品質が安定するので、有害元素の量的管理
が容易となる。

【００７４】〔混合供給装置及び混合定量供給装置〕次
に、上記の実施の形態で使用される混合供給装置及び混
合定量供給装置の詳細について説明する。

【００７５】この混合供給装置及び混合定量供給装置と
しては、図４及び図５に示すような構成を取ることがで
き、排出される第一分離成分ｅ１や集塵装置１６で捕集
される飛灰ｆの発生量の経時変動に従って、それぞれ適
切な構成が選択されることになる。

【００７６】〔混合供給装置４０Ａ〕図４に示す混合供
給装置４０Ａは、混合物ｅ１＋ｆを混合及び供給する装
置であり、攪拌機付きの貯留ホッパー等で形成される混
合装置４１に粉砕された第１分離成分ｅ１と飛灰ｆを供
給して混合した後に、供給装置４２で供給するものであ
る。

【００７７】この混合装置４１は、攪拌機付きの貯留ホ
ッパーで形成しても粉砕機で形成しても良いが、粉砕機
を採用した場合には、第一分離成分ｅ１の粉砕装置１３
の機能を兼用できるので、この粉砕装置１３は省くこと
ができる。

【００７８】この構成は、粉砕された第１分離成分ｅ１
と飛灰ｆの発生量の変動が比較的少ない場合に使用され
るものであり、粉砕された第１分離成分ｅ１と飛灰ｆの
混合装置４１への供給量に対しての流量調整は行わず、
粉砕された第１分離成分ｅ１と飛灰ｆの供給量に応じ
て、燃焼溶融炉６内への供給を調整する。

【００７９】この図４に示す混合供給装置４０Ａでは、
滞留量一定範囲制御や定量（供給量一定）制御を行うこ
とができる。前者は第１分離成分ｅ１と飛灰ｆの発生量
変動が少ない場合に用いられ、後者はある程度変動があ
る場合に有効である。

【００８０】滞留量一定範囲制御の場合には、混合物ｅ
１＋ｆの供給は、混合装置４１内の混合物ｅ１＋ｆの滞
留量を、貯留ホッパー４１に設けた超音波式やマイクロ
波式等のレベルセンサやロードセル等のセンサ５１で計
測し、この滞留量が所定の範囲内に収まるように供給装
置４２の供給速度を制御する。これにより、滞留量を一
定範囲に保つことができる。

【００８１】そして、センサ５１にレベルセンサを使用
する場合は、貯留ホッパー４１のレベルがＨ（高レベ
ル）とＬ（低レベル）の間になるように、供給装置４２
のコントローラ４２ａに信号を送って混合物ｅ１＋ｆの
供給量をコントロールし、ロードセルを使用する場合に
は、貯留ホッパーの重量を計測して、貯留されている重
量を推定しながら供給量をコントロールする。

【００８２】また、定量制御の場合は、先ず、供給装置
４２を止めて、平均の流入量を算出し、この平均流入量
になるように、混合物ｅ１＋ｆを定量供給する。

【００８３】この平均の流入量の算出は、レベルセンサ
使用の場合は、供給装置４２を止めて、貯留ホッパー４
１のレベルがＬ（低レベル）からＨ（高レベル）までの
変化に要する時間を計測し、また、ロードセルの場合
は、供給装置４２を止めて、ホッパー４１の重量変化と
その時間を測定して行う。

【００８４】この流入量を計測して供給量を一定に制御
することにより、平均流入量に等しい流量で定量供給で
き、この定量供給により、燃焼の安定化、スラグ発生量
の一定化、スラグ組成の均一化の効果を得ることができ
る。

【００８５】なお、この場合には、貯留ホッパー４１の
オーバーフロー等を防止するために、滞留量が一定範囲
から逸脱した場合には、滞留量が一定範囲内に戻るよう
に供給量を調整することができるように構成する。

【００８６】〔混合定量供給装置４０Ｂ〕図５に示す混
合定量供給装置４０Ｂは、可燃性成分とガレキを含む第
一分離成分ｅ１と飛灰ｆの両方に関して、混合装置４１
への供給量が一定になるように制御する装置であり、第
一分離成分ｅ１の発生量と飛灰ｆの発生量の両方の変動
が比較的大きい場合に使用する。

【００８７】この混合定量供給装置４０Ｂでは、第一分
離成分ｅ１側の装置として、貯留ホッパー４３と定量供
給装置４４Ｃを設け、また、飛灰ｆ側の装置として、貯
留ホッパー４５と定量供給装置４６Ｃを設ける。そし
て、これらの定量供給装置４４Ｃ，４６Ｃから供給され
る第一分離成分ｅ１と飛灰ｆを混合する混合装置４１
と、混合物ｅ１＋ｆを供給するための定量供給装置４２
Ｃを設ける。

【００８８】また、これらの供給を制御するための計測
量を得るために、センサ５４Ａ，５４Ｂを設けるが、こ
のセンサ５４Ａ，５４Ｂは、貯留ホッパー４３，４５に
設ける場合は、図５に示すように、レベルセンサやロー
ドセルを設け、貯留ホッパー４３，４５に入る前の配管
に設ける場合は図６や図７に示すように流量センサ５５
Ａ，５５Ｂを設ける。

【００８９】これらのセンサ５４Ａ，５４Ｂ，５５Ａ，
５５Ｂの計測値を入力とするコントローラ５２により、
定量供給装置４４Ｃ，４５Ｃの供給速度を制御して、混
合装置４１への供給量は、貯留ホッパー４３，４５への
流入量の時間平均値と等しくなるように制御される。そ
して、この両方の供給量の和と等しくなるよう定量供給
装置４２Ｃの供給量が制御される。

【００９０】この混合定量供給装置４０Ｂによれば、飛
灰ｆや粉砕された第１分離成分ｅ１の両者の発生量に経
時変動があっても、この経時変動を平均化でき、時間的
に略均等な比率で混合された粉砕第一分離成分ｅ１と飛
灰ｆとを、定量供給できる。

【００９１】〔その他の混合供給装置〕上記の図５に示
す混合定量供給装置４０Ｂは、第一分離成分ｅ１と飛灰
ｆの両方の発生量が経時変動する場合に使用される装置
であるが、第一分離成分ｅ１と飛灰ｆのいずれか一方の
流入速度変動が少ない場合は、その流入速度変動が少な
い方の、第１分離成分ｅ１用の貯留ホッパー４３と定量
供給装置４４Ｃ、又は、飛灰ｆ用の貯留ホッパー４５と
定量供給装置４６Ｃを省略することができる。

【００９２】更に、第一分離成分ｅ１と飛灰ｆの両方の
流入速度変動が少ない場合は、第１分離成分ｅ１用の貯
留ホッパー４３と定量供給装置４４Ｃと飛灰ｆ用の貯留
ホッパー４５と定量供給装置４６Ｃを省略することもで
きる。この場合には、図４の混合供給装置４０Ａと略同
じ構成になるが、混合供給装置４０Ａでは供給装置４２
で、第一分離成分ｅ１と飛灰ｆの流入量に合わせて燃焼
溶融炉６に混合物ｅ１＋ｆを供給するのに対して、この
装置では、定量供給装置４２Ｃで混合物ｅ１＋ｆを定量
供給する点が異なる。

【００９３】〔実験結果〕次に、飛灰ｆを可燃性成分を
含む第一分離成分ｅ１と共に粉砕混合した本発明に従っ
た場合（実施例）と、飛灰ｆを第一分離成分ｅ１に混合
することなく、捕集した状態のままで逐次燃焼溶融炉６
に供給した場合（比較例）における各７２時間運転にお
ける結果の比較を示す。

【００９４】スラグの生成量の変動量とスラグ中の重金
属元素含有量の変動量（７２時間データ）を示すと、実
施例では、スラグ生成量：±１４％，Ｚｎ：±１３％，
Ｐｂ：±２２％，Ａｓ：±１８％，Ｃｄ：±２５％であ
るのに対して、比較例では、スラグ生成量：±３２％，
Ｚｎ：±２８％，Ｐｂ：±３７％，Ａｓ：±３２％，Ｃ
ｄ：±４３％となっており、本発明の場合には、変動量
が、従来技術の場合の約０．４〜０．６倍となり、スラ
グの生成量や重金属元素含有量が経時変動せず安定して
いることが分かる。

【００９５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る溶融炉を備えた廃棄物処理装置によれば、次のよ
うな効果を奏することができる。

【００９６】１）集塵装置で捕集した飛灰と、粉砕装置
で粉砕された第一分離成分とを混合する混合装置を設
け、飛灰と粉砕された第一分離成分を混合してから燃焼
溶融炉に供給することにより、可燃性成分を含む第一分
離成分と飛灰のそれぞれの平均発生量の比率で、均一混
合するように攪拌して貯留し、この均一混合した混合物
を燃焼溶融炉に供給し、組成のムラが無いように均一に
加熱溶融する目的を達することができる。

【００９７】また、その際に、第一分離成分と飛灰の貯
留ホッパーへの供給速度の比率を一定に保つか、貯留ホ
ッパー容量を十分にとるか、あるいは両方を行うことに
より、スラグ生成量の経時変化や、混合物中の灰分量及
び有害揮発性重金属元素（Ｐｂ，Ｃｄ，Ａｓ，Ｚｎ等）
の含有量の経時変化が少なくなるように、十分に平均化
することができる。

【００９８】そして、生じる溶融スラグの組成、特に有
害揮発性重金属元素（Ｐｂ，Ｃｄ，Ａｓ，Ｚｎ等）の含
有量が均一になり、経時変動が少なくなり、これによ
り、生じる溶融スラグ中のこれらの有害元素濃度の一時
的上昇がなくなるので、溶融スラグの品質と有害元素の
量的管理上で有利となる。

【００９９】また、粉砕第一分離成分と別に、単に飛灰
だけを貯留するとすると、空気中水分により吸湿して飛
灰が固着する等の弊害が生じ、定量供給しにくいが、粉
砕第一分離成分により希釈されることにより、固着が防
止される。

【０１００】２）第一分離成分を粉砕する粉砕装置が、
混合装置を兼用するように構成するので、新たな混合装
置を設ける必要が無くなり、装置のコスト上昇を避ける
ことができる。

【０１０１】また、可燃性成分を主とする第一分離成分
と飛灰を混合しながら粉砕するので、より混合と均一化
が進んだ状態で燃焼溶融炉に供給できるので、飛灰のよ
り完全な溶融化と溶融スラグの均一化を達成することが
できる。

【０１０２】３）混合装置の代わりに、混合定量供給装
置を設け、飛灰と粉砕された第一分離成分を混合すると
共に、飛灰と粉砕された第一分離成分とこれらの混合物
の内で、少なくとも一つに関して定量供給を行うように
構成するので、加熱源として燃焼溶融炉で焼却されるべ
き可燃性成分と、溶融スラグ化されるべき灰分やガレキ
を含む第一分離成分、及び飛灰の供給速度を、共に一定
に保つことができる。

【０１０３】従って、この混合物の比率を均一化した状
態で、燃焼溶融炉に供給することができるので、第１分
離成分と飛灰の供給量にムラが無くなり、燃焼が安定化
し、また、飛灰と粉砕された第一分離成分を均一に混合
した混合物を定量的に供給できるようになるので、溶融
スラグの生成量等を略一定に維持することができる。ま
た、飛灰と粉砕された第一分離成分との比率を略一定に
しながら、均一に混合した混合物を定量的に供給できる
ので、燃焼溶融炉内の温度、排ガス組成等を略一定に維
持することができる。

【０１０４】そのため、燃焼溶融炉内温度、排ガス組成
（ＣＯ，ＮＯｘ，ＨＣｌ，ＳＯｘ等），及び生じる溶融
スラグの生成量の経時変動が少なくなり、溶融スラグの
組成、特に有害揮発性重金属元素の含有量が均一になっ
て、溶融スラグの組成にムラがなくなるので、溶融スラ
グｓの品質が安定し、有害元素の量的管理が容易とな
り、装置設計及び運転管理上で有利となる。

【０１０５】４）上記の廃棄物処理装置において、前記
粉砕装置による粉砕は粒径が２ｍｍφから１μｍφの範
囲、好ましくは１ｍｍφから１μｍφの範囲になるよう
に粉砕するので、燃焼溶融炉において、飛灰中揮発成分
（低沸点の金属塩化物、硫酸塩等）の飛灰からの脱離を
迅速に完結させ、均一に加熱溶融することができ、これ
により、生じる溶融スラグの組成が均一になり、気泡、
未溶融部分が極めて少ない良好なスラグを得ることがで
きる。

【０１０６】また、空気搬送に適した粒度にそろえる効
果もあるので、空気搬送を円滑に行うことができ、更
に、第一分離成分中の可燃性成分が燃焼し易い粒度とな
るので、排ガス中の一酸化炭素濃度を抑制しながら、溶
融スラグの性状を均一で良好な状態とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の廃棄物処理装
置の系統図である。

【図２】本発明に係る第２の実施の形態の廃棄物処理装
置の系統図である。

【図３】本発明に係る第３の実施の形態の廃棄物処理装
置の系統図である。

【図４】本発明に係る混合供給装置の例を示す系統図で
ある。

【図５】本発明に係る混合定量供給装置の例を示す系統
図である。

【図６】粉砕された第一分離成分の供給ラインに流量計
を設けた場合を示す系統図である。

【図７】捕集された飛灰の供給ラインに流量計を設けた
場合を示す系統図である。

【図８】従来技術の廃棄物処理装置の系統図の一例であ
る。

【図９】可燃性成分の粒径とＣＯ発生量との関係を示す
図である。

【図１０】循環飛灰の粒径と飛灰化率との関係を示す図
である。

【符号の説明】

１廃棄物処理装置５熱分解反応器６燃焼溶融炉７高温空気加熱器８廃熱ボイラ１０冷却装置１１分離装置１３粉砕装置１６集塵装置３０混合装置４０混合定量供給装置ａ廃棄物ｃ熱分解残留物ｄ主に不燃性成分からなる第二分離成分ｅ主に可燃性成分を含む細粒の第一分離成分ｅ１粉砕された第一分離成分ｆ飛灰Ｇｃ排ガスＧｄ熱分解ガス

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/033 ＺＡＢＦ２３Ｇ 5/033 ＺＡＢＡ 5/16 ＺＡＢ 5/16 ＺＡＢＺＦ２３Ｊ 1/00 Ｆ２３Ｊ 1/00 Ｂ (72)発明者八田直樹千葉県市原市八幡海岸通１番地三井造船株式会社千葉事業所内Ｆターム(参考） 3K061 AA24 AB02 AB03 AC01 BA04 DA01 DA02 DA13 DA18 FA01 FA21 NB03 NB11 3K065 CA02 CA04 3K078 AA04 BA03 BA07 CA02 CA24 4D004 AA07 AA46 AB03 BA05 CA04 CA27 CA29 CA32 CA45 CB42 DA03 DA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を加熱して熱分解ガスと主として
不揮発性成分からなる熱分解残留物に熱分解する熱分解
反応器と、該熱分解反応器から排出される前記熱分解残
留物を冷却する冷却装置と、該冷却装置により冷却され
た前記熱分解残留物を主に可燃性成分を含む細粒の第一
分離成分と主に不燃性成分からなる第二分離成分とに分
離する分離装置と、前記第一分離成分を粉砕する粉砕装
置と、前記乾留ガスと前記粉砕された第一分離成分とを
溶融処理する燃焼溶融炉と、該燃焼溶融炉から排出され
る排ガス中の飛灰を捕集する集塵装置を備えた廃棄物処
理装置において、前記集塵装置で捕集した飛灰と、前記
粉砕装置で粉砕された第一分離成分とを混合する混合装
置を設け、前記飛灰と前記粉砕された第一分離成分を混
合してから前記燃焼溶融炉に供給することを特徴とする
廃棄物処理装置。
【請求項２】前記粉砕装置で、前記混合装置を兼用す
ることを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】前記混合装置の代わりに、混合定量供給
装置を設け、前記飛灰と前記粉砕された第一分離成分を
混合すると共に、前記飛灰と前記粉砕された第一分離成
分と、これらの混合物の少なくとも一つに関して定量供
給を行うことを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装
置。
【請求項４】前記粉砕装置による粉砕は粒径が２ｍｍ
φから１μｍφの範囲になるように粉砕することを特徴
とする請求項１から３のいずれかに記載の廃棄物処理装
置。