JP2002219437A - 塵灰処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塵灰処理装置に係り、廃棄物処理装置の排煙
から集塵装置で分離回収された塵灰の有害ガス成分濃度
を薄めることができ、しかも、設備コスト及びランニン
グコストを安価にできる塵灰処理装置の提供を目的とす
る。 【解決手段】 排煙より分離収集した塵灰を塵灰加熱装
置１０で加熱し、塵灰中のガス成分を膨張させて当該塵
灰の固形成分間より抜け出させることにより当該塵灰の
有害ガス成分濃度を薄くする。また、前記塵灰加熱装置
１０に、ガス分を分離された塵灰を回収する回収容器１
４と、この回収容器１４に回収された塵灰を当該塵灰加
熱装置１０に再投入する投入口１１ｄを設け、処理を繰
り返すことにより当該塵灰の有害ガス成分濃度を確実に
所定値以下に低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塵灰処理装置に係
り、特に塵灰からダイオキシンなどの有害ガス成分を抜
け出させて、該塵灰を無害化できる上、設備コスト及び
ランニングコストが安価になるようにした塵灰処理装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般廃棄物などの廃棄物処理方法
としては、２段焼却法を含めた焼却法や、乾留ガス化燃
焼法などが知られている。これらの処理方法では、排煙
の中に塵灰が含まれているので、排煙を所定の温度以下
に冷却した後、集塵装置で排煙中の塵灰を分離回収して
いる。

【０００３】回収された塵灰、即ち、塵灰はコンクリー
トに混合して投棄したり、建材や舗装材として再利用し
たりすることがある。また、大気中又は真空中で溶融さ
せた後、燒結させて投棄したり、建材や舗装材として再
利用したりすることもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うにして回収された塵灰には環境保護の観点より無視で
きない程度に大量のダイオキシンなどの有害ガス成分が
含まれていることが少なくない。この有害ガス成分を含
んだままの塵灰をコンクリートに混入すると、時間が経
過するうちにこのコンクリートから有害ガス成分が周囲
に放散されることになるので、環境保護の観点より看過
できなくなる。

【０００５】大気中で塵灰を溶融し、燒結させる方法
も、溶融時に有害ガス成分が塵灰より分離され、大気中
に放散されるので、環境保護の観点より看過できない。

【０００６】真空中で塵灰を溶融し、燒結させる方法
は、溶融時に塵灰から分離される有害ガス成分を回収で
きるので、この有害ガス成分を熱分解などにより無害化
したり、化学製品の原料として再利用したりすることが
できる。

【０００７】しかし、この方法を実施するためには非常
に高価な設備が必要になり、ランニングコストも著しく
高くなるという問題がある。

【０００８】なお、このような問題は廃棄物処理装置か
ら排出される塵灰の処理のみならず、例えば半導体製造
装置から排出されるモノシランガスなどを含む粉塵の処
理など、製造装置から排出される粉塵の処理にも共通す
る問題である。

【０００９】本発明は、この従来技術の課題を解決し、
ダイオキシンなどの有害ガス成分を含んでいる塵灰より
有害ガス成分を分離して、該塵灰を無害化できる上、設
備コスト及びランニングコストが安価になるようにした
塵灰処理装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係る塵灰処理装置は、排煙より分離収集し
た塵灰を加熱する塵灰加熱装置を備える、という技術的
手段を採用する。

【００１１】上述したように、例えば集塵装置により廃
棄物処理排煙より分離回収された塵灰を塵灰加熱装置で
加熱すると、塵灰に含まれたガス成分は膨張し、塵灰の
固形成分の間から抜け出し、これにより、ダイオキシン
などの有害ガス成分を含めたガス成分が廃棄物塵芥より
分離される。そして、このようにして、塵灰中の有害ガ
ス成分を環境衛生上無視できる程度に減少させることに
より、塵灰を無害化できるのである。

【００１２】本発明において、排煙より塵灰を分離収集
する方法としては、例えば焼却炉、乾留炉などの処理炉
内で重力分離により排煙から分離した塵灰を炉底に落下
させ、スクレーパなどによりかき集める方法や、排煙の
煙道の途中に設けた集塵装置で分離収集する方法が代表
的であるが、この他に煙道内で重力分離により自然に排
煙より分離され堆積した塵灰を収集する方法などが含ま
れる。

【００１３】前記塵灰加熱装置は、特に限定されない
が、処理する塵灰を収容する加熱容器と、前記加熱容器
内の塵灰を加熱する加熱手段と、加熱容器から処理済み
の塵灰を排出する搬出手段を備えていればよい。

【００１４】ここで、前記加熱容器は、塵灰を投入する
ための入口を備える必要があり、又、処理後の塵灰を排
出するための出口を備える必要がある。もっとも、この
入口と出口とに兼用される出入口を設けてもよい。

【００１５】例えば排煙より集塵装置で分離され、収集
された塵灰をこの塵灰加熱装置の加熱容器に収容し、加
熱手段で加熱すると、塵灰に含まれているガス分が、有
害ガス成分も含めて、塵灰の固形成分の間から抜ける。
そして、この加熱処理した塵灰を加熱容器から取出す
と、従来よりも有害ガス成分が減少した塵灰が得られる
のである。

【００１６】この加熱処理は、バッチ処理方式で実施し
てもよく、又、連続処理方式で実施してもよい。又、こ
の加熱処理を行うための加熱手段としては、電気ヒータ
ー、ガスバーナー、石油バーナーなど、公知の加熱手段
を用いればよい。

【００１７】塵灰加熱装置への塵灰の投入は、特に限定
されないが、周囲への塵灰の飛散を極力防止できるよう
にすることが好ましく、例えば集塵装置に回収された塵
灰は、これを周囲に飛散させることなく塵灰加熱装置に
搬入できる搬入手段を用いて搬入することが好ましい。

【００１８】前記加熱処理を繰り返し実施し、あるいは
連続して実施するために、前記塵灰加熱装置には加熱容
器より処理済みの塵灰を排出する排出手段が設けられ
る。

【００１９】この排出手段は、手動操作又は電動操作な
どの自動操作されるへら状スクレーパ、ブラシ状スクレ
ーパ、螺旋状にブラシ毛が配列された螺旋ブラシを含む
スクリューなどの灰掻き具を備えるものであればよく、
この排出手段と前記搬入手段とを同調操作することによ
り、バッチ処理をしたり、連続処理をしたりすることが
できる。

【００２０】又、この灰掻き具は常時加熱容器内に配置
されている必要はないが、周囲への塵灰の飛散を防止す
るために、常時加熱容器内に配置することが好ましい。

【００２１】前記排出手段としては、特に限定されない
が、処理能力を高めるとともに、加熱容器内への塵灰の
残留を防止するために、連続的に塵灰を加熱容器の入口
から出口まで搬送できる公知の搬送装置で構成すること
が好ましく、特に粉体の搬送に適しているスクリューコ
ンベアを用いることが推奨される。

【００２２】ところで、本発明においては、加熱容器よ
り排出される塵灰を周囲に飛散させることなく回収する
ために、前記加熱容器の出口に気密状に着脱される回収
容器が用いられる。この回収容器に回収された塵灰に含
まれている有害ガス成分の濃度は、集塵装置で収集され
た塵灰のそれに比べると希薄になってはいるが、環境衛
生上容認される程度まで薄められているとは限らない。
そして、この回収容器に回収された塵灰の有害ガス成分
の濃度が環境衛生上容認される程度まで薄められていな
い場合には、そのまま塵灰をコンクリートに混ぜて投棄
したり、建材や舗装材の原料として再利用したりするこ
とは許されない。

【００２３】そこで、本発明においては、前記塵灰加熱
装置に外部より塵灰を投入する投入口を設け、前記回収
容器に回収された塵灰をこの投入口から加熱容器に再投
入できるように構成することが推奨されるのである。

【００２４】もっとも、この投入口には、前記回収容器
に回収された塵灰に限らず、例えば乾留ガス化燃焼法で
用いる乾留炉においてガス化せずに残留した炭化物など
の炉灰を投入したり、排煙が流通する煙道に自然に堆積
した塵灰を投入したりすることは自由である。

【００２５】もちろん、本発明により有害ガス成分濃度
が許容値以下に薄められ、前記回収容器に回収された塵
灰は、そのまま投棄したり、コンクリートに混ぜて投棄
したりしてもよく、又、モルタルやコンクリートの原料
として再利用してもよい。

【００２６】ところで、本発明において、塵灰加熱装置
内で塵灰より分離されるガス成分には例えばダイオキシ
ンなどの有害成分が含まれているので、この有害ガス成
分を無害な物質か、化学原料として再利用できる物質に
化学変化させることが好ましい。このような化学変化を
起こす典型的な方法としては、熱分解、酸化、還元、中
和などの任意の方法のうちの少なくとも１方法を採用す
ることができる。

【００２７】塩素を含む有害ガス、例えばダイオキシン
の場合には、８００℃程度の温度で熱分解させて塩素を
遊離させることができ、又、この遊離塩素を例えば加熱
手段の燃料の燃焼により発生する遊離水素と結合させて
塩酸を生成させることができる。この塩酸を含むガスを
急冷すると、塩酸が再分解し難くなり、更に、塩酸は水
蒸気に容易に溶解するので、この塩酸と例えば加熱手段
の燃料の燃焼により生成された水蒸気とを含んだガスを
冷却すると、簡単に塩酸水溶液を凝集させることができ
る。

【００２８】そこで、本発明においては、前記塵灰加熱
装置内で加熱されて塵灰から分離したガス分を熱分解
し、この熱分解により生成する塩素に水素を接触させて
塩酸を製造する塩酸製造装置を設けることが推奨される
のである。

【００２９】

【発明の実施の態様】以下、本発明の一実施例に係る一
般廃棄物処理装置を図面に基づいて具体的に説明する
が、ここで、図１は本発明の一実施例に係る塵灰処理装
置の構成図であり、図２はこの塵灰処理装置を備える一
般廃棄物処理装置の構成図である。

【００３０】図２に示すように、この一般廃材処理装置
は、一般廃棄物を乾留する乾留炉１を備え、この乾留炉
１の投入口１ａから乾留炉１内に投下された一般廃棄物
は、水冷ロストル１ｂに受止められ、水冷ロストル１ｂ
の下方に配置された油バーナーからなる一次バーナー１
ｃにより例えば３００℃〜６００℃に加熱されて乾留さ
れる。

【００３１】なお、この乾留炉１の炉室内には一次ファ
ン１ｄから燃焼用空気を供給して、一次バーナー１ｃの
燃料や乾留により生成した可燃ガスが完全燃焼するよう
にしている。又、乾留によりガス化されずに残留した固
形物は、炉灰として水冷ロストル１ｂから炉底１ｅに落
下し、回転式スクレーパ１ｆで灰出し口１ｇに集められ
て、灰出し口１ｇの下方に出し入れされる灰回収容器１
ｈに回収される。更に、乾留炉１の周壁１ｉ及び天井１
ｊはウォータージャケットになっている。又更に、前記
投入口１ａは外蓋１ｋと、水冷シャッター１ｍとによ
り、直接に炉内が大気中に連通されることがないように
開閉される。

【００３２】さて、乾留により生成したガス分には、乾
留炉１内に舞上った粉塵、煤、焼却灰などが混じってい
て、この塵灰はガス分とともに乾留炉１から煙道２を経
て燃焼炉３に導入され、この燃焼炉３内で別の油バーナ
ーからなる二次バーナー３ａによって、例えば８００℃
以下の所定の温度で焼却、熱分解される。なお、この燃
焼炉３には二次ファン３ｂから燃焼用空気を供給して、
ガス分中の可燃ガス成分、粉塵、煤、焼却灰などを完全
燃焼させるようにしている。

【００３３】燃焼炉３から排出される排煙は、燃焼炉３
内での焼却により生成した二次焼却灰（不燃性粉塵）、
煤などを含み、温水ボイラー４に導かれて例えば３５０
℃程度に急冷され、更に冷却塔５内で霧状に噴射される
水分に接触して例えば１８０℃に冷却された後、例えば
バグフィルター式集塵装置からなる集塵装置６に導か
れ、この集塵装置６で上述した二次焼却灰、煤、不燃性
粉塵などの塵灰、即ち、塵灰を分離されてから、排煙フ
ァン７に吸引され、煙突８から大気中に放散される。

【００３４】前記集塵装置６には、逆洗用のコンプレッ
サー９が設けられ、このコンプレッサー９よりフィルタ
ーバッグ６ａに排煙の流れと逆方向に加圧空気を通すこ
とにより、フィルターバッグ６ａに集積した塵灰をフィ
ルターバッグ６ａから除去し、集塵装置６の下部６ｂ内
に落下させる。

【００３５】集塵装置６の下部６ｂには、塵灰の排出を
制御する排出弁６ｃが設けられ、この排出弁６ｃの出口
に本発明の一実施例に係る塵灰処理装置１０の搬入手段
１１が組み付けられる。

【００３６】図１に示すように、この塵灰処理装置１０
は、前記搬入手段１１の他に塵灰加熱装置１２と、排出
手段１３と、回収容器１４とを備え、前記搬入手段１１
は、特に限定されないが、横軸のスクリューコンベアで
構成され、搬送スクリュー１１ａと、この搬送スクリュ
ー１１ａを取り囲むケーシング１１ｂと、搬送スクリュ
ー１１ａを駆動するモーター１１ｃとを備え、このケー
シング１１ｂの一端部を集塵装置６の排出弁６ｃに気密
状に連通させ、他端部は塵灰加熱装置１２に連通させ
る。

【００３７】前記塵灰加熱装置１２は、炉体１２ａと、
炉体１２ａ内に配置された加熱容器１２ｂと、この加熱
容器１２ｂを加熱する加熱手段１２ｃとを備え、加熱容
器１２ｂの一端部に形成した入口１２ｄに前記搬入手段
１１のケーシング１１ｂの他端部が気密状に連通させ
る。

【００３８】前記加熱手段１２ｃとしては、特に限定さ
れないが、油バーナーが用いられ、炉体１２ａ内に噴出
する火炎で加熱容器１２ｂの外側からその内部にある塵
灰を例えば５００℃程度に加熱する。なお、この加熱手
段１２ｃの燃焼排ガスは排煙ファン８に吸引させるよう
にしている。

【００３９】前記搬入手段１１により加熱容器１２ｂ内
に搬入された塵灰は多量の微粉状ないし粒状の固形物か
らなり、この固形物の間に形成される無数の空間に乾留
ガス化燃焼法により生成した排煙が充満している。この
排煙はダイオキシンなどの有害ガス成分を含んでいる
が、前記加熱容器１２ｂ内で加熱されると、膨張し、密
度が小さくなって塵灰の固形物の間から上方に抜けて行
くので、塵灰に含まれる有害ガス成分の濃度が低下す
る。

【００４０】ところで、この実施例では、前記加熱容器
１２ｂに未処理の廃棄物塵芥を投入するための入口１２
ｄの他に、この加熱容器１２ｂより処理済みの塵灰を排
出するための出口１２ｅが形成され、更に、加熱容器１
２ｂ内の塵灰を入口１２ｄから出口１２ｅに搬送して、
前記出口１２ｅより排出させる排出手段１３が設けられ
る。

【００４１】この排出手段１３は、前記塵灰加熱装置１
２に一体的に組付けられたスクリューコンベアからな
り、前記加熱容器１２ｂと、この加熱容器１２ｂ内に配
置された排出スクリュー１３ａと、これを駆動するモー
ター１３ｂとを備える。

【００４２】前記搬入手段１１とこの排出手段１３とを
所定の周期に、あるいは、任意の時に所定時間にわたり
運転すると、バッチ処理方式で塵灰を加熱することがで
き、又、前記搬入手段１１とこの排出手段１３とを連続
運転すると、連続処理方式で塵灰を加熱することができ
る。

【００４３】いずれの方式を採用するかは自由である
が、処理能力を高めるとともに、集塵装置６、搬入手段
１１、加熱容器１２ｂ等の内部への廃棄物塵芥の残留を
防止するために、連続処理方式を採用することが好まし
い。

【００４４】前記加熱容器１２ｂの出口１２ｅは加熱容
器１２ｂの他端下部に形成され、その下方に出し入れさ
れる前記回収容器１４に気密状に接続される。又、この
加熱容器１２ｂの他端上部には塩酸製造装置１５の熱分
解装置１６が接続される。

【００４５】この熱分解装置１６は、耐火物で囲まれた
熱分解室１６ａと、この熱分解室１６ａに火炎を噴出す
る油バーナーからなる再加熱バーナー１６ｂと、前記加
熱容器１２ｂの他端上部に熱分解室１６ａを気密状に連
通させる導入ダクト１６ｃとを備え、前記加熱容器１２
ｂ内で塵灰より分離されたガス分を、導入ダクト１６ｃ
経由で熱分解室１６ａ内に導入し、再加熱バーナー１６
ｂで例えば８００℃程度に加熱して熱分解する。

【００４６】ここで注意を留めておくべきことは、塵灰
加熱装置１２における加熱は熱分解装置１３に導かれる
ガス分を予熱することにもなり、再加熱バーナー１６ｂ
の負荷がその分軽減されることである。

【００４７】ところで、熱分解されたガスにはダイオキ
シンが熱分解してできた塩素ガスと、燃料の燃焼により
生成した水素ガスと、塩素ガスが水素ガスと結合するこ
とにより生成した塩酸と、燃焼により生成した水蒸気が
含まれており、塩酸にはガス状のものと水蒸気溶解した
液状のものとが含まれる。

【００４８】この熱分解されたガスを塩酸製造装置１５
の一次コンデンサー１７で急冷することにより、塩酸の
ガス化及び再分解が防止され、塩酸製造装置１５の二次
コンデンサー１８で更に冷却することにより多量の塩酸
水溶液を得ることができる。

【００４９】二次コンデンサー１８で凝縮させた塩酸水
溶液が所定量に到達したことを液面検出器１８ａが検出
すると、電磁弁１８ｂが開弁され、二次コンデンサー１
８から塩酸水溶液が塩酸槽１９に移されて一次的に貯留
され、更に、必要に応じて、塩酸回収タンク２０に回収
される。

【００５０】二次コンデンサー１８の排気は、衛生的な
環境を保護するために、直接大気中に放散させずに、乾
留炉１と燃焼炉３とを接続する煙道２に還流させる。そ
して、燃焼炉３で再度熱分解してから温水ボイラー４、
クーリングタワー５、集塵装置６を経て排煙ファン７に
吸引させ、煙突８から大気中に放散させる。

【００５１】上述したように、この塵灰処理装置１０に
よれば、集塵装置６で排煙中から分離回収された塵灰を
塵灰加熱装置１２で加熱し、ガス分を膨張させて塵灰か
ら抜くことにより、塵灰に含まれている有害ガス成分の
量を減少させて、塵灰の安全性を高めることができる
が、一度の加熱処理では有害ガス成分を十分に減少させ
ることができないことがあり得る。

【００５２】このため、加熱容器１２ｂの出口１２ｅを
開閉する開閉弁を設け、該回収容器１４に塵灰を回収し
た後、この開閉弁を閉じ、前記回収容器１４の加熱容器
１２ｂとの接続口を閉じてから加熱容器１２ｂより回収
容器１４を取り外すという手順を採用して、加熱容器１
２ｂの出口及び回収容器１４から周囲への有害ガス成分
の放出を防止することが望まれる。

【００５３】又、回収容器１４には、当該回収容器１４
内の有害ガス成分の濃度を検出するガス濃度検知手段を
設け、当該回収容器１４内の有害ガス濃度が所定値を上
回るときには、再処理をした後、投棄あるいは再資源化
することが望ましい。

【００５４】そこで、例えばこの実施例では、前記搬入
手段１１のケーシング１１ｂに再処理する塵灰を投入す
る投入口１１ｄを連設してあり、処理が不充分な塵灰を
収容する回収容器１４をこの投入口１１ｄに気密状に接
続し、その回収容器１４から塵灰をケーシング１１ａ内
に落下させて、再度塵灰加熱装置１２に搬入させるよう
にしている。

【００５５】なお、この投入口１１ｄには、回収容器１
４に回収された塵灰に限らず、例えば前記灰回収容器１
ｈに回収された炉灰や、ダクト２、燃焼炉３、温水ボイ
ラー４その他この一般廃棄物処理装置の排煙が通過する
煙道に自然に堆積した塵灰を投入することもできる。

【００５６】又、本発明の本質には直接関係のないこと
ではあるが、この一般廃棄物処理装置の冷却系統は、水
源から供給された水を貯留する給水タンク２１より直接
に冷却水が供給される原水系のものと、給水タンク２１
より供給された水を冷却するクーリングタワー２２の冷
水槽２２ａより冷却水が供給される冷水系のものとに大
別される。

【００５７】原水系のものとしては、乾留炉１の周壁１
ｉ、天井１ｊ、温水ボイラー４、冷却塔５などの冷却系
があり、冷水系のものとしては、乾留炉１の水冷ロスト
ル１ｂ及び水冷シャッター１ｍ、塩酸製造装置１５の一
次コンデンサー１７及び二次コンデンサー１８などの冷
却系がある。

【００５８】更に、この実施例では、塵灰を含む排煙の
発生源として一般廃棄物処理装置が挙げられているが、
本発明が適用される塵灰を含む排煙の発生源はこれに限
定されず、例えばプラスチック廃棄物処理装置、産業廃
棄物焼却処理装置などにも本発明を適用することができ
る。

【００５９】又更に、前記集塵装置６はバグフィルター
式集塵装置に限定されず、例えばサイクロン式集塵装
置、電気集塵機などを用いてもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の塵灰処
理装置は、排煙より分離収集した塵灰を加熱する塵灰加
熱装置を備えるので、排煙より分離した塵灰を加熱して
その塵灰に含まれている有害ガス分を含めたガス分を塵
灰の固形成分の間から抜けださせるという作用が得ら
れ、これにより、塵灰中の有害ガス成分を減少させるこ
とができる、という効果を得ることができる。

【００６１】又、この塵灰加熱装置は、排煙より分離し
た塵灰を収容する加熱容器と、この加熱容器に収容され
た塵灰を加熱する加熱手段とを備えていればよいので、
その構成が簡単で、設備コストを安価にできるととも
に、ランニングコストを安価にできる、という効果も得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図である。

【図２】本発明を適用した一般廃棄物処理装置の構成図
である。

【符号の説明】

１０ 塵灰処理装置 １１ｄ 投入口 １４ 回収容器 １５ 塩酸製造装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排煙より分離収集した塵灰を加熱する塵
   灰加熱装置を備えることを特徴とする塵灰処理装置。
2. 【請求項２】 前記塵灰加熱装置に、ガス分を分離され
   た塵灰を回収する回収容器と、この回収容器に回収され
   た塵灰を当該塵灰加熱装置に再投入する投入口が設けら
   れる請求項１に記載の塵灰処理装置。
3. 【請求項３】 前記塵灰加熱装置内で加熱されて塵灰か
   ら分離したガス分を熱分解し、この熱分解により生成す
   る塩素を水素に接触させて塩酸を製造する塩酸製造装置
   が設けられる請求項３に記載の塵灰処理装置。