JP2002243124A - 循環流動層炉を用いた廃棄物焼却方法とその装置 - Google Patents
循環流動層炉を用いた廃棄物焼却方法とその装置Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
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Abstract
を低減化させるとともに、更に循環灰により乾燥機性能
の向上や臭気発生量の低減化を行う循環流動層炉を用い
た焼却設備を提供すること。 【解決手段】 焼却灰循環利用焼却システムを採用し、
焼却灰(脱硫剤余剰分)の一部をシステムフローの前段
にある定量ホッパ(または炉内砂層部)に返送し、脱水
ケーキと混合、循環利用することで、脱硫剤投入量を低
減化させ、結果として焼却灰発生総量を低減化させる。
更に、循環灰により乾燥機性能の向上や臭気発生量の低
減化を行う。
Description
ミ、産業廃棄物、石炭等の固形炭素質系の廃棄物を焼却
する循環流動層炉を用いた廃棄物焼却方法とその装置に
関する。
却処理には、循環流動層炉が用いられる。循環流動層炉
では、炉内に廃棄物とともに石灰石(CsCO3)や消
石灰(Ca(OH)2)等の脱硫剤剤を投入し、炉内で
脱硫・脱塩を行い、排ガス中の有害成分である硫黄酸化
物(SOx)や塩化水素(HCl)を除去する技術が種
々提案されている。
58号において、脱水処理された汚泥を消石灰を添加し
た状態で、乾燥処理した後得られた乾燥汚泥を循環流動
層炉により焼却処理し、該流動層炉から排出される排ガ
スの硫黄酸化物濃度を可及的に低減する技術であり、汚
泥中の硫黄成分が1モルに対し、0.5〜4モルとなる
比率で消石灰を汚泥に添加混合させている。
硫黄成分が1Ca/S当量比(当量比:理論的必要量の
倍数)に対し、0.5〜1モル程度では硫黄酸化物が十
分反応させられず、図4より明らかなように、2Ca/
S当量比で脱硫率が70%、3Ca/S当量比で脱硫率
が80%、4Ca/S当量比で脱硫率が90%、5Ca
/S当量比で脱硫率が95%、となるために、循環流動
層炉で所定の脱硫効率(80〜95%)を得るために、
脱硫剤の投入量を当量比3.0〜5.0程度供給する必
要がある。
物由来の焼却灰に加えこの余剰に供給する脱硫剤に由来
する灰分により、灰の発生量の総量は、廃棄物由来の灰
発生量の1.2〜1.4倍若しくはそれ以上になる。
テムの一例について、図2を参照しながら説明する。本
焼却システムは、上流側より本焼却システムは、脱水ケ
ーキ2と脱硫剤1を3.5当量比前後で投入させた後、
定量ずつ圧送ポンプ4に給送する定量ホッパ3と、砂層
部9とフリーボード部10を具え、散気ノズル8より流
動空気を砂層部9に給送するとともに、助燃ノズル7よ
り砂層部9内に助燃料6を供給し、前記脱水ケーキ2の
焼却を行う循環流動層炉11、前記フリーボード部10
より排出された流動砂を排気ガスと分離し、流動砂のみ
を循環流動層炉11に戻すホットサイクロン12、該サ
イクロン12で分離された排気ガスの熱を利用して流動
ブロワ22より供給される流動空気の予熱を行う空気予
熱器13、更に白煙防止ファン45よりの空気を排気ガ
スと熱交換させて煙突18に加温空気を供給する白煙防
止器37、冷却水24との熱交換により排気ガスの冷却
を行うガス冷却塔15、排ガス中より飛灰を除去するバ
グフィルタ16、排気ガスの吸引と煙突18への排出を
行う誘引ファン17からなる。一方バグフィルタ16で
除去された飛灰は灰ホッパ19に集められ、灰加湿機4
3で加湿水47と撹拌され、加湿灰48として排出する
システムとして構成されている。
(脱水ケーキ)2は、圧送ポンプ4により循環流動層炉
11に安定連続供給され、砂層部9で乾燥−熱分解−焼
却しフリーボード部10で未燃ガスの焼却を行った後、
焼却排ガスは、循環流動層炉11から排出される。ま
た、循環流動層炉11内では、有機系廃棄物(脱水ケー
キ)2と混合供給される脱硫剤である石灰石(CsCO
3)や消石灰(Ca(OH)2)等により脱硫・脱塩が
行われる。更に、排ガスに同伴される循環砂はホットサ
イクロン12で分離捕集され炉に返送される。
回収され燃焼空気を約650℃まで昇温した後、白煙防
止器37で更に白煙防止空気に熱回収され、ガス冷却塔
24で約200℃まで冷却され、バグフィルタ16で焼
却灰は捕集除去される。その後、煙突18から排出され
る。また、捕集された焼却灰は灰ホッパ19に貯留後、
灰加湿機43で、含水率20〜40%程度に加湿後、加
湿灰48として場外に排出され埋立処分している。
却システムにおいて、循環流動層炉で所定の脱硫効率
(80〜95%)を得るために、脱硫剤1の投入量を当
量比3.0〜5.0程度(当量比:理論的必要量の倍
数)供給しており、廃棄物由来の焼却灰に加えこの余剰
に供給する脱硫剤2に由来する灰分により、灰の発生量
の総量は、廃棄物由来の灰発生量の1.2〜1.4倍若
しくはそれ以上になる。焼却灰を加湿灰として全量埋立
する場合、これは処分費の高騰をまねく。
1〜2万円であるため、例えば脱水ケーキ処理量150
t/日の処理場では、1日に15〜30万円、年間30
0日処理する場合で4,500〜9,000万円に達す
る。このうち、脱硫剤による増加費用は、1,000〜
2,000万円にも達する。
に、脱硫剤余剰分を循環利用し、脱硫剤投入量を低減化
させるとともに、循環灰により乾燥機性能の向上や臭気
発生量の低減化を行う循環流動層炉を用いた焼却設備を
提供することを目的とする。
解決のために、請求項1記載の発明として、下水汚泥、
都市ゴミ、産業廃棄物、石炭等の固形炭素質系の廃棄物
焼却に循環流動層炉を用い、該炉内に石灰石(CsCO
3)や消石灰(Ca(OH)2)等の脱硫剤が2Ca/
S当量比以上になるように投入して炉内脱硫を行うとと
もに、前記循環流動層炉より排出される排ガス中より脱
硫剤余剰分を含む灰分を捕集して流動層炉内若しくはそ
の上流側に戻すことを特徴とする。
捉した飛灰であり、該飛灰の返送率が略20〜80%で
あるのが好ましく、又前記灰分の返送先が汚泥ホッパ若
しくは循環流動層炉の流動砂層部であるのがよい。又前
記廃棄物が乾燥手段を介して循環流動層炉に導かれると
ともに、前記灰分の返送先が乾燥手段若しくはその上流
側の汚泥ホッパであることも良い方法である。
に達成する装置に関する発明で、下水汚泥、都市ゴミ、
産業廃棄物、石炭等の固形炭素質系の廃棄物焼却に循環
流動層炉を用い、該炉内に石灰石(CsCO3)や消石
灰(Ca(OH)2)等の脱硫剤が2Ca/S当量比以
上になるように投入して炉内脱硫を行う循環流動層炉を
用いた廃棄物焼却装置において、前記循環流動層炉より
排出される排ガス中より脱硫剤余剰分を含む灰分を捕集
して流動層炉内若しくはその上流側に戻す経路を設けた
ことを特徴とする。
バグフィルタにより捕捉される飛灰であり、該バグフィ
ルタと灰分戻し経路間に、飛灰分配手段を介装し、該分
配手段により飛灰の返送率を略20〜80%に設定し、
更に前記灰分の戻し経路の出口端が汚泥ホッパ若しくは
循環流動層炉の流動砂層部であるのがよい。更に廃棄物
の汚泥投入ホッパと循環流動層炉間に乾燥機を介装した
場合には、前記灰分の戻し経路先が乾燥機若しくはその
上流側の汚泥ホッパであるのがよい。
物焼却に循環流動層炉を用い、石灰石(CsCO3)や
消石灰(Ca(OH)2)等の脱硫剤により高効率炉内
脱硫を行うとともに、捕集焼却灰を循環利用することに
より、脱硫剤投入量を低減化出来る。
結果増加する灰発生量も低減化が可能である。更に、前
記の焼却灰循環利用における返送先を、汚泥ホッパと
し、汚泥と脱硫剤と循環灰中の脱硫剤を均一に混合、焼
却炉における燃焼負荷の大部分を占める流動砂層部に供
給、または循環焼却灰を炉内砂層部に直接供給すること
で、炉内脱硫効率を向上させる事が出来る。
テムの場合、前記循環焼却灰により、乾燥機における性
能(水分蒸発速度)を向上させるとともに、上記乾燥機
における汚泥蒸発時に、前記循環焼却灰飛灰中に含まれ
るCaOにより汚泥がアルカリ性になることから、汚泥
中バクテリアの増殖を抑制する。その結果、汚泥の臭気
源であるアンモニア、硫化水素の発生を抑制することか
ら、汚泥の臭気を低減できる。
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の種類、材料、その相対配置などは特に特定
的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定
する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
ステムについて図1を参照しながら詳細に説明する。本
焼却システムは、脱水ケーキ2と脱硫剤1とともに、バ
グフィルタ16により分離された、脱硫剤余剰分(Ca
O)を含む飛灰*1を戻し経路30より導いて投入撹拌
させた後、これらを定量ずつ圧送ポンプ4により給送す
る定量ホッパ3と、圧送ポンプ4により給送された脱水
ケーキ2と脱硫剤1及び飛灰*1を乾燥して循環流動層
炉11に送り込む乾燥機5を備えている。
蒸気を使って間接的に乾燥するのに有効で、給水23を
廃熱ボイラ14で排ガスと熱交換して得られる蒸発水蒸
気を熱媒体として乾燥する。
で脱水ケーキと混合された循環灰の効果により、乾燥性
能である蒸発速度を向上することができる。これは、循
環灰が乾燥により蒸発された水分の通り道となること、
間接乾燥機伝熱面(図3の羽根状突起50a、邪魔板5
3)への汚泥のこげつきを防止することによる。
明するに、乾燥機5は、水蒸気が通る蒸気通路54が内
部に形成されているシャフト50と、脱水ケーキ2と脱
硫剤1及び含脱硫剤飛灰*1が乾燥されながら通る汚泥
通路51がシャフト50による仕切壁を介して流れ方向
に沿って2つに分割され、又シャフトは50は汚泥通路
側に拡径する羽根状突起50aを有し、該羽根状突起壁
に汚泥が衝突して伝熱と乾燥が図れる。又突起ピッチの
間の汚泥通路51には、流れ方向に向けて傾斜させた邪
魔板53が配設され、該邪魔板53に汚泥が衝突して破
壊と分解がなされ、前記乾燥を促進する。尚、水を含ん
だ脱硫剤(Ca(OH)2)の場合は、前記乾燥機5内
で、乾燥して酸化カルシウム(CaO)となる。
ホッパ3で脱水ケーキ2と混合された循環含脱硫剤飛灰
*1の熱的効果により予備的な乾燥がなされ、乾燥性能
である蒸発速度を向上することができる。更に図3の乾
燥機5模式図の通り、循環含脱硫剤飛灰*1が滑剤の役
目をして、間接的に乾燥機伝面への汚泥のこげつきを防
止することが出来る。
において循環焼却灰の飛灰中に含まれる含脱硫剤(Ca
O)により汚泥がアルカリ性になることから、汚泥中バ
クテリアの増殖を抑制する。その結果、汚泥の臭気源で
あるアンモニア、硫化水素の発生を抑制することから、
汚泥の臭気を低減できる。
1は、砂層部9とフリーボード部10を具え、散気ノズ
ル8より流動空気を砂層部9に給送するとともに、助燃
ノズル7より砂層部9内に助燃料6を供給し、前記脱水
ケーキ2の焼却を行うとともに、前記フリーボード部1
0より排出された流動砂を排気ガスと分離し、ホットサ
イクロン12で流動砂のみを循環流動層炉11に戻す。
そして該サイクロン12で分離された排気ガスは、空気
予熱器13で流動ブロワ22より供給される流動空気の
予熱を行った後、廃熱ボイラ14に導かれ、前記給水2
3を加熱し、乾燥機5に導く蒸気32を生成する。勿論
ここに含水汚泥を熱交換させて乾燥させて脱水ケーキ*
2を生成して定量ホッパ3に導くように構成しても良
い。
却水24との熱交換により排気ガスの冷却を行うガス冷
却塔15、排ガス中より飛灰を除去するバグフィルタ1
6、排気ガスの吸引と煙突18への排出を行う誘引ファ
ン17が設けられている。一方バグフィルタ16で除去
された飛灰*1は灰ホッパ19に集められ、分配機40
により乾灰排出装置20と灰輸送機21に所定割合で分
配され、乾灰排出装置20側では、乾灰としてそのまま
若しくは前記従来技術と同様に灰加湿機で加湿水と撹拌
され、加湿灰として排出するシステムとして構成され、
一方灰輸送機21では戻し経路30を介して定量ホッパ
3に戻している。
4により乾燥された有機系廃棄物(脱水ケーキ)1は、
脱硫剤1及びバグフィルタ16により分離された、脱硫
剤余剰分(CaO)を含む飛灰*1とともに定量ホッパ
3下に供給され、圧送ポンプ4により乾燥機5に投入さ
れて乾燥後、循環流動層炉11に供給され、砂層部9で
乾燥−熱分解−焼却しフリーボード部10で未燃ガスの
焼却を行った後、焼却排ガスは、循環流動層炉11から
排出される。また、循環流動層炉11内では、有機系廃
棄物(脱水ケーキ)1と混合供給される脱硫剤である石
灰石(CsCO 3)2と飛灰中の酸化カルシウムにより
脱硫・脱塩が行われる。更に、排ガスに同伴される流動
砂はホットサイクロン12で分離捕集され炉に返送され
る。
回収され燃焼空気を約650℃まで昇温した後、廃熱ボ
イラ14で更に蒸気として熱回収され、ガス冷却塔15
で約200℃まで冷却され、バグフィルタ16で焼却灰
は捕集除去される。その後、煙突18から排出される。
貯留後、分配器40により分配されてその一部は乾灰排
出装置20により乾灰として排出され、セメント原料や
改良土原料として有効利用される。
り、定量ホッパ3に返送し、脱水ケーキ1と脱硫剤2に
本循環灰を混合供給する。
5に示す。図5において、目標当量比を3.5当量比に
設定し、飛灰返送率を、0、20、40、60、80%
に変化させた場合の状況を示し、かかる実施例による
と、例えば焼却灰の80%循環利用する場合供給石灰石
当量比1.5で焼却炉での実質当量比3.5が達成で
き、炉内で高脱硫効率を達成できるとともに、脱硫剤投
入による 灰増量分を約60%低減化できることが理解
される。一方、焼却灰の飛灰返送率が60%と80%で
は、炉出口側の飛灰量が1062kg/hから2041
kg/hに大幅に増加する。このため飛灰返送量は好ま
しくは80%未満がよい。又焼却灰の飛灰返送率が20
%未満では脱硫剤の石灰石や飛灰削減量も小さくあまり
効果が出ない。
上記脱硫効率の運転データを図4に示す。図4では図5
のに示すように、供給石灰石当量比を3.5%と一定
にし、飛灰返送率を、0、20、40、60、80%に
設定して総当量比を増加させた場合の状況を示し、かか
る実施例によれば焼却灰の20%増加で脱硫率が90
%、40%増加で脱硫率が93%、60%増加で脱硫率
が96%、80%%増加で脱硫率が98%と増加する
が、80%以上にしても脱硫率の増加程度が低減し、か
えって炉出口側の飛灰量が大幅に増加し、好ましくない
ことが理解できる。即ち、焼却灰の20〜80%を返送
した場合、実質当量比は4.0〜5.5(脱硫剤当量比
は3.5)に増加し、炉出口側の飛灰量が大幅に増加す
ることなく、脱硫効率90〜98%を達成している。
炉内脱硫に使用される脱硫剤を低減化できるとともに、
脱硫剤添加による焼却灰増量を低減化することができ
る。
あらかじめ定量ホッパで脱水ケーキと混合された循環灰
の効果により、乾燥性能である蒸発速度を向上すること
ができる。これは、図3の乾燥機模式図の通り、循環灰
が汚泥より蒸発された水分の通り道となること、間接乾
燥機伝面への汚泥のこげつきを防止することによる。
いて循環焼却灰飛灰中に含まれるCaOにより汚泥がア
ルカリ性になることから、汚泥中バクテリアの増殖を抑
制する。その結果、汚泥の臭気源であるアンモニア、硫
化水素の発生を抑制することから、汚泥の臭気を低減で
きる。
却システムを概略的に示す全体図である。
態を概略的に示す全体図である。
脱硫効率の運転データを示すグラフ図である。
表す表図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 下水汚泥、都市ゴミ、産業廃棄物、石炭
等の固形炭素質系の廃棄物焼却に循環流動層炉を用い、
該炉内に石灰石(CsCO3)や消石灰(Ca(OH)
2)等の脱硫剤が2Ca/S当量比以上になるように投
入して炉内脱硫を行うとともに、前記循環流動層炉より
排出される排ガス中より脱硫剤余剰分を含む灰分を捕集
して流動層炉内若しくはその上流側に戻すことを特徴と
する循環流動層炉を用いた廃棄物焼却方法。 - 【請求項2】 前記灰分がバグフィルタにより捕捉した
飛灰であり、該飛灰の返送率が略20〜80%であるこ
とを特徴とする循環流動層炉を用いた請求項1記載の廃
棄物焼却方法。 - 【請求項3】 前記灰分の返送先が汚泥ホッパ若しくは
循環流動層炉の流動砂層部であることを特徴とする循環
流動層炉を用いた請求項1記載の廃棄物焼却方法。 - 【請求項4】 前記廃棄物が乾燥手段を介して循環流動
層炉に導かれるとともに、前記灰分の返送先が乾燥手段
若しくはその上流側の汚泥ホッパであることを特徴とす
る循環流動層炉を用いた請求項1記載の廃棄物焼却方
法。 - 【請求項5】 下水汚泥、都市ゴミ、産業廃棄物、石炭
等の固形炭素質系の廃棄物焼却に循環流動層炉を用い、
該炉内に石灰石(CsCO3)や消石灰(Ca(OH)
2)等の脱硫剤が2Ca/S当量比以上になるように投
入して炉内脱硫を行う循環流動層炉を用いた廃棄物焼却
装置において、前記循環流動層炉より排出される排ガス
中より脱硫剤余剰分を含む灰分を捕集して流動層炉内若
しくはその上流側に戻す経路を設けたことを特徴とする
循環流動層炉を用いた廃棄物焼却装置。 - 【請求項6】 前記灰分がバグフィルタにより捕捉され
る飛灰であり、該バグフィルタと灰分戻し経路間に、飛
灰分配手段を介装し、該分配手段により飛灰の返送率を
略20〜80%に設定したことを特徴とする循環流動層
炉を用いた請求項5記載の廃棄物焼却方法。 - 【請求項7】 前記灰分の戻し経路の出口端が汚泥ホッ
パ若しくは循環流動層炉の流動砂層部であることを特徴
とする循環流動層炉を用いた請求項5記載の廃棄物焼却
装置。 - 【請求項8】 廃棄物の汚泥投入ホッパと循環流動層炉
間に乾燥機を介装するとともに、前記灰分の戻し経路先
が乾燥機若しくはその上流側の汚泥ホッパであることを
特徴とする循環流動層炉を用いた請求項5記載の廃棄物
焼却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001037514A JP3790431B2 (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | 循環流動層炉を用いた廃棄物焼却方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2001037514A JP3790431B2 (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | 循環流動層炉を用いた廃棄物焼却方法とその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002243124A true JP2002243124A (ja) | 2002-08-28 |
JP3790431B2 JP3790431B2 (ja) | 2006-06-28 |
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ID=18900630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2001037514A Expired - Lifetime JP3790431B2 (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | 循環流動層炉を用いた廃棄物焼却方法とその装置 |
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JP (1) | JP3790431B2 (ja) |
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