JP2002282650A

JP2002282650A - 廃棄物燃焼排ガス処理装置および廃棄物処理システム

Info

Publication number: JP2002282650A
Application number: JP2001088290A
Authority: JP
Inventors: Eriko Sumi; 江里子角; Kiyoyuki Morimoto; 清幸森本; Yoshinao Hirano; 義直平野; Hachiro Hirano; 八朗平野; Shigeru Sakurai; 茂桜井; Shintaro Kikuchi; 真太郎菊地
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; AGC Inc
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物燃焼排ガスの効率的な脱塩処理によっ
て、装置の簡略化、コスト低減、さらに、廃棄物焼却施
設などから発生する埋立物を減少させる。【解決手段】バグフィルタ１６を１台のみとし、排ガ
スＧ６にナトリウム系脱塩剤ｇを投入し、排ガスに含ま
れる塩化水素を脱塩残渣ｈとして除去し、この脱塩残渣
ｈに水ｉを加えて溶解した水溶液ｊから非水溶性成分ｋ
を分離した残りの水溶液ｌのｐＨを調整した後、水銀や
ダイオキシン類を除去する。ナトリウム系脱塩剤ｇは炭
酸水素ナトリウムに親水性固結防止剤が混合され、安息
角が４０度以上、分散度が５０未満、および噴流性指数
が９０未満である。炭酸水素ナトリウムは平均粒径が２
〜３０μｍに設定し、親水性固結防止剤はシリカ系の固
結防止剤で０.１質量％以上混合され、平均粒径は０.０
０１〜１μｍに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物などの燃焼
排ガスを脱塩処理して、酸性有害ガス成分（ＨＣｌ、Ｓ
Ｏｘ等）を効率的に除去する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】塩化水素を含む排ガスを処理する装置
は、たとえば、廃棄物を燃焼処理する廃棄物処理システ
ムなどに設置されている。このような廃棄物処理システ
ムには、水酸化ナトリウム水溶液等をスクラバー等で使
用する湿式と、アルカリ性粉体をバグフィルタ等で使用
する乾式がある。

【０００３】乾式処理では、排ガスを浄化するために第
１集じん装置と第２集じん装置が直列に配置され、排ガ
ス中の燃焼飛灰等のダストが第１集じん装置で除去され
た後、第２集じん装置で排ガスの脱塩処理が行われる。

【０００４】また、集塵装置が一基のみで燃焼飛灰等の
ダストの集塵と、消石灰等による脱塩残渣の集塵を同時
に行なうものもある。この場合は、集塵されたダストと
脱塩残渣は全量が埋め立てられている。

【０００５】二段の集塵装置を有する場合は、一般的
に、第２集じん装置で脱塩処理を行うために、第２集じ
ん装置の手前で排ガス中に脱塩剤が投入される。この脱
塩剤として、従来は、消石灰などのカルシウム系脱塩剤
が主に使用されていた。

【０００６】この場合は、燃焼飛灰等によるダストと、
消石灰等による脱塩残渣とは、別個に回収されるため
に、ダストを炉に戻して溶融スラグとすることによっ
て、脱塩残渣のみを埋め立てればよいこととできる。

【０００７】ここで、排ガス中に消石灰を投入すると、
排ガス中の塩化水素（ＨＣｌ）と反応して塩化カルシウ
ム（ＣａＣｌ_２）とその他の物質を含む脱塩残渣が発生
する。ところが、この脱塩残渣は塩化カルシウムが融雪
剤や吸湿剤などに使用されるだけで、有効利用の用途が
少ない。ほとんどが薬剤処理若しくはセメントで固化さ
れて埋立て処分されているが、その埋立て処分地の確保
が困難な状況になっている。

【０００８】そこで、カルシウム系脱塩剤の代わりに、
炭酸水素ナトリウム（重曹：ＮａＨＣＯ_３）や炭酸ナト
リウム（ソーダ灰：Ｎａ_２ＣＯ_３）等のナトリウム系脱
塩剤を使用することが提案されている。

【０００９】この場合、排ガス中にナトリウム系脱塩剤
を投入すると、排ガス中の塩化水素は塩化ナトリウム
（ＮａＣｌ）となり、脱塩残渣に水を加えることにより
塩化ナトリウムは溶解するので、これを希釈放流し、水
に溶けなかった非水溶性成分だけを分離して燃焼溶融炉
で燃焼処理することができ、埋立て処分の必要がなくな
る。

【００１０】ところで、ナトリウム系脱塩剤として炭酸
水素ナトリウムを選択した場合、炭酸水素ナトリウムの
粒径が３０μｍ以上の場合は、粉体同士が固結したり凝
集したりすることはなく、粉体として安定はしており、
分散性や流動性は使用可能ではあるが、被処理ガス中に
噴霧した場合には、比表面積が小さいこともあり、塩化
水素の除去率が極めて低く、脱塩剤としての使用は適切
でない。このため、３０μｍ未満の炭酸水素ナトリウム
の粉体を使用するのがよい。

【００１１】しかし、炭酸水素ナトリウムは粒径を３０
μｍ未満に粉砕すると、粉体同士が固結して毛玉状にな
ったり、もしくは石のような固まりになったりして、粉
体としての安定性が悪くなり、排ガス中へ安定して供給
することができなくなる。

【００１２】このような欠点を解決するために、通常、
固結防止剤が採用される。固結防止剤としては固結防止
の効果が大きい疎水性固結防止剤が用いられる。疎水性
固結防止剤が添加された炭酸水素ナトリウムは、流動性
や分散性や噴流性が大きく、しかも、凝集やケーキング
しないために粉体としての安定性も良好である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、疎水性
固結防止剤を添加した炭酸水素ナトリウムを脱塩剤とし
て排ガス中に投入すると、炭酸水素ナトリウム粒子と固
結防止剤の粒子は流動性が大きいために、集じん装置た
とえばバグフィルタ内に取り付けられた濾布の内部にま
で入り込みやすい。

【００１４】濾布の内部に炭酸水素ナトリウム粒子や固
結防止剤の粒子が入り込むと、そこが詰まってしまい、
その結果、濾布での圧力損失が過大となって、運転の継
続ができなくなる。また、この詰まりはバグフィルタの
パルスエアーによる逆洗でも解消困難である。

【００１５】さらに、濾布の内部に入り込んだ炭酸水素
ナトリウム粒子と固結防止剤の粒子の一部は濾布を通過
して、脱塩剤のリークが発生する。濾布としては、通
常、二重織りガラスクロスが使用されているが、上記リ
ークを防ぐには、二重織りガラスクロスの表面にテフロ
ン（登録商標）のメンブレン処理を施した特殊な濾布を
使用する必要がある。

【００１６】しかし、このメンブレンが使用中に傷つい
たり剥離したりすると、この部分からの薬剤のリークと
いう新たな問題が発生し、かつ前述の目詰りによる濾布
の圧力損失の過大な増加は防止できない。

【００１７】二段の集塵装置を有するプロセスにおいて
は、第１の集塵装置で燃焼飛灰等のダストを集塵し、第
２の集塵装置で脱塩残渣を集塵する。このうち、第１の
集塵装置のダストを燃焼溶融炉に戻して溶融スラグと
し、これを再利用すれば埋立による処分量を減少でき
る。

【００１８】このように、脱塩残渣の量を減らすため
に、第１および第２集塵装置の２台の集塵装置を用いる
場合では、そのため、システムの規模が大きくなり、メ
ンテナンスがかかり、配置スペースも必要となり、結
局、高コストになる。一方、一段の集塵装置を有するプ
ロセスでは、燃焼飛灰等のダストと消石灰等による脱塩
残渣とは混合されてしまい、結局、埋立量の増加となっ
ている。

【００１９】本発明の課題は、廃棄物燃焼排ガスの効率
的な脱塩処理によって、装置を簡略化してコストを低下
するとともに、脱塩残渣量を減らして廃棄物焼却施設な
どから発生する埋立物を減少させることである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者らは、従来のカルシウム系脱塩剤の代わり
に、量が少なく、しかも水溶性の残渣を生成できるナト
リウム系脱塩剤の粉末を用い、集じん装置を１基のみと
する乾式の廃棄物燃焼排ガス処理装置を創案した。

【００２１】ここではナトリウム系の脱塩剤を使用する
ために、集塵装置が一段であっても、脱塩残渣を水に溶
解して除去できるために、燃焼飛灰等のダストを分離で
き、この飛灰等のダストを燃焼溶融炉へ戻して溶融スラ
グとすることができる。

【００２２】ナトリウム系脱塩剤としては、炭酸水素ナ
トリウムと親水性固結防止剤との混合物からなり、安息
角が４０度以上、分散度が５０未満、および噴流性指数
が９０未満であるものが好ましい。これによって、バグ
フィルタの濾布の目詰りを回避できる。

【００２３】本発明によれば、上記ナトリウム系脱塩剤
を用いることにより、集じん装置を１台のみにできるの
で、コストが低下し、システムの規模やスペース効率も
向上する。また、乾式のため、汚染のないメンテナンス
の向上した構成にできる。

【００２４】ここで、本発明に好適な上記ナトリウム系
脱塩剤について詳述する。親水性固結防止剤と固結防止
剤がやや凝集性を持っているために、炭酸水素ナトリウ
ム粒子と固結防止剤の流動性がやや緩慢となり、炭酸水
素ナトリウム粒子や固結防止剤の粒子が濾布の内部に入
り込むことはなく、濾布表面に安定した濾過層を形成す
る。その結果、濾布での圧力損失の発生を抑制すること
ができ、また濾布からのリーク発生も抑制することがで
きる。

【００２５】ここで各物性値はホソカワミクロン株式会
社製のパウダテスタＰＴ−Ｄ型を使用し測定した。安息
角は、粉体試料を直径８０ｍｍ、目開き７１０μｍの篩
を振動させながら通過させた後、水平面に１６０ｍｍの
高さの漏斗から直径８０ｍｍのテーブルに静かに落下さ
せたときに、粉体によって形成された円錐体の母線と水
平面のなす角を測定することで規定され、流動性の良い
粉体ほど小さい値となる。ここで、粉体の落下量は安息
角が実質的に安定するまで落下させるものとする。

【００２６】噴流性指数は、噴流性を数的に評価する一
基準で、流動性、崩壊角、差角、分散度の各測定値から
表５及び表６より指数を求め、各指数を合算した数値と
規定され、この数値が大きいほど噴流性が強いと評価さ
れる。各物性の規定について説明する。流動性は、安息
角、圧縮度、スパチュラ角、均一度の各測定値から、同
様に指数を求め、各指数を合算した数値で規定される。
安息角は、前述の方法で求める。

【００２７】圧縮度は、｛（かため比重）−（ゆるみ比
重）｝／（かため比重）×１００で規定される。ここで
ゆるみ比重は、粉体試料を直径８０ｍｍ、目開き７１０
μｍの篩を振動させながら通過させた後、落下させた粉
体を、容積１００ｃｍ^３の容器に摺り切り一杯ためたと
きの粉体の質量を測定することで規定される。

【００２８】また、かため比重は、粉体を入れた容器
を、１８０秒間に１８０回のペースでタッピングさせた
ときの、１００ｃｍ^３の容積分の質量を測定することで
規定される。スパチュラ角は、１２０×２２ｍｍの金属
製のへらを水平にして、その上に粉体を堆積させたとき
の側面の傾斜角を測定することで規定される。

【００２９】均一度は、粒度分布の測定より得られた、
累積質量分布（篩）における６０％粒径を１０％粒径で
割った値で規定される。粒度分布は篩分け法、レーザー
回折散乱方式など、対象粉体の粒度等に応じて、種々の
方法が使用されるが、今回はレーザー回折散乱方式での
測定値を採用した。測定には日機装株式会社製「マイク
ロトラックＦＲＡ９２２０」を使用した。

【００３０】崩壊角は、安息角を測定する目的で形成さ
せた粉体による円錐体に、測定器に付属するショッカー
にて所定の振動を３回与えて崩壊により形成した円錐体
の傾斜角度を測定することで規定される。差角は、安息
角から崩壊角の数値を差し引いて得られる数値で規定さ
れる。

【００３１】分散度は、粉体試料１０ｇを、凹面が上に
なる様に設置した直径１０ｃｍの時計皿の上に、６１ｃ
ｍの高さから一気に落下させ、落下させた粉体試料の全
質量に対する時計皿の外に飛散した粉体試料の質量の１
００分率として規定され、この値が大きい粉体ほど、一
般に飛散性、噴流性も大きい粉体といえる。

【００３２】前記炭酸水素ナトリウムは、平均粒径２〜
３０μｍが好ましい。平均粒径が３０μｍを越えている
と、ナトリウム系脱塩剤と塩化水素との反応が不十分と
なる恐れがある。また、２μｍ未満では粉砕に手間が掛
かる。

【００３３】ナトリウム系脱塩剤の十分な反応を得るに
は２〜３０μｍでよいが、２〜１０μｍであるとより高
い反応が得られ、さらに好ましい。なお、一般的に固結
防止剤としては、シリカ、ステアリン酸マグネシウム、
ステアリン酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどがあ
る。

【００３４】本発明における親水性固結防止剤はシリカ
からなることが好ましく、脱塩剤全質量中に０.１％以
上混合されていることが好ましい。０.１％未満では固
結防止の効果を得るには不十分である。また、親水性固
結防止剤は水に非溶解性であるから、あまり多く混合さ
れていると脱塩残渣の処理が大変となり、好ましくは
０.１〜５％である。

【００３５】さらに、前記親水性固結防止剤の平均粒径
は０.００１〜１μｍであることが好ましい。粒径が小
さいほど固結防止の効果は大きいが、０.００１μｍ未
満の粉末を工業的に安価に得ることは技術的に容易でな
い。また、１μｍを越えると固結防止の効果が小さくな
る。好ましくは０.００１〜０.１μｍである。

【００３６】また、本発明の廃棄物燃焼排ガス処理装置
を適用した廃棄物処理システムに、バグフィルタで発生
した脱塩残渣からダイオキシン類を除去するダイオキシ
ン類除去装置や、ダイオキシン類が除去された脱塩残渣
に水を加えて該脱塩残渣が溶解された水溶液から水に溶
けない非水溶性成分を分離する分離機、該分離機で非水
溶性成分を分離した残りの水溶液のｐＨを調整するｐＨ
調整装置を備えることができる。

【００３７】上記のダイオキシン類除去装置で殆どのダ
イオキシン類を除去できるが、除去しきれなかったダイ
オキシン類を除去するために、ｐＨ調整装置の後流に第
２のダイオキシン類除去装置を設置することができる。

【００３８】また、非水溶性成分を分離した残りの水溶
液からキレート樹脂又はキレート薬剤（まとめてキレー
ト物質という）を用いて水銀を除去することもできる。
また、上記のダイオキシン類除去装置の代わりに、ｐＨ
調整装置の後流にだけダイオキシン類除去装置を設置し
ても良い。

【００３９】さらに、上記の廃棄物処理システムには、
炭酸水素ナトリウムを粉砕して親水性固結防止剤を混合
する粉砕・混合装置を付加することができる。また、上
記廃棄物処理システムには、ｐＨ調整装置の後流に、ｐ
Ｈ調整装置でｐＨを調整した水溶液から水銀を除去する
水銀除去装置を付加することもできる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明になる廃棄物燃焼排
ガス処理装置の実施の形態を、図面を参照して説明す
る。本発明は、集じん装置１台のみを用いて、この集じ
ん装置１６に投入される廃棄物燃焼排ガスＧ6に、ナト
リウム系脱塩剤の粉末を供給して乾式の脱塩処理を行な
うものである。

【００４１】（実施形態１）図１において、廃棄物を処
理する際に発生する排ガスＧ6は、集じん装置１６に送
られる。この際、本発明に係るナトリウム系脱塩剤ｇ
が、集じん装置１６の上流側流路に投入される。

【００４２】ナトリウム系脱塩剤ｇは、炭酸水素ナトリ
ウム（重曹：ＮａＨＣＯ_３）に親水性固結防止剤が混合
されたものである。ここで、炭酸水素ナトリウムは、平
均粒径が２〜３０μｍ、好ましくは２〜１０μｍに粉砕
され、その中に、シリカ系の親水性固結防止剤が０.１
質量％以上、好ましくは０.１〜５質量％混合されてい
る。

【００４３】親水性固結防止剤の平均粒径は０.００１
〜１μｍ、好ましくは０.００１〜０.１μｍである。親
水性固結防止剤としては、例えば（株）トクヤマ製の親
水性ヒュームドシリカなどがある。

【００４４】粒径が２〜３０μｍに粉砕された炭酸水素
ナトリウム粒子は、粒の表面から内部まで反応が進み、
粒径が微細であるので集じん装置１６に取り付けられた
濾布への付着が良く利用効率も良好になる。

【００４５】なお、排ガス中にイオウ酸化物がある場合
には、ナトリウム系脱塩剤ｇは脱硫剤として作用し、脱
塩とともに集じん装置１６で脱硫も行わせることも可能
である。

【００４６】ナトリウム系脱塩剤ｇの投入により、集じ
ん装置１６からは、排ガス中の塩化水素（ＨＣｌ）と反
応して生成した塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）が脱塩残渣
ｈとして排出される。脱塩された排ガスＧ7は、クリー
ンなガスとなって煙突２０から排出される。

【００４７】一方、集じん装置１６で除去された脱塩残
渣ｈは、水ｉが加えられて溶解槽２２で溶解され、さら
に中継槽２４に送られ、水溶液ｊとして溜められる。水
が加えられると、脱塩残渣ｈ中の水溶性成分は水に溶け
るが、飛灰などの非水溶性成分ｋは、水に溶けず、水溶
液中で縣濁物として存在する。

【００４８】次に、生成した水溶液ｊは、分離機２６に
送られ分離処理、たとえば濾過され、懸濁物である非水
溶性成分ｋが水溶液から分離される。分離された非水溶
性成分ｋは、後述のように、最終的に燃焼溶融炉で溶融
スラグ化されるなどして、系外に排出される。

【００４９】このとき、非水溶性成分ｋ中に含まれるダ
イオキシン類は、燃焼溶融炉内で完全に分解除去され
る。また、溶融スラグ化された飛灰等のダストは、建材
やアスファルトなどの舗装材の材料として好適に使用で
き、埋立処分量を減少できる。

【００５０】非水溶性成分ｋが分離された残りの水溶液
ｌは、水溶性成分が含まれており、次工程のｐＨ調整装
置２８に送られｐＨが調整される。ｐＨ調整剤として例
えば塩酸（ＨＣｌ）などの酸性物質が加えられ、水に溶
解した未反応の脱塩剤を中和する。

【００５１】さらに、ダイオキシン類除去装置３２に送
られダイオキシン類が除去される。ダイオキシンの除去
方法としては、たとえば活性炭層に水溶液を通し除去す
る活性炭吸着法、その他の方法が適用される。

【００５２】上記残りの水溶液ｌからダイオキシンが除
去された水溶液は、処理水ｍとして排水処理槽３４に溜
められるが、上記水溶性成分のうち、塩化ナトリウムな
どのナトリウム塩が溶解した水溶液だけがｐＨ調整後
に、海域、河川、下水処理場などに放流される。

【００５３】非水溶性成分ｋを分離後の水溶液ｌからダ
イオキシン類を除去することは、水溶液ｌ中に含まれる
ダイオキシンが微量であるので、加熱分解するよりも設
備的に簡便であり安価である。

【００５４】（実施形態２）図２は本発明の実施形態２
を示している。図１では、分離器２６からの残りの水溶
液ｌに含まれるダイオキシン類を除去するために、ダイ
オキシン類除去装置３２をｐＨ調整装置２８の後流側に
設置していたが、脱塩残渣ｈ中のダイオキシン類を予め
除去することも可能である。

【００５５】本実施形態では、集じん装置１６と溶解槽
２２との間にダイオキシン類除去装置３２ａを配置し、
集じん装置１６からの脱塩残渣ｈが水で溶解される前
に、脱塩残渣ｈ中のダイオキシン類を除去するようにし
ている。ダイオキシン類除去装置３２ａとしては、例え
ば加熱、脱塩素化装置がある。

【００５６】このように構成すれば、ダイオキシン類除
去装置３２ａから排出される脱塩残渣ｈからダイオキシ
ン類がほとんど除去されているので、非水溶性成分ｋは
勿論、残りの水溶液ｌに含まれるダイオキシン類はほと
んどなくなる。

【００５７】（実施形態３）図３は本発明の実施形態３
を示している。本例では、実施形態１と実施形態２を組
み合わせた構成で、ｐＨ調整装置２８の後流側にダイオ
キシン類除去装置３２が、集じん装置１６と溶解槽２２
との間にダイオキシン類除去装置３２ａがそれぞれ配置
されている。

【００５８】ダイオキシン類除去装置３２ａで殆どのダ
イオキシン類を除去できるが、万一、除去しきれなかっ
たダイオキシン類があると問題であるので、ｐＨ調整の
後に、ダイオキシン類除去装置３２でダイオキシン類を
完全に除去するようにしている。

【００５９】（実施形態４）図４は本発明の実施形態４
を示している。本実施形態では、炭酸水素ナトリウムを
粉砕して親水性固結防止剤を混合する手段として、混合
装置３５と粉砕装置１８とが設けられている。

【００６０】一般に炭酸水素ナトリウムｇ1は平均粒径
で５０〜２７０μｍであるから、炭酸水素ナトリウムｇ
1に親水性固結防止剤ｇ２として平均粒径０.００１〜１
μｍの親水性シリカを０.１質量％以上加えて、炭酸水
素ナトリウムｇ１と親水性固結防止剤ｇ２とを混合装置
３５で混合し、これを粉砕装置１８で粉砕して平均粒径
２〜３０μｍとし、ナトリウム系脱塩剤ｇを生成する。

【００６１】そして、このナトリウム系脱塩剤ｇは、集
じん装置１６に導入される排ガスＧ6に投入される。平
均粒径が２〜３０μｍに粉砕された炭酸水素ナトリウム
粒子は、前述したように、粒の表面から内部まで反応が
進み、粒径が微細であるのでバグフィルタの濾布への付
着が良く利用効率も良好になる。図４におけるその他の
構造と作用は図１の場合と同じであるので、その説明を
省略する。

【００６２】また、本実施形態では、ダイオキシン類除
去装置３２がｐＨ調整装置２８の後流側に配置されてい
るが、実施形態２と同様に、集じん装置１６と溶解槽２
２との間にダイオキシン類除去装置３２ａを配置するこ
ともできる。さらに、実施形態３と同様に、ｐＨ調整装
置２８の後流側にダイオキシン類除去装置３２を、集じ
ん装置１６と溶解槽２２との間にダイオキシン類除去装
置３２ａをそれぞれ配置することもできる。

【００６３】（実施形態５）図５は本発明実施形態５を
示している。本実施形態では、分離器２６からの残りの
水溶液ｌに含まれる水銀を除去するために、ｐＨ調整装
置２８とダイオキシン類除去装置３２との間に水銀除去
装置３０が配置されている。

【００６４】このような構成によれば、分離機２６で非
水溶性成分ｋが分離された残りの水溶液ｌを、ｐＨ調整
装置２８でｐＨの調整がなされた後に、重金属である水
銀が、水銀除去装置３０で除去される。

【００６５】水銀が除去された水溶液は、ダイオキシン
類除去装置３２に供給されダイオキシン類が除去され
る。ダイオキシン類除去方法としては、先に説明した図
１の場合と同様の方法が適用される。図５におけるその
他の構造と作用は、図１の場合と同じであるので、その
説明を省略する。

【００６６】また、本実施形態ではダイオキシン類除去
装置３２がｐＨ調整装置２８の後流側（水銀除去装置３
０の後流側）に配置されているが、実施形態２と同様
に、バグフィルタ１６と溶解槽２２との間にダイオキシ
ン類除去装置３２ａを配置することもできる。

【００６７】さらに、実施形態３と同様に、ｐＨ調整装
置２８の後流側にダイオキシン類除去装置３２を、バグ
フィルタ１６と溶解槽２２との間にダイオキシン類除去
装置３２ａをそれぞれ配置することもできる。

【００６８】（実施形態６）次に、本発明の廃棄物燃焼
排ガス処理装置を適用した廃棄物処理システムについて
説明する。

【００６９】図６は、本発明に係る廃棄物処理システム
の一実施形態を説明する系統図である。この廃棄物処理
システムにおいて、たとえば１５０ｍｍ角以下に破砕さ
れた都市ごみなどの廃棄物ａは、スクリューフィーダな
どの供給手段により熱分解反応器２に供給される。

【００７０】この熱分解反応器２は、たとえば横型回転
ドラムが用いられ、図示しないシール機構によりその内
部は低酸素雰囲気に保持されると共に、下流の燃焼溶融
炉６の後流側に配置される熱交換器８により加熱される
加熱空気ＡがラインＬ1から供給される。

【００７１】この加熱空気Ａにより熱分解反応器２に供
給される廃棄物ａは、３００〜６００℃に、通常は４５
０℃程度に加熱される。これによって、この廃棄物ａは
熱分解され、熱分解ガスＧ1と、主として不揮発性の熱
分解残留物ｂとを生成する。

【００７２】そして、この熱分解反応器２で生成される
熱分解ガスＧ1と熱分解残留物ｂとは図示していない排
出装置により分離され、熱分解ガスＧ1は、熱分解ガス
配管であるラインＬ2を経て燃焼溶融炉６のバーナに供
給される。

【００７３】熱分解残留物ｂは、廃棄物ａの種類によっ
て種々異なるが、日本国内の都市ごみの場合、本発明者
等の知見によれば、それぞれ質量基準で、大部分が比較的細粒の可燃分１０〜６０％比較的細粒の灰分５〜４０％粗粒金属成分７〜５０％粗粒ガレキ、陶器、コンクリート等１０〜６０％より構成されていることが判明した。

【００７４】このような成分を有する熱分解残留物ｂ
は、４５０℃程度の比較的高温で排出されるため、図示
していない冷却装置により８０℃程度に冷却され、分離
手段としての分別装置４に導かれ、ここで燃焼性成分で
ある熱分解カーボンｃと不燃焼性成分である有価物ｄに
分離される。分別装置４は、例えば磁選式、遠心式又は
風力選別式の公知の分別機が使用される。

【００７５】このように不燃焼性成分が分離、除去され
た熱分解カーボンｃは、図示していないロール式、チュ
ーブミル式、ロッドミル式、ボールミル式などの粉砕機
で粉砕され、燃焼溶融炉６に供給される。粉砕機は、廃
棄物の種類、性状により適宜選択されるが、この粉砕機
において熱分解カーボンｃは、好ましくは全て１ｍｍ以
下に粉砕され、ラインＬ3を経て燃焼溶融炉６のバーナ
に供給される。

【００７６】一方、図示していない送風機により供給さ
れる燃焼用空気および熱分解ガスＧ1と熱分解カーボン
ｃとは燃焼溶融炉６で１３００℃程度の高温域で燃焼さ
れ、この燃焼により熱分解カーボンｃの比較的細粒の灰
分より発生する燃焼灰は溶融され溶融スラグｅを生成す
る。

【００７７】この際、有価物ｄ中の不燃焼性成分のうち
ガレキ等は、溶融効率を向上させるために１ｍｍ以下の
微粉粒体とされることが好ましい。このため供給ライン
に設ける破砕機、粉砕機などの装置により破砕、粉砕な
どの処理がなされ燃焼溶融炉６に供給されると良い。

【００７８】溶融スラグｅは、燃焼溶融炉６のスラグ排
出口から図示していない水槽に落下させ水砕スラグとさ
れる。水砕スラグは図示していない装置により所定の形
状にブロック化されるかまたは粒状に形成され、建材ま
たは舗装材などとして再利用される。

【００７９】廃棄物処理システムの燃焼溶融炉６で発生
した燃焼排ガスＧ2は、熱交換器８で熱回収されて排ガ
スＧ3となり廃熱ボイラ１０に供給され熱回収されて排
ガスＧ4となり、さらに減温塔１２に送られ温度が下げ
られる。

【００８０】減温塔１２で温度を下げた排ガスＧ6は、
集じん装置１６に送られる。廃熱ボイラ１０、減温塔１
２では、それぞれダストｆ2、ｆ3、が回収され、分別設
備４で分離される熱分解カーボンｃとともに、ラインＬ
4、Ｌ3を介して燃焼溶融炉６のバーナに戻され、燃焼溶
融炉６内で燃焼・溶融してスラグ化される。

【００８１】また、分離機２６で分離される非水溶性成
分ｋについてもラインＬ5を介して熱分解反応器２に戻
され、最終的に燃焼溶融炉６内で燃焼・溶融してスラグ
化されるが、この際、重金属類はスラグ化により無害化
する。これにより、埋立処分量が減少できる。本発明に
より、一段の集塵装置のみを有するプロセスにおいて
も、二段の集塵装置を有するプロセスと同様に埋立処分
量を減少できる。

【００８２】本発明の廃棄物処理システムは、この排ガ
スＧ6を集じん装置１６で脱塩処理するに際し、図１〜
図５に示した廃棄物燃焼排ガス処理装置を適宜適用した
ものであるので、その説明は省略する。

【００８３】本廃棄物処理システムによれば、集じん装
置１６を１台のみとし、排ガスＧ6に重曹を噴霧して集
じん装置１６に導入することにより、簡単な構成で乾式
の脱塩処理を行なうことができ、生成する脱塩残渣中に
含まれる飛灰以外の反応生成物はカルシウム系脱塩剤を
用いた場合に比較して量が半減し、しかも水溶性で放流
が可能である。

【００８４】また、仮に放流先が確保できなくて埋立処
分する場合でも、反応生成物量が少ないため、カルシウ
ム系脱塩剤を使用した場合に比較して、埋立量の低減が
可能である。

【００８５】

【実施例】次に、本発明に用いるナトリウム系脱塩剤に
ついて詳述する。本ナトリウム系脱塩剤（ナトリウム系
脱塩剤Ａという）では、上述したように固結防止剤とし
て親水性固結防止剤を混合させている。比較のために、
固結防止剤として疎水性固結防止剤を混合させたナトリ
ウム系脱塩剤（ナトリウム系脱塩剤Ｂという）も作製
し、その実用性についての実験を行った。

【００８６】ナトリウム系脱塩剤Ａは、平均粒径が８μ
ｍの炭酸水素ナトリウムの中に、固結防止剤として平均
粒径０.０１３μｍの親水性ヒュームドシリカを１質量
％混合したものである。また、ナトリウム系脱塩剤Ｂ
は、平均粒径が８μｍの炭酸水素ナトリウムの中に、固
結防止剤として平均粒径０.０１３μｍの疎水性ヒュー
ムドシリカを１質量％混合したものである。

【００８７】ナトリウム系脱塩剤ＡおよびＢに添加した
固結防止剤についての諸データを表１に示す。ここで、
固結防止剤Ａはナトリウム系脱塩剤Ａに添加された固結
防止剤を、固結防止剤Ｂはナトリウム系脱塩剤Ｂに添加
された固結防止剤をそれぞれ示している。

【００８８】

【表１】

【００８９】上記の固結防止剤が添加されたナトリウム
系脱塩剤ＡおよびＢについて、安息角、流動性指数、分
散度を求めた。分析はホソカワミクロン株式会社製のパ
ウダテスタＰＴ−Ｄ型を使用し前述の方法で測定した。
本実施例のナトリウム系脱塩剤Ａでは、安息角が５３
°、分散度が２１％の測定値を得、表５及び表６より、
安息角では１２、分散度では１６の指数を読取った。

【００９０】同様に、その他の項目の測定により、噴流
性指数は７４となり、噴流性程度はかなり強かった。ナ
トリウム系脱塩剤Ｂにおいても同様に評価を実施したと
ころ、噴流性指数は９０で、噴流性程度は非常に強かっ
た。その結果を表２に示す。

【００９１】

【表２】

【００９２】ナトリウム系脱塩剤Ａとナトリウム系脱塩
剤Ｂとを比較すると、粉体性状については、ナトリウム
系脱塩剤Ａでは流動性は正常で消石灰並みで、水になじ
みやすい特性を有するものであったのに対し、ナトリウ
ム系脱塩剤Ｂでは流動性は極めて高く、また水に馴染ま
ず水を弾いてしまった。

【００９３】また、実用性について検討するために、バ
グフィルタの操作性について、実証プラントを用いて実
験を行った。その結果を表３に示す。なお、濾布の種類
はナトリウム系脱塩剤ＡおよびＢ共に二重織ガラスクロ
スにテフロンラミネートを処理したものであるが、濾布
の一部にテフロンラミネートの剥離等が見られたため、
ナトリウム系脱塩剤Ｂの薬剤リーク量が多くなってい
る。

【００９４】

【表３】

【００９５】ナトリウム系脱塩剤Ａでは濾布の圧損は
４.９×１０^２Ｐａ以下と低く、また濾布からのリーク
は１ｍｇ／Ｎｍ^３以下で、実用上問題はなかった。これ
に対し、ナトリウム系脱塩剤Ｂでは濾布の圧損が２×１
０^３Ｐａ以上と高く、また濾布からのリークも１２０ｍ
ｇ／Ｎｍ^３以下と高く、実用化は困難であった。

【００９６】また、濾布として二重織ガラスクロスだけ
を使用した場合と、二重織ガラスクロスの表面にテフロ
ンラミネートを形成した場合とについて、もれ濃度と圧
力損失の実験を行った。その結果を表４に示す。

【００９７】

【表４】

【００９８】二重織ガラスクロスだけの場合は、ナトリ
ウム系脱塩剤Ｂではもれ濃度および圧力損失の双方が大
きいが、ナトリウム系脱塩剤Ａではもれ濃度および圧力
損失共に小さい。また、二重織ガラスクロス表面にテフ
ロンラミネートを形成した場合では、もれ濃度はナトリ
ウム系脱塩剤Ａ・Ｂ共に０であるが、圧力損失について
はナトリウム系脱塩剤Ｂではかなり大きい。

【００９９】

【表５】

【０１００】

【表６】

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集じん装置を１台のみとし、炭酸水素ナトリウム粉末を
使用することにより、装置の簡略化と効率的な乾式脱塩
処理が可能となり、埋立処理が不要で、放流可能な脱塩
残渣水溶液を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示し、ナトリウム系脱塩
剤によって脱塩処理が可能な装置の系統図である。

【図２】本発明の実施形態２を示し、ナトリウム系脱塩
剤によって脱塩処理が可能な装置の系統図である。

【図３】本発明の実施形態３を示し、ナトリウム系脱塩
剤によって脱塩処理が可能な装置の系統図である。

【図４】本発明の実施形態４を示し、ナトリウム系脱塩
剤によって脱塩処理が可能な装置の系統図である。

【図５】本発明の実施形態５を示し、ナトリウム系脱塩
剤によって脱塩処理が可能な装置の系統図である。

【図６】本発明の実施形態６を示し、廃棄物処理システ
ムを説明する系統図である。

【符号の説明】

２熱分解反応器４分別設備（分離手段）６燃焼溶融炉１６バグフィルタ１８粉砕・混合装置２６分離機２８ｐＨ調整装置３０水銀除去装置３２，３２ａダイオキシン類除去装置Ｇ1 熱分解ガスＧ6 排ガスＡ加熱空気ａ都市ごみ（廃棄物）ｂ熱分解残留物ｃ熱分解カーボン（燃焼性成分）ｄ有価物（不燃焼性成分）ｅ溶融スラグｆ1、ｆ2 ダストｇ、ｇ1 ナトリウム系脱塩剤ｇ2 親水性固結防止剤ｈ脱塩残渣ｉ水ｊ水溶液ｋ非水溶性成分ｌ残りの水溶液

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｂ０９Ｂ 3/00 Ｆ２３Ｇ 5/44 ＺＡＢＺ４Ｄ００４Ｆ２３Ｇ 5/00 ＺＡＢＢ０１Ｄ 53/34 １３４Ａ１１５１２３Ａ 5/027 ＺＡＢＢ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ 5/14 ＺＡＢ３０４Ｇ 5/44 ＺＡＢＦ２３Ｊ 15/00 ＺＦ２３Ｊ 15/00 (72)発明者森本清幸東京都中央区築地５丁目６番４号三井造船株式会社内 (72)発明者平野義直東京都中央区築地５丁目６番４号三井造船株式会社内 (72)発明者平野八朗東京都千代田区有楽町一丁目12番１号旭硝子株式会社内 (72)発明者桜井茂福岡県北九州市戸畑区牧山５丁目１番１号旭硝子株式会社内 (72)発明者菊地真太郎福岡県北九州市戸畑区牧山５丁目１番１号旭硝子株式会社内Ｆターム(参考） 3K061 AA07 AA24 AB02 AB03 BA05 BA07 BA10 DA12 DA18 DA19 FA10 FA21 3K065 AA07 AA24 AB02 AB03 BA05 BA07 BA10 HA03 3K070 DA03 DA05 DA12 DA16 DA27 3K078 AA05 AA07 BA08 CA03 CA06 CA21 CA24 4D002 AA02 AA19 AC04 BA03 BA14 CA01 DA02 DA16 EA13 FA04 GA01 GB20 4D004 AA36 AA46 BA03 CA24 CB04 CC03 CC11 CC12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を熱分解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とを発生する熱分
解反応器と、前記熱分解残留物のうちの燃焼性成分と前
記熱分解ガスとを燃焼して溶融スラグおよび燃焼排ガス
を排出する燃焼溶融炉と、前記燃焼排ガスにナトリウム
系脱塩剤の粉体を供給する脱塩剤供給手段と、前記燃焼
排ガスを脱塩処理する乾式の集じん装置を１基のみ備え
ている廃棄物処理システムにおける廃棄物の前記燃焼排
ガスを、前記１基のみの集じん装置に導入し、ナトリウ
ム系脱塩剤を用いて乾式の脱塩処理をする廃棄物燃焼排
ガス処理装置において、ナトリウム系脱塩剤が、炭酸水
素ナトリウムと親水性固結防止剤との混合物からなり、
安息角が４０度以上、分散度が５０未満、および噴流性
指数が９０未満であることを特徴とする廃棄物燃焼排ガ
ス処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の廃棄物処理システムか
ら得られる脱塩残渣を、水に溶解することにより、埋立
廃棄物を減少させることを特徴とする廃棄物処理システ
ム。