JP2003035410A

JP2003035410A - 灰溶融炉の前処理方法及び前処理装置

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Publication number: JP2003035410A
Application number: JP2001223212A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Yamada; 三男山田; Tsuneo Iwamizu; 恒夫岩水; Hitoshi Ogawa; 斉小川; Katsumi Fukuoka; 勝美福岡; Gakuo Kaneko; 岳夫金子; Yoshitaka Sato; 芳隆佐藤
Original assignee: Kyowa Exeo Corp
Current assignee: Kyowa Exeo Corp
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2003-02-07
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: JP3827976B2

Abstract

(57)【要約】【課題】処理灰を灰溶融炉に連続的かつ円滑に供給す
ることができるようにすることにある。【解決手段】焼却炉から排出され水分を含むと共に、
少なくとも一部が塊状となっている処理灰を、できるだ
けそのままの状態で、筒状部が周方向に回転する乾燥機
（乾燥手段）１３で該周方向の回転により上記塊状状態
を解しながら乾燥させ、この乾燥機１３で乾燥された処
理灰を（振動篩手段）１４で篩い分けして所定の大きさ
以上の粗大物を異物として排除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却灰、飛灰、焼
却残滓等の処理灰を溶融処理するための灰溶融炉の前処
理方法及び前処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ等の一般廃棄物や産業廃棄物
は、過去においては埋め立て処理するのが一般的であっ
たが、埋め立て地の枯渇や環境破壊などの問題から現在
では焼却処理を行うことが重要視されている。しかし、
焼却処理した場合でも、その処理生成物である焼却灰
に、重金属類やダイオキシン等の有害物質が含まれてい
るため、これをそのまま埋立処理するには問題がある。

【０００３】このため、近年、焼却灰、飛灰、焼却残滓
等（これらを総称して処理灰という）を灰溶融炉に投入
し、溶融状態になるまで高温で加熱することにより、有
害物質の無害化、処理生成物の減容化を図ることが行わ
れている。

【０００４】この種の灰溶融炉においては、処理灰を供
給するための前処理装置が設けられている。例えば図６
に示すような灰溶融炉の前処理装置が知られている。即
ち、図６において、１は灰ピットであり、この灰ピット
１には、ごみ焼却炉から排出されトラック等で搬送され
てきた処理灰が蓄えられるようになっている。この処理
灰は、灰ピット１から灰クレーン２によって受入ホッパ
３に送られた後、プシャー式フィーダ３ａによってホッ
パ３から切り出され、コンベヤ３ｂを介して振動フィー
ダ４に送られるようになっている。振動フィーダ４は、
粗大物排除装置であって一種の振動篩であり、処理灰の
うち比較的小さなものを複数の振動刃間の開口部を通し
て下方に落下させ、比較的大きなものを振動刃の上を斜
め下方に移動させて竪型破砕機５に送るようになってい
る。

【０００５】竪型破砕機５は、円筒状のハウジング５ａ
内に高速で回転する複数のハンマ５ｂを備えたもので構
成されている。この竪型破砕機５においては、比較的大
きな塊状の処理灰や粗大物がハンマ５ａから直接衝撃力
を受けたり、ハンマ５ａに当たった後、互いに衝突し合
ったり、ハウジング５ａの内壁に当たったりする。これ
によって、金属片や塊状固形物などの粗大物は、圧縮や
破砕作用を受けて容積の小さなものになるように、また
塊状の処理灰も破砕ないし解砕されるように図られてい
る。

【０００６】振動フィーダ４や竪型破砕機５を通過後の
処理灰は、乾燥機６によって乾燥処理が行われた後、磁
選機７を介して鉄分が取り除かれてから、供給ホッパ８
に蓄えられる。供給ホッパ８に蓄えられた処理灰は、ロ
ータリバルブ８ａによって供給量が制御されながら灰溶
融炉１０に投入されることになる。

【０００７】また、図６において、１０ａは灰溶融炉１
０内を加熱するためのバーナであり、１０ｂは灰溶融炉
１０から流出する溶融スラグ、１２は各装置間にあって
処理灰を搬送するコンベヤである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記処理灰
は、ごみ焼却炉から排出される際に水で冷却されたり、
飛散防止のために散水されたりして、水分を含み湿った
状態になっている。この湿った処理灰は、一部が不規則
に固まった塊状状態になっており、しかも、磁性金属
片、陶磁器片、非鉄金属片等の粗大物や異物が散在して
おり、いわゆる灰状のもから粗大夾雑物にいたるあらゆ
るものが混在した状態になっていて、塊状のものには、
岩のようになっているものもある。

【０００９】このため、上記灰溶融炉の前処理装置の粗
大物除去装置としての振動フィーダ４にあっては、湿っ
た処理灰が振動フィーダ４の篩い部分である振動刃間に
次第にこびり着き、ついには振動刃間の開口部を閉塞し
てしまい、粗大物除去装置としての機能が果たせなくな
る。また、塊状の処理灰や粗大物を破砕ないし解砕する
竪型破砕機５にあっては、ハンマ５ｂによる衝撃や遠心
力で、処理灰自体が、ハウジング５ａの内面に厚く層状
に固着した状態になる。このようになると、金属片等
を、ハンマ５ｂ等の衝撃で破砕や容積の小さなものに変
形しようとしても、ハンマ５ｂに付着した処理灰やハウ
ジング５ａの内面に固着した処理灰がクションとなり、
衝撃を吸収してしまい、破砕機の機能が果たせなくな
り、処理困難となる。しかも、ステンレスのスプーンや
アルミ金属片などの非磁性物の場合には、磁選機７でも
排除することができないため、そのまま供給ホッパ８へ
供給されることになる。その結果、粗大物がロータリバ
ルブ８ａ等に引っ掛かったり詰まったりすることにな
る。

【００１０】従って、処理灰を灰溶融炉に連続的かつ円
滑に供給するのに支障をきたすという問題があり、処理
灰を灰溶融炉に連続的かつ円滑に供給することができる
灰溶融炉の前処理方法及び前処理装置が要望されてい
た。この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
り、焼却炉から排出され水分を含み、一部が塊状となっ
ている状態の処理灰に対して、粗大物除去や破砕を行え
ば必ずトラブルになるので、出来る限りそのままの状態
で、先ず最初に乾燥処理し、乾燥により処理灰の物理的
性質を変えつつ乾燥中に撹拌解砕等を行い、乾燥された
処理灰を篩い分けすることにより、従来より簡単に前処
理ができることを見出し本願発明に至ったものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の灰溶融炉の前処理方法は、焼却炉か
ら排出された水分を含む処理灰を灰溶融炉に供給するた
めの灰溶融炉の前処理方法であつて、焼却炉から排出さ
れ水分を含むと共に、少なくとも一部が塊状となってい
る処理灰を、内部が高温雰囲気下に保持された筒状部が
周方向に回転する乾燥手段で該周方向の回転により上記
塊状状態を解しながら乾燥させ、次いでこの乾燥された
処理灰を篩い分けし、所定の大きさ以上のものを異物と
して排除して、灰溶融炉に供給することを特徴としてい
る。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記篩い分けにおける篩目は、一辺の長さ
が１０〜４０ｍｍの大きさの四角形状の開口であること
を特徴としていてる。上記篩目は、一辺の長さが１５〜
３０ｍｍの大きさの四角形状に開口しているのが、さら
に好ましい。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、上記灰溶融炉は、テルミット式灰溶
融炉であることを特徴としている。

【００１４】請求項４記載の灰溶融炉の前処理装置は、
焼却炉から排出された水分を含む処理灰を灰溶融炉に供
給するための灰溶融炉の前処理装置であって、焼却炉か
ら排出され水分を含むと共に、少なくとも一部が塊状と
なってる処理灰を搬送する搬送手段と、この搬送手段か
ら供給された処理灰を、内部が高温雰囲気下に保持され
た筒状部を周方向に回転させながら乾燥する回転式の乾
燥手段と、この乾燥手段で乾燥された処理灰を篩い分け
して所定の大きさ以上のものを異物として排除する振動
篩手段とを備えたことを特徴としている。上記搬送手段
としては、クレーン、ベルトフィーダ、エプロンフィー
ダ、スクレーパフィーダ、フライトフィーダ、プシャー
式フィーダ、フライトコンベヤ、スクレーパコンベヤ、
ディスクコンベヤ、バケットコンベヤ、ケースコンベ
ヤ、ベルトコンベヤ等が挙げられる。これら搬送手段
は、大きなバケツトやケースの大きさを大きくしたり、
フライト、スクレーパ、ディスク等の間隔を大きくした
りして、むやみに破砕や解砕が生じないように、出来る
限りそのままの状態で搬送する。そうしないと、水分を
含む湿った処理灰が、搬送手段に固着して、次第に閉塞
を起し搬送不能になる。上記回転式の乾燥手段として
は、筒状部の内部に撹拌羽根の設けたものや、これら撹
拌羽根がないロータリーキルン等が挙げられる。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、上記搬送手段には、処理灰に対して上記塊
状状態を強制的に破砕または解砕する手段および処理灰
に対して上記塊状状態のものを強制的に除去する手段の
いずれもが設けられていないことを特徴としている。上
記塊状状態を強制的に破砕または解砕する手段として
は、破砕機や解砕機が挙げられる。解砕機は、塊をラフ
に解すもので、例えば回転速度が異なる平行な二つのロ
ーラ間を処理灰を通す方式や、回転軸に直交するよに設
けられた複数の棒部材が処理灰層と回転当接する方式の
ものなどが挙げられる。上記塊状状態のものを強制的に
除去する手段としては、スクリーンバー、篩、振動篩等
が挙げられる。これらを、焼却炉から排出され水分を含
み一部が塊状となってる処理灰を搬送する上記搬送手段
の前後または途中に設けると、これらに湿った灰が固着
しトラブルの原因となるので、本発明としては設けな
い。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項４又は５記
載の発明において、上記回転式の乾燥手段は、上記筒状
部の内壁面から内方に突出し、回転に伴って上記処理灰
を掻き上げる掻上羽根を備えていることを特徴としてい
る。上記回転式の乾燥手段としては、例えば、アスファ
ルトプラント等で使用する骨材を乾燥するドライヤが好
ましく使用できる。これは、筒状部内部に骨材を周方向
上方に掻き上げて上方から落下させるフライトと称する
掻上羽根を有している。

【００１７】請求項７記載の発明は、請求項４〜６の何
れかに記載の発明において、上記振動篩手段における篩
目は、一辺の長さが１０〜４０ｍｍの大きさの四角形状
に開口していることを特徴としている。上記振動篩手段
における篩目は、さらに一辺の長さが１５〜３０ｍｍの
大きさの四角形状に開口していることが、より好まし
い。

【００１８】請求項８記載の発明は、請求項４〜７の何
れかに記載の発明において、上記灰溶融炉は、テルミッ
ト式灰溶融炉であることを特徴としている。

【００１９】請求項１および４記載の発明においては、
焼却炉から排出され水分を含み、一部が塊状となってい
る状態の処理灰を、出来る限りそのままの状態で乾燥処
理を施し、乾燥により処理灰の物理的性質を変えつつ、
乾燥中に塊状状態の処理灰に対して乾燥手段の筒状部の
周方向の回転により破砕、解砕等を行い、処理灰の破砕
処理ないし解砕処理と乾燥処理とが同時に行われ、しか
もトラブルなく効率的に処理される。乾燥した処理灰
は、振動篩手段の篩目に固着して詰まることはない。次
いで、乾燥された処理灰を篩い分けされ、篩上が異物と
して排除される。このため、処理灰が下流のロータリバ
ルブ等灰溶融炉への供給手段に対して作動不良や閉塞を
起こすおそれのない篩い下の処理灰のみを灰溶融炉に長
期にわたって安定的に送り出す。これにより、水分を含
んで湿った処理灰が固着し必ずトラブルになっていた従
来の粗大物除去や破砕処理を回避でき、トラブルなく従
来より簡単に前処理ができ、処理灰を灰溶融炉に連続的
に円滑に供給する。しかも、従来必要であった破砕機や
磁選機が不要となり、建設コストが低減される。また、
破砕機や磁選機を排除した分、故障率の低減となる。

【００２０】請求項５記載の発明においては、上記搬送
手段には、処理灰に対して上記塊状状態を強制的に破砕
または解砕する手段および処理灰に対して上記塊状状態
のものを強制的に除去する手段のいずれもが設けられて
いないので、水分を含んで湿った処理灰が固着し搬送能
力が低下したり、閉塞することが回避される。

【００２１】請求項６記載の発明によれば、筒状部の内
壁面に掻上羽根を設けているので、処理灰を掻き上げて
筒状部の上方から落下さる。このため、高温雰囲気のも
とで急速に乾燥させることができると共に、同時に塊状
状態の処理灰をこの落下により確実に破砕ないし解砕を
施すことになる。

【００２２】請求項２および７記載の発明においては、
篩い分けの篩目を、所定の範囲に限定しているので、処
理灰が篩目に詰まるのを防止しつつ、下流のロータリバ
ルブ等灰溶融炉への供給手段に対して作動不良や閉塞を
起こすおそれのある異物を排除する。

【００２３】請求項３および８記載の発明においては、
灰溶融炉としてテルミット式灰溶融炉を用いているの
で、処理灰をテルミット式灰溶融炉に供給することにな
る。この場合、処理灰をテルミット式灰溶融炉に連続的
かつ円滑に供給することができるので、当該テルミット
式灰溶融炉内の温度をテルミット反応によって安定した
状態に維持することができる。従って、処理灰の溶融処
理能力の向上が図られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の
形態では、処理灰を溶融処理するテルミット式灰溶融炉
の前処理方法及び前処理装置について説明する。なお、
図６に示す従来例の構成要素と共通する要素には同一の
符号を付し、その説明を簡略化する。

【００２５】図１〜図５は、溶融炉としてテルミット式
灰溶融炉１０を用い、このテルミット式灰溶融炉１０に
供給する処理灰に処理を行う灰溶融炉の前処理装置を示
している。この灰溶融炉の前処理装置は、焼却炉から排
出され水分を含むと共に、少なくとも一部が塊状となっ
てる処理灰を搬送する搬送手段として、灰クレーン２、
フライトフィーダ１６およびバケットコンベヤ１７が設
けられ、これらの搬送手段から供給された処理灰を、内
部が高温雰囲気下に保持された筒状部１３ａを周方向に
回転させながら乾燥する回転式の乾燥機１３（乾燥手
段）と、この乾燥機１３で乾燥された処理灰を篩い分け
して所定の大きさ以上のもの、すなわち篩い上を異物と
して系外に排除する振動篩機１４（振動篩手段）とを備
えている。

【００２６】処理灰を乾燥機１３に搬送する灰クレーン
２、フライトフィーダ１６およびバケットコンベヤ１７
のいずれにも、処理灰に対して上記塊状状態を強制的に
破砕または解砕する手段および処理灰に対して上記塊状
状態のものを強制的に除去する手段のいずれもが設けら
れておらず、これら搬送手段によって搬送される際に自
然に解砕されるのは仕方がないが、処理灰の塊状状態を
強制的に崩すことなく、処理灰の塊状状態を出来るだけ
そのまま乾燥機１３に搬送するようになっている。

【００２７】また、上記乾燥機１３は、筒状部１３ａの
内壁面から内方に突出し、回転に伴って処理灰を掻き上
げる掻上羽根１３ｄを備えている。そして、振動篩機１
４における篩目は、一辺の長さが２５ｍｍの大きさの正
方形状に開口したものとなっている。なお、この篩目
は、一辺の長さが１０〜４０ｍｍの大きさの正方形状に
開口したものであってもよく、より好ましくは、一辺の
長さが１５〜３０ｍｍの大きさの正方形状に開口したも
ので構成してもよい。

【００２８】以下、上記構成について更に詳細に説明す
る。即ち、灰クレーン２から受入ホッパ３に供給された
処理灰は、フライトフィーダ１６及びバケットコンベヤ
１７の搬送手段を介して乾燥機１３に供給されるように
なっている。

【００２９】フライトフィーダ１６は、図２及び図３に
示すように、受入ホッパ３下部に設けられたベルトコン
ベヤのベルト搬送面から所定の高さに突出する板状のフ
ライト１６ａを複数備えたもので構成されており、受入
ホッパ３内に供給された処理灰を一定量ずつ搬送される
ようになっており、塊状の処理灰に対しては出来るだけ
そのままバケットコンベヤ１７に搬送するようになって
いる。即ち、フライトフィーダ１６は、水分で固まった
状態の処理灰を積極的に崩壊させるような破砕手段や解
砕手段、さらに塊状の処理灰を強制的に除去するスクリ
ーン、篩等の手段を備えておらず、受入ホッパ３からフ
ライトフィーダ１６への移動時の衝撃や、搬送中の摩擦
や振動等で崩れた場合にはその崩れた状態のそのままの
処理灰をバケットコンベヤ１７に搬送するようになって
いる。

【００３０】バケットコンベヤ１７は、そのコンベヤ搬
送部に凹状のバケット１７ａを複数備えたもので構成さ
れており、処理灰を所定の高さ位置まで搬送した後、乾
燥機１３に供給するようになっている。このバケットコ
ンベヤ１７は、処理灰を乾燥機１３に投入するための高
さを得るために設けられたものであり、バケット１７ａ
によって、水分を含めた全処理灰を所定の高さ位置まで
搬送することができるようになている。しかも、このバ
ケットコンベヤ１７は、水分を含んで塊状状態の処理灰
を積極的に崩壊させるような破砕手段や解砕手段、さら
に塊状の処理灰を強制的に除去するスクリーン、篩等の
手段を備えておらず、フライトフィーダ１６からバケッ
トコンベヤ１７への移動時の衝撃や、搬送中の振動等で
崩れた場合にはその崩れた状態のそのままの処理灰を乾
燥機１３に搬送するようになっている。

【００３１】乾燥機１３は、図１に示すように、円筒状
の筒状部１３ａと、この筒状部１３ａの両端部を回転自
在に支持する軸受部１３ｂと、筒状部１３ａ上端部に設
けられバケットコンベヤ１７から供給される処理灰を筒
状部１３ａ内に送り込む回転翼１３ｃと、筒状部１３ａ
内に設けられた掻上羽根１３ｄとを備えている。筒状部
１３ａは、その軸線が乾燥された処理灰の排出口に向か
うに従って下方に位置するように傾斜した状態で横置き
に設置されている。掻上羽根１３ｄは、図４に示すよう
に、筒状部１３ａの内壁面から回転中心に向かって突出
し、その先端部が筒状部１３ａの回転方向にＬ字状に屈
曲した形状になっており、当該筒状部１３ａの周方向の
回転に伴い、下方に位置する処理灰をより効率よく掻き
上げて、上方位置から落下させるようになっている。

【００３２】また、乾燥機１３には、その筒状部１３ａ
内に、燃焼式の熱風炉１８から熱風が供給されるように
なっている。このため筒状部１３ａ内に供給された処理
灰は、掻上羽根１３ｄによって掻き上げられて落下する
際に、熱風による高温雰囲気下で効率よく乾燥させられ
ながら斜め下方に移動し、振動篩機１４に供給されるこ
とになる。しかも、水分により塊状状態となった処理灰
は、筒状部１３ａの上方位置から落下し、その際の落下
の衝撃により破砕ないし解砕され、可及的に乾燥が促進
され、最終的に流動性がある粉粒状となり、下流の振動
篩機１４で異物の分離が可能となる。

【００３３】一方、処理灰の乾燥に使われた熱風は、乾
燥機１３の軸受部１３ｂにある排ガス出口から配管２５
を介してサイクロン１９に吸引されるようになってい
る。サイクロン１９は、熱風中に含まれる処理灰を分離
し、この分離された処理灰は、配管２６を介して供給ホ
ッパ８側に排出するようになっている。一方、サイクロ
ン１９を出た排気ガスは、図示しない灰溶融炉の排ガス
処理系の二次燃焼室に送られた後、冷却されバグフィル
ター等の排ガス処理装置にかけられる。

【００３４】振動篩機１４は、図１及び図４に示すよう
に、密閉式のもので構成されている。即ち、処理灰を密
閉した状態で処理するための振動ケース１４ａと、この
振動ケース１４ａの上下を仕切るようにして所定方向に
傾斜して設けられた篩１４ｂと、振動ケース１４ａを上
下方向及び水平方向に加振する加振機１４ｃと、図示し
ない架台に保持されて、振動ケース１４ａを弾性部材１
４ｅを介して支持する基礎部１４ｄとを備えている。

【００３５】振動ケース１４ａは、四角筒状の側壁１４
ｆの上端を天井壁１４ｇで閉塞し、側壁１４ｆの下端を
そのまま四角形状に開口したもので構成されている。天
井壁１４ｇには、上述した加振機１４ｃが固定されてい
ると共に、篩１４ｂの傾斜方向の上端部に対応する位置
に、処理灰を導入するための導入口部１４ｈが設けられ
ている。

【００３６】側壁１４ｆには、篩１４ｂの傾斜方向の下
端部に対応する位置に、篩１４ｂの篩い上として残った
磁性金属片、陶磁器片、非鉄金属片等の粗大物（以下、
粗大物という。）を異物として系外に排出するための排
出口部１４ｉが設けられている。この排出口部１４ｉか
ら排出された粗大物は、粗大物回収容器２２内に収容さ
れるようになっている。

【００３７】一方、側壁１４ｆの下端は、篩１４ｂを通
過後の処理灰（篩い下）をコンベヤ２４に導入するため
のシュート２３の開口端に近接している。そして、側壁
１４ｆの下端とシュート２３の開口端とは、側壁１４ｆ
の下端部に設けたゴムカーテン１４ｊによってシールさ
れている。ゴムカーテン１４ｊは、振動ケース１４ａの
振動変異を弾性変形により吸収して、側壁１４ｆの下端
とシュート２３の開口端との間の密閉性を確保するよう
になっている。

【００３８】篩１４ｂは、針金を直角に織った網篩によ
って構成されており、その網目が上述のように、２５ｍ
ｍの正方形状に開口したものとなっている。ただし、網
目は、上述のように、一辺が１０ｍｍ以上、４０ｍｍ以
下の正方形状に開口したもので構成してもよいが、その
理由は、１０ｍｍ未満になると、篩目が小さくなりすぎ
て、その篩目に処理灰が詰まるおそれがあるからであ
り、４０ｍｍ超になると、４０ｍｍを超える処理灰が篩
目からそのまま供給ホッパ８に供給されることになり、
ロータリバルブ８ａやコンベヤ２４等に引っ掛かった
り、詰まったりするおそれがあるからである。そして、
篩目の詰まりをより確実に防止する上では、篩目を上述
のように一辺が１５ｍｍ以上の正方形状に開口したもの
にすることが好ましく、またロータリバルブ８ａ等にお
ける引っ掛かりなどをより確実に防止する上では、篩目
を上述のように一辺が３０ｍｍ以下の正方形状に開口し
たものにすることが好ましい。

【００３９】振動篩１４で処理された篩い下の処理灰
は、シュート２３からコンベヤ２４を介して供給ホッパ
８に搬送される。前述の灰クレーン２、フライトフィー
ダ１６およびバケットコンベヤ１７のいずれにも、むや
みに破砕や解砕が生じないように、出来る限りそのまま
の状態で搬送するように、バケットの大きさを大きくし
たり、フライトの間隔を大きくしたが、このコンベヤ２
４は、処理灰が乾燥され流動性が増しているので、その
ような考慮は必要なく、フライトコンベヤ、スクレーパ
コンベヤ、エンマッセコンベヤ、ディスクコンベヤ、バ
ケットコンベヤ、ケースコンベヤ、スクリューコンベ
ヤ、ベルトコンベヤ等のコンベヤが使用できる。また、
供給ホッパ８に蓄えられた処理灰は、排出手段としての
ロータリバルブ８ａ、コンベヤ２４、計量コンベヤ９、
コンベヤ２４を介してテルミット式灰溶融炉１０に供給
されることになる。本実施形態においては、灰溶融炉が
テルミット式灰溶融炉なので、計量コンベヤ９によっ
て、コンベヤ２４から灰溶融炉に供給される処理灰の単
位時間当たりの重量を計量して明らかにするようになっ
ている。テルミット式灰溶融炉１０には、処理灰と同時
に、テルミット供給機１１からテルミット溶融剤入りの
充填袋１１ａが処理灰の供給重量に応じて供給されるよ
うになっている。

【００４０】テルミット式灰溶融炉１０は、バーナ１０
ａによる化石燃料（灯油、軽油等）の燃焼熱と、テルミ
ット反応熱とを利用して、効率よく処理灰を加熱して溶
融させようとするものである。テルミット反応は、アル
ミニウム２モルと酸化鉄（酸化第二鉄、三酸化二鉄）１
モルを粉末状にして混ぜて、一定の高温（約１１００
℃）に加熱することにより、酸化鉄の還元反応熱によっ
て処理灰の溶融に必要な高温雰囲気を得るものである。
即ち、粉末状のアルミニウムと酸化鉄とを上記割合で混
合したものをテルミット溶融剤として使用することによ
り、Ｆｅ₂Ｏ₃＋２Ａｌ＝２Ｆｅ＋Ａｌ₂Ｏ₃＋８２９
ｋＪ２Ｆｅ＋３／２Ｏ₂＝Ｆｅ₂Ｏ₃＋８２３ｋＪのテ
ルミット反応を生じさせ、これにより生じた８２９ｋＪ
及び８２３ｋＪの大量の熱を利用して、上記処理灰の溶
融に必要な１３００℃〜１５００℃の高温雰囲気を得る
ようになっている。

【００４１】また、テルミット式灰溶融炉１０の下側に
は、この溶融炉１０から流出する溶融スラグ１０ｂを冷
却、固化して粒子状のスラグとする冷却水貯留槽２０が
設けられている。冷却水貯留槽２０の水面下にはこのス
ラグを排出するためのスラグ排出コンベヤ３２が設けら
れており、スラグ排出コンベヤ３２は水によって冷却、
固化した溶融スラグ１０ｂを冷却水貯留槽２０から連続
して回収するようになっている。この粒子状のスラグ
は、極めて安定した固体となるので、路盤材、アスファ
ルト骨材、ブロックなどに再利用することができる。

【００４２】上記のように、テルミット式灰溶融炉１０
では、テルミット溶融剤によって効率よく加熱すること
ができることから、化石燃料によって直接加熱する従来
の溶融設備に対して、その灰溶融炉のコンパクト化、低
コスト化を図ることができる。

【００４３】また、上記テルミット溶融剤として、後述
のように、アルミドロスなどの廃棄アルミや廃棄酸化鉄
を利用することができるので、余分なコストを要するこ
となく、当該アルミドロスなどの廃棄物も同時に処理す
ることができるという利点がある。

【００４４】一方、テルミット供給機１１は、アルミニ
ウムの粉末と酸化鉄（酸化第二鉄、三酸化二鉄）の粉末
とを上述した割合で一定量ずつ計量してテルミット溶融
剤を製造し、このテルミット溶融剤を充填袋１１ａ内に
封入するようになっている。具体的には、アルミドロス
などの廃棄アルミニウムを粉末状にしたものと、廃棄酸
化鉄を粉末状にしたものとを、それぞれアルミニウムが
２モル、酸化鉄が１モルとなるようにして充填袋１１ａ
に詰めて密閉するようになっている。また、テルミット
供給機１１は、計量コンベヤ９からコンベヤ２４上を送
られてくる単位時間当たりの重量が明らかにされている
処理灰に対して、一定の時間間隔でテルミット溶融剤入
りの充填袋１１ａを供給することにより、灰溶融炉に供
給される処理灰に対してテルミット溶融剤を一定の重量
割合で混在させるようにもなっている。

【００４５】なお、上述した振動篩機１４やコンベヤ２
４等の装置及びそれぞれの装置間は、すべてカバー等で
囲まれて密閉された状態になっており、処理灰が大気側
に飛散するのを防止するようになっている。

【００４６】次に、灰溶融炉の前処理方法を、上記のよ
うに構成されたテルミット式灰溶融炉の前処理装置を用
いて説明する。

【００４７】すなわち、本実施形態の焼却炉から排出さ
れた水分を含む処理灰を灰溶融炉に供給するためのテル
ミット式灰溶融炉１０の前処理方法は、焼却炉から排出
され水分を含むと共に、少なくとも一部が塊状となって
いる処理灰を、先ず、塊状状態を強制的に崩すことな
く、内部が高温雰囲気下に保持され内壁面から内方に突
出した掻き上げ掻上羽根１３ｄを備えた筒状部１３ａが
周方向に回転する乾燥機１３（乾燥手段）に供給して、
該周方向の回転により掻き上げ撹拌し上記塊状状態を解
しながら乾燥させ、次いでこの乾燥された処理灰を篩い
分けし、所定の大きさ以上のもの、すなわち篩い上を異
物として系外に排除して、篩い下をテルミット式灰溶融
炉１０に供給するものである。上記「処理灰の塊状状態
を強制的に崩すことなく」とは、処理灰が搬送手段に供
給した時の衝撃や、搬送手段による搬送時の振動等によ
って、自然に崩れるものはそのまま許容するも、処理灰
を積極的に破砕又は解砕したりせず、また塊状状態の処
理灰を強制的に除去もせずに、処理灰の塊状状態を出来
るだけそそまま乾燥機１３に供給する意味である。

【００４８】以下、テルミット式灰溶融炉の前処理方法
を、さらに上記前処理装置を用いて詳しく説明する。ま
ず、灰ピット１に蓄えられた処理灰を受入ホッパ３に供
給する。そうすると、フライトフィーダ１６が受入ホッ
パ３内に蓄えられた処理灰を下側から順に、バケットコ
ンベヤ１７に切り出す。バケットコンベヤ１７は、フラ
イトフィーダ１６から供給された処理灰を各バケット１
７ａによって所定の高さ位置まで搬送してから乾燥機１
３に投入する。フライトフィーダ１６やバケットコンベ
ヤ１７は、水分を含んで湿り一部塊状状態の処理灰をで
きるだけそのままの状態で乾燥機１３に投入する。した
がって、焼却灰に含まれる水分、粗大物、異物もそそま
ま乾燥機に投入することになる。

【００４９】また、受入ホッパ３、フライトフィーダ１
６、バケットコンベヤ１７から乾燥機１３に至る部分で
は、処理灰が水分等によって塊状状態になっていても、
この処理灰の塊を、強制的に崩すことなく、そのまま搬
送時の衝撃、摩擦、振動等によって自然に崩壊した場合
はそのままの状態で、乾燥機１３に供給することにな
る。

【００５０】乾燥機１３に供給された処理灰は、熱風流
通下において、例えば下方に位置するものが筒状部１３
ａの回転及び掻上羽根１３ｄによって内壁面に沿って上
方に掻き上げられて、上方から乾燥機１３の傾斜に合わ
せて斜め下方に落下する。このため、通常の処理灰につ
いては、落下時に熱風にさらされることによって、急速
に乾燥した状態になる。一方、水分によって塊状となっ
た処理灰は、上方からの落下の衝撃によって急激に崩壊
して小さなものになると共に、落下時に熱風にさらされ
ることによって急激に乾燥した状態になる。従って、乾
燥機１３に供給された処理灰は、この破砕ないし解砕作
用を受けて塊状状態がほぐされ、乾燥されて、振動篩機
１４に供給されることになる。

【００５１】振動篩機１４では、処理灰が導入口部１４
ｈから篩１４ｂの上に供給されるので、篩目より小さな
処理灰が“篩い下”として当該篩目を通ってシュート２
３からコンベヤ２４に送られ、篩目より大きな粗大物、
例えば磁性金属片、陶磁器片、非鉄金属片等が篩１４ｂ
上を振動しながら斜め下方に移動して、“篩い上”とし
て排出口部１４ｉから粗大物回収容器２２内に収容され
ることになる。

【００５２】即ち、ほとんどの処理灰のは、篩を通過
し、シュート２３からコンベヤ２４を介して供給ホッパ
８に送られ、更にロータリバルブ８ａ、コンベヤ２４、
計量コンベヤ９、コンベヤ２４を介してテルミット式灰
溶融炉１０に供給される。一方、テルミット溶融剤入り
の充填袋１１ａは、テルミット供給機１１から計量コン
ベヤ９後のコンベヤ２４に一定の時間間隔で供給され、
処理灰と共に、テルミット式灰溶融炉１０に供給され
る。

【００５３】以上のように構成されたテルミット式灰溶
融炉１０の前処理装置又は処理方法によれば、水分によ
って固まった処理灰を、強制的に崩すことなく、また崩
れたら崩れたそのままの状態で、乾燥機１３まで搬送す
るフライトフィーダ１６及びバケットコンベヤ１７を採
用しているので、これらのフライトフィーダ１６やバケ
ットコンベヤ１７に処理灰が固着するのを極力防止する
ことができる。即ち、水分を含んで湿った塊状状態の処
理灰を強制的に破砕ないし解砕したりすると、湿った処
理灰がその部分に強固に固着して、搬送能力の低下を引
き起こし、ついには搬送不能を引き起こすことにもな
る。これに対して、上記フライトフィーダ１６やバケッ
トコンベヤ１７は、固まった処理灰を強制的に破砕し崩
すような手段を有していないので、同処理灰が搬送面等
に固着しにくく、長期にわたって安定した搬送能力を維
持することができる。

【００５４】また、水分を帯びた処理灰を搬送するのは
フライトフィーダ１６とバケットコンベヤ１７だけであ
り、その他のコンベヤ２４等では乾燥機１３で乾燥した
後の処理灰を搬送したり、蓄えたりすることになるの
で、水分を帯びた処理灰の固着により、搬送能力が低下
したり、詰まったりすることがない。従って、処理灰を
連続的かつ円滑に供給することができ、テルミット式灰
溶融炉１０の稼働率の向上を図ることができる。

【００５５】更に、乾燥機１３においては、筒状部１３
ａの内壁面に掻上羽根１３ｄを設けているので、通常の
処理灰については内壁面の上方から落下させならが熱風
にさらすことより急速に乾燥させることができ、また塊
状状態の処理灰についてはその上方から落下によって破
砕ないし解砕させることができ、急速に乾燥させること
ができる。したがって、処理灰の破砕処理ないし解砕処
理と乾燥処理とが同時に行え、しかもトラブルなく効率
的にできる。

【００５６】そして、上記のように、ほぐされ乾燥され
た後の処理灰を振動篩機１４で選別するので、篩目が詰
まることがなく、粗大物を除いた処理灰をコンベヤ２４
を介して供給ホッパ８に供給することができる。従っ
て、処理灰がコンベヤ２４やロータリバルブ８ａ等に引
っ掛かるのを防止することができるので、この点からも
処理灰を連続的かつ円滑に供給することができ、テルミ
ット式灰溶融炉１０の稼働率の向上を図ることができ
る。

【００５７】しかも、粗大物を排除するために、従来必
要である思われていた破砕機５（図６参照）や磁選機７
（図６参照）が不要になるので、建設コストの低減を図
ることができる。また、破砕機５や磁選機７を排除した
分、故障率の低減を図ることができるので、その分、テ
ルミット式灰溶融炉１０の稼働率の向上を図ることがで
きる。

【００５８】なお、上記実施の形態においては、灰溶融
炉としてテルミット式灰溶融炉を用いた場合の前処理装
置の例を示したが、この前処理装置は、例えば灰溶融炉
のバーナに空気より酸素濃度の濃いガスを供給すること
によって処理灰の溶融に必要な高温雰囲気を得るような
灰溶融炉に適用してもよい。

【００５９】また、上記実施の形態においては、乾燥機
１３として、筒状部１３ａ内に掻上羽根１３ｄを備えた
もので構成したが、この乾燥機１３としては、筒状部１
３ａ内に掻上羽根１３ｄのない回転式乾燥機である、い
わゆるロータリキルンによって構成してもよい。このよ
うなロータリキルンを用いた場合は、塊状の処理灰は、
筒状部１３ａの内壁面を回転しながら移動することにな
るが、その回転移動の際の振動や衝撃により、効率よく
崩壊し、処理灰本来の大きさのものになると共に、熱風
により確実に乾燥された状態になる。ただし、乾燥の効
率を上げる上では、上述した掻上羽根１３ｄを設けるこ
とが好ましい。また、上記実施の形態においては、乾燥
機１３として、その筒状部１３ａ内に、燃焼式の熱風炉
１８から熱風が供給される方式のものを示したが、軸受
部１３ｂに筒状部１３ａに臨むバナーを備えたものでも
よい。

【００６０】更に、上記実施の形態においては、振動篩
機１４の篩目として、一辺が２５ｍｍの正方形又は一辺
が１０〜４０ｍｍあるいは１５〜３０ｍｍの正方形状に
開口したものを示したが、この篩目としては、各辺が１
０〜４０ｍｍあるいは１５〜３０ｍｍの長方形状に開口
したものであってもよい。

【００６１】また、篩１４ｂとして、網篩を用いた例を
示したが、この篩１４ｂとしては、板に、上述した寸法
範囲の長方形状あるいは正方形状の四角形や円形の貫通
孔を形成した板篩によって構成してもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の灰溶融炉
の前処理方法及び前処理装置によれば、焼却炉から排出
され水分を含み、一部が塊状となっている状態の処理灰
を、出来る限りそのままの状態で乾燥処理を施し、乾燥
により処理灰の物理的性質を変えつつ、乾燥中に塊状状
態の処理灰に対して乾燥手段の筒状部の周方向の回転に
より破砕、解砕等を行い、次いで乾燥された処理灰を篩
い分けすることにより、従来の粗大物除去や破砕を行え
ば水分を含んで湿った処理灰が固着し必ずトラブルにな
っていたのを回避でき、トラブルなく従来より簡単に前
処理ができ、処理灰を灰溶融炉に連続的に円滑に供給す
ることができる。また、これにより、灰溶融炉を円滑に
運転でき、溶融処理の向上を図ることができる。しか
も、従来必要であった破砕機や磁選機が不要となるの
で、建設コストの低減を図ることができる。また、破砕
機や磁選機を排除した分、故障率の低減を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態として示したテルミッ
ト式灰溶融炉の前処理装置の説明図である。

【図２】同前処理装置におけるフライトフィーダを示す
要部平面図である。

【図３】同前処理装置におけるフライトフィーダを示す
要部正面図である。

【図４】同前処理装置における乾燥機を示す要部断面図
である。

【図５】同前処理装置における振動篩機を示す正面図で
ある。

【図６】従来例として示した灰溶融炉の前処理装置の説
明図である。

【符号の説明】

１０灰溶融炉（テルミット式灰溶融炉）１３乾燥機（乾燥手段、回転式乾燥機）１３ａ筒状部１３ｄ掻上羽根１４振動篩機（振動篩手段）１４ｂ篩１６フライトフィーダ（搬送手段）１７バケットコンベヤ（搬送手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/02 ＥＺＡＢＢ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｌ 5/00 ＺＡＢＦ２３Ｇ 5/02 5/00 Ｎ 3/00 Ｚ (72)発明者岩水恒夫東京都大田区蒲田本町１丁目９番３号株式会社新潟鉄工所エンジニアリングセンター内 (72)発明者小川斉東京都大田区蒲田本町１丁目９番３号株式会社新潟鉄工所エンジニアリングセンター内 (72)発明者福岡勝美東京都大田区蒲田本町１丁目９番３号株式会社新潟鉄工所エンジニアリングセンター内 (72)発明者金子岳夫東京都大田区蒲田本町１丁目９番３号株式会社新潟鉄工所エンジニアリングセンター内 (72)発明者佐藤芳隆東京都大田区蒲田本町１丁目９番３号株式会社新潟鉄工所エンジニアリングセンター内Ｆターム(参考） 3K061 NA14 NA17 NB03 NB06 NB13 3K065 AA01 AB03 AC03 BA05 CA01 CA02 CA11 4D004 AA36 AB01 CA04 CA08 CA22 CA29 CA42 CB09 CB13 CB42 CB46 DA03 DA20 4D021 AA01 AB02 AC01 BA20 CA07 EA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焼却炉から排出された水分を含む処理灰
を灰溶融炉に供給するための灰溶融炉の前処理方法であ
つて、焼却炉から排出され水分を含むと共に、少なくとも一部
が塊状となっている処理灰を、内部が高温雰囲気下に保
持された筒状部が周方向に回転する乾燥手段で該周方向
の回転により上記塊状状態を解しながら乾燥させ、次いでこの乾燥された処理灰を篩い分けし、所定の大き
さ以上のものを異物として排除して、灰溶融炉に供給す
ることを特徴とする灰溶融炉の前処理方法。
【請求項２】上記篩い分けにおける篩目は、一辺の長
さが１０〜４０ｍｍの大きさの四角形状の開口であるこ
とを特徴とする請求項１記載の灰溶融炉の前処理方法。
【請求項３】上記灰溶融炉は、テルミット式灰溶融炉
であることを特徴とする請求項１又は２記載の灰溶融炉
の前処理方法。
【請求項４】焼却炉から排出された水分を含む処理灰
を灰溶融炉に供給するための灰溶融炉の前処理装置であ
って、焼却炉から排出され水分を含むと共に、少なくとも一部
が塊状となってる処理灰を搬送する搬送手段と、この搬送手段から供給された処理灰を、内部が高温雰囲
気下に保持された筒状部を周方向に回転させながら乾燥
する回転式の乾燥手段と、この乾燥手段で乾燥された処理灰を篩い分けして所定の
大きさ以上のものを異物として排除する振動篩手段とを
備えたことを特徴とする灰溶融炉の前処理装置。
【請求項５】上記搬送手段には、処理灰に対して上記
塊状状態を強制的に破砕または解砕する手段および処理
灰に対して上記塊状状態のものを強制的に除去する手段
のいずれもが設けられていないことを特徴とする請求項
４記載の灰溶融炉の前処理装置。
【請求項６】上記回転式の乾燥手段は、上記筒状部の
内壁面から内方に突出し、回転に伴って上記処理灰を掻
き上げる掻上羽根を備えていることを特徴とする請求項
４又は５記載の灰溶融炉の前処理装置。
【請求項７】上記振動篩手段における篩目は、一辺の
長さが１０〜４０ｍｍの大きさの四角形状に開口してい
ることを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載の灰溶
融炉の前処理装置。
【請求項８】上記灰溶融炉は、テルミット式灰溶融炉
であることを特徴とする請求項４〜７の何れかに記載の
灰溶融炉の前処理装置。