JP2003053294A - 複数の都市ゴミ焼却炉起源の飛灰のダイオキシン熱分解処理方法、および装置 - Google Patents

複数の都市ゴミ焼却炉起源の飛灰のダイオキシン熱分解処理方法、および装置

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JP2003053294A
JP2003053294A JP2001243366A JP2001243366A JP2003053294A JP 2003053294 A JP2003053294 A JP 2003053294A JP 2001243366 A JP2001243366 A JP 2001243366A JP 2001243366 A JP2001243366 A JP 2001243366A JP 2003053294 A JP2003053294 A JP 2003053294A
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ash
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waste incinerators
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Morihisa Yokota
守久 横田
Masashige Fujiwara
正成 藤原
Takahiro Kamegawa
貴宏 亀川
Yasuichi Jo
安市 城
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Ube Corp
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Tokuyama Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二以上の都市ゴミ焼却炉にて発生した化学組
成が互いに異なる二種類以上の飛灰のダイオキシン含有
量を、効率よく連続的に低減させる飛灰の処理方法を提
供すること。 【解決手段】 二以上の都市ゴミ焼却炉にて発生した化
学組成が互いに異なる二種類以上の飛灰を還元雰囲気下
にて250〜450℃の温度範囲で加熱することによ
り、飛灰中のダイオキシンを熱分解して、ダイオキシン
含有量が低減した飛灰を得る方法であって、該二種類以
上の飛灰を予め混合し、化学組成が均質化した飛灰混合
物に対して上記加熱処理を行なうことを特徴とする方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の都市ゴミ焼
却炉から発生した飛灰を一括してダイオキシン熱分解処
理を行なう方法、およびその処理に好適に用いることが
できる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ゴミの焼却灰には、都市ゴミの燃焼
生成ガス中に浮遊し、集塵器で捕捉される煤塵(以下、
飛灰という)と、都市ゴミ焼却炉底から排出される焼却
残渣(以下、主灰という)とがある。都市ゴミの焼却灰
のほとんどは、埋め立て処分されているが、近年、環境
に対する意識の高まりや埋め立て処分場の確保が困難に
なりつつある等の理由から、都市ゴミの焼却灰をセメン
ト原料として利用する試みがなされている。
【0003】飛灰には、毒性の高いダイオキシンやセメ
ント原料として用いるには不都合な塩素が含まれている
ため、そのままセメント原料として用いるには問題があ
る。飛灰のダイオキシン含有量を低減させる方法として
は、飛灰を還元雰囲気下にて250〜450℃の温度範
囲で加熱することにより、飛灰中のダイオキシンを熱分
解する方法が知られている。この飛灰の加熱処理によっ
て、飛灰中のダイオキシン含有量を低減させるダイオキ
シン熱分解装置は既に実用化されている。また、飛灰の
塩素含有量を低減させる方法としては、飛灰の水洗によ
る方法が提案されている(特開平11−100243号
公報を参照)。
【0004】一方、主灰には、ダイオキシンや塩素が問
題となる量ほど含まれていないが、粗大粒子や金属が含
まれているため、そのままセメント原料として用いるに
は問題がある。主灰に含まれている粗大粒子や金属は、
篩や磁選機を用いることよって除去することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】都市ゴミの飛灰を処理
するに際して、現在では、ダイオキシンの加熱分解処理
が必要とされているが、現在でもダイオキシン熱分解装
置を併設していない都市ゴミ焼却炉が存在する。しか
し、それらの焼却炉の全てにダイオキシン熱分解装置併
設するためには多大の費用と、相当の期間が必要とな
る。また、ダイオキシンの加熱処理は可能な限り、充分
な設備を備えた、限定された場所で一括して行なうこと
が望ましい。このため、各地の都市ゴミ焼却炉にて発生
した飛灰のダイオキシン熱分解処理を一括して、特定の
場所で行うことが検討されている。しかし、本発明者の
研究によれば、各地域の都市ゴミ焼却炉にて発生した飛
灰は、それらの化学組成が互いに異なり、焼結温度が相
違し、時には焼結温度の低い飛灰も存在するため、各都
市ゴミ焼却炉にて発生した飛灰を、一定の加熱温度に設
定したダイオキシン熱分解装置にて連続的に順次処理す
ると、該装置内で飛灰が焼結し、運転トラブルが発生す
る恐れがあることが判明した。
【0006】ダイオキシン熱分解装置内における飛灰の
焼結を防止する方法として、各都市ゴミ焼却炉にて発生
した飛灰の焼結温度をそれぞれ測定し、ダイオキシン熱
分解装置の加熱温度を飛灰毎に変更し、調整する方法も
考えられる。しかしながら、この方法では作業が複雑に
なることから効率的な方法ということができない。
【0007】従って、本発明の目的は、二以上の都市ゴ
ミ焼却炉にて発生した、化学組成が互いに異なる二種類
以上の飛灰のダイオキシン含有量を、効率よく連続的に
低減させる飛灰の処理方法、およびその処理に好適に用
いることができる装置を提供することにある。本発明の
目的はまた、上記の飛灰の処理方法を利用した都市ゴミ
焼却灰、すなわち飛灰と主灰とを処理するシステムを提
供することにもある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、二以上の都市
ゴミ焼却炉にて発生した化学組成が互いに異なる二種類
以上の飛灰を還元雰囲気下にて250〜450℃の温度
範囲で加熱することにより、飛灰中のダイオキシンを熱
分解して、ダイオキシン含有量が低減した飛灰を得る方
法であって、該二種類以上の飛灰を予め混合し、化学組
成が均質化した飛灰混合物に対して上記加熱処理を行な
うことを特徴とする方法にある。
【0009】本発明はまた、上部に飛灰投入口と気体排
出口を備え、下部に飛灰排出口と気体供給口とを備えた
飛灰貯蔵撹拌タンク、そして該飛灰貯蔵撹拌タンクの飛
灰排出口に連結している飛灰を還元雰囲気下にて250
〜450℃の温度範囲で加熱することができるダイオキ
シン熱分解装置を含む、複数の都市ゴミ焼却炉起源の飛
灰のダイオキシン熱分解処理装置にもある。
【0010】本発明はさらに、二以上の都市ゴミ焼却炉
にて発生した化学組成が互いに異なる二種類以上の飛灰
を、予め混合し、化学組成が均質化した飛灰混合物を得
た後、これを還元雰囲気下にて250〜450℃の温度
範囲で加熱することによって、飛灰中のダイオキシンを
熱分解して、ダイオキシン含有量が低減した飛灰を得る
工程、そして二以上の都市ゴミ焼却炉にて発生した二種
類以上の主灰から粗大粒子と着磁物とを除去する工程を
併用して行なうことを特徴とする、都市ゴミ焼却炉にて
発生した飛灰と主灰とを処理する方法にもある。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の飛灰のダイオキシン熱分
解処理方法は、化学組成が互いに異なる二種類以上の飛
灰を予め混合し、化学組成が均質化した飛灰混合物に対
して加熱処理を行なうことを特徴とする。
【0012】飛灰の混合操作には、撹拌装置を備えた混
合機による機械的な混合方法、あるいは二種類以上の飛
灰を飛灰貯蔵タンクに順次投入し、次いで飛灰貯蔵タン
ク内で、飛灰集積物に気体を連続的あるいは断続的に吹
き込む操作により飛灰を浮遊移動させて行なう飛灰の浮
遊移動による混合方法を採用することができる。大量の
飛灰を混合する場合には、後者の飛灰の浮遊移動による
混合方法を採用する方が好ましい。
【0013】上記飛灰の浮遊移動による混合操作を行な
うに際して、飛灰集積物に吹き込む気体には、飛灰の吸
湿による固結を防止するため、水分含有量が低減された
気体を用いることが好ましい。上記気体の例としては、
水分含有量が低減された乾燥空気、好ましくは水分含有
量が200ppm以下の乾燥空気、もしくは窒素ガスを
挙げることができる。飛灰には未燃焼の炭素質が混入し
ている場合もあり、この炭素質を飛灰貯蔵タンク内で酸
化させないようにするため、窒素ガスを用いることが特
に好ましい。
【0014】飛灰の混合操作の回数に特別な制限はない
が、飛灰貯蔵タンク内に新たな飛灰が投入される毎に少
なくとも一回行なうことが好ましい。
【0015】飛灰貯蔵タンク内での混合操作により化学
組成が均質化した飛灰混合物は、ダイオキシン熱分解装
置に供給され加熱処理される。ダイオキシン熱分解装置
への飛灰混合物の供給を円滑に行うために、飛灰混合物
を、一旦、飛灰供給用ホッパに移した後、加熱処理を行
なうことが好ましい。
【0016】化学組成が均質化した飛灰混合物は、焼結
温度がほぼ一定の温度となるため、一定の加熱温度に設
定したダイオキシン熱分解装置にて連続的に処理して
も、該装置内で飛灰が焼結しにくくなる。
【0017】ダイオキシン熱分解装置内での飛灰の焼結
防止手段として、飛灰の混合の際に、生成する飛灰混合
物の焼結温度よりも焼結温度の高い焼結温度調整剤を添
加混合し、飛灰混合物の焼結温度をより高い温度に調整
してもよい。焼結温度調整剤の例としては、石灰石、石
炭灰およびコンクリートを挙げることができる。焼結温
度調整剤として用いる石灰石、石炭灰およびコンクリー
トの平均粒子径は、飛灰の平均粒子径と同一程度とする
ことが好ましい。
【0018】上記焼結温度調整剤の添加操作は、例え
ば、飛灰貯蔵タンク内にて、飛灰集積物に焼結温度調整
剤を加え、次いで気体を連続的あるいは断続的に吹き込
む操作により飛灰と焼結温度調整剤とを浮遊移動させて
行なうことができる。
【0019】本発明の処理方法により得られたダイオキ
シン含有量が低減した飛灰は、セメント原料して利用す
ることができる。本発明の処理方法により得られたダイ
オキシン含有量が低減した飛灰を含むセメント原料は公
知の方法により製造することができる。なお、ダイオキ
シン含有量が低減した飛灰に塩素が含まれている場合に
は、水洗操作と脱水操作とを施すことにより飛灰中の塩
素含有量を低減した後、セメント原料として利用するこ
とが好ましい。
【0020】次に、本発明の飛灰のダイオキシン熱分解
処理方法に好適に用いることができる飛灰のダイオキシ
ン熱分解処理装置を添付図面の図1を参照しながら、説
明する。
【0021】図1において、飛灰のダイオキシン熱分解
処理装置10は、上部に飛灰投入口11と気体排出口1
2とを備え、下部に飛灰排出口13と気体供給口14と
を備えた飛灰貯蔵撹拌タンク15、該飛灰貯蔵撹拌タン
ク15の飛灰排出口13に連結している定量排出器16
を備えた飛灰供給用ホッパ17、そして該飛灰供給用ホ
ッパ17の定量排出器16に連結しているダイオキシン
熱分解装置18からなる。
【0022】飛灰貯蔵撹拌タンク15には、飛灰運搬車
(ジェットパック車)1にて搬送された飛灰が、飛灰投
入口11から順次投入される(必要に応じて、飛灰の焼
結温度調整剤も一緒に投入される)。飛灰貯蔵撹拌タン
ク15内に貯留された飛灰集積物は、気体供給口14か
ら供給される気体が吹き込まれて、浮遊移動し混合され
化学組成が均質化した飛灰混合物となる。飛灰混合物
は、一旦、飛灰供給用ホッパ17に移された後、ダイオ
キシン熱分解装置18に供給され、処理される。
【0023】図1の飛灰のダイオキシン熱分解処理装置
10において、飛灰貯蔵撹拌タンク15の気体供給口1
4は、乾燥空気供給ラインと窒素ガス供給ライン(図示
せず)のそれぞれ接続し、飛灰貯蔵撹拌タンク15内に
乾燥空気と窒素ガスとを同時にあるいは別々に供給でき
るようになっていることが好ましい。
【0024】飛灰貯蔵撹拌タンク15の気体排出口13
には、飛灰回収用のバグフィルタ19などの飛灰回収装
置が備えられており、飛灰が気体に同伴して外部に排出
されないようにされている。
【0025】飛灰貯蔵撹拌タンク15、及び飛灰供給用
ホッパ17の容量には、特別な制限はないが、その容量
比(飛灰貯蔵撹拌タンク:飛灰供給用ホッパ)は10
0:10乃至100:1の範囲にあることが好ましい。
【0026】ダイオキシン熱分解装置18には、飛灰を
還元雰囲気下にて250〜450℃(好ましくは、35
0〜450℃)の温度範囲で加熱することができる装置
が用いられる。ダイオキシン熱分解装置には、酸素濃度
2容量%以下(通常は、1容量%以下)に調整された窒
素ガス下にて、飛灰を撹拌しながら加熱することができ
る横円筒型加熱炉等の公知の装置を用いることができ
る。
【0027】次に、本発明の飛灰の処理方法を利用した
飛灰と主灰の処理法について、図2を参照しながら説明
する。図2は、本発明の飛灰と主灰とを処理する方法の
工程を示す概略図である。
【0028】本発明の飛灰と主灰とを処理する方法にお
いては、飛灰と主灰とをそれぞれ分けて処理する。
【0029】図2において、飛灰は、ダイオキシン熱分
解処理装置10、水槽21そして脱水機22により処理
される。飛灰は、ダイオキシン熱分解処理装置10によ
りダイオキシン含有量が低減された後、冷却器20によ
り冷却され、水槽21に投入される。水槽21に投入さ
れた飛灰は、撹拌機23による攪拌下にて水洗され、塩
素含有量が低減される。水洗によって塩素含有量が低減
した飛灰は、ろ過脱水機などの公知の脱水機22によっ
て乾燥される。
【0030】主灰は、篩24と磁選機25とによって処
理される。主灰から篩24によって粗大粒子が、磁選機
25によって着磁物がそれぞれ除去される。篩24の目
開きは、10〜50mmの範囲、好ましくは15〜25
mmの範囲である。なお、図2においては、篩24と磁
選機25とがこの順で配置されているが、篩24の前
に、磁選機25を配置してもよい。
【0031】本発明の処理方法により処理された主灰と
飛灰とは、それぞれセメント原料として好適に利用する
ことができる。本発明の処理方法により得られた飛灰と
主灰とを含むセメント原料は公知の方法により製造する
ことができる。
【0032】これまで説明したダイオキシン熱分解処理
装置においては、飛灰貯蔵撹拌タンク15、飛灰供給用
ホッパ17及びダイオキシン熱分解装置18のそれぞれ
が一基ずつ配置されていたが、飛灰貯蔵撹拌タンク15
を二基もしくはそれ以上配置することもできる。
【0033】図3に、飛灰貯蔵撹拌タンク15を二基備
えたダイオキシン熱分解処理装置の構成の例を示す。図
3において、矢印は各種気体または飛灰が流れる配管を
示し、33はバルブを示す。
【0034】飛灰貯蔵撹拌タンク15a、15bは、そ
れぞれ飛灰運搬車両1から飛灰を投入できるようになっ
ている。飛灰貯蔵撹拌タンクの気体供給口はそれぞれ、
乾燥空気供給ライン31と窒素ガス供給ライン32にバ
ルブ33aを介して接続している。乾燥空気供給ライン
31はまた、飛灰貯蔵撹拌タンク15a、15bのバグ
フィルタ19a、19bに接続しており、乾燥空気によ
ってバグフィルタを逆洗できるようになっている。乾燥
空気供給ライン31はさらに、バグフィルタ19a、1
9bから排出される気体の気体排出ライン34にも接続
しており、湿気を含んだ大気または空気が飛灰貯蔵タン
ク15a、15bに逆流しないようになっている。
【0035】飛灰貯蔵撹拌タンク15a、15bにて調
整された飛灰混合物は、二基のチェンコンベア35a、
35bによって飛灰供給用ホッパ17に搬送される。
【0036】飛灰供給用ホッパ17は、上部にバクフィ
ルタ36を備えた排気口37を有している。飛灰供給用
ホッパ17の定量排出装置16は、二基のチェンコンベ
ア38a、38bにそれぞれ定量の飛灰混合物を供給す
る。チェンコンベア38a、38bはそれぞれ別のダイ
オキシン熱分解装置(図示せず)に飛灰混合物を搬送す
る。なお、図3では、チェンコンベア38a、38bは
2基となっているが、例えば、ダイオキシン熱分解装置
が1基であれば、チェンコンベアは1基としてもよい。
また、3基以上のダイオキシン熱分解装置が用意されれ
ば、チェンコンベアを3基以上としてもよい。但し、チ
ェンコンベアとダイオキシン熱分解装置との数を必ずし
も一致させる必要はない。
【0037】
【実施例】互いに異なる地域の都市ゴミ焼却から集めら
れた、下記の表1に示す10種の飛灰(A〜J)を用意
した。
【0038】
【表1】
【0039】上記A〜Jの飛灰をそれぞれ略同一の重量
にて、順次、図1のダイオキシン熱分解処理装置の飛灰
貯蔵撹拌タンクに投入し、各飛灰を投入する毎に、飛灰
貯蔵撹拌タンクの気体供給口から、乾燥空気を飛灰集積
物に連続的に吹き込んで飛灰を混合した。次いで、飛灰
混合物を飛灰供給用ホッパに移した後、加熱温度400
℃にて設定したダイオキシン熱分解装置にて、ダイオキ
シン熱分解処理を行った。その結果、ダイオキシン熱分
解装置内にて飛灰の焼結が起こらず、連続的にダイオキ
シン熱分解処理を行なうことができた。
【0040】
【発明の効果】本発明の飛灰のダイオキシン熱分解処理
方法によれば、二以上の都市ゴミ焼却炉にて発生した化
学組成の異なる二種類以上の飛灰から、工業的に有利
に、セメント原料して有用なダイオキシン含有量の低減
した飛灰を得ることができる。また、本発明の主灰と飛
灰の処理方法によれば、主灰と飛灰とをセメント原料し
て有用な状態に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の飛灰のダイオキシン熱分解処理装置の
構成の例を示す概略図である。
【図2】本発明の飛灰と主灰とを処理する方法の工程を
示す概略図である。
【図3】本発明の飛灰のダイオキシン熱分解処理装置の
構成の別の例を示す概略図である。 1 飛灰運搬車(ジェットパック車) 10 ダイオキシン熱分解処理装置 11、11a、11b 飛灰投入口 12、12a、12b 気体排出口 13 飛灰排出口 14 気体供給口 15、15a、15b 飛灰貯蔵撹拌タンク 16 定量排出器 17 飛灰供給用ホッパ 18 ダイオキシン熱分解装置 19、19a、19b バグフィルタ 20 冷却器 21 水槽 22 脱水機 23 撹拌機 24 篩 25 磁選機 31 乾燥空気供給ライン 32 窒素ガス供給ライン 33、33a バルブ 34 気体排出ライン 35a、35b チェンコンベア 36 バグフィルタ 37 排気口 38a、38b チェンコンベア
───────────────────────────────────────────────────── 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) F23J 1/00 B09B 3/00 304G 5/00 N (72)発明者 藤原 正成 山口県美祢市伊佐町大字伊佐4768番地 宇 部興産株式会社伊佐セメント工場内 (72)発明者 亀川 貴宏 山口県宇部市大字小串1978番地の2 宇部 興産株式会社宇部セメント工場内 (72)発明者 城 安市 山口県徳山市御影町1番1号 株式会社ト クヤマ内 Fターム(参考) 2E191 BA12 BB00 BC01 BD11 3K061 NA03 NA05 NA10 NA13 4D004 AA36 AA37 AB07 BA06 CA09 CA37 CA39 CA45 CB46 CC11 CC12 DA06 DA10 4G036 AC12

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二以上の都市ゴミ焼却炉にて発生した化
    学組成が互いに異なる二種類以上の飛灰を還元雰囲気下
    にて250〜450℃の温度範囲で加熱することによ
    り、飛灰中のダイオキシンを熱分解して、ダイオキシン
    含有量が低減した飛灰を得る方法であって、該二種類以
    上の飛灰を予め混合し、化学組成が均質化した飛灰混合
    物に対して上記加熱処理を行なうことを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項2】 上記飛灰の混合操作を、飛灰貯蔵タンク
    内で、飛灰集積物に気体を連続的あるいは断続的に吹き
    込む操作により飛灰を浮遊移動させて行なうことを特徴
    とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 飛灰の混合の際に、生成する飛灰混合物
    の焼結温度よりも焼結温度の高い焼結温度調整剤を添加
    混合することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 飛灰の焼結温度調整剤が、石灰石、石炭
    灰、もしくはコンクリートからなることを特徴とする請
    求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のうちのいずれかの項に
    記載の方法によって得られた、ダイオキシン含有量が低
    減した飛灰を含むセメント原料。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至4のうちのいずれかの項に
    記載の方法によって得られた、ダイオキシン含有量が低
    減した飛灰を、さらに、水洗操作と脱水操作とを施すこ
    とにより得られた飛灰を含むセメント原料。
  7. 【請求項7】 上部に飛灰投入口と気体排出口を備え、
    下部に飛灰排出口と気体供給口とを備えた飛灰貯蔵撹拌
    タンク、そして該飛灰貯蔵撹拌タンクの飛灰排出口に連
    結している飛灰を還元雰囲気下にて250〜450℃の
    温度範囲で加熱することができるダイオキシン熱分解装
    置を含む、複数の都市ゴミ焼却炉起源の飛灰のダイオキ
    シン熱分解処理装置。
  8. 【請求項8】 二以上の都市ゴミ焼却炉にて発生した化
    学組成が互いに異なる二種類以上の飛灰を、予め混合
    し、化学組成が均質化した飛灰混合物を得た後、これを
    還元雰囲気下にて250〜450℃の温度範囲で加熱す
    ることによって、飛灰中のダイオキシンを熱分解して、
    ダイオキシン含有量が低減した飛灰を得る工程、そして
    二以上の都市ゴミ焼却炉にて発生した二種類以上の主灰
    から粗大粒子と着磁物とを除去する工程を行なうことを
    特徴とする、都市ゴミ焼却炉にて発生した飛灰と主灰と
    を処理する方法。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の処理が行なわれた飛灰
    と主灰とを含むセメント原料。
  10. 【請求項10】 ダイオキシン含有量が低減した飛灰
    を、さらに、水洗操作と脱水操作とを施すことにより得
    られた飛灰として用いる請求項9に記載のセメント原
    料。
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