JP2003080203A - 無機質の焼却灰及び燃焼飛灰に含有するダイオキシン類並びに重金属類の処理方法。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ダイオキシン類の合成防止を完全燃焼と中和処
理により行うと共に、燃焼飛灰中に含有される重金属類
を除去し、無害化と資源化を効率良く安価に行う。 【解決手段】炉本体を底部より、第一段旋回流動層室１
−１と第二段ガス旋回流室１−２とからなる二段旋回流
動層式焼却炉を用いてダイオキシン類の発生を防止す
る。前記第二段ガス旋回流室の中心軸頂部に陣笠付きガ
ス冷却室２７を設け、冷却室の最下部の側板に高圧空気
入口を連通し、冷却水によって発生した排水中の燃焼飛
灰を攪拌して排水処理する。また、ガス冷却室の中心軸
頂部に排ガスチャンバー２９を設け、中心軸頂部に排気
筒を設け連通させ、その下部に多数のオリフィスノズル
３４を配列させて、高圧熱風を送り込むことにより、第
三段目の旋回流を形成して、多量の水蒸気を含んだ排ガ
スと混合して白煙防止を図る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明に属する技術分野】本発明は、焼却灰及び燃焼飛
灰に含有する芳香族系有機塩素化合物で有る猛毒のダイ
オキシン類の再合成を抑制すると共に、燃焼飛灰に含有
する重金属類の処理方法であって、特に焼却炉で発生す
る旋回（竜巻）流の３代特性を活用して、前記ダイオキ
シン類の再合成の抑制を図った後、燃焼飛灰に含有して
いる重金属類の除去を行う方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】一般的に廃棄物は、植物性又は動物性の
食品屑等いわゆる厨芥と紙・繊維・木・竹・プラスチッ
ク類・ゴム・皮革・落葉等の雑芥や、その他土砂ガラス
・陶磁器・金属類を含む。厨芥と雑芥は６０〜８０％の
水分を含み可燃性のものであるが、土砂・ガラス・陶磁
器・金属類は不燃物である。これらの可燃分と不燃分の
比率は、地域別の差は殆どなく混合芥では可燃分約８０
％、不燃分２０％程度である。尚、パルプ廃液・石油精
製における硫酸滓その他各種の可燃物には多少の差はあ
っても不燃物を含んでいる。又、化学製品の普及によっ
て焼却処理施設から、発生する燃焼排ガス・焼却灰及び
燃焼飛灰の中には、猛毒の芳香族系有機塩素化合物で有
るダイオキシン類や、多塩化ジベンゾフランが多量に含
まれている。これらの有害物質が自然界に流出すること
によって、自然環境や健康に直接影響を及ぼす生活環境
に弊害が現れ大きな社会問題を誘発している。そこで何
らかの方法で有害物質の安定化を図る必要が生じる。然
しながら、従来は、固定炉床式、ストーカー（ロスト
ル）式、流動床式及びガス化溶融式等によって、焼却処
理されているものの、これらの方式ではダイオキシン類
や多塩化ジベンゾフラン等の合成を抑制することは不可
能で有る。その理由は、発生する燃焼排ガス・焼却灰及
び燃焼飛灰の中には必ずダイオキシン類・多塩化ジベン
ゾフラン等や重金属類が含有しているし、集塵装置で捕
集された燃焼飛灰の中には、焼却灰同様、必ずダイオキ
シン類・多塩化ジベンゾフラン等や重金属が含有してい
るため、溶融炉等でエンドレスに再処理が繰り返されて
いるだけで、特段の燃焼方式によってダイオキシン類・
多塩化ジベンゾフラン等の合成を抑制する措置は採られ
ていないばかりか、重金属類の処理も一部の例を除いて
殆ど実用化されていない。 【０００３】従来の焼却装置は、被焼却物に混入してい
る石・ガラス・陶磁器・金属類等の不燃物の処理に関し
ては一部を除いて何ら考慮されておらず、たとえ焼却装
置の前処理工程中に不燃物除去装置や破砕装置を設けて
も、尚、効率の良い焼却処理が得られないばかりか、塵
芥以外の可燃物、例えばパルプ廃液・硫酸滓であっても
同様の課題が残されている。更に被焼却物の燃焼によっ
て発生する塩化水素（ＨＣｌ）・酸素（Ｏ_２）・一酸化
炭素（ＣＯ）等によって、燃焼飛灰の中の重金属類や燃
え残った炭素によって合成される猛毒のダイオキシン類
や、多塩化ジベンゾフランが発生し、重大な社会問題を
引き起こしているものの、燃焼方法等で、この問題を解
決する手段はなされていない。 【０００４】傾斜した火床上に被焼却物を上方から投入
し、その下方からの空気を上方の斜めの邪魔板に沿って
吹き上げ、循環の流れを生じさせる燃焼装置、例えば特
開昭４６−８９２号公報に記載されているが、この装置
では、空気の循環が不充分であり、しかも被焼却物は一
段で装置内に投入される一段燃焼方法であるがために、
燃焼は必ずしも充分といえない欠点がある。 【０００５】又、炉の頂部の開口部から被焼却物を投入
し、充填された被焼却物の上部に設けた散気管からの吹
き込み空気によって、充填された被焼却物の上部に流動
層を形成し燃焼させた後、不燃物を底部に設けたスクリ
ューコンベアで装置外に排出するようにした一段燃焼方
式（例えば特開昭４９−１０８８５６号公報）もある
が、これでは流動層における燃焼は不充分である。まし
てや水分の多い被焼却物にあっては不完全な燃焼とな
る。 【０００６】更に、パドルフィーダーを炉の底部に設
け、被焼却物をその一方から炉内に搬送し、このパドル
フィーダートラフの下方からの空気の吹き上げとその上
部の散気管によって流動層を形成する一段式の燃焼装置
は、本出願人に係る特開昭５２−９０１７４号公報に記
載されているが、この方法も一段式燃焼装置のために必
ずしも完全な燃焼は得られない。 【０００７】一方、本出願人に係る特開昭５５−９５０
１６号公報の方法は、前記特開昭５２−９０１７４号公
報の装置とは異なり、被焼却物は炉本体の流動層室の斜
め上方から投下され、熱媒体（硅砂等）によって形成さ
れた流動層中に落下し、一部が燃焼し流動層を通過して
パドルフィーダーに落下したものは、このフィーダーで
粉砕されフィーダートラフからの空気の吹き上げと、流
動層室の中間部に設けた散気管によって安定した流動層
を形成するものである。これは散気管上方の一方の壁か
ら斜め上方に、更にその対向壁から斜め下方に炉外で熱
交換した空気を風箱から吹き込んで旋回流動層を形成す
る二段燃焼方式である。この場合、被焼却物は旋回流に
乗って完全な燃焼が行われるが、炉内に投入された被焼
却物の中には、パドル間隔以上の大きな石塊や金属塊等
の不燃物が混入することも多く、パドルフィーダーの回
転停止が起こる。従って、可燃物の粉砕と不燃物の搬送
が順調に行われないため充分な二段燃焼が不可能となる
ばかりか、焼却装置そのものの一時停止を余儀なくされ
る等の基本的な欠点がある。又、被焼却物の燃焼によっ
て発生する酸性ガス例えば塩化水素によって、特殊な例
を除いて殆どの当該装置は、炉本体内壁の耐火材が著し
く劣化され、装置そのものの機能を完全に損ね焼却処理
が不可能となる。よって、これらを補うための手間や修
繕等にかかる経費は増大する。その上、焼却装置内にお
いて、猛毒で有る芳香族系有機塩素化合物で有るダイオ
キシン類や、多塩化ジベンゾフランの合成を抑制する技
術に関しては、殆ど考慮されていないため、前記二段旋
回流動層式燃焼炉を用いて構築されたもの以外の廃棄物
焼却処理施設は開発されていない。 【０００８】然しながら、前記廃棄物焼却処理施設おい
て集塵装置等で捕集した乾状のものと廃水処理装置から
引き抜かれた汚泥状の燃焼飛灰中には、ダイオキシン類
は殆ど含有していないが、有害物質である重金属類は含
まれている。従って、前記重金属類の分離除去ができな
いために貴重な資源（フライアッシュ）として再利用で
きるにも拘らず利用されていない。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされるもので、被焼却物の燃焼に
よって発生する猛毒のダイオキシン類や、多塩化ジベン
ゾフランの合成を抑制する燃焼方法を確立した、前記二
段旋回流動層式焼却炉を用いて、構築された廃棄物焼却
処理施設に燃焼飛灰中の重金属類の分離除去装置を加え
た一連の処理施設を用いて、処理する方法を提供するこ
とを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】前記課題を技術的に解決
するための手段として、本発明は、本出願人が所有する
特許第２９８５０５８号の二段旋回流動層式焼却炉を用
いて構築した廃棄物焼却処理施設によって行うものであ
る。一般的に焼却処理施設におけるダイオキシン類の生
成過程は、二次燃焼室において完全燃焼できないまま残
留した未燃成分、或いは前駆物質が、二次燃焼室から熱
交換器・集塵機を通過するうちに温度・雰囲気・触媒な
どの諸条件が適当に揃ってしまい、燃焼によって発生し
た塩化水素と反応して生成されると考えられている。こ
の生成反応には、１）３００〜５００℃の雰囲気で、ば
いじん中の重金属（特に銅の触媒作用が強い）が触媒と
なり、未燃炭素などから合成される反応経路と、２）ク
ロロフェノールやクロロベンゼンといった前駆物質の分
解、合成反応で生成される反応経路が有る。特に１）の
合成反応は、関連の薄い物質から新たに合成されると言
った意味でＤｅ Ｎｏｖｏ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓとよば
れている。毒性の強いダイオキシン類は、その化学的構
造からもわかるように、本質的には一酸化炭素（ＣＯ）
や各種炭化水素（ＨＣ）などと同様、未燃分の一種と考
えられている。従って、焼却炉内でのダイオキシン類生
成抑制法は、高い燃焼温度（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）
・高温での充分な滞留時間（Ｔｉｍｅ）・未燃ガスと空
気との良好な乱流混合（Ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ）が最も
重要と成る。そこで、酸素（Ｏ_２）濃度のコントロール
を前提とするが、この三要素の良好なバランスが図れば
殆どのダイオキシン類の抑制が可能となる。但し、燃焼
によって発生した塩化水素は、前記の三要素の良好なバ
ランスの図られた燃焼状況で同時に生石灰（ＣａＯ）に
よる中和処理を行い安定した無害の塩化カルシウム（Ｃ
ａＣＩ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）が生成され、重金属の触媒が
燃焼ガス中に存在しても殆ど反応しないため、ダイオキ
シン類の抑制効果を高めることが可能となった。そこ
で、前記二段旋回流動層式焼却炉の中心軸の上部に陣笠
付ガス冷却室（濡れ壁式）を設け、更に、その上部に清
浄化された燃焼排ガスの排ガスチャンバーを設け、更に
上部に排ガスを大気に放出するための排気筒を設け、こ
の排気筒の外側の最下部に白煙防止装置を設けた、前記
二段旋回流動層式焼却炉の中心軸の上部に各々の装置を
積み上げて、構成する廃棄物焼却処理施設に本出願人が
出願中の特願２０００−３２７８１０の二段旋回流動層
式焼却炉によって、発生した燃焼飛灰に含有している重
金属類の処理方法を組み込んで構築した、前記廃棄物焼
却処理施設によって行う一連の処理方法を要旨とするも
のである。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて詳説する。図１は本発明に係る焼却炉の概
念を示す断面図であり、１は、炉本体でありその底部よ
り硅砂等の熱媒体ａを充填する第一段旋回流動層室１−
１と、第二段ガス旋回流室１−２と、ガス燃焼室１−３
とに区分して構成する。 【００１１】前記第一段旋回流動層室１−１は、すり鉢
状になだらかに傾斜する円錐形底板ｎが設けられ、この
円錐形底板ｎの中央を通って最下部に抜ける熱媒体取出
口２を設けると共に、ほぼ前面に亙って多数のオリフィ
スノズル３を垂直に配列させて設け、これらのオリフィ
スノズル３は円錐形底板ｎの下側に設けた風箱４と連通
させる。 【００１２】５は風箱４に取り付けられた熱風送気管で
あり、炉外で空気熱交換器（図略）によって熱交換され
た加圧空気ｅは、前記オリフィスノズル３を通過して第
一段旋回流動層室１−１内に吹き出され、予め充填され
た熱媒体ａを吹き上げて流動層を形成する。 【００１３】６は第一段旋回流動層室１−１の上方の内
壁に設けたオリフィスノズルであり、図３に示すように
任意の角度を持たせてタンジェンシャルに多数配列し、
炉本体１の外板と耐火材ｆとの間に環状の風箱７を設
け、この環状の風箱７とオリフィスノズル６を連通させ
る。 【００１４】８は炉本体１の外側に配設した環状ヘッダ
ー管であり、炉外で熱交換された加圧空気ｅを熱風送気
管９に送り込むと、上部に複数箇所設けられた熱風送気
管１０から各ダンパー１２及び熱風送気管１１を介し
て、前記環状の風箱７内に送気された加圧空気ｅは、前
記タンジェンシャルのオリフィスノズル６を連通して第
一段旋回流動層室１−１内に吹き出され、流動層を形成
した熱媒体ａを旋回させる。つまり熱媒体ａの安定した
第一段目の旋回流動層が形成される。 【００１５】１３は、第一段旋回流動層室１−１と第二
段ガス旋回流室１−２のほぼ中間の内壁部に上方より斜
め下方に傾斜して設けられた固形状被焼却物ｂを投入す
るための投入口であり、この固形状被焼却物投入口１３
に隣接させて図１（ロ）のような液状被焼却物ｃを注入
するための注入口１４が設けられる。 【００１６】前記固形状被焼却物ｂは、前処理工程（図
略）において一定粒径以下に破砕された後、図示を省略
した被焼却物供給装置でロータリーフィーダー（図略）
を経由して定量ずつ前記固形状被焼却物投入口１３より
第一段旋回流動層室１−１内に投入される。一方液状被
焼却物ｃは、図示を省略したがポンプアップし定量的に
前記液状被焼却物注入口１４より、第一段旋回流動層室
１−１内に注入される。 【００１７】このようにして第一段旋回流動層室１−１
内に送り込まれた被焼却物は、瞬時に乾燥とガス化及び
一部が燃焼して、第一段目の燃焼工程が完了すると共
に、不燃物ｄは、第一段旋回流動層室１−１内で可燃分
と分離され、前記円錐形底板ｎ上に一時滞留した後、熱
媒体取出口２より、一部の熱媒体ａと一緒に搬送機（図
略）で炉外に搬出され分級器（図略）に送られる。そし
て熱媒体ａと不燃物ｄに分離され、熱媒体ａは、熱媒体
循環装置（図略）でロータリーフィーダー（図略）まで
搬送され、第一段旋回流動層室１−１と第二段ガス旋回
流室１−２の間の内壁に設けられた熱媒体循環口１５
（図１（ハ）参照）から第一段旋回流動層室１−１の流
動層内に定量づつ戻され循環使用する。一方、不燃物ｄ
は、不燃物搬送機（図略）によって、不燃物貯留槽（図
略）に送られ一時貯留した後系外に搬出される。 【００１８】本発明に係る焼却炉は、定格運転で常に負
圧状態で運転する必要性から外気との気密性が要求され
ている。そこで外気とのシールは前記流動層を形成する
ために使用される熱媒体ａのサンドシール法によってそ
の役割を果たす。 【００１９】尚、熱媒体循環口１５の取り付け位置と同
じ円周上の他の個所に、斜め下方に傾斜する中和剤投入
口１６及びバーナー１７が設けられる（図１（二）、
（イ）参照）。 【００２０】中和剤投入口１６は、被焼却物ｂ、ｃの燃
焼によって発生した酸性ガス例えば塩化水素等を化学反
応によって、中和処理するための中和剤ｇ（ＣａＯ等）
を第一段旋回流動層室１−１内の前記旋回流動層内に投
入するものであって、投入された中和剤ｇは、旋回流動
層の竜巻流（乱流）に乗って燃焼ガスとの直接混合時間
を長く取り、効率良い中和反応が行われダイオキシン類
の抑制効果を発揮する。 【００２１】前記バーナー１７は、熱媒体ａが旋回流動
状態において着火し燃焼させる。炉内温度が設定温度に
上昇した時点で、被焼却物ｂ、ｃを単独或いは同時に第
一段旋回流動層室１−１内に供給し、竜巻流の外側温度
を８５０℃以上に保持して被焼却物ｂ、ｃの燃焼を安定
させると共に竜巻流のエネルギー即ち、竜巻流の中心軸
温度を１３００℃以上に維持させるために，重油等の高
発熱量の補助燃料ｍを燃やす必要があるので、このバー
ナー１７が使用される。 【００２２】炉本体１の外側には、環状ヘッター管２０
が配設され、この環状ヘッター管２０には熱風送気管２
１、２２が設けられ、更に熱風送気管２２と前記風箱１
９の熱風送気管２３との間にダンパー２４が各々配設さ
れる。炉外で空気熱交換器（図略）によって熱交換され
た加圧空気ｅを熱風送気管２１から環状ヘッター管２０
に送り込むと、この加圧空気ｅはダンパー２４によって
平均的な酸素濃度（空気量）を調整し、風箱１９に送気
され各オリフィスノズル１８から吹き出して、前記第一
段目の旋回流（竜巻流）より一層、強靭な第二段目の旋
回流が形成される。 【００２３】この第二段目の旋回流（竜巻流）は、旋回
流の外側に在る物を当該流中心に引き寄せる特性を有し
ている。この特性は、焼却炉１において発生した燃焼ガ
スを旋回流の中心部に引き寄せるため、焼却炉１の内壁
面に用いられる耐火材ｆに対し、酸性ガスからの腐食を
完全に阻止できることと、燃焼ガスの炉内滞留時間を引
き延ばすことができると共に、当該流中心部の温度を１
３００℃以上に保持できることから、酸性ガスの中和処
理と被焼却物ｂ、ｃの完全燃焼をほぼ達成できる。従っ
て、ダイオキシン類の抑制効果も多大なものと成る。 【００２４】第二段目の燃焼完了後の燃焼ガスｈ及び発
生飛灰ｉは、炉本体１のガス燃焼室１−３の頂部に設け
た排ガス出口管２５より排出されるが、これらはガス冷
却室（濡れ壁式）２７に導かれ、陣笠４２の中心部に冷
却水入口管４０より送水された冷却水ｌを連続、且つ、
平均的に送水して、発生飛灰ｉの５０％以上を排水中に
浮遊懸濁させるが、発生飛灰ｉを平均的に浮遊懸濁させ
るために、高圧空気入口管４１より高圧空気ｏを送気し
て良く混合した後、適当な排水処理装置（図略）に送水
して処理される。残りの飛灰を含んだ燃焼ガスｈは、余
熱利用装置（図略）或るいは冷却水によって４００〜５
００℃に降温した後、ガス冷却室（濡れ壁式）２７の上
部側面に設けた排ガス出口管２８から排出される。尚、
ガス燃焼室１−３の頂部には、燃焼ガス緊急放出口管２
６を設け、未燃ガスによる爆発事故を防止する配慮がな
されている。 【００２５】この排ガスｊは、適当な手段、例えば図示
は省略するが、空気熱交換器を経由してダストコレクタ
ー等によって、飛灰を捕集した後の排ガスを誘引送風機
（図略）を経由して排ガスチャンバー２９の下部の側面
に設けた、排ガス入口管３０に送気すると共に、該チャ
ンバー２９の排ガス入口管３０と同レベルの任意の位置
に設けた白煙防止用熱風入口管３１から、熱風発生炉
（図略）で発生した６００℃の熱風を送気して混合す
る。更に、該チャンバー２９の頂部に排筒３２を設ける
が、この排気筒３２の最下部に環状の風箱３３を設け、
排気筒側板に任意の角度を持たせた多数のオリフィスノ
ズル３４をタンジェンシャルに、配列させ連通させる。
更に、排気筒３２の外側には、環状ヘッダー管３５が配
設され、この環状ヘッダー管３５には熱風送気管３６、
３７が設けられ、熱風送気管３７と前記風箱３３に設け
た熱風送気管３６との間にダンパー３８が、各々配設さ
れる。空気熱交換器（図略）によって熱交換された加圧
空気ｅを、ダンパー３８で調整して、熱風送気管３９か
ら環状ヘッダー管３５に送り熱風送気管３６と風箱３３
経由して、オリフィスノズル３４から排気筒３２に吹き
込まれ、旋回流を発生する。排ガスは、この旋回流に乗
って混合され排ガス中の水蒸気を気化させて白煙防止を
図る。 【００２６】図５は、であって、前記廃棄物焼却処理施
設で発生した燃焼飛灰ｐを集塵装置（図略）で捕集した
乾状のものと前記廃棄物焼却処理施設の廃水処理装置
（図略）から発生しる湿状の汚泥を混練機４３に其々移
送（図略）し、均一な湿分を保持させたＮｏ．１混合物
（燃焼飛灰）ｐを飛灰貯留槽４４に移送して一次貯留す
る。該槽４４の下部に定量切出搬送機４５を設けてあり
貯留されているＮｏ．１混合物（燃焼飛灰）ｐを順次、
一定量づつ該搬送機４５及びロータリーフィーダー４６
を経由し、スクレッパー型搬送機４７に移送される。 【００２７】該搬送機４５によってＮｏ．１混合物（燃
焼飛灰）ｐは、攪拌機付洗浄槽４８に移送し一次貯留さ
れる。塩酸タンク４９内に予め貯蔵されている塩酸ｑを
塩酸移送ポンプ５０を経由して、該洗浄槽４８内に貯留
されている該混合物ｐに添加すると共に水ｒを給水する
ことにより、Ｎｏ．１混合物ｐの濃度調整を図り、よく
混合攪拌せしめ反応を促進させる。反応が完了したＮ
ｏ．２混合物ｓに含有している重金属類は、固体側から
分離して液体側に抽出され移動する。 【００２８】該洗浄槽４８内に貯留されている該混合物
ｓは、Ｎｏ．２混合物移送ポンプ５１を経由して一定量
づつＮｏ．１固液分離機５２に移送され、ここで第一段
目の固液分離が行われる。重金属化合物を殆ど含まない
固形物（フライアッシュ）ｂ‘と重金属化合物を含んだ
Ｎｏ．１分離液体（塩化カルシウム溶液）ｔに分離され
固形物（フライアッシュ）ｂ‘は建設資材として再利用
が可能となる。 【００２９】分離されたＮｏ．１液体ｔは、Ｎｏ．１分
離液移送ポンプ５３を経由して、攪拌機付重金属沈降槽
５４に一定量づつ移送される。ここで重金属安定剤タン
ク５５内に、予め貯蔵されている重金属安定剤ｕを重金
属安定剤移送ポンプ５６を経由させ、Ｎｏ．１分離液ｔ
に添加し、よく混合攪拌せしめＰＨ調整した後、Ｎｏ．
２分離液移送ポンプ５７を経由し第二段目の固液分離を
行うために、Ｎｏ．２分離液ｖを沈澱装置（シックナ
ー）５８に移送して重力沈降によって、重金属化合物ス
ラリーｗを系外（図略）に搬出すると共にＮｏ．３分離
液ｘを自然流下により、調整槽５９に一次貯留した後、
Ｎｏ．３分離液移送ポンプ６０を経由し一定量づつ攪拌
機付複分解槽６１に貯留する。 【００３０】硫酸タンク６２に予め貯蔵されている硫酸
ｙを硫酸移送ポンプ６３を経由して、該複分解槽６１内
の該分離液ｘに添加し、よく混合攪拌せしめ反応が完了
すると水石膏ａ‘と塩酸ｑが生成する。 【００３１】攪拌機付複分解槽６１内のＮｏ．４混合物
ｚをＮｏ．４混合物移送ポンプ６４を経由して、第三段
目の固液分離を行うためにＮｏ．２固液分離機６５に一
定量づつ移送し、ここで高純度の水石膏ａ‘（建設資材
として使用可能なもの）を分離して系外（図略）に搬出
すると共に分離液（塩酸）ｑをＮｏ．２塩酸移送ポンプ
６６を経由し、塩酸タンク４９に貯蔵し系内で循環使用
する。 【００３２】 【発明の効果】以上説明したように、二段旋回流動層式
焼却炉を用いて構築した廃棄物焼却処理施設は、従来の
当該処理施設と比較すると大きな相違点が有る。即ち、
従来の当該処理施設によって焼却処理された廃棄物の殆
どは、焼却炉の下部に堆積する焼却灰及び燃焼飛灰中の
ダイオキシン類と、燃焼排ガス中のダイオキシン類を活
性炭に吸着させたものを混合して、溶融炉で処理する方
法が主流であったが、ガス化溶融炉によって廃棄物を直
接燃焼溶融する方法も行われるようになった。然しなが
ら、直接燃焼溶融するガス化溶融炉であっても燃焼排ガ
ス中にダイオキシン類は混入しているため、集塵装置で
捕集した燃焼飛灰と活性炭に吸着させ除去したものは、
エンドレスに処理しなければならないことから、莫大な
建設費とランニングコストを必要とする上に溶融された
スラグ中には、重金属類が含まれているので、そのまま
リサイクルすることは問題が残る。従って、本発明で
は、排ガス中のダイオキシン類の処理と燃焼飛灰中の重
金属類の除去を確実で安全に実施することによって、前
記施設の各機器の損傷も少なく、修繕費は著しく軽減さ
れると共に燃焼飛灰のリサイクルが可能となったばかり
か、埋め立て処分費は、著しく軽減される。

【図面の簡単な説明】 【図１】（イ）は、本発明に係る二段旋回流層層式焼却
炉を概念的に示す縦断面図、（ロ）〜（二）は、その一
部を其々示す縦断面図である。 【図２】図１におけるＡ−Ａ線切断平面図で有る。 【図３】図１におけるＢ−Ｂ線切断平面図で有る。 【図４】図１におけるＣ−Ｃ線切断平面図で有る。 【図５】重金属類に係る処理系統の概念を示すフローシ
ートで有る。 【符号の説明】 １・・・炉本体 １−１・・・第一段旋回流動室 １−２・・・第二段ガス旋回室 １−３・・・ガス燃焼室 ２・・・熱媒体取出口 ３・・・オリフィスノズル
４・・・風箱 ５・・・熱風送気管 ６・・・オリフィスノズル
７・・・風箱 ８・・・環状ヘッダー管 ９、１０、１１・・・熱風
送気管 １２・・・ダンパー １３・・・固形状被焼却物入
口 １４・・・液状被焼却物入口 １５・・・
熱媒体循環口 １６・・・中和剤投入口 １７・・・バーナー １８・・・オリフィスノズル
１９・・・風箱 ２０・・・環状ヘッダー管 ２１、２２、２３・・
・熱風送気管 ２４・・・ダンパー ２５・・・排ガス出口管
２６・・・燃焼ガス緊急放出口 ２７・・・ガス
冷却室（濡れ壁式） ２８・・・排ガス出口管
２９・・・排ガスチャンバー ３０・・・排ガス
入口管 ３１・・・白煙防止用熱風入口管 ３２・・・排気
筒 ３３・・・風箱 ３４・・・オリフィスノズル ３５・・・環状ヘッダー
管 ３６、３７・・・熱風送気管 ３８・・・ダン
パー ３９・・・熱風送気管 ４０・・・冷却水
入口管 ４１・・・圧力空気入口管 ４２・・
・陣笠 ４３・・・混練機 ４４・・・飛灰貯留槽 ４
５・・・定量切出搬送機 ４６・・・ロータリーフィーダー ４７・・・スク
レッパー型搬送機 ４８・・・攪拌機付洗浄槽 ４９・・・塩酸
タンク ５０・・・塩酸移送ポンプ ５１・・・Ｎ
ｏ．２混合物移送ポンプ ５２・・・Ｎｏ．１固液分離機 ５３・・・Ｎ
ｏ．１分離液移送ポンプ ５４・・・攪拌機付重金属沈降槽 ５５・・・重金
属安定剤タンク ５６・・・重金属安定剤移送ポンプ ５７・・・Ｎ
ｏ．２分離液移送ポンプ ５８・・・沈澱装置（シックナー） ５９・・・調整
槽 ６０・・・Ｎｏ．３分離液移送ポンプ ６１・・・攪拌
機付複分解槽 ６２・・・硫酸タンク ６３・・・硫酸
液移送ポンプ ６４・・・Ｎｏ．４混合物移送ポンプ ６５・・・Ｎ
ｏ．２固液分離機 ６６・・・Ｎｏ．２塩酸移送ポンプ ａ・・・熱媒体 ｂ・・・固形状被焼却物 ｃ・
・・液状被焼却物 ｄ・・・不燃物 ｅ・・・加圧空気 ｆ・・・耐火
材 ｇ・・・中和剤 ｈ・・・燃焼ガス ｉ・・・燃焼飛灰 ｊ・・・排ガ
ス ｋ・・・熱風 ｌ・・・冷却水 ｍ・・・補助燃料 ｎ・・・円錐
形底板 ｏ・・・圧力空気 ｐ・・・Ｎｏ．１混合物（燃焼飛
灰） ｑ・・・塩酸 ｒ・・・水 ｓ・・・Ｎｏ．２
混合物 ｔ・・・Ｎｏ．１分離液 ｕ・・・重金属安定剤
ｖ・・・Ｎｏ．２分離液 ｘ・・・Ｎｏ．３分離液 ｙ・・・硫酸 ｗ・・
・重金属化合物スラリー ｚ・・・Ｎｏ．４混合物 ａ‘・・・水石膏 ｂ‘・・・固形物（フライアッシュ）

───────────────────────────────────────────────────── 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 ＺＡＢ Ｆ２７Ｄ 17/00 １０４ Ｆ２３Ｃ 11/02 ３１３ Ｆターム(参考） 3K061 NA02 NA11 3K064 AA04 AB03 AC05 AD04 AD08 AE04 AE08 AF08 AF10 BA05 BA15 3K078 AA05 BA03 BA26 CA02 CA12 CA18 CA21 CA24 4D004 AA36 AB03 AB07 CA24 CA29 CA30 CB04 CB05 CB31 CB36 DA02 DA06 4K056 AA19 BA01 BB01 CA20 DB05 DB08

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】炉本体を底部より、第一段旋回流動層室と
   第二段ガス旋回室とガス燃焼室とに区分して構成した焼
   却炉において、前記第一段旋回流動層室に円錐形底板を
   設け、この円錐形底板の中心を通って最下部に抜ける熱
   媒体取出し口を設けると共に、多数のオリフィスノズル
   を垂直に配列させて設け、更に円錐形底板の下部に風箱
   を設け、この風箱と各オリフィスノズルとを連通し、炉
   外で熱交換された加圧空気を熱風送気管を介して、前記
   風箱に送り込むことにより、前記第一段旋回流動層室で
   熱媒体の流動層を形成し、前記第一段旋回流動層室の上
   方の内壁に任意の角度を持たせた、多数のオリフィスノ
   ズルをタンジェンシャルに配列させて設け、炉本体の外
   板と耐火材の間に環状の風箱を設け、この環状の風箱と
   各タンジェンシャルのオリフィスノズルとを連通し、炉
   外で熱交換された加圧空気を熱風送気管及び環状ヘッダ
   ー管を介して、前記環状の風箱に送り込むことにより、
   第一段目の旋回流動層を形成し、前記第一段旋回流動層
   室と第二段ガス旋回流室のほぼ中間部の内壁に上方より
   投入する固形状被焼却物投入口と、液状被焼却物注入口
   と、炉外で不燃物と分離された熱媒体を投入する熱媒体
   循環口と被焼却物の燃焼によって、発生したガスを中和
   処理するために中和剤を投入する中和剤投入口と、バー
   ナーとを其々設け、第二段ガス旋回流室の垂直部の中央
   と第一段旋回流動層室側に形成された円錐部の中央の内
   壁に、任意の角度を持たせた多数のオリフィスノズルを
   タンジェンシャルに配列させて其々設け、炉本体の外板
   と耐火材の間に環状の風箱を設け、この環状の風箱と各
   タンジェンシャルに配置したオリフィスノズルを連通
   し、炉外で熱交換された加圧空気を熱風送気管及び環状
   ヘッダー管を介して前記環状の風箱に送り込むことによ
   り、燃焼ガスに強靭な第二段目の旋回流を形成し、更に
   第二段ガス旋回流室の上方に排ガス緊急放出口と排ガス
   出口を備えたガス燃焼室を設け、更に前記第二段ガス旋
   回流室の中心軸頂部に陣笠付ガス冷却室（濡れ壁式）を
   設け、陣笠の中心軸上部に冷却水出口と前記ガス冷却室
   の側板に設けた冷却水入口を連通し、燃焼排ガス温度を
   所定の設定温度まで降下させ、更に前記ガス冷却室の最
   下部に、環状の散気管に多数のオリフィスノズルを任意
   の角度を持たせ、タンジェンシャルに配列させて設けた
   散気管に高圧空気入口を設け、このものと前記ガス冷却
   室の最下部の側板に高圧空気入口を連通し、冷却水によ
   つて、発生した排水中の燃焼飛灰を攪拌し、前記ガス冷
   却室の最下部の側板に排水出口を設け排水処理装置に送
   水し処理後、前記冷却水入口より循環使用し、更に前記
   ガス冷却室の中心軸頂部に排ガスチャンバーを設け、こ
   のものの側板に排ガス入口を設けると共に、これと同レ
   ベルの任意の位置に白煙防止用熱風入口を設け、更に前
   記排ガスチャンバーの中心軸頂部に排気筒を設け連通さ
   せ、この排気筒の下部に任意の角度を持たせた、多数の
   オリフィスノズルを、タンジェンシャルに配列させて設
   けた排気筒の側板の外側に環状の風箱を設け、更に、こ
   の風箱の外側に環状のヘッダー管を設け、熱風送気管を
   介して連通させ、炉外で熱交換された、高圧空気を熱風
   送気管及び環状のヘッダー管を介して、前記環状の風箱
   に送り込むことにより、第三段目の旋回流を形成し、多
   量の水蒸気を含んだ排ガスと白煙防止用熱風を旋回流の
   特性を生かし効率良い混合によって、排ガス中の水蒸気
   を気化させ白煙防止を図る、本出願者が所有する、特許
   第２９８５０５８号の二段旋回流動層式焼却炉中心軸の
   上部に設けた、排気筒までの各機器を積み重ねて構築し
   た廃棄物焼却処理施設で焼却灰及び燃焼飛灰を再び焼却
   処理して、前記灰に含有している芳香族系有機塩素化合
   物であるダイオキシン類を熱分解し再合成を抑制すると
   共に、本出願者が出願中の特願２０００−３２７８１０
   の二段旋回流動層式焼却炉によって、発生した燃焼飛灰
   に含有している重金属類の処理を組み合わせて、処理す
   ることを特徴とした処理方法。