JP2003190915A

JP2003190915A - 溶融処理方法および溶融処理装置

Info

Publication number: JP2003190915A
Application number: JP2001399605A
Authority: JP
Inventors: Keizo Hamaguchi; 敬三浜口; Mitsuhiro Tada; 光宏多田
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】焼却、加熱、溶融等の各種操作から排出さ
れる排ガス、有害物質を処理するための溶融処理方法お
よび溶融処理装置を提供する。【解決手段】アルカリ中和剤を排ガスに投入して排ガ
ス中の酸性成分を除去し、集塵機または反応器から排出
されるアルカリ中和剤および反応生成物を含んだ飛灰を
溶融設備に供して溶融処理を行う方法であって、排ガス
中の酸性成分濃度および／またはアルカリ中和剤の噴霧
量にもとづいて、溶融処理に供する飛灰の性状を溶融処
理の前に特定し、該性状にもとづいて溶融処理条件を設
定して、溶融処理することを特徴とする溶融処理方法、
およびそれを実施するための溶融処理装置。

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、加熱、溶融
等の各種操作から排出される排ガスにアルカリ中和剤を
噴霧して得られる集塵灰（飛灰）の溶融処理方法および
溶融処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ、産業廃棄物、下水汚泥、汚染
土壌等の各種廃棄物を焼却・溶融処理する過程や、金属
精錬工場などで可燃性の付着物を含むスクラップを予
熱、溶解する際に排出される排ガスには、煤塵、塩化水
素等の酸性成分、窒素酸化物、水銀等の重金属、ダイオ
キシン類およびその前駆物質など、さまざまな有害物質
が含まれている。

【０００３】これらの有害物質の内、ＨＣｌやＳＯｘな
どの酸性成分は、アルカリ中和剤である粉末消石灰を排
ガス中に吹き込んで、反応器やバグフィルタで中和反応
をさせて排ガスから除去する乾式法が広く用いられてい
る。また、窒素酸化物であるＮＯｘは、焼却炉内や炉出
口にてアンモニアまたは尿素水を噴霧してＮＯｘを選択
的に除去する無触媒脱硝法が広く用いられている。さら
に必要に応じて窒素酸化物は脱硝触媒を用いた脱硝塔に
よりアンモニアを噴霧して除去する触媒脱硝法が用いら
れている。また、水銀やダイオキシン類は、排ガス中に
粉末活性炭を吹き込んで、反応器やバグフィルタで吸着
除去させる活性炭吹込法が広く用いられている。

【０００４】このように、酸性成分を除去するために、
アルカリ中和剤を噴霧することが広くなされており、反
応器や集塵機から排出される飛灰は、主に、アルカリ中
和剤および反応生成物、排ガス由来の煤塵からなり、そ
の他、微量の重金属、ダイオキシン類等を含有してい
る。

【０００５】前記飛灰は、無害化処理のため、キレート
等の薬剤による重金属安定化処理や、セメント固化処理
がなされるが、ダイオキシン類の無害化およびスラグ有
効利用の目的で、溶融処理がなされることが多くなって
きた。飛灰の溶融処理は例えば、電気抵抗式溶融、プラ
ズマ式溶融、アーク式溶融が採用されていた。また、可
燃物（廃棄物等）と混合させて溶融させたり補助燃料を
用いて溶融させる場合は、ガス化溶融、表面溶融、旋回
溶融、コークスベット溶融などの各種方法も一部採用さ
れていた。

【０００６】飛灰は上記の如く、消石灰等のアルカリ中
和剤を多く含んでいるので、塩基度（本明細書ではＣａ
／Ｓｉ比を指すものとする）が高く、例えば電気抵抗式
など溶融処理の多くの場合は、塩基度を低下させる必要
があった。これを解決するため、例えば、塩基度の相対
的に低い、焼却炉からの焼却残渣（以下、主灰という）
を飛灰と混合して溶融処理するか、添加剤としてアルミ
ナ、Ｎａ、ガラスペレットを混合させて溶融処理する方
法が採用されていた。

【０００７】特開平１１−１６５０３６号公報には、カ
ルシウム系とナトリウム系のアルカリ物質を共に用いて
排ガスを処理し、集塵機から得られる捕集灰（飛灰）に
含まれるカルシウムとナトリウムの含有量を調整する方
法が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のとおり、被溶融
物である飛灰を主灰と混合するか、別途薬剤を添加する
ことにより、単独では溶融処理が困難であった飛灰を溶
融処理可能とすることができる。しかしながら、飛灰の
塩基度は必ずしも一定でないため、溶融処理の際に、操
業が不安定となる不具合や、溶融生成物であるスラグの
品質がー定とならないなどの問題点が生じていた。

【０００９】飛灰の塩基度は、排ガスに投入するアルカ
リ中和剤の量と、排ガス由来の煤塵量により概ね決定さ
れる。例えば、廃棄物焼却炉の場合は、被焼却物の性状
の季節変動等に伴い燃焼状態が日毎、季節毎で大きく変
化し、ここから得られる排ガスの性状、すなわち、排ガ
ス流量、温度、酸性成分濃度は大きく変動することとな
る。このため、酸性成分を除去するためのアルカリ添加
剤の投入量は一定でなく、反応器や集塵機から排出され
る飛灰の塩基度は、大きな変動幅を有することなる。

【００１０】また、排ガス中の酸性成分としてＨＣｌを
多く含み、消石灰（Ｃａ（０Ｈ）₂）をアルカリ中和剤
として用いた場合は、塩類である反応生成物としてＣａ
Ｃｌ ₂が飛灰中に多く含有することになり、例えば、電
気抵抗式溶融炉では、このＣａＣｌ₂塩が炉内の上部溶
融層に溶融塩層を形成し、これが所定量を超えると、電
極間に流れる電流の通電障害（溶融塩層に多くの電流が
流れる等）を引き起こしてしまう不具合を生じていた。

【００１１】すなわち、飛灰と主灰の混合溶融の場合
は、稼働当初の塩基度の代表値により、その混合比を決
定して溶融処理を一定の混合比にて継続すると、飛灰の
塩基度の変動幅が大きいため、被溶融物中の塩基度を一
定にできないことや、被溶融物中のＣａＣ１₂量が不所
望に過多となることにより、通電障害を引き起こすなど
安定した溶融処理が達成できない不具合や、安定した品
質のスラグが得られない不具合を引き起こしていた。

【００１２】また、塩基度の調整や溶融処理の安定化の
ために、アルミナ、Ｎａ、ガラスペレット等の添加剤を
添加して溶融する場合も、これらの添加割合を、概ね一
定として溶融処理するので、上記と同様の問題点が生じ
る。これらの問題は、継続的な溶融処理に際して、被溶
融物の塩基度等の性状変化を検知しなかったことに起因
している。

【００１３】一方、前述の特開平１１−１６５０３６号
公報に開示されている方法は、カルシウム系とナトリウ
ム系のアルカリ物質を共に用いて排ガスを処理し、集塵
機から得られる捕集灰（飛灰）に含まれるカルシウムと
ナトリウムの含有量を調整する方法であるが、同方法に
よれば、電気抵抗式溶融炉の溶融塩層におけるＣａＣｌ
₂の割合を所定範囲以下とすることができ、通電障害を
回避できる効果がある。しかし既に述べたとおり、排ガ
スの性状変化等に伴う飛灰の性状変化に追随して溶融処
理がされないので、必ずしも継続して安定した溶融処理
が達成できず、一定品質のスラグを継続的に得ることが
難しいなどの問題点を有する。

【００１４】本発明は、上記に鑑み、安定した溶融処理
を継続でき、且つ一定品質のスラグを生成できるアルカ
リ中和剤を含有する飛灰の溶融処理方法および溶融処理
装置を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶融処理方
法は、次のように構成したものである。（１）アルカリ中和剤を排ガスに投入して排ガス中の
酸性成分を除去し、集塵機または反応器から排出される
アルカリ中和剤および反応生成物を含んだ飛灰を溶融設
備に供して溶融処理を行う方法において、排ガス中の酸
性成分濃度およびアルカリ中和剤の噴霧量にもとづい
て、溶融処理に供する飛灰の性状を溶融処理の前に特定
し、該性状にもとづいて溶融処理条件を設定して、溶融
処理するものである。

【００１６】（２）上記（１）の溶融処理方法におい
て、可燃性廃棄物焼却施設における焼却炉から排出され
る焼却残渣と、アルカリ中和剤および反応生成物を含ん
だ前記飛灰とを混合溶融処理する際に、該飛灰の性状に
もとづいて溶融処理に適したこれらの混合比を特定した
後、該混合比により混合溶融処理を行うものである。

【００１７】（３）上記（１）または（２）の溶融処
理方法において、前記アルカリ中和剤は、Ｎａ系薬剤お
よびＣａ系薬剤の両者を併用するものである。

【００１８】さらに、本発明に係る溶融処理装置は、（４）アルカリ中和剤を排ガスに投入して排ガス中の
酸性成分を除去し、集塵機または反応器から排出される
アルカリ中和剤および反応生成物を含んだ飛灰を溶融設
備に供して溶融処理を行う溶融処理装置であって、イ）排ガスを浄化するためのバグフィルタ装置と、ロ）排ガス中の酸性成分濃度を検出する酸性成分濃度検
出器と、ハ）排ガスにアルカリ中和剤を投入して排ガスを浄化す
るアルカリ中和剤供給装置と、ニ）前記バグフィルタ装置から排出される飛灰を溶融処
理設備に供給する飛灰供給量制御装置と、ホ）溶融設備における溶融処理の際に、飛灰とともに供
給される添加剤の添加剤供給量制御装置と、ヘ）前記飛灰供給量制御装置と添加剤供給量制御装置に
より、供給量が各々制御された前記飛灰および前記添加
剤を混合溶融処理する溶融設備と、ト）前記酸性成分濃度検出器からの酸性成分濃度信号
と、前記アルカリ中和剤供給装置からのアルカリ中和剤
供給量信号とを受信して、これらにもとづいて溶融処理
に供する飛灰の性状を特定し、該性状にもとづいて添加
剤供給量および／または飛灰供給量を設定する演算を実
施し、さらに、該演算の結果の信号を前記添加剤供給量
制御装置および／または前記飛灰供給量制御装置に送信
する演算器とを備えたものである。

【００１９】また、（５）アルカリ中和剤を排ガスに投入して排ガス中の
酸性成分を除去し、集塵機または反応器から排出される
アルカリ中和剤および反応生成物を含んだ飛灰を溶融設
備に供して溶融処理を行う可燃性廃棄物焼却施設におけ
る溶融処理装置であって、イ）排ガスを浄化するためのバグフィルタ装置と、ロ）排ガス中の酸性成分濃度を検出する酸性成分濃度検
出器と、ハ）排ガスにアルカリ中和剤を投入して排ガスを浄化す
るアルカリ中和剤供給装置と、ニ）前記バグフィルタ装置から排出される飛灰を溶融設
備に供給する飛灰供給量制御装置と、ホ）可燃性廃棄物焼却施設における焼却炉から排出され
る焼却残渣を溶融処理設備に、飛灰とともに供給する焼
却残渣供給量制御装置と、ヘ）前記飛灰供給量制御装置と前記焼却残渣供給量制御
装置により、供給量が各々制御された前記飛灰および前
記焼却残渣を混合溶融処理する溶融設備と、ト）前記酸性成分濃度検出器からの酸性成分濃度信号
と、前記アルカリ中和剤供給装置からのアルカリ中和剤
供給量信号とを受信して、これらにもとづいて溶融処理
に供する飛灰の性状を特定し、該性状にもとづいて、焼
却残渣供給量と飛灰供給量の混合比を設定する演算を実
施し、さらに、該演算の結果の信号を、前記焼却残渣供
給量制御装置および／または前記飛灰供給量制御装置
に送信する演算器とを備えたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明は、上述のように消石灰等
のアルカリ中和剤および反応生成物を含有した飛灰を溶
融処理する際に、中和処理前または／および中和処理後
の排ガス中のＨＣｌ等の酸性成分濃度と、アルカリ中和
剤の噴霧量に基づいて、集塵機等から排出される飛灰の
塩基度、塩濃度等の性状を事前に特定したあと、該性状
にもとづいて溶融処理を実施するので、飛灰の性状が大
幅に変動しても、別途必要とする添加剤（溶融補助剤）
の最適な添加量を特定できることなどにより、安定して
溶融処理を継続することができるものであり、且つ一定
品質のスラグを得ることができるものである。

【００２１】また、焼却炉から排出される主灰と、飛灰
を混合溶融する際に、飛灰の塩基度、塩濃度等の性状を
予め特定したあとに、混合溶融の混合比を特定し、溶融
処理を実施するので、飛灰の性状が大きく変動すること
が頻繁に発生する可燃性廃棄物焼却施設に採用する場合
であっても、安定して溶融処理を継続することができる
とともに、一定品質のスラグを得ることができる溶融処
理方法である。

【００２２】さらに、都市ごみ等の可燃性廃棄物焼却炉
は、被焼却物の性状の季節変動等に伴い燃焼状態が日
毎、季節毎で大きく変化し、ここから得られる排ガスの
性状、すなわち排ガス流量、温度、酸性成分濃度は大き
く変動することとなる。このため、酸性成分を除去する
ためのアルカリ添加剤の投入量は一定でなく、反応器や
集塵機から排出される飛灰の塩基度は、大きな変動幅を
有することなる。また、排ガス中の酸性成分としてＨＣ
ｌを多く含み、消石灰（Ｃａ（０Ｈ）₂）をアルカリ中
和剤として用いた場合は、塩類である反応生成物として
ＣａＣｌ₂が飛灰中に多く含有することになり、このＣ
ａＣｌ₂塩が、例えば電気抵抗式溶融炉では、炉内の上
部に溶融塩層を形成し、所定量を超えると、電極間に流
れる電流の通電障害（溶融塩層に多くの電流が流れる
等）を引き起こしてしまう不具合を生じる。本発明の溶
融処理方法によれば、塩基度や塩濃度を予め特定したの
ち、これに応じた主灰と飛灰の最適な混合比を特定して
溶融処理を継続するので、これら従来の問題点を効果的
に解決できるものである。

【００２３】また、アルカリ中和剤として、ＮａＨＣＯ
₃、Ｎａ₂ＣＯ₃、ＮａＯＨ等のＮａ系薬剤、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）₂、ＣａＣＯ₃等のＣａ系薬剤の両者を用いて、排
ガス中の酸性成分を除去すれば、飛灰中に沸点の相対的
に高いＣａＣｌ₂と沸点の低いＮａＣｌが含有されるこ
とになり、電気抵抗式溶融炉における通電障害のもとと
なるＣａＣｌ₂による溶融塩層の割合を少なくでき、よ
り安定した溶融操業が可能となる．このとき、飛灰の性
状を予め特定して溶融処理に供するので、請求項１また
は２に係る作用が同時に得られる。また、飛灰の性状を
検知して、これに基づいて、Ｎａ系薬剤とＣａ系薬剤の
噴霧量バランスを特定するように構成してもよく、この
場合も同等の効果が得られる。

【００２４】以下、図を参照して、詳細を説明する。図
１は、本発明の実施の形態の一例を示す制御系の系統図
である。図２は、本発明の実施の形態の別の一例を示す
制御系の系統図である。図３は、本発明の実施の形態の
さらに別の一例を示す制御系の系統図である。図１〜図
３において、１はバグフィルタ装置、２は演算器、３は
飛灰貯槽、４は飛灰供給量制御装置、５は溶融炉、６は
スラグ貯槽、１１は添加剤貯槽、１２は添加剤供給量制
御装置、１３は主灰（焼却残渣）貯槽、１４は主灰供給
量制御装置、２１はアルカリ中和剤供給装置、２２はＮ
ａ系薬剤供給装置、２３はＣａ系薬剤供給装置、２４は
酸性成分濃度検出器（入口側）、２５は酸性成分濃度検
出器（出口側）である。なお、簡単のためこれらの図で
は周辺機器や詳細機器の記載を省略してある。

【００２５】図１にもとづいて、本発明の実施の形態の
一例を説明する。焼却炉等から排出されるＨＣｌで代表
される酸性成分および煤塵を含む排ガスは、バグフィル
タ装置１に導入される。バグフィルタ装置１の入口煙道
では、アルカリ中和剤としての消石灰粉が、アルカリ中
和剤供給装置２１から空気搬送されて煙道内の排ガスに
噴霧される。噴霧された消石灰粉および排ガス中の煤塵
は、バグフィルタ装置１内のろ過集塵過程で、ろ布に捕
集されるとともに、中和反応がなされ、排ガス中のＨＣ
ｌが除去される。排ガス中のＨＣｌが除去された排ガス
は清浄ガスとなってバグフィルタ装置１より排出され、
必要に応じて別途処理されるか大気放散される。

【００２６】アルカリ中和剤供給装置２１による消石灰
噴霧量は、例えばイオン電極式ＨＣｌ濃度計からなる酸
性成分濃度検出器２５の検出値に基づいて該検出値（Ｈ
Ｃｌ濃度）が所定値または所定値以下となるようにフィ
ードバック制御がなされる。一方、ろ過集塵過程で捕集
された消石灰、反応生成物（ＣａＣｌ₂）、煤塵からな
る飛灰（集塵灰、捕集灰）は、飛灰貯槽３に貯留され、
飛灰供給量制御装置４により、所定量が例えば電気抵抗
式の溶融炉５に投入される。また、生成されたスラグの
性状に応じた量のアルミナ、Ｎａ剤、ガラスペレット等
の添加剤（溶融補助剤）が、添加剤貯槽１１に貯留さ
れ、添加剤供給量制御装置１２を介して溶融炉５に投入
される。

【００２７】溶融炉５には２本または３本からなる電極
を有し、電極間に発生するジュール熱により、被溶融物
を溶融する電気抵抗式溶融炉などが用いられる。炉内は
例えば酸素欠乏状態（還元雰囲気）に保持され、溶融温
度は例えば１３００〜１６００℃程度である。溶融炉５
の底部にはメタル層とスラグ層が形成され、これらは、
間欠的または連続的に系外に排出され、スラグ貯層６に
貯留される。なお、メタルとスラグは分割して出滓する
ことが多いが、図１ではスラグ貯層６として代表されて
いる。

【００２８】排ガス中の酸性成分濃度検出器２５からの
ＨＣｌ濃度信号、アルカリ中和剤供給装置２１からの消
石灰噴霧量信号、図示しない排ガス流量信号は、演算器
２に連続的に送信される。同時に、焼却炉の燃焼状態を
示す焼却炉出口温度、被焼却物発熱量等の信号も、演算
器２に送信される。演算器２はこれら信号にもとづい
て、バグフィルタ装置１から排出される消石灰を含む飛
灰の性状を推定し演算する装置である。

【００２９】飛灰の性状の一例として、塩基度（Ｃａ／
Ｓｉ比）を算出する。なお、演算器２による演算方法例
は後述する。演算器２により算出された飛灰の塩基度に
もとづいて、所望（最適）の添加剤供給量が演算器２に
て算定され、添加剤供給量信号が、添加剤供給量制御装
置１２に送信される。このとき、演算器２からは所望の
飛灰供給量信号が飛灰供給量制御装置４に送信されてい
る。

【００３０】これら添加剤供給量制御装置１２と飛灰供
給量制御装置４により、最適な添加剤の混合割合にて溶
融炉５に投入され、これらは溶融処理されて、一定の品
質のスラグを得ることができる。ここで、飛灰供給量信
号は、溶融炉５の処理能力と関連があるので、図示しな
い溶融炉５の各種の制御信号の一部を演算器２に送信し
たあと、飛灰供給量信号を飛灰供給量制御装置４に送信
してもよい。

【００３１】ところで、演算器２により算定した飛灰の
塩基度は、演算した時点での塩基度、すなわち、バグフ
ィルタ装置１内に停留または排出しつつある飛灰の塩基
度である。このため、飛灰は溶融炉５に到達するまでに
１〜数時間程度の時間遅れを伴う。したがって、飛灰貯
層３の容量と、コンベアラインの距離、バグフィルタ内
の平均的な滞留時間を予め設定して、時間遅れを修正し
て制御することが肝要である。この補正のため、飛灰貯
層３のレベル値を信号として演算器２に送信するように
してもよい。

【００３２】次に、図２にもとづいて本発明の別の実施
の形態を説明する。なお、図１と同一構成部分の説明は
省略する。図２は、図１に対してＨＣｌを代表とする酸
性成分濃度検出器２４、２５をバグフィルタ装置１の上
流側と下流側の２ケ所に設置した。また、廃棄物焼却炉
の底部から排出される焼却残渣（主灰）を溶融炉５に投
入するように構成されている。焼却炉からの主灰は主灰
貯層１３に一時貯留され、主灰供給量制御装置１４によ
り、溶融炉５内に供給される。

【００３３】一方、演算器２は２つの酸性成分濃度検出
器２４、２５からのＨＣｌ濃度信号、アルカリ剤供給装
置２１からの消石灰噴霧量信号、図示しない排ガス流量
信号、の各信号を受信し、飛灰の性状を算定する。飛灰
の性状は、例えば、塩基度（Ｃａ／Ｓｉ比）の値、飛灰
中のＣａＣｌ₂濃度、飛灰中のＣａ（ＯＨ）₂濃度の各
値が算定される。同時に演算器２にて、所望のスラグを
製造するための、主灰と飛灰の最適な混合比を算定す
る。

【００３４】この算定した混合比となるように、飛灰供
給量制御手段４および主灰供給量制御手段１４に、各供
給量の信号が送信され、これら各供給量制御手段によ
り、所定の各供給量が溶融炉内５に投入される。このよ
うにして、一定品質のスラグが溶融炉にて製造されると
同時に、ＣａＣ１₂塩による通電障害を引き起こすこと
のない安定した操業が可能となる。

【００３５】なお、都市ごみ等の廃棄物焼却施設の場
合、主灰の塩基度は０．３〜１．５程度、飛灰の塩基度
は３〜３０程度であることが多く、所望するスラグの性
状にもよるが、混合物の塩基度は１．０〜２．０の範囲
の何れかの値であれば、安定した溶融処理が可能であ
る。この範囲のうち、所定値または所定範囲を予め設定
し、混合比を演算する。また、ＣａＣ１₂濃度が一定値
より高くなると、溶融塩層による通電障害を発生するお
それがあるので、上記の範囲の中でＣａＣ１₂濃度が所
定値より高くならないように算定することも必要であ
る。

【００３６】次に、図３にもとづいて、本発明のさらに
別の実施の形態を説明する。図１、図２と同一構成部分
の説明は省略する。図３は、アルカリ中和剤をＮａＨＣ
Ｏ₃で例示するＮａ系薬剤と、Ｃａ（０Ｈ）₂（消石
灰）で例示するＣａ系薬剤の２種類を用いて、排ガスを
処理する構成である。演算器２には、酸性成分濃度検出
器２５からのＨＣｌ濃度信号、Ｎａ系薬剤供給装置２２
からのＮａＨＣＯ₃供給量信号、Ｃａ系薬剤供給装置２
３からの消石灰供給量信号、図示しない排ガス流量信
号、その他、燃焼状態を示す各種信号が送信され、演算
器２にて、図２の場合と同様に飛灰の性状を算定する。

【００３７】同時に演算器２にて、主灰と飛灰の最適な
混合比を算定する。そして図２の場合と同様に、飛灰供
給量制御手段４および主灰供給量制御手段１４から所望
の各供給量が溶融炉５に供給されて、溶融処理がなされ
る。ここでは、Ｎａ系薬剤を併用したので、ＣａＣ１₂
塩の含有量が相対的に減少し、溶融塩層での通電障害を
回避できる効果を高めることができた。また、飛灰の性
状を算定したあと、これに基づいて、Ｎａ系薬剤とＣａ
系薬剤の噴霧量バランスを特定するように制御してもよ
く、この場合は排出される飛灰の性状を算定できるだけ
でなく、所定性状の飛灰を事前に作成することが可能と
なり、すでに述べた効果がより確実となる。

【００３８】図３では、演算器２から、Ｎａ系薬剤供給
装置２２およびＣａ系薬剤供給装置２３への信号ライン
を記載してある。これらの供給装置においては、出口側
のＨＣｌ濃度にもとづくフイードバック制御を実施しな
がら、演算器２からの供給量配分の信号にもとづいて、
ＮａＨＣＯ₃と消石灰の噴霧量が決定される。ここで、
演算器２における飛灰の性状の推定方法について例示す
る。但し、アルカリ中和剤は消石灰、酸性成分はＨＣｌ
の場合で代表させる。

【００３９】バグフィルタ入口側のＨＣｌ濃度と出口側
のＨＣｌ濃度を共に検知し、これらの値から反応率を算
定した後、排ガス流量とアルカリ中和剤の噴霧量とによ
り、未反応消石灰Ｃａ（ＯＨ）２と、反応生成物ＣａＣ
１２の量および割合を算定する。一方、バグフィルタ入
口側の煤塵濃度を例えば光学的検知手段により、連続的
に採取し、煤塵排出量を算定する。煤塵中に含まれるＳ
ｉ濃度はほぼ一定であるので、代表濃度を用いてＳｉ量
を算定する。また、消石灰吹込量と、煤塵中に少なく含
有するＣａ量とからＣａ量を算定する。こうして塩基度
Ｃａ／Ｓｉ比が算定される。但し、値はややずれるが、
制御の都合で、煤塵に含まれるＣａ量を無視して算定し
てもよい。

【００４０】煤塵量を連続的に検知しない場合は、代表
値で算定してもよい。あるいは、焼却炉の燃焼条件を示
す各種データ、例えば、炉出口温度や被焼却物の発熱量
等を検知し、これらと煤塵濃度、あるいはＳｉ含有量と
の相関を予め調べておき、ここで得られた関係式を演算
器２に入力して演算してもよい。また、バグフィルタ入
口側のＨＣｌ濃度を連続的に検知しない場合は、代表値
を採用してもよい。また、上記と同様に燃焼状態を示す
物性値との相関を予め調べておき、この関係式にもとづ
いて入口側のＨＣｌ濃度を算定してもよい。このように
して、飛灰の性状としての塩基度（Ｃａ／Ｓｉ比）、塩
濃度（ＣａＣ１₂濃度）が算定できる。

【００４１】以上のとおり、本発明の実施の形態を説明
したが、本発明は図１〜図３の図面に記載した内容に限
定されるものではない。例えば、バグフィルタ装置１は
電気集塵機であってもよいし、その他の反応器であって
もよい。また、図１の添加剤は、アルミナ、Ｎａ剤、ガ
ラスベレットに限らず、所望の性状のスラグを得るた
め、適宜添加剤が選択され、複数種類用いることも可能
である。この添加剤は、図２に構成した主灰、飛灰混合
溶融にも、用いることができる。

【００４２】また、溶融炉５は電気抵抗式の場合を例示
したが、これに限らず、プラズマ式、その他各種の溶融
方式が採用できる。また、各種検出器によるデータ（信
号）の採取は、実質連続的に行うのがよいが、演算した
内容を制御に反映させる際は、検出値の移動平均値に基
づいて算出し、例えば３０分〜数時間の範囲の時間ごと
に、制御内容を見直すように実施することが実際的であ
る。また、すでに述べたように、排ガス処理段階で得ら
れた飛灰を溶融炉に投入するまでに有限の時間遅れが存
在するので、これを正しく補正して制御する必要があ
る。

【００４３】

【発明の効果】本発明の溶融処理方法は、排ガス中の酸
性成分濃度およびアルカリ中和剤の噴霧量にもとづい
て、溶融処理に供する飛灰の性状を溶融処理の前に特定
し、該性状にもとづいて溶融処理条件を設定して、溶融
処理することにより、飛灰の性状が大幅に変動しても、
別途必要とする添加剤（溶融補助剤）の最適な添加量を
特定できることなどにより、安定して溶融処理を継続す
ることができるとともに、一定品質のスラグを得ること
ができ、これにより高い工業的価値を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す制御系の系
統図である。

【図２】本発明の実施の形態の別の一例を示す制御系
の系統図である

【図３】本発明の実施の形態のさらに別の一例を示す
制御系の系統図である。

【符号の説明】

１バグフィルタ装置、２演算器、３飛灰貯槽、４
飛灰供給量制御装置、５溶融炉、６スラグ貯槽、
１１添加剤貯槽、１２添加剤供給量制御装置、１３
焼却残渣（主灰）貯槽、１４主灰供給量制御装置、
２１アルカリ中和剤供給装置、２２Ｎａ系薬剤供給
装置、２３Ｃａ系薬剤供給装置、２４酸性成分濃度検
出器（入口側）、２５酸性成分濃度検出器（出口
側）、３０溶融処理装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K061 NB06 NB20 NB30 4D002 AA19 AB01 AC04 AC10 BA03 BA14 CA11 DA02 DA05 DA12 DA16 EA07 GA02 GB02 4D004 AA36 AA37 AB06 BA02 CA29 DA02 DA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリ中和剤を排ガスに投入して排ガ
ス中の酸性成分を除去し、集塵機または反応器から排出
されるアルカリ中和剤および反応生成物を含んだ飛灰を
溶融設備に供して溶融処理を行う方法において、排ガス
中の酸性成分濃度およびアルカリ中和剤の噴霧量にもと
づいて、溶融処理に供する飛灰の性状を溶融処理の前に
特定し、該性状にもとづいて溶融処理条件を設定して、
溶融処理することを特徴とする溶融処理方法。
【請求項２】可燃性廃棄物焼却施設における焼却炉か
ら排出される焼却残渣と、アルカリ中和剤および反応生
成物を含んだ前記飛灰とを混合溶融処理する際に、該飛
灰の性状にもとづいて溶融処理に適したこれらの混合比
を特定した後、該混合比により混合溶融処理を行うこと
を特徴とする請求項１記載の溶融処理方法。
【請求項３】前記アルカリ中和剤は、Ｎａ系薬剤およ
びＣａ系薬剤の両者を併用することを特徴とする請求項
１または２記載の溶融処理方法。
【請求項４】アルカリ中和剤を排ガスに投入して排ガ
ス中の酸性成分を除去し、集塵機または反応器から排出
されるアルカリ中和剤および反応生成物を含んだ飛灰を
溶融設備に供して溶融処理を行う溶融処理装置であっ
て、イ）排ガスを浄化するためのバグフィルタ装置と、ロ）排ガス中の酸性成分濃度を検出する酸性成分濃度検
出器と、ハ）排ガスにアルカリ中和剤を投入して排ガスを浄化す
るアルカリ中和剤供給装置と、ニ）前記バグフィルタ装置から排出される飛灰を溶融設
備に供給する飛灰供給量制御装置と、ホ）溶融設備における溶融処理の際に、飛灰とともに供
給される添加剤の添加剤供給量制御装置と、ヘ）前記飛灰供給量制御装置と添加剤供給量制御装置に
より、供給量が各々制御された前記飛灰および前記添加
剤を混合溶融処理する溶融設備と、ト）前記酸性成分濃度検出器からの酸性成分濃度信号
と、前記アルカリ中和剤供給装置からのアルカリ中和剤
供給量信号とを受信して、これらにもとづいて溶融処理
に供する飛灰の性状を特定し、該性状にもとづいて添加
剤供給量および／または飛灰供給量を設定する演算を実
施し、さらに、該演算の結果の信号を前記添加剤供給量
制御装置および／または前記飛灰供給量制御装置に送信
する演算器とを備えた溶融処理装置。
【請求項５】アルカリ中和剤を排ガスに投入して排ガ
ス中の酸性成分を除去し、集塵機または反応器から排出
されるアルカリ中和剤および反応生成物を含んだ飛灰を
溶融設備に供して溶融処理を行う可燃性廃棄物焼却施設
における溶融処理装置であって、イ）排ガスを浄化するためのバグフィルタ装置と、ロ）排ガス中の酸性成分濃度を検出する酸性成分濃度検
出器と、ハ）排ガスにアルカリ中和剤を投入して排ガスを浄化す
るアルカリ中和剤供給装置と、ニ）前記バグフィルタ装置から排出される飛灰を溶融処
理設備に供給する飛灰供給量制御装置と、ホ）可燃性廃棄物焼却施設における焼却炉から排出され
る焼却残渣を溶融処理設備に、飛灰とともに供給する焼
却残渣供給量制御装置と、ヘ）前記飛灰供給量制御装置と前記焼却残渣供給量制御
装置により、供給量が各々制御された前記飛灰および前
記焼却残渣を混合溶融処理する溶融設備と、ト）前記酸性成分濃度検出器からの酸性成分濃度信号
と、前記アルカリ中和剤供給装置からのアルカリ中和剤
供給量信号とを受信して、これらにもとづいて溶融処理
に供する飛灰の性状を特定し、該性状にもとづいて、焼
却残渣供給量と飛灰供給量の混合比を設定する演算を実
施し、さらに、該演算の結果の信号を、前記焼却残渣供
給量制御装置および／または前記飛灰供給量制御装置
に送信する演算器とを備えた溶融処理装置。