JP2003221111A

JP2003221111A - ダイオキシン揮発分離装置

Info

Publication number: JP2003221111A
Application number: JP2002022799A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Oishi; 強大石
Original assignee: ORIENTAL KIDEN KK
Current assignee: ORIENTAL KIDEN KK
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】飛灰等に含まれるダイオキシンを連続処理に
よって能率よく高効率で均一に揮発分離でき、構造的に
簡素であり、小容量から大容量までの処理装置に適用可
能であり、設備コスト及び運転コストを低く設定できる
ダイオキシン揮発分離装置を提供する。【解決手段】傾斜配置する円筒形匡体２、匡体下部の
投入口１１、上部のガス導出口１３、匡体２内に配置し
たスクリューコンベヤ３、スクリューコンベヤ３を電磁
誘導加熱する高周波誘導コイル４、スクリューコンベヤ
３の回転駆動手段１６を備え、スクリューコンベヤ３の
中空管軸６の内部が処理済み粉粒体の排出路３ａをな
し、中空管軸３の上部に匡体内空間２ａに開く粉粒体流
入口１５を有し、下部に粉粒体取出口１２を有し、連続
供給されるダイオキシン含有粉粒体を発熱したスクリュ
ーコンベヤ３によって上方へ移送しつつ加熱し、それに
含まれるダイオキシンを揮発分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、都市ごみ焼却炉
の集塵装置によって捕集された飛灰、焼却スラグ、ダイ
オキシン汚染土壌、ダイオキシンを含む使用済み活性炭
等のダイオキシン含有粉粒体中からダイオキシンを揮発
分離させる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、猛毒で且つ変異原性物質であるダ
イオキシンによる深刻な環境汚染が社会問題化してお
り、その排出抑制と汚染除去が急務になっている。ごみ
焼却炉から発生するダイオキシンについては、１９９７
年１月の厚生省告示による「ダイオキシン類発生防止等
の新ガイドライン」において、排ガス中のダイオキシン
類濃度に関する具体的な恒久対策の基準値が示された。
これを受け、昨今におけるダイオキシン低減対策は排ガ
スの処理を重点にしており、既にパルスプラズマ方式等
による排ガス中のダイオキシン分解除去方法が実用化さ
れている。

【０００３】しかしながら、ごみ焼却に伴って発生する
ダイオキシン類は飛灰や焼却スラグに多量に含まれてお
り、一般的には単位量の都市ごみから生じるダイオキシ
ン類の存在比率は排ガス中を１として飛灰中が大略７５
程度、焼却スラグ中が同８程度にもなるため、排ガスの
処理だけではダイオキシン類による環境汚染を防止する
上で全く不充分である。そして、前記「新ガイドライ
ン」においてもダイオキシン類排出量の総量規制の必要
性に言及されていることから、今後のダイオキシン類の
排出規制は「ごみ単位重量あたりの総排出量」という観
点に移行する可能性が高く、その場合の削減目標値は
０．１ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ以下程度になると予想される。
従って、このような総量規制を踏まえたダイオキシン類
の低減対策では、ごみ焼却によって生じる飛灰や焼却ス
ラグの処理を行うこと、特にダイオキシン類の殆どを含
む飛灰に対する効果的な処理方法を確立することが早急
な課題になる。

【０００４】気相中や液相中に存在するダイオキシン類
（以下、総称してダイオキシンという）を分解して無害
化する実用的手段は既に存在するため、飛灰の処理にお
いては、湿式法や乾式法によって飛灰粒子からダイオキ
シンを分離し、これをダイオキシン分解工程に導くよう
にすればよい。湿式法によるダイオキシンの分離は、一
般に超臨界圧水や薬液を用いて飛灰中のダイオキシン類
を液中に滲出させるものであるが、滲出効率がよいため
に装置をコンパクトに構成できる反面、処理液の取扱い
が難しい上、処理後の排水処理等に非常に手間がかかる
という難点がある。これに対し、乾式法によるダイオキ
シンの分離は、加熱によって飛灰中のダイオキシン類を
揮発させるだけであり、比較的単純な装置構成でよい上
に排水処理も不要になることから、実用性の高い方法と
して有望視されている。

【０００５】従来、乾式法によるダイオキシン揮発分離
装置として、図６に示すような攪拌流動床方式のもの
と、図７に示すような電磁加熱型移動床方式のものとが
知られている。前者の攪拌流動床方式の揮発分離装置
は、縦円筒形の電気炉（３０）内に攪拌翼（３１）が配
置され、その内底部に分散板（３２）にて仕切られた風
箱（３０ａ）が構成されており、上部の投入口（３３）
から投入された飛灰を攪拌しつつ器壁外部から加熱する
と共に、底部に設けた熱風供給管（３４）から加熱空気
を送り込んで炉内に流動床を生じさせることにより、飛
灰の微粒子と空気との高温下（一般に４００℃程度）で
の接触によって飛灰中のダイオキシンを揮発分離させ、
分離したガス状ダイオキシンを加熱空気と共に上部のバ
ッグフィルタ（３５）を通して排気口（３６）から導出
する一方、分散板（３２）面に開口した排出管（３７）
より処理済み飛灰を取り出すようになっている。

【０００６】また、後者の電磁加熱型移動床方式の揮発
分離装置は、縦円筒形の加熱容器（４０）の内周に誘導
加熱コイル（４１）が配備されると共に、加熱容器（４
０）内に攪拌装置を兼ねた誘導加熱体としての多数のグ
リッド（４２）…が配置されており、上部に設けたホッ
パー（４３）からロータリーバルブ（４３ａ）を介して
加熱容器（４０）内に投入された飛灰を、電磁誘導加熱
によって発熱したグリッド（４２）…で攪拌することに
より、飛灰が重力によって移動床としてグリッド（４
２）…間を流下する過程で高温化した飛灰中のダイオキ
シンを揮発分離させ、分離したガス状ダイオキシンを上
方から粉粒体フィルター（４４）を通して導出すると共
に、処理後に底部のダンパー（４５）を開放し、加熱容
器（４０）の内底部に溜まった処理済み飛灰を下方のホ
ッパー（４６）へ排出し、ロータリーバルブ（４６ａ）
を介して取り出すようになっている。なお、図中の（４
７）は誘導加熱コイル（４１）の外側に配置した冷却水
ジャケットであり、処理中に冷却水を流通させて誘導加
熱コイル（４１）の高温化を防ぐ機能を果たす。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の攪拌流動床
方式のダイオキシン揮発分離装置は、電気炉（３０）内
で飛灰が流動状態になることから、飛灰粒子どおしの接
触伝熱も相俟って、飛灰粒子に対する伝熱性が極めて高
くなり、もってダイオキシン分離効率に優れる。しかる
に、この揮発分離装置では、炉内全体を均一な流動及び
伝熱条件とする上で、飛灰粒子の形状及び粒度を均一に
保つ必要があり、そのために複雑で高度な前処理供給装
置を用いることになって設備コストが高く付き、また流
動床形成のために炉内へ大量の空気を送り込む一方、伝
熱及びダイオキシン揮発に必要な温度を維持する上で送
給する空気を充分に高温化せねばならず、しかも電気炉
（３０）からの熱放散損失も大きいことから、運転に要
するエネルギーコストも高く付くと共に、流動床形成と
前記伝熱及び揮発をバランスさせる条件設定が難しいた
め、特に小容量の処理装置には適用しにくいという難点
があった。

【０００８】一方、前記従来の電磁加熱型移動床方式の
揮発分離装置は、グリッド（４２）…の電磁誘導加熱に
よって加熱容器（４０）の内部から発熱するため、グリ
ッド（４２）の個数を多くして伝熱面積を大きくすると
共に、その配列を均等にして加熱容器（４０）内での発
熱を一様化することにより、伝熱効率を高めることが可
能である。しかるに、この揮発分離装置では、重力によ
る移動床方式であることから、飛灰粒子間の混合及び伝
熱が極めて緩慢にならざるを得ず、ダイオキシン分離効
率に劣ることに加えてバッジ方式であるために処理能率
が悪く、またグリッド（４２）間の狭い空間を通る飛灰
の降下移動が加熱容器（４０）内の全体に均等化しにく
いため、飛灰からのダイオキシン分離が不均一になり易
く、更に飛灰をスムーズに降下移動させる上で飛灰粒子
を均一で小さい粒度にする必要があり、そのために前者
同様に複雑で高度な前処理供給装置を要して設備コスト
が高く付くという問題があった。

【０００９】この発明は、上述の事情に鑑みて、飛灰を
始めとする種々のダイオキシン含有粉粒体を処理対象と
して、連続処理によって能率よくダイオキシンを高効率
で且つ均一に揮発分離でき、また構造的に簡素である
上、小容量から大容量までの何れの処理装置にも適用可
能であり、しかも設備コスト及び運転コストを低く設定
できるダイオキシン揮発分離装置を提供することを目的
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項１に係るダイオキシン揮発分離装
置は、傾斜配置する非回転の円筒形匡体と、この匡体の
下部に設けられたダイオキシン含有粉粒体の投入口と、
同上部に設けられたガス導出口と、匡体内に同心状に配
置して回転駆動する金属製のスクリューコンベヤと、該
スクリューコンベヤを外側から電磁誘導加熱する高周波
誘導コイルと、スクリューコンベヤの回転駆動手段とを
備え、前記スクリューコンベヤが中空管軸の外周面にス
クリュー羽根を一体的に設けた構造を有し、この中空管
軸の内部が処理済み粉粒体の排出路をなし、該中空管軸
の上部に前記匡体内空間に開く粉粒体流入口を有すると
共に、同下部に粉粒体取出口を有してなるものとしてい
る。

【００１１】この揮発分離装置では、前記投入口より連
続供給されるダイオキシン含有粉粒体を前記スクリュー
コンベヤの回転によって上方へ移送しつつ、電磁誘導加
熱にて発熱した該スクリューコンベヤとの接触によって
加熱することにより、ダイオキシン類を揮発分離させて
前記ガス導出口より導出すると共に、処理済み粉粒体を
前記中空管軸の粉粒体流入口より当該中空管軸内に流入
させて前記粉粒体取出口より連続的に取り出すようにな
っている。

【００１２】しかして、ダイオキシン含有粉粒体は、ス
クリューコンベヤの回転によって円筒形匡体内を上方へ
移送される過程で、スクリュー羽根によって強制的に攪
拌されると共に、匡体が傾斜していることから、持ち上
げられては堆積の崩壊及び落下を繰り返し、電磁誘導加
熱によって高温化したスクリューコンベヤのスクリュー
羽根及び中空管軸に対する接触部位を絶えず更新してゆ
くことになる。従って、ダイオキシン含有粉粒体とスク
リューコンベヤとの間、ならびに粉粒体粒子相互間の接
触伝熱が非常に高いレベルに保たれ、しかも移送空間の
単位容積に対する攪拌伝熱面積も極めて大きいため、ス
クリューコンベヤから粉粒体への熱移動が高効率で行わ
れ、高いダイオキシン分離効率を達成できる。また、ス
クリューコンベヤによってダイオキシン含有粉粒体が定
量送りされ、上部に達した処理済み粉粒体は自動的に中
空管軸の粉粒体流入口に流入して当該管軸内を自然流下
して粉粒体取出口より連続的に外部へ取り出されるか
ら、スクリューコンベヤから粉粒体への単位時間当たり
の熱移動量も一定化し、これによってスクリューコンベ
ヤの温度が一定に維持されることになる。更に、スクリ
ューコンベヤ自体が電磁誘導加熱の発熱体になってお
り、ダイオキシン含有粉粒体は中空管軸の外側を上昇移
動したのち、更に反転して管軸内を下降移動する過程で
も撹拌加熱作用を受けるものとなっているから、被処理
粉粒体に対する加熱距離を十分に長く確保することがで
き、愈々高いダイオキシン分離効率を達成できる。

【００１３】請求項２の発明は、上記請求項１のダイオ
キシン揮発分離装置において、前記スクリューコンベヤ
の中空管軸の内周面に、外周面のスクリュー羽根とは逆
螺旋の内側スクリュー羽根が設けられてなるものとして
いる。この構成では、スクリューコンベヤの回転に伴
い、中空管軸の内側スクリュー羽根が当該管軸内に流入
した処理済み粉粒体の下方へ移動を促すように作用し、
もって処理済み粉粒体の外部への排出が促進される。

【００１４】請求項３の発明は、上記請求項１又は２の
ダイオキシン揮発分離装置において、前記スクリューコ
ンベヤにおける中空管軸の外周面のスクリュー羽根が、
該中空管軸の上部側ほど広くなる羽根ピッチを有するも
のとしている。この場合、投入口から供給されたダイオ
キシン含有粉粒体は、ダイオキシンの揮発分離が進むに
したがって、筒軸方向の移動速度を速めて粉粒体流入口
に向かうことになる。

【００１５】請求項４の発明は、上記請求項１〜３のい
ずれかのダイオキシン揮発分離装置において、前記匡体
がスクリューコンベヤと一体に傾斜角度可変である構成
としている。この場合、匡体の傾斜角度によってスクリ
ューコンベヤによる攪拌強度が変化することになる。

【００１６】請求項５の発明は、上記請求項１〜４のい
ずれかのダイオキシン揮発分離装置において、前記中空
管軸における外周面のスクリュー羽根の上面側に、その
周縁部に沿って一定間隔置きに突片が一体形成されてな
るものとしている。この構成では、スクリューコンベヤ
の回転に伴い、各突片がスクリュー羽根間に存在する粉
粒体を掻き上げた上で重力落下させるから、スクリュー
コンベヤによる攪拌作用が増大することになる。また、
電磁誘導加熱により高温化した突片による加熱作用が付
加されることにより、ダイオキシンの揮発分離を一層促
進する。更にまた、突片は匡体の内面に付着する粉粒体
の凝着物を掻き落とすスクレーパーとしての役割も果た
し得る。

【００１７】請求項６の発明は、上記請求項１〜５のい
ずれかのダイオキシン揮発分離装置において、前記中空
管軸の外周面のスクリュー羽根が多孔プレートより構成
されると共に、前記匡体の下部から熱風を送り込む熱風
送給装置を有してなる構成としている。この場合、匡体
の下部から送り込まれる熱風が補助熱媒としてダイオキ
シンの揮発分離を促進させると共に、揮発分離したガス
状のダイオキシンの系外への排出を促進するキャリヤガ
スとして作用する。また、スクリュー羽根上に堆積した
粉粒体が当該スクリュー羽根の細孔から噴き出す熱風に
よって吹き上げられるため、攪拌作用が増大することに
なる。

【００１８】請求項７の発明は、上記請求項６のダイオ
キシン揮発分離装置において、前記熱風送給装置が熱風
としてオゾン、水蒸気またはオゾンを圧入した水蒸気の
いずれか１以上を含む加熱エアーを送給するものとして
いる。この場合、熱風中のオゾンと水蒸気の作用によ
り、粉粒体から揮発したダイオキシンの熱分解が進むこ
とになる。

【００１９】請求項８の発明は、上記請求項１〜７のい
ずれかのダイオキシン揮発分離装置において、前記匡体
の内側上部に、上部まで移送されてきた処理済み粉粒体
を前記中空管軸の粉粒体入口へ誘導する粉粒体誘導板が
固設されてなるものとしている。この構成では、粉粒体
誘導板によって中空管軸内の粉粒体流入口への処理済み
粉粒体の流入が円滑になされるから、該粉粒体の排出が
促進される。

【００２０】請求項９の発明は、上記請求項１〜８のい
ずれかのダイオキシン揮発分離装置において、前記匡体
の投入口がごみ焼却炉の飛灰を捕集するバッグフィルタ
ーの下部ホッパーに接続され、この下部ホッパーから高
温飛灰がダイオキシン含有粉粒体として前記投入口へ送
給される構成としている。この場合、ごみ焼却炉の飛灰
が処理対象となるが、該飛灰はバッグフィルターによる
捕集時の熱をある程度保った状態で匡体内に供給される
ことになり、それだけ揮発分離装置でのダイオキシン揮
発分離に要する熱エネルギーを低減できる。

【００２１】請求項１０の発明は、上記請求項１〜９の
いずれかのダイオキシン揮発分離装置において、前記ス
クリューコンベヤに、中空管軸の外周面のスクリュー羽
根を包囲する金属筒が一体化されてなる構成としてい
る。この場合、匡体の内周面とスクリュー羽根との間に
粉粒体が噛み込むことがないから、この噛み込みによる
スクリューコンベヤの回転の妨げが回避される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係るダイオキシ
ン揮発分離装置の実施例について、図面を参照して具体
的に説明する。図１は都市ごみ焼却炉の集塵装置によっ
て捕集される飛灰の処理工程の全体を示し、図２〜図４
はこの処理工程に用いるダイオキシン揮発分離装置の詳
細を示す。また、図５は本発明に係るダイオキシン揮発
分離装置の他の構成例を示す。

【００２３】図１において、（２１）は集塵装置のバッ
グフィルターであり、これによって捕集された飛灰を下
部ホッパー（２２）で受けるようになっている。しかし
て、下部ホッパー（２２）内の飛灰は、ロータリーバル
ブ（２３）の駆動によって連続的にダイオキシン揮発分
離装置（１）の投入口（１１）のフィーダー（１１ａ）
に送給され、この揮発分離装置（１）内で加熱処理され
ることにより、含まれていたダイオキシンを揮発分離
し、処理済み飛灰として粉粒体取出口（１２）より灰出
しホッパー（２４）へ排出される。一方、飛灰から揮発
分離されたダイオキシンは、ガス導出口（１３）からダ
イオキシン分解装置（２５）へ送られ、ここで分解され
て無害化したガスとして外部へ放出される。

【００２４】ダイオキシン揮発分離装置（１）は、傾斜
配置した円筒形匡体（２）の内部に金属製のスクリュー
コンベヤ（３）が同心状に回転自在に配置すると共に、
該匡体（２）の内周面に沿って高周波誘導コイル（４）
が設けられ、スクリューコンベヤ（３）の全体が該高周
波誘導コイル（４）にて電磁誘導加熱される誘導発熱体
を構成している。しかして、揮発分離装置（１）の全体
は図示仮想線で示す架構（１０）に支持され、この架構
（１０）が枢軸（１０ａ）を介して傾動自在に架台（２
６）に取り付けられ、油圧シリンダ（２７）によって任
意の傾斜角度に保持できるようになっている。

【００２５】円筒形匡体（２）の下部には熱風導入口
（１４）を有しており、熱風送給装置（２８）より送給
される熱風を該導入口から匡体内空間（２ａ）へ送り込
むようになっている。また匡体（２）外周には冷却水ジ
ャケット（５）が設けられ、下部の水入口（５ａ）から
流入した水が上部の水出口（５ｂ）へ流れる過程で匡体
（２）と熱交換して排熱することにより、高周波誘導コ
イル（４）の過度の高温化による電磁発振能力の低下を
防ぐようになっている。また、スクリューコンベア
（３）の外側には、高周波誘導コイル（４）との間を遮
蔽する形で、石英による伝熱遮蔽筒体（１９）が設けら
れている。この筒体（１９）は、磁気フラックスの透過
を許容しつつ、熱フラックスの透過を遮断する石英のも
つ性質を利用して、スクリューコンベア（３）側からの
伝熱による高周波誘導コイル（４）の高温化を防ぎ、そ
の電磁発振能力の低下を防止すると共に、冷却水ジャケ
ット（５）の負荷を軽減する点で有益なものである。

【００２６】スクリューコンベヤ（３）は、中空管軸
（６）の外周面にスクリュー羽根（７）を一体的に設け
た構造を有している。そして、この中空管軸（６）は内
部が処理済み粉粒体の排出路（３ａ）を構成しており、
その上部に匡体（２）の内空間（２ａ）に開く粉粒体流
入口（１５）を有すると共に、同下部が匡体（２）より
外部へ突出しており、その開口した下端が前記の粉粒体
取出口（１２）になっている。また、中空管軸（６）の
下方突出部（６ａ）の外面側にはギヤ（６ｂ）が設けら
れ、このギヤ（６ｂ）が匡体（２）側に取り付けたモー
ター（１６）の駆動ギヤ（１６ａ）と噛合しており、該
モーター（１６）の駆動によってスクリューコンベヤ
（３）が上送り方向に回転する。なお、図２中の（１
７）は軸受であり、匡体（２）の上下部において当該匡
体（２）とスクリューコンベヤの中空管軸（６）との間
に介在している。

【００２７】図２〜図４に示すように、スクリュー羽根
（７）は、多孔プレートにて形成されており、その上面
側には周縁部に沿って一定間隔置きに、主として伝熱フ
ィンとして機能する長方形の突片（７ａ）…が一体的に
設けられている。しかして、各突片（７ａ）は、半径方
向に沿う向きでスクリュー羽根面に対して垂直になって
いる。また、このスクリュー羽根（７）のピッチは、図
１に示すように、中空管軸（６）の上部側ほど広くなる
ように設定されている。

【００２８】中空管軸（６）は、スクリュー羽根（７）
の上端位置から上方へ縮径する円錐部（６ｃ）を有して
おり、この円錐部（６ｃ）に粉粒体流入口（１５）が開
口している。しかして、中空管軸（６）内の粉粒体流入
口（１５）よりも下方側は、前記のように処理済み粉粒
体の排出路（３ａ）を構成するが、その内周面には外周
面のスクリュー羽根（７）とは逆螺旋の内側スクリュー
羽根（８）が設けられている。一方、匡体（２）内の上
部には粉粒体誘導板（９）が固設されており、上部まで
移送されてきた処理済み粉粒体を該粉粒体誘導板（９）
によって中空管軸（６）の粉粒体流入口（１５）へ誘導
するようになされている。

【００２９】上記構成のダイオキシン揮発分離装置
（１）によれば、投入口（１１）より連続供給される飛
灰（Ａ）は、スクリューコンベヤ（３）の回転によって
上方へ移動しつつ、電磁誘導加熱にて発熱した該スクリ
ューコンベヤ（３）との接触によって加熱されるが、こ
の移動過程でスクリュー羽根（７）によって強制的に攪
拌されると共に、匡体（２）の傾斜によって持ち上げら
れては堆積の崩壊及び落下を繰り返し、スクリューコン
ベヤ（３）のスクリュー羽根（７）及び中空管軸（６）
に対する接触部位を絶えず更新してゆく。従って、飛灰
（Ａ）とスクリューコンベヤ（３）との間ならびに飛灰
粒子相互間の接触伝熱が部位による偏りなく非常に高い
レベルに保たれ、しかもスクリューコンベヤ（３）のス
クリュー羽根（７）と中空管軸（６）が共に発熱体であ
るから、移送空間の単位容積に対する攪拌伝熱面積も極
めて大きく、スクリューコンベヤから粉粒体への熱移動
が高効率で行われる結果、飛灰に含まれていたダイオキ
シンが効率よく揮発する。

【００３０】しかして、本実施例では、スクリュー羽根
（７）の上面側に突片（７ａ）…を有することから、ス
クリューコンベヤ（３）の回転に伴い、各突片（７ａ）
…がスクリュー羽根間に存在する飛灰を掻き上げた上で
重力落下させるから、スクリューコンベヤ（３）による
攪拌作用がより増大する。また、スクリュー羽根（７）
のピッチが中空管軸（６）の上部側ほど広くなっている
から、移送される飛灰の筒軸方向の移動速度はダイオキ
シンの揮発分離が進むにしたがって速くなり、、これに
よって処理の空間効率が向上する。

【００３１】更に、上記の処理において、熱風送給装置
（２８）を駆動し、匡体（２）の下部から内部へ熱風を
送り込むようにすれば、この熱風が補助熱媒としてダイ
オキシンの揮発分離を促進させる上、揮発分離したガス
状のダイオキシンのキャリヤガスとして次工程のダイオ
キシン分解装置（２５）への送り出しを促進することに
なる。しかして、本実施例では、スクリュー羽根（７）
が多孔プレートより構成されているから、スクリュー羽
根（７）上に堆積した飛灰が当該スクリュー羽根（７）
の細孔から噴き出す熱風によって吹き上げられ、これに
よって攪拌作用が更に増大することになる。

【００３２】ここで、熱風送給装置（２８）によって匡
体（２）内へ送り込む熱風としては、一般的に加熱エア
ーを使用すればよいが、特にオゾン、水蒸気またはオゾ
ンを圧入した水蒸気のいずれか１以上を含む加熱エアー
を用いることが推奨される。すなわち、飛灰から揮発分
離したガス状のダイオキシンは次工程のダイオキシン分
解装置（２５）にて分解・無害化されるが、上記の熱風
としてオゾン、水蒸気またはオゾンを圧入した水蒸気の
いずれか１以上を含む加熱エアーを用いれば、このダイ
オキシン揮発分離装置（１）内でもオゾンと水蒸気の作
用によってダイオキシンの熱分解が進むから、最終目的
であるダイオキシンの分解除去に寄与でき、次工程のダ
イオキシン分解装置（２５）の負荷も軽減されることに
なる。

【００３３】一方、ダイオキシンを揮発分離してスクリ
ューコンベヤ（３）の上部まで移送されてきた処理済み
飛灰は、自動的に中空管軸（６）の粉粒体流入口（１
５）に流入して当該管軸（６）内を自然流下して粉粒体
取出口（１２）より連続的に灰出しホッパー（２４）へ
排出される。このとき、匡体（２）の内側上部に設けた
粉粒体誘導板（９）により、処理済み飛灰の粉粒体流入
口（１５）への流入が円滑になされるから、該飛灰の排
出が促進されると共に、該粉粒体誘導板（９）をガス導
出口（１３）への直線的を気流を遮る形に設けることに
より、導出ガス中への飛灰粒子の持込みを防止できる。
また、本実施例では、中空管軸（６）の内周面に、外周
面のスクリュー羽根（７）とは逆螺旋の内側スクリュー
羽根（８）を有するため、スクリューコンベヤ（３）の
回転に伴い、該内側スクリュー羽根（８）が当該管軸
（６）内に流入した処理済み飛灰の下方へ移動を促すよ
うに作用し、これによって処理済み粉粒体の排出がより
促進される。加えて、飛灰は、この管軸（６）内での降
下移送過程でも該管軸（６）内面及び内側スクリュー羽
根（８）に接触して加熱作用を受け、上記の処理済み飛
灰に残存含有するダイオキシン類の更なる完全な揮発分
離が遂行される。一方、管軸（６）内で発生したダイオ
キシンを含むガスは、管軸（６）内を上昇してガス導出
口（１３）から排出される。

【００３４】更に、このダイオキシン揮発分離装置にお
いては、スクリューコンベヤ（３）によって飛灰が定量
送りされ、上部に達した処理済み飛灰が既述のように自
動的に中空管軸（６）内に流入して当該管軸（６）内を
自然流下して連続的に外部へ取り出されるから、スクリ
ューコンベヤ（３）から飛灰への単位時間当たりの熱移
動量も一定化し、これによってスクリューコンベヤ
（３）の温度が一定に維持されるから、安定した処理条
件での連続処理を行える。また、スクリューコンベヤ
（３）自体が電磁誘導加熱の発熱体になっているから、
外部への熱放散による熱エネルギー損失は小さく、高い
エネルギー効率によって処理コストが低減される。

【００３５】図５に示すダイオキシン揮発分離装置は、
スクリューコンベヤ（３）に中空管軸（６）の外周面の
スクリュー羽根（７）を包囲する金属筒（１８）が一体
化され、またスクリュー羽根（７）には突片を設けてい
ないが、これら以外は図１〜図４で示した前記のダイオ
キシン揮発分離装置と同様構成である。しかして、この
図５の装置構成では、スクリューコンベヤ（３）のスク
リュー羽根（７）は金属筒（１８）によって匡体（２）
の内周面に対して隔絶されているから、該スクリュー羽
根（７）と匡体（２）との間に飛灰が噛み込むことはな
く、この噛み込みによってスクリューコンベヤ（３）の
回転が妨げられるような事態を未然に回避できる。

【００３６】なお、上記実施例ではダイオキシン含有粉
粒体としてごみ焼却炉より発生する飛灰を処理対象とし
ているが、この発明のダイオキシン揮発分離装置は、飛
灰に限らず、同様にごみ焼却炉より発生する焼却スラ
グ、ダイオキシン汚染土壌、ダイオキシンを含む使用済
み活性炭等の種々のダイオキシン含有粉粒体を処理対象
とすることができ、これら異種の粉粒体を混合状態で一
括処理することも可能である。しかして、処理対象とす
るダイオキシン含有粉粒体の種類、粒度や水分含有率に
よる性状の違い等により、自ずとダイオキシン揮発分離
のための最適な処理条件は異なることになるが、この発
明のダイオキシン揮発分離装置では、処理粉粒体の種類
や性状に応じた最適な処理条件を容易に設定できる。

【００３７】すなわち、この揮発分離装置においては、
スクリューコンベヤ（３）による強制送り機構を採用し
ているから、その回転数の変化によって送り速度を自在
に調整できると共に、電磁誘導加熱であるために加熱温
度の調整も容易であり、更に前記実施例のように匡体
（２）を傾斜角度可変な構成とすれば、その傾斜角度に
よってスクリューコンベヤ（３）による攪拌強度が変化
するから、処理粉粒体の性状に応じた攪拌強度を設定で
き、更に熱風送給装置（２８）によって匡体（２）内へ
送り込む熱風の送給量及び温度による内部環境の調整も
行える。一方、この発明のダイオキシン揮発分離装置
は、これら多岐にわたる選択肢によって処理条件を広い
範囲で調整できるため、小容量から大容量までの何れの
処理装置にも適用可能である。

【００３８】なお、飛灰を処理対象とする場合は、前記
実施例のように匡体（２）の投入口（１１）をごみ焼却
炉の飛灰を捕集するバッグフィルター（２１）の下部ホ
ッパー（２２）に接続させ、この下部ホッパー（２２）
から高温飛灰を投入口（１１）へ送給する構成とすれ
ば、それだけ揮発分離装置（１）でのダイオキシン揮発
分離に要する熱エネルギーを低減できる。

【００３９】この発明に係るダイオキシン揮発分離装置
は、匡体（２）の外形と傾動機構、スクリューコンベヤ
（３）の回転駆動機構、スクリュー羽根（７）の段数及
びピッチ、スクリュー羽根（７）に設ける突片（７ａ）
の形状及び大きさと向き等、細部構成については実施例
以外に種々設計変更可能である。また、ダイオキシン含
有粉粒体の供給側装置やダイオキシン分解装置等の周辺
関連の装置類についても特に制約はないが、ダイオキシ
ン分解装置としてはパルスプラズマ方式のものが好適で
ある。このパルスプラズマ方式のダイオキシン分解は、
排ガス中でパルスコロナ放電を行うことにより、生成す
る高エネルギー電子がガス分子と衝突してラジカルを生
じ、ラジカル反応によってダイオキシンが直接に分解さ
れて無害化するものである。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ダイオキシン
揮発分離装置として、都市ごみ焼却炉の集塵装置によっ
て捕集された飛灰を始めとする種々のダイオキシン含有
粉粒体を処理対象とし、スクリューコンベヤによる強制
送りと電磁誘導加熱を利用した簡単な装置構成により、
ダイオキシンを連続処理によって能率よく且つ均一に揮
発分離できると共に、高いダイオキシン分離効率が得ら
れ、小容量から大容量までの何れの処理装置にも適用可
能で、しかも設備コスト及び運転コストを低く設定でき
るものが提供される。

【００４１】請求項２の発明によれば、上記のダイオキ
シン揮発分離装置において、スクリューコンベヤの中空
管軸の内周面に設けた内側スクリュー羽根により、処理
済み粉粒体の外部への排出が促進されるという利点があ
る。

【００４２】請求項３の発明によれば、上記のダイオキ
シン揮発分離装置において、スクリューコンベヤのスク
リュー羽根が特定のピッチに設定されていることから、
処理の空間効率が向上するという利点がある。

【００４３】請求項４の発明によれば、上記のダイオキ
シン揮発分離装置において、スクリューコンベヤの傾斜
角度が可変であるため、この傾斜角度によって処理対象
の粉粒体の種類や性状に応じて攪拌強度に調整できると
いう利点かある。

【００４４】請求項５の発明によれば、上記のダイオキ
シン揮発分離装置において、スクリュー羽根の上面側に
周縁部に沿って一定間隔置きに突片が形成されているこ
とから、スクリューコンベヤによる攪拌作用が増大し、
かつ伝熱加熱面積を増大してより高いダイオキシン分離
効率が得られるという利点がある。

【００４５】請求項６の発明によれば、上記のダイオキ
シン揮発分離装置において、スクリュー羽根が多孔プレ
ートより構成され、匡体の下部から熱風を送り込む熱風
送給装置を有することから、ダイオキシンの揮発分離と
系外への排出が促進されると共に、スクリュー羽根上に
堆積した粉粒体の吹き上げによって攪拌作用が増大する
という利点がある。

【００４６】請求項７の発明によれば、上記のダイオキ
シン揮発分離装置において、匡体内にオゾン及び水蒸気
を含む加熱エアーを送給することから、粉粒体から揮発
したダイオキシンの熱分解が進むという利点がある。

【００４７】請求項８の発明によれば、上記のダイオキ
シン揮発分離装置において、匡体の内側上部に設けた粉
粒体誘導板により、中空管軸の粉粒体流入口への処理済
み粉粒体の流入が円滑になされ、もって該粉粒体の排出
が促進されるという利点がある。

【００４８】請求項９の発明によれば、上記のダイオキ
シン揮発分離装置において、ごみ焼却炉の飛灰を捕集す
るバッグフィルターの下部ホッパーから高温飛灰が投入
口へ送給されることから、ダイオキシン揮発分離に要す
る熱エネルギーを低減できるという利点がある。

【００４９】請求項１０の発明によれば、上記のダイオ
キシン揮発分離装置において、スクリューコンベヤにス
クリュー羽根を包囲する金属筒が一体化されていること
から、匡体の内周面とスクリュー羽根との間に粉粒体が
噛み込んでスクリューコンベヤの回転を妨げるの防止で
きるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイオキシン揮発分離装置を用いた
飛灰の処理工程を模式的に示す一部縦断側面図である。

【図２】同ダイオキシン揮発分離装置の縦断側面図で
ある。

【図３】図２のIII-III 線の断面矢視図である。

【図４】図２のIV-IV 線の断面矢視図である。

【図５】本発明のダイオキシン揮発分離装置の他の構
成例を示す縦断側面図である。

【図６】従来におけるダイオキシン揮発分離装置の一
例を示す縦断側面図である。

【図７】従来におけるダイオキシン揮発分離装置の他
の例を示す縦断側面図である。

【符号の説明】１ダイオキシン揮発分離装置２円筒形匡体２ａ匡体内空間３スクリューコンベヤ３ａ排出路４高周波誘導コイル６中空管軸７スクリュー羽根８内側スクリュー羽根９粉粒体誘導板１１ダイオキシン含有粉粒体の投入口１２取出口１３ガス導出口１４熱風導入口１５粉粒体流入口１６モーター（回転駆動手段）１８金属筒２１バッグフィルター２２下部ホッパー２８熱風送給装置

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ２７Ｂ 7/34 Ｈ０５Ｂ 6/10 ３２１ 7/36 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３ＬＨ０５Ｂ 6/10 ３２１ＺＡＢＦターム(参考） 3F040 BA01 CA01 CA03 CA08 DA08 EA03 3K059 AA08 AB09 AB12 AB19 AB28 AC54 AC66 AC68 AD03 AD35 CD75 CD77 4D004 AA37 AA41 AA43 AA47 AB07 BA02 CA22 CA32 CA34 CB01 CB24 CB33 CB36 CB42 CB43 CB45 CC01 CC03 DA02 DA20 4K061 AA07 BA12 DA09 EA03 EA07 FA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】傾斜配置する非回転の円筒形匡体と、こ
の匡体の下部に設けられたダイオキシン含有粉粒体の投
入口と、同上部に設けられたガス導出口と、匡体内に同
心状に配置して回転駆動する金属製のスクリューコンベ
ヤと、該スクリューコンベヤを外側から電磁誘導加熱す
る高周波誘導コイルと、スクリューコンベヤの回転駆動
手段とを備え、前記スクリューコンベヤが中空管軸の外周面にスクリュ
ー羽根を一体的に設けた構造を有し、この中空管軸の内
部が処理済み粉粒体の排出路をなし、該中空管軸の上部
に前記匡体内空間に開く粉粒体流入口を有すると共に、
同下部に粉粒体取出口を有しており、前記投入口より連続供給されるダイオキシン含有粉粒体
を前記スクリューコンベヤの回転によって上方へ移送し
つつ、電磁誘導加熱にて発熱した該スクリューコンベヤ
との接触によって加熱することにより、ダイオキシンを
揮発分離させて前記ガス導出口より導出すると共に、処
理済み粉粒体を前記中空管軸の粉粒体流入口より当該中
空管軸内に流入させて前記粉粒体取出口より連続的に取
り出すように構成されてなるダイオキシン揮発分離装
置。
【請求項２】前記スクリューコンベヤの中空管軸の内
周面に、外周面のスクリュー羽根とは逆螺旋の内側スク
リュー羽根が設けられてなる請求項１記載のダイオキシ
ン揮発分離装置。
【請求項３】前記中空管軸の外周面のスクリュー羽根
が、該中空管軸の上部側ほど広くなる羽根ピッチを有す
る請求項１又は２に記載のダイオキシン揮発分離装置。
【請求項４】前記匡体がスクリューコンベヤと一体に
傾斜角度可変である請求項１〜３のいずれかに記載のダ
イオキシン揮発分離装置。
【請求項５】前記中空管軸における外周面のスクリュ
ー羽根の上面側に、その周縁部に沿って一定間隔置きに
突片が一体形成されてなる請求項１〜４のいずれかに記
載のダイオキシン揮発分離装置。
【請求項６】前記中空管軸の外周面のスクリュー羽根
が多孔プレートより構成されると共に、前記匡体の下部
から熱風を送り込む熱風送給装置を有してなる請求項１
〜５のいずれかに記載のダイオキシン揮発分離装置。
【請求項７】前記熱風送給装置が熱風としてオゾン、
水蒸気またはオゾンを圧入した水蒸気のいずれか１以上
を含む加熱エアーを送給するものである請求項６記載の
ダイオキシン揮発分離装置。
【請求項８】前記匡体の内側上部に、上部まで移送さ
れてきた処理済み粉粒体を前記中空管軸の粉粒体流入口
へ誘導する粉粒体誘導板が固設されてなる請求項１〜７
のいずれかに記載のダイオキシン揮発分離装置。
【請求項９】前記匡体の投入口がごみ焼却炉の飛灰を
捕集するバッグフィルターの下部ホッパーに接続され、
この下部ホッパーから高温飛灰がダイオキシン含有粉粒
体として前記投入口へ送給される請求項１〜８のいずれ
かに記載のダイオキシン揮発分離装置。
【請求項１０】前記スクリューコンベヤに、中空管軸
の外周面のスクリュー羽根を包囲する金属筒が一体化さ
れてなる請求項１〜９のいずれかに記載のダイオキシン
揮発分離装置。