JP2004138253A

JP2004138253A - 廃棄物溶融炉への可燃性ダスト吹き込み方法

Info

Publication number: JP2004138253A
Application number: JP2002300494A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Tanaka; 田中　宏和; Hideji Shibaike; 芝池　秀治
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-15
Also published as: JP3896062B2

Abstract

【課題】廃棄物溶融処理において、重金属・塩類が溶融炉から飛散する可燃性ダストに過度に濃縮されるのを抑制すると共に、溶融炉から２次燃焼室の間のダクトや除じん器に付着したり、後段のボイラや集じん器等への悪影響を防止することができる廃棄物溶融炉への可燃性ダスト吹き込み方法を提供する。
【解決手段】廃棄物溶融炉１に廃棄物をコークス、石灰石と共に装入し、廃棄物を溶融処理する際に、捕集した可燃性ダストを羽口から空気または酸素富化空気と共に、コークスベッドヘ吹き込む方法において、捕集した可燃性ダストを廃棄物溶融炉１へ吹き込むことによって、飛散するダスト中の重金属、塩類が所定濃度以上増えないよう、あらかじめ、捕集して吹き込む可燃性ダスト量の上限値を設定する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般廃棄物、産業廃棄物等の廃棄物を溶融処理する廃棄物溶融炉で発生した可燃性ダストを廃棄物溶融炉へ吹き込む方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般廃棄物、産業廃棄物等の廃棄物の処理方法として、廃棄物をシャフト炉式の廃棄物溶融炉に装入し、廃棄物を乾燥、予熱、熱分解、燃焼、溶融し、スラグやメタルとして取り出す熱分解溶融処理方法が知られている。
【０００３】
前記廃棄物溶融炉の操業では、炉内において、装入物中の可燃分が熱分解して残渣が発生する。発生した熱分解残渣は羽口から送られてきた空気によって燃焼し溶融されるが、微細なものは、羽口から送られてきた空気によって燃焼されることなく、気流に乗って炉から可燃性ダストとして飛散する。
【０００４】
飛散する可燃性ダストの処理技術として、特開２００１−２１１２３号公報や特開２００１−１０８２０９号公報には、可燃性ダストを羽口から溶融炉内へ吹き込む方法や吹込み設備が開示されている。
【０００５】
図１は可燃性ダストを溶融炉内へ吹込む装置を有する廃棄物溶融処理設備の一例を示す概略図である。廃棄物溶融炉１の下部には、下段羽口２及び上段羽口３が炉の周囲にそれぞれ複数本配設されている。下段羽口２からは、炉底に降りてきたコークスを燃焼させるために、酸素を富化した空気が炉内へ吹き込まれる。上段羽口３からは熱分解した可燃物を燃焼させるため、空気が吹き込まれる。
【０００６】
廃棄物溶融炉１内で装入物中の可燃物が熱分解して発生した残渣のうち、炉頂から飛散する可燃性ダストは、炉頂の排ガス配管４中を通ってサイクロン等の除じん器５に導かれ、捕集され、可燃性ダストホッパー６に貯蔵される。
【０００７】
可燃性ダストホッパー６の可燃性ダストは、切出装置７により切り出され、ブロワ８の搬送空気と混合器９で混合され、分配器１０へ送られる。分配器１０により各下段羽口２に分配された可燃性ダストは、廃棄物溶融炉１内に酸素を富化した空気と共に吹き込まれる。
【０００８】
捕集された可燃性ダストの吹き込みにより、可燃性ダストが下段羽口２前で燃焼し、この燃焼が従来、装入物の乾燥及び溶融の熱源であったコークス等の補助燃料の燃焼の代替となり、補助燃料の使用量を低減させることが可能となる。
【０００９】
また、可燃性ダスト中のスラグ成分（Ｓｉ、Ｃａ、Ａｌ、Ｍｇ等）は、溶融されてスラグとなり、後段の集じん器（バグフィルター等）で捕集されるダスト量が低減し、最終処分量の低減・埋立処分場の延命化を図ることができる。また、可燃性ダスト中の重金属・塩類は可燃性ダストを吹き込む廃棄物溶融炉下部が高温還元雰囲気のため再度揮散し、除じん器で捕集されることを繰り返す。そのため、重金属・塩類は可燃性ダスト中に濃縮されるが、特に、粒径の細い可燃性ダストにより多くの重金属・塩類が濃縮される。例えば、溶融炉から飛散する可燃性ダストの内、サイクロン等の除じん器で捕集し、溶融炉へ吹き込む可燃性ダストの量が４０〜５０％程度である場合、ある程度の重金属・塩類は細粒の可燃性ダストとして除じん器を通過し、最終的に集じん器で捕集されるダストとして系外に排出される。この集じん器で捕集されるダスト中の重金属類濃度が高い場合は、山元還元等による重金属類の回収も期待できる。
【００１０】
上記の補助燃料の使用量低減や最終処分量の低減・埋立処分場の延命化効果をさらに発揮させるためには、廃棄物溶融炉から飛散した可燃性ダストの除じん器での捕集量を増加させ、より多くの可燃性ダストを廃棄物溶融炉へ吹き込むことによってコークス使用量、灰の最終処分量の大幅な低減が期待できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可燃性ダストの捕集量を増加させ、より多くの可燃性ダストの吹込みを実施することによって、可燃性ダスト中のスラグ成分はスラグ化させることが出来るが、重金属・塩類の捕集量、溶融炉への吹込み量が増加するため、可燃性ダスト中への濃縮が進行し、可燃性ダスト中の重金属・塩類濃度が大きく上昇する。特に、重金属・塩類は粒子径の小さなダストに重金属・塩類が濃縮する。ところが、この重金属・塩類濃度が高い可燃性ダストは、融点が低くなるため、廃棄物溶融炉から２次燃焼室の間のダクトや除じん器に付着し、閉塞に至り運転継続が困難になるという問題がある。また、除じん器を通過するダクトについても、重金属・塩類濃度が非常に高くなるため、後段のボイラへの付着性が増加し、付着量が増加すると共に、腐食性も高くなるという問題もある。集じん器で捕集されるダストについても、重金属・塩類濃度が非常に高くなるため、吸湿性が高く、搬送系のトラブルを発生させる原因となる。
【００１２】
そこで、本発明は、廃棄物溶融処理において、重金属・塩類が溶融炉から飛散する可燃性ダストに過度に濃縮されるのを抑制すると共に、ダクトや除じん器に付着したり、後段のボイラや集じん器等への悪影響を防止することができる廃棄物溶融炉への可燃性ダスト吹込み方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の可燃性ダスト吹き込み方法は、廃棄物溶融炉に廃棄物をコークス、石灰石と共に装入し、廃棄物を溶融処理する際に、捕集した可燃性ダストを羽口から空気または酸素富化空気と共に、コークスベッドヘ吹き込む方法において、（１）捕集した可燃性ダストを廃棄物溶融炉へ吹き込むことによって、溶融炉から飛散する可燃性ダスト中の重金属、塩類が所定濃度以上増えないよう、あらかじめ、捕集して吹き込む可燃性ダスト量の上限値を設定すること、
（２）可燃性ダスト中の塩素濃度を適宜測定し、該測定値が、あらかじめ設定された値以上になると、可燃性ダストの一部を２次燃焼炉へ供給して、可燃性ダストの溶融炉への供給量を減ずることにより、可燃性ダスト中の塩素濃度があらかじめ設定された値以下になるよう調整することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明では、ある程度の重金属・塩類は除じん器を通過させ、後段の集じん器により捕集し、系外へ排出し、薬剤処理または重金回収を行う。通過させる方法として、除じん器の捕集効率を基準値以下にする場合、可燃性ダストの吹き込み量の上限値を溶融炉から飛散する可燃性ダスト中の灰分及び重金属、塩素の濃度が急に上昇し始める約７０％の除じん器とすることが望ましい。
【００１５】
また、可燃性ダストの融点を考慮して可燃性ダスト中の塩素濃度を目安とし、捕集可燃性ダストの一部を燃焼室へ吹き込む方法を採用する場合は、可燃性ダスト中の塩素濃度即ち、溶融炉から排出され、除じん器で捕集される前のダスト中の塩素濃度を測定し、塩素濃度が１３．０％以下となるよう、溶融炉への吹き込み量を調整することが好ましい。
【００１６】
【実施例】
実施例１
図１は捕集したダストを溶融炉本体へ吹込む設備を有する廃棄物処理設備の一例を示す概略図である。廃棄物溶融炉１には、廃棄物が副資材であるコークス、石灰石と共に炉上部から２重シール弁機構の装入装置１ａを介して装入され、乾燥、熱分解、燃焼、溶融の過程を経て出滓口１ｂからスラグとして排出され、可燃性ガスは廃棄物溶融炉上部のダクト４から排出され、可燃性ダストは除じん器（サイクロン）５で捕集されて可燃性ダストホッパー６に貯蔵され、可燃性ダストホッパー６の可燃性ダストは、切出装置７により切り出され、ブロワ８の搬送空気と混合器９で混合され、分配器１０へ送られる。分配器１０により各下段羽口２に分配された可燃性ダストは、廃棄物溶融炉１内に酸素を富化した空気と共に吹き込まれる。
【００１７】
サイクロン５からの排ガスは、燃焼室１１で燃焼され、ボイラー１２で熱回収が行われ、発生した蒸気は蒸気タービン・発電装置１３へ送られる。ボイラー１２の排ガスは、集じん器（バグフィルタ）１４で固気分離され、ブロワ１５により煙突１６から排出される。
【００１８】
表１は可燃性ダストの吹込み割合と可燃性ダスト中濃度の関係を示し、図２は表１の結果を示すグラフであり、（ａ）は吹込み割合と可燃性ダスト中の灰分の濃度、（ｂ）は吹込み割合と可燃性ダスト中の重金属、塩素の関係を示すグラフである。ここで吹込み割合とは、溶融炉から飛散した可燃性ダストの内、溶融炉へ吹込む量の割合を表す。
【００１９】
【表１】

表１及び図２から、可燃性ダストの吹き込み量の上限値は、溶融炉から飛散する可燃性ダスト中の灰分及び重金属、塩素の濃度が急に上昇し始め、ダクト中の付着状況が悪化するので、約７０％とすることが望ましい。
【００２０】
従って、本発明にあっては除じん器（サイクロン）５の捕集効率は、溶融炉から飛散するダストの７０％を越えないものとする。設計時において、捕集効率が７０％を超えないものしても良く、運転において捕集効率が７０％を超えた場合は、除じん器（サイクロン）内のガス流速を変える等により、圧力損失を変更し、捕集効率を７０％を超えないようにしても良い。
【００２１】
実施例２
図３は本発明の方法を実施する装置を有する廃棄物溶融処理設備の一例を示す概略図で、図１と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。表１から明らかなように、可燃性ダストの融点から生じるダクト中の付着状況は可燃性ダスト中の塩素濃度に大きく影響していることが分かる。即ち、塩素濃度が１３％以上になるとダクト中のダストの付着状況が非常に悪くなる。従って可燃性ダスト中の塩素濃度を適宜測定し可燃性ダスト中の塩素濃度が１３％を越えた場合は図３に示すようにこの捕集した可燃性ダストの一部を２次燃焼室１１へ吹き込むようにする。即ち、切り出し装置７を正、逆転可能な装置とし、正転が羽口側、逆転が２次燃焼室側としておき、切り出し装置７を逆転するようにして、常に、可燃性ダスト中の塩素濃度が１３％以下になるように設定しダクト中の付着状況が悪化しないように溶融炉本体への吹き込み量を調整する
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、廃棄物溶融炉から飛散した可燃性ダストの内、サイクロン等の除じん器により捕集し、溶融炉へ吹き込む可燃性ダスト量の上限値を設定することにより、ある程度の重金属・塩類を除じん器を通過させ、後段の集じん器により捕集し、系外へ排出し、薬剤処理または重金回収を行うことにより、重金属・塩類が溶融炉から飛散する可燃性ダストに過度に濃縮されるのを抑制すると共に、溶融炉から２次燃焼室の間のダクトや除じん器に付着したり、後段のボイラや集じん器等への悪影響を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する廃棄物処理設備の一例を示す概略図である。
【図２】表１の結果を示すグラフであり、（ａ）は吹込み割合と可燃性ダスト中の灰分の濃度、（ｂ）は吹込み割合と可燃性ダスト中の重金属、塩素の関係を示すグラフである。
【図３】本発明のその他の方法を実施する装置を有する廃棄物溶融処理設備の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１：廃棄物溶融炉
２：下段羽口
３：上段羽口
４：ダクト
５：サイクロン
６：可燃性ダストホッパー
７：切り出し装置
８：ブロワ
９：混合器
１０：分配器
１１：燃焼室
１２：ボイラー
１３：蒸気タービン・発電装置
１４：集じん器
１５：ブロワ
１６：煙突

Claims

廃棄物溶融炉に廃棄物をコークス、石灰石と共に装入し、廃棄物を溶融処理する際に、捕集した可燃性ダストを羽口から空気または酸素富化空気と共に、コークスベッドヘ吹き込む方法において、
捕集した可燃性ダストを溶融炉へ吹き込むことによって、溶融炉から飛散する可燃性ダスト中の重金属、塩類が所定濃度以上増えないよう、あらかじめ、捕集して吹き込む可燃性ダスト量の上限値を設定することを特徴とする廃棄物溶融炉への可燃性ダスト吹き込み方法。
可燃性ダストの吹き込み量の上限値は、溶融炉から飛散するダストの７０％とすることを特徴とする請求項１記載の廃棄物溶融炉への可燃性ダスト吹き込み方法。
廃棄物溶融炉に廃棄物をコークス、石灰石と共に装入し、廃棄物を溶融処理する際に、捕集した可燃性ダストを羽口から空気または酸素富化空気と共に、コークスベッドヘ吹き込む方法において、
可燃性ダスト中の塩素濃度を適宜測定し、該測定値が、あらかじめ設定された値以上になると、可燃性ダストの一部を２次燃焼炉へ供給して、可燃性ダストの溶融炉への供給量を減ずることにより、可燃性ダスト中の塩素濃度があらかじめ設定された値以下になるよう調整することを特徴とする廃棄物溶融炉への可燃性ダスト吹き込み方法。
可燃性ダスト中の塩素濃度の設定値を１３．０％以下とすることを特徴とする請求頃３記載の廃棄物溶融炉への可燃性ダスト吹き込み方法。