JP2004255361A

JP2004255361A - 廃棄物焼却設備のセメント固化処理システムおよびその洗浄方法

Info

Publication number: JP2004255361A
Application number: JP2003052307A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Asanuma; 智之浅沼; Shuhei Ishii; 修平石井
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】廃棄物焼却設備のセメント固化処理システムにおいて、混練作業終了時の混練機自動洗浄を可能とし、混練作業の次回起動を確実な実施、洗浄時の重金属等への対処を容易化すること。
【解決手段】廃棄物焼却設備の水砕水槽出口でスラグを分岐するためのダンパ等１４を設け、分岐したスラグはスラグ搬送装置１５を介してスラグ貯槽１６Ａに貯留し、混練機２４におけるセメント固化終了後の数分から数十分間セメントの供給を停止して、代わりに貯留したスラグを処理物、混練水、薬剤と共に該混練機２４に供給して該混練機２４を運転する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物焼却設備のセメント固化処理システムおよびその洗浄方法に関し、さらに詳しくは、焼却炉から発生する灰を溶融処理によりスラグ化し、灰溶融炉から発生する溶融飛灰は混練機を用いてセメント、混練水、薬剤等と混練してセメント固化処理する廃棄物焼却設備における、セメント固化処理システムおよびそのスラグを用いた混練機の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
焼却灰を薬剤処理して無害化することは従来より多く行われてきており、また焼却灰を溶融しスラグとして無害化・減容化すると共に、その際発生する溶融飛灰も薬剤とセメントにより固化して無害化・減容化する例も増加しているが、どちらの場合においても、灰と添加物の混合には混練機を用いるのが一般的である。
【０００３】
混練機の運用としては、数時間または数日分の溶融飛灰を貯留し、一定量貯留後に所定時間（５〜１５時間）で固化処理するというのが一般的であるが、混練機のケーシング内壁や混練スクリュー等に付着残留する混練物が、セメント等の作用により固化して次回の起動が不可能になるなどの障害が発生することがある。従ってこれらの障害が発生しないよう、また長期的には付着物による混練機の性能低下が発生しないよう、混練作業終了持には混練機内の付着物を除去洗浄する必要がある。
【０００４】
図４は、廃棄物焼却設備における、水洗浄による従来の混練機洗浄方法を示した説明図である。
溶融飛灰貯槽１７に貯留された溶融飛灰は、切出装置２１Ｂにより混練機供給コンベヤ２３に切り出され、混練機２４へ供給される。セメント貯槽１８に貯留されたセメントは、溶融飛灰供給量に見合った量を切出装置２１Ｃにより混練機供給コンベヤ２３に切り出され、混練機２４へ供給される。また、混練水槽１９内の混練水は給水ポンプ２２Ｄにより混練水給水バルブ２８を経て混練機２４に供給され、さらに重金属安定化剤等の薬剤は薬剤貯槽２０から供給ポンプ２２ｅにより混練機２４へ供給される。混練作業終了時には、溶融飛灰、混練水、薬剤の供給は停止するが、混練水は混練水供給バルブ２８が閉止し、代わりに洗浄水給水バルブ２９が開いて混練機２４に水を供給し水洗浄が行われる。
【０００５】
しかし、水洗浄の場合は洗浄後に充分混練機内を乾燥させないと、次回起動時に灰を投入した際、混練機内にたまった水により灰が吸湿して混練機入口部で灰が堆積する恐れがある。また、重金属等を含んだ灰を処理した機器の洗浄水であるため、洗浄水の回収においても慎重な対応が必要である。
【０００６】
図５は、廃棄物焼却設備以外の分野における、砂を用いた従来の混練機洗浄方法を示した説明図である。
処理物貯槽３０に貯留された処理物は、切出装置２１Ｂにより混練機供給コンベヤ２３に切り出され、混練機２４へ供給される。セメント、混練水、および薬剤は、廃棄物焼却設備における例と同様にして混練機２４へ供給される。混練作業終了時には、処理物、混練水、薬剤の供給は停止し、代わりに砂貯槽３１から砂を短時間供給し、洗浄を行う。
【０００７】
しかし、処理対象物が廃棄物焼却により生じた溶融飛灰である場合は重金属等を含んでいるため、砂のみによる洗浄では環境対策上問題があり、また洗浄用の砂をユーティリティとして別途用意する必要がある。
したがって、上述のように混練機の自動洗浄方法が考案されているにも拘わらず、結局は人力による洗浄を余儀なくされていた。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１５５７３２号公報
【特許文献２】特開平１０−２０２３４３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来技術の欠点を除き、混練作業終了時の混練機自動洗浄が可能となり、混練作業の次回起動が確実に行え、洗浄時の重金属等への対処も容易な、廃棄物焼却設備のセメント固化処理システムおよびその洗浄方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
（１）廃棄物焼却設備において発生する溶融飛灰、セメント固化処理に用いるセメント、混練水、および薬剤を、それぞれ貯留する各貯留手段と、該貯留手段からそれぞれ後記の混練機に供給する各供給手段と、該各供給手段による供給物を混練し、溶融飛灰をセメント固化処理するための混練機と、を備えた廃棄物焼却設備のセメント固化処理システムにおいて、該混練機内部に付着した混練物を剥離除去するために、該廃棄物焼却設備において発生するスラグを該混練機に供給するスラグ供給手段を設けたことを特徴とする、廃棄物焼却設備のセメント固化処理システム。
【００１１】
（２）前記システムにおいて、混練作業終了時に、セメント供給手段による前記混練機へのセメント供給を停止し、前記混練機に溶融飛灰、混練水および薬剤の供給とともに、前記スラグ供給手段によりスラグを供給し、該混練機内部に付着した混練物を剥離除去することを特徴とする、廃棄物焼却設備のセメント固化処理システムの洗浄方法。
（３）前記混練機の洗浄終了後、前記溶融飛灰、混練水、薬剤、およびスラグの該混練機への供給を停止した状態で、該混練機を所定時間運転する空運転することを特徴とする、廃棄物焼却設備のセメント固化処理システムの洗浄方法。
【００１２】
上記課題は、例えば廃棄物焼却設備の水砕水槽出口でスラグを分岐するためのダンパ等を設け、分岐したスラグはスラグ搬送装置を介してスラグ貯槽に貯留し、混練機におけるセメント固化終了後、例えば数分から数十分間セメントの供給を停止して、代わりに貯留したスラグを処理物、混練水、薬剤と共に混練機に供給して混練機を運転することにより達成できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する。
図１は、本発明の廃棄物焼却設備のセメント固化処理システムの概略構造を示す説明図である。図において、本発明のセメント固化処理システムは、廃棄物焼却設備において発生する溶融飛灰、セメント固化処理に用いるセメント、混練水、および薬剤を、それぞれ別個に貯留する各貯留手段である溶融飛灰貯槽１７、セメント貯槽１８、混練水貯槽１９、および薬剤貯槽２０と、これら各貯留手段の出口に連設された、これら各貯留手段から各貯留物をそれぞれ後述する混練機２４に供給する各供給手段である切出装置２１Ｂ、２１Ｃ、および供給ポンプ２２Ｄ、２２Ｅと、その後流側に設けられた、該各供給手段による供給物を混練し、溶融飛灰をセメント固化処理するための混練機２４と、混練作業終了時に該混練機２４内部に付着した混練物を剥離除去するために該廃棄物焼却設備で発生するスラグを該混練機２４に供給するスラグ供給手段１６とから主として構成される。該スラグ供給手段１６は、混練機洗浄用スラグを該混練機２４側へ分岐供給するためのスラグ切替ダンパ１４と、その後流側に設けられ、該ダンパ１４により分岐供給された該洗浄用スラグを該混練機２４側へ搬送するためのスラグコンベヤ１５と、搬送された該洗浄用スラグを貯留するためのスラグ貯槽１６Ａと、該スラグ貯槽１６Ａの後流側に連設された、該洗浄用スラグを該混練機２４に供給するための切出装置２１Ａとからなる。
【００１４】
図２は、図１のシステムを用いた廃棄物焼却設備全体の概略構造を示す説明図である。図２において、本システムに係る廃棄物焼却設備には、廃棄物を焼却するための焼却炉１の下部に、該焼却炉１炉底部から炉下灰を抜き出すための炉下灰抜出装置４が設けられ、該抜出装置４の後流側には、抜き出された炉下灰を貯留するための炉下灰貯槽５が設けられている。該炉下灰貯槽５の後流側には炉下灰搬送コンベヤ６および溶融炉投入コンベヤ９を介して、炉下灰を溶融するための灰溶融炉１０が設けられている。該灰溶融炉１０上部には溶融飛灰搬送用の排ガスダクトが設けられ、該ダクトを介して後流側には溶融飛灰集じん器１１が設けられ、該溶融飛灰集じん器１１上部は排ガスを排出するために煙突３に連通している。
【００１５】
該溶融飛灰集じん器１１下部の後流側には、該集じん器１１配管および溶融飛灰コンベヤ１２を介して、本発明に係るセメント固化処理システムの溶融飛灰貯槽１７が設けられている。
【００１６】
前記灰溶融炉１０の出口部は水砕水槽１３と連結しており、該水砕水槽１３の出口部後流側には、本発明に係るセメント固化処理システムのスラグ供給手段１６を構成するスラグ切替ダンパ１４が設けられ、該スラグ切替ダンパ１４の一方の出口部後流側にはスラグピット２６が設けられ、他方の出口部後流側には、本発明に係るセメント固化処理システムのスラグ供給手段を構成するスラグコンベヤ１５を介して、本発明に係るセメント固化処理システムに係るスラグ貯槽１６Ａが設けられている。
【００１７】
該スラグ貯槽１６Ａ、前記溶融飛灰貯槽１７、セメント貯槽１８の下部にはそれぞれの切出装置２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃが設けられ、該切出装置２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの後流側には、混練機供給コンベヤ２３を介して該混練機２４が設けられている。混練水槽１９および薬剤貯槽２０にはそれぞれの供給ポンプ２２Ｄ、２２Ｅが設けられ、該供給ポンプ２２Ｄ、２２Ｅの出口は該混練機２４にそれぞれ対応して設けられたノズルに連通している。該混練機２４の後流側には固化物コンベヤ２５を介して、固化物ピット２７が設けられている。
【００１８】
【作用】
図１において、本発明のセメント固化処理システムでは、廃棄物焼却設備において発生する溶融飛灰、セメント固化処理に用いるセメント、混練水、および薬剤は、それぞれ、溶融飛灰貯槽１７、セメント貯槽１８、混練水貯槽１９、および薬剤貯槽２０に貯留され、これら各貯槽に貯留された各貯留物は、それぞれの供給手段である切出装置２１Ｂ、２１Ｃ、および供給ポンプ２２Ｄ、２２Ｅによってそれぞれ混練機２４に供給され、溶融飛灰のセメント固化処理がなされる。
【００１９】
すなわち、該混練機２４に供給された混練物は、該混練機２４内部の混練スクリューにより混練されつつ該混練機２４出口に向かって押進されるが、混練水槽１９から混練水、および薬剤貯槽２０から重金属安定化剤等の薬剤が、事前に設定した割合でそれぞれの供給ポンプ２２Ｄ、２２Ｅにより該混練機２４に設けたノズルへ供給され、先に混練されている混練物に該混練水および該薬剤を混練することにより、混練物は無害化されかつ固化され、該無害化された固化物は、固化物コンベヤ２５を介して固化物ピット２７に排出される。
【００２０】
灰溶融炉１０（図２）から排出されたスラグは、通常はそのままスラグピット２６へ送られるが、該混練機の洗浄を行う際は、該水砕水槽１３出口部に設けたスラグ切替ダンパ１４を切り替えることにより、該スラグは、スラグコンベヤ１５を介してスラグ貯槽１６Ａに搬送され、混練機洗浄用スラグとして溶融飛灰、混練水および薬剤とともに混練機２４に供給され、混練機の洗浄が行われる。
【００２１】
なお、図２において、焼却炉１の炉底部から抜き出された炉下灰は炉下灰貯槽５に貯留され、炉下灰搬送コンベヤ６、溶融炉投入コンベヤ９を経て灰溶融炉１０に供給される。また、該焼却炉１から排出される排ガスは、集じん器２を通り煙突３に導かれる。排ガスが該集じん器２を通過した際捕集される飛灰は、該集じん器２の炉底より抜き出され、飛灰貯槽７に貯留され、飛灰搬送コンベヤ８、該溶融炉投入コンベヤ９を経て該灰溶融炉１０に供給される。
【００２２】
該灰溶融炉１０で発生する排ガスは、該灰溶融炉１０の上部から溶融飛灰集じん器１１に導かれ、排ガスは該集じん器２〜該煙突３間のダクトを経由して該煙突３より排出される。また、溶融飛灰集じん器１１で捕集された溶融飛灰は、溶融飛灰コンベヤ１２を経由して溶融飛灰貯槽１７へ貯留される。また、該灰溶融炉１０内の溶融物は、水砕水槽１３に落下して急冷されスラグとなり、該水砕水槽１３内に設けられているコンベヤにて水槽外へ搬出される。
【００２３】
通常の混練作業において、溶融飛灰は、たとえば約１日分を前記溶融飛灰貯槽１７に貯留し、その後、事前に設定した割合でセメント貯槽１８内のセメントと共にそれぞれの切出装置２１Ｂ、２１Ｃにより切り出され、混練機供給コンベヤ２３を介して該混練機２４に供給される。
【００２４】
図３は、通常の混練作業から混練機洗浄作業までの各混練物供給手順を示した図である。図において、混練機洗浄過程では、混練作業終了の際は、まずセメントの供給を停止するが、混練機２４内にセメントが滞留している間はセメント固化設定のまま各供給量を維持する。
【００２５】
その後、セメントを含まない溶融飛灰薬剤処理用の設定に切り替え、混練水、薬剤の供給量を調整すると共に、スラグ貯槽１６よりスラグを切り出し、混練機供給コンベヤ２３により溶融飛灰と共に混練機２４へ供給を開始する。スラグは１０ｍｍ前後の粒径があり、混練機２４に供給することにより混練機内に付着した混練物を掻き落とす効果を発揮する。
【００２６】
本状態により数分から数十分間運転し、混練機２４のケーシング内壁面や混練スクリューに付着した混練物の剥離除去を行い、次に溶融飛灰の供給を停止する。混練水および薬剤は供給したままとし、混練機２４の供給部や内壁面に付着した溶融飛灰を処理しつつスラグにより掻き落しを行い、混練機２４内を自動洗浄する。
【００２７】
次に、図４において空運転過程では、前記混練機洗浄過程終了後、各供給をすべて停止して、混練機のみで数分から数十分間の空運転を実施して停止する。これにより、混練機２４内の固着発生原因を除去することが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１および２記載の発明によれば、混練作業終了時の混練機自動洗浄が可能となり、混練作業の次回起動が確実に行え、洗浄時の重金属等への対処も容易に行うことが可能である。また、洗浄用媒体には本設備内で生成されるスラグを使用するため、スラグの有効利用に寄与し、洗浄用に砂等の媒体を別途準備することも不要となる効果がある。
また請求項３記載の発明によれば、前記効果に加えて混練機の洗浄をさらに完全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセメント固化処理システムの概略構造を示す説明図。
【図２】本発明システムに係る廃棄物焼却設備全体の概略構造を示す説明図。
【図３】本発明のセメント固化処理システムにおける各混練物供給手順を示した図。
【図４】従来の混練機洗浄方法を示した説明図。
【図５】従来の混練機洗浄方法を示した説明図。
【符号の説明】
１…焼却炉、１０…灰溶融炉、１１…溶融飛灰集じん器、１３…水砕水槽、１４…スラグ切替ダンパ、１５…スラグコンベヤ、１６…スラグ供給手段、１６Ａ…スラグ貯槽、１７…溶融飛灰貯槽、１８…セメント貯槽、１９…混練水槽、２０…薬剤貯槽、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ…切出装置、２２Ｄ、２２Ｅ…供給ポンプ、２４…混練機

Claims

廃棄物焼却設備において発生する溶融飛灰、セメント固化処理に用いるセメント、混練水、および薬剤を、それぞれ貯留する各貯留手段と、該貯留手段からそれぞれ後記の混練機に供給する各供給手段と、該各供給手段による供給物を混練し、溶融飛灰をセメント固化処理するための混練機と、を備えた廃棄物焼却設備のセメント固化処理システムにおいて、該混練機内部に付着した混練物を剥離除去するために、該廃棄物焼却設備において発生するスラグを該混練機に供給するスラグ供給手段を設けたことを特徴とする、廃棄物焼却設備のセメント固化処理システム。
前記システムにおいて、混練作業終了時に、セメント供給手段による前記混練機へのセメント供給を停止し、前記混練機に溶融飛灰、混練水および薬剤の供給とともに、前記スラグ供給手段によりスラグを供給し、該混練機内部に付着した混練物を剥離除去することを特徴とする、廃棄物焼却設備のセメント固化処理システムの洗浄方法。
前記混練機の洗浄終了後、前記溶融飛灰、混練水、薬剤、およびスラグの該混練機への供給を停止した状態で、該混練機を所定時間運転する空運転することを特徴とする、請求項２記載の廃棄物焼却設備のセメント固化処理システムの洗浄方法。