JP2005169378A - Method and apparatus for volume reducing and detoxifying treatment of waste and pollutant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焼却炉から発生する排ガスを、焼成処理に必要な熱風(熱源)として利用することで、焼却炉での廃棄物の減容と、焼成炉での汚染物質の無害化を総合的に行う技術に関する。
特に、汚染物質がダイオキシン類、PCB等の有機塩素化合物、並びに有害な重金属類を含んだ、焼却灰及び焼却飛灰並びに汚染土壌等の複合汚染物質みならず、最終処分場に埋立処分された廃棄物(複合汚染物質)を掘起して無害化処理でき、さらには建築・土木用資材原料に再利用出来る処理方法、及び処理装置に係る。
In the present invention, exhaust gas generated from an incinerator is used as hot air (heat source) necessary for the firing treatment, thereby reducing waste volume in the incinerator and detoxifying pollutants in the firing furnace. Related to technology
In particular, the pollutants were landfilled at the final disposal site as well as complex pollutants such as incineration ash, incineration fly ash, and contaminated soil containing dioxins, organic chlorine compounds such as PCB, and harmful heavy metals. The present invention relates to a processing method and a processing apparatus that can excavate waste (composite pollutants) and detoxify it, and can be reused as a raw material for construction and civil engineering.
近年、環境問題に対する社会の関心が高まる中で、リサイクル関連、廃棄物関連、土壌汚染関連の諸法律の整備が進み、焼却施設から発生する焼却灰及び焼却飛灰や、汚染された工場跡地、産業廃棄物などにおいて有害物質を無害化し、且つ、より少ないエネルギーで、資源としてリサイクル出来る技術開発が求められている。
また、廃棄物の埋立場の新規建設は住民の反対運動等で建設が行いにくく、その不足は深刻な社会問題になっていて、汚染された最終処分場に埋め立てられた廃棄物を無害化処理でき、資源として再利用できれば、埋立場の延命化が期待できる。
In recent years, as society's interest in environmental issues has increased, laws related to recycling, waste, and soil contamination have been developed, and incineration ash and incineration fly ash generated from incineration facilities, contaminated factory sites, There is a need for technology development that can detoxify harmful substances in industrial waste and the like, and can be recycled as resources with less energy.
In addition, new construction of waste landfill sites is difficult to construct due to the opposition movement of residents, and the shortage has become a serious social problem, and the waste landfilled in the contaminated final disposal site is detoxified If it can be reused as a resource, it can be expected to extend the life of the landfill.
各々の汚染源に対しての無害化技術、各々の無害化物の再資源化技術は単独では既に開発されてきている。
例えば、特公平6−38863号公報には特定の薬剤を用いて低温でダイオキシン類を分解する技術が開示されている。
しかし、ダイオキシン類に汚染され、且つ有害な重金属類を含むなどの複合汚染状態にあるものも多く存在する。
また、産業廃棄物を減量する目的等で、焼却処理されるが、この焼却灰が複合汚染状態になっている場合があり、この焼却灰は大きくは主灰・飛灰に分けられるが、それに含まれる汚染物質の種類も複雑であり単一ではない。
複合汚染物に対して、順次、対応する無害化技術を使い汚染物を無害化することは可能であるが、各々で多大なエネルギーを消費し、また、専用の無害化処理薬品を消費するため、その処理経費は増大する。
また、運搬等のハンドリングコストがかさむばかりでなく、運搬時の二次汚染も懸念される。
Detoxification technology for each pollution source and recycling technology for each detoxification product have already been developed alone.
For example, Japanese Patent Publication No. 6-38863 discloses a technique for decomposing dioxins at a low temperature using a specific drug.
However, there are many compounds that are contaminated by dioxins and are in a complex contamination state such as containing harmful heavy metals.
Also, incineration treatment is performed for the purpose of reducing industrial waste, etc., but this incineration ash may be in a mixed contamination state, and this incineration ash is largely divided into main ash and fly ash. The types of contaminants involved are complex and not single.
Although it is possible to detoxify contaminants sequentially using the corresponding detoxification technology for complex contaminants, each consumes a lot of energy and also consumes dedicated detoxification chemicals. The processing cost increases.
In addition, handling costs such as transportation are increased, and there is a concern about secondary contamination during transportation.
本発明は、上述のような技術的課題に鑑み、複雑に複合汚染された焼却灰・焼却飛灰・汚染土壌等の多種にわたる汚染物や、同様に汚染された最終処分場に埋め立てられた廃棄物を特別な薬品を使用せず無害化処理でき、且つ建築・土木資材の原料にまで、リサイクル可能な技術の提供を目的とする。 In view of the technical problems as described above, the present invention is a complex composite-contaminated incineration ash, incineration fly ash, contaminated soil and other various pollutants, as well as disposal buried in a contaminated final disposal site. The purpose is to provide technology that can detoxify objects without using special chemicals and that can be recycled into raw materials for construction and civil engineering materials.
特に、本発明は、汚染物質の無害化、再資源化に係る処理に供するエネルギーとして焼却炉の廃熱を利用すると、化石燃料の使用量をより少なく出来るだけでなく、焼却炉から発生する排ガスは酸素量が少なくなっていて、貧酸素状態の熱風を焼成に用いると、ダイオキシン類に汚染され、且つ有害な重金属類を含むなどの複合汚染物質を効率よく無害化処理できることを見い出したことによりなされたものであり、廃棄物の焼却と汚染物質の焼成による無害化を同一プラント内で完結することにより、処理物の移動等にかかわる処理経費の削減・二次汚染の防止も目的の一つとする。
さらには、最終処分場に埋め立てられた廃棄物を掘起し、資源として再生し、最終処分場の延命をはかることも目的の一つとする。
In particular, the present invention not only can reduce the amount of fossil fuel used when using waste heat from an incinerator as an energy for processing for detoxification and recycling of pollutants, but also exhaust gas generated from the incinerator. As a result of discovering that the amount of oxygen is low, and hot air in an oxygen-poor state is used for firing, it is possible to efficiently detoxify complex pollutants that are contaminated with dioxins and contain harmful heavy metals. One of the objectives is to reduce waste treatment costs and prevent secondary contamination by completing incineration of waste and detoxification by firing of pollutants within the same plant. To do.
Furthermore, one of the objectives is to excavate the waste landfilled at the final disposal site, recycle it as a resource, and extend the life of the final disposal site.
上記目的を達成するために、本発明技術的要旨は、焼却炉と、焼成炉とを同一敷地内に備え、焼却炉から発生する排ガスを焼成炉の焼成ガスとして使用することにある。
即ち、本発明においては、焼却炉から発生する排ガスを利用し、ダイオキシン類又はPCB等の有機塩素化合物と、有害な重金属類とを含んだ複合汚染物質である焼却灰・焼却飛灰・汚染土壌・最終処分場に過去に埋め立てられた廃棄物等を焼成処理にて無害化し、さらにはこの焼成物を建築、土木資材の原料にするものである。
なお、焼却炉とは燃焼を目的とした焼却設備をいい、これに対して焼成炉とは外気の浸入をコントロールし処理物を加熱処理する設備を言う。
従って、本発明にいう焼成炉には焙焼炉等も含まれる。
ここで、焼却炉と焼成炉とを同一敷地内に備えるとは、焼却炉を焼成炉が相互に関連して運転されていることをいい、それらが設置されている敷地が必ずしも同一所有者である必要は無い。
In order to achieve the above object, the technical gist of the present invention is to provide an incinerator and a firing furnace in the same site, and to use exhaust gas generated from the incinerator as a firing gas for the firing furnace.
That is, in the present invention, incineration ash / incineration fly ash / contaminated soil, which is a composite pollutant containing organic chlorine compounds such as dioxins or PCBs and harmful heavy metals, using exhaust gas generated from an incinerator.・ Waste that has been reclaimed in the past at the final disposal site is rendered harmless by firing, and this fired product is used as a raw material for construction and civil engineering materials.
An incinerator refers to an incinerator for the purpose of combustion, whereas a calciner refers to an apparatus that controls the intrusion of outside air and heats the processed material.
Therefore, the baking furnace referred to in the present invention includes a roasting furnace and the like.
Here, having an incinerator and a firing furnace in the same site means that the incinerator is operated in association with each other, and the site where they are installed is not necessarily the same owner. There is no need.
本発明においては、木くず燃料又はRPF燃料(Refuse Pepar and Plastic Fuel)あるいはその両方を、汚染物質に混合すると、焼成用燃料の低減の図ることが出来るだけでなく、焼成時に重金属を還元することが出来るという優れた効果がある。 In the present invention, when wood waste fuel or RPF fuel (Refuse Pepar and Plastic Fuel) or both are mixed with pollutants, not only can the fuel for firing be reduced, but also heavy metals can be reduced during firing. There is an excellent effect that can be done.
より具体的には、通常の焼却炉(焼却設備)において焼却処理する工程と、焼却灰・焼却飛灰・汚染土壌・最終処分場に過去に埋め立てられた廃棄物を櫛機で粒径毎に分別し、前記原料に破砕した木くず燃料又はRPF燃料又はその両方を混合し、定量供給装置で焼成炉(焼成キルン)へ投入する工程と、焼却炉から発生する排ガス及び焼成炉から発生する排ガスを減温器により急速減温し、バグフィルターにてダストを集塵し排出する工程と、焼成キルン内の酸素濃度を調整するための燃焼空気導入装置等を含む。
RPF燃料はRDF(Refuse Derived Fuel)或いは廃プラスチックであっても良い。
また、焼却飛灰はバグフィルターから排出される消石灰を多く含んだアルカリ飛灰であっても良い。
More specifically, the incineration process in a normal incinerator (incineration equipment) and the incineration ash, incineration fly ash, contaminated soil, and waste landfilled in the past disposal site for each particle size with a comb machine Separating and mixing the crushed wood waste fuel or RPF fuel or both into the raw material, and charging the calcining furnace (firing kiln) with a quantitative supply device, exhaust gas generated from the incinerator and exhaust gas generated from the calcining furnace It includes a step of rapidly reducing the temperature with a temperature reducer, collecting and discharging dust with a bag filter, and a combustion air introduction device for adjusting the oxygen concentration in the firing kiln.
The RPF fuel may be RDF (Refuse Derived Fuel) or waste plastic.
The incinerated fly ash may be alkaline fly ash containing a large amount of slaked lime discharged from the bag filter.
この焼却灰・焼却飛灰・汚染土壌・最終処分場に過去に埋め立てられた廃棄物の無害化処理によれば、多様な汚染物質を同時に安全に無害化出来る。
また、原料及び製品貯蔵ピットを設けると、入出荷量の変化に対応が可能で効率の良い無害化・再資源化が可能となる。
By detoxifying the incinerated ash, incinerated fly ash, contaminated soil, and waste landfilled in the past disposal site, various pollutants can be safely detoxified simultaneously.
In addition, if raw material and product storage pits are provided, it is possible to cope with changes in the amount of receipt and shipment, and to make harmless and recyclable efficiently.
本発明による汚染物質の無害化処理によれば、焼却炉からの排ガスの廃熱を利用するため、比較的低酸素の雰囲気で焼成が可能である。そのため、有機塩素化合物の熱分解、脱塩素が容易である。
また、比較的低酸素の雰囲気で焼成するため、重金属類、例えば、鉛は揮発温度の高い酸化鉛になりにくく、原料に含まれる塩素分により、揮発温度の低い塩化鉛になり、揮発分離が容易である。
According to the detoxification treatment of the pollutant according to the present invention, the waste heat of the exhaust gas from the incinerator is used, so that firing can be performed in a relatively low oxygen atmosphere. Therefore, pyrolysis and dechlorination of organic chlorine compounds are easy.
In addition, since firing is performed in a relatively low oxygen atmosphere, heavy metals such as lead are unlikely to become lead oxide having a high volatility temperature. Easy.
破砕木くずやRPF燃料はそれが含有する固定炭素により、焼成時に必要なバーナー熱源のエネルギーの節約に供し、また保有する固定炭素は焼成キルン内で重金属に対して還元作用を持ち、特に有害な六価クロムの発生を抑制し、重金属揮発を促進する。 Crushed wood scraps and RPF fuel are used to save energy of the burner heat source necessary for firing due to the fixed carbon contained in them, and the fixed carbon possessed has a reducing action on heavy metals in the firing kiln and is particularly harmful. Suppresses generation of valent chromium and promotes heavy metal volatilization.
振動篩機並びに磁選機にて一定の粒径にされた焼却灰と焼却飛灰・最終処分場に過去に埋め立てられた廃棄物を混合すると、焼成製品の粒径を一定化し再資源化しやすくなる。
また、近年の焼却設備に多用されているバグフィルターから排出される消石灰を含んだアルカリ飛灰は単独で焼成すると固着する事が知られているが、破砕木くずやRPF燃料を混合すると、固着を防止する。
Mixing incinerated ash that has been made to a constant particle size with a vibrating sieve and magnetic separator and waste landfilled in the past in the incineration fly ash and final disposal site makes the particle size of the baked product constant and facilitates recycling. .
In addition, it is known that alkali fly ash containing slaked lime discharged from bag filters that are frequently used in incineration facilities in recent years is fixed when fired alone. However, when crushed wood chips or RPF fuel is mixed, it is fixed. To prevent.
焼成時に焼成キルンバーナーに供給する燃焼用空気は、焼却炉から供給する排気ガスとのバランス調整により、焼成キルン内の酸素濃度及び温度調整を行う。
また、その調整量は焼却炉出口に取り付けられた排気ブロアー又はダンパにより調整し、焼却炉内圧力測定装置からのフィードバック信号を利用しても、手動でも構わない。
酸素濃度を低下させると焼成温度は上昇することは公知の事実である。重金属を揮発させるためには低酸素運転が好ましいため、酸素濃度を低下させると焼成炉内温度が上がり過ぎ、処理物が溶融を起こす。
本発明は、焼却炉排ガスを導入する事により、炉内を低酸素状態に保ちつつ、処理物の溶融温度まで炉内温度を上昇させない点に特徴がある。
尚、低酸素状態とは概ね7容量%以下を示す。
The combustion air supplied to the firing kiln burner during firing adjusts the oxygen concentration and temperature in the firing kiln by adjusting the balance with the exhaust gas supplied from the incinerator.
Further, the amount of adjustment may be adjusted by an exhaust blower or a damper attached to the incinerator outlet, using a feedback signal from the incinerator pressure measuring device, or manually.
It is a known fact that the firing temperature rises when the oxygen concentration is lowered. In order to volatilize the heavy metal, low oxygen operation is preferable. Therefore, when the oxygen concentration is lowered, the temperature in the firing furnace is excessively increased and the processed product is melted.
The present invention is characterized in that by introducing the incinerator exhaust gas, the furnace temperature is not increased to the melting temperature of the processed material while keeping the inside of the furnace in a low oxygen state.
Incidentally, the low oxygen state generally indicates 7% by volume or less.
燃焼バーナー用燃料は重油・灯油・再生油のいずれの燃料を使用しても良い。
燃焼バーナー用燃料はランニングコスト及び焼成キルン内酸素濃度の調整を行う場合には再生油を使用することが好ましい。
The fuel for the combustion burner may be any of heavy oil, kerosene, and recycled oil.
The fuel for the combustion burner is preferably regenerated oil when adjusting the running cost and the oxygen concentration in the calcined kiln.
設備からの処理物及び製品の飛散を防止するために、密閉構造を折り込み、外部飛散が極力起きない構造にするのがよい。 In order to prevent scattering of processed products and products from the facility, it is preferable to fold the sealed structure so that external scattering does not occur as much as possible.
本発明によれば、一般廃棄物並びに産業廃棄物の焼却処理を行い、廃棄物を減量、減容し、かつ発生した焼却灰・飛灰のみならず、他から受け入れた汚染物質に含まれたダイオキシン類をはじめとする有害有機塩素化合物や重金属に汚染された焼却灰・焼却飛灰・土壌・最終処分場に過去に埋め立てられた廃棄物等を破砕した木くず、RPF、若しくはRDF、若しくは廃プラスチック類を一定の割合で添加して熱処理することにより、同一設備で無害化処理することができる。
従来は、焼却設備と焼成設備が分離していたのに対して、本発明によると焼却設備と焼成設備が同一敷地内に併設されているので、有害物を含む物質の移動のために発生するコストやエネルギーを節約出来るばかりでなく、移動に係る二次汚染の心配がない。
特に、自己設備から発生する焼却灰、焼却飛灰を、自己設備において無害化する事が出来、廃棄物を処理するために発生する新たな廃棄物を発生させない特徴がある。
さらに、有害有機塩素化合物や重金属による汚染を同時に処理できるという優れた効果があると同時に焼却炉廃熱を利用する事により、無害化に係るエネルギーの消費を抑え、且つ、廃棄物を燃料とし製造された固形化燃料及び廃棄物である廃プラスチックを熱エネルギーとして利用する事が出来るという廃棄物を利用した廃棄物処理が出来る特徴を持つ。
本発明においては、複合的に複雑に汚染された物質を無害化処理できるため、最終処分場に過去に埋立てられていた複合汚染状態の廃棄物を掘り起こして無害化処理が可能になり、埋立場の延命化に貢献できる。
また、無害化処理物は各種原料に再利用する事ができるという循環型社会に貢献するという優れた特徴を持つ。
According to the present invention, incineration treatment of general waste and industrial waste is carried out, the amount of waste is reduced and reduced, and it is contained not only in the generated incineration ash and fly ash but also in pollutants received from others. Waste wood, RPF, RDF, or waste plastics that have been crushed from incinerated ash, incineration fly ash, soil, waste landfilled in the final disposal site, etc., contaminated with hazardous organic chlorine compounds such as dioxins and heavy metals By adding a certain amount at a certain rate and heat-treating, the same equipment can be rendered harmless.
Conventionally, the incineration facility and the firing facility were separated, but according to the present invention, the incineration facility and the firing facility are installed on the same site, and this occurs due to the movement of substances containing harmful substances. Not only can cost and energy be saved, but there is no concern about cross-contamination associated with movement.
In particular, the incineration ash and incineration fly ash generated from the self-equipment can be made harmless in the self-equipment, and there is a feature that does not generate new waste generated to treat the waste.
In addition, it has the excellent effect of being able to treat pollutants caused by toxic organochlorine compounds and heavy metals at the same time, and at the same time, uses incinerator waste heat to reduce the energy consumption associated with detoxification and to produce waste as fuel. It is possible to treat waste using waste, in which the solidified fuel and waste plastic that is waste can be used as thermal energy.
In the present invention, it is possible to detoxify a complex and complexly polluted substance, so that it becomes possible to detoxify waste by digging up waste in a compounded state that has been buried in the past at the final disposal site. It can contribute to life extension of the field.
In addition, the detoxified product has an excellent feature of contributing to a recycling-oriented society in which it can be reused as various raw materials.
図1は本実施の形態による焼却システム及び、焼却灰・焼却飛灰・汚染土壌・最終処分場に過去に埋め立てられた廃棄物等の汚染物質の同時無害化処理方法における全体のフローを概略的に示す。 FIG. 1 schematically shows the overall flow of an incineration system according to the present embodiment and a method for simultaneously detoxifying contaminants such as incineration ash, incineration fly ash, contaminated soil, and waste landfilled in the final disposal site. Shown in
図2に焼却炉(焼却設備)部分の拡大図を示し、図3に焼却炉の排ガス処理系統の部分の拡大図を示し、図4に焼成炉(焼成キルン)の部分の拡大図をそれぞれ示す。 FIG. 2 shows an enlarged view of the incinerator (incineration facility) portion, FIG. 3 shows an enlarged view of the exhaust gas treatment system portion of the incinerator, and FIG. 4 shows an enlarged view of the firing furnace (firing kiln) portion. .
以下、フロー図に基づいて、焼却システム及び焼成による同時無害化処理方法を説明する。 Hereinafter, based on a flowchart, the incineration system and the simultaneous detoxification process method by baking are demonstrated.
図1(図2)に示すように、処理対象となる一般廃棄物及び産業廃棄物は、搬送用貨物車等によりプラットホーム13aに搬送され、廃棄物ピット13bに投入される。
As shown in FIG. 1 (FIG. 2), the general waste and the industrial waste to be treated are transported to the
処理対象となる一般廃棄物及び産業廃棄物は、ごみクレーン12で焼却物のカロリーが一定になるように混合処理を行う。この混合処理は行った方が好ましい。
The general waste and the industrial waste to be treated are mixed by the
ごみクレーン12で一定量の焼却物を二重扉方式の内扉10bが閉じ、且つ外扉10aが開放された状態の固形物投入機10に投入する。
A certain amount of incinerated material is thrown into the solid
固形物投入機10の外扉を閉じ、内扉を開放する。この操作により、廃棄物焼却炉内の排ガスが外気に漏れることを防止する。
固形物投入機10に内蔵されたプッシャーにより、焼却物は焼却炉内に押し出される。プッシャーが定位置に戻った時点で、内扉10bを閉鎖する。その後、外扉10aを開放し、ごみクレーン12による廃棄物投入を待機する。固形物投入機10に内蔵されたプッシャーの動力は油圧ユニット11による油圧動力で駆動させても、モーター動力を使用しても良い。
The outer door of the solid
The incinerated product is pushed out into the incinerator by the pusher built in the solid
焼却炉1に投入された一般廃棄物及び産業廃棄物は最上段の炉床1aに落下する。
着火バーナー6により焼却物に点火し、焼却処理が始まる。焼却炉の形式は多段炉床方式でも、ストーカー方式、流動床方式でも構わない。点火バーナーの燃料はA重油タンク16から供給される重油を使用する。燃料は廃油タンク17から供給される廃油であっても構わない。
なお、図1には配管の接続関係及び制御の接続関係を※印に示した数字で示してある。
例えば、A重油タンク16に示した※2は着火バーナー6、2次燃焼バーナー9等に接続されていることを示す。
General waste and industrial waste thrown into the
The incinerated product is ignited by the
In FIG. 1, the connection relation of the piping and the connection relation of the control are indicated by numbers indicated by *.
For example, * 2 shown in the A
投入した焼却物を攪拌するために、攪拌プッシャー3により、次段に燃焼中の焼却物を移動する。その際に焼却物は攪拌され、より効率の高い焼却が行われる。順次固形物投入機10から焼却炉1の中に焼却物が送り込まれる。先に投入された焼却物は完全に燃焼が終了する事を待つ必要は無い。
In order to stir the thrown-in incinerator, the burning incinerator is moved to the next stage by the
燃焼中の焼却炉1の内部に強制的に燃焼ファン8にて空気を送り込む事により、燃焼空気を供給する。燃焼空気と燃焼ガスが効率良く混合するように攪拌ファン7にて炉内の排ガスを攪拌し、不完全燃焼による一酸化炭素の発生を抑制する。
Combustion air is supplied by forcibly sending air into the
同時に焼却炉1の中に廃酸・廃アルカリタンク18から廃酸・廃アルカリを噴霧燃焼させても構わない。
At the same time, the waste acid / waste alkali may be sprayed and burned from the waste acid /
多段炉床の段数は2乃至6段程度のものを使用する。 The number of multi-stage hearths is about 2-6.
順次、焼却物は下段の炉床に攪拌されながら落下し、完全燃焼する。最下段1bまで落下した焼却物の主灰の熱灼減量は10%未満になる。最下段に到達した灰化された焼却灰は灰出プッシャー4にて水封された灰出スクレパー19に搬送される。
灰出スクレパー19から搬送された焼却灰は適度な水分を保有し、灰保管施設20に保管される。適度に水分を保有した焼却灰は再発火による火災の危険性、飛散による作業環境の悪化を防止する。
Sequentially, the incinerator falls to the lower hearth while being stirred and burns completely. The amount of heat loss of the main ash of the incinerated product falling to the
The incinerated ash transported from the
焼却炉1の多段炉床部分は水冷壁5による水冷方式を用いたことにより、焼却灰の温度は溶融温度まで上昇しないため、クリンカの発生を防止し、クリンカによる攪拌プッシャー3並びに灰出プッシャー4の動作を妨げない構造を特徴とする。
水冷ラジエター壁部分5に供給する水は冷却水タンク14から供給され、発生する蒸気は気水分離機15にてミスト化した温水を冷却水タンク14に戻し再利用する(図1にて※4にて接続を示す)。
Since the temperature of the incinerated ash does not rise to the melting temperature in the multi-stage hearth portion of the
Water supplied to the water-cooled radiator wall portion 5 is supplied from the cooling
燃焼で発生した排気ガスは二次燃焼室2において、二次燃焼バーナー9で800℃以上に加熱され、ダイオキシン類発生の反応場となる固定炭素未燃分が分解、燃焼し、ダイオキシン類の排出を抑制する。同時に焼却により発生する微量の一酸化炭素も分解される。
二次燃焼バーナー9は二次燃焼室2の内部温度により自動的にコントロールされる。
なお、図1にて、TICR:温度コントロール、PIC:圧力コントロール、LAC:液体温度コントロールを意味する。
Exhaust gas generated by combustion is heated to 800 ° C. or higher by the
The
In FIG. 1, TICR: temperature control, PIC: pressure control, LAC: liquid temperature control.
二次燃焼室2から排出された排気ガスは、拡大図では図3に示すように、予冷器21に導入される。水噴霧用のコンプレッサー25により、排気ガスと微粉化された水が混合し、排気ガスの温度をおおむね700℃以下まで減温する。予冷器21には非常排気ダンパー24が装着されており、焼却物に爆発性物質が含まれている場合等、急激に燃焼が進む場合に、設備・作業員の安全確保のため排気ガスを外気に放出する。
In the enlarged view, the exhaust gas discharged from the
概ね700℃以下に減温された排ガスは熱交換器22でさらに600℃から500℃まで減温される。減温に用いる空気は排ガス温度によりコントロールされた熱交換器用ファン23により供給される。
The exhaust gas whose temperature has been reduced to approximately 700 ° C. or lower is further reduced from 600 ° C. to 500 ° C. by the
熱交換された空気は温風として取り出され、廃熱利用用途、例えば白煙防止装置や暖房用熱風等各種に使用する事が出来る。 The heat-exchanged air is taken out as warm air and can be used for various uses such as waste heat utilization applications such as white smoke prevention devices and heating hot air.
予冷器21及び熱交換器22を通過する排ガス量は、焼成用キルン27に供給する排気ブロアー26の風量をコントロールすることで調整が可能である。
The amount of exhaust gas passing through the
熱交換器22を通過した排ガスは減温器36に導入される。減温水タンク38から供給される減温水を減温器ポンプ37で加圧し、減温コンプレッサー39から供給される圧縮空気と混合し、噴射ノズルで減温器36内に霧噴霧される。その際に排ガス温度は概ね200℃以下まで急速減温される。
ダイオキシン類の再合成領域温度である300〜500℃の間は急速に減温され、ダイオキシン類の再合成を防止する。
The exhaust gas that has passed through the
The temperature is rapidly decreased between 300 to 500 ° C., which is the resynthesis region temperature of dioxins, to prevent resynthesis of dioxins.
排ガスに含まれるダストは減温器36内で沈降分離される。分離されたダストは水封された灰出スクレパー40内に沈降する。灰出スクレパー40で簡易的に水切りを行ったダストは飛灰保管施設41に保管される。飛灰は適度な水分を含むために、飛散する飛灰量は非常に少ない。
Dust contained in the exhaust gas is settled and separated in the
減温器36で概ね200℃以下に減温された排ガスは活性炭噴霧装置48から供給される粉末活性炭及び消石灰噴霧装置49から供給される粉末消石灰と混合される。その際に活性炭と消石灰の混合物を使用しても構わない。
The exhaust gas whose temperature has been reduced to approximately 200 ° C. or less by the
粉末状で排ガスに混合された活性炭と消石灰はバグフィルター42を通過する。その際にバグフィルター42のろ過用布表面で排ガス中に含まれるダイオキシン類等の有害物は活性炭に吸着される。排ガス中に含まれる酸性ガス、例えば塩化水素ガス、亜硫酸ガスは消石灰の中和作用により、塩の形で濾布に捕集される。
The activated carbon and slaked lime mixed in the exhaust gas in powder form pass through the
バグフィルター42の濾布表面に捕集されたダスト及び反応塩、未反応の消石灰及び有害物を吸着した活性炭はパルスコンプレッサー43が供給する圧縮エアーにより払い落とされる。それらはバグフィルター42下部に設置されたロータリーバルブ44によりパドルミキサー45に搬送される。
The activated carbon adsorbing dust and reaction salts, unreacted slaked lime and harmful substances collected on the filter cloth surface of the
パドルミキサー45では適度な給水を行うことにより、捕集されたダスト等の飛散を防止する。その際には飛灰処理薬品であるキレート剤タンク46から供給されるキレート剤等を同時に混合しても構わない。パドルミキサー45から排出された適度な水分を含んだ飛灰はダスト保管施設47に保管される。
保管されたダストには濃縮された重金属が含まれており、山元還元等の製錬技術により、有価金属として回収する事ができる。
The
The stored dust contains concentrated heavy metals and can be recovered as valuable metals by smelting techniques such as Yamamoto reduction.
バグフィルター42から排出された排ガスは、計装コンプレッサー51を動力とする誘引ファンコントロール装置52で系内の圧力に対応した量の排気ガスを誘引ファン50により、煙突54に誘引する。煙突54には一酸化炭素濃度・酸素濃度計53を装備し、系内の燃焼管理を行う。
キルン焼成炉の系も焼却炉の系と同じ排ガス処理施設を備え、拡大図を省略したが、図1に焼却炉系の排ガス処理施設に対して百番台の符号を付けて示す。
分かりやすくするために、焼成炉の排ガス処理施設と焼却炉の排ガス処理施設とでそれぞれ別々に表示したが、兼用できる付帯設備は共用してもよい。
特に、図5にフロー図を示すように、焼成炉と焼却炉と両方の排ガス処理施設を共有化すると、設備費の低減や省エネルギー化が図れる。
なお、図1に示したように焼却炉と焼成炉とにそれぞれ別々に排ガス処理施設を設置し、二系統にすると、それぞれ単独で条件設定が出来る利点があるので、廃棄物の種類に応じて選択するのがよい。
The exhaust gas discharged from the
The kiln firing furnace system has the same exhaust gas treatment facility as the incinerator system, and an enlarged view is omitted. FIG. 1 shows the exhaust gas treatment facility of the incinerator system with reference numerals in the 100s.
In order to make it easy to understand, the exhaust gas treatment facility of the firing furnace and the exhaust gas treatment facility of the incinerator are separately displayed.
In particular, as shown in the flow chart of FIG. 5, when the exhaust gas treatment facilities of both the firing furnace and the incinerator are shared, the equipment cost can be reduced and the energy can be saved.
In addition, as shown in FIG. 1, if an exhaust gas treatment facility is separately installed in each of the incinerator and the firing furnace, and there are two systems, there is an advantage that the conditions can be set independently, so depending on the type of waste It is good to choose.
焼却炉1で発生した焼却灰(主灰)並びに他から受け入れた焼却灰(主灰)・焼却飛灰にはクリンカなどが含まれている可能性があるので、拡大図4に示すように、破砕機55により、概ね50mmアンダーまで破砕される。なお、焼却灰(主灰)・焼却飛灰は汚染された土壌、底質、破砕物、沈殿物であっても構わない。
As the incineration ash (main ash) generated in the
他から受け入れる無害化処理が必要な焼却灰(主灰)・焼却飛灰又は汚染された土壌、最終埋立処分場の掘り起こし物、底質、破砕物、沈殿物で破砕処理が必要の無いものはトロンメル56から直接投入しても構わない。また、加熱用燃料の削減及び重金属類の還元に供するために、粉砕木くず燃料、RPF燃料を混合することも可能である。原料に固定炭素分が多い場合には、適時補助燃料混合割合を調整する。
Incineration ash (main ash), incineration fly ash, or contaminated soil that has received detoxification treatment accepted from others, soil that has been excavated, bottom sediment, crushed material, or sediment that does not require crushing treatment It may be input directly from the
破砕処理及びトロンメル56で破砕分別が行われた処理物は原灰ピット57に保管される。原料ピット57に保管された原灰は投入クレーン又は重機などで受け入れホッパー58に搬送される。ベルトコンベア59eにより、ロータリーキルン27に付加された投入装置33aに供給される。
The processed product that has been subjected to crushing treatment and crushing and separation by the
投入装置33aには油圧ユニット34を動力とする、投入プッシャー33b、ロータリーキルンと外気とを遮断するための二重扉である内扉、外扉、投入装置33aを給水タンク35から供給される水により保護する水冷ラジエターを持つ。原料投入時には内扉を閉鎖し外扉を開放する。ロータリーキルン27内へ原料を送り込む時には外扉を閉鎖し、内扉を開放する。
The charging
投入装置33aから供給された焼成原料は投入プッシャー33bによりロータリーキルン27に投入される。投入装置33aはプッシャー方式でもスクリュー方式の定量供給装置でも構わない。
The firing raw material supplied from the
ロータリーキルン27での焼成処理に供する熱源は主に焼却炉1からの排ガスを用い、排ガスの流入量は排気ブロアー26の流量をコントロールすることで行う事を特徴とする。焼却炉排ガスの酸素濃度は外気より低く、外気が21%の酸素を含むのに対して、排ガスは概ね10%未満であり、温度は800℃以上である。
The heat source used for the firing process in the
焼却炉1から供給される排ガスのみでは焼成に供する熱量が不足する場合、及び変動の少ない温度調整を行うためにキルン燃焼バーナー30aを持つ。キルン燃焼バーナー30aの燃料は重油・灯油・再生油・廃油のどれでも良い。バーナーから発生した炎は熱風発生炉30b内で高温熱風に変換され、焼成熱源として、焼却炉1から供給される高温排ガスと共に作用する。
Only the exhaust gas supplied from the
焼成による無害化を行う場合には低酸素状態で焼成を行うと、焼成物に含まれる重金属が揮発により分離易い事は公知の事実である。低酸素状態とは概ね酸素濃度が7%未満を示す。従来のロータリーキルン方式焼成炉では低酸素運転を行うために送風空気量を減少させると熱風発生炉からのガス温度は上昇し、1200℃を超えるとほとんどの種類の焼成物は溶融してしまう。
回転円筒型焼成炉は溶融すると、焼成物の搬送に障害を与える。
In the case of detoxification by firing, it is a known fact that heavy metals contained in the fired product are easily separated by volatilization when fired in a low oxygen state. The hypoxic state generally indicates an oxygen concentration of less than 7%. In a conventional rotary kiln-type firing furnace, if the amount of blown air is reduced in order to perform low oxygen operation, the gas temperature from the hot air generating furnace rises, and if it exceeds 1200 ° C., most kinds of fired products are melted.
When the rotating cylindrical firing furnace melts, it impedes the conveyance of the fired product.
しかし、本方法は焼却炉から排出された酸素濃度の低い排ガスを送風空気の替わりに使用するため、低酸素状態を保ちながら、1200℃以下の焼成温度を維持する事が可能である。また、高温排ガスを用いるため、バーナー燃料の使用量を大幅に削減する事が出来る特徴がある。 However, since this method uses exhaust gas having a low oxygen concentration discharged from the incinerator instead of the blown air, it is possible to maintain a firing temperature of 1200 ° C. or lower while maintaining a low oxygen state. In addition, since high temperature exhaust gas is used, the amount of burner fuel used can be greatly reduced.
回転円筒には1°〜2°程度の傾斜角がつけられており、駆動モーター28を動力とする回転によるすべりにより、汚染物はロータリーキルン27内を一定時間移動し、排出される。
回転円筒内には汚染物をかきあげるリフター、あるいはパドル羽根が装着されていても良い。
The rotating cylinder has an inclination angle of about 1 ° to 2 °, and contaminants move in the
A lifter or paddle blade for scrubbing contaminants may be mounted in the rotating cylinder.
複合汚染物質はロータリーキルン27を通過する間に、ダイオキシン類及びPCB等の有機塩素化合物は熱分解する。
また、排ガスの出口にはキルン二次燃焼バーナー29が設置されており、排ガス温度を概ね800℃以上に加温し、ダイオキシン類の再合成を防止する。
さらに排ガス出口の下部には灰出スクレパー32が装着されており、回転円筒内で攪拌により発生したダスト類を沈降分離する。
While the complex contaminants pass through the
Further, a kiln
Further, an
複合汚染物質を分離された分離された焼成処理物は回転円筒から概ね800℃の品温で排出され、ロータリークーラー31に搬送される。
回転円筒型クーラーには1°〜2°程度の傾斜角がつけられており、回転によるすべりにより、焼成物は外壁を水で冷却されたロータリークーラー31内を一定時間移動し、排出される。
回転円筒内には汚染物をかきあげるリフター、あるいはパドル羽根が装着されていても良い。
The separated baked product from which the composite contaminants have been separated is discharged from the rotating cylinder at a product temperature of approximately 800 ° C. and conveyed to the
The rotating cylindrical cooler is provided with an inclination angle of about 1 ° to 2 °. By the sliding due to the rotation, the fired product moves through the rotary cooler 31 whose outer wall is cooled with water for a predetermined time and is discharged.
A lifter or paddle blade for scrubbing contaminants may be mounted in the rotating cylinder.
ロータリークーラー31から排出された無害化され且つ100℃以下に冷却された焼成物はベルトコンベア59aで磁選別機60を通過し、金属類は選別される。分離された金属類は金属屑保管施設62に保管され、再生業者へ販売され、再生利用される。
The fired product that has been detoxified and cooled to 100 ° C. or less discharged from the rotary cooler 31 passes through the
焼成物は更にベルトコンベア59bで振動ふるい機61に投入され、10mm以下の焼成物はベルトコンベア59cで建築土木資材保管場所(粒径10mmアンダー製品保管庫)63に保管される。10mm以上の焼成物はベルトコンベア59dで建築土木資材保管場所(粒径10mmオーバー製品保管庫)64に保管される。
The fired product is further put into the
焼成炉を付加した焼却システムを装置化して試験評価した。
(1)プラント1:図5にフローを示した排ガス処理施設共通型のもの(処理能力:焼却量2トン/時間)
(2)プラント2:図1にフローを示した排ガス処理施設個別型のもの(処理能力:焼却量2トン/時間)
An incineration system with a firing furnace was made into a device and tested.
(1) Plant 1: Exhaust gas treatment facility common type whose flow is shown in FIG. 5 (Treatment capacity:
(2) Plant 2: Exhaust gas treatment facility individual type whose flow is shown in Fig. 1 (Treatment capacity:
プラント1にて試験評価した結果を図6〜図8に示し、プラント2にて試験評価した結果を図9〜図12にそれぞれ示す。
図6に示す表は、重金属に複合汚染された焼却灰(原灰)をプラント1の焼成炉に投入し、一般廃棄物並びに産業廃棄物を焼却炉で焼却する際の排ガスを焼成熱源として無害化処理して得られた焼成品の重金属溶出試験(環境庁告示46号)及び含有試験(環境庁告示19号)結果である。
これにより、本発明の処理方法にて処理して得られた焼成品の有害重金属濃度が土壌環境基準以下まで低下していることが分かる。
また、上記、原灰(処理前)とプラント1による無害化処理後の焼成灰(焼成品)のダイオキシン類分析結果を図7と図8にそれぞれ示し、これらを比較すると、本発明に係る方法にて無害化処理して得られた焼成品のダイオキシン類濃度は大きく低減していることが分かる。
例えば、トータルダイオキシン類濃度で比較すると、0.062毒性等量(ng−TEQ/g)あったものが、0.003毒性等量(ng−TEQ/g)まで低減している。
The results of the test evaluation at the
The table shown in FIG. 6 shows that incineration ash (raw ash) mixed with heavy metals is put into the firing furnace of
Thereby, it turns out that the harmful | toxic heavy metal density | concentration of the baked goods obtained by processing with the processing method of this invention has fallen to below soil environmental standard.
Moreover, the dioxin analysis result of the above-mentioned raw ash (before treatment) and the calcined ash (baked product) after detoxification treatment by the
For example, when compared with the total dioxin concentration, what was 0.062 toxic equivalent (ng-TEQ / g) is reduced to 0.003 toxic equivalent (ng-TEQ / g).
プラント2にて試験評価した結果図9〜図12をみると、図9に示した重金属無害化試験結果から焼成処理により、重金属濃度が大幅に低減している。
同様に、ダイオキシン類濃度においても処理前(図10)に対して処理後(図11)は 例えば、トータルダイオキシン類濃度で比較すると、4.0毒性等量(ng−TEQ/g)もあったものが、0.0014毒性等量(ng−TEQ/g)まで低減している。
なお、図12にプラント2から発生する排ガスのダイオキシン類濃度分析結果を示すように、その濃度は低い。
As a result of the test evaluation in the
Similarly, in the dioxin concentration, after treatment (FIG. 11) compared to before treatment (FIG. 10), for example, compared with the total dioxin concentration, there was 4.0 toxic equivalent (ng-TEQ / g). Has been reduced to 0.0014 toxic equivalent (ng-TEQ / g).
In addition, the density | concentration is low so that the dioxin density | concentration analysis result of the waste gas generated from the
1 焼却炉
2 二次燃焼室
3 攪拌プッシャー
4 灰出プッシャー
5 水冷壁
6 着火バーナー
7 攪拌ファン
8 燃焼ファン
9 二次燃焼バーナー
10 固形物投入装置
11 プッシャー駆動用油圧ユニット
12 ごみクレーン
13a プラットホーム
13b 廃棄物ピット
14 冷却水タンク
15 気水分離器
16 A重油タンク
17 廃油タンク
18 廃酸・廃アルカリタンク
19 灰出スクレパー
20 灰保管所
21、121 予冷器
22、122 熱交換器
23、123 熱交換機用ファン
24、124 非常排気タンパー装置
25、125 予冷器噴霧用コンプレッサー
26 排気ブロアー
27 ロータリーキルン型焼成炉
28 キルン駆動用モーター
29 キルン二次燃焼用バーナー
30 キルン燃焼用バーナー
31 ロータリークーラー
32 キルン灰出用スクレパー
33 投入プッシャー
34 投入プッシャー用油圧ユニット
35 投入機保護用冷却水タンク
36、136 急速減温器
37、137 減温器用ポンプ
38、138 減温水タンク
39、139 減温器用コンプレッサー
40、140 減温器用灰出スクレパー
41、141 減温飛灰保管施設
42、142 バグフィルター
43、143 パルス用コンプレッサー
44、144 ロータリーバルブ
45、145 パドルミキサー
46、146 キレート剤タンク
47、147 ダスト保管施設
48、148 活性炭噴霧装置
49、149 消石灰噴霧装置
50、150 誘引ファン
51 計装用コンプレッサー
52、152 排ガス誘引量コントロール装置
53 一酸化炭素濃度・酸素濃度連続分析計
54 煙突
55 破砕機
56 トロンメル
57 原灰ピット
58 受け入れホッパー
59a、59b、59c、59e ベルトコンベア
60 磁選機
61 振動ふるい
62 金属屑保管施設
63 粒径10mmアンダー製品保管庫
64 粒径10mmオーバー製品保管庫
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Incinerator 2 Secondary combustion chamber 3 Stirring pusher 4 Ash discharge pusher 5 Water cooling wall 6 Ignition burner 7 Stirring fan 8 Combustion fan 9 Secondary combustion burner 10 Solid material input device 11 Pusher drive hydraulic unit 12 Waste crane 13a Platform 13b Disposal Waste pit 14 Cooling water tank 15 Air / water separator 16 A heavy oil tank 17 Waste oil tank 18 Waste acid / waste alkali tank 19 Ashing scraper 20 Ash storage 21, 121 Precooler 22, 122 Heat exchanger 23, 123 For heat exchanger Fans 24, 124 Emergency exhaust tamper devices 25, 125 Precooler spray compressor 26 Exhaust blower 27 Rotary kiln type firing furnace 28 Kiln drive motor 29 Kiln secondary combustion burner 30 Kiln combustion burner 31 Rotary cooler 32 Kiln ash scraper 33 Input pusher 34 Input hydraulic unit 35 for pusher protection Cooling water tank 36, 136 Rapid temperature reducer 37, 137 Temperature reducing pump 38, 138 Temperature reducing water tank 39, 139 Temperature reducing compressor 40, 140 Temperature reducing ash Output scraper 41, 141 Reduced temperature fly ash storage facility 42, 142 Bag filter 43, 143 Pulse compressor 44, 144 Rotary valve 45, 145 Paddle mixer 46, 146 Chelating agent tank 47, 147 Dust storage facility 48, 148 Activated carbon spraying device 49, 149 Slaked lime spraying device 50, 150 Induction fan 51 Instrumentation compressor 52, 152 Exhaust gas attraction control device 53 Carbon monoxide concentration / oxygen concentration continuous analyzer 54 Chimney 55 Crusher 56 Trommel 57 Raw ash pit 58 Receiving hopper -59a, 59b, 59c, 59e Belt conveyor 60 Magnetic separator 61 Vibrating sieve 62 Metal scrap storage facility 63 Particle size under 10 mm product storage 64 Particle size over 10 mm product storage
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