JP2011212517A - Waste incineration fly ash treatment apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、廃棄物を燃焼又はガス化・溶融する廃棄物処理炉から排出される飛灰に含まれているダイオキシン類を加熱して揮発除去する廃棄物焼却飛灰処理装置及び方法に関する。 The present invention relates to a waste incineration fly ash treatment apparatus and method for heating and distilling off dioxins contained in fly ash discharged from a waste treatment furnace that burns or gasifies and melts waste.
廃棄物を処理する技術として、都市ごみやシュレッダーダストなどの廃棄物を火格子上に供給し、廃棄物を燃焼させて、燃焼残渣の灰分を排出するストーカ式焼却炉や流動層式焼却炉を用いる方式と、廃棄物を熱分解して可燃性ガスを発生させ、その熱分解残渣を溶融してスラグにして排出するガス化溶融炉を用いる方式とがある。本発明では、廃棄物焼却炉と廃棄物ガス化溶融炉とを合わせて廃棄物処理炉という。 As a waste disposal technology, there are stoker-type incinerators and fluidized-bed incinerators that supply waste such as municipal waste and shredder dust onto a grate, burn the waste, and discharge ash from the combustion residue. There are a method of using and a method of using a gasification melting furnace in which waste is pyrolyzed to generate a combustible gas, and the pyrolysis residue is melted and discharged as slag. In the present invention, the waste incinerator and the waste gasification melting furnace are collectively referred to as a waste treatment furnace.
いずれの方式においても、廃棄物処理炉から排出された排ガスに含まれる飛灰は、ろ過式集塵機(バグフィルタ)により捕集される。飛灰にはダイオキシン類が含まれているため、その無害化処理のため飛灰を加熱してダイオキシン類を揮発除去させる飛灰加熱処理装置が、例えば特許文献1に開示されている。 In either method, fly ash contained in the exhaust gas discharged from the waste treatment furnace is collected by a filtration dust collector (bag filter). Since fly ash contains dioxins, for example, Patent Document 1 discloses a fly ash heat treatment apparatus that heats fly ash to detoxify the dioxins for detoxification.
特許文献1に開示されている飛灰用の加熱処理装置は、飛灰を収容する縦型の容器を有し、この縦型の容器の上部に飛灰の投入口とガス排出口が設けられ、下部に処理済み飛灰の取出口とガス導入口が設けられている。また、上記容器の底部には、ガス導入口からのガスを分散させる分散板が設けられている。さらに、容器の外周には該容器の内部を加熱するヒータが、その内部には飛灰を攪拌する攪拌翼をも備えている。ヒータは電力を受けて発熱する。 The heat treatment apparatus for fly ash disclosed in Patent Document 1 has a vertical container for containing fly ash, and a fly ash inlet and a gas exhaust are provided on the upper part of the vertical container. In the lower part, a treated fly ash outlet and a gas inlet are provided. A dispersion plate for dispersing the gas from the gas inlet is provided at the bottom of the container. Further, a heater for heating the inside of the container is provided on the outer periphery of the container, and a stirring blade for stirring fly ash is also provided in the inside. The heater receives heat and generates heat.
しかしながら、特許文献1の飛灰加熱処理装置では、加熱容器の外面から電気ヒータで内部の飛灰を加熱しているので、外部電力源を必要とし、電力を消費する。かかる電力消費は、近来、二酸化炭素排出量削減の観点から好ましくなく、エネルギ源の転換が求められている。 However, in the fly ash heat treatment apparatus of Patent Document 1, the internal fly ash is heated by the electric heater from the outer surface of the heating container, so an external power source is required and power is consumed. Such power consumption has recently been unfavorable from the viewpoint of reducing carbon dioxide emissions, and conversion of energy sources is required.
本発明は、かかる事情に鑑み、廃棄物焼却飛灰処理装置及び方法において、電力エネルギを用いず、二酸化炭素排出量削減効果の高い装置及び方法を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for reducing the amount of carbon dioxide emissions without using power energy in a waste incineration fly ash treatment apparatus and method.
本発明に係る廃棄物飛灰処理装置は、廃棄物を焼却又はガス化・溶融する廃棄物処理炉から排出される飛灰に含まれているダイオキシン類を加熱して揮発除去する。 The waste fly ash treatment apparatus according to the present invention volatilizes and removes dioxins contained in fly ash discharged from a waste treatment furnace that incinerates or gasifies and melts waste.
かかる廃棄物飛灰処理装置において、本発明は、飛灰と加熱ガスを受けて飛灰を攪拌流動させかつ加熱ガスで該飛灰を加熱する攪拌流動加熱器と、熱媒体により上記攪拌流動加熱器内の飛灰を熱媒体との熱交換で加熱する飛灰加熱器と、太陽熱を集熱する太陽熱集熱装置と、太陽熱集熱装置からの太陽熱を受けて該太陽熱で上記熱媒体を加熱して上記飛灰加熱器へ送る太陽熱受熱熱媒体加熱器と、太陽熱集熱装置からの太陽熱を受けて該太陽熱で加熱用のガスを加熱して、加熱ガスを上記攪拌流動加熱器へ送る太陽熱受熱ガス加熱器と、を有していることを特徴としている。 In such a waste fly ash treatment apparatus, the present invention includes a stirring fluid heater that receives fly ash and heating gas, stirs and flows the fly ash, and heats the fly ash with the heating gas, and the stirring fluid heating by the heating medium. A fly ash heater that heats the fly ash in the container by heat exchange with the heat medium, a solar heat collector that collects solar heat, and the solar heat from the solar heat collector that heats the heat medium with the solar heat The solar heat receiving heat medium heater that is sent to the fly ash heater and the solar heat that receives the solar heat from the solar heat collector, heats the heating gas with the solar heat, and sends the heating gas to the stirring fluid heater And a heat receiving gas heater.
本発明において、攪拌流動加熱器は、例えば、竪型円筒容器を有し、この竪型円筒容器の上部にガス排出口、飛灰供給口を設けると共に、下部には、飛灰を流動させる加熱ガスの導入口、分散板、処理飛灰取出口を設け、さらに上記容器内部に攪拌翼を有していて、竪型円筒容器内の飛灰を攪拌流動させながら加熱する。 In the present invention, the agitating fluid heater has, for example, a vertical cylindrical container, and is provided with a gas discharge port and a fly ash supply port at the upper part of the vertical cylindrical container, and at the lower part, heating that causes the fly ash to flow. A gas inlet, a dispersion plate, and a treated fly ash removal outlet are provided, and a stirring blade is provided inside the container, and the fly ash in the vertical cylindrical container is heated while stirring and flowing.
上記攪拌流動加熱器内の飛灰を熱媒体で加熱する飛灰加熱器は、竪型円筒容器の外周又は内部に設けられ、加熱された流通中の熱媒体との熱交換により上記竪型円筒容器内部の飛灰を加熱する。 The fly ash heater for heating the fly ash in the stirring fluid heater with a heat medium is provided on the outer periphery or inside of the vertical cylinder container, and the vertical cylinder is exchanged by heat exchange with the heated circulating heat medium. Heat the fly ash inside the container.
この熱媒体は太陽熱を利用して加熱される。太陽熱は太陽熱集熱装置で得られ、しかる後、この太陽熱が、太陽熱受熱熱媒体加熱器にて、飛灰加熱器へ供給される上記熱媒体を加熱すると共に、太陽熱受熱ガス加熱器にて、攪拌流動加熱器へのガスをも加熱する。 This heat medium is heated using solar heat. Solar heat is obtained by a solar heat collector, and then the solar heat is heated by the solar heat receiving heat medium heater, the heating medium supplied to the fly ash heater, and by the solar heat receiving gas heater, The gas to the stirred fluid heater is also heated.
このように構成される本発明装置によると、飛灰は、飛灰と加熱ガスを受けて飛灰を攪拌流動させかつ加熱ガスで該飛灰を加熱する攪拌流動加熱工程と、熱媒体により上記攪拌流動加熱工程における飛灰を熱媒体との熱交換で加熱する飛灰加熱工程と、太陽熱を集熱する太陽熱集熱工程と、太陽熱を受けて該太陽熱で上記熱媒体を加熱し、該熱媒体で上記飛灰加熱工程における飛灰を加熱する太陽熱受熱熱媒体加熱工程と、太陽熱を受けて該太陽熱で加熱用のガスを加熱して、加熱ガスを上記攪拌流動加熱工程における飛灰へ送る太陽熱受熱ガス加熱工程と、を経て処理される。 According to the apparatus of the present invention configured as described above, the fly ash receives the fly ash and the heating gas, stirs and flows the fly ash, and heats the fly ash with the heating gas, and the heating medium performs the above-described operation. The fly ash heating step for heating the fly ash in the stirring fluid heating step by heat exchange with the heat medium, the solar heat collection step for collecting solar heat, the solar heat to heat the heat medium with the solar heat, and the heat A solar heat receiving heat medium heating step for heating fly ash in the fly ash heating step with a medium, a heating gas is heated by the solar heat upon receiving solar heat, and the heated gas is sent to the fly ash in the stirring flow heating step And a solar heat receiving gas heating step.
太陽熱を利用して飛灰そして流動用のガスを加熱するため、電力エネルギを用いずに飛灰の無害化処理を行うことができ、二酸化炭素排出量削減効果を得る。 Since the fly ash and the flowing gas are heated using solar heat, the fly ash can be detoxified without using electric energy, and the carbon dioxide emission reduction effect is obtained.
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1において、符号10は攪拌流動加熱器である。該攪拌流動加熱器10は、竪型円筒状の容器11内に攪拌機12が設けられている。該攪拌機12は、モータ13により駆動される回転軸体14と、該回転軸体14から半径方向に延びる複数の回転翼15とを有している。上記容器11の下部には透気性部材の分散板16が設けられていて、その中央部からは容器11の底壁から下方へ突出する処理飛灰取出管17が延びている。また、上記容器11の上壁には、バグフィルタ装置18が設けられている。かかる容器11は、上壁側で、廃棄物処理炉(図示せず)からの飛灰が投入されるようになっており、また、底壁側では、上記分散板16の下方空間に後述の加熱ガスの供給を受けるようになっている。該加熱ガスは、分散板16を透過上昇することにより、容器11内の飛灰中に拡散し、飛灰を流動させる。
In FIG. 1, the code |
上記バグフィルタ装置18には、ダイオキシン類分解反応器19が接続されていて、容器11内での飛灰処理により発生したガスがバグフィルタで粉塵が除去された後に、ダイオキシン類の分解により無害化されて、処理済みガスとして排出されるようになっている。
A
上記攪拌流動加熱器10の容器11の周囲には、環状筒体21内に熱媒体管路22を有する飛灰加熱器20が配設されている。該環状筒体21の内筒は、良熱伝導性材で作られていて上記攪拌流動加熱器10の容器11の胴体と共有していて、上記熱媒体管路22内を流通する熱媒体の熱が容器11の飛灰に良好に伝熱されるようになっている。
A
上記飛灰加熱器20は、太陽熱受熱熱媒体加熱器30と接続されており、上記熱媒体管路22がポンプ23を経て該太陽熱受熱熱媒体加熱器30を経て上記環状筒体21内を通る循環路を形成している。上記太陽熱受熱熱媒体加熱器30は、太陽熱集熱装置40で集熱された太陽熱を受けるべく、該太陽熱集熱装置40に接続されている。
The
太陽熱集熱装置40からの太陽熱は、太陽熱受熱熱媒体加熱器30を通る熱媒体管路22内の熱媒体を加熱する。
The solar heat from the solar heat collecting
上記太陽熱集熱装置40は、空気等の加熱用のガスを加熱する太陽熱受熱ガス加熱器50へも太陽熱を供給するように接続されている。該太陽熱受熱ガス加熱器50は、ブロワ51で送り込まれてくる加熱用のガスとしての空気等を、上記太陽熱集熱装置40からの太陽熱で加熱した後に、加熱ガスとして攪拌流動加熱器10の底部から容器11の下部空間へ送入する。
The solar
次に、本発明での太陽熱の利用に係る各装置について、さらに詳説する。 Next, each device relating to the use of solar heat in the present invention will be described in more detail.
<太陽熱集熱装置>
太陽熱集熱装置40は、太陽熱を集熱すべく構成されていて、例えば、複数の反射鏡と反射された太陽光を収束させるため断面が放物線状の収束反射鏡とを有していて、複数の反射鏡で反射された太陽光が収束反射鏡により集光され、収束された太陽光が太陽熱受熱熱媒体加熱器30と太陽熱受熱ガス加熱器50の受熱部に照射されることにより効率的に太陽熱を集熱し受熱されるようになっている。
<Solar heat collector>
The solar
<太陽熱受熱熱媒体加熱器>
太陽熱受熱熱媒体加熱器30は、飛灰加熱器20に供給され飛灰を加熱させる熱媒体を、太陽熱集熱装置40により集熱された太陽熱により加熱されるように構成されている。
<Solar heat receiving heat medium heater>
The solar heat receiving
この太陽熱受熱熱媒体加熱器30は、内部に熱媒体を流通させる受熱部を有していて、集熱された太陽熱により熱媒体を加熱するようになっている。太陽熱受熱熱媒体加熱器30の表面は、透明ガラス、透明石英等に覆われ、透明ガラス等と受熱部との間の空間を真空とすることにより、滞留伝熱による熱ロスを抑制できる。また、受熱部表面は、黒色塗料が塗布されるか、凹凸のある鏡面構造を有することで、輻射伝熱ロスを抑制できるようになっていて、太陽熱集熱装置40からの受熱熱量を最大に、かつ熱ロスを最小化にする。
The solar heat receiving
太陽熱受熱熱媒体加熱器30内に蓄熱材を設け太陽熱集熱装置40からの集熱された太陽熱を受けて蓄熱材を加熱し、加熱された蓄熱材に熱媒体を接触させ加熱するようにしてもよい。
A heat storage material is provided in the solar heat receiving
<太陽熱受熱ガス加熱器>
太陽熱受熱ガス加熱器50は、攪拌流動加熱器10に供給され飛灰を流動させるガスとして、空気、廃棄物処理炉から排出される排ガスの一部、窒素、水蒸気等のうち少なくと一つが用いられ、太陽熱集熱装置40により集熱された太陽熱により加熱されるように構成されている。
<Solar heat receiving gas heater>
The solar heat receiving
この太陽熱受熱ガス加熱器50は、内部にガスを流通させる受熱部を有していて、集熱された太陽熱によりガスを加熱するようになっている。太陽熱受熱ガス加熱器50の表面は、透明ガラス、透明石英等に覆われ、透明ガラス等と受熱部との間の空間を真空とすることにより、滞留伝熱による熱ロスを抑制できる。また、受熱部表面は、黒色塗料が塗布されるか、凹凸のある鏡面構造を有することで、輻射伝熱ロスを抑制できるようになっていて、太陽熱集熱装置40からの受熱熱量を最大に、かつ熱ロスを最小化にする。
This solar heat receiving
太陽熱受熱ガス加熱器50は、上記のように太陽熱集熱装置40から受けた太陽熱により直接ガスを加熱するようにしてもよいし、熱媒体を介してガスを加熱するようにしてもよい。
The solar heat receiving
太陽熱受熱ガス加熱器50内に蓄熱材を設け太陽熱集熱装置40からの集熱された太陽熱を受けて蓄熱材を加熱し、加熱された蓄熱材にガスを接触させ加熱するようにしてもよい。
A heat storage material may be provided in the solar heat receiving
本実施形態装置では、このように太陽熱を利用して、飛灰加熱器20により攪拌流動加熱器10内の飛灰が加熱されると共に、下部から吹き込まれる加熱ガスにより流動されるとともに加熱され、攪拌翼15の回転により攪拌され、効率よく攪拌流動されながら加熱される。
In the present embodiment apparatus, using the solar heat in this way, the fly ash in the stirring
飛灰に含まれるダイオキシン類が350〜550℃に加熱されることにより、気化し飛灰から除去され、気化したダイオキシン類は流動ガスにより移送され、ガス排出口から排出される。ダイオキシン類が除去された処理飛灰は処理飛灰排出口から排出される。排出されたダイオキシン類を含むガスはバグフィルタ18に導かれ粉塵が除去され、ダイオキシン類分解触媒が充填されたダイオキシン類分解反応器でダイオキシン類が分解され、処理済みガスとして排出される。
When dioxins contained in the fly ash are heated to 350 to 550 ° C., they are vaporized and removed from the fly ash, and the vaporized dioxins are transferred by a flowing gas and discharged from a gas discharge port. The treated fly ash from which dioxins are removed is discharged from the treated fly ash discharge port. The discharged gas containing dioxins is guided to the
本実施形態装置では、太陽熱により加熱された熱媒体を飛灰加熱器に供給して攪拌流動加熱器内の飛灰を加熱するが、太陽熱集熱装置により集熱された太陽熱を攪拌流動加熱器内に入射して飛灰を直接加熱するようにしてもよい。その場合には、攪拌流動加熱器の太陽熱を入射させる部分には、石英ガラス等の太陽熱を透過させる材質を用い、また、その内面(飛灰側)には、飛灰が付着して太陽熱入射を阻害することを防ぐためにパージガスを流す機構を設けることが好ましい。 In this embodiment apparatus, the heat medium heated by solar heat is supplied to the fly ash heater to heat the fly ash in the stirring fluid heater, but the solar heat collected by the solar heat collector is stirred and fluidized by the heater. The fly ash may be directly heated by being incident on the inside. In that case, a material that transmits solar heat, such as quartz glass, is used for the solar heat incident part of the stirring flow heater, and the fly ash adheres to the inner surface (fly ash side) of the solar heat incident. It is preferable to provide a mechanism for flowing a purge gas in order to prevent obstruction.
10 攪拌流動加熱器
20 飛灰加熱器
30 太陽熱受熱熱媒体加熱器
40 太陽熱集熱装置
50 太陽熱受熱ガス加熱器
DESCRIPTION OF
Claims (2)
飛灰と加熱ガスを受けて飛灰を攪拌流動させかつ加熱ガスで該飛灰を加熱する攪拌流動加熱器と、
熱媒体により上記攪拌流動加熱器内の飛灰を熱媒体との熱交換で加熱する飛灰加熱器と、
太陽熱を集熱する太陽熱集熱装置と、
太陽熱集熱装置からの太陽熱を受けて該太陽熱で上記熱媒体を加熱して上記飛灰加熱器へ送る太陽熱受熱熱媒体加熱器と、
太陽熱集熱装置からの太陽熱を受けて該太陽熱で加熱用のガスを加熱して、加熱ガスを上記攪拌流動加熱器へ送る太陽熱受熱ガス加熱器と、
を有していることを特徴とする廃棄物焼却飛灰処理装置。 In waste fly ash treatment equipment that heats and distills off dioxins contained in fly ash discharged from a waste treatment furnace that incinerates or gasifies and melts waste,
A stir flow heater for receiving fly ash and heated gas to stir and flow the fly ash and heating the fly ash with a heated gas;
A fly ash heater that heats the fly ash in the stirring fluid heater by heat exchange with the heat medium by a heat medium;
A solar heat collector for collecting solar heat;
A solar heat receiving heat medium heater that receives solar heat from a solar heat collector and heats the heat medium with the solar heat and sends it to the fly ash heater;
A solar heat receiving gas heater that receives solar heat from a solar heat collector, heats the heating gas with the solar heat, and sends the heated gas to the stirring fluid heater;
A waste incineration fly ash treatment apparatus characterized by comprising:
飛灰と加熱ガスを受けて飛灰を攪拌流動させかつ加熱ガスで該飛灰を加熱する攪拌流動加熱工程と、
熱媒体により上記攪拌流動加熱工程における飛灰を熱媒体との熱交換で加熱する飛灰加熱工程と、
太陽熱を集熱する太陽熱集熱工程と、
太陽熱を受けて該太陽熱で上記熱媒体を加熱し、該熱媒体で上記飛灰加熱工程における飛灰を加熱する太陽熱受熱熱媒体加熱工程と、
太陽熱を受けて該太陽熱で加熱用のガスを加熱して、加熱ガスを上記攪拌流動加熱工程における飛灰へ送る太陽熱受熱ガス加熱工程と、
を有していることを特徴とする廃棄物焼却飛灰処理方法。 In a waste fly ash treatment method in which dioxins contained in fly ash discharged from a waste treatment furnace that incinerates or gasifies and melts waste to volatilize and remove it,
A stirring fluid heating step of receiving fly ash and heating gas to stir and flow the fly ash and heating the fly ash with a heating gas;
A fly ash heating step in which the fly ash in the stirring fluid heating step is heated by heat exchange with the heat medium using a heat medium;
A solar heat collecting process for collecting solar heat;
Solar heat receiving heat medium heating step of receiving solar heat and heating the heat medium with the solar heat, heating the fly ash in the fly ash heating step with the heat medium;
A solar heat receiving gas heating step that receives solar heat, heats the gas for heating with the solar heat, and sends the heating gas to the fly ash in the stirring flow heating step,
A waste incineration fly ash treatment method characterized by comprising:
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