JP3059082B2 - 灰の処理方法および設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばごみ焼却
炉から排出される排ガス中から捕集されてダイオキシン
等の有害物質を含む飛灰や、ダイオキシンなどの有害物
質を含む焼却灰などを処理して無害化する灰の処理方法
および設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ごみ焼却設備において、排ガス中
からに捕集された飛灰を無害化する設備として、たとえ
ば図３に示すものがある。これは、飛灰を貯留する灰貯
留槽３と、ダイオキシン熱分解装置１と、重金属安定化
装置２を備えている。ダイオキシンの熱分解は、酸素不
足の状態で所定の温度以上に加熱して所定時間保持して
行い、加熱温度と反応時間は気体中に含まれる酸素濃度
で決定され、たとえば酸素量が１．０ｗｔ％では加熱温
度は３００℃以上で６０分以上保持すればよい。前記ダ
イオキシン熱分解装置１は、飛灰を加熱して攪拌混練し
ダイオキシンを熱分解させるリアクタ１ａと、加熱処理
された飛灰を攪拌しつつ冷却するクーラー１ｂが設けら
れている。また重金属安定化装置２は、加熱処理、冷却
後の飛灰にキレート剤を添加して重金属類を安定化する
混練機２ａと搬出コンベヤ装置２ｂと貯留ピット２ｃと
が設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記リアクタ
１ａは、筒状ケーシング内に攪拌翼が設けられられてお
り、ケーシングの中心までダイオキシンを効果的に熱分
解する反応温度３５０℃にまで加熱するには、ケーシン
グを４００〜４５０℃まで加熱する必要がある。ところ
で、飛灰は４００℃以上に加熱されると固化する傾向に
あり、そのためにケーシング内面に飛灰の固化層が形成
されると、攪拌翼が摩耗したり破損されるという問題が
あった。

【０００４】本発明は、上記問題点を解決して、攪拌翼
の摩耗や破損の問題もない灰の処理方法および設備を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１記載の灰の処理方法は、灰が投入さ
れた容器内に高温の不活性ガスを供給して灰中に不活性
ガスを吹き込むとともに、容器を振動させて不活性ガス
の吹き抜けを防止し、灰を酸素不足の状態で加熱し所定
時間保持して灰に含まれるダイオキシンを熱分解するこ
とを特徴とするものである。

【０００６】また、請求項４に記載の灰の処理設備は、
ごみ焼却炉の排ガスから捕集した飛灰を無害化する灰の
処理設備において、排ガスから捕集した飛灰を貯留する
灰貯留容器の下部に、高温の不活性ガスを飛灰中に吹き
込み加熱するガス吹込口を設け、灰貯留容器の天部に不
活性ガスを排出するガス排出口を設け、このガス排出口
に集塵装置を設け、灰貯留容器の底部に形成した灰取出
口を飛灰冷却装置に接続し、灰貯留容器に飛灰を振動さ
せて不活性ガスの吹き抜けを防止する加振装置を設けた
ことを特徴とするものである。

【０００７】上記灰の処理方法によれば、高温の不活性
ガスを灰の内部に吹き込んで、灰を加熱して均一に加熱
することにより、灰に含まれるダイオキシンを効果的に
熱分解することができ、一部が高温に加熱されて固化さ
れることもなく、また機械的な攪拌要素もないので、灰
の固化による不都合が生じることがない。さらに、振動
により不活性ガスの通過孔が崩壊されて、吹き込まれた
不活性ガスの吹き抜けが防止されて効果的に加熱され
る。

【０００８】また灰の処理設備によれば、上記方法によ
る効果に加えて、従来からある灰貯留容器を利用してダ
イオキシンを熱分解するので、設置スペースを大幅に削
減することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係るごみ焼却炉
における飛灰の処理設備の実施の形態を図１，図２に基
づいて説明する。

【００１０】図１に示すように、ごみ焼却炉１１から排
出される排ガスを煙突１２から排出する排ガス経路１０
には、冷却水を噴霧することにより排ガスを冷却する調
温塔１３と、排ガスに含まれる塵埃や排ガス中に吹き込
まれた薬剤と反応して生成された塩化物および硫化物、
重金属類を含む飛灰を捕集するバグフィルタ１４が設け
られている。

【００１１】１５は反応容器と兼用した灰貯留容器で、
調温塔１３およびバグフィルタ１４で捕集された飛灰が
灰搬送機１３ａ，１４ａにより灰回収管１６に排出さ
れ、入口ロータリーバルブ１７を介して灰貯留容器１５
に搬入される。この灰貯留容器１５は、円筒部１５ａの
下部に傾斜角α（図２）が飛灰の安息角から７０度以上
に設定された漏斗部１５ｂが形成され、これら容器壁体
は断熱材料により保温壁に構成されるか、または排ガス
経路１０から導出して排ガスを流送する加熱ガス通路を
設けた加熱壁に構成される。また、この灰貯留容器１５
は弾性部材により支持されるとともに、内部の飛灰に振
動を加える加振装置１８が設けられている。

【００１２】また灰貯留容器１５の漏斗部１５ｂには、
飛灰中に流動兼加熱用の４００〜５００℃の不活性ガス
（たとえば窒素ガスやアルゴンガスなど）を吹き込むエ
アレーション部１９が設けられている。このエアレーシ
ョン部１９は、図２に示すように、漏斗部１５ｂの壁体
に周方向一定間隔ごとに多数開口されたガス吹込口１９
ａと、ガス吹込口１９ａの外周を覆うカバー１９ｂと、
漏斗部１５ｂの壁体の内面でガス吹込口１９ａの上部に
取り付けられて飛灰の流入を防止する邪魔板１９ｃとで
構成され、１段または上下２段に設けられる。灰貯留容
器１５の底部には灰取出管２０が接続されて出口ロータ
リーバルブ２０ａが介装されている。

【００１３】灰貯留容器１５の天部には、不活性ガスを
排出するガス排出口２１が形成されてガス排出管２２が
接続され、このガス排出口２１とガス排出管２２の間に
ダストフィルタ２３が取り付けられている。そしてガス
排出管２１は不活性ガス中から水蒸気を分離するコンデ
ンサ２４に接続されている。コンデンサ２４の吐出側に
接続されたガス循環管２５Ａ，２５Ｂの途中には、排ガ
ス経路１３から排ガス導入管１０ａを介して導入された
排ガスにより不活性ガスを４００〜５００℃に加熱する
ガス加熱用熱交換器２６が介在され、ガス循環管２５Ｂ
の出口は循環ファン２７に接続される。２９はガス循環
管２５Ｂに新たな不活性ガスを補給するガス補給管であ
る。そして不活性ガスは循環ファン２７によりガス供給
管２８を介してエアレーション部１９に導入される。

【００１４】出口ロータリーバルブ２０ａから飛灰導管
３１を介して冷却機能および重金属安定化機能を有し飛
灰冷却機の一例である混練機３２に接続される。すなわ
ち混練機３２では、処理後の飛灰は内部の混練スクリュ
ー３２ａに攪拌されるとともに、冷却水供給管３３から
供給される加湿水により冷却され、さらに薬剤供給管３
４から供給されるキレート剤（重金属安定化剤）により
飛灰に含まれる重金属が安定化処理され、ピット３５に
排出される。また混練機３２内で発生する蒸気は蒸気排
出管３６によりダストフィルタ２３に送られ、コンデン
サ２４により分離される。

【００１５】上記構成において、灰貯留容器１５に収容
された飛灰は、エアーレーション部１９から噴出される
高温の不活性ガスが通過されることにより加熱され、ま
た不活性ガスの運動エネルギーが大きい場合には飛灰が
攪拌流動化されつつ加熱されて均一に昇温される。そし
てこの状態で一定時間以上保持されることにより、飛灰
に含まれるダイオキシンが効果的に熱分解される。ま
た、加振装置１８により灰貯留容器１５が振動される
と、飛灰が振動されて不活性ガスの通過孔が崩壊され、
吹き込まれた不活性ガスの吹き抜けが防止されて効果的
に加熱される。加熱後の不活性ガスは、ダストフィルタ
２３で飛灰が除去された後、さらにコンデンサ２４で水
分が除去され、ついで熱交換器２６に導入されて、ごみ
焼却炉１１からの排ガスにより４００〜５００℃に再加
熱されて循環使用される。また必要に応じてガス補給管
２９から新たな不活性ガスが補給される。さらに処理後
の飛灰は混練機３２に送られて冷却されるとともに、キ
レート剤が添加されて重金属が安定化される。

【００１６】上記実施の形態によれば、 １．反応容器として従来から存在して飛灰を貯留する灰
貯留容器１５を使用するので、占有空間を大幅に小さく
出来てコンパクト化が図れる。 ２．反応容器や攪拌用スクリュー装置が不要になるた
め、設備コストを低減することができる。 ３．不活性ガスの加熱源として、ごみ焼却炉１１から排
出される排ガスの熱を利用するため、運転コストを低減
できる。 ４．通常飛灰の貯留容器には、通常３日分の飛灰量を溜
めるように構成されており、灰貯留容器１５にそれが適
用されることにより、灰貯留容器１５に飛灰が長時間貯
留される。したがって、灰貯留容器１５内で充分な時間
加熱処理することができるので、ダイオキシンの分解率
を極めて高くすることができる。 ５．高温の不活性ガスを通過させて、または流動化させ
て加熱するので、飛灰を均一に加熱することができ、部
分的に高温になることがなく、飛灰の固化による問題が
発生しない。 ６．加振装置１８により、灰貯留容器１５を振動するこ
とで飛灰を適度に崩壊させて不活性ガスの吹き抜けを防
止することができ、飛灰を確実に流動化させることがで
きる。

【００１７】

【発明の効果】以上に述べたごとく、本発明の灰の処理
方法によれば、灰の内部に吹き込む不活性ガスにより、
灰中を通過させて加熱するので、灰を均一に加熱するこ
とができ、灰に含まれるダイオキシンを効果的に熱分解
することができる。これにより灰の一部が高温に加熱さ
れて固化されることもなく、また機械的な攪拌要素もな
いので、灰の固化による不都合が生じることがない。さ
らに、振動により不活性ガスの通過孔が崩壊されて、吹
き込まれた不活性ガスの吹き抜けが防止されて効果的に
加熱される。

【００１８】また灰の処理設備によれば、上記方法によ
る効果に加えて、従来からある灰貯留容器を利用してダ
イオキシンを熱分解するので、設置スペースを大幅に削
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るごみ焼却炉における飛灰の処理設
備の実施の形態を示す構成図である。

【図２】同飛灰の処理設備の灰貯留槽におけるエアレー
ション部を示す部分拡大断面図である。

【図３】従来の飛灰の処理設備の実施の形態を示す構成
図である。

【符号の説明】

１０ 排ガス経路 １１ ごみ焼却炉 １３ 調温塔 １４ バグフィルタ １５ 灰貯留容器 １５ｃ 灰取出口 １８ 加振装置 １９ エアレーション部 １９ａ ガス吹込口 ２２Ａ，２２Ｂ ガス循環管 ２３ ダストフィルタ ２４ コンデンサ ２６ 熱交換器 ３２ 混練機 ３３ 冷却水供給管 ３４ 薬剤供給管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 美智男 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−154461（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−124536（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B09B 3/00 F23J 1/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】灰が投入された容器内に高温の不活性ガス
   を供給して灰中に不活性ガスを吹き込むとともに、容器
   を振動させて不活性ガスの吹き抜けを防止し、灰を酸素
   不足の状態で加熱し所定時間保持して灰に含まれるダイ
   オキシンを熱分解することを特徴とする灰の処理方法。
2. 【請求項２】不活性ガスのエネルギーにより灰を流動化
   して攪拌することを特徴とする請求項１記載の灰の処理
   方法。
3. 【請求項３】ごみ焼却炉の排ガスから捕集された飛灰を
   処理するに際し、排ガスの熱により不活性ガスを加熱す
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の灰の処理
   方法。
4. 【請求項４】ごみ焼却炉の排ガスから捕集した飛灰を無
   害化する灰の処理設備において、排ガスから捕集した飛
   灰を貯留する灰貯留容器の下部に、高温の不活性ガスを
   飛灰中に吹き込み加熱するガス吹込口を設け、灰貯留容
   器の天部に不活性ガスを排出するガス排出口を設け、こ
   のガス排出口に集塵装置を設け、灰貯留容器の底部に形
   成した灰取出口を飛灰冷却装置に接続し、灰貯留容器に
   飛灰を振動させて不活性ガスの吹き抜けを防止する加振
   装置を設けたことを特徴とする灰の処理設備。
5. 【請求項５】飛灰冷却装置に、飛灰に重金属安定化剤を
   添加して攪拌混練し、飛灰に含まれる重金属類を安定化
   する重金属安定化機能を付加したことを特徴とする請求
   項４記載の灰の処理設備。
6. 【請求項６】ごみ焼却炉から排出される排ガスの熱によ
   り不活性ガスを加熱するガス加熱用熱交換器を設けたこ
   とを特徴とする請求項４または５に記載の灰の処理設
   備。