JP3303188B2 - 灰中ダイオキシンの除去装置 - Google Patents

灰中ダイオキシンの除去装置

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JP3303188B2
JP3303188B2 JP22144597A JP22144597A JP3303188B2 JP 3303188 B2 JP3303188 B2 JP 3303188B2 JP 22144597 A JP22144597 A JP 22144597A JP 22144597 A JP22144597 A JP 22144597A JP 3303188 B2 JP3303188 B2 JP 3303188B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ごみ焼却時に発
生する焼却灰や捕集飛灰中に含まれるダイオキシンを塩
素化合物と炭素等とに分解して無害化する灰中ダイオキ
シンの除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、都市ごみ等の廃棄物を焼却するこ
とにより得られた灰は、埋立て地の確保が困難になって
きたことから、これをリサイクルするシステムが要請さ
れており、例えば、図3に示すように、都市ごみ焼却炉
等の焼却灰および/または集塵機の捕集飛灰を磁選した
後再燃して完全に灰化し、この灰を再度磁選して微粉化
し、得られた微粉体にセメントを混合して、混合物を袋
詰の形で成形工場へ送り、ここでブロック等の成形品と
する方法が事業化されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、焼却灰や飛
灰中には極めて毒性の高い2、3、7、8−四塩化ダイ
オキシンが高濃度で含まれていることが判明し、これに
セメントを混合する前にダイオキシンを除去することが
必要となっている。また、灰を埋め立てる場合であって
も、ダイオキシンを事前に除去しておくことが必要とな
っている。
【0004】この発明の目的は、都市ごみ焼却炉等の焼
却灰および捕集飛灰を再燃して完全に灰化したものをリ
サイクルするシステムや灰を埋め立てるさいの前処理シ
ステムにおいて使用される灰中ダイオキシンの除去装置
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明による灰中ダイ
オキシンの除去装置は、無酸素雰囲気下で被加熱物を加
熱する加熱容器と、可燃物を含まない灰と金属反応剤と
を混合して加熱容器に供給する被加熱物供給装置と、加
熱容器から排出された被加熱物を無酸素雰囲気下で所定
温度に冷却する冷却容器とを備えている灰中ダイオキシ
ンの除去装置において、加熱容器内部に、中空軸とこれ
に巻装された羽根とからなり被加熱物を撹拌しながら搬
送するスクリューコンベヤが配置され、中空軸の一端部
に加熱ガス供給管が、同他端部に加熱ガス排気管がそれ
ぞれ接続されるとともに、加熱ガス供給管と加熱容器の
ジャケットの一端部とが導管により、加熱ガス排気管と
加熱容器のジャケットの他端部とが導管によりそれぞれ
接続されており、併設された焼却炉の高温排ガスを調温
した加熱ガスが加熱ガス供給管に導入されることによ
り、加熱容器外周に設けられたジャケット内およびスク
リューコンベヤの中空軸内に、被加熱物の搬送方向と逆
方向に加熱ガスが通されていることを特徴とするもので
ある。この発明による灰中のダイオキシンの除去装置に
おいて、ジャケットに、その加熱ガス通路を螺旋状にす
る仕切りが設けられ、被加熱物供給装置は、密閉型スク
リューフィーダーを備え、スクリューフィーダーの出口
近くに、窒素供給口が設けられ、加熱容器に、補充窒素
または水蒸気の供給口が設けられ、スクリューコンベヤ
の羽根は、撹拌効果を上げるため不連続状に設けられ、
隣り合う羽根同士間に、被加熱物の撹拌を促進するため
のロッド状突起が設けられ、灰および金属反応剤の加熱
容器内での滞留時間が、中空軸の回転速度を調整するこ
とにより調整されていることが好ましい。
【0006】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下図
面を参照して説明する。以下の説明において、図の右を
前、左を後というものとする。
【0007】図1は、この発明の灰中ダイオキシンの除
去装置を用いたリサイクルシステムを示すフロー図であ
る。同図に示すように、このシステムは、都市ごみ焼却
炉等の焼却灰および/または集塵機の捕集飛灰を磁選し
た後再燃して完全に灰化し、、さらに後述する灰中ダイ
オキシンの除去装置により灰中のダイオキシンを除去
し、無害化された灰を再度磁選して微粉化し、得られた
微粉体にセメントを混合して、混合物を袋詰の形で成形
工場へ送り、ここでブロック等の成形品とするものであ
る。
【0008】上記システムにおいて、都市ごみ焼却炉等
の焼却灰および捕集飛灰には、通常、8〜15%程度の
未燃物が含まれているため、これを再燃して完全に灰化
する再燃用焼却炉が設置されており、これに隣接してこ
の発明による灰中ダイオキシンの除去装置が設置され
る。
【0009】図2に示すこの発明の灰中ダイオキシンの
除去装置(1) は、無酸素雰囲気下で被加熱物を加熱する
加熱容器(2) と、可燃物を含まない灰と金属反応剤とを
混合して加熱容器(2) に供給する被加熱物供給装置(3)
と、加熱容器(2) 内に設けられて被加熱物を撹拌しなが
ら加熱容器(2) の入口から出口まで搬送するスクリュー
コンベヤ(4) と、加熱容器(2) から排出された被加熱物
を無酸素雰囲気下で所定温度に冷却する冷却容器(5) と
を備えている。
【0010】加熱容器(2) は、加熱ガス通路を螺旋状と
する仕切り(7) が設けられたジャケット(6) を有してい
る。加熱容器(2) の入口端(後端上部)に、被加熱物を
加熱容器(2) の内部に落下させるロータリーバルブ(9)
付き被加熱物供給管(8) が設けられている。また、加熱
容器(2) の出口端(前端下部)に、加熱処理後の被加熱
物を加熱容器(2) の外部へ排出する被加熱物排出管(10)
が設けられている。
【0011】被加熱物供給装置(3) は、密閉型スクリュ
ーフィーダー(11)と、スクリューフィーダー(11)入口部
に設けられた焼却灰供給ホッパ(12)および金属反応剤供
給ホッパ(13)とを備えている。金属反応剤供給ホッパ(1
3)には、金属反応剤の供給量を調整するバルブ(14)が設
けられている。スクリューフィーダー(11)の出口と被加
熱物供給管(8) の上端が接続されている。スクリューフ
ィーダー(11)の出口近くに、窒素供給口(15)が設けられ
ている。加熱容器(2) には、補充窒素または水蒸気供給
口(16)が設けられている。
【0012】スクリューコンベヤ(4) は、中空軸(17)と
これに巻装された羽根(18)とからなる。羽根(18)は、撹
拌効果を上げるため不連続状に設けられており、隣り合
う羽根(18)同士間には、被加熱物の撹拌を促進するため
のロッド状突起(19)が設けられている。中空軸(17)の前
後端部(17a)(17b)は、加熱容器(2) より突出しており、
それぞれ計4つのローラ(20)により回転可能に支持され
ている。中空軸(17)の後端部(17b) にはスプロケット(2
1)が固定されており、これに巻き掛けられチェーン(22)
がモータ(23)により駆動されることにより、中空軸(17)
が回転させられている。
【0013】中空軸(17)の前端部(17a) には、耐熱ダン
パー(25)付きの加熱ガス供給管(24)が回転管継手(26)を
介して接続されており、同後端部(17b) には、加熱ガス
排気管(27)が回転管継手(28)を介して接続されている。
加熱ガス供給管(24)と加熱容器(2) のジャケット(6) の
前端部とが逆U字状導管(29)により接続されており、加
熱ガス排気管(27)と加熱容器(2) のジャケット(6) の後
端部とがU字状導管(30)により接続されている。U字状
導管(30)途中には、ジャケット(6) 内のガスを加熱ガス
排気管(27)に強制的に合流させるためのインバータ付き
熱風ファン(31)が設けられている。
【0014】冷却容器(5) は、ジャケット(32)を有して
おり、内部にスクリューコンベヤ(33)が配されている。
スクリューコンベヤ(33)は、冷却容器(5) の前方に配さ
れたモータ(34)により駆動されている。冷却容器(5)
は、若干前上がりに傾斜させられている。冷却容器(5)
の入口と被加熱物排出管(10)の下端が接続されている。
冷却容器(5) の出口に、ロータリーバルブ(36)付きの被
冷却物排出管(35)が設けられている。
【0015】上記の灰中ダイオキシンの除去装置(1) に
よると、焼却灰供給ホッパ(12)から完全に灰化された焼
却灰がスクリューフィーダー(11)に供給されるととも
に、供給焼却灰量に応じて供給量を調整された金属反応
剤が金属反応剤供給ホッパ(13)からスクリューフィーダ
ー(11)に供給される。金属反応剤としては、アルカリ金
属、アルカリ土類金属、鉄またはアルミニウムの微粉体
と反応促進剤との混合物が使用される。焼却灰と金属反
応剤とは、スクリューフィーダー(11)によって混合され
ながらその出口まで搬送され、ロータリーバルブ(9) に
よって加熱容器(2) 内に供給される。焼却灰と金属反応
剤とは、さらに、スクリューコンベヤ(4)によって混合
されながら加熱容器(2) の出口へと搬送される。加熱容
器(2) 内は、スクリューフィーダー(11)の窒素供給口(1
5)から供給された窒素と加熱容器(2) の補充窒素または
水蒸気供給口(16)から供給された窒素または水蒸気とに
より、酸素濃度1%以下の無酸素雰囲気に保たれる。ま
た、加熱容器(2) のジャケット(6) およびスクリューコ
ンベヤ(4) の中空軸(17)には、搬送方向と逆向きに加熱
ガスが流される。これにより、焼却灰と金属反応剤と
は、無酸素雰囲気下でかつ撹拌されながら内外両側から
の熱により均一に加熱される。加熱容器(2) 内の温度
は、熱電対温度計により測定された値に基づいて耐熱ダ
ンパー(25)の開度を制御することにより300〜400
℃に維持される。焼却灰および金属反応剤の加熱容器
(2) 内での滞留時間は、中空軸(17)の回転速度を調整す
ることにより、適切な反応時間が得られるように調整さ
れる。この条件下で、焼却灰中に含まれるダイオキシン
は金属反応剤と反応して分解し、ダイオキシン中の塩素
は金属塩化物となり、加熱後の焼却灰は、金属塩化物、
炭素または炭素化合物およびその他の無機物からなる無
害混合物となる。無害混合物は、無酸素雰囲気の密閉状
態が保たれたまま、加熱容器(2) の被加熱物排出管(10)
から冷却容器(5) 内に落下し、冷却容器(5) において2
50℃以下に急速冷却される。これにより、無害混合物
は安定化し、冷却容器(5) の外部に取り出しても反応を
起こすことはない。
【0016】なお、上記の灰中ダイオキシンの除去装置
(1) に並設された焼却灰中可燃分再燃用焼却炉の高温排
ガスを500〜600℃に調温し、このガスを加熱容器
(2)の熱源として利用することが好ましい。これによ
り、灰中ダイオキシンの除去装置(1) 用の燃料が節約で
きる。
【0017】
【発明の効果】この発明の灰中ダイオキシンの除去装置
によると、可燃物を含まない灰は、金属反応剤と混合さ
れて加熱容器に供給され、無酸素雰囲気下で撹拌されな
がら内外両側からの熱により均一に加熱される。これに
より、灰中ダイオキシンは、金属塩化物および炭素等か
らなる無害混合物となり、さらに冷却容器において冷却
されることにより安定化する。こうしてダイオキシンが
除去された灰は、微粉化してセメントを混合してブロッ
ク等の成形品としたり、そのまま埋め立てたりしても、
環境を破壊することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による灰中ダイオキシンの除去装置を
使用するリサイクルシステムの一例を示すフロー図であ
る。
【図2】この発明による灰中ダイオキシンの除去装置を
示す側面図である。
【図3】従来の焼却灰利用リサイクルシステムの一例を
示すフロー図である。
【符号の説明】
(1) 灰中ダイオキシンの除去装置 (2) 加熱容器 (3) 被加熱物供給装置 (4) スクリューコンベヤ (5) 冷却容器 (6) ジャケット (17) 中空軸 (18) 羽根
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B09B 3/00 A62D 3/00 F23J 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無酸素雰囲気下で被加熱物を加熱する加
    熱容器(2) と、可燃物を含まない灰と金属反応剤とを混
    合して加熱容器(2) に供給する被加熱物供給装置(3)
    と、加熱容器(2) から排出された被加熱物を無酸素雰囲
    気下で所定温度に冷却する冷却容器(5) とを備えている
    灰中ダイオキシンの除去装置において、加熱容器(2) 内
    部に、中空軸(17)とこれに巻装された羽根(18)とからな
    り被加熱物を撹拌しながら搬送するスクリューコンベヤ
    (4) が配置され、中空軸(17)の一端部(17a) に加熱ガス
    供給管(24)が、同他端部(17b) に加熱ガス排気管(27)が
    それぞれ接続されるとともに、加熱ガス供給管(24)と加
    熱容器(2) のジャケット(6) の一端部とが導管(29)によ
    り、加熱ガス排気管(27)と加熱容器(2) のジャケット
    (6) の他端部とが導管(30)によりそれぞれ接続されてお
    り、併設された焼却炉の高温排ガスを調温した加熱ガス
    が加熱ガス供給管(24)に導入されることにより、加熱容
    器(2) 外周に設けられたジャケット(6) 内およびスクリ
    ューコンベヤ(4) の中空軸(17)内に、被加熱物の搬送方
    向と逆方向に加熱ガスが通されていることを特徴とする
    灰中ダイオキシンの除去装置。
  2. 【請求項2】 ジャケット(6)に、その加熱ガス通路を
    螺旋状にする仕切り(7)が設けられ、被加熱物供給装置
    (3) は、密閉型スクリューフィーダー(11)を備え、スク
    リューフィーダー(11)の出口近くに、窒素供給口(15)が
    設けられ、加熱容器(2) に、補充窒素または水蒸気の供
    給口(16)が設けられ、スクリューコンベヤ(4)の羽根(1
    8)は、撹拌効果を上げるため不連続状に設けられ、隣り
    合う羽根(18)同士間に、被加熱物の撹拌を促進するため
    のロッド状突起(19)が設けられ、灰および金属反応剤の
    加熱容器(2)内での滞留時間が、中空軸(17)の回転速度
    を調整することにより調整されている請求項1記載の灰
    中ダイオキシンの除去装置。
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JP7263845B2 (ja) * 2019-03-01 2023-04-25 株式会社レゾナック 燃焼灰の処理方法、再使用方法
CN109882856B (zh) * 2019-03-01 2020-06-19 湖南惠明环保科技有限公司 一种城市生活垃圾焚烧发电系统

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