JP3346409B2 - 粉状廃棄物処理装置 - Google Patents

粉状廃棄物処理装置

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JP3346409B2
JP3346409B2 JP2000393941A JP2000393941A JP3346409B2 JP 3346409 B2 JP3346409 B2 JP 3346409B2 JP 2000393941 A JP2000393941 A JP 2000393941A JP 2000393941 A JP2000393941 A JP 2000393941A JP 3346409 B2 JP3346409 B2 JP 3346409B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機化合物を含む
粉状廃棄物の処理装置に関し、特にごみ焼却灰等に含ま
れているダイオキシン類等の有害有機塩素化合物を酸化
分解して無害化する処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、廃棄物焼却設備においてダイオキ
シン類等の極めて毒性の強い有機化合物が生成され、こ
れによる環境汚染が問題になっている。
【０００３】その対策も、活性炭に吸着させる等種々開
発されており、分解促進剤としてアルカリ金属化合物や
アルカリ土類金属化合物を加えてダイオキシン類を熱分
解する方法も知られている。
【０００４】特開平５−１３７８１２号公報には、有機
塩素化合物を含有する被処理物中にアルカリ金属化合物
および／またはアルカリ土類金属化合物を混入し、しか
る後に有機塩素化合物を熱分解することを特徴とする有
機塩素化合物の熱分解方法が開示されている。アルカリ
土類金属化合物は無機酸塩又は有機酸塩であり、熱分解
は３００℃で窒素ガス雰囲気で行っており、熱分解ガス
はアルコールコールドトラップで急冷している。
【０００５】特許第２５１２６６５号公報(特開平６−
１５９６４６号公報)には、ごみ焼却処理施設から排出
される焼却灰を加熱して該焼却灰に含まれる有機塩素化
合物を分解する焼却灰処理方法において、前記焼却灰を
石灰の存在下に３５０〜５５０℃に加熱し、次いで２５
０℃以下に急冷することを特徴とする焼却灰処理方法が
開示されている。この焼却灰処理に用いられている装置
は横型のロータリーキルン型のものである。石灰は生石
灰、消石灰のいずれでもよいとしている。急冷は分解ガ
スの再結合を防止するためである。
【０００６】特開平７−２６５４６１号公報には、芳香
族ハロゲン化合物に汚染された固体状の物質に、水分が
５％以上ある状態で、アルカリ性物質と金属とを添加、
混合し、３００℃〜４５０℃に加熱することを特徴とす
る芳香族ハロゲン化合物の分解方法が開示されている。
この方法は、アルカリと金属と水を反応させて水素を発
生させ、この水素を芳香族ハロゲン化合物のハロゲンと
置換反応させるものである。
【０００７】特開２０００−１７６３９８号公報には、
廃棄物を流動層式焼却炉で焼却し、流動層式焼却炉で焼
却した際に生成される灰を流動層式反応器に供給し、灰
の温度が略２５０〜５００℃に保持されるように加熱空
気を流動層式反応器に供給して流動層を形成し、略１時
間以上流動加熱することにより灰の有害物質を分解除去
することを特徴とする灰の無害化処理方法が開示されて
いる。この方法は、焼却炉にＣａを加えて灰のｐＨを１
１〜１３にするとともに灰中の未燃カーボンの残存量を
０．２〜１．０％にすることによって灰のダイオキシン
生成ポテンシャルを低く押さえてダイオキシンを排除す
るものである。ＣａはＣａＯ、ＣａＣＯ ３、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）２等である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】これらの方法における
分解促進とは、分解促進剤（例えば水酸化カルシウム、
酸化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム等）が有機塩素化合物中の塩素と反応す
ることによる脱塩素化反応を促進させるものであり、ダ
イオキシン類を骨格から分解するものではない。また、
ダイオキシン類を生成する源物質となりうる有機化合物
すべてが分解されるものではない。従って、主灰および
飛灰を加熱処理する際に不活性ガス雰囲気で行う、もし
くは加熱後に急激に冷却することでダイオキシン類の再
合成を防止するための設備および処理が必要となる。
【０００９】前記特開２０００−１７６３９８号公報に
は、Ｃａ（ＯＨ）２を出口煙道で加えることも示されて
いるが、Ｃａ（ＯＨ）２は４００℃で酸化カルシウムへ
の分解が始まることを考慮すると反応器に灰が送り込ま
れた時点では酸化カルシウムに変わっている筈である。
この方法は、未燃カーボン量を１．０％以下にするため
に焼却炉に流動床式のものを用いることを必須としてい
る。
【００１０】本発明の目的は、粉状廃棄物に含まれてい
る有機化合物を効率よく酸化分解して除去しうる粉状廃
棄物処理装置を提供することにある。
【００１１】本発明別の目的は、簡単な手段でダイオキ
シン類等をそれが再合成されなくなるまで分解し、それ
によって、不活性ガス雰囲気、急冷、流動床式焼却炉等
を使用せずとも容易に廃棄物からダイオキシン類等を除
去無害化できる装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するべく鋭意検討の結果、先に、廃棄物に水酸化カ
ルシウムを加えて含酸素雰囲気で一定温度以上で加熱を
続けるとダイオキシン類等を再合成を生じない程度まで
分解できることを見出し、これを特許出願（特願２００
０−３４７７００号）した。そして、今回この分解を効
率よく行える装置を開発して本発明を完成するに至っ
た。
【００１３】すなわち、本発明は、縦型円筒の側面下部
が加熱部とされ、底部には粉状廃棄物を流動させかつ廃
棄物中の有機化合物の酸化分解を促進させるガスの吹込
口と有機化合物を酸化分解した粉状廃棄物の出口が設け
られ、上部には粉状廃棄物投入口と消石灰の投入口と前
記ガスの出口が設けられ、かつ内部には粉状廃棄物の混
合と流動を促進させる攪拌翼が設けられていることを特
徴とする、有機化合物を含む粉状廃棄物処理装置に関す
るものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】縦型円筒は、有機化合物を酸化分
解除去しようとする粉状廃棄物を入れるものであって、
形状は直筒のほか、テーパ部を設けて上部又は下部を短
径とする異径筒としてもよい。上下両面は閉止されて全
体は密閉構造をしている。上下両面は平面、湾曲面、円
錐面等にされる。容積は処理する粉状廃棄物の量等に応
じて設計されるが、通常０．２〜１０ｍ３程度である。
【００１５】この縦型円筒よりなる加熱器の側面下部が
消石灰を添加した粉状廃棄物を加熱して有機化合物を酸
化分解する加熱部とされる。加熱方式は円筒外面から加
熱する方式、内部に加熱器を設ける方式、粉状廃棄物を
流動させるガスを熱風とする方式等いずれであってもよ
い。
【００１６】消石灰を混合し粉状廃棄物を流動させるガ
スは加熱によってダイオキシン等の有機化合物を酸化分
解する機能も発揮させるものであり、酸素濃度が５％以
上、好ましくは５〜２０％程度のガス、例えば、空気、
焼却排ガス等を用いることが好ましい。ガスの吹込口は
加熱器の底部、すなわち、底面又は側面下端部に設け
る。ガス吹込口は加熱器の規模すなわち縦型円筒の容積
に応じて複数設けることができ、図２に示すように、１
重又は２重以上のリングスパージャー形とすることも好
ましい。図３に示すように、ガス吹込口３には目皿（多
孔板）３２を設けてガスの吹き出しを均一にするととも
に粉状廃棄物が吹込口３に入り込まないようにすること
ができる。
【００１７】有機化合物が酸化分解処理された粉状廃棄
物の取出口も加熱器の底部、すなわち、底面又は側面下
端部に設ける。
【００１８】一方、粉状廃棄物投入口及び消石灰投入口
は加熱器の上部に設ける。この上部は加熱器内に形成さ
れる粉状廃棄物の流動層の上面より上であればよく、加
熱器の上面のほか側面であってもよい。また、消石灰投
入口は粉状廃棄物投入口と別個に設けてもよく、また、
粉状廃棄物投入口と兼用にしてもよい。
【００１９】ガス出口も加熱器の上部に設けるが、あま
り流動層の上面に近づけると飛散してくる粉状廃棄物の
量が増えてダストフィルターがすぐ目詰まりしてしまう
のでなるべく上面に設けることが好ましい。このガス出
口には必要によりダストフィルターやサイクロン等のダ
スト除去装置を設ける。
【００２０】攪拌翼は粉状廃棄物の消石灰との混合と流
動比を促進するものであるが、さらに粉状廃棄物の加熱
器内壁への付着防止機能も有するものが好ましい。
【００２１】本発明の処理対象物である粉状廃棄物は有
機化合物を含むものであれば特に限定されないが、例え
ばごみ焼却設備から排出される飛灰や主灰などの焼却
灰、ダイオキシン等を吸着した活性炭等である。これら
の未燃カーボンの含有量も特に制限されず、未燃カーボ
ン含有量が１．０〜４．０重量％のストーカ炉のもので
あってもよい。有機化合物は特に有害有機塩素化合物も
対象とする。この有害有機塩素化合物はダイオキシン、
ジベンゾフラン、ポリ塩化ビフェニル、クロルベンゼン
類等である。
【００２２】廃棄物に添加される水酸化カルシウムの添
加量は廃棄物１００重量部に対して５〜２５重量部程
度、好ましくは５〜１１重量部程度、好ましくは１０〜
２５重量部程度が適当である。
【００２３】加熱温度は３００℃以上、３００〜５００
℃程度、好ましくは３００〜４５０℃程度、特に好まし
くは４００〜４５０℃程度が適当である。加熱時間は有
機化合物が分解されてダイオキシンが再合成されなくな
る程度までであり、３００℃では６０分間以上、好まし
くは６０〜９０分間程度、４００℃では３０分間以上、
好ましくは３０〜６０分間程度、４５０℃では１５分間
以上、好ましくは１５〜３０分間程度である。
【００２４】本発明により、規制値以下のダイオキシン
濃度にされた廃棄物はそのまま大地へ戻し、又は有効利
用できる。
【００２５】
【実施例】本発明の一実施例である粉状廃棄物加熱器を
図１に示す。この加熱器は、縦型円筒１の側面下部が加
熱部２とされ、底面には粉状廃棄物を流動させるガスの
送入管３１と処理した粉状廃棄物の排出管４１が接続さ
れ、それぞれの開口がガス吹込口３と粉状廃棄物／石灰
混合物出口４になっている。
【００２６】また、縦型円筒１の上面には粉状廃棄物投
入管５１とガス排出管６１が接続されており、それぞれ
の接続端が粉状廃棄物／消石灰投入口５とガス出口６に
なっている。このガス出口６は２個所に設けられ、いず
れも加熱器の内側にダストフィルター６２が取り付けら
れている。このガス出口６はガス排出管６１に設けられ
た切替バルブ６３で切り替えて交互に使用しうるように
なっている。
【００２７】加熱器内部には両側端に掻取翼の付設され
た多段型の攪拌翼８１よりなる攪拌機８が設けられてい
る。
【００２８】上記の加熱器に、未燃カーボン３重量％を
含有する飛灰とその１〜２０重量％の水酸化カルシウ
ム、又は１０重量％の酸化カルシウム、炭酸カルシウム
もしくは、水酸化マグネシウムをそれぞれ投入し、酸素
濃度２０％の空気を底部より吹き込むとともに攪拌機を
作動させて飛灰の流動層を形成し、加熱分解処理を行っ
た。加熱温度は４２０℃で飛灰の加熱器内の滞留時間は
３０分とした。
【００２９】加熱後の飛灰の全有機化合物の含有量を測
定して、全有機化合物分解率を求めた結果を表１に示
す。
【００３０】比較のために、従来のロータリーキルン型
の加熱器を用いて同様に処理した結果を併せて表１に示
す。
【００３１】
【表１】
【００３２】有機化合物分析法：固体中及び加熱時のガ
スを全量捕集し、ＪＩＳ ００５０に準じて有機化合物
の全量を定量分析し、物質収支より分解率を計算。
【００３３】
【発明の効果】本発明により粉状廃棄物に含まれている
有機化合物、特にダイオキシン等を効率よく分解除去す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例である処理装置の構造を示
す図である。
【図２】 ガス吹込口はリングスパージャーを使用した
例を示す、その底部斜視図である。
【図３】 ガス吹込口に多孔板を使用した例を示す、そ
の底部斜視図である。
【符号の説明】
１…縦型円筒 ２…加熱部 ３…ガス吹込口 ３１…ガス送入管 ３２…多孔板 ４…粉状廃棄物／石灰混合物出口 ４１…排出管 ５…粉状廃棄物／消石灰投入口 ５１…投入管 ５２…接続端 ５３…ガイド管 ６…ガス出口 ６１…排出管 ６２…ダストフィルター ６３…切替バルブ ７…流動層 ７１…上面 ８…攪拌機 ８１…攪拌翼
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−159646（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−328583（ＪＰ，Ａ) 特開2001−9407（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B09B 3/00 A62D 3/00 F23J 1/00 B01J 8/24 - 8/44

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 縦型円筒の側面下部が加熱部とされ、底
    部には粉状廃棄物を流動させかつ廃棄物中の有機化合物
    の酸化分解を促進させるガスの吹込口と有機化合物を酸
    化分解した粉状廃棄物の出口が設けられ、上部には粉状
    廃棄物投入口と消石灰の投入口と前記ガスの出口が設け
    られ、かつ内部には粉状廃棄物の混合と流動を促進させ
    る攪拌翼が設けられていることを特徴とする、有機化合
    物を含む粉状廃棄物処理装置
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