JP3375935B2 - 焼却灰の処理システム、処理装置及び微粉製品 - Google Patents

焼却灰の処理システム、処理装置及び微粉製品

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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、廃棄物(一般廃棄
物、産業廃棄物)を焼却して得られる焼却灰、とりわけ
都市ごみ焼却場から排出される焼却灰の処理システム、
処理装置及び微粉製品に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみは、各家庭や一部企業から排出
される有機又は無機廃棄物である。この都市ごみのう
ち、有機廃棄物は多くのプラスチック製品をはじめとし
て雑多なものが混入し、重金属、PCB、その他有害物質
を含有するため、そのまま埋立処理できない現状があ
る。また、都市ごみをそのまま埋め立てるには嵩むこと
もあり、通常焼却処理を経て埋め立て処分するが、この
場合にも前述同様の有害物質流出の問題があり、流出防
止用のシートで処分場全体を包む等、対策を施すために
多大な費用がかかっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】流出防止シートも完全
ではなく、埋め立てた都市ごみからは有害物質が流れ出
ることを前提に、この有害物質を処分場外へ流れ出ない
ようにしているだけである。好ましくは、処分すべき都
市ごみ自体になんらかの対策を施し、有害物質の流出そ
のものを防止できることが望ましい。そこで、埋め立て
処分をすることを前提に、都市ごみ等の廃棄物の嵩を減
らし、有害物質の流出も防止できる処理を考え、前記処
理を効率良く、確実に実施できる処理装置を開発し、更
には廃棄物を無害な焼却灰微粉製品とするため、検討し
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】検討の結果、廃棄物の無
害化を効率的に実現する処理システムとして、(1)廃棄
物からなる焼却灰を0.5〜3mm径の粗砕粉体にする粗砕
工程と、粗砕粉体を8〜50μm径の微粉体にする微粉砕
工程と、微粉体をシリコーン被覆してシリコーン被覆粉
体にする撹拌混合工程と、シリコーン被覆粉体の分離製
品化工程とからなる焼却灰の処理システムを開発した。
この処理システムには、(2)撹拌混合工程に使用する装
置であり、サイクロン槽上方から投入する焼却灰の投入
方向に対向して第1シリコーン注入ノズルを、焼却灰の
投入方向に沿って第2シリコーン注入ノズルを設けた焼
却灰の処理装置を用いる。この処理装置では、サイクロ
ン槽に対する焼却灰の投入口からガイドを延設し、この
ガイドとサイクロン槽内壁とによって挟まる空間に第1
及び第2シリコーン注入ノズルを設ける。こうして得ら
れる無害化品が、(3)焼却灰からの重金属等有毒物質の
溶出を封じるため、この焼却灰を微粉砕して得られる微
粉体表面にシリコーン皮膜を形成した微粉製品である。
【0005】本発明の(1)処理システムでは、嵩を減ら
した焼却灰を無害化し、容積の小さな処分場で、安全な
埋め立てを可能にする。粗砕工程及び微粉砕工程により
焼却灰を小さくするのは、段階的に粒径を小さくするこ
とにより均一な粒径を実現し、確実に焼却灰の嵩を減ら
すためである。撹拌混合工程では、微粉体を撹拌混合し
ながらシリコーンを吹き付け、焼却灰表面に確実にシリ
コーンを被覆する。予測した粒径に達していないシリコ
ーン被覆粉体は、十分にシリコーン被覆されていないと
みることができ、こうしたシリコーン被覆が不十分なシ
リコーン被覆粉体を分離製品化工程で取り除き、再び撹
拌混合工程へ戻すことができる。つまり、本発明の処理
システムにおいて、分離製品化工程を経て得られるシリ
コーン被覆粉体は、粒径が均一で、確実にシリコーン被
覆された焼却灰の微粉体となる。
【0006】本発明の(2)処理装置は上記手順における
撹拌混合工程において、効率良く、確実に微粉体個々に
シリコーン被覆する。これは、サイクロン槽上方から投
入した焼却灰(上記手順にあっては焼却灰の微粉体)の投
入方向に対向して第1シリコーン注入ノズルからシリコ
ーンを吹き付け、加えて焼却灰の投入方向に沿って第2
シリコーン注入ノズルを設けて再び焼却灰にシリコーン
を吹き付ける2段構えのシリコーン被覆の機会を設けた
ことによる。更に、サイクロン槽に対する焼却灰の投入
口からガイドを延設し、このガイドとサイクロン槽内壁
と挟まる空間に第1及び第2シリコーン注入ノズルを設
けると、より確実にシリコーン被覆が可能となる。ま
た、サイクロン槽に投入した焼却灰は、サイクロンの流
れに沿って下降しながら撹拌されるので、シリコーンが
偏って被覆されることがなく、均一な粒径の球形状シリ
コーン被覆粉体が得られる。
【0007】上記処理装置を用いれば、確実にシリコー
ン被覆し終えた(3)シリコーン被覆粉体を得ることがで
き、仮に埋め立て処分した場合にも、各シリコーン被覆
粉体から重金属等の有害物質が流出しなくなる。また、
シリコーン被覆粉体の核となる微粉体は粒径が非常に小
さいので、結果として埋め立てる廃棄物の嵩を減らすこ
とに貢献できるである。このほか、得られる微粉製品は
有害物質の流出を防止できているので、粒径の小さな点
を活かし、撥水性を発揮する粒径の小さなまさ土の代用
に無草土としたり、コンクリートの骨材としても利用で
きる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図を参照しながら説明する。図1は本発明の処理システ
ムを構成した一例のレイアウト図、図2は同処理システ
ム中撹拌混合工程に用いる処理装置(シリコーンジェッ
ト注入機)1の一例を表した縦断面図、図3は同処理装
置1の第1及び第2シリコーン注入ノズル2,3の位置
関係を表した横断面図であり、図4は本例の処理システ
ムにより得られるシリコーン被覆粉体(焼却灰微粉製品)
4の斜視図である。図2及び図3中の微粉体5やシリコ
ーン被覆粉体4は、説明の便宜上大きく描いている。ま
た、図4において、シリコーン被覆粉体4の外観又は断
面形状を説明するため、外形を球形で描いている。本例
では、都市ごみ焼却灰を挙げて説明している。
【0009】本発明の処理システムは、焼却を終えた都
市ごみを無害化して、埋め立て処分するほか、無草土と
したり、コンクリートの骨材として利用する。処理シス
テムは、都市ごみ焼却灰に対する処理工程上流から粗砕
工程、微粉砕工程、撹拌混合工程、分離製品化工程の手
順となるように装置構成しており、各工程を実現する装
置であれば、既存の装置を用いても構わない。本例で
は、粗砕工程として、電動モータ6により駆動するコン
トラミル粗砕機7を用いている。都市ごみ焼却灰は、こ
のコントラミル粗砕機7に取り付けた投入部8から順次
投入する。粗砕された都市ごみ焼却灰は粒径0.5〜3mm
の粗砕粉体となり、圧縮空気によって次工程へと圧送す
る。次工程への移送は、その他ベルトコンベア等を用い
てもよいが、有害物質を散乱させないためにも、本例の
ような閉鎖したパイプ9内を圧送する移送手段が好まし
い。
【0010】微粉砕工程には、ジェット微粉ミル10を用
いている。このジェット微粉ミル10は、送られてきた粗
砕粉体を圧縮空気によりベンチュリージェットノズル11
を経て投擲管12から高速に放出し、別途とり回してきた
圧縮空気で加圧状態下にした粉砕室13内の衝撃板14に向
けて粗砕粉体を叩き付けることにより、より細やかな微
粉砕へと砕く。微粉体は、粉砕室13の圧力によって外向
きに拡散し、投擲管12外周を上昇してリターン室15を経
て次工程へ圧送する。この微粉砕工程において得られる
微粉体は、粒径8〜50μmの都市ごみ焼却灰である。
【0011】本例においては、続く撹拌混合工程及び分
離製品化工程を1基のサイクロン槽16からなるシリコー
ンジェット注入機1で実現している。本例のシリコーン
ジェット注入機1は、図2及び図3に見られるように、
サイクロン槽16上方から投入する微粉体5の投入口20か
ら断面桶状のガイド21が延び、このガイド21内で投入方
向に対向して第1シリコーン注入ノズル2を、微粉体5
の投入方向に沿って第2シリコーン注入ノズル3を設け
ている。すなわち、第1シリコーン注入ノズル2と第2
シリコーン注入ノズル3とは、微粉体5の投入方向に沿
って互いに逆向きになる。投入直後の微粉体5は、まず
第1シリコーン注入ノズル2から放出するシリコーン17
でシリコーン被覆される。そして、続いて第2シリコー
ン注入ノズル3から放出するシリコーン17でシリコーン
被覆される。こうして、2度のシリコーン被覆によっ
て、微粉体5を確実にシリコーン被覆できる。
【0012】シリコーンジェット注入機1は、サイクロ
ン槽16を本体としているので、サイクロン槽16上方でシ
リコーン被覆を受けた微粉体5は、下方のエアノズル18
から圧縮空気を受けながらも、サイクロン槽16内壁に沿
って回転しながら徐々に落下していく。このとき、サイ
クロン槽16内壁に衝突を繰り返すことで、シリコーン被
覆粉体4は球状に成形されていく。また、回転及び落下
の速度は、各シリコーン被覆粉体4が有する運動エネル
ギーに反比例し(運動エネルギーが大きいほど落下しに
くい)、この運動エネルギーは基本的にはシリコーン被
覆粉体4の質量、ここでは主として粒径に比例すること
になるので、結果としてサイクロン槽16下方に開放した
回収パイプ19に入って取り出されるのは、粒径の等しい
シリコーン被覆粉体4となる。すなわち、これが分離製
品工程となる。
【0013】こうして得られるシリコーン被覆粉体4
は、図4に見られるように、微粉体5を覆うシリコーン
17が球状の外形を形成する粉体であり、シリコーンジェ
ット注入機におけるシリコーンの注入量や圧縮空気の圧
力によって異なるが、粒径は均一となる(微粉体の最大
径50μm以下が好ましい)。製品として利用する場合に
は、粒径が均一であることが重要であり、本発明のシリ
コーンジェット注入機では、シリコーン被覆と共に粒径
の選別を実施でき、効率的に無害化及び付加価値の付与
を実現するのである。
【0014】
【発明の効果】本発明によって、埋め立て処分をするこ
とを前提に、例えば都市ごみの焼却灰の嵩を減らし、有
害物質の流出も防止できる処理システムを提供できるよ
うになり、効率的な都市ごみの処分が可能となる。ま
た、前記システムは、特に本発明が開発した処理装置
(例示におけるシリコーンジェット注入機)を用いれば、
効率良く、確実に都市ごみ焼却灰の無害化が実施でき
る。しかも、得られる焼却灰微粉製品は、粒径が均一
で、十分なシリコーン被覆によって有害物質の流出が完
全に防止されているので、安全に処分することができ、
しかも撥水性を有し、均一で非常に小さな粒径であるこ
とから、例えばまさ土の代用として無草土として利用し
たり、コンクリートの骨材として利用できる等の付加価
値を生む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の処理システムを構成した一例のレイア
ウト図である。
【図2】同処理システム中撹拌混合工程に用いる処理装
置の一例を表した縦断面図である。
【図3】同処理装置の第1及び第2シリコーン注入ノズ
ルの位置関係を表した横断面図である。
【図4】本例の処理システムにより得られるシリコーン
被覆粉体の斜視図である。
【符号の説明】
1 シリコーンジェット注入機 2 第1シリコーン注入ノズル 3 第2シリコーン注入ノズル 7 コントラミル粗砕機 10 ジェット微粉ミル 21 桶状のガイド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B01J 2/16 B01J 2/16 C04B 18/10 ZAB C04B 18/10 ZABZ // C04B 18/06 ZAB 18/06 ZAB (56)参考文献 特開 平11−76792(JP,A) 特開 平10−296070(JP,A) 特開 平10−113550(JP,A) 特開 平8−173790(JP,A) 特許2649481(JP,B2) 特許2763806(JP,B2) 特許2645376(JP,B2) 特許2633626(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B09B 3/00 301 B01F 3/12 B01F 5/00 B01F 13/02 B01J 2/00 B01J 2/16

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃棄物からなる焼却灰を0.5〜3mm径の
    粗砕粉体にする粗砕工程と、該粗砕粉体を8〜50μm径
    の微粉体にする微粉砕工程と、該微粉体をシリコーン被
    覆してシリコーン被覆粉体にする撹拌混合工程と、該シ
    リコーン被覆粉体の分離製品化工程の手順となる装置構
    成の焼却灰の処理システムの前記撹拌混合工程に使用す
    る装置であり、サイクロン槽上方から投入する焼却灰の
    投入方向に対向して第1シリコーン注入ノズルを、焼却
    灰の投入方向に沿って第2シリコーン注入ノズルを設け
    てなる焼却灰の処理装置
  2. 【請求項2】 サイクロン槽に対する焼却灰の投入口か
    らガイドを延設し、該ガイドとサイクロン槽内壁とによ
    って挟まる空間に第1及び第2シリコーン注入ノズルを
    設けてなる請求項1記載の焼却灰の処理装置。
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