JP3408779B2 - 焼却灰減容と成形化方法及び焼却灰減容と成形化システム - Google Patents
焼却灰減容と成形化方法及び焼却灰減容と成形化システムInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば都市ゴミ焼
却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉、
熱分解炉、溶融炉等から排出される焼却灰を減容化及び
成形化する技術に関し、特に焼却灰中に含有されるダイ
オキシン類等のハロゲン化芳香族化合物を無害化ための
焼却灰減容と成形化方法及び装置に関する。
却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉、
熱分解炉、溶融炉等から排出される焼却灰を減容化及び
成形化する技術に関し、特に焼却灰中に含有されるダイ
オキシン類等のハロゲン化芳香族化合物を無害化ための
焼却灰減容と成形化方法及び装置に関する。
【０００２】
【背景技術】例えば都市ゴミ焼却炉，産業廃棄物焼却
炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉から排出される排ガス中
には、塩化水素（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒
素酸化物（ＮＯｘ）の他、ダイオキシン類やＰＣＢ類に
代表される有害なハロゲン化芳香族化合物、高縮合度芳
香族炭化水素、環境ホルモン等の有害物質が含有され、
また、焼却炉から排出される焼却灰についても有害物質
が含有されているおそれがあるので、自然環境を破壊す
るものとして、深刻な社会問題化している。
炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉から排出される排ガス中
には、塩化水素（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒
素酸化物（ＮＯｘ）の他、ダイオキシン類やＰＣＢ類に
代表される有害なハロゲン化芳香族化合物、高縮合度芳
香族炭化水素、環境ホルモン等の有害物質が含有され、
また、焼却炉から排出される焼却灰についても有害物質
が含有されているおそれがあるので、自然環境を破壊す
るものとして、深刻な社会問題化している。
【０００３】ここで、都市ごみ焼却施設における排ガス
処理の一例を、図５に示す。図５に示すように、排ガス
処理システムは、被処理物（例えば都市ゴミ）１００を
焼却処理する都市ゴミ焼却炉１０１と、該焼却炉１０１
から排出される高温（７５０〜９５０℃）の排ガス１０
を熱回収設備や水噴霧等によって約２００℃まで冷却す
るガス冷却装置１０２と、排ガス１０中の塩化水素（Ｈ
Ｃｌ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の有害物質の脱硫及び
脱塩処理を行う反応塔１０３と、排ガス１０中の煤塵を
濾布で濾過集塵するバグフィルタ１０４と、浄化された
排ガスを誘引送風機１０５を介して外部排出する煙突１
０６とから構成されている。この排ガス浄化システムに
よれば、反応塔１０３で中和した後、バグフィルタ１０
３で排ガス中の煤塵を除き、排ガス１０中の有害物質を
濾布表面で捕集して除くことができ、この際排ガス中の
有害物質も同時に捕集することで、煤塵や有害物質の除
去が行われている。
処理の一例を、図５に示す。図５に示すように、排ガス
処理システムは、被処理物（例えば都市ゴミ）１００を
焼却処理する都市ゴミ焼却炉１０１と、該焼却炉１０１
から排出される高温（７５０〜９５０℃）の排ガス１０
を熱回収設備や水噴霧等によって約２００℃まで冷却す
るガス冷却装置１０２と、排ガス１０中の塩化水素（Ｈ
Ｃｌ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の有害物質の脱硫及び
脱塩処理を行う反応塔１０３と、排ガス１０中の煤塵を
濾布で濾過集塵するバグフィルタ１０４と、浄化された
排ガスを誘引送風機１０５を介して外部排出する煙突１
０６とから構成されている。この排ガス浄化システムに
よれば、反応塔１０３で中和した後、バグフィルタ１０
３で排ガス中の煤塵を除き、排ガス１０中の有害物質を
濾布表面で捕集して除くことができ、この際排ガス中の
有害物質も同時に捕集することで、煤塵や有害物質の除
去が行われている。
【０００４】上記反応塔１０３では、中和剤として消石
灰（Ｃａ（ＯＨ）2 ）の粉末を相当量噴霧し、排ガスの
酸性成分である塩化水素（（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（Ｓ
Ｏｘ）を中和し、その後、煤塵や中和された反応生成物
（ＣａＣｌ2 ，ＣａＳＯ4 ）がバグフィルター１０４内
に装備した濾布によって集塵されている。また、反応塔
１０３内で反応しなかった未反応の酸性成分や未反応の
消石灰、あるいは、ダイオキシン類、重金属類もバグフ
ィルタ１０４内で除去されている。
灰（Ｃａ（ＯＨ）2 ）の粉末を相当量噴霧し、排ガスの
酸性成分である塩化水素（（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（Ｓ
Ｏｘ）を中和し、その後、煤塵や中和された反応生成物
（ＣａＣｌ2 ，ＣａＳＯ4 ）がバグフィルター１０４内
に装備した濾布によって集塵されている。また、反応塔
１０３内で反応しなかった未反応の酸性成分や未反応の
消石灰、あるいは、ダイオキシン類、重金属類もバグフ
ィルタ１０４内で除去されている。
【０００５】上記焼却炉１０１及びバグフィルタ１０４
から排出される焼却灰１０７及び飛灰１０８は、従来に
おいては単に埋め立等の廃棄処分やセメント固化等の処
理をしていた。
から排出される焼却灰１０７及び飛灰１０８は、従来に
おいては単に埋め立等の廃棄処分やセメント固化等の処
理をしていた。
【０００６】近年において、ゴミを全て燃焼処理するこ
となく、固形燃料（ＲＤＦ：RefuseDerived Fuel)化す
ることが提案され、ゴミの中から選別した可燃物を破砕
・圧縮・成形することで、燃料としてリサイクルを図
り、単に焼却する容積を減容するようにしている。しか
しながら、ＲＤＦ化の技術においても、そのＲＤＦを燃
焼させることにより、最終的には焼却灰が発生するの
で、その灰の処理が問題となる。
となく、固形燃料（ＲＤＦ：RefuseDerived Fuel)化す
ることが提案され、ゴミの中から選別した可燃物を破砕
・圧縮・成形することで、燃料としてリサイクルを図
り、単に焼却する容積を減容するようにしている。しか
しながら、ＲＤＦ化の技術においても、そのＲＤＦを燃
焼させることにより、最終的には焼却灰が発生するの
で、その灰の処理が問題となる。
【０００７】一方、ゴミを単に焼却する代わりに、ゴミ
を一気に熱分解して溶融固形化（スラグ化）し、効率的
な熱・材料回収を行うガス化溶融技術が提案されてい
る。しかしながら、これらのガス化溶融技術において
は、将来的なものであり、既存の焼却炉から排出される
灰の処理の対処とはならない、という問題がある。
を一気に熱分解して溶融固形化（スラグ化）し、効率的
な熱・材料回収を行うガス化溶融技術が提案されてい
る。しかしながら、これらのガス化溶融技術において
は、将来的なものであり、既存の焼却炉から排出される
灰の処理の対処とはならない、という問題がある。
【０００８】また、このガス化溶融技術と共に、焼却し
て排出される焼却灰（ボトムアッシュ）や飛灰を減容化
する灰溶融炉の技術も提案されているが、そのエネルギ
ー源は電気式又は油式（バーナー式）等各種提案されて
いるが、溶融炉内の当該部分全体を１３００℃から１５
００℃程度迄加熱する熱量が必要となり、エネルギーコ
ストが多大となるという問題がある。
て排出される焼却灰（ボトムアッシュ）や飛灰を減容化
する灰溶融炉の技術も提案されているが、そのエネルギ
ー源は電気式又は油式（バーナー式）等各種提案されて
いるが、溶融炉内の当該部分全体を１３００℃から１５
００℃程度迄加熱する熱量が必要となり、エネルギーコ
ストが多大となるという問題がある。
【０００９】以上の問題に鑑み、本発明は、都市ゴミ焼
却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉、
熱分解炉、溶融炉等から排出される焼却灰をエネルギー
コストがかからなく減容化及び成形化できると共に無害
化でき、しかも既存の焼却灰の処理を容易に行うことが
できる焼却灰減容と成形化方法及びシステムを提供する
ことを目的とする。
却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉、
熱分解炉、溶融炉等から排出される焼却灰をエネルギー
コストがかからなく減容化及び成形化できると共に無害
化でき、しかも既存の焼却灰の処理を容易に行うことが
できる焼却灰減容と成形化方法及びシステムを提供する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の［請求項１］の焼却灰減容と成形化方法の発明は、
プラズマ安定化媒体として水を用いて、アーク放電によ
り発生される水プラズマジェット気流中に直接焼却灰を
供給し、焼却灰を減容すると共に焼却灰自体の成形体を
得ることを特徴とする。
明の［請求項１］の焼却灰減容と成形化方法の発明は、
プラズマ安定化媒体として水を用いて、アーク放電によ
り発生される水プラズマジェット気流中に直接焼却灰を
供給し、焼却灰を減容すると共に焼却灰自体の成形体を
得ることを特徴とする。
【００１１】［請求項２］の発明は、請求項１におい
て、上記供給する焼却灰がＲＤＦ−流動層ボイラ焼却
灰、都市ゴミ焼却灰、石炭ボイラ燃焼灰等の各種焼却で
あることを特徴とする。
て、上記供給する焼却灰がＲＤＦ−流動層ボイラ焼却
灰、都市ゴミ焼却灰、石炭ボイラ燃焼灰等の各種焼却で
あることを特徴とする。
【００１２】［請求項３］の発明は、請求項１又は２に
おいて、上記供給する焼却灰の粒径が１０〜３００μｍ
であることを特徴とする。
おいて、上記供給する焼却灰の粒径が１０〜３００μｍ
であることを特徴とする。
【００１３】［請求項４］の発明は、請求項１におい
て、上記焼却灰を減容及び焼却灰自体を成形すると共に
無害化することを特徴とする。
て、上記焼却灰を減容及び焼却灰自体を成形すると共に
無害化することを特徴とする。
【００１４】［請求項５］の焼却灰減容と成形化システ
ムの発明は、焼却灰を粉砕する粉砕手段と、該粉砕手段
で粉砕された焼却灰を分級する粒度調整手段と、該粒度
調整した焼却灰を供給してアーク放電により発生される
プラズマジェットを発生させて芯材または型枠の被溶射
材に焼却灰自体からなる溶射物を形成するプラズマバー
ナを備えた水プラズマ照射手段とを具備してなることを
特徴とする。
ムの発明は、焼却灰を粉砕する粉砕手段と、該粉砕手段
で粉砕された焼却灰を分級する粒度調整手段と、該粒度
調整した焼却灰を供給してアーク放電により発生される
プラズマジェットを発生させて芯材または型枠の被溶射
材に焼却灰自体からなる溶射物を形成するプラズマバー
ナを備えた水プラズマ照射手段とを具備してなることを
特徴とする。
【００１５】［請求項６］の発明は、請求項５におい
て、上記プラズマの発生と共に発生する有害ガスを処理
するガス処理手段を設けたことを特徴とする。
て、上記プラズマの発生と共に発生する有害ガスを処理
するガス処理手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】［請求項７］の発明は、請求項５におい
て、上記供給する焼却灰がＲＤＦ−流動層ボイラ焼却
灰、都市ゴミ焼却灰、石炭ボイラ燃焼灰等の各種焼却で
あることを特徴とする。
て、上記供給する焼却灰がＲＤＦ−流動層ボイラ焼却
灰、都市ゴミ焼却灰、石炭ボイラ燃焼灰等の各種焼却で
あることを特徴とする。
【００１７】［請求項８］の発明は、請求項５におい
て、上記供給する焼却灰の粒径が１０〜３００μｍであ
ることを特徴とする。
て、上記供給する焼却灰の粒径が１０〜３００μｍであ
ることを特徴とする。
【００１８】［請求項９］の発明は、請求項５におい
て、上記水プラズマ照射手段が複数のプラズマバーナを
備えてなることを特徴とする。
て、上記水プラズマ照射手段が複数のプラズマバーナを
備えてなることを特徴とする。
【００１９】［請求項１０］の発明は、請求項５におい
て、上記溶射材の一部を再度水プラズマ射後手段に供給
することを特徴とする。
て、上記溶射材の一部を再度水プラズマ射後手段に供給
することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２１】［第１の実施の形態］
本実施の形態にかかる焼却灰減容と成形化システムは、
焼却灰１１を粉砕する粉砕手段１２と、該粉砕手段１２
で粉砕された焼却灰１１を分級する粒度調整手段１３
と、粒度調整した焼却灰１１を供給してプラズマジェッ
ト１４を発生させて被溶射材１５に溶射物１６を形成す
る水プラズマバーナ１７を備えた水プラズマ照射手段１
８と、該プラズマの発生と共に発生する有害ガス（塩素
及び塩化水素ガス，窒素酸化物，硫黄酸化物等）１９を
処理するガス処理手段２０とから構成されている。
焼却灰１１を粉砕する粉砕手段１２と、該粉砕手段１２
で粉砕された焼却灰１１を分級する粒度調整手段１３
と、粒度調整した焼却灰１１を供給してプラズマジェッ
ト１４を発生させて被溶射材１５に溶射物１６を形成す
る水プラズマバーナ１７を備えた水プラズマ照射手段１
８と、該プラズマの発生と共に発生する有害ガス（塩素
及び塩化水素ガス，窒素酸化物，硫黄酸化物等）１９を
処理するガス処理手段２０とから構成されている。
【００２２】上記水プラズバーナ１７は、図２に示すよ
うに、カーボン陰極２１を本体の軸心に配設してなると
共に水入口２２と出口２３とを形成してなるチャンバ本
体２３と、鋼製の回転陽極２４と、プラズマジェット１
４に焼却灰１１を供給する粉体供給手段２５とから構成
されている。上記装置において、チャンバ本体２３内に
水入口２２から供給された高圧水（１１７７ｋＰａ（１
２ｋｇｆ／ｃｍ2 ））２６は、カーボン陰極２１からチ
ャンバ中心出口２７に至るバーナ中心軸と同心の円筒状
の円筒水流２８を形成し、この円筒水流２８の中心軸に
置かれた陰極２１と、中心軸に円周を接する回転陽極２
４との間に直流アークを発生させると、その渦流内径の
表面より水蒸気（基体のＨ2 Ｏ）が発生し、この直流ア
ークの熱で解離，電離が行われてプラズマジェット１４
が発生する。このようにして得られたプラズマジェット
１４は約３００００℃に達し、超高速となり、溶射に理
想的な流体となり、この流体に供給された焼却灰１１は
容易に溶解され、プラズマジェット１４により加速さ
れ、被溶射材１５に溶射皮膜２９が形成される。
うに、カーボン陰極２１を本体の軸心に配設してなると
共に水入口２２と出口２３とを形成してなるチャンバ本
体２３と、鋼製の回転陽極２４と、プラズマジェット１
４に焼却灰１１を供給する粉体供給手段２５とから構成
されている。上記装置において、チャンバ本体２３内に
水入口２２から供給された高圧水（１１７７ｋＰａ（１
２ｋｇｆ／ｃｍ2 ））２６は、カーボン陰極２１からチ
ャンバ中心出口２７に至るバーナ中心軸と同心の円筒状
の円筒水流２８を形成し、この円筒水流２８の中心軸に
置かれた陰極２１と、中心軸に円周を接する回転陽極２
４との間に直流アークを発生させると、その渦流内径の
表面より水蒸気（基体のＨ2 Ｏ）が発生し、この直流ア
ークの熱で解離，電離が行われてプラズマジェット１４
が発生する。このようにして得られたプラズマジェット
１４は約３００００℃に達し、超高速となり、溶射に理
想的な流体となり、この流体に供給された焼却灰１１は
容易に溶解され、プラズマジェット１４により加速さ
れ、被溶射材１５に溶射皮膜２９が形成される。
【００２３】上記水プラズマ溶射は、ガスプラズマ溶射
等のように作動ガスとして高価なＡｒ，Ｈｅ等のガスを
必要とせず、また安価な水を使用し、さらに、ガスプラ
ズマ溶射と異なり、電気出力を大きく設定できるので、
溶射効率が大きく、従来のガスプラズマ溶射の１０倍程
度となり、短時間に厚い溶射層を形成することができ
る。
等のように作動ガスとして高価なＡｒ，Ｈｅ等のガスを
必要とせず、また安価な水を使用し、さらに、ガスプラ
ズマ溶射と異なり、電気出力を大きく設定できるので、
溶射効率が大きく、従来のガスプラズマ溶射の１０倍程
度となり、短時間に厚い溶射層を形成することができ
る。
【００２４】この溶射に際しては、焼却灰１１は、予め
粉砕手段１２で粉砕し、その後粒度調整手段１３により
粒度を調整した後に供給することが望ましい。供給する
粒度としは、特に限定されるものではないが、好ましく
は１０〜３００μｍ程度とすることがよい。これは、こ
れらの範囲外であると良好な成形体を得ることができな
いからである。なお、３００μｍを超える場合であって
も、粒度の粗い成形体を得ることができるので、成形体
の用途に応じて適宜粒径を設定するようにすればよい。
また、粒度の粗いものは、細孔が多く形成されるので、
吸音材や防火材等の建築用材料として利用することがで
きる。また、花壇ブロックや敷石等の材料としても利用
することができる。
粉砕手段１２で粉砕し、その後粒度調整手段１３により
粒度を調整した後に供給することが望ましい。供給する
粒度としは、特に限定されるものではないが、好ましく
は１０〜３００μｍ程度とすることがよい。これは、こ
れらの範囲外であると良好な成形体を得ることができな
いからである。なお、３００μｍを超える場合であって
も、粒度の粗い成形体を得ることができるので、成形体
の用途に応じて適宜粒径を設定するようにすればよい。
また、粒度の粗いものは、細孔が多く形成されるので、
吸音材や防火材等の建築用材料として利用することがで
きる。また、花壇ブロックや敷石等の材料としても利用
することができる。
【００２５】その粒度を粒度調整した後、プラズマ照射
手段１８の粉体供給手段２５へ供給することで、プラズ
マジェット１４に良好に焼却灰１１を供給することがで
きる。
手段１８の粉体供給手段２５へ供給することで、プラズ
マジェット１４に良好に焼却灰１１を供給することがで
きる。
【００２６】ここで、本発明でプラズマジェット１４に
供給する焼却灰１１は、ＲＤＦ−流動層ボイラ焼却灰、
都市ゴミ焼却灰、石炭ボイラ燃焼灰等の各種焼却灰、及
びそれらの飛灰等を挙げることができる。焼却灰の組成
としては、例えばＲＤＦ−流動層ボイラ焼却灰はＡｌ2
Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，ＣａＯ、都市ゴミ焼却灰はＡｌ
2 Ｏ3 ，ＳｉＯ、石炭ボイラ燃焼灰はＡｌ2 Ｏ3 ，Ｓｉ
Ｏ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 等が主成分である。よって、この焼却
灰を水プラズマで溶射することにより、被溶射材１５に
Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 を主成分とする溶射体を得ること
ができる。この溶射体の形状は特に限定されることな
く、種々の形状とすることができる。例えば、被溶射材
と芯材とし、これを回転させながら、円筒形状の成形体
を得るようにしてもよい。また、被溶射体として型枠を
使用し、その溶射後、これを取り除くことで、板状成形
体を得るようにしてもよい。
供給する焼却灰１１は、ＲＤＦ−流動層ボイラ焼却灰、
都市ゴミ焼却灰、石炭ボイラ燃焼灰等の各種焼却灰、及
びそれらの飛灰等を挙げることができる。焼却灰の組成
としては、例えばＲＤＦ−流動層ボイラ焼却灰はＡｌ2
Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，ＣａＯ、都市ゴミ焼却灰はＡｌ
2 Ｏ3 ，ＳｉＯ、石炭ボイラ燃焼灰はＡｌ2 Ｏ3 ，Ｓｉ
Ｏ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 等が主成分である。よって、この焼却
灰を水プラズマで溶射することにより、被溶射材１５に
Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 を主成分とする溶射体を得ること
ができる。この溶射体の形状は特に限定されることな
く、種々の形状とすることができる。例えば、被溶射材
と芯材とし、これを回転させながら、円筒形状の成形体
を得るようにしてもよい。また、被溶射体として型枠を
使用し、その溶射後、これを取り除くことで、板状成形
体を得るようにしてもよい。
【００２７】このように、焼却灰を減容する際に、水プ
ラズマ溶射手段を用いることにより、大量にしかも経済
的に減容処理することができる。しかもこの水プラズマ
溶射は作動ガスを必要としないばかりか、焼却灰の圧送
の圧縮空気のみであり、設備の簡素化も図ることがで
き、従来のようにエネルギーコストが多大とならず、安
価な減容化システムを提供することができる。
ラズマ溶射手段を用いることにより、大量にしかも経済
的に減容処理することができる。しかもこの水プラズマ
溶射は作動ガスを必要としないばかりか、焼却灰の圧送
の圧縮空気のみであり、設備の簡素化も図ることがで
き、従来のようにエネルギーコストが多大とならず、安
価な減容化システムを提供することができる。
【００２８】また、プラズマジェット１４は約３０００
０℃となり、そこに焼却灰１１が供給されるので、該灰
中の有害物質も完全に分解されることになり、減容化と
共に、有害物質の分解処理が同時になされ、無害化処理
することになる。さらに、焼却灰の供給は少しずつ高温
に晒されるので、無害化処理のための分解が完全とな
る。
０℃となり、そこに焼却灰１１が供給されるので、該灰
中の有害物質も完全に分解されることになり、減容化と
共に、有害物質の分解処理が同時になされ、無害化処理
することになる。さらに、焼却灰の供給は少しずつ高温
に晒されるので、無害化処理のための分解が完全とな
る。
【００２９】ここで、本発明で処理される焼却灰に含有
される有害物質とは、ダイオキシン類やＰＸＢ（Ｘはハ
ロゲンを表す。）類に代表される有害なハロゲン化芳香
族化合物、高縮合度芳香族炭化水素等の有害物質をいう
が、本発明により処理される有害物質（又は環境ホルモ
ン）であればこれらに限定されるものではない。
される有害物質とは、ダイオキシン類やＰＸＢ（Ｘはハ
ロゲンを表す。）類に代表される有害なハロゲン化芳香
族化合物、高縮合度芳香族炭化水素等の有害物質をいう
が、本発明により処理される有害物質（又は環境ホルモ
ン）であればこれらに限定されるものではない。
【００３０】なお、本発明で処理される芳香族ハロゲン
系化合物としては、ダイオキシン類やＰＣＢ類に代表さ
れる有害な物質（例えば環境ホルモン）であればこれら
に限定されるものではない。ここで、前記ダイオキシン
類とは、ポリハロゲン化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン類
（ＰＸＤＤｓ）及びポリハロゲン化ジベンゾフラン類
（ＰＸＤＦｓ）の総称であり（Ｘはハロゲンを示す）、
ハロゲン系化合物とある種の有機ハロゲン化合物の燃焼
時に微量発生するといわれる。ハロゲンの数によって一
ハロゲン化物から八ハロゲン化物まであり、これらのう
ち、特に四塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（Ｔ4 ＣＤ
Ｄ）は、最も強い毒性を有するものとして知られてい
る。なお、有害なハロゲン化芳香族化合物としては、ダ
イオキシン類の他にその前駆体となる種々の有機ハロゲ
ン化合物（例えば、フェノール，ベンゼン等の芳香族化
合物（例えばハロゲン化ベンゼン類，ハロゲン化フェノ
ール及びハロゲン化トルエン等）、ハロゲン化アルキル
化合物等）が含まれており、除去する必要がある。すな
わち、ダイオキシン類とは塩素化ダイオキシン類のみな
らず、臭素化ダイオキシン類等のハロゲン化ダイオキシ
ン類を表す。また、ＰＸＢ類（ポリハロゲン化ビフェニ
ル類）はビフェニルにハロゲン原子が数個付加した化合
物の総称であり、ハロゲンの置換数、置換位置により異
性体があるが、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）の場合で
は、２，６−ジクロロビフェニル、２，2'−ジクロロビ
フェニル、２，３，５−トリクロロビフェニル等が代表
的なものであり、毒性が強く、焼却した場合にはダイオ
キシン類が発生するおそれがあるものとして知られてお
り、除去する必要がある。なお、ＰＸＢ類には当然コプ
ラナーＰＸＢも含まれる。
系化合物としては、ダイオキシン類やＰＣＢ類に代表さ
れる有害な物質（例えば環境ホルモン）であればこれら
に限定されるものではない。ここで、前記ダイオキシン
類とは、ポリハロゲン化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン類
（ＰＸＤＤｓ）及びポリハロゲン化ジベンゾフラン類
（ＰＸＤＦｓ）の総称であり（Ｘはハロゲンを示す）、
ハロゲン系化合物とある種の有機ハロゲン化合物の燃焼
時に微量発生するといわれる。ハロゲンの数によって一
ハロゲン化物から八ハロゲン化物まであり、これらのう
ち、特に四塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（Ｔ4 ＣＤ
Ｄ）は、最も強い毒性を有するものとして知られてい
る。なお、有害なハロゲン化芳香族化合物としては、ダ
イオキシン類の他にその前駆体となる種々の有機ハロゲ
ン化合物（例えば、フェノール，ベンゼン等の芳香族化
合物（例えばハロゲン化ベンゼン類，ハロゲン化フェノ
ール及びハロゲン化トルエン等）、ハロゲン化アルキル
化合物等）が含まれており、除去する必要がある。すな
わち、ダイオキシン類とは塩素化ダイオキシン類のみな
らず、臭素化ダイオキシン類等のハロゲン化ダイオキシ
ン類を表す。また、ＰＸＢ類（ポリハロゲン化ビフェニ
ル類）はビフェニルにハロゲン原子が数個付加した化合
物の総称であり、ハロゲンの置換数、置換位置により異
性体があるが、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）の場合で
は、２，６−ジクロロビフェニル、２，2'−ジクロロビ
フェニル、２，３，５−トリクロロビフェニル等が代表
的なものであり、毒性が強く、焼却した場合にはダイオ
キシン類が発生するおそれがあるものとして知られてお
り、除去する必要がある。なお、ＰＸＢ類には当然コプ
ラナーＰＸＢも含まれる。
【００３１】また、高縮合度芳香族炭化水素は多核芳香
族化合物の総称であり、単数又は複数のＯＨ基を含んで
もよく、発癌性物質として認められており、除去する必
要がある。
族化合物の総称であり、単数又は複数のＯＨ基を含んで
もよく、発癌性物質として認められており、除去する必
要がある。
【００３２】また、水プラズマ溶射において発生する有
害ガス１９は、例えば塩素系ガスや窒素酸化物、硫黄酸
化物等が挙げられるが、これらは、公知のガス処理手段
２０により処理するようにすればよい。
害ガス１９は、例えば塩素系ガスや窒素酸化物、硫黄酸
化物等が挙げられるが、これらは、公知のガス処理手段
２０により処理するようにすればよい。
【００３３】上記、本発明で処理される窒素酸化物と
は、通常ＮＯ及びＮＯ2 の他、これらの混合物をいい、
ＮＯｘとも称されている。しかし、該ＮＯｘにはこれら
以外に各種酸化数の、しかも不安定な窒素酸化物も含ま
れている場合が多い。従ってｘは特に限定されるもので
はないが通常１〜２の値である。
は、通常ＮＯ及びＮＯ2 の他、これらの混合物をいい、
ＮＯｘとも称されている。しかし、該ＮＯｘにはこれら
以外に各種酸化数の、しかも不安定な窒素酸化物も含ま
れている場合が多い。従ってｘは特に限定されるもので
はないが通常１〜２の値である。
【００３４】［第２の実施の形態］
本実施の形態にかかる焼却灰減容と成形化システムの概
略を図３に示す。
略を図３に示す。
【００３５】本実施の形態にかかる焼却灰減容と成形化
システムは、図３に示すように、焼却灰１１を粉砕する
粉砕手段１２と、該粉砕手段１２で粉砕された焼却灰１
１を分級する粒度調整手段１３と、粒度調整した焼却灰
１１を供給してプラズマジェット１４を発生させて被溶
射材１５に溶射物１６を形成するプラズマバーナ１７及
び溶射物１６を回収するホッパ３１を備えた水プラズマ
照射手段１８と、該プラズマの発生と共に発生する有害
ガス（塩素ガス，窒素酸化物，硫黄酸化物等）１９を処
理するガス処理手段２０と、上記ホッパ３１にて回収し
た溶射物１６を粒度調整手段１３に供給する供給管３２
とから構成されている。本実施の形態にかかる焼却灰減
容と成形化システムは、図１に示した第１の実施の形態
のシステムにおいて、水プラズマ溶射手段１８内のプラ
ズマバーナ１７と被溶射材１５との間隔Ｄを拡げたもの
である。
システムは、図３に示すように、焼却灰１１を粉砕する
粉砕手段１２と、該粉砕手段１２で粉砕された焼却灰１
１を分級する粒度調整手段１３と、粒度調整した焼却灰
１１を供給してプラズマジェット１４を発生させて被溶
射材１５に溶射物１６を形成するプラズマバーナ１７及
び溶射物１６を回収するホッパ３１を備えた水プラズマ
照射手段１８と、該プラズマの発生と共に発生する有害
ガス（塩素ガス，窒素酸化物，硫黄酸化物等）１９を処
理するガス処理手段２０と、上記ホッパ３１にて回収し
た溶射物１６を粒度調整手段１３に供給する供給管３２
とから構成されている。本実施の形態にかかる焼却灰減
容と成形化システムは、図１に示した第１の実施の形態
のシステムにおいて、水プラズマ溶射手段１８内のプラ
ズマバーナ１７と被溶射材１５との間隔Ｄを拡げたもの
である。
【００３６】上記このような装置とすることで、溶射物
が全て被溶射材１５に到達することができずに、その一
部を堆積させずに落下させて、ホッパ３１により回収
し、その後に供給管３２を介して粒度調整手段１３に供
給して、再度水プラズマ溶射手段１８に供給するように
してもよい。これにより、再度プラズマジェットに焼却
灰成形体中の有害物質が溶融され、有害物質の分解が完
全となる。
が全て被溶射材１５に到達することができずに、その一
部を堆積させずに落下させて、ホッパ３１により回収
し、その後に供給管３２を介して粒度調整手段１３に供
給して、再度水プラズマ溶射手段１８に供給するように
してもよい。これにより、再度プラズマジェットに焼却
灰成形体中の有害物質が溶融され、有害物質の分解が完
全となる。
【００３７】［第３の実施の形態］
本実施の形態にかかる焼却灰減容と成形化システムの水
プラズマ溶射手段の概略を図４に示す。図４に示すよう
に、本実施の形態にかかる水プラズマ溶射手段４０はプ
ラズマチャンバ４１内の中心に回転被溶射体４２を設
け、該回転溶射体４２に向かって水プラズマジェット１
４を溶射する複数（本実施の形態では４本）水プラズマ
バーナ１７Ａ〜１７Ｄを配設してなるものである。
プラズマ溶射手段の概略を図４に示す。図４に示すよう
に、本実施の形態にかかる水プラズマ溶射手段４０はプ
ラズマチャンバ４１内の中心に回転被溶射体４２を設
け、該回転溶射体４２に向かって水プラズマジェット１
４を溶射する複数（本実施の形態では４本）水プラズマ
バーナ１７Ａ〜１７Ｄを配設してなるものである。
【００３８】この装置によれば、一度に複数の水プラズ
マバーナにより多量の焼却灰を減容化すると共に無害化
処理することができる。例えば、５０ｋｇ／Ｈの処理能
力の場合には、４本のバーナを具備することにより、２
００ｋｇ／Ｈの処理が可能となる。また、本発明はこの
ような回転体に溶射するものに限定されるものではな
く、板状の被溶射体に複数箇所から水プラズマ溶射手段
により溶射するようにすればよい。
マバーナにより多量の焼却灰を減容化すると共に無害化
処理することができる。例えば、５０ｋｇ／Ｈの処理能
力の場合には、４本のバーナを具備することにより、２
００ｋｇ／Ｈの処理が可能となる。また、本発明はこの
ような回転体に溶射するものに限定されるものではな
く、板状の被溶射体に複数箇所から水プラズマ溶射手段
により溶射するようにすればよい。
【００３９】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の［請求項
１］の発明によれば、プラズマ安定化媒体として水を用
いて、アーク放電により発生される水プラズマジェット
気流中に直接焼却灰を供給するので、焼却灰を容易に減
容することができると共に焼却灰自体を成形化すること
ができる。
１］の発明によれば、プラズマ安定化媒体として水を用
いて、アーク放電により発生される水プラズマジェット
気流中に直接焼却灰を供給するので、焼却灰を容易に減
容することができると共に焼却灰自体を成形化すること
ができる。
【００４０】［請求項２］の発明によれば、請求項１に
おいて、上記供給する焼却灰がＲＤＦ−流動層ボイラ焼
却灰、都市ゴミ焼却灰、石炭ボイラ燃焼灰等の各種焼却
であるので、これらの焼却灰の減容化及び成形化の効率
を図ることができる。
おいて、上記供給する焼却灰がＲＤＦ−流動層ボイラ焼
却灰、都市ゴミ焼却灰、石炭ボイラ燃焼灰等の各種焼却
であるので、これらの焼却灰の減容化及び成形化の効率
を図ることができる。
【００４１】［請求項３］の発明によれば、請求項１又
は２において、上記供給する焼却灰の粒径が１０〜３０
０μｍであるので、水プラズマジェットに容易に供給す
ることができる。
は２において、上記供給する焼却灰の粒径が１０〜３０
０μｍであるので、水プラズマジェットに容易に供給す
ることができる。
【００４２】［請求項４］の発明によれば、請求項１に
おいて、上記焼却灰を減容及び焼却灰自体を成形すると
共に無害化するので、焼却炉から排出される灰の減容化
及び焼却灰自体の成形化と灰中の有害物質の無害化を図
ることができる。
おいて、上記焼却灰を減容及び焼却灰自体を成形すると
共に無害化するので、焼却炉から排出される灰の減容化
及び焼却灰自体の成形化と灰中の有害物質の無害化を図
ることができる。
【００４３】［請求項５］の焼却灰減容と成形化システ
ムの発明によれば、焼却灰を粉砕する粉砕手段と、該粉
砕手段で粉砕された焼却灰を分級する粒度調整手段と、
該粒度調整した焼却灰を供給してアーク放電により発生
されるプラズマジェットを発生させて芯材または型枠の
被溶射材に焼却灰自体からなる溶射物を形成するプラズ
マバーナを備えた水プラズマ照射手段とを具備してなる
ので、焼却灰の簡易な減容化及び成形化を行うことがで
きる。例えば、上記被溶射材を芯材とする場合には、ロ
ール形状の成形体を得ることができる。また、上記被溶
射材を型枠とする場合には、溶射後型枠から溶射物を取
り除くので、板状の成形体を容易に得ることができる。
ムの発明によれば、焼却灰を粉砕する粉砕手段と、該粉
砕手段で粉砕された焼却灰を分級する粒度調整手段と、
該粒度調整した焼却灰を供給してアーク放電により発生
されるプラズマジェットを発生させて芯材または型枠の
被溶射材に焼却灰自体からなる溶射物を形成するプラズ
マバーナを備えた水プラズマ照射手段とを具備してなる
ので、焼却灰の簡易な減容化及び成形化を行うことがで
きる。例えば、上記被溶射材を芯材とする場合には、ロ
ール形状の成形体を得ることができる。また、上記被溶
射材を型枠とする場合には、溶射後型枠から溶射物を取
り除くので、板状の成形体を容易に得ることができる。
【００４４】［請求項６］の発明によれば、請求項５に
おいて、上記プラズマの発生と共に発生する有害ガスを
処理するガス処理手段を設けたので、有害ガスの処理を
行うことができる。
おいて、上記プラズマの発生と共に発生する有害ガスを
処理するガス処理手段を設けたので、有害ガスの処理を
行うことができる。
【００４５】［請求項７］の発明によれば、請求項５に
おいて、上記供給する焼却灰がＲＤＦ−流動層ボイラ焼
却灰、都市ゴミ焼却灰、石炭ボイラ燃焼灰等の各種焼却
であるので、これらの焼却灰を減容化及び成形化するこ
とができる。
おいて、上記供給する焼却灰がＲＤＦ−流動層ボイラ焼
却灰、都市ゴミ焼却灰、石炭ボイラ燃焼灰等の各種焼却
であるので、これらの焼却灰を減容化及び成形化するこ
とができる。
【００４６】［請求項８］の発明によれば、請求項５に
おいて、上記供給する焼却灰の粒径が１０〜３００μｍ
であるので、水プラズマ処理が容易となる。
おいて、上記供給する焼却灰の粒径が１０〜３００μｍ
であるので、水プラズマ処理が容易となる。
【００４７】［請求項９］の発明によれば、請求項５に
おいて、上記水プラズマ照射手段が複数のプラズマバー
ナを備えてなるので、処理効率が向上する。
おいて、上記水プラズマ照射手段が複数のプラズマバー
ナを備えてなるので、処理効率が向上する。
【００４８】［請求項１０］の発明によれば、請求項５
において、上記溶射材の一部を再度水プラズマ射後手段
に供給するので、焼却灰中の有害物質の再度の分解を図
ることができる。
において、上記溶射材の一部を再度水プラズマ射後手段
に供給するので、焼却灰中の有害物質の再度の分解を図
ることができる。
【図１】第１の実施の形態にかかる焼却灰減容と成形化
システムの概略図である。
システムの概略図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる水プラズマバーナの
概略図である。
概略図である。
【図３】第２の実施の形態にかかる焼却灰減容と成形化
システムの概略図である。
システムの概略図である。
【図４】第３の実施の形態にかかる水プラズマバーナの
概略図である。
概略図である。
【図５】従来技術にかかる排ガス処理システムの一例を
示す概略図である。
示す概略図である。
１１ 焼却灰
１２ 粉砕手段
１３ 粒度調整手段
１４ プラズマジェット
１５ 被溶射材
１６ 溶射物
１７ 水プラズマバーナ
１８ 水プラズマ照射手段
１９ 有害ガス
２０ ガス処理手段
２１ カーボン陰極
２２ａ 水入口
２２ｂ 水出口
２３ チャンバ本体
２４ 回転陽極
２５ 粉体供給手段
２６ 高圧水
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 保志 健
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番
１号 三菱重工業株式会社 神戸造船所
内
(72)発明者 宮本 学
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番
１号 三菱重工業株式会社 神戸造船所
内
(72)発明者 谷村 武俊
兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目８番19号
高菱エンジニアリング株式会社内
(72)発明者 相坂 隆行
大阪府高石市高砂３丁目69番地 大阪富
士工業株式会社内
(72)発明者 坂元 鉄兵
大阪府高石市高砂３丁目69番地 大阪富
士工業株式会社内
(56)参考文献 特開 平５−223233（ＪＰ，Ａ)
特開2001−58184（ＪＰ，Ａ)
特開2000−288510（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B09B 3/00 - 5/00
F23J 1/00 - 11/12
Claims (10)
- 【請求項１】 プラズマ安定化媒体として水を用いて、
アーク放電により発生される水プラズマジェット気流中
に直接焼却灰を供給し、焼却灰を減容すると共に焼却灰
自体の成形体を得ることを特徴とする焼却灰減容と成形
化方法。 - 【請求項２】 請求項１において、 上記供給する焼却灰がＲＤＦ−流動層ボイラ焼却灰、都
市ゴミ焼却灰、石炭ボイラ燃焼灰等の各種焼却であるこ
とを特徴とする焼却灰減容と成形化方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、 上記供給する焼却灰の粒径が１０〜３００μｍであるこ
とを特徴とする焼却灰減容と成形化方法。 - 【請求項４】 請求項１において、 上記焼却灰を減容及び焼却灰自体を成形すると共に無害
化することを特徴とする焼却灰減容と成形化方法。 - 【請求項５】 焼却灰を粉砕する粉砕手段と、該粉砕手
段で粉砕された焼却灰を分級する粒度調整手段と、該粒
度調整した焼却灰を供給してアーク放電により発生され
るプラズマジェットを発生させて芯材または型枠の被溶
射材に焼却灰自体からなる溶射物を形成するプラズマバ
ーナを備えた水プラズマ照射手段とを具備してなること
を特徴とする焼却灰減容と成形化システム。 - 【請求項６】 請求項５において、 上記プラズマの発生と共に発生する有害ガスを処理する
ガス処理手段を設けたことを特徴とする焼却灰減容と成
形化システム。 - 【請求項７】 請求項５において、 上記供給する焼却灰がＲＤＦ−流動層ボイラ焼却灰、都
市ゴミ焼却灰、石炭ボイラ燃焼灰等の各種焼却であるこ
とを特徴とする焼却灰減容と成形化システム。 - 【請求項８】 請求項５において、 上記供給する焼却灰の粒径が１０〜３００μｍであるこ
とを特徴とする焼却灰減容と成形化システム。 - 【請求項９】 請求項５において、 上記水プラズマ照射手段が複数のプラズマバーナを備え
てなることを特徴とする焼却灰減容と成形化システム。 - 【請求項１０】 請求項５において、 上記溶射材の一部を再度水プラズマ射後手段に供給する
ことを特徴とする焼却灰減容と成形化システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000161512A JP3408779B2 (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | 焼却灰減容と成形化方法及び焼却灰減容と成形化システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000161512A JP3408779B2 (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | 焼却灰減容と成形化方法及び焼却灰減容と成形化システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001340836A JP2001340836A (ja) | 2001-12-11 |
| JP3408779B2 true JP3408779B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=18665526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000161512A Expired - Fee Related JP3408779B2 (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | 焼却灰減容と成形化方法及び焼却灰減容と成形化システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3408779B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020096048A1 (ja) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | 株式会社Ｈｅｌｉｘ | 分解処理装置 |
| US11065491B2 (en) | 2016-01-05 | 2021-07-20 | Helix Co., Ltd | Vortex water flow generator, water plasma generator, decomposition processor, decomposition processor mounted vehicle, and decomposition method |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006002242A (ja) * | 2004-06-21 | 2006-01-05 | Ofic Co | プラズマ溶射装置 |
| JP2006021946A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 構造用素材およびその製造方法 |
| JP2006051433A (ja) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ダイオキシン類及び臭素系ダイオキシン類の低減化方法 |
| JP6820598B2 (ja) * | 2017-03-23 | 2021-01-27 | 株式会社Ｈｅｌｉｘ | 溶射装置搭載車両 |
-
2000
- 2000-05-31 JP JP2000161512A patent/JP3408779B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11065491B2 (en) | 2016-01-05 | 2021-07-20 | Helix Co., Ltd | Vortex water flow generator, water plasma generator, decomposition processor, decomposition processor mounted vehicle, and decomposition method |
| US12011630B2 (en) | 2016-01-05 | 2024-06-18 | Helix Co., Ltd. | Vortex water flow generator, water plasma generator, decomposition processor, decomposition processor mounted vehicle, and decomposition method |
| US12011629B2 (en) | 2016-01-05 | 2024-06-18 | Helix Co., Ltd. | Decomposition processor and decomposition processor mounted vehicle |
| WO2020096048A1 (ja) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | 株式会社Ｈｅｌｉｘ | 分解処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001340836A (ja) | 2001-12-11 |
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