JP3762726B2 - 焼却灰溶融排ガスの処理方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却炉から排出された焼却灰を、一旦貯留したのち溶融・スラグ化する別置型灰溶融装置から排出される溶融排ガスの処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ごみ焼却炉から排出される焼却灰は、灰冷却水槽や灰押出手段などで一旦吸湿・冷却されて灰貯留手段に貯留されたのち、場外に搬出されていた。
【0003】
その後、焼却灰の減容・無害化のために灰溶融方式を採用するように行政指導されるに伴い、実用に供されるようになった灰溶融炉の分類は、焼却炉または熱分解炉との関係位置によって、高温の焼却灰または熱分解残渣排出口に直接結合させる直結型と、従来形式の焼却炉から排出された湿灰を、一旦灰ホッパ等に貯留するか、乾灰のままで鉄・非鉄金属・がれき等を分別したのち吸湿・冷却処理する別置型とに大別できる。
【0004】
以下、本発明が対処せんとする従来形式の焼却炉から排出される焼却灰を処理する後者の別置型について、図4にその概略構造を示す特公平7−81695号による別置型灰溶融装置を従来方式の代表例として説明する。
【0005】
図4において、溶融装置Mは、段差のある勾配を有する炉床m1 と炉壁m2 と天井部m3 に囲繞され、プッシャm4 を備えた前半の予熱室m5 と、落下管m6 に連なる後半の溶融室m7 により主体が構成されている。
【0006】
予熱室m5 のプッシャm4 側には灰受入ホッパhが、天井部m3 には溶融排ガス管pmと溶融空気供給管kmとが接続され、溶融室m7 の天井部m3 にはバーナm8 とバーナ空気供給管kbとが配設され、落下管m6 の下部には2次空気配管ksと2次排ガス管psとが接続されている。
【0007】
ここで、図示しないごみ焼却炉で燃焼されて一旦貯留されたのち、鉄分除去等の前処理をされて未燃物があまり残っていない常温の焼却灰rは、灰受入ホッパhからプッシャm4 により少量ずつ予熱室m5 内に送入され、後述の予熱を受けながら、傾斜した炉床m1 上を溶融室m7 へと移送され、バーナ空気供給管kbからの高温のバーナ空気abの供給を受けたバーナm8 により加熱・溶融されて溶融スラグSとなり、落下管m6 から水封コンベアcへと落下する。
【0008】
上述の加熱・溶融により溶融室m7 内で発生した排ガスの大部分は溶融排ガスgmとなり、溶融空気供給管kmから供給される高温の溶融空気amにより排ガス中の未燃分を2次燃焼させるとともに、予熱室m5 内を移送される焼却灰rと対抗流となって、水分を含んだ低温の焼却灰rを表面から予熱して、溶融排ガス管pmを経て、高温空気加熱器kへと排出される。
【0009】
溶融室m7 から発生した残余の2次排ガスgsは、2次空気配管ksから供給される高温の2次空気asにより排ガス中の未燃分を2次燃焼されるとともに、溶融スラグSの冷却凝固を防止するために、溶融スラグSの流れと併走したのち、落下管m6 下部側壁から2次排ガス管psを経て、上記と同じ高温空気加熱器kへと排出される。
【0010】
一方、溶融送風機bにより吸引された空気は、高温空気加熱器kによって、溶融装置Mから排出された排ガスgm,gsと熱交換したのち、高温の空気am,as,abとなり、溶融装置Mの各所に供給される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来形式の別置型灰溶融炉は、焼却炉から排出された湿灰中の鉄分を除去し、粉砕した細粒灰を灰ホッパ等に一旦貯留したのち、別置された溶融炉のバーナの熱により溶融する方式である。
【0012】
溶融室m7 で発生した排ガスgm,gsを利用した高温空気加熱器kにより、所要空気を予熱・乾燥しているために熱効率は向上するものの、供給される湿灰rは表面からのみ乾燥されて内部までの乾燥が十分ではないために、多大の燃料費を必要とするばかりでなく、高温の溶融排ガスgmが器内を貫流するために、高温空気加熱器kの高温腐蝕が避けられない。
【0013】
また、焼却灰r中に含有され熱分解された塩素化合物や、揮発した低沸点重金属類及び、バーナm8 の燃焼によって発生した未燃炭素処理のため、排ガスgm及びgsは、焼却炉本体に返送する等の対策が必要となる。
【0014】
さらに、水分が多い常温の焼却灰rの予熱・乾燥のために、該焼却灰rを予熱室m5 に供給して溶融排ガスgmと接触させる方式であり、含有する水分が表面だけ急熱されて水蒸気爆発を起こす虞がある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明の焼却灰溶融排ガスの処理方法は、ごみ焼却炉から排出される焼却灰を、一旦貯留したのち溶融・スラグ化処理する別置型灰溶融装置において、灰溶融装置は、天井部の溶融バーナと、後記の処理灰及びその溶融物が流下するように前方に傾斜した炉床と、該炉床の入口側の供給口とを備えるとともに、出口側にはスラグ化装置が配設される一方、前記供給口は、前処理した処理灰を定量貯留する処理灰貯留装置の底部に設けられた、定量供給機能と気体通過機能を兼ね備えた排出手段と連結されて、前記処理灰貯留装置内で昇温された該処理灰が定量供給されるように構成されており、前記灰溶融装置から発生する溶融排ガスを、当該灰溶融装置の出口側から溶融排ガス管を通じて前記排出手段の側部に設けられた溶融排ガス導入口を経由して処理灰貯留装置に逆送して該処理灰の層内を貫流させて、この処理灰を乾燥・予熱するとともに、減温した減温排ガスを排ガス処理装置に導いて無害化処理することを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0017】
図1は本発明に係る焼却灰溶融排ガスの処理方法の概略を示すブロックフロー図であり、図2は処理灰貯留装置と灰溶融装置及びスラグ化装置の概略構造の一例を示す断面図である。
【0018】
図1及び図2において、焼却炉11から排出されて吸湿冷却・貯留手段12で一旦貯留されていた常温焼却灰13は、破砕手段21によって細粒化されたのち、金属分離手段22によって鉄・非鉄23を分離する前処理を行った処理灰24となって後述する処理灰貯留装置3に導入される。
【0019】
この処理灰24は、供給手段31によって処理灰貯槽32内に定量供給され、図示しないレベル制御機構により略定量を貯留された状態で、後述の溶融排ガスの逆流により乾燥・予熱されて昇温焼却灰34となり、定量供給機能を有する排出手段33から次工程の灰溶融装置4に連続的に排出される。
【0020】
灰溶融装置4内に排出された昇温焼却灰34は、溶融バーナ41の火炎による1400℃前後の高温で照射されて、少量ながら残留する有機物は燃焼し、含有するダイオキシン類は熱分解して共に無害なガスになるとともに、主体を成す無機物は次第に溶融してガラス化して前方に傾斜した炉床42上を順次降下してゆき、該炉床42終端からスラグ滴43となってスラグ化装置5に滴下する(図2参照) 。
【0021】
上述の処理灰24中に残留する有機物の燃焼と溶融バーナ41の燃焼により発生した高温の溶融排ガス44は、前記排出手段33を経由して処理灰貯槽32内に逆送され、処理灰貯槽32内に堆積された処理灰24の層内を通過することにより、加湿された常温の処理灰24を乾燥・予熱するとともに溶融排ガス44中の粉じんや未燃炭素粒等を濾過したのち、水蒸気を含む減温排ガス45となって排ガス処理手段61と誘引通風機62で主体が構成される排ガス処理装置6に吸引される。
【0022】
スラグ化装置5に滴下したスラグ滴43は、水または空気による冷却体51の噴射を受けて急冷または予冷されたのち水封されたスラグ貯槽53に落下して、粒状または不定形塊状に破砕された破砕スラグSとなって貯留され、上述のスラグ滴43の冷却により発生した冷却排ガス54も、上記溶融排ガス44と共に処理灰貯留装置3を経由して排ガス処理装置6に吸引される。
【0023】
排ガス処理装置6は、例えばガス冷却手段を備えたバグフィルタの如き排ガス処理手段61と、上述の排ガスを吸引する誘引通風機62とで主体が構成されており、灰溶融装置4で処理灰24中に残留していた有害ガスを熱分解した溶融排ガス44は、処理灰貯槽32を逆送されることにより減温するとともに粉じんを濾過された減温排ガス45となり、送入された排ガス処理手段61において残留する有害ガスや粉じん及び低沸点重金属を中和・吸着・濾過して更に浄化されたのち清浄ガス63として大気中に放出され、排ガス処理手段61で捕集された捕集灰64は、供給手段31の前に返送される。
【0024】
ここで図2に一例を示す如く、処理灰貯留装置3は、例えばスクリューフィーダの如き定量供給器兼シール機構である供給手段31を入口側に、例えばセラミック製の多軸ロールフィーダの如く、定量供給機能と気体通過機能を兼ね備えた耐熱材料製の排出手段33を出口側に配設するとともに、上端に排気ダクト35を備えた処理灰貯槽32により主体が構成されている。
【0025】
また、灰溶融装置4は全体が耐熱材料で構築されており、昇温焼却灰34とその溶融物が流下するように前方に傾斜した炉床42の入口側には排出手段33に連結される供給口46が、出口側にはスラグ化装置5が配設され、天井部には溶融バーナ41が設置されている。
【0026】
さらに、スラグ化装置5は、灰溶融装置4の出口側とスラグ貯槽53とを結ぶスラグ落下管55に、スラグ滴43に冷却体51を噴射する噴射ノズル56が配設されている。
【0027】
次に第2の実施例を図面に基いて説明する。
【0028】
図3は処理灰貯留装置と灰溶融装置及びスラグ化装置に関する第2の概略構造の一例を示す断面図であり、図2と同様の部品には同一の符号を付し、詳細説明は省略する。
【0029】
図3において、傾斜した処理灰貯槽36の上下には例えばロータリーフィーダの如き定量供給器である供給手段37と排出手段38とが備えられ、灰溶融装置4の供給口46に近い喉部47は溶融装置4内の高温をシールするために絞られており、該喉部47に向けてフィーダ48が配設されている。
【0030】
スラグ落下管55の上端は、溶融排ガス44を逆送するために排出手段38の側部に配設された溶融排ガス導入口39に繋がる溶融排ガス管49が取付けられ、下方には冷却排ガス54を前述した排ガス処理手段61に流すための冷却排ガス管57が配設されている。
【0031】
なお、本実施の形態で説明した供給手段31、37及び排出手段33、38はあくまでも一例であり、その目的を達するものであればどのような形式でもよい。
【0032】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の焼却灰溶融排ガスの処理方法によれば、灰溶融装置に供給される多湿で冷却された処理灰を、溶融排ガスを有効利用して事前に乾燥・予熱することにより、灰溶融装置の熱効率を向上させるだけでなく、灰溶融に伴って発生する有害ガスを含んだ高温の溶融排ガスの温度を低下させたのち排ガス処理を行うので、高温腐蝕の可能性が高い高温空気加熱器kが必要でなくなることと合わせ、排ガス処理装置の設備費が低減できる。
【0033】
また、処理灰は層内を貫流する溶融排ガスにより下方から徐々に昇温されるために水分の急熱による水蒸気爆発の危険性がなくなるとともに、灰溶融装置内の温度が安定化する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る焼却灰溶融排ガスの処理方法の概略を示すブロックフロー図である。
【図2】処理灰貯留装置と灰溶融装置及びスラグ化装置の概略構造の一例を示す断面図である。
【図3】処理灰貯留装置と灰溶融装置及びスラグ化装置に関する第2の概略構造の一例を示す断面図である。
【図4】従来の別置型灰溶融炉を示す断明図である。
【符号の説明】
3 処理灰貯留装置
4 灰溶融装置
6 排ガス処理装置
24 処理灰
44 溶融排ガス
45 減温排ガス

Claims (1)

  1. ごみ焼却炉から排出される焼却灰を、一旦貯留したのち溶融・スラグ化処理する別置型灰溶融装置において、
    灰溶融装置は、天井部の溶融バーナと、後記の処理灰及びその溶融物が流下するように前方に傾斜した炉床と、該炉床の入口側の供給口とを備えるとともに、出口側にはスラグ化装置が配設される一方、前記供給口は、前処理した処理灰を定量貯留する処理灰貯留装置の底部に設けられた、定量供給機能と気体通過機能を兼ね備えた排出手段と連結されて、前記処理灰貯留装置内で昇温された該処理灰が定量供給されるように構成されており、
    前記灰溶融装置から発生する溶融排ガスを、当該灰溶融装置の出口側から溶融排ガス管を通じて前記排出手段の側部に設けられた溶融排ガス導入口を経由して処理灰貯留装置に逆送して該処理灰の層内を貫流させて、この処理灰を乾燥・予熱するとともに、減温した減温排ガスを排ガス処理装置に導いて無害化処理することを特徴とする焼却灰溶融排ガスの処理方法。
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