JP4068356B2 - Incineration residue treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば一般廃棄物及び産業廃棄物等の焼却炉から排出される焼却残渣(焼却灰)を無害化して有効利用する為の焼却残渣処理方法及び焼却残渣処理装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
焼却炉からの焼却残渣は、管理型処分場への埋立処理が主流であり、一部に於て溶融スラグ化が行なわれている。
ところが、埋立処理は、処分場の逼迫に依り都市近郊に新しい処分場を建設できないので、問題であった。
他方、溶融スラグ化は、焼却残渣の無害化や処分場の延命化や資源の有効活用ができるので、普及しつつある。発生するスラグも、土木材料等に利用できる。然しながら、多大の熱エネルギを必要とすると共に、地球温暖化ガスとなる二酸化炭素(CO2 )の発生量が大きいので、問題であった。
【0003】
灰セメント等に於ては、安全基準を、ダイオキシン類(DXN)が40pg/g以下(ドイツの農用地の基準)、重金属の溶出が土壌環境基準以下とされているが、重金属の含有量に就いては何ら言及されていない。
ところが、灰セメント等は元より焼却残渣を広く有効利用を図ろうとした場合には、ダイオキシン類や重金属の溶出だけでなく、鉛(Pb)等の重金属の含有量も問題視されてきた。
【0004】
ところで、焼却残渣処理方法としては、例えば特開平6−174383号、特開平8−182983号、特開平10−151437号、特許第3108061号(特開2000−79381号)、特開2000−233174号、特開2000−279920号等に記載されたものが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来の何れのものも、焼却残渣を無害化して有効利用を図るものであるが、安全性が高く且つ安価なものではなかった。
【0006】
本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その課題とする処は、焼却残渣中の重金属の含有量を低減させ、安全性が高く且つ安価に焼却残渣を無害化して有効利用を図る様にした焼却残渣処理装置を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の焼却残渣処理装置は、基本的には、焼却残渣に塩化剤を添加し、これを焼却炉の燃焼排ガスに依り焼成して塩化揮発させる事に特徴が存する。
【0008】
焼却炉からは、燃焼排ガスと焼却残渣が生成される。焼却炉からの焼却残渣には、塩化剤を添加される。塩化剤を添加された焼却残渣は、焼却炉からの燃焼排ガスに依り焼成されて塩化揮発法に基づき塩化揮発される。
この為、焼成後の焼成物中の重金属の含有量が低減されると共に、ダイオキシン類の濃度も低減される。
焼却炉の燃焼排ガスを利用すると共に、焼却残渣を塩化揮発法に基づき塩化揮発させる様にしたので、安全性が高く且つ安価に焼却残渣を無害化して有効利用を図る事ができる。
【0009】
焼却残渣中の粗物や金属類等を除去し、これを粉砕した後に塩化剤を添加して造粒するのが好ましい。この様にすれば、粗物や金属類を回収できると共に、それだけ焼成に依る塩化揮発が促進されて焼却残渣中の重金属の含有量やダイオキシン類の濃度を効率良く低減できる。
【0010】
焼却炉の後燃焼ストーカの上部の燃焼排ガスを焼成に必要な温度に上昇させて焼成に使用すると共に、焼成後の排ガスをボイラに導くのが好ましい。この様にすれば、焼却炉の燃焼排ガスの一部を利用する事に依り焼成エネルギを削減できると共に、焼成後の排ガスの熱量をボイラで回収できる。
【0011】
焼成物を急冷した後にエージングするのが好ましい。この様にすれば、重金属の溶出量を低減できる。
【0012】
廃棄物を焼却する焼却炉と、焼却炉からの燃焼排ガスに依り蒸気を発生させるボイラと、焼却炉からの焼却残渣中から粗物と金属類を除去する前処理装置と、前処理装置からの前処理物を粉砕して塩化剤を添加した後に造粒する造粒装置と、造粒装置からの造粒物を焼成して塩化揮発させる焼成装置と、焼却炉からの燃焼排ガスを焼成に必要な温度に上昇させて焼成装置に供給する助燃装置と、焼成装置からの排ガスをボイラに導く排ガス還流装置と、焼成装置からの焼成物を急冷させる急冷装置と、急冷装置からの処理物をエージングするエージング装置と、から焼却残渣処理装置を構成するのが好ましい。この様にすれば、構造が比較的簡単で設備費の低減を図る事ができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る焼却残渣処理装置を示す概要図である。
【0014】
焼却残渣処理装置1は、焼却炉2、ボイラ3、前処理装置4、造粒装置5、焼成装置6、助燃装置7、排ガス還流装置8、急冷装置9、エージング装置10とからその主要部が構成されている。
【0015】
焼却炉2は、廃棄物Aを焼却するもので、この例では、一般廃棄物及び産業廃棄物を焼却するものにしてあり、燃焼排ガスBと焼却残渣Cが生成される。焼却炉2は、廃棄物供給装置11、乾燥ストーカ12、燃焼ストーカ13、後燃焼ストーカ14、焼却残渣排出口15、二次燃焼室16等を備えている。
【0016】
ボイラ3は、焼却炉2からの燃焼排ガスBに依り蒸気を発生させるものである。
【0017】
前処理装置4は、焼却炉2からの焼却残渣C中から粗物Dと金属類Eを除去するもので、この例では、図略しているが、スクリーン、破砕装置、磁選機、アルミ選別機等を備えて居り、粗物Dと鉄(Fe)やアルミニウム(Al)等の金属類Eとが除去される様にしてある。
【0018】
造粒装置5は、前処理装置4からの前処理物Fを粉砕して塩化剤Gを添加した後に造粒するもので、この例では、塩化カルシウム(CaCl2 )や塩化ナトリウム(NaCl)等の塩化剤Gを添加して造粒(ペレット化)するものにしてある。
【0019】
焼成装置6は、造粒装置5からの造粒物Hを焼成して塩化揮発させるもので、この例では、塩化揮発法が行なえるロータリキルンにしてあり、造粒物Hを供給する供給フィーダ17と、供給フィーダ17からの造粒物Hを回転させながら焼成して塩化揮発させるキルン胴18と、キルン胴18の上流側に設けられて排ガスIを排出する入口フード19と、キルン胴18の下流側に設けられて焼成物Jを排出する出口フード20とを備えている。
而して、ロータリキルン6の熱源は、焼却炉2からの燃焼排ガスB、とりわけ後燃焼ストーカ14の上部の比較的煤塵の少ない燃焼排ガスBを利用して居り、ロータリキルン6の出口フード20と焼却炉2の後燃焼ストーカ14の上部とが連通路21に依り連通されている。
【0020】
塩化揮発法とは、鉱物を塩化すると揮発し易くなる性質を利用したもので、例えば鉄鋼製錬上は不純物とみなされる原料中の非鉄金属を塩化物にして揮発させた後に各種の有価金属類として分別回収する方法の事である。
【0021】
助燃装置7は、焼却炉2からの燃焼排ガスBを焼成に必要な温度に上昇させて焼成装置6に供給するもので、この例では、連通路21の途中に設けられて焼成装置6の出口フード20に向けられた助燃バーナにしてあり、焼却炉2からの燃焼排ガスBを焼成に必要な900〜1100℃に昇温させるものにしてある。
【0022】
排ガス還流装置8は、焼成装置6からの排ガスIをボイラ3に導くもので、この例では、ボイラ3に間接的に導くものにしてあり、焼成装置6の入口フード19と焼却炉3の二次燃焼室16とを連通する還流路22と、還流路22の途中に介設されて焼成装置6からの排ガスIを減温させる熱交換器23と、還流路22の途中に介設されて熱交換器23からの排ガスIを焼却炉2の二次燃焼室16に送給する送風機24とを備えている。
【0023】
急冷装置9は、焼成装置6からの焼成物Jを急冷させるもので、この例では、冷却水を貯溜してこれに依り焼成物Jを急冷させる水封コンベアにしてある。
【0024】
エージング装置10は、急冷装置9からの処理物Kをエージングするもので、この例では、処理物Kを貯留するヤードにしてあり、自然にエージングが行なわれるものにしてある。
【0025】
エージングとは、一般環境下に放置して熟成する事であり、大気中の二酸化炭素を処理物K中の重金属類と反応させて炭酸化合物を作り、自身溶出し難い性状に変化させるものである。
【0026】
次に、この様な構成に基づいてその作用を述解する。
廃棄物Aは、焼却炉2に送られてこれに依り焼却され、燃焼排ガスBと焼却残渣Cが生成される。焼却炉2からの燃焼排ガスBは、ボイラ3に送られてこれに依り蒸気が発生される。焼却炉2からの焼却残渣Cは、所謂乾灰として残渣排出口15から排出され、前処理装置4に送られてこれに依り粗物Dと鉄(Fe)やアルミニウム(Al)等の金属類Eとが除去される。前処理装置4からの前処理物Fは、造粒装置5に送られてこれに依り粉砕されて塩化カルシウム(CaCl2 )等の塩化剤Gが添加された後に、造粒つまりペレット化される。
【0027】
造粒装置5からの造粒物Hは、焼成装置6に送られてこれに依り焼成されて塩化揮発される。つまり、焼成装置6に於て焼却炉2からの燃焼排ガスBに依り造粒物Hが焼成されると、造粒物H中の鉛(Pb)が塩化揮発法に依りガス層へ揮散されると共に、造粒物H中のダイオキシン類(DXN)も分解される。この時、焼却炉2からの燃焼排ガスBは、連通路21を介して助燃装置7に依り焼成に必要な900〜1100℃に昇温された後に焼成装置6に供給される。
【0028】
焼成装置6からの排ガスIは、排ガス還流装置8の還流路22に依り焼却炉2の二次燃焼室16に戻される。この時、排ガス還流装置8の熱交換器23に依り減温されて送風機24に依り送給される。焼成装置6からの焼成物Jは、急冷装置9に送られてこれに依り急冷される。急冷装置9からの処理物Kは、エージング装置10であるヤードに送られてここに貯留され、これに依りエージングが行なわれる。つまり、処理物K中の重金属類が炭酸塩化される事に依り不溶性の安定した反応物(エージング処理物)にされる。
【0029】
造粒装置5からの造粒物Hを焼成装置6に依り焼成して塩化揮発させる様にしたので、重金属のとりわけ鉛(Pb)の含有量を環境省の「土壌の含有量リスク評価研究会」の報告にある150mg/kg以下に低減できると共に、ダイオキシン類の濃度をドイツの農用地の基準にある40pg/g以下に低減できる。
急冷装置9からの処理物Kをエージング装置10に依りエージングする様にしたので、重金属類のとりわけ鉛(Pb)の溶出を土壌環境基準である0.01mg/l以下に低減できる。
従って、本発明の焼却残渣処理方法及びその装置に依れば、溶融スラグ化と同等の安全性を有すると共に、安価に提供する事ができる。
【0031】
【発明の効果】
以上、既述した如く、本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
(1) 焼却残渣に塩化剤を添加し、これを焼却炉の燃焼排ガスに依り焼成して塩化揮発させる様にしたので、安全性が高く且つ安価に焼却残渣を無害化して有効利用を図る事ができる。
(2) 焼却残渣中の粗物や金属類等を除去し、これを粉砕した後に塩化剤を添加して造粒する様にした場合は、粗物や金属類を回収できると共に、それだけ焼成に依る塩化揮発が促進されて焼却残渣中の重金属の含有量やダイオキシン類の濃度を効率良く低減できる。
(3) 焼却炉の後燃焼ストーカの上部の燃焼排ガスを焼成に必要な温度に上昇させて焼成に使用すると共に、焼成後の排ガスをボイラに導く様にした場合は、燃焼炉の燃焼排ガスの一部を利用する事に依り焼成エネルギを削減できると共に、焼成後の排ガスの熱量をボイラで回収できる。
(4) 焼成物を急冷した後にエージングする様にした場合は、重金属の溶出量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る焼却残渣処理装置を示す概要図である。
【符号の説明】
1…焼却残渣処理装置、2…焼却炉、3…ボイラ、4…前処理装置、5…造粒装置、6…焼成装置、7…助燃装置、8…排ガス還流装置、9…急冷装置、10…エージング装置、11…廃棄物供給装置、12…乾燥ストーカ、13…燃焼ストーカ、14…後燃焼ストーカ、15…焼却残渣排出口、16…二次燃焼室、17…供給フィーダ、18…キルン胴、19…入口フード、20…出口フード、21…連絡路、22…還流路、23…熱交換器、24…送風機、A…廃棄物、B…燃焼排ガス、C…焼却残渣、D…粗物、E…金属類、F…前処理物、G…塩化剤、H…造粒物、I…排ガス、J…焼成物、K…処理物。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an incineration residue treatment method and an improvement of an incineration residue treatment apparatus for detoxifying and effectively using incineration residues (incineration ash) discharged from incinerators such as general waste and industrial waste.
[0002]
[Prior art]
Incineration residues from incinerators are mainly landfilled in managed landfills, and some of them are melted into slag.
However, landfilling was a problem because a new disposal site could not be built near the city due to the tightness of the disposal site.
On the other hand, melting slag is becoming popular because it can make incineration residue harmless, extend the life of disposal sites, and effectively use resources. The generated slag can also be used for civil engineering materials. However, a large amount of heat energy is required, and the amount of carbon dioxide (CO 2 ) that is a global warming gas is large, which is a problem.
[0003]
For ash cement, etc., the safety standards are dioxins (DXN) of 40 pg / g or less (standard for agricultural land in Germany) and elution of heavy metals is below the soil environmental standards. Is not mentioned at all.
However, when ash cement and the like are intended to make effective use of incineration residues widely, the content of heavy metals such as lead (Pb) as well as elution of dioxins and heavy metals has been regarded as a problem.
[0004]
By the way, as the incineration residue treatment method, for example, JP-A-6-174383, JP-A-8-182893, JP-A-10-151437, JP-A 3108061 (JP-A 2000-79381), JP-A 2000-233174. JP-A-2000-279920 and the like are known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, none of the conventional ones are intended to make the incineration residue harmless and effectively used, but they are not safe and inexpensive.
[0006]
The present invention has been devised in view of the problems described above, and the problem to be solved is that the content of heavy metals in the incineration residue is reduced, and the safety is high and inexpensive. An object of the present invention is to provide an incineration residue treatment apparatus which makes incineration residue harmless and aims for effective use.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The incineration residue treatment apparatus of the present invention basically has a feature in that a chlorinating agent is added to the incineration residue, and this is calcinated and volatilized by combustion exhaust gas from the incinerator.
[0008]
From the incinerator, combustion exhaust gas and incineration residue are generated. A chlorinating agent is added to the incineration residue from the incinerator. The incineration residue to which the chlorinating agent is added is calcined by the combustion exhaust gas from the incinerator and chlorinated by the chlorination volatilization method.
For this reason, the content of heavy metals in the fired product after firing is reduced, and the concentration of dioxins is also reduced.
The combustion exhaust gas from the incinerator is used, and the incineration residue is chlorinated and volatilized based on the chlorination volatilization method. Therefore, the incineration residue can be made harmless and effectively used at a low cost.
[0009]
It is preferable to remove coarse substances, metals, and the like in the incineration residue, pulverize them, and then add a chlorinating agent to granulate. In this way, crude substances and metals can be recovered, and the chlorination volatilization due to calcination can be promoted, and the content of heavy metals and the concentration of dioxins in the incineration residue can be efficiently reduced.
[0010]
It is preferable to raise the combustion exhaust gas in the upper part of the post-combustion stoker after the incinerator to a temperature necessary for firing and to use the fired exhaust gas to the boiler. If it does in this way, while using a part of combustion exhaust gas of an incinerator, a burning energy can be reduced and the calorie | heat amount of the waste gas after baking can be collect | recovered with a boiler.
[0011]
It is preferable to age after calcining the fired product. In this way, the elution amount of heavy metals can be reduced.
[0012]
An incinerator that incinerates waste, a boiler that generates steam by the combustion exhaust gas from the incinerator, a pretreatment device that removes coarse materials and metals from the incineration residue from the incinerator, and a pretreatment device Necessary for calcination of granulator that pulverizes pre-treated product and adds chlorinating agent, calcines granulated product from granulator and volatilizes and volatilizes, and combustion exhaust gas from incinerator Auxiliary combustion device that raises the temperature to a suitable temperature and supplies it to the firing device, an exhaust gas recirculation device that guides the exhaust gas from the firing device to the boiler, a quenching device that quenches the fired product from the firing device, and an aging treatment from the quenching device It is preferable to constitute an incineration residue treatment apparatus from the aging apparatus. In this way, the structure is relatively simple and the equipment cost can be reduced.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an incineration residue treatment apparatus according to the present invention.
[0014]
The incineration
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
Thus, the heat source of the
[0020]
The chlorination volatilization method makes use of the property of volatilizing easily when minerals are chlorinated.For example, in the steel smelting process, various non-ferrous metals after volatilizing non-ferrous metals in the raw materials, which are regarded as impurities, into chlorides. It is a method of separating and collecting.
[0021]
The
[0022]
The exhaust
[0023]
The
[0024]
The aging
[0025]
Aging refers to aging in a general environment. Carbon dioxide in the atmosphere is reacted with heavy metals in the processed material K to produce a carbonic acid compound, which is changed into a property that is difficult to elute itself. .
[0026]
Next, the operation will be described based on such a configuration.
The waste A is sent to the
[0027]
The granulated product H from the
[0028]
The exhaust gas I from the
[0029]
Since the granulated product H from the
Since the processed material K from the
Therefore, according to the incineration residue treatment method and apparatus of the present invention, it can be provided at a low cost while having the same safety as that of molten slag.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
(1) A chlorinating agent is added to the incineration residue, and it is fired by the combustion exhaust gas from the incinerator to volatilize the chlorination. Therefore, the incineration residue is detoxified with high safety and low cost for effective use. Can do.
(2) When removing the coarse substances and metals in the incineration residue and crushing them and adding a chlorinating agent to granulate, the coarse substances and metals can be recovered and used for firing. Thus, the volatilization of chloride is promoted, and the content of heavy metals and the concentration of dioxins in the incineration residue can be reduced efficiently.
(3) When the combustion exhaust gas in the upper part of the post-combustion stoker of the incinerator is used for firing by raising the temperature to the temperature required for firing, and the exhaust gas after firing is guided to the boiler, By using a part, the burning energy can be reduced, and the calorific value of the exhaust gas after firing can be recovered with a boiler.
(4) When the baked product is aged after being rapidly cooled, the elution amount of heavy metals can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an incineration residue treatment apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
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