JP4069529B2

JP4069529B2 - Method and apparatus for detoxifying ash

Info

Publication number: JP4069529B2
Application number: JP35156398A
Authority: JP
Inventors: ウェーバーロウランド; 健士櫻井
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2018-12-10
Also published as: JP2000176398A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を焼却炉で焼却した際に生成される灰の無害化処理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等の廃棄物は、従来からストーカ炉及び流動層炉と称される焼却炉により焼却し、焼却の際に生じた焼却灰及び排ガスから分離された飛灰等の灰は、埋め立て等によって処理されていた。
【０００３】
しかし、近年、特に焼却炉で生成される灰の特にダイオキシン類（ポリクロロジベンゾ−パラ−ジオキシン類及びポリクロロジベンゾフラン類）による環境汚染が重大な問題となってきている。
【０００４】
このため、廃棄物の焼却に伴って生成する灰によるダイオキシン類等の問題を解決することが緊急の課題となっており、ダイオキシン類とその前駆体である芳香族有機塩素化合物、及びダイオキシン類の出発原料となる多環芳香族炭化水素化合物等の有害物質を、加熱分解によって無害化するための種々の技術が提案されている。
【０００５】
例えば、特公平６−３８８６３号公報には、ポリハロゲン化化合物で汚染されたごみ焼却プラントからのフライアッシュ（飛灰）を直接通り抜け系において、酸素欠乏状態において２００ないし５５０℃で加熱することによりポリハロゲン化化合物を分解することが示されている。
【０００６】
又、特開平１０−１０９０７６号公報には、窒素ガス雰囲気で灰を所定温度に加熱して所定時間保持することによりダイオキシン類を熱分解する灰処理炉（リアクター）を設け、更に灰処理炉出口の窒素ガス中のダイオキシン類を分解可能な温度に加熱するガス加熱装置を設けた、還元雰囲気による灰の無害化処理装置が示されている。この方式では、Ｏ₂存在下で灰を加熱すると灰中の成分からダイオキシン類が生成されてしまう、即ち、ダイオキシン生成ポテンシャルが高いために、灰処理系統全体を窒素ガス雰囲気に保持して処理するようにしている。
【０００７】
上記特公平６−３８８６３号公報及び特開平１０−１０９０７６号公報に開示されているように、従来から提案されている灰処理方法は、何れも酸素を制限した状態で灰を加熱処理するというものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特公平６−３８８６３号公報に記載された方法では、焼却炉からのフライアッシュを直接通り抜け系において、酸素欠乏状態で加熱するようにしているが、実際の灰処理炉において完全な密閉を達成してコントロールされた低酸素雰囲気を保持することは技術的に大変難しいという問題がある。即ち、灰処理炉には未処理の灰を供給したり処理後の灰をそこから取り出す必要があり、このために周囲からの空気の侵入を完全に遮断することが大変難しい。
【０００９】
又、特開平１０−１０９０７６号公報に示されているように、灰処理系統を窒素ガス雰囲気に保持する方法においても、系統全体を窒素ガス雰囲気に保持するための構造が非常に複雑になると共に、ランニングコストも増大するという問題がある。
【００１０】
更に窒素ガスによって還元雰囲気を形成した場合には、多環芳香族炭化水素化合物等の有害物質が逆に生成されてしまう可能性もある。
【００１１】
本発明は、かかる従来の問題点を解決すべくなしたもので、簡略な装置構成と簡単な操作によって灰を無害化し得るようにした灰の無害化処理方法及び装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、廃棄物を流動層式焼却炉で焼却する際に、焼却により生成する灰の未燃カーボンの残存量が０．２〜１．０％であり、且つ前記灰のｐＨが１１〜１３に保持されるように前記流動層式焼却炉にＣａを供給して焼却を行い、前記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、１時間以上流動加熱することにより灰のダイオキシン類を分解除去することを特徴とする灰の無害化処理方法、に係るものである。
【００１４】
本発明は、廃棄物の焼却を行う流動層式焼却炉と、該流動層式焼却炉で焼却した際に生成する灰のｐＨが１１〜１３に保持されるように前記流動層式焼却炉にＣａを供給するＣａ供給装置と、前記流動層式焼却炉で生成した灰を導入するようにした流動層式反応器と、該流動層式反応器の内部に２５０〜５００℃の流動層を形成するように流動層式反応器の下部から加熱空気を供給する加熱空気供給口とを備えて灰のダイオキシン類を分解除去するようにしたことを特徴とする灰の無害化処理装置、に係るものである。
【００１６】
本発明によれば、廃棄物を流動層式焼却炉によって焼却し、この時灰中の未燃カーボンの残存量が略０．２〜１．０％になるようにすると共に、焼却によって生成される灰のｐＨが略１１〜１３に保持されるようにＣａの供給を行うようにしたことにより、灰のダイオキシン生成ポテンシャルを低く押えることができ、更に、このようにして流動層式焼却炉から生成された灰を流動層式反応器に供給し、加熱空気を供給して略２５０〜５００℃の温度で略１時間以上、流動加熱して反応させることにより、灰のダイオキシン類その他の有害物質を有効に分解除去して灰の無害化を高率で達成することができる。
【００１７】
更に、流動層式反応器を用いて加熱空気により灰を流動層で加熱することによりダイオキシン類及びその他の有害物質を分解除去するようにしたので、従来の酸素制限下で加熱処理する方式に比して、流動層式反応器の構成を簡略・小型化することができ、取り扱い操作も容易になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
本発明者等は、都市ごみ等の焼却炉から排出される灰（焼却灰、飛灰）を、酸素の供給を制限するというような面倒な操作を必要とすることなしに、灰のダイオキシン類とその前駆体及びその出発原料となる有害物質を分解して無害化することができる方法について種々実験・検討を行った。
【００２０】
その結果、都市ごみ等の廃棄物を流動層式焼却炉にて焼却し、その際に生成した灰は、流動層式反応器において加熱空気を供給して流動化させながら所要時間加熱すると、ダイオキシン類及びその他の有害物質を有効に分解して、ダイオキシン類の発生を低減できることが判明した。
【００２１】
図１は本発明を実施する形態の一例を示したもので、図中１は流動層式焼却炉であリ、該流動層式焼却炉１は、燃焼空気２を供給するための空気供給口３を下部に備えており、且つ都市ごみ等の廃棄物４を導入するための廃棄物導入口５を上部に備えており、廃棄物導入口５から導入された都市ごみ等の廃棄物４を、前記燃焼空気２の吹き上げによって形成される流動層６において流動状態で焼却するようになっている。
【００２２】
流動層式焼却炉１内で焼却を行った後の排ガス７は、流動層式焼却炉１の上部から導出されて冷却器８により冷却された後、集塵器９に導かれて飛灰１０が分離され、その後誘引ファン１１を介して煙突に導かれるようになっている。
【００２３】
又、流動層式焼却炉１内で生成された焼却灰１０’は、流動層式焼却炉１の下部から取り出されて冷却器１２により冷却されるようになっている。
【００２４】
前記した流動層式焼却炉１内において、流動層６により廃棄物４を焼却した際に生成する灰の殆んどは、飛灰１０となって排ガス７と共に集塵器９に送られて分離される。
【００２５】
これに対して、流動層式焼却炉１の下部から取り出される焼却灰１０’は、流動層式焼却炉１内に形成される流動層６の層厚（ベッド層厚）を略一定に保持するために抜き出される灰であって、前記飛灰１０に比べるとその量は極めて少なく、よって前記流動層式焼却炉１から生成される灰の殆どは飛灰１０であると言える。
【００２６】
又、前記流動層式焼却炉１にはＣａ供給装置１３が備えられており、Ｃａの供給により前記灰１０，１０’のｐＨを調整できるようにしている。図１では廃棄物４と一緒にＣａを流動層式焼却炉１に供給するようにした場合を例示しているが、流動層式焼却炉１の上部にＣａ供給装置を設けて流動層式焼却炉１内に直接Ｃａを供給するようにしたり、或いは流動層式焼却炉１の出口煙道にＣａ供給装置を備えて出口煙道の排ガス７にＣａを供給するようにしても良い。
【００２７】
アルカリとしては、ＣａＯ、ＣａＣＯ₃、Ｃａ（ＯＨ）₂等を用いることができるが、通常、流動層式焼却炉１では略８５０℃以上の温度で焼却を行うようにしており、このような高温部に供給するＣａとしては、高温においても改質作用を有効に発揮することができるＣａＣＯ₃を用いることが好ましい。又、出口煙道では排ガス７の温度が降下して略２３０〜３５０℃程度となるので、この出口煙道の排ガス７に供給するＣａとしては上記２３０〜３５０℃の温度範囲においても改質作用を有効に発揮できるＣａ（ＯＨ）₂を用いるのが好ましい。
【００２８】
前記流動層式焼却炉１で廃棄物４を焼却すると、ダイオキシン類の生成ポテンシャル（灰をＯ₂存在下で加熱処理したときにダイオキシン類が生成する可能性）を小さくできることが判明した。
【００２９】
即ち、流動層式焼却炉１は、流動層６の形成によって均一温度での焼却が可能であり、しかも流動層式焼却炉１では流動層６の形成により廃棄物４の滞留時間を長く保つことができる。従ってダイオキシン類及びその他の有害物質の分解が安定して促進されることになり、これによってダイオキシン類の生成ポテンシャルが小さく押えられることになる。
【００３０】
更に、流動層式焼却炉１によると、前記したように流動層６の形成によって均一温度で滞留しながら安定して焼却されることによって、灰中の未燃カーボンの残存量が非常に少なくなる。ダイオキシン類及びその他の有害物質は、未燃カーボンの粒子に多く含まれた状態で存在しているので、この未燃カーボンの残存量を減少させることによって、灰１０，１０’のダイオキシン生成ポテンシャルを大幅に低減できることになる。
【００３１】
又、廃棄物４を焼却する際には、ダイオキシン類の合成と分解とが同時に進行していると考えられるが、前記したように流動層式焼却炉１にＣａを供給することにより、焼却時にガス中の塩素（Ｃｌ）がＣａと化合してガス中の塩素濃度が低下され、これによってダイオキシン類の合成よりも分解の方が促進されるようになって、結果的に灰１０，１０’のダイオキシン生成ポテンシャルが低減されると考えられる。
【００３２】
一方、上記したように流動層式焼却炉１で生成された灰１０，１０’は、流動層式反応器１４に供給して加熱処理するようにしている。
【００３３】
流動層式反応器１４は、空気加熱器１５にて加熱した加熱空気１６を下部の加熱空気供給口１７から導入するようにしていると共に、前記流動層式焼却炉１にて生成した灰１０，１０’を上部に備えた灰導入口１８から導入するようにしており、流動層式反応器１４の内部において、導入された灰１０，１０’を加熱空気１６の吹き上げによって形成される流動層１９により加熱するようにしている。
【００３４】
又、流動層式反応器１４内で流動層６により加熱反応を行った後の排ガス２０は、流動層式反応器１４の上部から導出されて冷却器２１により冷却された後、集塵器２２に導かれて飛灰２３が分離され、その後誘引ファン２４を介して煙突に導かれるようになっている。
【００３５】
又、流動層式反応器１４内で処理されたベッド灰２５は、流動層式反応器１４の下部から取り出されて冷却器２６により冷却されるようになっている。前記飛灰２３及びベッド灰２５は無害化された処理灰として取出される。
【００３６】
以下に、上記形態例の作用を説明する。
【００３７】
廃棄物４を図１に示したような流動層式焼却炉１を用いて焼却すると、従来のストーカ炉による焼却に比して、ダイオキシン類及びその他の有害物質の生成を大幅に低減することができる。しかし、流動層式焼却炉１による好条件での廃棄物４の焼却によっても、灰を安全に利用したり処分するためには、灰中のダイオキシン類及びその他の有害物質を更に十分に除去して無害化する必要がある。
【００３８】
このため、本発明では、廃棄物４を流動層式焼却炉１で焼却する際に、灰１０，１０’のダイオキシン生成ポテンシャルを低く押えるようにし、これによって後段での灰の無害化処理を容易にし、且つ灰の無害化処理に流動層式反応器１４を用いることによって簡略な装置と簡単な操作によって灰の無害化を高効率で達成できるようにしている。
【００３９】
流動層式反応器１４に供給する灰１０，１０’のダイオキシン生成ポテンシャルを低く押えるには、都市ごみ等の廃棄物４を流動層式焼却炉１によって焼却し、この時、焼却によって生成される灰１０，１０’中の未燃カーボンの残存量が略０．２〜１．０％の範囲に保持されるようにする。一般に、流動層式焼却炉１から生成される灰１０，１０’の未燃カーボンの含有量は少なく、流動層式焼却炉１では通常の焼却を行うことによって前記未燃カーボンの残存量略０．２〜１．０％を達成することができる。因みに従来から一般に使用されているストーカ炉により生成される灰の未燃カーボンの残存量について調査したところ、未燃カーボンの残存量は１．０〜４．０％と高い値であった。
【００４０】
流動層式焼却炉１で生成される灰１０，１０’の未燃カーボンの残存量を略０．２〜１．０％の範囲としたのは、未燃カーボンが１．０％以上では後段の流動層式反応器１４で処理する際にダイオキシン類の生成が増加してしまうためであり、又未燃カーボンを０．２％以下にするためには廃棄物４の焼却に非常に長時間を要して実際的でないためである。
【００４１】
又、流動層式焼却炉１から生成される灰１０，１０’のダイオキシン生成ポテンシャルを低く押えるには、灰１０，１０’のｐＨを略１１〜１３の範囲に保持することが好ましいことが判明した。
【００４２】
このため、Ｃａ供給装置１３によって流動層式焼却炉１にＣａを供給すると共に、生成される灰１０，１０’のｐＨが略１１〜１３に保持されるように、Ｃａの供給量を調節する。
【００４３】
上記灰１０，１０’のｐＨを略１１〜１３の範囲としたのは、ｐＨ１１以下では後段の流動層式反応器１４で処理する際にダイオキシン類の生成が増加してしまうためであり、又ｐＨ１３以上ではＣａを大量に使用するわりにダイオキシン類の生成を抑制する効果が上がらないことによるものである。
【００４４】
流動層式焼却炉１において上記条件で焼却することにより生成された灰１０，１０’は、ダイオキシン生成ポテンシャルが低く押えられており、この灰１０，１０’は流動層式反応器１４に供給して処理する。
【００４５】
この流動層式反応器１４で処理する際に、灰１０，１０’の温度（流動層６の温度）が略２５０〜５００℃に保持されるように流動層式反応器１４に加熱空気１６を供給して略１時間以上、流動加熱により反応を行わせる。
【００４６】
流動層６の灰１０，１０’の温度を略２５０〜５００℃に保持するには、空気加熱器１５により空気を例えば３５０℃以上に加熱し、その加熱空気１６を流動層式反応器１４に供給して流動を行わせることにより達成することができる。
【００４７】
上記において、流動層式反応器１４の流動層６の温度を略２５０〜５００℃としたのは、灰１０，１０’の温度が２５０℃以下ではダイオキシン類の分解反応が促進され難くそのために処理時間が長大になってしまうためであり、又５００℃以上では加熱のために多大の熱エネルギーを要するわりにダイオキシン類の分解を促進させる効果が高められないためである。
【００４８】
更に、ダイオキシン類の分解を十分に行わせるには、前記したように灰１０，１０’の温度を２５０〜５００℃に保持した状態において１時間以上加熱することが好ましい。
【００４９】
又、前記流動層式焼却炉１から生成される飛灰１０の重金属類含有率は小さいが、取出量は少ないが焼却灰１０’には重金属が比較的多量に含まれている。この重金属はダイオキシン類の生成を助ける働きをすると考えられているので、前記流動層式反応器１４に焼却灰１０’を供給する場合には、焼却灰１０’中の重金属の活性を押える処理を行ってから流動層式反応器１４に供給することが好ましい。
【００５０】
又、場合によっては飛灰１０と焼却灰１０’とを分けて別々に処理することも有効である。
【００５１】
上記したように、廃棄物４を流動層式焼却炉１によって焼却し、この時生成される灰１０，１０’中の未燃カーボンの残存量が略０．２〜１．０％になるようにすると共に、焼却によって生成される灰１０，１０’のｐＨが略１１〜１３に保持されるようにＣａの供給を行うようにしたことにより、灰１０，１０’のダイオキシン生成ポテンシャルを低く押えることができ、さらに、このようにして流動層式焼却炉１から生成された灰１０，１０’を流動層式反応器１４に供給し、加熱空気１６を供給することにより略２５０〜５００℃の温度で略１時間以上、流動加熱して反応させるようにしたことにより、灰のダイオキシン類その他の有害物質を有効に分解除去して灰の無害化を高率で達成することができる。
【００５２】
上記流動層式反応器１４によって無害化された処理灰は、建材の原料に利用したり、或いは埋め立て等に安全に供することができる。
【００５３】
更に、流動層式反応器１４を用いて加熱空気１６により灰を流動層１９で加熱することによりダイオキシン類及びその他の有害物質を分解除去するようにしたので、従来の酸素制限下で加熱処理する方式に比して、流動層式反応器１４の構成を簡略・小型化することができ、取り扱い操作も容易となる。
【００５４】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、廃棄物を流動層式焼却炉によって焼却し、この時灰中の未燃カーボンの残存量が略０．２〜１．０％になるようにすると共に、焼却によって生成される灰のｐＨが略１１〜１３に保持されるようにＣａの供給を行うようにしたことにより灰のダイオキシン生成ポテンシャルを低く押えることができ、さらに、このようにして流動層式焼却炉から生成された灰を流動層式反応器に供給し、加熱空気を供給することにより略２５０〜５００℃の温度で略１時間以上、流動加熱して反応させるようにしたことにより、灰のダイオキシン類その他の有害物質を有効に分解除去して灰の無害化を高率で達成することができる効果がある。
【００５６】
更に、流動層式反応器を用いて加熱空気により灰を流動層で加熱することによりダイオキシン類及びその他の有害物質を分解除去するようにしたので、従来の酸素制限下で加熱処理する方式に比して、流動層式反応器の構成を簡略・小型化することができ、取り扱い操作も容易になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１流動層式焼却炉
４廃棄物
１０飛灰（灰）
１０’ 焼却灰（灰）
１３Ｃａ供給装置
１４流動層式反応器
１６加熱空気
１７加熱空気供給口
１９流動層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for detoxifying ash produced when waste such as municipal waste is incinerated in an incinerator.
[0002]
[Prior art]
Waste such as municipal waste has conventionally been incinerated by incinerators called stoker furnaces and fluidized bed furnaces, and incineration ash generated during incineration and ash such as fly ash separated from exhaust gas are disposed of by landfill, etc. Had been processed.
[0003]
However, in recent years, environmental pollution due to dioxins (polychlorodibenzo-para-dioxins and polychlorodibenzofurans), particularly ash produced in incinerators, has become a serious problem.
[0004]
For this reason, it has become an urgent issue to solve problems such as dioxins caused by ash generated by incineration of waste. Dioxins and their precursors, aromatic organic chlorine compounds, and dioxins Various techniques for detoxifying harmful substances such as polycyclic aromatic hydrocarbon compounds as starting materials by thermal decomposition have been proposed.
[0005]
For example, Japanese Patent Publication No. 6-38863 discloses that fly ash from a waste incineration plant contaminated with a polyhalogenated compound is directly passed through a system and heated at 200 to 550 ° C. in an oxygen-deficient state. It has been shown to degrade polyhalogenated compounds.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-109076 provides an ash treatment furnace (reactor) for thermally decomposing dioxins by heating ash to a predetermined temperature in a nitrogen gas atmosphere and holding the ash for a predetermined time. An ash detoxification device using a reducing atmosphere is provided, which is provided with a gas heating device that heats dioxins in the nitrogen gas to a temperature capable of decomposing. In this method, when ash is heated in the presence of O ₂ , dioxins are generated from the components in the ash, that is, because the dioxin generation potential is high, the entire ash treatment system is maintained in a nitrogen gas atmosphere for processing. I am doing so.
[0007]
As disclosed in the above Japanese Patent Publication No. 6-38863 and Japanese Patent Laid-Open No. 10-109076, all of the conventionally proposed ash treatment methods heat-treat ash in a state where oxygen is limited. Met.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method described in the above Japanese Patent Publication No. 6-38863, the fly ash from the incinerator is directly passed through the system and heated in an oxygen-deficient state. It is technically difficult to achieve a controlled low oxygen atmosphere by achieving the above. In other words, it is necessary to supply untreated ash to the ash treatment furnace and to take out the treated ash from the ash treatment furnace. For this reason, it is very difficult to completely block the intrusion of air from the surroundings.
[0009]
Further, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-109076, in the method of maintaining the ash treatment system in the nitrogen gas atmosphere, the structure for maintaining the entire system in the nitrogen gas atmosphere becomes very complicated. There is a problem that the running cost also increases.
[0010]
Further, when a reducing atmosphere is formed with nitrogen gas, harmful substances such as polycyclic aromatic hydrocarbon compounds may be produced in reverse.
[0011]
The present invention has been made to solve such conventional problems, and an object of the present invention is to provide an ash detoxification method and apparatus capable of detoxifying ash by a simple apparatus configuration and simple operation. Yes.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, when the waste is incinerated in the fluidized bed incinerator, the residual amount of unburned carbon in the ash produced by incineration is 0.2 to 1.0%, and the pH of the ash is 11 to 11. The Ca is supplied to the fluidized bed incinerator so as to be incinerated, and the ash generated when incinerated in the fluidized bed incinerator is supplied to the fluidized bed reactor. wherein the temperature by supplying heated air to the fluidized bed reactor so as to maintain the 2 50 to 500 ° C. to form a fluidized bed, decomposing and removing dioxins ash by flowing heated over 1 hour This relates to the detoxification treatment method for ash.
[0014]
The present invention provides a fluidized bed incinerator for incineration of waste and the fluidized bed incinerator so that the pH of ash generated when incinerated in the fluidized bed incinerator is maintained at 11-13. and Ca supply device for supplying Ca, the a fluidized bed fluidized layer so as to introduce the generated ash incinerator reactor, a fluidized bed of 2 50 to 500 ° C. in the interior of the flowable layer reactor An ash detoxification treatment apparatus comprising a heated air supply port for supplying heated air from the lower part of a fluidized bed reactor so as to decompose and remove dioxins of ash Is.
[0016]
According to the present invention, the waste is incinerated by a fluidized bed incinerator so that the unburned carbon remaining amount in the ash is approximately 0.2 to 1.0% and is generated by incineration. By supplying Ca so that the pH of the ash is maintained at approximately 11 to 13, the dioxin generation potential of the ash can be kept low, and in this way, from the fluidized bed incinerator. The generated ash is supplied to a fluidized bed reactor, heated air is supplied, and the reaction is carried out by flowing and heating at a temperature of about 250 to 500 ° C. for about 1 hour or longer, thereby producing dioxins of ash and other harmful substances. The ash can be effectively decomposed and removed, and the ash can be rendered harmless at a high rate.
[0017]
In addition, dioxins and other harmful substances are decomposed and removed by heating the ash in a fluidized bed with heated air using a fluidized bed reactor. Thus, the configuration of the fluidized bed reactor can be simplified and miniaturized, and the handling operation is facilitated.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
The present inventors have found that ash (incineration ash, fly ash) discharged from incinerators such as municipal waste does not require a cumbersome operation such as limiting the supply of oxygen, and dioxins of ash In addition, various experiments and examinations were carried out on a method capable of decomposing and detoxifying the precursors and their starting materials and harmful substances.
[0020]
As a result, waste such as municipal waste is incinerated in a fluidized bed incinerator, and the ash produced at that time is heated by supplying heated air in a fluidized bed reactor and fluidized for a required time. And other harmful substances can be effectively decomposed to reduce the generation of dioxins.
[0021]
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention, in which 1 is a fluidized bed incinerator, and the fluidized bed incinerator 1 is an air supply port for supplying combustion air 2. 3 is provided at the bottom, and a waste introduction port 5 for introducing waste 4 such as municipal waste is provided at the top, and waste 4 such as municipal waste introduced from the waste introduction port 5 is provided. The fluidized bed 6 formed by blowing up the combustion air 2 is incinerated in a fluidized state.
[0022]
The exhaust gas 7 after incineration in the fluidized bed incinerator 1 is led out from the upper part of the fluidized bed incinerator 1 and cooled by the cooler 8, and then led to the dust collector 9 and fly ash 10. Are separated and then led to the chimney via the attracting fan 11.
[0023]
The incinerated ash 10 ′ generated in the fluidized bed incinerator 1 is taken out from the lower part of the fluidized bed incinerator 1 and cooled by the cooler 12.
[0024]
In the fluidized bed incinerator 1 described above, most of the ash produced when the waste 4 is incinerated by the fluidized bed 6 is sent to the dust collector 9 together with the exhaust gas 7 as fly ash 10 for separation. Is done.
[0025]
In contrast, the incinerated ash 10 ′ taken out from the lower part of the fluidized bed incinerator 1 keeps the layer thickness (bed layer thickness) of the fluidized bed 6 formed in the fluidized bed incinerator 1 substantially constant. Therefore, the amount of ash extracted from the fluidized bed incinerator 1 is very small compared to the fly ash 10.
[0026]
Further, the fluidized bed incinerator 1 is provided with a Ca supply device 13 so that the pH of the ash 10, 10 ′ can be adjusted by supplying Ca. Although FIG. 1 illustrates the case where Ca is supplied to the fluidized bed incinerator 1 together with the waste 4, the fluidized bed incineration is provided by providing a Ca supply device on the upper part of the fluidized bed incinerator 1. Ca may be supplied directly into the furnace 1, or a Ca supply device may be provided in the exit flue of the fluidized bed incinerator 1 to supply Ca to the exhaust gas 7 in the exit flue.
[0027]
As the alkali, CaO, CaCO ₃ , Ca (OH) _{2, and the} like can be used. Usually, in the fluidized bed incinerator 1, incineration is performed at a temperature of about 850 ° C. or higher, and such a high temperature is used. As Ca supplied to the part, it is preferable to use CaCO ₃ that can effectively exhibit the modifying action even at high temperatures. In addition, since the temperature of the exhaust gas 7 is lowered to about 230 to 350 ° C. in the outlet flue, the Ca supplied to the exhaust gas 7 of the outlet flue is reforming even in the temperature range of 230 to 350 ° C. It is preferable to use Ca (OH) ₂ that can effectively exhibit the above.
[0028]
It has been found that when the waste 4 is incinerated in the fluidized bed incinerator 1, dioxins generation potential (possibility of dioxins being generated when ash is heat-treated in the presence of O ₂ ) can be reduced.
[0029]
That is, the fluidized bed incinerator 1 can be incinerated at a uniform temperature by forming the fluidized bed 6, and the fluidized bed incinerator 1 can maintain the residence time of the waste 4 for a long time by forming the fluidized bed 6. Can do. Therefore, the decomposition of dioxins and other harmful substances is stably promoted, and this reduces the generation potential of dioxins.
[0030]
Furthermore, according to the fluidized bed incinerator 1, as described above, the remaining amount of unburned carbon in the ash becomes very small by being stably incinerated while staying at a uniform temperature by forming the fluidized bed 6. . Dioxins and other harmful substances exist in a state of being contained in a large amount of unburned carbon particles. By reducing the remaining amount of unburned carbon, the dioxin generation potential of the ash 10, 10 ′ can be reduced. It can be greatly reduced.
[0031]
In addition, when incinerating the waste 4, it is considered that the synthesis and decomposition of dioxins proceed at the same time. As described above, by supplying Ca to the fluidized bed incinerator 1, Chlorine (Cl) in the gas combines with Ca to reduce the chlorine concentration in the gas, which promotes decomposition rather than synthesis of dioxins, resulting in ash 10, 10 ′. It is thought that the dioxin production potential of the selenium is reduced.
[0032]
On the other hand, as described above, the ash 10, 10 ′ produced in the fluidized bed incinerator 1 is supplied to the fluidized bed reactor 14 for heat treatment.
[0033]
The fluidized bed reactor 14 introduces the heated air 16 heated by the air heater 15 from the lower heated air supply port 17 and the ash 10 generated in the fluidized bed incinerator 1. 10 ′ is introduced from an ash inlet 18 provided at the top, and a fluidized bed 19 formed by blowing up the introduced ash 10, 10 ′ in the fluidized bed reactor 14 by blowing heated air 16 inside. It is made to heat by.
[0034]
The exhaust gas 20 after the heating reaction in the fluidized bed reactor 14 by the fluidized bed 6 is led out from the upper part of the fluidized bed reactor 14 and cooled by the cooler 21, and then the dust collector 22. Then, the fly ash 23 is separated and then guided to the chimney via the induction fan 24.
[0035]
The bed ash 25 treated in the fluidized bed reactor 14 is taken out from the lower part of the fluidized bed reactor 14 and cooled by a cooler 26. The fly ash 23 and the bed ash 25 are taken out as detoxified treated ash.
[0036]
The operation of the above embodiment will be described below.
[0037]
When the waste 4 is incinerated using the fluidized bed incinerator 1 as shown in FIG. 1, the production of dioxins and other harmful substances can be greatly reduced as compared with the incineration by the conventional stoker furnace. it can. However, even incineration of the waste 4 under favorable conditions by the fluidized bed incinerator 1, in order to use and dispose of ash safely, dioxins and other harmful substances in the ash are further removed sufficiently. Need to be detoxified.
[0038]
Therefore, in the present invention, when the waste 4 is incinerated in the fluidized bed incinerator 1, the dioxin generation potential of the ash 10, 10 ′ is kept low, thereby facilitating the ash detoxification process in the subsequent stage. In addition, by using the fluidized bed reactor 14 for ash detoxification, ash detoxification can be achieved with high efficiency by a simple apparatus and simple operation.
[0039]
In order to keep the dioxin generation potential of the ash 10, 10 ′ supplied to the fluidized bed reactor 14 low, the waste 4 such as municipal waste is incinerated by the fluidized bed incinerator 1, and at this time, it is generated by incineration. The residual amount of unburned carbon in the ash 10, 10 ′ is maintained in a range of approximately 0.2 to 1.0%. In general, the content of unburned carbon in the ash 10, 10 ′ produced from the fluidized bed incinerator 1 is small. In the fluidized bed incinerator 1, the remaining amount of unburned carbon is approximately 0 by performing ordinary incineration. .2 to 1.0% can be achieved. Incidentally, when the remaining amount of unburned carbon in ash produced by a stalker furnace that has been conventionally used in general was investigated, the remaining amount of unburned carbon was as high as 1.0 to 4.0%.
[0040]
The remaining amount of unburned carbon in the ash 10, 10 ′ produced in the fluidized bed incinerator 1 is set in the range of about 0.2 to 1.0% when the unburned carbon is 1.0% or more. This is because the production of dioxins increases during the treatment in the fluidized bed type reactor 14 and in order to reduce the unburned carbon to 0.2% or less, the incineration of the waste 4 is very long. This is because it is not practical.
[0041]
Further, it has been found that in order to keep the dioxin production potential of the ash 10, 10 ′ produced from the fluidized bed incinerator 1 low, it is preferable to maintain the pH of the ash 10, 10 ′ within a range of approximately 11-13. did.
[0042]
For this reason, while supplying Ca to the fluidized-bed incinerator 1 with Ca supply apparatus 13, the supply amount of Ca is adjusted so that pH of the produced | generated ash 10,10 'may be hold | maintained at about 11-13. .
[0043]
The reason why the pH of the ash 10, 10 ′ is in the range of approximately 11 to 13 is that, when the pH is 11 or less, the production of dioxins increases when treated in the fluidized bed reactor 14 in the subsequent stage. This is because the effect of suppressing the formation of dioxins does not increase at a pH of 13 or higher, although a large amount of Ca is used.
[0044]
The ash 10, 10 ′ produced by incineration in the fluidized bed incinerator 1 under the above conditions has a low dioxin production potential, and the ash 10, 10 ′ is supplied to the fluidized bed reactor 14. To process.
[0045]
When the fluidized bed reactor 14 is treated, heated air 16 is supplied to the fluidized bed reactor 14 so that the temperature of the ash 10, 10 ′ (the temperature of the fluidized bed 6) is maintained at about 250 to 500 ° C. The reaction is carried out by fluid heating for about 1 hour or longer after feeding.
[0046]
In order to maintain the temperature of the ash 10, 10 ′ of the fluidized bed 6 at about 250 to 500 ° C., the air is heated to, for example, 350 ° C. or more by the air heater 15, and the heated air 16 is supplied to the fluidized bed reactor 14. This can be achieved by feeding and causing flow.
[0047]
In the above, the temperature of the fluidized bed 6 of the fluidized bed reactor 14 is set to about 250 to 500 ° C., because when the temperature of the ash 10, 10 ′ is 250 ° C. or less, the decomposition reaction of dioxins is hardly promoted. This is because the time becomes long, and if it is 500 ° C. or higher, a great amount of heat energy is required for heating, but the effect of promoting the decomposition of dioxins cannot be enhanced.
[0048]
Further, in order to sufficiently decompose the dioxins, it is preferable to heat for at least 1 hour in the state where the temperature of the ash 10, 10 ′ is maintained at 250 to 500 ° C. as described above.
[0049]
Moreover, although the heavy metal content rate of the fly ash 10 produced | generated from the said fluidized-bed-type incinerator 1 is small, although the extraction amount is small, incineration ash 10 'contains a comparatively large amount of heavy metals. Since this heavy metal is thought to help the production of dioxins, when supplying the incinerated ash 10 ′ to the fluidized bed reactor 14, a treatment to suppress the heavy metal activity in the incinerated ash 10 ′ is performed. It is preferable to supply to the fluidized bed reactor 14 after the operation.
[0050]
In some cases, it is also effective to separate the fly ash 10 and the incinerated ash 10 ′ separately.
[0051]
As described above, the waste 4 is incinerated by the fluidized bed incinerator 1, and the residual amount of unburned carbon in the ash 10, 10 ′ generated at this time is approximately 0.2 to 1.0%. In addition, by supplying Ca so that the pH of the ash 10, 10 ′ produced by incineration is maintained at approximately 11 to 13, the dioxin production potential of the ash 10, 10 ′ can be kept low. Furthermore, the ash 10, 10 ′ thus generated from the fluidized bed incinerator 1 is supplied to the fluidized bed reactor 14 and the heated air 16 is supplied. By making the reaction by flowing and heating at a temperature of about 1 hour or more, the ash dioxins and other harmful substances can be effectively decomposed and removed, and the ash can be rendered harmless at a high rate.
[0052]
The treated ash detoxified by the fluidized bed reactor 14 can be used as a raw material for building materials, or can be safely used for landfill.
[0053]
Furthermore, since dioxins and other harmful substances are decomposed and removed by heating the ash in the fluidized bed 19 with the heated air 16 using the fluidized bed reactor 14, the heat treatment is performed under the conventional oxygen limitation. Compared with the system, the configuration of the fluidized bed reactor 14 can be simplified and downsized, and the handling operation is facilitated.
[0054]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0055]
【The invention's effect】
According to the present invention, the waste is incinerated by a fluidized bed incinerator so that the unburned carbon remaining amount in the ash is approximately 0.2 to 1.0% and is generated by incineration. By supplying Ca so that the pH of the ash is maintained at about 11 to 13, the dioxin generation potential of the ash can be kept low, and thus generated from the fluidized bed incinerator. By supplying heated ash to a fluidized bed reactor and supplying it with heated air for about 1 hour or more at a temperature of about 250 to 500 ° C. As a result, it is possible to effectively decompose and remove toxic substances and to achieve ash detoxification at a high rate.
[0056]
In addition, dioxins and other harmful substances are decomposed and removed by heating the ash in a fluidized bed with heated air using a fluidized bed reactor. Thus, the configuration of the fluidized bed reactor can be simplified and downsized, and the handling operation is facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment for carrying out the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Fluidized bed incinerator 4 Waste 10 Fly ash (ash)
10 'Incineration ash (ash)
13 Ca supply device 14 Fluidized bed type reactor 16 Heated air 17 Heated air supply port 19 Fluidized bed

Claims

When waste is incinerated in a fluidized bed incinerator, the residual amount of unburned carbon of ash produced by incineration is 0.2 to 1.0%, and the pH of the ash is maintained at 11 to 13. performed incinerated by supplying Ca in the fluidized bed incinerator in so that the ash generated upon incineration in the fluidized bed incinerator is fed to the fluidized bed reactor, the temperature of the ash 2 50 Heated air is supplied to a fluidized bed reactor so that the temperature is maintained at ˜500 ° C., a fluidized bed is formed, and ash dioxins are decomposed and removed by fluidizing and heating for 1 hour or longer. Detoxification treatment method.

Ca is supplied to the fluidized bed incinerator for incineration of waste and the fluidized bed incinerator so that the pH of the ash produced when incinerated in the fluidized bed incinerator is maintained at 11-13. and Ca feeder, said so as to form a fluidized bed and fluidized bed reactor so as to introduce the generated ash incinerator, a fluid bed of 2 50 to 500 ° C. in the interior of the flowable layer reactor An ash detoxification treatment apparatus comprising a heated air supply port for supplying heated air from a lower part of a fluidized bed reactor to decompose and remove dioxins of ash.