JP4153377B2

JP4153377B2 - Waste treatment equipment

Info

Publication number: JP4153377B2
Application number: JP2003195509A
Authority: JP
Inventors: 郁郎仲西; 和夫高野; 正昭入江; 洋一高沢; 良次宮林
Original assignee: Ebara Corp; Nippon Mining and Metals Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp; Nippon Mining Holdings Inc
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-07-11
Also published as: JP2005030663A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処理装置に係り、特に、各種産業から生ずる銅（Ｃｕ）を含む金属滓と自動車、電機製品等から生ずる有価金属を含むシュレッダーダスト、金属成分を多く含む廃プラスチック等の産業廃棄物を原料として内部循環流動層ガス化炉において生成した熱分解ガスとともに、微粒子化されたチャー及び不燃成分を溶融炉へ送出しチャ−とガスを燃焼して灰分を溶融スラグ化し得られるスラグから有価金属を回収する廃棄物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物を流動層ガス化炉により低温で熱分解ガス化した後に、溶融炉により高温で溶融燃焼させ、溶融炉から排出される排ガスの冷却工程、熱回収工程および濾過集塵工程の少なくとも１つの工程にて得られた捕集灰の大部分を流動層ガス化炉または溶融炉に戻し、スラグ化率を向上させることにより最終廃棄物の総量を低減させる廃棄物処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
他方、廃棄物を処理する場合、その容量、性状、組成や種類により再生率、中間処理減量率、及び最終処分率が異なる（例えば、非特許文献１参照）。金属滓として銅滓の含有量が多い処理対象物については可燃成分と銅成分とを焼却することにより塩化第二銅などのダストが発生することを避けるため、処理フローとしては分別を徹底して行った後に、銅滓のみを取り出してリサイクルしていた。
【０００４】
しかし、銅滓をリサイクルするには、大量のエネルギーを加えなければならない。そこで、分別することなく有機性ゴミのエネルギーを銅回収のために用いることが望ましい。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２３２００７号公報（段落番号００２５、第１図）
【０００６】
【非特許文献１】
志垣正信編著「絵解き廃棄物の焼却技術」オーム社刊、平成１２年１０月改訂第３版発行、ｐ．１４−１５
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
現在、銅を装置に組み込んだ製品は多く、銅のみを分別することが困難な場合が多い。しかし銅のみを分別できない場合についても再資源化を行うことは、リサイクル率を高める上で現在非常に重要な技術的課題となってきている。しかし従来の廃棄物処理装置では、多種多様の廃棄物を処理することができるものであるが、被処理物の性格に応じ装置の変形を行なう必要がある。例えば、銅滓を多量に含む廃棄物を原料とする場合に、還元炉を併設させてガス化溶融炉から金属を回収するように構成すると、銅の回収率は必ずしも良好ではなく、ダストが大量に発生することで溶融炉にて、スラグ化しきれず、排ガス処理においてバグフィルタにダストが蓄積することによる多大な圧力損失が生ずる等の問題があることが判明した。
【０００８】
また、溶融炉から排出される排ガスは、冷却工程により排ガス温度の低下に伴い高温で気化していた低沸点の銅、亜鉛、鉛等や塩化物が飛灰上に析出すると共に、排ガス中の塩化物が湿るため、バグフィルタの表面に飛灰、銅、亜鉛、鉛等の塩化物が付着し、捕集灰の回収率を低下させるという課題が存在していた。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑み、バグフィルタに付着する飛灰、金属、塩化物の量を低減させ、バグフィルタから得た捕集灰を排水処理工程にて中和処理をした後に、排水処理装置から得た中和滓を脱水及び乾燥させてから、溶融炉に戻し金属をスラグ化して回収する廃棄物処理装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明による廃棄物処理装置は、例えば、図１に示すように、銅滓を実質的に含む廃棄物Ａを投入し、底部１２から質量速度の大きい流動化空気Ｃ２と質量速度の小さい流動化空気Ｃ１を吹き込み流動媒体の循環流を形成して廃棄物Ａの一部を循環流中で４５０℃乃至６００℃で熱分解ガス化しガスとチャー及び不燃成分Ｅを排出する内部循環流動層ガス化炉１１と、前記ガスとチャー及び不燃成分Ｅを旋回導入口１４より導入し、１３００℃以上にて燃焼させて灰分をスラグ化して溶融スラグＧを生成する旋回溶融炉２１と、旋廻溶融炉２１より排出される溶融スラグＧを還元雰囲気下で溶融して黒銅Ｉを得る電気式保持炉３１と、旋回溶融炉２１から排出され内部で上昇する排ガスと噴霧する廃液Ｌとを接触させる廃液分解塔２６と、廃液分解塔２６の下流に設けられ、廃液Ｌと接触した排ガスを冷却水に接触させて冷却する急冷塔４１と、急冷塔４１の下流に設けられ、急冷塔４１から移送された排ガスＦから銅、亜鉛、鉛等の塩化物を含む飛灰を捕集するバグフィルタ５１と、バグフィルタ５１の下流に設けられ、バグフィルタ５１から移送された排ガスを中和する洗浄塔６１と、洗浄塔６１の下流に設けられ、洗浄塔６１から移送された排ガスＦの濾過集塵を行い、飛灰を回収するミストコットレル７１と；急冷塔４１とバグフィルタ５１との間に設けられ、バグフィルタ５１に移送途中の急冷した排ガスに消石灰Ｋの粉状物を空気により吹き込む消石灰吹込装置８７と、急冷塔４１とバグフィルタ５１の底部に接続し、急冷塔４１とバグフィルタ５１から飛灰Ｈを回収する飛灰処理装置９１と、飛灰処理装置９１の下流に設けられ、飛灰処理装置９１から該飛灰処理装置９１で回収した飛灰を移送し、ミストコットレル７１からミストコットレル７１で回収した飛灰を移送し、湿式処理により消石灰を混入して前記移送した飛灰を中和させ中和滓を抽出する排水処理装置８２と、排水処理装置８２の下流に設けられ、排水処理装置８２から抽出した、前記混入された消石灰により排水処理装置８２で中和された中和滓を脱水及び乾燥させる中和滓乾燥装置８４と、旋回溶融炉２１の頂部１８に接続され、中和滓乾燥装置８４により乾燥させた中和滓Ｎを貯留し、底部に設けられたバルブ２９を介して旋回溶融炉２１の１次燃焼室の頂部１８へ該貯留した中和滓Ｎを投下する中和滓貯留装置２７と、を備える。
【００１１】
このように構成することで、消石灰吹込装置８７と中和滓貯留装置２７を備えるので、バグフィルタ５１に移送途中の急冷した排ガスに消石灰Ｋの粉状物を空気により吹き込むことにより、バグフィルタ５１へ消石灰Ｋを付着させ、急冷塔４１とバグフィルタ５１から回収した飛灰Ｈを湿式処理により消石灰を混入して中和させ中和滓を抽出し、脱水及び乾燥させた中和滓Ｎを旋回溶融炉２１の頂部１８から投下することができる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項２にかかる発明による請求項１に記載の廃棄物処理装置は、例えば、図１に示すように、消石灰吹込装置８７は、急冷した排ガスが移送される前に、予め消石灰Ｋの粉状物を空気によりバグフィルタ５１へ吹込み、バグフィルタ５１の布へ消石灰Ｋの粉状物をコーティングするように構成する。
【００１３】
このように構成することで、バグフィルタ５１のろ布へ消石灰Ｋの粉状物をコーティングすることができる。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項３にかかる発明による請求項１又は請求項２に記載の廃棄物処理装置は、例えば、図１に示すように、消石灰吹込装置８７は、消石灰Ｋの粉状物を空気により吹き込むことにより、急冷した排ガス中の塩化物の湿った状態を改善すると共に、バグフィルタ５１のダストの払い落としを容易にし圧力損失を低減させ、かつ、ダストの再飛散を抑えるように構成する。
【００１５】
このように構成すると、急冷した排ガス中の塩化物の湿った状態を改善すると共に、バグフィルタ５１のダストの払い落としを容易にし圧力損失を低減させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図１は発明を実施する形態の一例であって、図中、図と同一または類似の符号を付した部分は同一物または相当物を表わし、重複した説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明による実施の形態である廃棄物処理装置の模式的な系統図である。廃棄物処理装置は、原料Ａを側壁から導入する内部循環流動層ガス化炉１１と、内部循環流動層ガス化炉１１に接続されガスと微粒子化されたチャー及び不燃成分Ｅを旋回導入口１４から導入する旋回溶融炉２１と、旋回溶融炉２１の下流に位置し、排ガスＦの冷却工程を処理する急冷塔４１と、冷却された排ガスＦから銅、亜鉛、鉛等の塩化物を含む飛灰を捕集するバグフィルタ５１と、排ガスＦの中和工程を処理する洗浄塔６１と、排ガスＦの濾過集塵工程を処理するミストコットレル７１と、濾過集塵済の排ガスを外部に放出する排突８１とを備える。
【００１８】
廃棄物処理装置は、銅滓Ａ１を貯蔵する第１の貯蔵所１と、金属を含む産業廃棄物Ａ２等を貯蔵する別の第２の貯蔵所２と、この第１と第２の貯蔵所から供給コンベア３により搬送される銅滓Ａ１と産業廃棄物Ａ２等を受容する供給フィーダー４とを備え、上記内部循環流動層ガス化炉１１が供給フィーダー４の下流に接続され原料Ａとしての銅滓Ａ１と産業廃棄物Ａ２等を導入する。
【００１９】
旋回溶融炉２１は、内部循環流動層ガス化炉１１の下流に接続され内部循環流動層ガス化炉１１からガスと微粒子化されたチャー及び不燃成分Ｅを旋回導入口１４から導入し、底部のスラグ回収口２３からスラグシュート１６を介して溶融スラグＧを還元炉３１へ自重流下させ、溶融スラグＧから銅Ｉを回収させる。
【００２０】
また、旋回溶融炉２１は、上部に立設する廃液分解塔２６と接続され、旋回溶融炉２１から排出され内部で上昇する排ガスＦと噴霧する廃液Ｌとを接触させる。この廃液分解塔２６の下流に設けられた急冷塔４１は、廃液Ｌと接触した排ガスＦを冷却水に接触させて冷却する。さらに、旋回溶融炉２１は、頂部１８にロータリーバルブ２９を介して接続された中和滓貯留装置２７を備える。
【００２１】
バグフィルタ５１は、急冷塔４１の下流に設けられ、排ガスＦから銅の塩化物を含む飛灰を捕集する。また、急冷塔４１とバグフィルタ５１との間を接続するダクトに接続する消石灰吹込装置８７は、内部に消石灰Ｋを貯留し、圧縮空気を貯蔵する空気貯蔵部８５からの圧縮空気を利用してロータリーバルブ８６を介して供給される消石灰Ｋを、ダクトの中を通過している排ガスへ吹き込む。排ガスは消石灰Ｋと同伴してバグフィルタ５１に移送される。
【００２２】
飛灰処理装置９１は、急冷塔４１の底部とバグフィルタ５１の底部に接続され、急冷塔４１とバグフィルタ５１から各々飛灰Ｈを回収し、飛灰処理装置９１の下流に設けられた排水処理装置８２へ飛灰Ｈを移送する。
【００２３】
排水処理装置８２は、ミストコットレル７１と飛灰処理装置９１から飛灰Ｈを回収し、湿式処理により消石灰を混入して飛灰Ｈや汚泥を中和させ中和滓を抽出し、排水処理装置８２の下流に設けられた中和滓乾燥装置８４へ中和滓を移送し脱水及び乾燥処理を施すように構成する。
【００２４】
中和滓貯留装置２７は、中和滓乾燥装置８４により脱水及び乾燥させた中和滓Ｎを貯留し、底部に設けられたロータリーバルブ２９を介して旋回溶融炉２１の頂部１８へ中和滓Ｎを連続的に投下する。
【００２５】
上記内部循環流動層ガス化炉１１は、銅滓Ａ１を実質的に含む廃棄物Ａを投入し、底部から空気Ｃを送入して質量速度の大きい流動化空気Ｃ２と質量速度の小さい流動化空気Ｃ１とを炉底部１２に位置する流動床の散気板を介して内部循環流動層ガス化炉１１内部へ吹き込み循環流を形成して廃棄物Ａの一部を循環流中で熱分解ガス化しガスと微粒子化されたチャー及び不燃成分を排出する。
【００２６】
廃棄物処理装置に用いる旋回溶融炉２１は、内部循環流動層ガス化炉１１から排出されるガスと微粒子化されたチャー及び不燃成分を旋回導入口１４より導入すると共に、燃焼ガスを平面から見たときの軸方向に対し接線方向に導入して１次燃焼室の内部に旋回流を形成し、不燃成分をスラグ化し溶融スラグを生成する。
【００２７】
上記第１の貯蔵所１には、同時に他の品位が低い銅鉱石、例えば含銅黄鉄鉱、黄銅鉱等の硫化鉱、酸化鉱を貯蔵することができる。銅滓としては真鍮伸銅工場、青銅工場から発生するスラグ、ダスト、削り粉さらには化学工場から発生する水酸化銅、沈殿銅がある。
【００２８】
ここで、図１の系統図を参照して、廃棄物処理装置の動作を説明する。廃棄物処理装置は、第１の貯蔵所１から銅滓Ａ１等を破砕機（不図示）に掛けて細かく粉砕し、粉砕した産業廃棄物Ａ２等と伴に供給コンベア３により上方へ搬送し、供給コンベア３の終端から銅滓Ａ１と産業廃棄物Ａ２等を供給フィーダー４に投入する。
【００２９】
次に、供給フィーダー４から一定量の銅滓Ａ１と産業廃棄物Ａ２等を原料Ａとして内部循環流動層ガス化炉１１に投入する。
【００３０】
ここで銅滓Ａ１は、実質的に銅を含む、すなわち銅品位が５０から８０％含有する滓が好ましい。銅品位５０％以下では変動費コストが多大となり、銅品位が８０％以上では何らかの手段で固型化して銅製錬の転炉工場へ投入した方が有利となるからである。また、産業廃棄物Ａ２には、自動車、家庭電化製品等をシュレッダーで処理した有価金属とプラスチックを含むシュレッダーダスト、家庭用と工業用の少なくとも銅を含有する廃プラスチックが含まれる。
【００３１】
内部循環流動層ガス化炉１１は、内部に投入された産業廃棄物Ａ２と銅滓等Ａ１が、内部循環流動層ガス化炉１１の炉底部１２の流動床に空気Ｃを吹き込み、分岐する質量速度の大きい流動化空気Ｃ２と質量速度の小さい流動化空気Ｃ１により内部循環流動層ガス化炉１１内で循環流を形成して廃棄物としての産業廃棄物Ａ２と銅滓等Ａ１の一部を循環流の中で熱分解ガス化し、このガスと微粒子化されたチャー及び不燃成分を排出する。
【００３２】
内部循環流動層ガス化炉１１は、内部温度を約４５０℃乃至６００℃の温度に設定し、空気比を約０．３の還元性雰囲気を作り出すことにより産業廃棄物Ａ２中の廃プラスチックの急速な燃焼を防止しながら、廃プラスチックを熱分解しガス化する。この場合、内部循環流動層ガス化炉１１内では有価金属である銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）の酸化を防止し、銅滓の主体である酸化第一銅（Ｃｕ_２Ｏ）が還元されるという効果も期待できる。
【００３３】
内部循環流動層ガス化炉１１内の温度が約４５０℃以下では、廃プラスチックがガスしにくく、約６００℃以上では燃焼する。さらに好ましくは内部循環流動層ガス化炉１１内の温度が約５００から５５０℃が望ましい。廃プラスチックのガス化、有価金属の酸化防止に適するからである。
【００３４】
内部循環流動層ガス化炉１１内で細粒化されない銅滓と蒸気圧が低いＣｕ、Ｆｅ、Ａｌ等の有価金属を含む第１の不燃物Ｄは炉底部１２の流動床の脇からシュート部を通じて内部循環流動層ガス化炉１１外に吐出され回収される。
【００３５】
さらに、内部循環流動層ガス化炉１１内で生成された熱分解ガスＥ、粉砕されたＣｕ_２Ｏを含む約１００から２５０マイクロメータの直径の銅滓と廃プラスチックから分離した蒸気圧の高い有価金属の第２の不燃物が熱分解ガスＥとともに内部循環流動層ガス化炉１１の上部に設けた排出口を経由して下流の旋回溶融炉２１に移送される。
【００３６】
旋回溶融炉２１は、熱分解ガスＥ等が旋回導入口１４を経由して内部で旋回するように導入すると同時に、外部から空気を供給し空気比約０．９から１．３に調整して第１燃焼室の雰囲気を酸化性にし熱分解ガスＥを燃焼させる。この燃焼は、約１２００から１５００℃の温度で行う。燃焼温度が約１２００℃以下では溶融スラグの流動性が悪化し、約１５００℃以上では旋回溶融炉２１の内壁の耐火物等を損傷する場合があるからである。好ましくは、約１３００℃とするのが好ましい。つまり、有害物質の発生を抑制し、銅滓Ａ１のスラグ化に適する温度に調整することができる。
【００３７】
旋回溶融炉２１内の燃焼温度は、廃プラスチック等の産業廃棄物Ａ２、汚泥Ｂの供給量や、空気の投入量で調整することができる。燃焼用空気は、鉛直方向に立設された略円筒状の旋回溶融炉２１を上面から見た中心軸に対し接線方向に導入する。
【００３８】
熱分解ガスＥは、旋回溶融炉２１内部で燃焼して排ガスＦとなり、旋回溶融炉２１の下流に立設した廃液分解塔２６の上部に設けた排ガス排出口２２から排出する。さらに、不燃物中のＺｎ、Ｐｂの一部は酸化されて飛灰Ｈとなり排ガスＦと共に排ガス排出口２２から排出される。銅滓等及びＺｎ、Ｐｂの一部は高温で溶融しスラグ化しながら旋回流の中で接触し大きくなり、重力により下部に落下する。
【００３９】
また、銅滓等は高温で溶融しスラグ化しながら旋回流の遠心力により旋回溶融炉２１の側壁に当たり、一部は側壁に衝突して溶融付着し成長する。その他は底部へ落下する。落下した溶融スラグＧは、旋回溶融炉２１の炉底部に設けたスラグ回収口２３に集められ、スラグシュート１６を経由し電気式保持炉３１に回収する。回収された溶融スラグＧにはＣｕ_２Ｏが多く含まれる。このように、Ｃｕ_２Ｏの品位の低い銅滓からＣｕ_２Ｏの品位の高い溶融スラグＧをスラグ回収口２３から回収することができる。
【００４０】
次に、旋回溶融炉２１から排出された排ガスＦは、廃液分解塔２６を上昇し噴霧する廃液Ｌと接触する。さらに排ガスＦは、廃液分解塔２６の下流に設けた急冷塔４１へ移動し噴霧される冷却水に接触して排ガスＦが冷却される。この急冷塔４１により排ガスＦを大気中に放出できるまでの温度に冷却することができる。また、冷却された排ガスＦの中の塩化物は潮解性を増加する。
【００４１】
また、旋回溶融炉２１の下方に設けた還元炉としての電気式保持炉３１で生じた冷却した排ガスは、二次燃焼炉（不図示）で燃焼して有害物質を分解し、急冷塔４１で冷却水により同様に冷却する。この排ガスを急冷するのは、排ガスを約２５０℃乃至５００℃の温度範囲に曝すと、ダイオキシン等の有害物質が再合成されるため、この温度範囲にある時間を少なくして有害物質の再度の生成を防止するためである。
【００４２】
さらに、旋回溶融炉２１から回収した溶融スラグＧを電気式保持炉３１内に投入し、上部から黒鉛製電極を挿入する。この電極間に電流を流し、溶融スラグＧの抵抗熱で溶融する。電気式保持炉３１には、さらに未処理の硫化鉱や銅滓を新たに投入することができる。電気式保持炉３１の適正な操業のために、生成されるスラグの粘度、塩基度等を調整するためである。
【００４３】
電気式保持炉３１には、還元用のコークスＭを投入することができる。コークスＭの成分である炭素Ｃが直接Ｃｕ_２Ｏを還元してＣｕとＣＯを生成する。ここで、還元剤としては、コークスＭ、微粉炭、ＬＰＧ等を挙げることができるが、コークスＭが好ましい。投入用の装置が単純で、操作が容易だからである。
【００４４】
電気式保持炉３１内は、約１２５０から１４００℃の温度範囲が好ましい。これは、Ｃｕ_２Ｏの融点が約１２３０℃であり、銅の融点が約１０８０℃で少なくともＣｕ_２Ｏの融点以上にする必要があるためである。０．５から１．０時間精錬することにより銅品位が約７０から８０％の黒銅Ｉを得ることができる。
【００４５】
また、廃スラグＪは、金属をほとんど含まない、珪砂による均質なガラス質成分で構成されているため、路床等へのセメント材料として利用することができる。スラグを処理する炉としては、その他に自溶炉、反射炉、溶鉱炉等を用いることができるが、原料のスラグの成分が変動する場合があるため、原材料が変動しても同様の処理ができる電気式保持炉３１が好適である。
【００４６】
急冷塔４１とバグフィルタ５１との間を接続するダクトに設けた消石灰吹込装置８７は、上述したように圧縮空気により、ダクトの中を通過している排ガスＦへ消石灰Ｋの粉状物を吹き込み、排ガスＦと消石灰Ｋとを同伴してバグフィルタ５１に移送する。
【００４７】
また、消石灰吹込装置８７は、活性炭を混合した消石灰Ｋを貯留してもよく。ロータリーバルブ８６の回転数制御により、急冷した排ガスＦをバグフィルタ５１へ移送途中に活性炭と消石灰Ｋを吹き込み、平均粒径が約１０から２０マイクロメータの活性炭混合消石灰を空気と共に、ダクトの中に吹き込むことにより有害物質の除去処理を遂行する。
【００４８】
急冷塔４１とバグフィルタ５１の底部に接続した飛灰処理装置９１は、急冷塔４１とバグフィルタ５１からの飛灰Ｈを受容する。
【００４９】
バグフィルタ５１は、排ガスと空気と消石灰Ｋが吹き込まれることにより、バグフィルタ５１の布面に消石灰Ｋを付着させ、吹き込まれた排ガス中の湿った塩化物の付着を低減させることができる。すなわち、消石灰Ｋは、塩化物や銅や飛灰を所定の頻度で払い落とす際に、剥離材及び再飛散防止剤の機能を発揮するため、従来に比して大量の塩化物や銅を含む飛灰Ｈを回収させると共に、布面を乾燥させバグフィルタ５１の圧力損失を低減させることができる。しかも、ダクト内を通過している排ガスＦ中の飛灰上に析出した湿った塩化物にも消石灰Ｋが付着し表面の湿った状態を改善することができる。
【００５０】
さらに、消石灰吹込装置８７は、急冷塔４１から排ガスが供給される前に、予め消石灰Ｋを空気とともにバグフィルタ５１へ吹き込むとよい。すなわち、バグフィルタ５１内部を消石灰Ｋでプリコーティングすることにより、さらに剥離材としての効果を高めることができる。このプリコーティングの処理後に通常の廃棄物処理工程を開始し、消石灰Ｋ、空気、排ガスをバグフィルタ５１へ導入し、下地の消石灰層の表面に追加の消石灰層を形成させ銅や塩化物を含む飛灰Ｈの回収率を従来に比して向上させることができる。
【００５１】
バグフィルタ５１の下流に設けた洗浄塔６１は、ブロア移送した排ガスＦを苛性ソーダ（ＮａＯＨ）の水溶液でＳＯｘ、ＨＣｌ等を中和した後に、さらに下流に設けたミストコットレル７１へ排ガスＦをブロア移送し、排ガスＦ中のミスト、ダストを除去してから排突８１を通して外部に放出する。
【００５２】
ミストコットレル７１で回収したダストを含む廃液は、排水処理装置８２へ移送し、中和処理を施し、汚泥化した中和滓を排水処理装置８２の下流に設けた中和滓乾燥装置８４へ送り、中和滓を脱水及び乾燥処理を行う。ここで、排ガスＦは消石灰Ｋの吹き込みにより洗浄塔６１で苛性ソーダ溶液を噴霧して、ＳＯｘ等を中和してからミストコットレル７１で回収し、最終的に排突８１から大気中に放出する。
【００５３】
中和滓乾燥装置８４により脱水及び乾燥させた中和滓Ｎは、旋回溶融炉２１の上部に設けた中和滓貯留装置２７に送り貯留される。上述の如く、中和滓Ｎはロータリーバルブ２９を介して旋回溶融炉２１の頂部１８へ連続的に投入し、１次燃焼室内でスラグ化される。中和滓Ｎを旋回溶融炉２１へ投入するのは、中和滓Ｎに含有する未燃物の量が極めて少ないため、内部循環流動層ガス化炉１１に投入するよりも熱効率や銅の回収効率が高くなるからである。
【００５４】
以上の廃棄物処理装置により、有価金属としての銅を効率良く回収することができる。例えば、第１の貯蔵所１に、酸化銅鉱の硫酸浸出後の銅滓を搬入する。
【００５５】
また、第２の貯蔵所２には、約１５０ｍｍ以下に粉砕された家庭電化製品のシュレッダーダストと金属を含まない廃プラスチックを搬入する。
【００５６】
これら銅滓Ａ１とシュレッダーダストＡ２等をそれぞれの貯蔵所から計量コンベヤーで計量しながら、供給フィーダー４を経由して内部循環流動層ガス化炉１１に投入する。１月で、例えば銅滓５００ｔ（乾燥重量４００ｔ）、シュッレダーダスト５００ｔ、廃プラスチック２００ｔを同時に処理することもできる。
【００５７】
本実施の形態で用いた内部循環流動層ガス化炉１１の大きさは、鉛直方向に立設された円筒の容器で構成する。炉底部１２の流動床から空気を吹き込み、炉内温度を約５５０℃に調整し、空気比を約０．３とすることによりスチレン−アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等やポリウレタン樹脂等のエンジニアリングプラスチックであっても熱分解してガス化することができる。
【００５８】
旋回溶融炉２１は、炉内温度が約１３００℃に設定され、空気比を１．０程度にする。これにより、蒸気圧の高いＺｎ、Ｐｂは排ガスＦとともに廃液分解塔２６、急冷塔４１に移送する。旋回溶融炉２１では、高温で銅を酸化して溶融スラグＧとし、電気式保持炉３１に回収する。
【００５９】
上記廃棄物処理装置は、銅滓を実質的に含む廃棄物Ａを内部循環流動層ガス化炉１１へ投入し、熱分解ガス化しガスと微粒子化されたチャー及び不燃成分Ｅを旋回溶融炉２１へ導入し不燃成分をスラグ化して溶融スラグを生成する工程と、旋回溶融炉２１から排出され内部で上昇する排ガスと上部から噴霧する廃液とを接触させてから、さらに排ガスを冷却水に接触させて冷却し、冷却した排ガスに消石灰Ｋの粉状物を空気により吹き込みながらバグフィルタ５１へ移送し排ガスから銅の塩化物を含む飛灰Ｈを捕集する工程と、飛灰Ｈを湿式処理により消石灰を混入して中和させ中和滓を抽出し脱水及び乾燥させる工程と、脱水及び乾燥させた中和滓Ｎを中和滓貯留装置２７に貯留しながらロータリーバルブ２９を介して旋回溶融炉へ投下しスラグ化して溶融スラグを生成する工程と、を備えるため、バグフィルタ５１から回収した飛灰Ｈ中の銅を効率よく回収することができる。
【００６０】
以上の処理工程により、Ｃｕは全投入量の９５％以上回収することができる。
【００６１】
尚、本発明の廃棄物処理装置は、上述の図示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。
【００６２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１から請求項３に記載の廃棄物処理装置によれば、バグフィルタに付着する飛灰、金属、塩化物の量を低減させ、バグフィルタから得た捕集灰を排水処理工程にて中和処理をした後に、排水処理装置から得た中和滓を脱水及び乾燥させてから、溶融炉に戻し金属をスラグ化して回収する、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である廃棄物処理装置の模式的な系統図である。
【符号の説明】
１…貯蔵所、２…貯蔵所、３…供給コンベア、４…供給フィーダー、１１…内部循環流動層ガス化炉、１２…炉底部、１４…旋回導入口、１６…スラグシュート、２１…旋回溶融炉、２６…廃液分解塔、２７…中和滓貯留装置、２９…ロータリーバルブ、３１…電気式保持炉、４１…急冷塔、５１…バグフィルタ、６１…洗浄塔、７１…ミストコットレル、８１…排突、８２…排水処理装置、８４…中和滓乾燥装置、８５…空気貯蔵部、８６…ロータリーバルブ、８７…消石灰吹込装置、９１…飛灰処理装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a waste treatment apparatus, and in particular, industries such as metal soot containing copper (Cu) produced from various industries, shredder dust containing valuable metals produced from automobiles, electrical products, etc., waste plastics containing a large amount of metal components, and the like. Slag that can be obtained by melting the ash by melting char and gas by sending the char and incombustible components atomized together with the pyrolysis gas generated in the internal circulation fluidized bed gasification furnace using waste as a raw material The present invention relates to a waste treatment apparatus for recovering valuable metals from waste.
[0002]
[Prior art]
Waste is pyrolyzed and gasified at a low temperature in a fluidized bed gasification furnace, then melted and burned at a high temperature in a melting furnace, and at least one of a cooling process, a heat recovery process, and a filtration dust collection process of exhaust gas discharged from the melting furnace A waste treatment apparatus is known in which most of the collected ash obtained in the process is returned to the fluidized bed gasification furnace or melting furnace, and the total amount of final waste is reduced by improving the slag conversion rate ( For example, see Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, when waste is treated, the regeneration rate, intermediate treatment weight loss rate, and final disposal rate differ depending on the capacity, properties, composition, and type (see Non-Patent Document 1, for example). Thorough separation of the processing flow is required for processing objects that contain a large amount of copper slag as metal slag to avoid the generation of dust such as cupric chloride by incineration of combustible and copper components. After going, only the copper slag was taken out and recycled.
[0004]
However, a large amount of energy must be added to recycle copper slag. Therefore, it is desirable to use the energy of organic waste for copper recovery without sorting.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-232007 (paragraph number 0025, FIG. 1)
[0006]
[Non-Patent Document 1]
Edited by Masanobu Shigaki, “Technique for Incineration of Illustrated Waste”, published by Ohm, revised third edition in October 2000, p. 14-15
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Currently, there are many products that incorporate copper into the device, and it is often difficult to separate only copper. However, recycling even when copper alone cannot be separated has now become a very important technical issue for increasing the recycling rate. However, the conventional waste treatment apparatus can treat a wide variety of wastes, but the apparatus needs to be modified according to the nature of the object to be treated. For example, when a waste containing a large amount of copper slag is used as a raw material, if a reduction furnace is provided to collect metal from the gasification melting furnace, the copper recovery rate is not necessarily good, and a large amount of dust is generated. It has been found that there is a problem that a large pressure loss occurs due to accumulation of dust in the bag filter during exhaust gas treatment due to the occurrence of slag in the melting furnace.
[0008]
In addition, the exhaust gas discharged from the melting furnace is deposited on the fly ash with low boiling point copper, zinc, lead, etc., which have been vaporized at a high temperature as the exhaust gas temperature decreases due to the cooling process. Since chlorides are wet, there is a problem that chlorides such as fly ash, copper, zinc, lead and the like adhere to the surface of the bag filter and reduce the collection rate of collected ash.
[0009]
In view of such circumstances, the present invention reduces the amount of fly ash, metal, and chloride adhering to the bag filter, and neutralizes the collected ash obtained from the bag filter in the waste water treatment step. An object of the present invention is to provide a waste treatment device for dehydrating and drying the neutralized soot obtained from the treatment device, returning it to the melting furnace, converting the metal into slag, and collecting it.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a waste treatment apparatus according to a first aspect of the present invention, for example, as shown in FIG. A large fluidized air C2 and a fluidized air C1 having a low mass velocity are blown to form a circulating flow of a fluid medium, and a part of the waste A is pyrolyzed and gasified at 450 ° C. to 600 ° C. in the circulating flow. The internal circulation fluidized bed gasification furnace 11 for discharging the non-combustible component E, the gas, the char and the non-combustible component E are introduced from the swirl inlet 14 and combusted at 1300 ° C. or more to slag the ash to form the molten slag G. The swirl melting furnace 21 to be generated, the electric holding furnace 31 to obtain the black copper I by melting the molten slag G discharged from the swirl melting furnace 21 in a reducing atmosphere, and the discharge from the swirl melting furnace 21 to rise inside. Spray with exhaust gas A waste liquid decomposition tower 26 that is in contact with the liquid L, a quench tower 41 that is provided downstream of the waste liquid decomposition tower 26 and that cools exhaust gas that has been in contact with the waste liquid L in contact with cooling water, and a downstream of the quench tower 41. The bag filter 51 that collects fly ash containing chlorides such as copper , zinc, and lead from the exhaust gas F transferred from the quenching tower 41, and the exhaust gas that is provided downstream of the bag filter 51 and transferred from the bag filter 51 A washing tower 61 for neutralizing the water, a mist cot rel 71 that is provided downstream of the washing tower 61 and collects the exhaust gas F collected from the washing tower 61 and collects fly ash ; a quenching tower 41 and a bag filter 51, connected to the bottom of the quenching tower 41 and the bag filter 51, and connected to the bottoms of the quenching tower 41 and the bag filter 51. 41 and a fly ash treatment device 91 that collects fly ash H from the bag filter 51 and a fly ash treatment device 91 that is provided downstream of the fly ash treatment device 91 and transports the fly ash collected by the fly ash treatment device 91. , transferring the fly ash collected by the mist Cottrell 71 from the mist Cottrell 71, a waste water treatment apparatus 82 by mixing a slaked lime by wet process to extract the neutralizing slag to neutralize the fly ash that the transfer, the waste water treatment apparatus 82 A neutralization soot drying device 84 for dehydrating and drying the neutralized soot that has been extracted from the waste water treatment device 82 and neutralized by the mixed slaked lime with the waste water treatment device 82; The neutralized soot N that is connected to the top 18 and dried by the neutralizing soot dryer 84 is stored and stored in the top 18 of the primary combustion chamber of the swirl melting furnace 21 through a valve 29 provided at the bottom. Throw neutralized 滓 N And a neutralizing soot storage device 27 to be lowered.
[0011]
By comprising in this way, since the slaked lime blowing apparatus 87 and the neutralization soot storage apparatus 27 are provided, the bag filter 51 is blown into the bag filter 51 by blowing the powdery substance of slaked lime K into the rapidly cooled exhaust gas being transferred. The fly ash H collected from the quenching tower 41 and the bag filter 51 is neutralized by adding slaked lime by wet processing to extract the neutralized soot, and the dewatered and dried neutralized soot N is swirled. It can be dropped from the top 18 of the melting furnace 21.
[0012]
In order to achieve the above object, the waste treatment apparatus according to claim 1 according to the invention according to claim 2 is, for example, as shown in FIG. In addition, the powdered slaked lime K is blown into the bag filter 51 by air in advance, and the cloth of the bag filter 51 is coated with the powdered slaked lime K.
[0013]
By comprising in this way, the powder of slaked lime K can be coated on the filter cloth of the bag filter 51.
[0014]
In order to achieve the above object, the waste treatment apparatus according to claim 1 or claim 2 according to the invention according to claim 3 is, for example, as shown in FIG. By blowing air into the air, the wet state of chloride in the rapidly cooled exhaust gas is improved, dust is easily removed from the bag filter 51, pressure loss is reduced , and dust re-scattering is suppressed. Configure as follows.
[0015]
If comprised in this way, while the wet state of the chloride in the rapidly cooled exhaust gas can be improved, dust removal of the bag filter 51 can be facilitated and the pressure loss can be reduced.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an example of an embodiment of the present invention. In the figure, the same or similar reference numerals denote the same or equivalent parts, and duplicate explanations are omitted.
[0017]
FIG. 1 is a schematic system diagram of a waste disposal apparatus according to an embodiment of the present invention. The waste treatment apparatus includes an internal circulating fluidized bed gasification furnace 11 that introduces a raw material A from a side wall, and a swirl inlet 14 that is connected to the internal circulating fluidized bed gasification furnace 11 and gas and finely divided char and incombustible component E. , A swirl melting furnace 21 introduced from the above, a quenching tower 41 located downstream of the swirl melting furnace 21 for processing the cooling process of the exhaust gas F, and a fly containing a chloride such as copper, zinc, lead, etc. from the cooled exhaust gas F. Bag filter 51 that collects ash, cleaning tower 61 that processes the neutralization process of exhaust gas F, mist cot rel 71 that processes the dust collection process of exhaust gas F, and exhausted exhaust gas that has been filtered and collected And a discharge bump 81.
[0018]
The waste treatment apparatus includes a first storage 1 for storing copper slag A1, another second storage 2 for storing industrial waste A2 containing metal, and the first and second storages. And a feeder feeder 4 for receiving industrial waste A2 and the like, and the internal circulating fluidized bed gasifier 11 is connected downstream of the feeder feeder 4 to form copper as a raw material A.滓 Introduce A1 and industrial waste A2.
[0019]
The swirling melting furnace 21 is connected to the downstream of the internal circulation fluidized bed gasification furnace 11 and introduces gas and finely divided char and incombustible component E from the internal circulation fluidized bed gasification furnace 11 through the swirl introduction port 14. The molten slag G is caused to flow under its own weight from the slag recovery port 23 through the slag chute 16 to the reduction furnace 31, and copper I is recovered from the molten slag G.
[0020]
In addition, the swirl melting furnace 21 is connected to a waste liquid decomposition tower 26 installed in the upper part, and the exhaust gas F discharged from the swirl melting furnace 21 and rising inside is brought into contact with the waste liquid L to be sprayed. The quenching tower 41 provided downstream of the waste liquid decomposition tower 26 cools the exhaust gas F in contact with the waste liquid L by bringing it into contact with cooling water. Further, the swirl melting furnace 21 includes a neutralization soot storage device 27 connected to the top 18 via a rotary valve 29.
[0021]
The bag filter 51 is provided downstream of the quenching tower 41 and collects fly ash containing copper chloride from the exhaust gas F. The slaked lime blowing device 87 connected to the duct connecting the quenching tower 41 and the bag filter 51 stores slaked lime K therein and uses compressed air from the air storage unit 85 that stores compressed air. Slaked lime K supplied through the rotary valve 86 is blown into the exhaust gas passing through the duct. The exhaust gas is transferred to the bag filter 51 along with the slaked lime K.
[0022]
The fly ash treatment device 91 is connected to the bottom of the quench tower 41 and the bottom of the bag filter 51, collects fly ash H from the quench tower 41 and the bag filter 51, and drains provided downstream of the fly ash treatment device 91. The fly ash H is transferred to the processing device 82.
[0023]
The waste water treatment device 82 collects the fly ash H from the mist cot rel 71 and the fly ash treatment device 91, mixes slaked lime with a wet treatment, neutralizes the fly ash H and sludge, extracts neutralized soot, and the waste water treatment device. The neutralized soot is transferred to a neutralizing soot drying apparatus 84 provided downstream of 82 to perform dehydration and drying.
[0024]
The neutralization soot storage device 27 stores the neutralized soot N dehydrated and dried by the neutralization soot drying device 84 and neutralizes the neutralization soot to the top 18 of the swirl melting furnace 21 through the rotary valve 29 provided at the bottom. Drop N continuously.
[0025]
The internal circulation fluidized bed gasification furnace 11 is charged with waste A that substantially contains copper slag A1, and is fed with air C from the bottom so that fluidized air C2 having a high mass velocity and fluidization having a low mass velocity. The air C1 is blown into the internal circulating fluidized bed gasification furnace 11 through a diffuser plate of a fluidized bed located at the furnace bottom 12 to form a circulating flow, and a part of the waste A is pyrolyzed gas in the circulating flow. Gas, particulate char and incombustible components are discharged.
[0026]
The swirl melting furnace 21 used for the waste treatment apparatus introduces the gas discharged from the internal circulating fluidized bed gasification furnace 11, the char and the incombustible component, which are atomized, from the swirl inlet 14, and also sees the combustion gas from a plane. It is introduced in a tangential direction with respect to the axial direction at that time, and a swirl flow is formed inside the primary combustion chamber to slag the incombustible component and generate molten slag.
[0027]
The first reservoir 1 can simultaneously store other low-grade copper ores, for example, sulfide ores such as copper-containing pyrite and chalcopyrite, and oxide ores. The copper slag includes slag, dust, shavings generated from brass and copper bronze factories, bronze factories, and copper hydroxide and precipitated copper generated from chemical factories.
[0028]
Here, the operation of the waste treatment apparatus will be described with reference to the system diagram of FIG. The waste treatment apparatus is configured to finely pulverize the copper slag A1 etc. from the first storage 1 with a crusher (not shown), and convey it upward by the supply conveyor 3 together with the pulverized industrial waste A2 etc. Copper trough A1, industrial waste A2, etc. are put into the supply feeder 4 from the end of the supply conveyor 3.
[0029]
Next, a predetermined amount of copper slag A1, industrial waste A2, and the like are fed as raw material A into the internal circulating fluidized bed gasifier 11 from the supply feeder 4.
[0030]
Here, the copper jar A1 is preferably a jar that substantially contains copper, that is, contains 50 to 80% of copper grade. This is because when the copper quality is 50% or less, the variable cost becomes large, and when the copper quality is 80% or more, it is advantageous to solidify by some means and put it into a copper smelting converter factory. The industrial waste A2 includes shredder dust containing valuable metals and plastics obtained by treating automobiles, home appliances, etc. with a shredder, and waste plastics containing at least copper for household and industrial use.
[0031]
The internal circulating fluidized bed gasification furnace 11 is a mass in which industrial waste A2 and copper slag A1 and the like charged therein blow air C into the fluidized bed at the bottom 12 of the internal circulating fluidized bed gasification furnace 11 and branch off. A circulating flow is formed in the internal circulating fluidized bed gasification furnace 11 by the fluidizing air C2 having a high velocity and the fluidizing air C1 having a low mass velocity, and a part of the industrial waste A2 as waste and copper soot A1 is disposed. Pyrolysis gasification is performed in the circulating flow, and this gas, finely divided char and incombustible components are discharged.
[0032]
The internal circulating fluidized bed gasification furnace 11 sets the internal temperature to a temperature of about 450 ° C. to 600 ° C., and creates a reducing atmosphere with an air ratio of about 0.3, thereby rapidly disposing the plastic waste in the industrial waste A2. Waste plastic is pyrolyzed and gasified while preventing excessive combustion. In this case, copper (Cu), iron (Fe), and aluminum (Al), which are valuable metals, are prevented from being oxidized in the internal circulation fluidized bed gasification furnace 11, and cuprous oxide (Cu ₂ ), which is the main body of copper soot. The effect that O) is reduced can also be expected.
[0033]
When the temperature in the internal circulation fluidized bed gasification furnace 11 is about 450 ° C. or less, the waste plastic is difficult to gas, and when it is about 600 ° C. or more, it burns. More preferably, the temperature in the internal circulating fluidized bed gasification furnace 11 is about 500 to 550 ° C. This is because it is suitable for the gasification of waste plastics and the prevention of oxidation of valuable metals.
[0034]
The first incombustible material D including copper soot not refined in the internal circulating fluidized bed gasification furnace 11 and valuable metals such as Cu, Fe, Al and the like having a low vapor pressure is taken from the side of the fluidized bed of the furnace bottom 12 to the chute part. Through the internal circulating fluidized bed gasification furnace 11 and recovered.
[0035]
In addition, the pyrolysis gas E generated in the internal circulating fluidized bed gasification furnace 11 and the copper vapor containing about 100 to 250 micrometers in diameter containing pulverized Cu ₂ O and the high vapor pressure separated from the waste plastics. The second incombustible metal is transferred to the downstream swirl melting furnace 21 via the discharge port provided in the upper part of the internal circulating fluidized bed gasification furnace 11 together with the pyrolysis gas E.
[0036]
The swirling melting furnace 21 introduces the pyrolysis gas E and the like so as to swirl inside via the swirl inlet 14, and simultaneously supplies air from the outside to adjust the air ratio to about 0.9 to 1.3. The atmosphere in the first combustion chamber is made oxidizing and the pyrolysis gas E is burned. This combustion takes place at a temperature of about 1200 to 1500 ° C. This is because when the combustion temperature is about 1200 ° C. or lower, the fluidity of the molten slag deteriorates, and when it is about 1500 ° C. or higher, the refractory or the like on the inner wall of the swirl melting furnace 21 may be damaged. Preferably, the temperature is about 1300 ° C. That is, generation | occurrence | production of a harmful | toxic substance can be suppressed and it can adjust to the temperature suitable for slag formation of the copper jar A1.
[0037]
The combustion temperature in the swirl melting furnace 21 can be adjusted by the supply amount of industrial waste A2, such as waste plastic, sludge B, and the input amount of air. Combustion air is introduced in a tangential direction with respect to the central axis of the substantially cylindrical swirl melting furnace 21 erected in the vertical direction as viewed from above.
[0038]
The pyrolysis gas E burns in the swirl melting furnace 21 to become exhaust gas F, and is discharged from an exhaust gas discharge port 22 provided in an upper portion of a waste liquid decomposition tower 26 standing downstream of the swirl melting furnace 21. Furthermore, a part of Zn and Pb in the incombustible material is oxidized to fly ash H and discharged from the exhaust gas discharge port 22 together with the exhaust gas F. A part of Zn, Pb, etc., is melted at a high temperature and slags into contact with each other in a swirling flow and becomes large, and falls downward due to gravity.
[0039]
In addition, the copper slag etc. hits the side wall of the swirl melting furnace 21 due to the centrifugal force of the swirl flow while melting at high temperature and slag, and a part of it collides with the side wall and melts and adheres to grow. Others fall to the bottom. The dropped molten slag G is collected in a slag collection port 23 provided at the bottom of the swirl melting furnace 21 and is collected in an electric holding furnace 31 via a slag chute 16. The recovered molten slag G contains a large amount of Cu ₂ O. Thus, it is possible to recover the quality of high melting slag G of Cu 2 _O from the slag recovery port 23 from a low copper slag-quality of Cu 2 _O.
[0040]
Next, the exhaust gas F discharged from the swirl melting furnace 21 comes into contact with the waste liquid L that rises and sprays the waste liquid decomposition tower 26. Furthermore, the exhaust gas F moves to the quenching tower 41 provided downstream of the waste liquid decomposition tower 26 and comes into contact with the sprayed cooling water to cool the exhaust gas F. The quenching tower 41 can cool the exhaust gas F to a temperature at which it can be released into the atmosphere. Further, the chloride in the cooled exhaust gas F increases deliquescence.
[0041]
Further, the cooled exhaust gas generated in the electric holding furnace 31 as a reduction furnace provided below the swirling melting furnace 21 is burned in a secondary combustion furnace (not shown) to decompose harmful substances, and in the quenching tower 41. Cool in the same way with cooling water. The exhaust gas is rapidly cooled because, when the exhaust gas is exposed to a temperature range of about 250 ° C. to 500 ° C., harmful substances such as dioxin are re-synthesized. This is to prevent generation.
[0042]
Further, the molten slag G recovered from the swirl melting furnace 21 is put into the electric holding furnace 31, and a graphite electrode is inserted from above. An electric current is passed between the electrodes, and the molten slag G is melted by the resistance heat. The electric holding furnace 31 can be further charged with untreated sulfide ore and copper slag. This is for adjusting the viscosity, basicity, and the like of the slag to be generated for proper operation of the electric holding furnace 31.
[0043]
The electric holding furnace 31 can be charged with coke M for reduction. Carbon C, which is a component of coke M, directly reduces Cu ₂ O to produce Cu and CO. Here, examples of the reducing agent include coke M, pulverized coal, LPG, and the like, but coke M is preferable. This is because the input device is simple and easy to operate.
[0044]
The electric holding furnace 31 preferably has a temperature range of about 1250 to 1400 ° C. This is because the melting point of Cu ₂ O is about 1230 ° C., and the melting point of copper needs to be at least about that of Cu ₂ O at about 1080 ° C. By refining for 0.5 to 1.0 hour, black copper I having a copper quality of about 70 to 80% can be obtained.
[0045]
Moreover, since waste slag J is comprised with the homogeneous glassy component by a silica sand which hardly contains a metal, it can be utilized as a cement material to a roadbed etc. As a furnace for treating slag, a flash smelting furnace, a reflection furnace, a blast furnace, and the like can be used. However, since the slag component of the raw material may fluctuate, the same treatment can be performed even if the raw material fluctuates. The electric holding furnace 31 is suitable.
[0046]
The slaked lime blowing device 87 provided in the duct connecting the quenching tower 41 and the bag filter 51 blows the powdered slaked lime K into the exhaust gas F passing through the duct as described above. Then, the exhaust gas F and the slaked lime K are accompanied and transferred to the bag filter 51.
[0047]
The slaked lime blowing device 87 may store slaked lime K mixed with activated carbon. By controlling the rotational speed of the rotary valve 86, activated carbon and slaked lime K are blown in the middle of the transfer of the rapidly cooled exhaust gas F to the bag filter 51, and the activated carbon mixed slaked lime having an average particle diameter of about 10 to 20 micrometers together with air is put into the duct. We perform removal processing of harmful substance by blowing.
[0048]
The fly ash treatment device 91 connected to the bottoms of the quenching tower 41 and the bag filter 51 receives the fly ash H from the quenching tower 41 and the bag filter 51.
[0049]
The bag filter 51 allows the slaked lime K to adhere to the cloth surface of the bag filter 51 by blowing exhaust gas, air, and slaked lime K, thereby reducing the adhesion of wet chloride in the blown exhaust gas. That is, slaked lime K exhibits a function of a release material and a re-scattering agent when removing chloride, copper, and fly ash at a predetermined frequency, and therefore contains a larger amount of chloride and copper than conventional. While collecting fly ash H, the cloth surface can be dried and the pressure loss of the bag filter 51 can be reduced. Moreover, the slaked lime K adheres to the moist chloride deposited on the fly ash in the exhaust gas F passing through the duct, and the wet state of the surface can be improved.
[0050]
Further, the slaked lime blowing device 87 may blow slaked lime K together with air into the bag filter 51 before the exhaust gas is supplied from the quenching tower 41. That is, by pre-coating the inside of the bag filter 51 with slaked lime K, the effect as a release material can be further enhanced. After this pre-coating treatment, a normal waste treatment process is started, and slaked lime K, air, and exhaust gas are introduced into the bag filter 51 to form an additional slaked lime layer on the surface of the underlying slaked lime layer and contain copper and chloride The recovery rate of the fly ash H can be improved as compared with the prior art.
[0051]
The cleaning tower 61 provided downstream of the bag filter 51 neutralizes SOx, HCl and the like with an aqueous solution of caustic soda (NaOH), and then blows the exhaust gas F to the mist cot rel 71 provided further downstream. After the mist and dust in the exhaust gas F are removed, the exhaust gas 81 is discharged to the outside.
[0052]
Waste liquid containing dust collected by the mist cot rel 71 is transferred to the waste water treatment device 82, neutralized, and the sludge neutralized waste is sent to the neutralization waste drying device 84 provided downstream of the waste water treatment device 82. Then, the neutralized soot is dehydrated and dried. Here, the exhaust gas F is sprayed with a caustic soda solution in the washing tower 61 by blowing slaked lime K, neutralizes SOx and the like, and then recovered by the mist cot rel 71, and finally discharged from the exhaust projection 81 into the atmosphere.
[0053]
The neutralized soot N dehydrated and dried by the neutralizing soot dryer 84 is sent to and stored in the neutralized soot storage device 27 provided in the upper part of the swirl melting furnace 21. As described above, the neutralized soot N is continuously supplied to the top 18 of the swirl melting furnace 21 through the rotary valve 29 and is slagged in the primary combustion chamber. The reason why the neutralized soot N is charged into the swirl melting furnace 21 is that the amount of unburned material contained in the neutralized soot N is extremely small. This is because the efficiency is increased.
[0054]
With the above waste disposal apparatus, copper as a valuable metal can be efficiently recovered. For example, the copper slag after sulfuric acid leaching of copper oxide ore is carried into the first storage 1.
[0055]
Moreover, the shredder dust of household appliances crushed to about 150 mm or less and waste plastic not containing metal are carried into the second storage 2.
[0056]
The copper culm A1 and the shredder dust A2 and the like are put into the internal circulation fluidized bed gasification furnace 11 via the supply feeder 4 while being measured from each storage place by a measuring conveyor. In January, for example, copper jar 500t (dry weight 400t), shredder dust 500t, and waste plastic 200t can be processed at the same time.
[0057]
The size of the internal circulation fluidized bed gasification furnace 11 used in the present embodiment is constituted by a cylindrical container erected in the vertical direction. By blowing air from the fluidized bed at the furnace bottom 12 and adjusting the furnace temperature to about 550 ° C. and setting the air ratio to about 0.3, engineering plastics such as styrene-acrylic resin, polyethylene resin, and polyurethane resin can be used. However, it can be pyrolyzed and gasified.
[0058]
The swirl melting furnace 21 has a furnace temperature set to about 1300 ° C. and an air ratio of about 1.0. Thereby, Zn and Pb having a high vapor pressure are transferred to the waste liquid decomposition tower 26 and the quenching tower 41 together with the exhaust gas F. In the swirl melting furnace 21, copper is oxidized at a high temperature to form molten slag G, which is recovered in the electric holding furnace 31.
[0059]
In the waste treatment apparatus, the waste A substantially containing copper soot is introduced into the internal circulation fluidized bed gasification furnace 11, and pyrolysis gasification gas and finely divided char and incombustible component E are swirl melting furnace 21. And introducing a non-combustible component into slag to produce molten slag, contacting the exhaust gas discharged from the swirl melting furnace 21 and the waste liquid sprayed from above, and further contacting the exhaust gas with cooling water Cooling the exhaust gas, blowing the powdered slaked lime K into the bag filter 51 while blowing air with air, collecting the fly ash H containing copper chloride from the exhaust gas, and the wet ash H by wet processing A step of extracting neutralized soot by dehydration and drying by mixing and neutralizing slaked lime, and a rotary melting furnace through a rotary valve 29 while storing the dehydrated and dried neutralized soot N in the neutralizing soot storage device 27 Dropped To provide a process by lag of generating molten slag, it may be recovered better copper in fly ash H recovered from the bag filter 51 efficiently.
[0060]
Through the above processing steps, Cu can be recovered by 95% or more of the total input amount.
[0061]
In addition, the waste disposal apparatus of this invention is not limited only to the above-mentioned illustration example, Of course, various changes can be added within the range which does not deviate from the summary of this invention.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the waste treatment apparatus according to claims 1 to 3 of the present invention, the amount of fly ash, metal, and chloride adhering to the bag filter is reduced and obtained from the bag filter. After neutralizing the collected ash in the wastewater treatment process, the neutralized soot obtained from the wastewater treatment device is dehydrated and dried, and then returned to the melting furnace to recover the metal by slag. Can play.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic system diagram of a waste disposal apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reservoir, 2 ... Reservoir, 3 ... Supply conveyor, 4 ... Feed feeder, 11 ... Internal circulation fluidized bed gasification furnace, 12 ... Furnace bottom part, 14 ... Swirling inlet, 16 ... Slag chute, 21 ... Swirling melting Furnace, 26 ... Waste liquid decomposition tower, 27 ... Neutralization tank storage device, 29 ... Rotary valve, 31 ... Electric holding furnace, 41 ... Quenching tower, 51 ... Bag filter, 61 ... Cleaning tower, 71 ... Mistcotler, 81 ... Ejection, 82 ... Wastewater treatment device, 84 ... Neutralizing soot drying device, 85 ... Air storage unit, 86 ... Rotary valve, 87 ... Slaked lime blowing device, 91 ... Fly ash treatment device.

Claims

Waste material substantially containing copper slag is introduced, fluidized air having a large mass velocity and fluidized air having a small mass velocity are blown from the bottom to form a circulating flow of the fluid medium, and a part of the waste material is circulated. An internal circulating fluidized bed gasifier for pyrolysis and gasification in the stream at 450 ° C. to 600 ° C. to discharge gas, char and incombustible components;
A swirl melting furnace in which the gas, char and non-combustible components are introduced from a swirl inlet and burned at 1300 ° C. or higher to slag ash to produce molten slag;
An electric holding furnace for obtaining black copper by melting molten slag discharged from the rotating melting furnace in a reducing atmosphere;
A waste liquid decomposition tower for contacting exhaust gas discharged from the swirl melting furnace and rising inside with the sprayed waste liquid;
A quenching tower that is provided downstream of the waste liquid decomposition tower and cools the exhaust gas that has come into contact with the waste liquid by bringing it into contact with cooling water;
A bag filter that is provided downstream of the quenching tower and collects fly ash containing chlorides such as copper, zinc, and lead from the exhaust gas transferred from the quenching tower;
A washing tower provided downstream of the bag filter and neutralizing exhaust gas transferred from the bag filter ;
A mist cotrel that is provided downstream of the washing tower, collects and filters exhaust gas transferred from the washing tower, and collects fly ash ;
A slaked lime blowing device that is provided between the quenching tower and the bag filter and blows slaked lime powder into the quenched exhaust gas that is being transferred to the bag filter by air;
A fly ash treatment device connected to the quench tower and the bottom of the bag filter, and for collecting fly ash from the quench tower and the bag filter;
Provided downstream of the fly ash treatment device, the fly ash collected by the fly ash treatment device is transferred from the fly ash treatment device, the fly ash collected by the mist cot rel is transferred from the mist cot rel , and wet processing is performed. A wastewater treatment device that mixes slaked lime to neutralize the transferred fly ash and extract neutralized soot;
A neutralization soot drying device provided downstream of the wastewater treatment device and dehydrating and drying the neutralized soot neutralized in the wastewater treatment device by the mixed slaked lime extracted from the wastewater treatment device;
The neutralized soot, which is connected to the top of the swirl melting furnace and dried by the neutralization soot drying apparatus, is stored and stored in the top of the primary combustion chamber of the swirl melting furnace through a valve provided at the bottom. A neutralization paddle storage device for dropping the neutralized paddle;
A waste treatment apparatus comprising:

The slaked lime blowing device blows slaked lime powder into the bag filter in advance with air before the quenched exhaust gas is transferred, and coats the bag filter cloth with the slaked lime powder. The waste disposal apparatus according to 1.

The slaked lime blowing device improves the moist state of chloride in the rapidly cooled exhaust gas by blowing slaked lime powder with air, facilitates the dust removal of the bag filter and reduces pressure loss The waste disposal apparatus according to claim 1, wherein the waste disposal apparatus suppresses re-scattering of dust.