JP4288350B2 - 廃棄物の処理炉または方法 - Google Patents

Description

本発明は、都市ごみや産業廃棄物などの粉体状の廃棄物などの処理装置、または焼却方法に関する。

一般的には、粉体状の廃棄物（以下、粉廃棄物ともいう）を焼却処理するために焼却炉へ投入する場合、粉廃棄物を調合槽へ投入し、他の産業廃棄物や水分と混合することで、均質化、調湿を行ったあと、供給設備で焼却炉に搬送し、焼却している。しかしながら、粉廃棄物の中には、他の産業廃棄物と接触することで発熱、飛散による諸問題など発生するため、十分に配慮して処理しなければならない。このような性状を有する粉廃棄物は、小型ケースに梱包してから小型ケースごと直接焼却炉に投入して焼却している。なお、焼却炉はさまざまな形式のものがあるが、炉体が回転する回転炉であるロータリーキルン炉を用いても良い。また、液体状の廃棄物であれば、その液体廃棄物用の吹き込みノズルを設け、炉内に噴霧する技術が特許文献１に開示されている。
特開平１０−１４１６３８号公報

粉廃棄物を小型ケースに梱包して直接焼却炉に投入する場合、小型ケースがバッチ式に焼却炉に投入された際に焼却炉内の被焼却物の燃焼性に変動を与え、炉内の温度やガス成分の変動が大きくなり、焼却炉の燃焼状況を悪化させるおそれがあるため、より慎重に安全な操業をする必要があった。また、液体廃棄物と粉廃棄物では、物性の違いから、炉内に投入した際に、挙動が異なり、同様な装置では処理が困難である。粉廃棄物は、炉内に噴霧すると、粉が炉内の気流により炉内に拡散され確実に燃焼されず、炉の後工程である２次燃焼炉、排ガス処理設備等にて燃焼、捕捉しなければならないため操業の条件の変動の原因となる。このためより確実に粉廃棄物を燃焼し、操業の条件の安定が図れる燃焼装置、方法が望まれていた。

回転炉に粉状の廃棄物を炉に導入し、燃焼するにあたり、粉状の廃棄物の導入口を他の廃棄物の導入口より下方にすることで、粉状の廃棄物と他の廃棄物をほぼ同時に炉内に導入することで、他の廃棄物により粉状の廃棄物の炉内への拡散防止が図られ、他の廃棄物との混合が良好な状態となり、粉状の廃棄物の混合により炉内の廃棄物に空隙も発生し、燃焼の安定、粉の拡散が抑制されることを見出した。

第１の発明は、廃棄物を焼却する炉において、炉に廃棄物を炉内に導入する導入口を複数有し、該導入口の少なくとも１つには粉体状の廃棄物を炉内に導入する粉体導入口を有し、該粉体導入口は、他の該導入口の下方に配置されている炉。この構成により、粉体の廃棄物の処理において、別の装置にて粉体廃棄物と他の廃棄物との混合が不要になり、粉体状の廃棄物による操業の問題点を解決し、安定した処理量にて継続的に処理可能で、簡便な装置である。

第２の発明は、前記粉体導入口が、ブロアに連結され、ブロアは、粉体を収納するタンクに連結され、該タンクには、粉体を包含した袋を開袋する解袋装置を備える事を特徴とする請求項１に記載の炉。この構成により、粉体状の廃棄物の取り扱いが安全かつ安定して炉に供給可能となるため、安定した処理量にて継続的に処理可能となる。

第３の発明は、粉体状の廃棄物と、他の廃棄物とをそれぞれを焼却炉に導入し、該他の廃棄物が該粉体状の廃棄物より上方から導入され、焼却炉にて粉状の廃棄物と他の廃棄物を混合する焼却方法とすれば良い。このような構成により粉体状の廃棄物と他の廃棄物との混合状態を制御可能となり、粉体廃棄物の処理のみならず他の廃棄物の処理の安定した処理量にて継続的に処理可能となる。

本発明は、粉廃棄物を焼却処理する方法において、焼却炉内への粉廃棄物の供給量の制御手段を設けたことにより、粉状の被焼却物を連続的に任意の速度で供給することが可能となり、投入時の焼却炉内の温度やガス成分への影響を小さくすることができる。これにより、適正な操業条件で安定して焼却が可能となり、系外への排出物の品質の向上、安定化に繋がる。
また、焼却炉にて焼却される被焼却物が、容器から出されて炉内に投入されるまで、他の被焼却物との反応を防止するとともに飛散を防止することができる。さらに、小型ケースに梱包する手間が省け、粉体廃棄物を安全且つ大量に処理することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照にして説明する。図1は本発明を実施するための形態にかかる装置の説明図である。
粉廃棄物は、袋（以下 フレコンとも言う）、密閉容器等に投入され搬送される。投入される量は、袋、容器によって異なる。粉廃棄物には、廃食品の粉、化学薬品、製造工程で発生した粉塵、２次産物、廃トナー、飛灰などがある。本発明では、粉状であって、特に液分が少なく、常温で粉同士が固着した状態とならないものが望ましい。特に粒径が最大１ｍｍ以下で室温で、粉状となり、液分が４０質量％以下のものがよい。粒径は、フルイの目開きの長さにより決定して良い。他の廃棄物としては、産業廃棄物が挙げられ、いわゆる工業上発生した汚泥、金属、プラスチック屑、燃えがら、廃品、または廃液等がある。

図１は、粉廃棄物１２を袋１３から取り出し、一時的に粉廃棄物を貯蔵するフレコン解袋機１０と、フレコン解袋機１０の中で発生した塵等を集塵する集塵機３０と、粉廃棄物１２をロータリーキルン式の炉２０（以下、単に焼却炉２０と言う）まで搬送する供給装置のブロア４０と、廃棄物等を燃焼する焼却炉２０であるを示している。図２に焼却炉を側面から見た場合の各導入口の概略図を示す。該焼却炉は、図では省略してあるが、燃焼バーナー、回転部、温度および回転制御部、排ガス処理装置が備えられている。焼却炉２０は、円筒状の炉体（炉体２４）で、端部に炉前壁２３を有し、他方は、開放され、２次燃焼炉に連接されている。

フレコン解袋機１０は、フレコンに孔等を明け内包する粉廃棄物１２の排出を促すフレコン解袋部１１と、フレコン解体部１１より排出された粉廃棄物１２を貯蔵するタンク１３と、タンク１３の下方には粉廃棄物１２を排出するためのブロア（気流搬送装置）４０と、フレコン解袋機１０で浮遊する粉塵等を排気管１７を通じて吸引する集塵機３０が備えられている。ブロア４０は、気送管４２と連結され、焼却炉２０に粉廃棄物を搬送する機能を有している。

[フレコン解体手順]
フレコン解袋機１０の内部に粉廃棄物１２（廃トナー）が入っているフレコン１３を上下自在に移動できる玉掛け部で吊るし、飛散防止用扉（図示しない）を閉める。次いで、フレコン１３から流れ出た粉廃棄物１２の移動を制限する投入弁１６を開口する。また集塵機３０を始動する。
玉掛けで吊るしたフレコン１３を解袋刃１５の上に下ろし、フレコン１３の下部を振動している解袋刃１５に接触させることで解袋し、粉廃棄物１２をタンク１９に貯留する。またこの時、解袋状況を知るためにフレコン解袋機１０に小窓を取り付けておくとよい。
フレコンに入っていた粉廃棄物１２が出たら、フレコンホッパーバイブレーター１４を止め、飛散防止用扉を開けてフレコン１３を取り出す。ホッパー１１内での粉状の被焼却物の飛散がなくなったのを確認した後、排気弁と投入弁１６を閉めて、集塵機３０を止める。
内袋付のフレコンに混同した異物がタンク１９へ混入するのを防止するため、解袋刃１５と投入弁１６の間に格子状の板（図示しない）が設置してある。

[粉体噴射の前準備]
焼却炉での前面に設置してある手動弁を開き、ロータリーバルブ周波数を被焼却物の熱量等に合わせて設定する。その後、輸送用のブロワ４０と輸送タンクバイブレーター１８を稼動させる。
ブロア４０への供給をスクリューコンベア等の機械搬送装置ではなく、気密性の高い輸送タンクを使用することで、噴流性の高い被焼却物によるフラッシングの発生や微細な粒子の噴出しを防止でき、安定して安全に供給が可能となる。
また、タンク１９を振動させることで、粉廃棄物１２のタンク１９内での棚張りによる輸送量の変動を防止する。

[粉体輸送手順]
バルブ４１を開口し、タンク１９に貯留した粉廃棄物１２は、ブロア４０により焼却炉２０に送り込まれる。ブロア４０は粉体の性状によりインバーター制御で輸送能力を調節できる。
粉体廃棄物１２は種類によって性状が異なり、インバーター出力に対する輸送量が一定ではないのに加え、焼却炉操業条件への影響の度合いも異なる。そのため、事前に調査した被焼却物の物性と焼却炉の温度等を勘案し、ロータリーバルブ周波数を変化させて噴霧流量を調整する。

[燃焼工程]
図２には、焼却炉２０の一部の横概略図を示した。炉前体２３には、廃棄物導入口２２と粉廃棄物を炉内に導入する導入口２１が配置されている。また図３には該炉前壁を炉外から見た際の平面的な図示をしている。炉２０は、炉前壁２３は回転しないが、炉体２４が回転する。この回転方向を回転方向５０とする。廃棄物導入口２２は、炉前壁２３の略中心部にあり、廃棄物導入口２２の中心はやや上方にある。粉導入口２１は、図３のとおり導入口２２より下方側、すなわち炉内に構築される炉壁側に向けて配置されるのが良い。また、導入口２２より回転方向に対して逆向きの方向にて距離がある位置するのがよい。粉廃棄物１２の上に廃棄物導入口２２からの他の廃棄物が粉廃棄物１２の上方に位置するため粉廃棄物１２の拡散が抑制され、炉内で粉廃棄物１２が下になるため炉内気流に飛ばされず混合がよくなる。粉廃棄物１２の導入口２１は、開口口が炉体２４の下方の炉壁に向かうように配置され、焼却炉内を気送された粉廃棄物の拡散をさらに抑制することができる。このようなことから廃棄物導入口２１は、粉廃棄物のみを炉内に導入する場合に使用すればより効果が明確に得られる。炉壁は、図示しないが、炉体内側に形成される耐熱材料を用いたものである。

ブロア４０から移送された粉廃棄物１２は、粉の導入口２１により焼却炉２０内に排出される。この際、他の廃棄物がホッパー等（図示しない）から他の導入口２２へ供給され炉内に排出される。粉廃棄物１２と他の廃棄物との分量は、成分、熱量等によって予め決められる。炉内では燃焼バーナー等により気流が発生している。粉廃棄物１２は、導入口２１から排出される際に、最も近い炉体に向かって導入口の方向が向けられるため炉壁に向かって粉廃棄物１２が排出される。排出された粉廃棄物１２は、炉壁に堆積する、堆積した粉廃棄物１２は、炉体２４の回転により炉壁に沿ってのばされるように層状となり移動する、また、気流等の影響で炉内の空間へ拡散が始まる。一方、導入口２３から排出された他の廃棄物は、炉壁側へと落下し、前記層状となった粉廃棄物１２の上に落着し、粉廃棄物１２を覆う形となる、炉体は同時に回転しているため、粉廃棄物１２と他の廃棄物との混合となる。粉廃棄物１２と他の廃棄物とは均一には混合せず、前記落着した箇所に偏在される、このため混合された廃棄物は、偏在した空隙を持ち、炉内にて燃焼されるため、燃焼がが表面のみならず、ランダムに優先されて進められ、全体的には、効率良く燃焼がより進められる。

燃焼炉２０には、図示しないが他に、固形廃棄物の投入口や小型ケースの直接投入口、燃焼空気送風口などを備えてもよい、廃トナーの他に、カロリー調節された固形廃棄物や、直接投入口から投入された小型ケースが投入されて、バーナーと燃焼空気によって完全燃焼される。
焼却炉で発生した燃焼ガスとダストは二次燃焼炉に送られる。
二次燃焼炉では焼却炉２０からの1000〜1100℃程度の燃焼ガスに液体廃棄物を噴霧して焼却処理を行う。焼却炉に投入された粉状の被焼却物は焼却炉と二次燃焼炉において850℃10秒以上の十分な滞留時間で完全燃焼する。
燃焼工程で発生した燃え殻は、水冷後スラグコンベアによって焼却炉の系外に排出され、ダストは最終的にバグフィルターで捕集される。

ダイオキシンや酸性排ガスを系外に出さないために急冷塔やバグフィルターなどの排ガス処理工程に送られる。バグフィルターで回収したばいじんは焼却炉の系外に排出される。
排ガス処理装置を通ったあとに煙突から排出されるものは主に水蒸気である。
排ガス処理装置等で捕集された燃え殻とばいじんは、安全な保管場所等に移送され、重金属の溶出値が基準を満たしていることを分析により確認し、最終処分場に搬出される。
以上、本発明の最良の実施の形態の一例を示したが、本発明はここで例示した形態に限定されない。

上述の発明は、一般、産業廃棄物での粉体状の廃棄物処理に関し、粉体状の廃棄物を焼却処理する装置ならびにその方法に利用可能である。

供給装置ならびに焼却炉の一実施形態を示す。 焼却炉を側面から見た場合の各導入口の概略図。 焼却炉を正面から見た場合の各導入口の概略図。

符号の説明

１０ フレコン解袋機
１１ フレコンホッパー
１２ 粉体廃棄物
１３ 袋（フレコン）
１４ フレコンホッパーバイブレーター
１５ 解袋刃
１６ 投入弁
１７ 排気管
１８ タンクバイブレーター
１９ タンク
２０ 焼成炉（ロータリーキルン炉）
２１ 導入口
２２ 他の導入口
２３ 炉体
２４ 炉前体
３０ 集塵機
３１ 吸引機
３２ 輸送タンク
４０ ブロア
４１ バルブ
４２ 気送管
５０ 炉体の回転方向

Claims (2)

1. 廃棄物を焼却する炉において、炉に廃棄物を炉内に導入する導入口を複数有し、該導入口の少なくとも１つには粉体状の廃棄物を炉内に導入する粉体導入口を有し、該粉体導入口は、他の該導入口の下方に配置されるとともに、ブロアに連結され、ブロアは、粉体を収納するタンクに連結され、該タンクには、粉体を包含した袋を解袋する解袋装置を備えることを特徴とする炉。
2. 請求項１に記載の炉を用いて廃棄物を焼却するにあたり、
   粉体状の廃棄物と、他の廃棄物とをそれぞれを焼却炉に導入し、該他の廃棄物を該粉体状の廃棄物より上方から導入し、焼却炉にて粉体状の廃棄物と他の廃棄物を混合することを特徴とする粉状の廃棄物を焼却する方法。

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