JP4372978B2

JP4372978B2 - 産業廃棄物の焼却処理方法

Info

Publication number: JP4372978B2
Application number: JP2000212849A
Authority: JP
Inventors: 和人福田; 秀行森明; 洋一高沢; 晃野田; 和成檜山
Original assignee: Nippon Mining and Metals Co Ltd; Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd; Nippon Mining Holdings Inc
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JP2002028442A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチック、廃油、汚泥、メッキ廃液などの金属スクラップ以外の産業廃棄物を焼却処理する方法に関するものである。本出願人の一名はこれら産業廃棄物の処理を、「資源と素材、リサイクリング大特集号」１９９７（１１３）、１２、第１１７７頁にて紹介したフローで、最高日産約１００トン処理している。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人の一名は、特開平１０−１８５１５４号公報において、メッキ廃液、活性汚泥、廃プラスチックなどの産業廃棄物を流動床式焼却炉で燃焼させ、廃熱を廃熱ボイラで回収し、ダストを電気集塵機で除去する処理方法を提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、産業廃棄物の焼却排ガスを電気集塵器で処理すると、ダイオキシン発生温度域での温度降下が徐々であるからダイオキシンの発生を阻止することができない。また、ＣｌやＳＯ₂などの大気汚染物質は上記方法では除去されず、またこの方法で採用されている廃熱ボイラ及び電気集塵器によりプラント全体が大型化する難点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した難点を解決することができる産業廃棄物の焼却処理方法は、産業廃棄物を、燃焼ゾーンと二次燃焼ゾーンが一体型の焼却炉で焼却して発生した、ダストを含み、かつＨＣｌ濃度が０．３〜１．５％、ＳＯ₂ 濃度が０．１〜３％である排ガスを、急冷塔に下向きに導入し、スプレーノズルから噴射された冷却水により少なくとも１２７３Ｋ（１０００℃）から３４３Ｋ（７０℃）の温度範囲を急冷することによって前記ダスト、ＨＣｌ及びＳＯ₂を一次除去し、その後、前記一次除去を施されたガスを、液体とその上方に配置された案内板を有するスクラバーに、導入して、案内板に衝突させることより前記ダスト、ＨＣｌ及びＳＯ₂を二次除去することを特徴とする方法である。
【０００５】
本発明に係る産業廃棄物の処理方法はいわゆる焼却法に属するが、特開平１０―１８５１５４号公報で提案した流動床は低融点の焼却残滓が増え、安定した流動床の維持が難しい等の理由から使用しない。発生する排ガスは主としてＣＯ₂，Ｈ₂Ｏ，Ｏ₂，Ｎ₂からなり、腐食性成分として濃度が０．３〜１．５％のＨＣｌ、濃度が０．１〜３％のＳＯ₂を含有している。以下、かかる産業廃棄物の焼却法を図面を参照として説明する。
【０００６】
【発明の実施形態】
図1は、本発明に係る産業廃棄物焼却を実施するための燃焼ゾーンと二次燃焼ゾーンが一体型の固定炉床式焼却炉の一実施形態を示す。焼却炉１の円筒状断面を有する炉体１０はほぼ全体が耐火キャスターの内張の周囲を鉄皮で囲んだ構造を有しており、産業廃棄物の燃焼により多量のガスが発生し、燃焼残存物は体積が激減することから縦方向輪郭は炉頂部１０ａから炉底部１０ｂに向かって断面積が少なくなるように設計されている。本焼却炉１では焼却後の溶融残査は出湯口１５よりスラグ溜１４に排出される。
炉体１０の下部１０ｃには着火及び燃焼ゾーンを形成する手段としてのバーナー１６が円周方向に等間隔で２から５本周設されており、プラスチック類が自燃しないで炉下部１０ｃまで下降したことを炉内温度測定及び／又はガス分析などにより検知して、重油、廃油などにより強制燃焼させる。バーナー１６の上方は二次燃焼ゾーンであって、バーナー１６の直上には，Ｎａ，Ｋなどのアルカリ分を含む廃酸、廃アルカリを炉体１０内に噴射する噴射ノズル１８が周設され、直下のバーナー１６からの燃焼熱により効率的に蒸発せしめられる。
【０００７】
一方、炉頂部１０ａには、1〜５０ｍｍ程度に粉砕された廃プラスチックを投入するための投入口２０が設けられており、又廃液及び汚泥を炉体１０内に噴射するための噴射ノズル２２が設けられている。噴射ノズル２２は、ＳＵＳ３０４製の三重管構造であり、内管２２ａには０〜１０ＭＰａ程度の圧力で廃液が供給され、その外側に配置される中間管２２ｂには０．３〜０．４ＭＰａ程度の高圧空気が圧送され、さらにその外側に配置される外管２２ｃには、活性汚泥などの可燃性固形分を含む汚泥が供給される。これらの廃プラスチック類は炉内の最高温域に向けて投入もしくは噴射される。噴射ノズル２２の傾斜角度θは１０〜１５°が好ましい。
上記以外にさらに、噴射ノズル２４から０．３〜０．４ＭＰａ程度の高圧空気と廃液が炉内の最高温域に向かって噴射される。
【０００８】
次に、焼却炉における昇温及びガス発生を説明する。
投入口２０から投入される廃プラスチックが熱分解及び燃焼され、更に廃液、汚泥などが含有する水分などにより加水分解して発生する未燃焼ガスが燃焼して、炉体１０内の下部１０ｃは約１１７３Ｋまで、上部１０ｄは対流により１１７３〜１２７３Ｋまで昇温される。汚泥及び廃液は熱エネルギ収支の観点からは廃プラスチックの冷却材になるので、上記した温度範囲を若干低下するとともに廃プラスチックの爆発的燃焼を抑制する。これら冷却材相当被処理物重量は全体に対して８０〜９０％の範囲であることが好ましい。汚泥及び廃液の水分は蒸発し、Ｓｉ，Ｎａ,Ｋ,Ｃｌ，Ｓなどの成分は酸化物や塩化物となり、かつ相互に混合して低融点物となり炉底１０ｂに溜り、間歇的もしくは連続的に出湯口１５から排出される。一方、廃プラスチック、廃液、汚泥の燃焼ガスは、主としてＣＯ₂，Ｈ₂Ｏ，Ｏ₂，Ｎ₂からなり、少量の未燃焼有機物を含有しており、さらにＮａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏ、ＳｉＯ₂，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＣｕＯ，Ｎａ₂ＳＯ₄などの形態の微粒子固体（ダスト）を含む排ガスがガス排出口２６から排出される。
【０００９】
炉内容積が約１７０ｍ³である上記焼却炉に、月当り、廃液２１００トン、廃プラスチック２３０トン、補助燃料１５０トン、空気量５．０×１０⁶Ｎｍ³を装入・送入して作動すると、排ガス量は約３１０Ｎｍ³／分、排ガス温度は平均１２７３Ｋであり、平均ダスト量は１５ｇ／Ｎｍ³（排ガス容積）であり、残滓量は１２０トン／月との操業実績が得られた。残滓は毎月数回排出した。かかる排ガス中のＨＣｌ及びＳＯ₂濃度は上記範囲内で変動した。
続いて排ガスの後処理法を図２を参照して説明する。
【００１０】
焼却炉の排ガスを、炉内圧力を利用して、図2に示す焼却炉とは別体の急冷塔３０の上部入口３０ａから塔内に案内する。急冷塔３０は高さが好ましくは５〜６ｍであり、内容積が好ましくは２５〜３５ｍ³であり、耐火・耐食材もしくは耐熱合金を内張３０ｂした縦型塔であって、内部に冷却水を弁３２を介して噴射するノズル３１ａ，３１ｂ，３１ｃを、好ましくは3段以上に、かつ各段に１０個以上周設して、冷却中にダイオキシンの発生が懸念される１２７３Ｋ（１０００℃）から３４３Ｋ（７０℃）の温度範囲を急冷する。急冷とはダイオキシンが許容レベル以下になるようにできるだけ多量の水を噴射することである。なお、かかる水冷により排ガスに含まれるＨＣｌ及びＳＯ₂は一次除去される。上述した焼却炉作動例に対応する実施例では全噴射ノズルからの送液量は３５０ｍ³／ｈｒである。かかる冷却水噴射の結果、ダストの一部と塩化水素、硫酸等を含有する処理液は底部出口３０ｂから処理液溜り３１に溜まり、この処理液は苛性ソーダによる中和を経て冷却水として再利用される。一方、噴射水により３４３Ｋ（７０℃）以下に冷却された排ガスは、主成分がＣＯ₂，Ｈ₂Ｏ，Ｎ₂，Ｏ₂であり、流量は１５，０００〜２，０００Ｎｍ³／ｈｒ、ダスト量は０．１〜１ｇ／Ｎｍ³（排ガス容積）である。かかる冷却排ガスは塔下部に設けられた排ガス出口３３から、後述のスクラバ吸引ファンにより吸引されて排出される。
【００１１】
急冷塔３０にて、ダイオキシンが発生しないように急冷され、ダストを随伴する排ガスは、スクラバー４０に入口４０ａから供給され、案内板４１に衝突し次に案内板４１と液体４２表面の間を通過する際に、排ガスは気体流速が急激に増加し、微粒化した水滴によりダスト、ＨＣｌ及びＳＯ₂が除去される。液体微粒子は気体に随伴できなくなり、分離されそして液体４２内に落下する。その後ダスト、ＨＣｌ、ＳＯ₂を含まない排ガスは出口４０ｂから排出される。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明法により達成される利点は次の通りである。
（１）焼却炉は流動炉床を使用しない簡単な構造である。固定炉床ではスラグなどの堆積物が発生するが、これはセメントなどとして再利用でき、また堆積物発生に応じてダスト発生量が削減される。
（２）焼却炉では、排プラスチック、メッキ廃液などの各種産業廃棄物を処理することができる。
（３）焼却炉排ガスから発生する可能性があるダイオキシンを、スプレーノズルを多段に配列して急冷塔で抑止できる。また水冷によって排ガス中の大気汚染化合物を水に溶解させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明法を実施するために使用する焼却炉の一実施例を示す図面である。
【図２】本発明法を実施するために使用する急冷塔及びスクラバの一実施例を示す図面である。
【符号の説明】
１―焼却炉
１０―炉体１０
１０ａ−炉頂部１０ａ
１０ｂ−炉底部
１４−スラグ溜
１５−出湯口
１６−バーナー
３０−急冷塔
４０―スクラバ

Claims

産業廃棄物を、燃焼ゾーンと二次燃焼ゾーンが一体型の焼却炉で焼却して発生した、ダストを含み、かつＨＣｌ濃度が０．３〜１．５％、ＳＯ₂ 濃度が０．１〜３％である排ガスを、急冷塔に下向きに導入し、スプレーノズルから噴射された冷却水により少なくとも１２７３Ｋ（１０００℃）から３４３Ｋ（７０℃）の温度範囲を急冷することによって前記ダスト、ＨＣｌ及びＳＯ₂を一次除去し、その後、前記一次除去を施されたガスを、液体とその上方に配置された案内板を有するスクラバーに、導入して、案内板に衝突させることより前記ダスト、ＨＣｌ及びＳＯ₂を二次除去することを特徴とする産業廃棄物の焼却処理方法。