JP4861210B2 - 廃棄物投入方法 - Google Patents

Description

本発明は、ごみと焼却灰とコークスと石灰石を混合した副資材を混合器で予め混合して廃棄物溶融炉に投入する廃棄物投入装置およびそれを用いた廃棄物投入方法に関する。

廃棄物には、都市ごみを主体とした一般廃棄物、各種産業廃棄物等のごみと、それらの焼却処理によって得られた中間処理物である焼却灰がある。この廃棄物溶融処理は、廃棄物を溶融炉の上部より投入し、また、１回に投入するごみ量に対して石灰石とコークスを混合した副資材を一定量投入し、炉底部の羽口から酸素含有ガスまたは酸素富化ガス、あるいはその上方の羽口から空気を吹き込み、廃棄物を乾燥、予熱、熱分解、燃焼、溶融し、スラグやメタルとして取り出すものである。

廃棄物溶融炉の操業方法については従来から種々の提案がなされており、例えば、特開２００３−１１４０１７号公報には、都市ごみと、都市ごみ以外の焼却灰や掘り起こしごみなど灰分の高い異種ごみとを廃棄物溶融炉で溶融処理する廃棄物溶融炉の操業方法において、異種ごみに必要とされる塩基度を算出し、該塩基度に基づいて決定された量の石灰石を、あらかじめ、異種ごみと混合して、投入することにより、スラグの流動性を良好にして安定した操業ができる廃棄物溶融炉の操業方法を提供する廃棄物溶融炉の操業方法が記載されている。

しかし、焼却灰の中には、ストーカ炉・流動床から排出された焼却灰、焼却飛灰や最終処分場から埋め立てごみを掘り起こした灰分の高いものが含まれており、この焼却灰をごみおよび副資材と均一に混合することが困難であった。

図１は、従来の廃棄物投入方法におけるごみ、焼却灰、副資材の混合方法を例示する図である。

図１において、１は投入ホッパ、２は副資材シュート、３は廃棄物溶融炉（炉頂）を示す。

図１に示すように、ごみと焼却灰は、それぞれバケットで一度に投入ホッパ１に投入し、副資材は副資材シュート２から投入ホッパ１に供給し、投入ホッパ１にて、ごみ、焼却灰、副資材を混合し、廃棄物溶融炉（炉頂）３に投入していた。

このような従来の投入方法では、焼却灰がごみに対して数％程度の焼却灰であれば問題なかったが、焼却灰のごみに対する体積％が１０％を超える場合には、ごみと水分の高い粘着性のある焼却灰がうまく混合せず、投入ホッパ１の内壁に付着していわゆる棚つり現象を引き起こし投入自体に支障をきたすうえ、焼却灰投入時に投入ホッパにすでに付着している投入灰も焼却灰の投入と同時に廃棄物溶融炉に投入されて、ごみの量と焼却灰の量のバランスがくずれ、
炉況が急激に悪化するという問題点があった。
特開２００３−１１４０１７号公報

そこで、本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、ごみと焼却灰と副資材を混合器で円滑に混合し棚つり現象を防止するとともに、焼却灰の投入時に廃棄物溶融炉の炉況を悪化させない廃棄物投入装置およびそれを用いた廃棄物投入方法を提供することを課題とする。

本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果、混合器に投入しているごみの上部から焼却灰を切り出して投入することにより、ごみと焼却灰と副資材を混合器で円滑に混合し棚つり現象を防止するとともに、焼却灰の投入時に廃棄物溶融炉の炉況を悪化させない廃棄物投入装置およびそれを用いた廃棄物投入方法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載したとおりの下記内容である。

（１）ごみと焼却灰と石灰石類を混合器で予め混合して廃棄物溶融炉に投入する廃棄物投入装置を用いてごみと焼却灰と副資材を予め混合して廃棄物溶融炉に供給する廃棄物投入方法であって、
前記廃棄物投入装置は、ごみを貯留するごみホッパからごみを切り出して混合器の側面から装入するごみ投入コンベアと、焼却灰を貯留する焼却灰ホッパから焼却灰を切り出して混合器の上部から装入する焼却灰フィーダと、コークス及び石灰石を混合した副資材を混合器の側面から供給する副資材シュートとを有し、前記ごみ投入コンベアを作動させ、ごみが混合器に投入し始めてから混合器の上部に配置した焼却灰フィーダから焼却灰を投入し、つづいてコークス及び石灰石を混合した副資材を投入することを特徴とする廃棄物投入方法。
（２）前記焼却灰は、ストーカ炉や流動床から排出された焼却灰、焼却飛灰や最終処分場から埋め立てごみを掘り起こしたものを含むことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物投入方法。
＜作用＞
（１）、（２）の発明によれば、ごみ投入コンベアを作動させ、ごみが混合器に投入し始めてから混合器の上部に配置した焼却灰フィーダから焼却灰を投入し、つづいてコークス及び石灰石を混合した副資材を投入するため、焼却灰がごみと副資材とさらに混合されて棚吊り現象を防止し、焼却灰の投入時に廃棄物溶融炉の炉況を悪化させない廃棄物投入方法を提供することができる。

本発明によれば、混合器に投入しているごみの上部から焼却灰を切り出して投入することができ、ごみと焼却灰と副資材を混合器で円滑に混合し棚つり現象を防止するとともに、焼却灰の投入時に廃棄物溶融炉の炉況を悪化させない廃棄物投入装置および廃棄物投入方法を提供できるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。

本発明を実施するための最良の形態について図２に用いて詳細に説明する。

図２は、本発明の廃棄物装入装置および廃棄物装入方法を例示する図である。
図２において、２ 副資材シュート、３ 廃棄物溶融炉（炉頂）、４ ごみホッパ、５ ごみ投入コンベア、６ 焼却灰ホッパ、７ 焼却灰フィーダ、８ 混合器、９ごみ用バケット、１０ロードセル、１１灰用バケット、１２ロードセル、１３コークス秤量ホッパ、１４石灰石秤量ホッパ、１５石灰石秤量フィーダ、１６コークス秤量フィーダ、１７副資材搬送コンベア、１８副資材投入シール装置、１９ダンパ、２０上部ダンパ、２１下部ダンパ、２２はごみ投入量調整板、２３はごみ受けホッパ、３０ごみ投入装置、４０焼却灰投入装置、５０副資材投入装置を示す。

図２に示すように、都市ごみを主体とした一般廃棄物、各種産業廃棄物等のごみは、ごみピット(図示しない)に貯留され、ごみピットに設置せれたクレーン等のごみ用バケット９によりごみ投入装置３０に搬送される。ごみ投入装置３０はバケット９により搬送されたごみを貯留するごみホッパ４とごみホッパ4に連設され、ごみホッパ４内のごみを混合器８内に投入するごみ投入コンベア５とごみの投入量に測定するロードセル１０とで構成されている。ごみホッパ４に貯留され、その下部に設けられた例えばベルトコンベアからなるごみ投入コンベア５により一定速度で切り出されて混合器８に投入される。本願ではごみホッパ４に貯留されたごみを３回に分けて混合器８に投入した。ごみ投入コンベア５にはごみの１回分の投入量をロードセル１０で測定し、この測定結果に応じて、焼却灰及び副資材の投入量を設定する。

一方、焼却処理によって得られた中間処理物である焼却灰も焼却灰ピット(図示しない)に集約して貯留され、この焼却灰ピットからバケット１１により焼却灰ホッパ６に貯留する。焼却灰ホッパ６に貯留された焼却灰はその下部に設けられた焼却灰フィーダ７により一定速度で切り出されて混合器８に投入される。焼却灰ホッパ６には焼却灰ホッパ６内の焼却灰を秤量するロードセル１２が設置されている。このロードセル１２によりごみの量に応じて焼却灰を切出すようにしている。

本発明においては、焼却灰フィーダ７の形式は問わないが、水分の高い粘着性のある灰を一定速度で切り出すためには電動の振動フィーダを用いることが好ましい。

また、副資材投入装置５０は副資材を混合器８に投入する副資材投入シュート２へ搬送する副資材搬送コンベア１７とそのコンベア１７上にコークスと石灰石を載置して搬送する。副資材は副資材搬送コンベア１７の上部にコークス秤量ホッパ１４と石灰石秤量ホッパ１３を配置しており、これら秤量ホッパ１３、１４にはそれぞれ石灰石秤量フィーダ１６およびコークス秤量フィーダ１５が設置されている。そしてこの秤量フィーダによりごみの処理量に応じてあらかじめ設定されているコークス及び石灰石の量を切出して、混合器８へ搬送される。副資材投入シュート２には副資材投入シール装置１８が連結され、シール装置１８の下部にはダンパ１９を設置している。副資材搬送コンベア１７により１回目で処理されるごみ処理量に対応して設定された副資材量が副資材搬送コンベア１７上に切出され、シール装置１８内に貯留される。そしてシール装置１８下部に設けたダンパ１９を開いて、副資材投入シュート２を介して混合器８の側部から投入される。

図２に示すように、本発明に用いるごみ投入コンベア２の出口は混合器６の側面に設けられており、また、焼却灰ホッパ６および焼却灰フィーダ７は混合器８の上部に設けられているので、混合器８に投入しているごみの上部から焼却灰をパラパラと切り出して投入することができ、焼却灰がごみに包まれて投入されるのでごみと焼却灰との混合性を向上させることができるので、従来のように、水分の高い粘着性のある焼却灰が投入ホッパの内面に付着する棚つり現象を防止することができるうえ、焼却灰の投入時に廃棄物溶融炉の炉況の悪化を防止することができる。

また、本発明は、混合器８に投入しているごみの上部から焼却灰をパラパラと切り出して投入することができれば焼却灰の投入位置は問わないが、混合器８の中心付近に投入することによって、ごみとの混合性をさらに向上させることができる。

また、石灰石の塩基度調整剤とともにコークスを混合した副資材は、混合器８の側面に設けられた副資材投入シュート２の上を滑って、装入しているごみの側面から供給できるので、ごみや焼却灰との混合性を向上させることができ、廃棄物溶融炉から得られるスラグの塩基度を０．５〜１．１の範囲に調整することができる。

まず、ごみピット内(図示しない)に集約されたごみはごみ用バケット９によりごみ投入装置３０のごみホッパ４に搬送される。ホッパ４に貯留されたごみを数回に切り分けて溶融処理を行う。本願ではホッパ４に貯留とれたごみを３回に分けて処理を行った。まず、ごみ投入コンベア５を起動してごみ投入コンベア５上に載置したごみを混合器８内に投入する。続いて、混合器８の上部に設置した焼却灰ホッパ内に貯留した焼却灰を混合器８の上部から投入中のごみの上に投入するが、焼却灰の投入開始はT=L/VでT秒後に開始する。Tはごみ投入コンベアに載置されたごみが混合器８内に投入開始時間(秒)、Lはごみ投入コンベア５のごみ投入量調整板２２からごみ投入コンベア５の先端までの長さ(m)、Vはごみ投入コンベア５の速度(m/秒)。このようにごみが混合器５に投入開始されてから、焼却灰を焼却灰フィーダ７から切り出して混合器５内に投入中のごみの上に焼却灰をふりかけてごみと混合する。次に状態で投入されているごみと焼却灰の混合物に副資材投入シュート２から副資材を混合物に投入してごみと焼却灰と副資材の混合物が混合器８の下部ダンパ２１上に載置される。この副資材投入シュート２には副資材を貯留して貯留された副資材と副資材投入シュート２とをシールする副資材投入シール装置１８が設置されている。シール装置１８にはダンパ１９が設置され、ごみと焼却灰の混合物が混合器８内を通過するときにダンパ１９を開いて副資材をシュート２介してごみと焼却灰の混合物に添加してごみと焼却灰と副資材の混合物を混合器８の下部ダンパ２１に上載置する。副資材の投入タイミングは焼却灰を投入開始した後、数秒後に開始する。これは、シュートの取り付け位置等によりシュート部に到達するごみと焼却灰の混合物の時間が変化するので、構造等により時間を設定して起動する。

また、ごみと焼却灰と副資材の混合比はあらかじめ設定した量を切出す。

ごみ投入ゴンベア５にはごみの重量を測定するロードセル１０が設置されており、この重量(処理量)をベースとして、焼却灰の投入量および副資材の投入量を設定する。焼却灰の投入量は焼却灰ホッパ６に設置したロードセルにより測定して所定の量を切出すようなっている。また、副資材についても、コークス秤量ホッパ１４及び石灰石秤量ホッパ１３のそれぞれにロードセル(図示せず)を設置しており、またそれぞれにコークス秤量フィーダ１５及び石灰石秤量フィーダ１６を連結しており、このフィーダ１５，１６によりごみの量に応じて切出すようになっている。

溶融炉３内へのごみ及び焼却灰および副資材の投入を開始するには、ごみ受けホッパ２３内に設置した下部ダンパ２１及び上部ダンパ２０が閉であることを確認する。そして、上部ダンパ２０と下部ダンパ２１で仕切られたごみ受けホッパ２３内を不活性ガスにてパージ(図示しない)し、パージが完了したら、上部ダンパ２０を開いて、ごみ投入用ゴンベア５を作動させ、コンベア５上に載置されたごみを混合器８内に投入開始する。続いて、混合器８の上部に設置した焼却灰ホッパ６に設けた焼却灰フィーダより必要量を切り出し混合器８内に投入されているごみの上部からふりかける。焼却灰の切り出し量はごみ用投入コンベア５にセット設置したロードセル１０によりごみの投入量を測定し、ごみの投入量に応じて予め設定した量を切り出す。続いて、混合器８の側部に設けた副資材シュート２より副資材を投入する。そして、上部ダンパ２０を閉じて、下部ダンパ２１を開いて、溶融炉３内に投入する。

次に、下部ダンパ２１を閉じ、ごみ受けホッパ２３内を不活性ガスにてパージし、パージが完了したら、上部ダンパ２０を開いてごみ投入コンベア５を起動させて、２回目のごみ投入を開始する。

図２に示した本発明の廃棄物投入装置を、ごみに対する体積％が約２０％で、含水率が約１０％の焼却灰に適用したところ、ごみ、焼却灰、副資材の混合は良好であり、従来問題となっていた棚つり現象や廃棄物溶融炉の炉況の悪化が見られなかったことから本発明の効果が確認された。

本発明の廃棄物装入装置および廃棄物装入方法は、特にごみに対する焼却灰の体積％が１０％を超える場合に有効であり、また、焼却灰の含水率が２０％を超える場合でも従来問題となっていた棚つり現象を防止することができるため、縦型シャフト炉をはじめ様々なタイプの廃棄物溶融炉への適用が見込まれ将来が期待される。

従来の廃棄物投入方法におけるごみ、焼却灰、副資材の混合方法を例示する図である。 本発明の廃棄物投入装置および廃棄物投入方法を例示する図である。

符号の説明

１ 投入ホッパ
２ 副資材投入シュート
３ 廃棄物溶融炉（炉頂）
４ ごみホッパ
５ ごみ投入コンベア
６ 焼却灰ホッパ
７ 焼却灰フィーダ
８ 混合器
９ ごみ用バケット
１０ ロードセル
１１ 灰切り出し装置
１２ ロードセル
１３ 石灰石秤量ホッパ
１４ コークス秤量ホッパ
１５ コークス秤量フィーダ
１６ 石灰石秤量フィーダ
１７ 副資材搬送コンベア
１８ 副資材投入シール装置
１９ ダンパ
２０ 上部ダンパ
２１ 下部ダンパ
２２ ごみ投入量調整板
２３ ごみ受けホッパ
３０ ごみ投入装置
４０ 灰投入装置
５０ 副資材装入装置

Claims (2)

1. ごみと焼却灰と石灰石類を混合器で予め混合して廃棄物溶融炉に投入する廃棄物投入装置を用いてごみと焼却灰と副資材を予め混合して廃棄物溶融炉に供給する廃棄物投入方法であって、
   前記廃棄物投入装置は、ごみを貯留するごみホッパからごみを切り出して混合器の側面から装入するごみ投入コンベアと、焼却灰を貯留する焼却灰ホッパから焼却灰を切り出して混合器の上部から装入する焼却灰フィーダと、コークス及び石灰石を混合した副資材を混合器の側面から供給する副資材シュートとを有し、前記ごみ投入コンベアを作動させ、ごみが混合器に投入し始めてから混合器の上部に配置した焼却灰フィーダから焼却灰を投入し、つづいてコークス及び石灰石を混合した副資材を投入することを特徴とする廃棄物投入方法。
2. 前記焼却灰は、ストーカ炉や流動床から排出された焼却灰、焼却飛灰や最終処分場から埋め立てごみを掘り起こしたものを含むことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物投入方法。

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