JP5022339B2

JP5022339B2 - 焼却灰の溶融処理方法と溶融処理設備

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Publication number: JP5022339B2
Application number: JP2008290178A
Authority: JP
Inventors: 清一阿部; 陽介釜田; 徹神谷
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2028-11-12
Also published as: JP2010115588A

Description

本発明は、都市ゴミなどの廃棄物の焼却炉から排出された焼却排ガス中の酸性ガス成分とアルカリ薬剤との反応で塩類を生成させる焼却排ガス反応工程と、焼却飛灰と前記焼却排ガス反応工程で生成された塩類とを焼却排ガス中から分離する第１分離工程と、焼却炉の焼却主灰と前記第１分離工程で分離された焼却飛灰とを溶融すると共に、前記第１分離工程で分離された塩類を酸性ガス成分に分解して、前記焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分との反応で揮発性を備えた塩化物の重金属化合物を生成させる溶融反応工程と、前記溶融反応工程において排出された溶融排ガス中の酸性ガス成分とアルカリ薬剤との反応で塩類を生成させる溶融排ガス反応工程と、溶融飛灰と前記溶融反応工程で生成された重金属化合物と前記溶融排ガス反応工程で生成された塩類とを溶融排ガス中から分離する第２分離工程とを有する焼却灰の溶融処理方法と溶融処理設備に関する。

上記焼却灰の溶融処理方法は、焼却排ガス中から焼却飛灰と酸性ガス成分を除去するために、焼却排ガス中の酸性ガス成分とアルカリ薬剤との反応で、焼却排ガス中から塩類を生成する焼却排ガス反応工程と、その生成した塩類と焼却飛灰とを焼却排ガス中から分離する第１分離工程とを設けてある。
また、焼却主灰や焼却飛灰に含まれる重金属成分が高濃度に溶融スラグへ移行すると、そのスラグの埋立処分地等において、雨水や地下水によって固化したスラグから重金属成分が溶出するおそれがある。
また、スラグの有効利用に対する規制により、重金属含有量によっては再利用できないこともある。
このため、溶融反応工程において、焼却飛灰と焼却主灰とを溶融すると共に、第１分離工程で分離された塩類を酸性ガス成分に分解して、その酸性ガス成分と焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる鉛などの重金属成分との反応で揮発性を備えた塩化物の重金属化合物を生成させることにより、重金属成分を溶融排ガス中に揮散させて、重金属成分の溶融スラグへの移行を防止している。
そして、溶融反応工程において塩類の分解により生成された酸性ガス成分は、その全量が重金属成分と反応するのではないので、溶融排ガス中には残りの酸性ガス成分と揮散した重金属成分と溶融飛灰とが混じった状態になっている。
そこで、溶融排ガス中から残りの酸性ガス成分と揮散した重金属成分と溶融飛灰とを除去するために、溶融排ガス中の残りの酸性ガス成分とアルカリ薬剤との反応で、溶融排ガス中から塩類を生成させる溶融排ガス反応工程と、溶融飛灰と重金属化合物と溶融排ガス反応工程で生成された塩類とを溶融排ガス中から分離する第２分離工程とを設けてある。
従来の上記焼却灰の溶融処理方法では、焼却排ガス反応工程において焼却排ガス中の酸性ガス成分の全量をアルカリ薬剤と反応させて塩類を生成した後、焼却飛灰と焼却排ガス反応工程において生成した塩類とを分離する第１分離工程を設けている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−３１１５１５号公報

このため、焼却排ガス反応工程において酸性ガス成分と反応させるに必要な量のアルカリ薬剤に加えて、溶融排ガス反応工程においても、大量のアルカリ薬剤を必要とする欠点がある。
つまり、焼却排ガス中の酸性ガス成分の全量をアルカリ薬剤と反応させて生成した塩類が、溶融反応工程において酸性ガス成分に分解されることになるので、溶融反応工程においては、重金属成分と反応させるに必要な量を越える大量の酸性ガス成分が生成されるとともに、重金属成分との反応に使用されなかった酸性ガス成分も溶融排ガス中に大量に残存しているので、溶融排ガス反応工程において、それらの残存酸性ガス成分との反応で塩類を生成させるためのアルカリ薬剤を大量に必要とする。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、溶融排ガス反応工程において必要なアルカリ薬剤の使用量を低減できるようにすることを目的とする。

本発明の第１特徴構成は、廃棄物の焼却炉から排出された焼却排ガス中の塩化水素の一部とアルカリ薬剤との反応で塩化物を生成させる第１焼却排ガス反応工程と、焼却飛灰と前記第１焼却排ガス反応工程で生成された塩化物とを焼却排ガス中から分離する第１分離工程と、前記第１分離工程の後に、前記焼却排ガス中の残りの塩化水素を含む酸性ガスとアルカリ薬剤との反応で塩化物を含む塩類を生成させる第２焼却排ガス反応工程と、焼却炉の焼却主灰と前記第１分離工程で分離された焼却飛灰とを溶融すると共に、前記第１分離工程で分離された塩化物を塩化水素に分解して、前記焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分との反応で揮発性を備えた塩化物の重金属化合物を生成させる溶融反応工程と、前記溶融反応工程において排出された溶融排ガス中の塩化水素とアルカリ薬剤との反応で塩化物を生成させる溶融排ガス反応工程と、溶融飛灰と前記溶融反応工程で生成された重金属化合物と前記溶融排ガス反応工程で生成された塩化物とを溶融排ガス中から分離する第２分離工程とを有し、前記焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分の量を検出して、その検出量が設定量よりも増えた場合はアルカリ薬剤の添加量を増やし、その検出量が設定量よりも減った場合はアルカリ薬剤の添加量を減らすように、前記第１焼却排ガス反応工程における前記アルカリ薬剤の添加量を調節する点にある。

〔作用及び効果〕
焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分の量を検出して、その検出量が設定量よりも増えた場合はアルカリ薬剤の添加量を増やし、その検出量が設定量よりも減った場合はアルカリ薬剤の添加量を減らすように、第１焼却排ガス反応工程におけるアルカリ薬剤の添加量を調節する。
よって、第１焼却排ガス反応工程において生成される塩化物の量、つまり、第１分離工程において焼却排ガス中から分離して、溶融反応工程において塩化水素に分解される塩化物の量を、焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分の量に見合った量に調節して、溶融反応工程において生成される、重金属成分との反応に使用されない塩化水素の量を減少させることができる。
焼却排ガス中の残りの塩化水素を含む酸性ガスは、第１分離工程の後の第２焼却排ガス反応工程におけるアルカリ薬剤との反応で塩化物を含む塩類を生成して、適宜、焼却排ガス中から分離できる。
従って、溶融反応工程において溶融排ガス中に残存する塩化水素の量を少なくすることができ、溶融排ガス反応工程において、それらの残存塩化水素との反応で塩化物を生成させるために必要なアルカリ薬剤の使用量を低減できる。

本発明の第２特徴構成は、廃棄物の焼却炉から排出された焼却排ガス中の塩化水素の一部とアルカリ薬剤との反応で塩化物を生成させる第１焼却排ガス反応工程と、焼却飛灰と前記第１焼却排ガス反応工程で生成された塩化物とを焼却排ガス中から分離する第１分離工程と、前記第１分離工程の後に、前記焼却排ガス中の残りの塩化水素を含む酸性ガスとアルカリ薬剤との反応で塩化物を含む塩類を生成させる第２焼却排ガス反応工程と、焼却炉の焼却主灰と前記第１分離工程で分離された焼却飛灰とを溶融すると共に、前記第１分離工程で分離された塩化物を塩化水素に分解して、前記焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分との反応で揮発性を備えた塩化物の重金属化合物を生成させる溶融反応工程と、前記溶融反応工程において排出された溶融排ガス中の塩化水素とアルカリ薬剤との反応で塩化物を生成させる溶融排ガス反応工程と、溶融飛灰と前記溶融反応工程で生成された重金属化合物と前記溶融排ガス反応工程で生成された塩化物とを溶融排ガス中から分離する第２分離工程とを有し、前記溶融反応工程において排出された溶融排ガス中の未反応の塩化水素の量を検出して、その検出量が設定量よりも少ない場合はアルカリ薬剤の添加量を増やし、その検出量が設定量よりも多い場合はアルカリ薬剤の添加量を減らすように、前記第１焼却排ガス反応工程における前記アルカリ薬剤の添加量を調節する点にある。

〔作用及び効果〕
溶融反応工程において排出された溶融排ガス中の未反応の塩化水素の量を検出して、その検出量が設定量よりも少ない場合はアルカリ薬剤の添加量を増やし、その検出量が設定量よりも多い場合はアルカリ薬剤の添加量を減らす、つまり、未反応の塩化水素は重金属成分と反応しなかった余剰の塩化水素であるから、その検出量が設定量よりも少ない場合はアルカリ薬剤の添加量を増やして塩化水素に分解される塩化物の量を増やし、その検出量が設定量よりも多い場合はアルカリ薬剤の添加量を減らして塩化水素に分解される塩化物の量を減らす。
よって、第１焼却排ガス反応工程において生成される塩化物の量、つまり、第１分離工程において焼却排ガス中から分離して、溶融反応工程において塩化水素に分解される塩化物の量を、焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分の量に見合った量に調節して、溶融反応工程において生成される、重金属成分との反応に使用されない塩化水素の量を減少させることができる。
焼却排ガス中の残りの塩化水素を含む酸性ガスは、第１分離工程の後の第２焼却排ガス反応工程におけるアルカリ薬剤との反応で塩化物を含む塩類を生成して、適宜、焼却排ガス中から分離できる。
従って、溶融反応工程において溶融排ガス中に残存する塩化水素の量を少なくすることができ、溶融排ガス反応工程において、それらの残存塩化水素との反応で塩化物を生成させるために必要なアルカリ薬剤の使用量を低減できる。
尚、塩化水素の設定量は零である場合も含み、この場合、未反応の塩化水素の検出量が零のときは、その検出量が設定量よりも少ないと見なして、バグフィルターが目詰まりを起こさない程度の塩化物が生成されるようにアルカリ薬剤の添加量を増やす。

本発明の第３特徴構成は、前記第１焼却排ガス反応工程において、前記アルカリ薬剤として水酸化カルシウムを使用して、乾式処理により塩化物を生成させる点にある。

〔作用及び効果〕
第１焼却排ガス反応工程において、水酸化ナトリウム等のアルカリ薬剤に比べて潮解し難い水酸化カルシウム、つまり、山元還元の際に乾式の場合は乾燥しなくてよい水酸化カルシウムを反応薬剤として使用し、第１分離工程においてそのカルシウム塩を焼却飛灰と共にバグフィルターで焼却排ガス中から分離するにあたって、バグフィルターの目詰まりを防止しながら分離することができる。

本発明の第４特徴構成は、前記溶融排ガス反応工程において、前記アルカリ薬剤として水酸化カルシウムを使用して、乾式処理により塩化物を生成させる点にある。

〔作用及び効果〕
溶融排ガス中の塩化水素を、山元還元の際の搬送などの取扱いが容易な塩化物として取り出すことができる。

本発明の第５特徴構成は、焼却炉から排出された焼却排ガス中の塩化水素の一部とアルカリ薬剤との反応で塩化物を生成させる第１焼却排ガス反応手段と、焼却飛灰と前記第１焼却排ガス反応手段で生成された塩化物とを焼却排ガス中から分離する第１分離手段と、前記第１分離手段で焼却飛灰と塩化物とが分離された焼却排ガス中の残りの塩化水素を含む酸性ガスとアルカリ薬剤との反応で塩化物を含む塩類を生成させる第２焼却排ガス反応手段と、焼却炉の焼却主灰と前記第１分離手段で分離された焼却飛灰とを溶融すると共に、前記第１分離手段で分離された塩化物を塩化水素に分解して、前記焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分との反応で揮発性を備えた塩化物の重金属化合物を生成させる溶融炉と、前記溶融炉から排出された溶融排ガス中の塩化水素とアルカリ薬剤との反応で塩化物を生成させる溶融排ガス反応手段と、溶融飛灰と前記溶融炉で生成された重金属化合物と前記溶融排ガス反応手段で生成された塩化物とを溶融排ガス中から分離する第２分離手段と、前記第１焼却排ガス反応手段における前記アルカリ薬剤の添加量を調節可能な調節手段と、前記焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分の量を検出して、その検出量が設定量よりも増えた場合はアルカリ薬剤の添加量を増やし、その検出量が設定量よりも減った場合はアルカリ薬剤の添加量を減らすように、又は、前記溶融炉から排出された溶融排ガス中の未反応の塩化水素の量を検出して、その検出量が設定量よりも少ない場合はアルカリ薬剤の添加量を増やし、その検出量が設定量よりも多い場合はアルカリ薬剤の添加量を減らすように、前記調節手段の作動を制御する制御手段とが設けられている点にある。

〔作用及び効果〕
焼却炉から排出された焼却排ガス中の塩化水素の一部とアルカリ薬剤とを第１焼却排ガス反応手段で反応させて、塩化物を生成させる。
焼却飛灰と第１焼却排ガス反応手段で生成された塩化物とを、第１分離手段で焼却排ガス中から分離する。
第１分離手段で焼却飛灰と塩化物とが分離された焼却排ガス中の残りの塩化水素を含む酸性ガスは第２焼却排ガス反応手段でアルカリ薬剤と反応させて、塩化物を含む塩類を生成させる。
溶融炉において、焼却炉の焼却主灰と第１分離手段で分離された焼却飛灰とを溶融すると共に、第１分離手段で分離された塩化物を塩化水素に分解して、その塩化水素と焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分との反応で揮発性を備えた塩化物の重金属化合物を生成させる。
溶融炉から排出された溶融排ガス中の塩化水素とアルカリ薬剤とを溶融排ガス反応手段で反応させて、塩化物を生成させる。
溶融飛灰と溶融炉で生成された重金属化合物と溶融排ガス反応手段で生成された塩化物とを、第２分離手段で溶融排ガス中から分離する。
制御手段は、焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分の量を検出して、その検出量が設定量よりも増えた場合はアルカリ薬剤の添加量を増やし、その検出量が設定量よりも減った場合はアルカリ薬剤の添加量を減らすように、又は、溶融炉から排出された溶融排ガス中の未反応の塩化水素の量を検出して、その検出量が設定量よりも少ない場合はアルカリ薬剤の添加量を増やし、その検出量が設定量よりも多い場合はアルカリ薬剤の添加量を減らすように、第１焼却排ガス反応手段におけるアルカリ薬剤の添加量を調節可能な調節手段の作動を制御する。
従って、第１焼却排ガス反応手段で生成される塩化物の量、つまり、第１分離手段で焼却排ガス中から分離して、溶融炉で塩化水素に分解される塩化物の量を、焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分の量に見合った量になるように、制御手段によって能率良く調整できる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明による焼却灰の溶融処理方法に使用する溶融処理設備を示す。
溶融処理設備は、都市ゴミなどの一般廃棄物や産業廃棄物（以下、単に廃棄物という。）Ａを焼却するストーカー式の焼却炉１と、焼却炉１から排出された焼却排ガスを無害化する焼却排ガス処理部２と、焼却炉１の焼却主灰と焼却飛灰とからなる焼却灰を溶融する表面溶融炉３と、溶融炉３から排出された溶融排ガスを無害化する溶融排ガス処理部４とを設けてある。

焼却排ガス処理部２には、焼却炉１から排出された焼却排ガスを冷却する第１冷却器５と、冷却された焼却排ガス中の酸性ガス成分の一部とアルカリ薬剤との反応で塩類を生成させる第１焼却排ガス反応手段６と、焼却飛灰と第１焼却排ガス反応手段６で生成された塩類とを焼却排ガス中から分離する第１分離手段７と、第１分離手段７で焼却飛灰と塩類とが分離された焼却排ガス中の残りの酸性ガス成分とアルカリ薬剤との反応で塩類を生成させる第２焼却排ガス反応手段８とを設けてある。

第１焼却排ガス反応手段６は、酸性ガス成分である塩化水素ガス（ＨＣｌ）の一部とアルカリ薬剤である水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂）とを反応させる乾式処理により、塩類である塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂）を生成させるもので、焼却排ガス中に消石灰（水酸化カルシウム）を吹き込み供給する第１薬剤供給装置９を設けて構成してある。

第１分離手段７は、焼却排ガス中の焼却飛灰と第１焼却排ガス反応手段６で生成された塩化カルシウムとを捕捉して分離する第１バグフィルターを設けて構成してある。

第２焼却排ガス反応手段８は、焼却排ガス中の塩化水素ガスを含む残りの酸性ガス成分の略全部とアルカリ薬剤である水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液とを反応させる湿式処理により、塩類である塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を生成させるもので、焼却排ガス中に水酸化ナトリウム水溶液を噴霧するシャワーなどの噴霧器１０を設けて構成してある。

溶融炉３は、焼却炉１の焼却主灰と焼却飛灰とを溶融すると共に、第１バグフィルター７で分離した塩化カルシウムを炉内の１３００℃以上の高温雰囲気中で酸性ガス成分である塩化水素ガス（ＨＣｌ）に分解して、焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる鉛（Ｐｂ）やカドミウム（Ｃｄ），亜鉛（Ｚｎ）などとの反応で、揮発性を備えた塩化物の重金属化合物である塩化鉛（ＰｂＣｌ₂）や塩化カドミウム（ＣｄＣｌ₂），塩化亜鉛（ＺｎＣｌ₂）などを生成させる。
溶融炉３において溶融させた焼却主灰と焼却飛灰は炉外に排出されて急冷固化され、スラグＢとして回収される。

溶融排ガス処理部４には、溶融炉３から排出された溶融排ガスを冷却する第２冷却器１１と、冷却された溶融排ガス中の酸性ガス成分とアルカリ薬剤との反応で塩類を生成させる溶融排ガス反応手段１２と、溶融飛灰と溶融炉３で生成された重金属化合物と溶融排ガス反応手段１２で生成された塩類とを溶融排ガス中から分離する第２分離手段１３とを設けてある。

溶融排ガス反応手段１２は、溶融炉３において重金属成分との反応に使用されなかった主な酸性ガス成分である塩化水素ガスと、アルカリ薬剤である水酸化ナトリウム又は水酸化カルシウムとの反応で、塩類である塩化ナトリウム又は塩化カルシウムを生成させるもので、溶融排ガス中に水酸化ナトリウム又は水酸化カルシウムを吹き込み供給する第２薬剤供給装置１４を設けて構成してある。

第２分離手段１３は、溶融飛灰と、塩化鉛や塩化カドミウム，塩化亜鉛などの重金属化合物と、溶融排ガス反応手段１２で生成された塩化ナトリウム又は塩化カルシウムとを溶融排ガス中から分離するもので、溶融排ガス中の溶融飛灰と重金属化合物と溶融排ガス反応手段１２で生成された塩化ナトリウム又は塩化カルシウムとを捕捉して分離する第２バグフィルターを設けて構成してある。

溶融排ガス反応手段１２においてアルカリ薬剤としての水酸化ナトリウムを供給して塩化水素ガスと反応させた場合、水酸化ナトリウムや生成される塩化ナトリウムが潮解し易く、第２バグフィルター１３の目詰まりが生じ易いので、溶融排ガス反応手段１２においてはアルカリ薬剤として水酸化カルシウムを供給するのが望ましい。

溶融炉３で生成された重金属化合物は、溶融炉３内の高温雰囲気により溶融排ガス中に揮散しているが、第２冷却器１１で溶融排ガスを冷却することにより固化させるので、その固化した重金属化合物を第２バグフィルター１３で捕捉できる。

第１焼却排ガス反応手段６における水酸化カルシウムの添加量を調節可能な調節手段１５と、その添加量が焼却飛灰に含まれる重金属成分の量に見合った量になるように、調節手段１５の作動を制御する制御手段１７とが設けられている。

制御手段１７は、第１バグフィルター７で分離された焼却飛灰と塩化カルシウムとを溶融炉３に供給する供給路１９の途中に、焼却飛灰に含まれる重金属成分の量を検出する検出手段１６を設けて、その検出手段１６で検出した単位時間当たりの重金属成分の検出量が設定量よりも増えた場合は水酸化カルシウムの添加量を増やし、その検出量が設定量よりも減った場合は水酸化カルシウムの添加量を減らして、水酸化カルシウムの添加量が焼却飛灰に含まれる重金属成分の量に見合った量になるように、調節手段１５の作動を制御する。

尚、焼却飛灰には、焼却主灰に比べて１０倍以上の重金属成分が含まれているので、供給路１９の途中に、焼却飛灰に含まれる重金属成分の量を検出する検出手段１６を設けるのが望ましいが、焼却炉１や溶融炉３において焼却飛灰や焼却主灰に含まれる重金属成分の量を検出しても良い。

第１薬剤供給装置９は、水酸化カルシウムの貯留槽９ａを備え、調節手段１５は、電動モータＭの駆動で貯留槽下部のテーブルフィーダ９ｂを作動させて、水酸化カルシウムの排出量（添加量）を調節する。

検出手段１６は、蛍光Ｘ線分析装置などにより単位時間当たりの重金属成分の量を検出する。制御手段１７は、単位時間当たりの添加量が焼却飛灰に含まれる重金属成分の量に見合った量になるように、テーブルフィーダ９ｂを作動させる。

検出した単位時間当たりの重金属成分の量から、それらの重金属成分の全量に反応させるに見合った単位時間当たりの塩化水素ガスの量が求まり、その求めた量の塩化水素ガスを溶融炉３において単位時間当たり分解生成させるに必要な塩化カルシウムの量が求まる。

すなわち、重金属成分が２価の金属元素Ｍの酸化物ＭＯの場合、下記の反応が起きる。
ＭＯ＋２ＨＣｌ→ＭＣｌ₂＋Ｈ₂Ｏ
２ＨＣｌ＋Ｃａ（ＯＨ）₂→ＣａＣｌ₂＋２Ｈ₂Ｏ
つまり、焼却量の廃棄物に含まれる重金属１当量に対して１当量の消石灰が必要であることがわかる。

そして、検出した単位時間当たりの重金属成分の量と、その検出量に対応して必要な単位時間当たりの水酸化カルシウムの添加量との関係がメモリなどに予め記憶されており、制御手段１７は、検出した単位時間当たりの重金属成分の量から必要な水酸化カルシウムの単位時間当たりの添加量をメモリなどから読み出して、その添加量になるように、テーブルフィーダ９ｂを作動させる。

次に、上記溶融処理設備を使用して実施する本発明による焼却灰の溶融処理方法を説明する。
焼却灰（焼却主灰及び焼却飛灰）の溶融処理方法は、図２に示すように、第１焼却排ガス反応工程と、第２焼却排ガス反応工程と、第１分離工程と、溶融反応工程と、溶融排ガス反応工程と、第２分離工程とを有する。
尚、図中の矢印は、溶融処理の流れを示す。

第１，第２焼却排ガス反応工程は、焼却炉１から排出された焼却排ガス中の酸性ガス成分とアルカリ薬剤との反応で塩類を生成させる工程であり、第１焼却排ガス反応工程は、焼却排ガス中の酸性ガス成分の一部とアルカリ薬剤との反応で塩類を生成させ、第２焼却排ガス反応工程は、第１分離工程の後に、焼却排ガス中の残りの酸性ガス成分とアルカリ薬剤との反応で塩類を生成させる。

第１焼却排ガス反応工程では、第１薬剤供給装置９により焼却排ガス中にアルカリ薬剤である消石灰（水酸化カルシウム）を吹き込み供給して、酸性ガス成分である塩化水素ガス（ＨＣｌ）の一部と反応させる乾式処理により、塩類である塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂）を生成させる。

この第１焼却排ガス反応工程で供給される消石灰の量は、後述する第１分離工程で分離された焼却飛灰に含まれる重金属成分の量を検出手段１６により検出して、その単位時間当たりの検出量が設定量よりも増えた場合は水酸化カルシウムの添加量を増やし、その単位時間当たりの検出量が設定量よりも減った場合は水酸化カルシウムの添加量を減らして、添加量が焼却飛灰に含まれる重金属成分の量に見合った量になるように、調節手段１５の作動を調整する。

第２焼却排ガス反応工程では、噴霧器１０により焼却排ガス中にアルカリ薬剤である水酸化ナトリウム水溶液を噴霧して、焼却排ガス中の残りの塩化水素ガス（ＨＣｌ）や硫黄酸化物（ＳＯ_X），窒素酸化物（ＮＯ_X）を含む酸性ガス成分の略全部と反応させる湿式処理により、塩類である塩化ナトリウム（ＮａＣｌ），硫酸ナトリウム（Ｎａ₂Ｓ０₄），硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ₃）等を回収し、湿式処理後の焼却排ガスは煙突１８から大気に放出させる。

第１焼却排ガス反応工程と第２焼却排ガス反応工程で使用するアルカリ薬剤の使用量を従来技術に比べて削減できる分、回収された溶融飛灰の重金属含有率が高くなり、容積が小さくなるため、その分、山元還元での処理エネルギーが小さくなり、ランニングコストを低減できる。

第１分離工程では、焼却排ガス中の焼却飛灰と第１焼却排ガス反応工程で生成された塩化カルシウム、及び未反応の水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂）を第１バグフィルター７で捕捉して分離する。

溶融反応工程では、溶融炉３において、焼却炉１の焼却主灰と第１分離工程で分離された焼却飛灰とを溶融すると共に、第１分離工程で分離された塩化カルシウムを炉内の１３００℃以上の高温雰囲気中で塩化水素ガスに分解して、焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分である鉛（Ｐｂ）やカドミウム（Ｃｄ），亜鉛（Ｚｎ）などとの反応で、揮発性を備えた塩化物の重金属化合物である塩化鉛（ＰｂＣｌ₂）や塩化カドミウム（ＣｄＣｌ₂），塩化亜鉛（ＺｎＣｌ₂ ）などを生成させる。

溶融排ガス反応工程では、第２薬剤供給装置１４により溶融排ガス中にアルカリ薬剤である水酸化ナトリウム又は水酸化カルシウム（消石灰）を供給して、重金属成分との反応に使用されなかった酸性ガス成分である塩化水素ガスとの反応で、塩類である塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）又は塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂）を生成させる。

第２分離工程では、第２バグフィルター１３で、溶融飛灰と、塩化鉛や塩化カドミウム，塩化亜鉛などの重金属化合物と、溶融排ガス反応工程で生成された塩化ナトリウム又は塩化カルシウム等の塩類を回収し、重金属を山元還元する。
重金属を山元還元する場合は、第２焼却排ガス反応手段８から生成される塩は別途回収したほうが重金属以外のものが混入しないので、山元還元が容易となる。

第２バグフィルター１３を通過した溶融排ガスは、第２焼却排ガス反応手段８で焼却排ガスと共に湿式処理され、湿式処理後の溶融排ガスは焼却排ガスと共に大気に放出される。

尚、本実施形態において、焼却飛灰に含まれる重金属成分の量に加えて、又は、焼却飛灰に含まれる重金属成分の量に代えて、焼却主灰に含まれる重金属成分の量を検出して、その単位時間当たりの検出量が設定量よりも少ない場合は水酸化カルシウムの単位時間当たりの添加量を増やし、その単位時間当たりの検出量が設定量よりも多い場合は水酸化カルシウムの単位時間当たりの添加量を減らすように、第１焼却排ガス反応工程におけるアルカリ薬剤の添加量を調節してもよい。

〔第２実施形態〕
図示しないが、第１実施形態において供給路１９の途中に設けた焼却飛灰に含まれる重金属成分の量を検出する検出手段１６に代えて、溶融反応工程において排出された溶融排ガス中の未反応の酸性ガス成分の量を検出する検出手段を設けてもよい。

この場合、未反応の酸性ガス成分の単位時間当たりの検出量が設定量（閾値）よりも少ない場合は水酸化カルシウムの単位時間当たりの添加量を増やし、その単位時間当たり検出量が設定量（閾値）よりも多い場合は水酸化カルシウムの単位時間当たり添加量を減らして、添加量が焼却飛灰に含まれる重金属成分の量に見合った量になるように、調節手段１５の作動を制御することにより、第１焼却排ガス反応工程における水酸化カルシウム
（アルカリ薬剤）の添加量を調節する。
尚、酸性ガス成分の単位時間当たりの設定量（閾値）は、最低値としておく。つまり、未反応の酸性ガス成分がゼロの場合でも、バグフィルターが目詰まりを起こさない程度の塩類が生成されるように水酸化カルシウム（アルカリ薬剤）を添加する。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔その他の実施形態〕
１．本発明による焼却灰の溶融処理方法と溶融処理設備は、アルカリ薬剤として、水酸化ナトリウム又は水酸化カルシウムのいずれを使用しても良い。
２．本発明による焼却灰の溶融処理方法と溶融処理設備は、水酸化ナトリウムや水酸化カルシウム以外の各種のアルカリ薬剤を適宜使用しても良い。
３．本発明による焼却灰の溶融処理方法と溶融処理設備は、回転式表面溶融炉、反射式表面溶融炉、放射式表面溶融炉、旋回流式溶融炉、ロータリーキルン式溶融炉、コークスベッド式溶融炉、キルン式溶融炉、流動庄式溶融炉、シャフト炉式溶融炉、電気式溶融炉
（交流アーク式溶融炉、電気抵抗式溶融炉、プラズマ式溶融炉、誘導式溶融炉）などの燃焼式溶融炉で焼却灰を溶融処理するものであっても良く、これらの溶融炉には、燃焼空気を導入して燃焼させる場合も含む。

溶融処理設備の系統図溶融処理の流れを示す図

Ａ廃棄物
１焼却炉
３溶融炉
６第１焼却排ガス反応手段
７第１分離手段
８第２焼却排ガス反応手段
１２溶融排ガス反応手段
１３第２分離手段
１５調節手段
１６検出手段
１７制御手段

Claims

廃棄物の焼却炉から排出された焼却排ガス中の塩化水素の一部とアルカリ薬剤との反応で塩化物を生成させる第１焼却排ガス反応工程と、
焼却飛灰と前記第１焼却排ガス反応工程で生成された塩化物とを焼却排ガス中から分離する第１分離工程と、
前記第１分離工程の後に、前記焼却排ガス中の残りの塩化水素を含む酸性ガスとアルカリ薬剤との反応で塩化物を含む塩類を生成させる第２焼却排ガス反応工程と、
焼却炉の焼却主灰と前記第１分離工程で分離された焼却飛灰とを溶融すると共に、前記第１分離工程で分離された塩化物を塩化水素に分解して、前記焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分との反応で揮発性を備えた塩化物の重金属化合物を生成させる溶融反応工程と、
前記溶融反応工程において排出された溶融排ガス中の塩化水素とアルカリ薬剤との反応で塩化物を生成させる溶融排ガス反応工程と、
溶融飛灰と前記溶融反応工程で生成された重金属化合物と前記溶融排ガス反応工程で生成された塩化物とを溶融排ガス中から分離する第２分離工程とを有し、
前記焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分の量を検出して、その検出量が設定量よりも増えた場合はアルカリ薬剤の添加量を増やし、その検出量が設定量よりも減った場合はアルカリ薬剤の添加量を減らすように、前記第１焼却排ガス反応工程における前記アルカリ薬剤の添加量を調節する焼却灰の溶融処理方法。
廃棄物の焼却炉から排出された焼却排ガス中の塩化水素の一部とアルカリ薬剤との反応で塩化物を生成させる第１焼却排ガス反応工程と、
焼却飛灰と前記第１焼却排ガス反応工程で生成された塩化物とを焼却排ガス中から分離する第１分離工程と、
前記第１分離工程の後に、前記焼却排ガス中の残りの塩化水素を含む酸性ガスとアルカリ薬剤との反応で塩化物を含む塩類を生成させる第２焼却排ガス反応工程と、
焼却炉の焼却主灰と前記第１分離工程で分離された焼却飛灰とを溶融すると共に、前記第１分離工程で分離された塩化物を塩化水素に分解して、前記焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分との反応で揮発性を備えた塩化物の重金属化合物を生成させる溶融反応工程と、
前記溶融反応工程において排出された溶融排ガス中の塩化水素とアルカリ薬剤との反応で塩化物を生成させる溶融排ガス反応工程と、
溶融飛灰と前記溶融反応工程で生成された重金属化合物と前記溶融排ガス反応工程で生成された塩化物とを溶融排ガス中から分離する第２分離工程とを有し、
前記溶融反応工程において排出された溶融排ガス中の未反応の塩化水素の量を検出して、その検出量が設定量よりも少ない場合はアルカリ薬剤の添加量を増やし、その検出量が設定量よりも多い場合はアルカリ薬剤の添加量を減らすように、前記第１焼却排ガス反応工程における前記アルカリ薬剤の添加量を調節する焼却灰の溶融処理方法。
前記第１焼却排ガス反応工程において、前記アルカリ薬剤として水酸化カルシウムを使用して、乾式処理により塩化物を生成させる請求項１又は２記載の焼却灰の溶融処理方法。
前記溶融排ガス反応工程において、前記アルカリ薬剤として水酸化カルシウムを使用して、乾式処理により塩化物を生成させる請求項１〜３のいずれか１項記載の焼却灰の溶融処理方法。
焼却炉から排出された焼却排ガス中の塩化水素の一部とアルカリ薬剤との反応で塩化物を生成させる第１焼却排ガス反応手段と、
焼却飛灰と前記第１焼却排ガス反応手段で生成された塩化物とを焼却排ガス中から分離する第１分離手段と、
前記第１分離手段で焼却飛灰と塩化物とが分離された焼却排ガス中の残りの塩化水素を含む酸性ガスとアルカリ薬剤との反応で塩化物を含む塩類を生成させる第２焼却排ガス反応手段と、
焼却炉の焼却主灰と前記第１分離手段で分離された焼却飛灰とを溶融すると共に、前記第１分離手段で分離された塩化物を塩化水素に分解して、前記焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分との反応で揮発性を備えた塩化物の重金属化合物を生成させる溶融炉と、
前記溶融炉から排出された溶融排ガス中の塩化水素とアルカリ薬剤との反応で塩化物を生成させる溶融排ガス反応手段と、
溶融飛灰と前記溶融炉で生成された重金属化合物と前記溶融排ガス反応手段で生成された塩化物とを溶融排ガス中から分離する第２分離手段と、
前記第１焼却排ガス反応手段における前記アルカリ薬剤の添加量を調節可能な調節手段と、
前記焼却主灰又は焼却飛灰に含まれる重金属成分の量を検出して、その検出量が設定量よりも増えた場合はアルカリ薬剤の添加量を増やし、その検出量が設定量よりも減った場合はアルカリ薬剤の添加量を減らすように、又は、前記溶融炉から排出された溶融排ガス中の未反応の塩化水素の量を検出して、その検出量が設定量よりも少ない場合はアルカリ薬剤の添加量を増やし、その検出量が設定量よりも多い場合はアルカリ薬剤の添加量を減らすように、前記調節手段の作動を制御する制御手段とが設けられている溶融処理設備。