JPH02122109A - 都市ごみ焼却灰の処理方法 - Google Patents
都市ごみ焼却灰の処理方法Info
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- JPH02122109A JPH02122109A JP63273193A JP27319388A JPH02122109A JP H02122109 A JPH02122109 A JP H02122109A JP 63273193 A JP63273193 A JP 63273193A JP 27319388 A JP27319388 A JP 27319388A JP H02122109 A JPH02122109 A JP H02122109A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野１
本発明は、都市ごみ焼却灰の処理方法に関し、さらに詳
しくは、都市ごみの焼却灰を溶融処理してスラグ化し減
温して排出処理すると共にＮＯｘを低減する方法に関す
る。
しくは、都市ごみの焼却灰を溶融処理してスラグ化し減
温して排出処理すると共にＮＯｘを低減する方法に関す
る。
〔従来の技術］
都市ごみは従来、埋立により処分されていたが、埋立の
用地確保が難しくなり、−旦焼却してから、焼却灰を処
分するようになってきた。しかし、ごみの焼却によって
も約１０％の焼却灰が発生し、灰の埋立処分用の用地す
ら逼迫するようになってきた。さらに灰の埋立処分にお
いて微粉状灰の飛散、重金属類の浸出、未燃焼物による
悪臭など環境上の問題も発生している。
用地確保が難しくなり、−旦焼却してから、焼却灰を処
分するようになってきた。しかし、ごみの焼却によって
も約１０％の焼却灰が発生し、灰の埋立処分用の用地す
ら逼迫するようになってきた。さらに灰の埋立処分にお
いて微粉状灰の飛散、重金属類の浸出、未燃焼物による
悪臭など環境上の問題も発生している。
そこでごみ焼却灰を溶融して処理し、埋立に際して減容
を図ると同時に粉末の溶融重金属浸出の防止、未燃物の
分解を行って環境上の保全を一挙に達成する方法がとら
れている。
を図ると同時に粉末の溶融重金属浸出の防止、未燃物の
分解を行って環境上の保全を一挙に達成する方法がとら
れている。
その際アーク炉またはプラズマ炉を用いて行うことが多
い。しかるにこのような高温の加熱を大気中で行うと多
量のＮＯｘガスが発生し、環境上の２次公害を発生ずる
ことがしばしばある。
い。しかるにこのような高温の加熱を大気中で行うと多
量のＮＯｘガスが発生し、環境上の２次公害を発生ずる
ことがしばしばある。
ごみ焼却灰中には未燃物炭水化物を主体として２〜５％
の炭素源を含み、これが灰の溶融過程で空気と反応し還
元性雰囲気を形成し、物質収支上からは十分還元性雰囲
気を維持できることが知られている。しかし、これらの
炭素源は灰の溶融に先立って熱分解により気化してしま
い、灰の溶融に至るまでの期間にわたり平均して還元性
雰囲気を維持することには問題があった。
の炭素源を含み、これが灰の溶融過程で空気と反応し還
元性雰囲気を形成し、物質収支上からは十分還元性雰囲
気を維持できることが知られている。しかし、これらの
炭素源は灰の溶融に先立って熱分解により気化してしま
い、灰の溶融に至るまでの期間にわたり平均して還元性
雰囲気を維持することには問題があった。
〔発明が解決しようとする課題］
本発明はプラズマを用いたごの焼却灰の溶融において、
高温酸化雰囲気の下で発生ずるＮＯｘの発生を抑制しつ
つ、ごみ燃焼灰の溶融を完全ならしめるための方法を提
供するものである。
高温酸化雰囲気の下で発生ずるＮＯｘの発生を抑制しつ
つ、ごみ燃焼灰の溶融を完全ならしめるための方法を提
供するものである。
また、本発明は上記のように灰の溶融スラブ化に至るす
べての過程にわたって炉内を完全な還元性雰囲気に保持
する方法を提供する。
べての過程にわたって炉内を完全な還元性雰囲気に保持
する方法を提供する。
〔課題を解決するための手段１
本発明は都市ごみ焼却灰を高温下で溶融処理するに当り
、焼却灰に他の炭素源または炭水化物源を別途に添加し
、還元性雰囲気にて渚融反応さぜることを特徴と＋＜）
都市ごみ焼却灰の処理方法である。
、焼却灰に他の炭素源または炭水化物源を別途に添加し
、還元性雰囲気にて渚融反応さぜることを特徴と＋＜）
都市ごみ焼却灰の処理方法である。
この場合、炭素源または炭水化物源は溶融炉内の比較的
低温部に、時間的に゛ト均して添加するとよい。
低温部に、時間的に゛ト均して添加するとよい。
なお、炭素源としてはコークス、石炭、木炭等を用いる
ことができ、炭水化物源としては、ｒｊｉ燃牲ごみ、ト
水汚ｌＪ１等の廃棄物を用いるとよい。
ことができ、炭水化物源としては、ｒｊｉ燃牲ごみ、ト
水汚ｌＪ１等の廃棄物を用いるとよい。
１作用ｌ
アーク炉やプラズマ炉を用い大気中で高温加熱すると次
の反応によりＮＯｘが発生ずる。
の反応によりＮＯｘが発生ずる。
△Ｇｏ ＝２ １ ６００−３．０３Ｔ−・・−・・
（１）ΔＧ Ｏ＝ ７７００− １５．２ Ｔただし ΔＧ０ 自由エネルギー変化 ｔ ｅ ａ ２ ／ ｍ ｏ ９ ） Ｔ：絶対温度（Ｋ） である。
（１）ΔＧ Ｏ＝ ７７００− １５．２ Ｔただし ΔＧ０ 自由エネルギー変化 ｔ ｅ ａ ２ ／ ｍ ｏ ９ ） Ｔ：絶対温度（Ｋ） である。
これらの式からＮＯｘの平衡分圧を求めると第２図が得
られスラグ溶融に必要な１６００℃近傍でＮＯｘは数千
ｐｐｍになる。
られスラグ溶融に必要な１６００℃近傍でＮＯｘは数千
ｐｐｍになる。
一方、アーク炉やプラズマ炉内に炭素源または可燃性ご
みや下水汚泥のような炭水化物源を装入し燃焼させると
大気中の０２は焼却灰中の水分とともに炭素源や炭水化
物源と次式によって反応し還元性雰囲気が形成される。
みや下水汚泥のような炭水化物源を装入し燃焼させると
大気中の０２は焼却灰中の水分とともに炭素源や炭水化
物源と次式によって反応し還元性雰囲気が形成される。
ｎ０２ｏ２＋ｎｃｃ＋ｎ）１２０１−１２０→ｍ（□Ｃ
Ｏ＋ ｍ（０２Ｃ０２＋ ｍＨ２Ｈ２＋ｍＨ２ｏ Ｈ
２０−−−（３） ｎ０２ｏ２＋ｎｃｅｌ （Ｃｓ［（ｔｏｓｓ）ｎ＋ｎ
Ｈ２Ｏｆ（２０ ＝ｍ（□ＣＯ＋ ｍＣＯ２Ｃ０２＋ ｍＨ２１−１２＋
ｍＨ２ＯＨ２０−−＝ （４） これらの反応の生成系では次式の水性ガス反応が成立す
る。
Ｏ＋ ｍ（０２Ｃ０２＋ ｍＨ２Ｈ２＋ｍＨ２ｏ Ｈ
２０−−−（３） ｎ０２ｏ２＋ｎｃｅｌ （Ｃｓ［（ｔｏｓｓ）ｎ＋ｎ
Ｈ２Ｏｆ（２０ ＝ｍ（□ＣＯ＋ ｍＣＯ２Ｃ０２＋ ｍＨ２１−１２＋
ｍＨ２ＯＨ２０−−＝ （４） これらの反応の生成系では次式の水性ガス反応が成立す
る。
ＣＯ＋ １−１２０ ＝ ＣＯ２＋ １−１２ΔＧ’
＝−８６００＋７．６５Ｔ ・・−（５）（３）ある
いは（４）式と（５）式とを連立させれば、（３）ある
いは（４）式の反応系における各物質の供給量を与えた
ときの反応系における各成分濃度は一意的に定まる。
＝−８６００＋７．６５Ｔ ・・−（５）（３）ある
いは（４）式と（５）式とを連立させれば、（３）ある
いは（４）式の反応系における各物質の供給量を与えた
ときの反応系における各成分濃度は一意的に定まる。
例えば、プラズマガスに２ＯＮｍ／ｈの空気を用いた都
市ごみ焼却灰溶融炉において、溶融処理中に水分を約１
０％に調整した一ド水汚泥、例えば主成分がＣ／３６％
、ト１１５％、０／４５％である下水汚泥を炉内に添加
していくと炉内雰囲気成分は、第：３図に示したように
変化する。すなわち、約６ ｋ ｇ ／ ｈ以上の汚泥
を添加することにより還元性雰囲気が形成される。
市ごみ焼却灰溶融炉において、溶融処理中に水分を約１
０％に調整した一ド水汚泥、例えば主成分がＣ／３６％
、ト１１５％、０／４５％である下水汚泥を炉内に添加
していくと炉内雰囲気成分は、第：３図に示したように
変化する。すなわち、約６ ｋ ｇ ／ ｈ以上の汚泥
を添加することにより還元性雰囲気が形成される。
還元性雰囲気下では次の反応によって一度発生したＮＯ
Ｘが還元される。
Ｘが還元される。
ΔＧＯ＝−８９１００＋２３．８Ｔ ・・・ （６
）八ＧＯ＝−１４３］００＋２６．３Ｔ・・・ （７）
第２図に示した雰囲気下でのＮＯ×濃度を上記（６）、
（７）式から求めて第４図に示した。このように酸化性
雰囲気下での高いＮ Ｏｘ ｆＪ度ＣＪへしく軽減され
る。
）八ＧＯ＝−１４３］００＋２６．３Ｔ・・・ （７）
第２図に示した雰囲気下でのＮＯ×濃度を上記（６）、
（７）式から求めて第４図に示した。このように酸化性
雰囲気下での高いＮ Ｏｘ ｆＪ度ＣＪへしく軽減され
る。
以上のごとく都市ごみ焼ｉ１１灰の高温溶融番、二おい
てコークス、石炭、木炭等の炭素源あるいは、１７１燃
性ごみ、下水汚泥等の炭水化物源を添加１４ごとにより
還元性雰囲気をｊｌつ成してＮ０８の）’ｒ’ｌ’。
てコークス、石炭、木炭等の炭素源あるいは、１７１燃
性ごみ、下水汚泥等の炭水化物源を添加１４ごとにより
還元性雰囲気をｊｌつ成してＮ０８の）’ｒ’ｌ’。
抑制することができるものであるか、実際の１施に当っ
ては工夫が必要である。
ては工夫が必要である。
すなわち、ごみ焼却灰に１記炭、＋；源あるいは炭水化
物源を混和して溶融（７弓、二供給すると、吠が溶融し
てスラブに至る過程で炭素源または炭水化物源は炉内酸
素と反応または熱分解しで反応しでしまい、溶融炉外ヘ
リト気されて炉内を完全に瓜Ｊシ雰囲気に保持できない
場合がある。本方法の［」的はごみ焼却灰を溶融してス
ラグ化させることであるから、そのすべての過程にわた
って還元性雰囲気を保持しなければならない。
物源を混和して溶融（７弓、二供給すると、吠が溶融し
てスラブに至る過程で炭素源または炭水化物源は炉内酸
素と反応または熱分解しで反応しでしまい、溶融炉外ヘ
リト気されて炉内を完全に瓜Ｊシ雰囲気に保持できない
場合がある。本方法の［」的はごみ焼却灰を溶融してス
ラグ化させることであるから、そのすべての過程にわた
って還元性雰囲気を保持しなければならない。
すなわち、本発明においては、灰が溶融ずべき炉内の最
高火点近傍に灰を添加し、炉の周囲あるいはフィーダか
らの投入口部のような比較的低温部に炭素源または炭水
化物源を連続的に添加し溶融炉が稼動しているすべての
時間にわたり炉内雰囲気を還元性ガスにより充満させる
。
高火点近傍に灰を添加し、炉の周囲あるいはフィーダか
らの投入口部のような比較的低温部に炭素源または炭水
化物源を連続的に添加し溶融炉が稼動しているすべての
時間にわたり炉内雰囲気を還元性ガスにより充満させる
。
［実施例１
実施例１
第１図に小すプラズマトーチな用いた都市ごみ焼却灰溶
融炉（出力２５０ＫＷ、処理能力２００ｋｇ ／ ｈ
）を用いて都市ごみ焼却灰の処理を行った。第１図にお
いて、焼却灰溶融炉５は原料供給口ｌから都市ごみ焼却
灰を供給され、プラズマトーチヂ６によって加熱され、
溶融された焼却灰８は炉底に溜り、溶融灰取出ロアから
排出される。
融炉（出力２５０ＫＷ、処理能力２００ｋｇ ／ ｈ
）を用いて都市ごみ焼却灰の処理を行った。第１図にお
いて、焼却灰溶融炉５は原料供給口ｌから都市ごみ焼却
灰を供給され、プラズマトーチヂ６によって加熱され、
溶融された焼却灰８は炉底に溜り、溶融灰取出ロアから
排出される。
排ガスはザイクロン９で除塵された後、冷却塔１０で冷
却され排出される。１８０ＫＷの出力でプラズマガスと
して圧縮空気２．０ Ｎ ｍ ／ ｈで溶融炉を予熱
中に、排ガス中のＮＯｘ濃度を測定したところ４０００
ｐｐｍのＮｏｙが検出された。
却され排出される。１８０ＫＷの出力でプラズマガスと
して圧縮空気２．０ Ｎ ｍ ／ ｈで溶融炉を予熱
中に、排ガス中のＮＯｘ濃度を測定したところ４０００
ｐｐｍのＮｏｙが検出された。
そこで含水率ｌＯ％、乾燥状態でＣ／３６％、８１５％
、０／４５％を主成分とする下水汚泥を１０ｋｇ／ｈの
添加速度でホッパ２からゲート３をあけて投入し、フィ
ーダ４で溶融炉５に装入し、熱分解した結果、排ガス中
のＮＯｘ濃度は５０ｐｐｍに減少した。
、０／４５％を主成分とする下水汚泥を１０ｋｇ／ｈの
添加速度でホッパ２からゲート３をあけて投入し、フィ
ーダ４で溶融炉５に装入し、熱分解した結果、排ガス中
のＮＯｘ濃度は５０ｐｐｍに減少した。
実施例２
実施例１と同じ１８融炉において出力１８０ＫＷでプラ
ズマガスとして圧縮空気２ＯＮｍ／ｈで溶融炉を運転し
都市ごみ焼却灰を５分毎に１０ｋｇの供給速度で連続溶
融処理を行った。
ズマガスとして圧縮空気２ＯＮｍ／ｈで溶融炉を運転し
都市ごみ焼却灰を５分毎に１０ｋｇの供給速度で連続溶
融処理を行った。
その際、比較例では含水率ｌＯ％、Ｃ／３６％、１１１
５％、０／４５％を主成分とする下水γり泥を２０ ｋ
ｇ ／ ｈの添加速度で焼却灰に均一に混合して添加
した。
５％、０／４５％を主成分とする下水γり泥を２０ ｋ
ｇ ／ ｈの添加速度で焼却灰に均一に混合して添加
した。
一方、実施例においては同し下水汚泥を焼却灰添加の合
間に１．５分毎に０．５ ｋ ｇの添加速度でかつ汚泥
は常にフィーダ４の投入口に位置するように添加した。
間に１．５分毎に０．５ ｋ ｇの添加速度でかつ汚泥
は常にフィーダ４の投入口に位置するように添加した。
比較例および実施例における排ガス中のＮＯｘ成分を連
続サンプリングして分析した結果を第５図に示す。
続サンプリングして分析した結果を第５図に示す。
実施例では排ガス中のＮＯｘ濃度は３０〜６０ｐｐｍの
間で均一であるのに対し、比較例では全体としてＮＯｘ
濃度が高く、また時折１１００ｐｐ以上の高い濃度が検
出された。
間で均一であるのに対し、比較例では全体としてＮＯｘ
濃度が高く、また時折１１００ｐｐ以上の高い濃度が検
出された。
〔発明の効果］
本発明によれば都市ごみの焼却灰を減容処理する際に発
生するＮＯｘを著減させることができる。
生するＮＯｘを著減させることができる。
また、炭素源または可燃性ごみ、下水汚泥等を有効に用
いて高カロリーの排ガスを得ることができる効果もある
。
いて高カロリーの排ガスを得ることができる効果もある
。
第１図は本発明を適用する一例としてプラズマトーチを
用いた都市ごみ燃焼灰溶融炉を示す一部断面側面図、第
２図は、温度とＮＯｘ分圧との関係を示すグラフ、第３
図、第４図は添加量と分圧との関係を示すグラフ、第５
図は実施例のタイムチャートである。 １・・・原料供給口 ２・・・ホッパ ３・・・ゲート ４・・・フィーダ ５・・・焼却灰溶融炉 ６・・・プラズマド アー・・溶融灰取出口 ９・・・サイクロン １０・・・冷却器 チ 出 弁 願 理 人 士 川崎裂鉄株式会社 東京電力株式会社 小 杉 佳 男
用いた都市ごみ燃焼灰溶融炉を示す一部断面側面図、第
２図は、温度とＮＯｘ分圧との関係を示すグラフ、第３
図、第４図は添加量と分圧との関係を示すグラフ、第５
図は実施例のタイムチャートである。 １・・・原料供給口 ２・・・ホッパ ３・・・ゲート ４・・・フィーダ ５・・・焼却灰溶融炉 ６・・・プラズマド アー・・溶融灰取出口 ９・・・サイクロン １０・・・冷却器 チ 出 弁 願 理 人 士 川崎裂鉄株式会社 東京電力株式会社 小 杉 佳 男
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 都市ごみ焼却灰を高温下で溶融処理するに当り、焼
却灰溶融処理炉に炭素源または炭水化物源を別途に添加
し、還元性雰囲気にて焼却灰を溶融することを特徴とす
る都市ごみ焼却灰の処理方法。 ２ 別途に添加する炭素源または炭水化物源を溶融炉内
の比較的低温部に、時間的に平均して添加することを特
徴とする請求項１記載の都市ごみ焼却灰の処理方法。 ３ 別途に添加する炭素源または炭水化物源はコークス
、石炭、木炭、可燃性ごみ、下水汚泥から選ばれた１ま
たは２以上である請求項１または２記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273193A JPH0752006B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 都市ごみ焼却灰の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273193A JPH0752006B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 都市ごみ焼却灰の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02122109A true JPH02122109A (ja) | 1990-05-09 |
| JPH0752006B2 JPH0752006B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=17524399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63273193A Expired - Lifetime JPH0752006B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 都市ごみ焼却灰の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752006B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005106327A1 (en) * | 2004-04-29 | 2005-11-10 | Adplatech Corporation | Cyclonic plasma pyrolysis system |
| WO2008117119A2 (en) * | 2006-11-02 | 2008-10-02 | Plasco Energy Group Inc. | A residue conditioning system |
| US8128728B2 (en) | 2006-05-05 | 2012-03-06 | Plasco Energy Group, Inc. | Gas homogenization system |
| CN106594757A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-04-26 | 娈疯 | 高温等离子污泥焚烧装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5374105B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2013-12-25 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 廃棄物の焼却残渣の溶融処理方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152813A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-12 | Tokyo Cokes Kk | 廃棄物の焼却灰処理方法 |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP63273193A patent/JPH0752006B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152813A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-12 | Tokyo Cokes Kk | 廃棄物の焼却灰処理方法 |
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| JPH0752006B2 (ja) | 1995-06-05 |
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