JPH03196887A

JPH03196887A - ごみ焼却炉の灰処理装置

Info

Publication number: JPH03196887A
Application number: JP1337641A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Shigaki; 志垣　政信; Seiya Horino; 堀野　誠也
Original assignee: Takuma Co Ltd; Takuma Research and Development Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd; Takuma Research and Development Co Ltd
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1991-08-28

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、都市ごみや産業廃棄物等を焼却処理するごみ
焼却炉に用いられ、ごみ焼却炉から排出されるストーカ
灰及び飛灰を処理する為のごみ焼却炉の灰処理装置に関
する。

（従来の技術）近年、欧米に於いては、酸性雨林の問題がクローズアッ
プされて来ている。これは排気ガス中の硫酸、塩酸、硝
酸等が雨滴に溶解して降り、森林を枯らして黒い森と言
われる枯死状態を作り出す現象で、特に他国から流れて
来た煙により害を及ぼすようになり、国際問題化しつつ
あるうえ、全地球規模の環境問題に発展しつつある。

一方、我が国に於いては、所謂黒い森は存在しないが、
最近の環境庁の土壌測定（酸性度）では全国的にＰＨ４
，５を示して居り、問題化しつつある。

ところで、都市ごみや産業廃棄物等を焼却処理するごみ
焼却炉では、焼却後の残滓物として、焼却灰と飛灰とが
あり、又、排ガス中にはＨＣＱ、ＳＯｘ、ＮＯｘが含ま
れ、更に、煤塵中にはＣｄ、ｐｂ等の重金属が含まれて
いる。

最近の我が国のごみ焼却炉では排ガス規制が強められて
いる為、ＨＣＱ、ＳＯｘ、ＮＯｘの除去技術が進み、煙
突から排出される有害ガスの量が非常に少なくなってい
るが、電気集塵機中に煤塵若しくは脱塩剤に吸着された
形で捕集され、Ｃｄやｐｂ等の重金属と共存の形で排出
される。

電気集塵機で捕集された飛灰は、これをそのまま埋立処
理したのでは環境庁の告示１３号による清水を用いた溶
出試験（規制値Ｐ　ｂ　３　ｍ　ｇ　／　Ｑ　。

Ｃｄ０．３ｍｇ／氾）には合格しない為、一般にセメン
ト固化した後、埋立処理されているのが実情である。

一方、欧州各国では溶出試験に酸を用いる方式が行われ
始めて居り、酸には酸性雨を想定したものとして硫酸、
塩酸が、又、埋立地に於ける有機物の腐敗を想定したも
のとして酢酸が夫々用いられている。

そして、我が国に於いても、酸による溶出試験が検討さ
れ始めて居り、近い将来実施される可能性がある。

そこで、発明者はこれらの世界的な趨勢に鑑みて、ごみ
焼却炉から排出された焼却灰及び飛灰の酸による溶出試
験を行った。

即ち、焼却灰及び飛灰に、ゼオライト、シラス、黒ボク
、キレート、コーラル、ピートモス等の重金属の吸着剤
を種々の比率で混合し、酸による溶出試験を行った。

下記の第１表はその一例であり、灰に黒ボク若しくは液
体キレートと固化剤（オートセットを使用）とを混入し
て固化した後、酢ａ（０，６７規定）並びに清水による
溶出試験を行ったものである。

第　　　１　　　表第１表からも明らかなように、環境庁の定める水溶出試
験には合格したが、酸溶出試験では多量の重金属が溶出
し、その結果吸着剤を用いても埋立地での重金属の溶出
を止め得ないことが判明した。

故に、重金属の溶出を防ぐには焼却場内での技術的処理
に頼らざるを得ないことになる。

この技術的処理としては一般に次の各方法が知られてい
る。

■　予め灰を酸で洗って溶出した液を重金属処理する方
法。

■　灰を１４００℃で全量溶解してガラス化したスラグ
として取り出す方法。

（発明が解決しようとする課題）然し乍ら、前記■の方法は液処理となるので、排酸問題
や重金属汚泥処理問題が残り、実用装置としては面倒な
面が多く、実用化し難く、又、■の方法は電力、油、ガ
ス等の燃料を多量に必要とし、処理コストが高騰するう
え、溶解炉から多量の重金属が揮散し、これを捕集した
ときに封し込め処理が必要になる等、様々な問題が生じ
る。

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであ
り、ごみ焼却炉の燃焼室の高温ガスを使用することによ
って灰中から重金属を簡単且つ安価に分離でき、分離さ
れた揮散物と非揮散物の回収や処理を容易に行えるごみ
焼却炉の灰処理装置を提供することを目的とするもので
ある。

而して、本願発明者は、これらの課題を解決する為に数
々の試験を繰り返して来た。

例えば、本願発明者は、各種のサンプルを２００゜４０
０．６００，８００．　１０００．　１２００℃と加熱
し、Ｃｄ、Ｐｂの揮散テストを行った。

下記の第２表は加熱による灰中のＣｄ、Ｐｂの濃度を表
わしたものである。

第　　２　　表この結果から、各温度毎の揮散率を求めてグラフ化する
と、第２図及び第３図に示すようになった。尚、揮散率
が−になっているのは灼熱減量して結果的に重金属含有
率が室温時よりも大きくなった為である。

これらのグラフからも明らかなように、Ｃｄ、ｐｂ共１
０００℃になると、急激に揮散量が多くなり、減量率も
多くなることが判明した。尚、６００℃までの減量は他
の塩化物の揮散及び有機物の燃焼によるものと推定され
る。

又、重金属が揮散した後の灰を酸を用いて溶出試験を行
った結果、重金属が殆ど溶出しないことも判明した。

その結果、灰中の重金属を揮散させる温度が１０００℃
位で良いとなると、灰をわざわざ溶解炉で溶解せしめる
必要もなく、本原発明者は灰をごみ焼却炉の燃焼室から
引き抜いた高温の燃焼ガス（約１０００℃）で加熱し、
灰中に含まれているＣｄ、Ｐｂ等の重金属を揮散せしめ
て揮散物と非揮散物とに分離した後、揮散物を冷却して
捕集するのが最善の方法であることを知得した。

（課題を解決する為の手段）上記目的を達成する為に、本発明のごみ焼却炉の灰処理
装置は、ごみ焼却炉の排ガス中から捕集された飛灰又は
当該飛灰とごみ焼却炉から排出された焼却灰とを、ごみ
焼却炉の燃焼室からの高温ガスにより加熱し、灰中に含
まれている重金属を揮散させて揮散物と非揮散物とに分
離する加熱分離装置と、分離された揮散物を含む排ガス
を冷却する冷却装置と、冷却装置を経た排ガス中から揮
散物を捕集する集塵装置とを具備して成るものである。

又、加熱分離装置は補助加熱器を備え、加熱分離装置内
の温度に基づいて補助加熱器を制御するように構成して
おくことが好ましい。

（作用）ごみ焼却炉の排ガス中から捕集された飛灰又は当該飛灰
とごみ焼却炉から排出された焼却灰は、加熱分離装置へ
供給され、ごみ焼却炉の燃焼室から吸引した高温ガスに
より加熱される。

これによって、灰中に含まれているＣｄ、Ｐｂ等の重金
属が揮散し、揮散物と非揮散物とに分離される。

分離された揮散物は、排ガスと共に冷却装置により冷却
され、集塵装置に供給されてここで捕集される。又、排
ガスは煙突から大気中へ排出される。

そして、加熱分離装置で分離された非揮散物即ち重金属
を含まない灰は、適時回収されて埋立若しくは有効利用
に用いられる。

又、捕集された揮散物は、封じ込めて埋立処理される。

尚、加熱分離装置は、補助加熱器を備え、加熱分離装置
内の温度に基づいて補助加熱器を制御して加熱分離装置
内の温度が常時所定温度以上を保つように為されている
。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の実施例に係る灰処理装置１を設置した
ごみ焼却炉２の概略縦断面図であって、ごみ焼却炉２は
、焼却炉本体３、ごみホッパ４、ごみ供給装置５、スト
ーカ６、灰排出装置７等から成り、ごみをごみホッパ４
からストーカ６上に投入することによってストーカ６に
より順次乾燥・焼却し、その焼却灰を灰排出装置７から
排出するように構成されている。又、ごみ焼却炉２の燃
焼室８内に発生した高温ガスは、ボイラ本体９で冷却さ
れ、電気集塵機１０で煤塵を除去した後、誘引通風機１
１を経て煙突１２から大気中へ排出されるように為され
ている。

灰処理装置１は、電気集塵機１０で捕集された飛灰と灰
排出装置７から排出された焼却灰とを。

燃焼室８から吸引した高温ガスにより加熱し、灰中に含
まれている重金属を揮散させて揮散物と非揮散物とに分
離する加熱分離装置１３と、分離された揮散物を含む排
ガスを冷却する冷却装置１４と、冷却装置１４を経た排
ガス中から揮散物を捕集する集塵装置１５等から構成さ
れている。

前記加熱分離装置１３は、ロータリーキルンＩ６及びロ
ータリーキルン１６の出口側に連設して形成された沈降
分離室１７等から成り、ロータリーキルン１６はその内
部にごみ焼却炉２の燃焼室８の高温ガスを吸引できるよ
うに高温ガスダクト１８を介して燃焼室８に接続されて
いる。

又、ロータリーキルン１６と電気集塵機１０の集塵灰ホ
ッパ１９及び灰排出装置７との間には焼却灰及び飛灰を
ロータリーキルン１６の入口側へ供給できるようにコン
ベヤ２０、定量供給フィーダー２１及び水冷シュート２
２が介設されている。

更に、ロータリーキルン１６の入口側には補助加熱器２
３（助燃バーナ）が、その出口側にはキルン出口温度を
検出する温度検出器２４が夫々設けられて居り、ロータ
リーキルン１６内が常時所定の温度（約１０００℃）以
上を保つように、温度検出器２４によりキルン出口温度
を検出し、自動コントローラ２５によって補助加熱器２
３を適宜に制御できるように構成されている。

尚、２６は沈降分離室１７で分離された非揮散物を貯留
するホッパである。

前記冷却装置１４は、沈降分離室１７に接続され、揮散
物を含む排ガスを冷却するものであり。

本実施例に於いては、冷却装置１４には廃熱ボイラが使
用されている。

前記集塵装置１５は、冷却装置１４に接続され、冷却さ
れた排ガス中から揮散物を捕集するものであり、本実施
例に於いては、集塵袋Ｍ１５にはバングフィルター形式
のものが使用されている。又、バッグフィルターを出た
排ガスは誘引通風機２７を経て煙突１２へ排出されるよ
うに為されている。

尚、２８は冷却装置１４内で落下した煤塵と集塵装置で
捕集された煤塵及び揮散物を貯留する揮散物ホッパであ
る。

次に、灰処理装置１の作用について説明する。

ロータリーキルン１６内には燃焼室８の高温ガス（約１
０００℃）が高温ガスダクト１８を介して吸引されてい
る。

一方、電気集塵機１ｏの集塵灰ホッパ１９に集められた
飛灰と灰排出袋Ｍ７から排出された焼却灰は、コンベヤ
２０により搬送され、定量供給フィーダー２１により定
量宛水冷シュート２２を介してロータリーキルン１６の
入口側へ供給される。

ロータリーキルン１６に供給された灰は、高温ガスに加
熱されつつロータリーキルン１６の回転運動により出口
側へ移送され、沈降分離室１７へ排出される。この際、
灰は、約１ｏｏｏ℃に加熱され、灰中に含まれているＣ
ｄ、Ｐｂ等の重金属が揮散し、揮散物と非揮散物とに分
離される。又、ロータリーキルン１６内の温度は、燃焼
室８の高温ガスの温度が変動するので、温度検出器２４
でキルン出口温度を検出し、低温時には自動的に１００
０℃以上を保つように自動コントーラ２５で補助加熱器
２３を適宜に制御することによって所定温度に保たれて
いる。

そして、非揮散物は、沈降分離室１７で完全に分離され
、ホッパ２６に貯留される。

一方、揮散物は、排ガスと共に沈降分離室１７を経て冷
却装置１４により冷却された後、集塵装置１５に供給さ
れ、ここで煤塵と共に捕集される。

集塵装置１５で捕集された揮散物及び煤塵は、冷却装置
１４内で落下した煤塵と共に揮散物ホッパ２８に貯留さ
れる。又、集塵装置１５を出た排ガスは、誘引通風機２
７を経て煙突１２へ送られ、煙突１２から大気中へ排出
される。

このようにして、ホッパ２６に貯留された重金属を含ま
ない灰は、適時排出され、埋立若しくは有効利用に用い
る。

又、揮散物ホッパ２８に貯留された揮散物及び少量の煤
塵は、封じ込めて埋立処理される。即ち、鉄筋コンクリ
ートのプール状のピットを造り、ここへ揮散物を投入し
、／ｊＪ杯になった時点で上部開口をコンクリートでシ
ールする。この揮散物は、Ｃｄ、Ｐｂ等を再生する為の
原料とすることもできる。

上記実施例の灰処理装置に於いては、電気集塵機１０で
捕集された飛灰と灰排出装置７から排呂された焼却灰と
を、ごみ焼却炉２の燃焼室８から吸引した高温ガスによ
り加熱して揮散物と非揮散物とに分離し、分離された揮
散物を含む排ガス中から揮散物を捕集できる構成とした
が、灰処理装置は上記実施例のものに限定されるもので
はなく、例えば電気集塵機１０で捕集された飛灰のみを
、燃焼室８から吸引した高温ガスにより加熱して揮散物
と非揮散物とに分離し、分離された揮散物を含む排ガス
中から揮散物を捕集できるように構成しても良い。この
場合、灰は少量且つ高濃度であるので、灰処理装置自体
が小型で済み、規制値にも対応し易くなる。又、灰排出
装置７から排出された焼却灰は別の方法により処理され
る。

尚、下記の第３表は灰を加熱分離装置１３で約１０００
℃に加熱した後、酢酸による溶出試験を行った結果であ
る。

第３表からも明らかなように、加熱処理した後の灰から
ではＣｄ、Ｐｂが殆ど溶出せず、その結果加熱分離装置
１３で加熱した後の灰をそのまま埋立処理しても何ら問
題を生じることもない。

第　　　３　　　表（発明の効果）上述の通り、本発明のごみ焼却炉の灰処理装置は、ごみ
焼却炉から排出された灰を、ごみ焼却炉の燃焼室から吸
引した高温ガスにより加熱し、灰中に含まれている重金
属を揮散せしめて揮散物と非揮散物とに分離し、分離さ
れた揮散物を含む排ガス中から揮散物を捕集できる構成
とした為、従来のように灰を酸で液処理したり、或いは
灰の加熱用の燃料を多量に必要とすると云うこともなく
、灰中から重金属を簡単且つ安価に分離できる。

又、捕集された揮散物は、封じ込めて埋立処理若しくは
Ｃｄ、Ｐｂ等を再生する為の原料とすることもでき、衛
生的且つ実用的である。

更に、非揮散物は、重金属が取除かれている為、そのま
ま埋立処理しても問題はなく、又、灰の有効利用に用い
ることもできる。

請求項２の装置にあっては、上記効果に加えて、更に次
のような効果を奏し得る。

即ち、排ガス中から捕集された少量且つ高濃度の飛灰の
みを処理できる為、灰処理装置自体の小型化を図れると
共に、規制値にも対応し易くなる。

請求項３の装置にあっては、灰を加熱する温度を所定温
度に維持できるから、重金属の揮散を確実且つ効率良く
行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る灰処理装置を設置したご
み焼却炉の概略縦断面図、第２図は灰中のＣｄの揮散率
を表したグラフ、第３図は灰中のｐｂの揮散率を表した
グラフである。１は灰処理装置、２はごみ焼却炉、１３は加熱分離装置
、１４は冷却装置、１５は集塵装置、２３は補助加熱器
である。

Claims

【特許請求の範囲】１、ごみ焼却炉（２）の排ガス中から捕集された飛灰と
ごみ焼却炉（２）から排出された焼却灰とを、ごみ焼却
炉（２）の燃焼室（８）からの高温ガスにより加熱し、
灰中に含まれている重金属を揮散させて揮散物と非揮散
物とに分離する加熱分離装置（１３）と、分離された揮
散物を含む排ガスを冷却する冷却装置（１４）と、冷却
装置（１４）を経た排ガス中から揮散物を捕集する集塵
装置（１５）とを具備したことを特徴とするごみ焼却炉
の灰処理装置。２、ごみ焼却炉（２）の排ガス中から捕集された飛灰を
、ごみ焼却炉（２）の燃焼室（８）からの高温ガスによ
り加熱し、灰中に含まれている重金属を揮散させて揮散
物と非揮散物とに分離する加熱分離装置（１３）と、分
離された揮散物を含む排ガスを冷却する冷却装置（１４
）と、冷却装置（１４）を経た排ガス中から揮散物を捕
集する集塵装置（１５）とを具備したことを特徴とする
ごみ焼却炉の灰処理装置。３、加熱分離装置（１３）が補助加熱器（２３）を備え
、加熱分離装置（１３）内の温度に基づいて補助加熱器
（２３）を制御するように構成したことを特徴とする請
求項１又は２記載のごみ焼却炉の灰処理装置。