JPH04256485A - 残留物質の連続融解方法 - Google Patents
残留物質の連続融解方法Info
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- JPH04256485A JPH04256485A JP3164159A JP16415991A JPH04256485A JP H04256485 A JPH04256485 A JP H04256485A JP 3164159 A JP3164159 A JP 3164159A JP 16415991 A JP16415991 A JP 16415991A JP H04256485 A JPH04256485 A JP H04256485A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
- F23G5/085—High-temperature heating means, e.g. plasma, for partly melting the waste
-
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- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
- F23G5/0273—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage using indirect heating
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- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、不均質な固体又は粘性
の残留物質を連続的に融解する方法及びこの方法を実施
する融解装置に関する。本明細書において「残留物質」
なる用語は、産業及び家庭の残留物質及び残宰、特に、
例えばエネルギー発生及び燃焼プラントから出るフィル
タ灰とスラグ、塗装作業又はフィルタ印刷で出る塗料ス
ラジ、電気メッキのスラジ、及び煙道ガス浄化器から出
る残宰の如き不活性化することが困難な汚染物を含んだ
残宰を意味する。残留物質内の汚染物、特に、例えば水
銀、鉛、亜鉛、カドミウムのような重金属、又ダイオキ
シンやフランのような毒性の有機成分は変換して不活性
なものにするか又は回収しなければならない。多くの場
合比較的高い比率で含まれている鉛や亜鉛のような重金
属は回収することができる。残留物質の有害成分は投棄
する場合充分に不活性化しなければならない。不活性に
されたそれら有害物質は、地下水へ溶出して汚染するこ
とがないように、溶解性を殆んどもたないものにしなけ
ればならない。又、投棄物は悪臭や塵埃を出さないもの
にしなければならない。
の残留物質を連続的に融解する方法及びこの方法を実施
する融解装置に関する。本明細書において「残留物質」
なる用語は、産業及び家庭の残留物質及び残宰、特に、
例えばエネルギー発生及び燃焼プラントから出るフィル
タ灰とスラグ、塗装作業又はフィルタ印刷で出る塗料ス
ラジ、電気メッキのスラジ、及び煙道ガス浄化器から出
る残宰の如き不活性化することが困難な汚染物を含んだ
残宰を意味する。残留物質内の汚染物、特に、例えば水
銀、鉛、亜鉛、カドミウムのような重金属、又ダイオキ
シンやフランのような毒性の有機成分は変換して不活性
なものにするか又は回収しなければならない。多くの場
合比較的高い比率で含まれている鉛や亜鉛のような重金
属は回収することができる。残留物質の有害成分は投棄
する場合充分に不活性化しなければならない。不活性に
されたそれら有害物質は、地下水へ溶出して汚染するこ
とがないように、溶解性を殆んどもたないものにしなけ
ればならない。又、投棄物は悪臭や塵埃を出さないもの
にしなければならない。
【0002】
【従来の技術】上記のような残留物質を不活性にする方
法として従来知られているものの1つに包含方法がある
。この方法では、例えば石炭火力発電所その他の燃焼プ
ラントから出る重金属含有フィルタダストをセメント及
び構造材と混合し固めてコンクリート状マスにする。 しかしこの方法は大量の追加材料を必要とし、従ってそ
れに対応して投棄物の体積も大きくなり、又固められた
有害成分の溶出に対する長期間の安定性の問題も解決さ
れていない。
法として従来知られているものの1つに包含方法がある
。この方法では、例えば石炭火力発電所その他の燃焼プ
ラントから出る重金属含有フィルタダストをセメント及
び構造材と混合し固めてコンクリート状マスにする。 しかしこの方法は大量の追加材料を必要とし、従ってそ
れに対応して投棄物の体積も大きくなり、又固められた
有害成分の溶出に対する長期間の安定性の問題も解決さ
れていない。
【0003】残留物質を不活性化するその他の方法はガ
ラス化法である。この方法ではその残留物質が大型のガ
ラス融解炉内の大きなタンクの中で緩っくりと高温に熱
せられ、そして高い均質性をもってガラス化される。こ
のガラス融解方法は、例えば、アプファルヴィルトシャ
フツジュールナル(Abfallwirtschaft
sjournal)1(1989)第7/8号、第27
、28頁に記載がある。この場合、高い融解温度での数
時間の長い滞在時間のため大部分の揮発性成分、特に重
金属は不可避的に気化し、そこで後続の追加のステージ
において除去又は回収しなければならない。特に、遅い
従来技術のガラス融解方法では煙道ガス石こうが再び分
解され、その中に先に固着されていたSO2 が解放さ
れ、そこで追加の後続の脱硫ステージが必要になる。従
ってこの方法ではSO2 溜りは作られない。
ラス化法である。この方法ではその残留物質が大型のガ
ラス融解炉内の大きなタンクの中で緩っくりと高温に熱
せられ、そして高い均質性をもってガラス化される。こ
のガラス融解方法は、例えば、アプファルヴィルトシャ
フツジュールナル(Abfallwirtschaft
sjournal)1(1989)第7/8号、第27
、28頁に記載がある。この場合、高い融解温度での数
時間の長い滞在時間のため大部分の揮発性成分、特に重
金属は不可避的に気化し、そこで後続の追加のステージ
において除去又は回収しなければならない。特に、遅い
従来技術のガラス融解方法では煙道ガス石こうが再び分
解され、その中に先に固着されていたSO2 が解放さ
れ、そこで追加の後続の脱硫ステージが必要になる。従
ってこの方法ではSO2 溜りは作られない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
ような従来の方法の欠点を無くし、汚染物、特に重金属
の広範で制御可能な固着により残留物質を不活性にする
方法及び装置を提供し、又必要であればSO2 溜りを
作ることである。
ような従来の方法の欠点を無くし、汚染物、特に重金属
の広範で制御可能な固着により残留物質を不活性にする
方法及び装置を提供し、又必要であればSO2 溜りを
作ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は特許請求の範
囲の請求項1に記載の方法及び請求項12に記載の装置
によって達せられる。
囲の請求項1に記載の方法及び請求項12に記載の装置
によって達せられる。
【0006】予熱温度T1を選択することにより、その
温度に対応する残留物質の化学反応と物理的蒸発が予熱
及び分別ステーションにおいて制御されながら行われる
。これにより予熱温度T1より高温での成分の望ましく
ない反応と蒸発はなくされる。次いで残余の物質が融解
ステージ内でその流動温度まで比較的迅速に加熱されて
融解され、そして冷却により硬化される。この比較的迅
速な融解によって残余の物質(例えばCaSO4 )の
望ましくない追加の分解を無くすことができる。これに
より煙道ガス石こう内の硫黄の相当な部分が不活性にさ
れ、又はスラグ内に含有され、そこでSO2 溜りが得
られる。この本発明による不活性化の方法は従って従来
知られている方法よりずっと広範に且つ有効に利用でき
る。質的及び量的により広い範囲の残留物質を融解し、
最終的な不活性の固体状態へ変換して容易に投棄できる
ようにするのである。
温度に対応する残留物質の化学反応と物理的蒸発が予熱
及び分別ステーションにおいて制御されながら行われる
。これにより予熱温度T1より高温での成分の望ましく
ない反応と蒸発はなくされる。次いで残余の物質が融解
ステージ内でその流動温度まで比較的迅速に加熱されて
融解され、そして冷却により硬化される。この比較的迅
速な融解によって残余の物質(例えばCaSO4 )の
望ましくない追加の分解を無くすことができる。これに
より煙道ガス石こう内の硫黄の相当な部分が不活性にさ
れ、又はスラグ内に含有され、そこでSO2 溜りが得
られる。この本発明による不活性化の方法は従って従来
知られている方法よりずっと広範に且つ有効に利用でき
る。質的及び量的により広い範囲の残留物質を融解し、
最終的な不活性の固体状態へ変換して容易に投棄できる
ようにするのである。
【0007】特許請求の範囲の従属の諸項は本発明のそ
の他の特徴を記載する。予熱温度T1は好適には400
℃と1000℃の間、そして融解温度T2より低い少な
くとも200℃にすることができる。予熱温度は又、得
ようとする所要の廃ガス分別量に従い、残留物質の組成
と軟化温度に応じて調節することができる。分別をよく
制御して行えるようにするため、分別ステージ内の滞在
時間は融解ステージ内の滞在時間より長くされ、多くの
場合数倍長くすることができる。全ての成分を迅速且つ
完全に固着するため融解ステージの滞在時間は好適には
15分以下、しばしば5分以下にされる。残留物質の物
理特性と化学組成に応じ、操作パラメータ、例えば予熱
ステージと融解ステージ内の温度と滞在時間又はその加
熱出力と放出率は、予熱ステージにおいて所要の成分を
分別し、そして残余の物質を完全に融解させるように調
節及び制御することができる。後続の追加の処理ステー
ジにおいて、高温の廃ガスは冷たいガス又は固体を吹込
むことによって急激に冷却され、そこで例えば重金属塩
は昇華せず、後の回収に都合のよい粉末の形に変換する
ことができる。こうして300℃から400℃の臨界温
度範囲に長く滞留して冷却されることによりダイオキシ
ン又はフランのような有毒な有機物質が形成されること
がなくなる。比較的低い予熱温度T1と短かい滞在時間
t1とで作られた廃ガスは、これに更に後続の高温処理
、例えば後燃焼(アフターバーニング)を加えることに
より、生成された又は破壊されなかった有毒有機化合物
を完全に分解することができる。本発明による装置は複
数個の予熱ステージを備え、その各予熱ステージが材料
送入部、加熱器、及び廃ガスラインを有し、そして個別
に調節及び制御可能なパラメータをもっているので、各
材料送入部をそれぞれ最適に処理することができる。 融解ステージでの滞在時間を比較的短かいものにするた
め、るつぼ又は融解槽内の融解物の体積は好適には予熱
ステージの容積の少なくとも5分の1にされる。残留物
質のそれぞれの送入条件を最適にするため、るつぼは又
制御及び調節可能な送出サイフォンを備えることができ
る。
の他の特徴を記載する。予熱温度T1は好適には400
℃と1000℃の間、そして融解温度T2より低い少な
くとも200℃にすることができる。予熱温度は又、得
ようとする所要の廃ガス分別量に従い、残留物質の組成
と軟化温度に応じて調節することができる。分別をよく
制御して行えるようにするため、分別ステージ内の滞在
時間は融解ステージ内の滞在時間より長くされ、多くの
場合数倍長くすることができる。全ての成分を迅速且つ
完全に固着するため融解ステージの滞在時間は好適には
15分以下、しばしば5分以下にされる。残留物質の物
理特性と化学組成に応じ、操作パラメータ、例えば予熱
ステージと融解ステージ内の温度と滞在時間又はその加
熱出力と放出率は、予熱ステージにおいて所要の成分を
分別し、そして残余の物質を完全に融解させるように調
節及び制御することができる。後続の追加の処理ステー
ジにおいて、高温の廃ガスは冷たいガス又は固体を吹込
むことによって急激に冷却され、そこで例えば重金属塩
は昇華せず、後の回収に都合のよい粉末の形に変換する
ことができる。こうして300℃から400℃の臨界温
度範囲に長く滞留して冷却されることによりダイオキシ
ン又はフランのような有毒な有機物質が形成されること
がなくなる。比較的低い予熱温度T1と短かい滞在時間
t1とで作られた廃ガスは、これに更に後続の高温処理
、例えば後燃焼(アフターバーニング)を加えることに
より、生成された又は破壊されなかった有毒有機化合物
を完全に分解することができる。本発明による装置は複
数個の予熱ステージを備え、その各予熱ステージが材料
送入部、加熱器、及び廃ガスラインを有し、そして個別
に調節及び制御可能なパラメータをもっているので、各
材料送入部をそれぞれ最適に処理することができる。 融解ステージでの滞在時間を比較的短かいものにするた
め、るつぼ又は融解槽内の融解物の体積は好適には予熱
ステージの容積の少なくとも5分の1にされる。残留物
質のそれぞれの送入条件を最適にするため、るつぼは又
制御及び調節可能な送出サイフォンを備えることができ
る。
【0008】融解ステージの比較的高い温度T2を受け
るるつぼは好適には、セラミック材料、あるいは、モリ
ブデン、タンタル、又はタングステンのような電導高融
解金属、又はその他のグラファイトあるいは炭化ケイ素
のような電導材料で作られる。あるいは又セラミックの
るつぼ壁の周囲に電導材料を巻くような形にすることも
できる。このようにした場合、融解材料に直ぐ隣接して
迅速且つ容易に制御できるようにるつぼを加熱する誘導
又は抵抗加熱が行われる。誘導加熱の場合、るつぼ内の
電導要素は熱伝達を非常に良くする。伝導性の良さは又
伝導性の残余材料又は添加物によっても得られる。ある
いは又るつぼは直接的なガス又はオイル加熱器を備える
こともできる。ガス、オイル、抵抗、又は誘導加熱器は
予熱ステージにおいても使用してよい。簡略化の1つの
可能性として、融解ステージの加熱器を予熱ステージの
加熱にも利用するようにできる。本発明による装置は一
般的に廃棄物処分プラントに一体に組込まれた部分、特
に煙道ガス浄化器と組合せられる部分として適当なもの
である。
るるつぼは好適には、セラミック材料、あるいは、モリ
ブデン、タンタル、又はタングステンのような電導高融
解金属、又はその他のグラファイトあるいは炭化ケイ素
のような電導材料で作られる。あるいは又セラミックの
るつぼ壁の周囲に電導材料を巻くような形にすることも
できる。このようにした場合、融解材料に直ぐ隣接して
迅速且つ容易に制御できるようにるつぼを加熱する誘導
又は抵抗加熱が行われる。誘導加熱の場合、るつぼ内の
電導要素は熱伝達を非常に良くする。伝導性の良さは又
伝導性の残余材料又は添加物によっても得られる。ある
いは又るつぼは直接的なガス又はオイル加熱器を備える
こともできる。ガス、オイル、抵抗、又は誘導加熱器は
予熱ステージにおいても使用してよい。簡略化の1つの
可能性として、融解ステージの加熱器を予熱ステージの
加熱にも利用するようにできる。本発明による装置は一
般的に廃棄物処分プラントに一体に組込まれた部分、特
に煙道ガス浄化器と組合せられる部分として適当なもの
である。
【0009】
【実施例】次に添付図面に示す実施例によって本発明の
更に詳細な説明を続ける。
更に詳細な説明を続ける。
【0010】本発明による融解装置は1つ又はそれ以上
の予熱ステージを備えることができる。図1は概略的に
3つの分離した予熱及び分別ステージ4,41,42を
示し、これらステージはそれぞれの供給部2,21,2
2から様々な残留物質3,31,32を供給される。そ
れら残留物質はそれぞれの予熱ステージ内で搬送装置7
,71,72によって遷移時間t1,t11,t12を
かけて搬送され、そしてその過程の間にそれぞれの加熱
器6,61,62によって予熱温度T1,T11,T1
2まで加熱される。この結果それぞれのステージ内に分
別された廃ガスが発生し、ライン8,81,82を通し
て放出され、そして(必要であれば)追加の処理ステー
ジ9へ送られる。予熱温度T1,T11,T12は、そ
れぞれの残留物質の組成及び所要の分別程度に応じて個
別に調節することができる。
の予熱ステージを備えることができる。図1は概略的に
3つの分離した予熱及び分別ステージ4,41,42を
示し、これらステージはそれぞれの供給部2,21,2
2から様々な残留物質3,31,32を供給される。そ
れら残留物質はそれぞれの予熱ステージ内で搬送装置7
,71,72によって遷移時間t1,t11,t12を
かけて搬送され、そしてその過程の間にそれぞれの加熱
器6,61,62によって予熱温度T1,T11,T1
2まで加熱される。この結果それぞれのステージ内に分
別された廃ガスが発生し、ライン8,81,82を通し
て放出され、そして(必要であれば)追加の処理ステー
ジ9へ送られる。予熱温度T1,T11,T12は、そ
れぞれの残留物質の組成及び所要の分別程度に応じて個
別に調節することができる。
【0011】次に、それら並列の予熱ステージ4,41
,42の全ての残留物質が融解ステージ10に併合され
、そして残余の固体相の流動温度に少なくとも等しい融
解温度T2まで加熱される。残留物質は、加熱器12を
備えた比較的小型のるつぼ11の中で、必要であればそ
れに対応する短かい遷移時間t2内で、且つ従来技術の
高い慣性を有する大型のガラス炉では不可避的に生じる
望ましくない分解と蒸発を起すことなく、完全に融解さ
れるか、あるは融解物によってある程度まで包含される
。
,42の全ての残留物質が融解ステージ10に併合され
、そして残余の固体相の流動温度に少なくとも等しい融
解温度T2まで加熱される。残留物質は、加熱器12を
備えた比較的小型のるつぼ11の中で、必要であればそ
れに対応する短かい遷移時間t2内で、且つ従来技術の
高い慣性を有する大型のガラス炉では不可避的に生じる
望ましくない分解と蒸発を起すことなく、完全に融解さ
れるか、あるは融解物によってある程度まで包含される
。
【0012】融解した相は融解物送出部14を出た後、
冷却又は急冷装置15内で非常に急速に凝固されるか、
あるいは又、制御可能な温度勾配をもって所要の形に変
換される。ステージ10から出る廃ガスも同様にライン
13を通して放出され、そして必要であれば更に追加の
処理ステージへ送られる。
冷却又は急冷装置15内で非常に急速に凝固されるか、
あるいは又、制御可能な温度勾配をもって所要の形に変
換される。ステージ10から出る廃ガスも同様にライン
13を通して放出され、そして必要であれば更に追加の
処理ステージへ送られる。
【0013】図2は、モータ29で駆動されるスクリュ
ーコンベヤ7を備えた融解装置を示す。モータは、予熱
ステージ4内の遷移又は滞在時間t1を調節するように
制御できる。図2において、ガス炉26がステージ4と
10の両方を加熱する。加熱出口27が融解ステージ1
0の加熱器12として働き、そして加熱出口28が予熱
ステージ4の加熱器6になる。予熱ステージ4とスクリ
ューコンベヤ7との端部から残余の物質が管内を通って
垂直下方向へ融解ステージ10内のるつぼ11の中へ落
下する。ステージ10で発生した廃ガスは管13によっ
て送出される。予熱ステージ4は2つの追加の廃ガスラ
イン81,82を備え、これらラインは例えば緩っくり
した加熱時の分別される異なった廃ガスをそれぞれ受入
する。送出部14の下で融解物17は水浴の形の急冷装
置15内へ落下する。不活性で投棄に適した状態にされ
た後の残留物質20はコンベヤベルト25によって更に
他の用途のために搬出される。
ーコンベヤ7を備えた融解装置を示す。モータは、予熱
ステージ4内の遷移又は滞在時間t1を調節するように
制御できる。図2において、ガス炉26がステージ4と
10の両方を加熱する。加熱出口27が融解ステージ1
0の加熱器12として働き、そして加熱出口28が予熱
ステージ4の加熱器6になる。予熱ステージ4とスクリ
ューコンベヤ7との端部から残余の物質が管内を通って
垂直下方向へ融解ステージ10内のるつぼ11の中へ落
下する。ステージ10で発生した廃ガスは管13によっ
て送出される。予熱ステージ4は2つの追加の廃ガスラ
イン81,82を備え、これらラインは例えば緩っくり
した加熱時の分別される異なった廃ガスをそれぞれ受入
する。送出部14の下で融解物17は水浴の形の急冷装
置15内へ落下する。不活性で投棄に適した状態にされ
た後の残留物質20はコンベヤベルト25によって更に
他の用途のために搬出される。
【0014】図3は、誘導加熱35、電線36、及び水
冷器37を備え、電導性るつぼ11を直接加熱する型式
の融解ステージを示す。そのような構成によって非常に
集中的な加熱が行われるので温度T2を迅速に調節でき
る。調節可能な送出サイフォン16はるつぼ11内の融
解物17を所要の高さHに維持する。このためにサイフ
ォン送出管40がロッド38により調節範囲39に亘っ
て作動される。融解物の高さHの調節は又、サイフォン
送出管40内にいろいろなインサートを交換して挿入す
るようにしても可能であろう。るつぼには、融解物上の
何等かの軽いスラグ層を送出するための追加の送出口を
備えてもよい。
冷器37を備え、電導性るつぼ11を直接加熱する型式
の融解ステージを示す。そのような構成によって非常に
集中的な加熱が行われるので温度T2を迅速に調節でき
る。調節可能な送出サイフォン16はるつぼ11内の融
解物17を所要の高さHに維持する。このためにサイフ
ォン送出管40がロッド38により調節範囲39に亘っ
て作動される。融解物の高さHの調節は又、サイフォン
送出管40内にいろいろなインサートを交換して挿入す
るようにしても可能であろう。るつぼには、融解物上の
何等かの軽いスラグ層を送出するための追加の送出口を
備えてもよい。
【0015】図4は、1つのガス炉26によって両ステ
ージの加熱を併合して行う構成を示す。融解ステージ1
0は直接的に加熱され、そして予熱ステージ4はバイパ
ス45を通して間接的に且つ例えば弁46により調節可
能にして加熱される。図4において、予熱ステージから
の廃ガスライン8は隣接の高温処理ステージ92内へ延
び、そして同じくガス炉26によって加熱される。残留
物質に含まれた、あるいは300℃から500℃の低い
予熱温度において発生した有毒の有機化合物はその高温
ステージ92内で完全に分解される。高温ステージは又
、予熱ステージの加熱にも利用できる熱エネルギーを出
す後燃焼ユニットを備えてもよい。予熱ステージ4は傾
斜した形にされ、これによって残留物質の予熱と搬送が
簡単になる。搬送は又回転式管状キルンを通すことによ
って行うこともできる。
ージの加熱を併合して行う構成を示す。融解ステージ1
0は直接的に加熱され、そして予熱ステージ4はバイパ
ス45を通して間接的に且つ例えば弁46により調節可
能にして加熱される。図4において、予熱ステージから
の廃ガスライン8は隣接の高温処理ステージ92内へ延
び、そして同じくガス炉26によって加熱される。残留
物質に含まれた、あるいは300℃から500℃の低い
予熱温度において発生した有毒の有機化合物はその高温
ステージ92内で完全に分解される。高温ステージは又
、予熱ステージの加熱にも利用できる熱エネルギーを出
す後燃焼ユニットを備えてもよい。予熱ステージ4は傾
斜した形にされ、これによって残留物質の予熱と搬送が
簡単になる。搬送は又回転式管状キルンを通すことによ
って行うこともできる。
【0016】図5は、本発明による融解装置4,10を
一体に組込まれた廃棄物処分プラントを示す。燃焼プラ
ント47から出てきた煙道ガス49は塵埃分離ステージ
48内で処理され、これによって作られたフィルタ灰3
2は、キルン灰33、及び廃水浄化器57からのフィル
タケーキ34と共に予熱及び分別ステージ4へ送られる
。この残留物質は融解ステージを通して既述のように処
理され、この結果として不活性な固体物20が形成され
る。必要であれば融解物上のスラグ層が66のように分
離除去される。廃ガス8,13は急冷ステージ91の形
の更に別の処理ステージ9へ送られ、そして吹込み空気
51により非常に急激に冷却されて凝固される。こうし
てできた濃縮重金属塩50は再利用できる。上記急冷ス
テージの廃ガス送出部は活性炭フィルタ65へ接続し、
このフィルタにおいて毒性水銀及びその他の容易に揮発
する有害物質51が分離される。又廃ガス58は燃焼炉
へ戻される。塵埃分離器48からの廃ガス55は煙道ガ
ス湿潤浄化器56へ送られ、そこでこの浄化器は清浄な
ガス54と廃水とを送出する。この廃水は廃水浄化器5
7内できれいな塩52(例えば防氷塩)と普通の廃水6
0と汚染されたフィルタケーキ残滓34とに分けられる
。このフィルタ残滓34は予熱ステージ4へ戻される。 図6から図8まで及び下記の実例において、本発明によ
る方法が温度と時間の変数T(t)として示される。
一体に組込まれた廃棄物処分プラントを示す。燃焼プラ
ント47から出てきた煙道ガス49は塵埃分離ステージ
48内で処理され、これによって作られたフィルタ灰3
2は、キルン灰33、及び廃水浄化器57からのフィル
タケーキ34と共に予熱及び分別ステージ4へ送られる
。この残留物質は融解ステージを通して既述のように処
理され、この結果として不活性な固体物20が形成され
る。必要であれば融解物上のスラグ層が66のように分
離除去される。廃ガス8,13は急冷ステージ91の形
の更に別の処理ステージ9へ送られ、そして吹込み空気
51により非常に急激に冷却されて凝固される。こうし
てできた濃縮重金属塩50は再利用できる。上記急冷ス
テージの廃ガス送出部は活性炭フィルタ65へ接続し、
このフィルタにおいて毒性水銀及びその他の容易に揮発
する有害物質51が分離される。又廃ガス58は燃焼炉
へ戻される。塵埃分離器48からの廃ガス55は煙道ガ
ス湿潤浄化器56へ送られ、そこでこの浄化器は清浄な
ガス54と廃水とを送出する。この廃水は廃水浄化器5
7内できれいな塩52(例えば防氷塩)と普通の廃水6
0と汚染されたフィルタケーキ残滓34とに分けられる
。このフィルタ残滓34は予熱ステージ4へ戻される。 図6から図8まで及び下記の実例において、本発明によ
る方法が温度と時間の変数T(t)として示される。
【0017】実例1a.低い予熱温度T1=400℃か
ら500℃及び融解ステージでの数分又は1分以下とい
った非常に短かい滞在時間t2において、亜鉛及び鉛の
ような重金属は残留物質内に殆んど残り、従って融解物
の品質を良好にする(例えば鉛はガラスの優れた成分で
ある)。これは、重金属が後で回収されない場合でも好
適なことである。図6の曲線71(T1=400℃、T
2=1400℃)は残留物質の上記温度変化の具体例で
ある。
ら500℃及び融解ステージでの数分又は1分以下とい
った非常に短かい滞在時間t2において、亜鉛及び鉛の
ような重金属は残留物質内に殆んど残り、従って融解物
の品質を良好にする(例えば鉛はガラスの優れた成分で
ある)。これは、重金属が後で回収されない場合でも好
適なことである。図6の曲線71(T1=400℃、T
2=1400℃)は残留物質の上記温度変化の具体例で
ある。
【0018】実例1b。反対に、高い予熱温度T=10
00℃及びより長い滞在時間t1とt2において、重金
属は主に蒸発し、そして濃縮された形に再処理される(
図7の曲線73)。
00℃及びより長い滞在時間t1とt2において、重金
属は主に蒸発し、そして濃縮された形に再処理される(
図7の曲線73)。
【0019】実例2。例えば600℃の中位の予熱温度
T1を使って、例えば塗料残滓のある塗料スラジの有機
成分の熱分解を行うことができる。この場合予熱温度T
1を正確にすることが重要である。というのはその温度
が低過ぎると熱分解は不完全になり、そこでるつぼ内の
高い融解温度のために、ガスの急激な発生を伴なう激し
い反応が行われ、残留物質の成分がその廃ガスによって
運ばれていくという望ましくないことが生じ得るからで
ある。又予熱温度T1が高過ぎても急激な反応が生じて
塵埃が廃ガスに運ばれるようになる。
T1を使って、例えば塗料残滓のある塗料スラジの有機
成分の熱分解を行うことができる。この場合予熱温度T
1を正確にすることが重要である。というのはその温度
が低過ぎると熱分解は不完全になり、そこでるつぼ内の
高い融解温度のために、ガスの急激な発生を伴なう激し
い反応が行われ、残留物質の成分がその廃ガスによって
運ばれていくという望ましくないことが生じ得るからで
ある。又予熱温度T1が高過ぎても急激な反応が生じて
塵埃が廃ガスに運ばれるようになる。
【0020】実例3。個別に調節される予熱温度T11
とT12の2つの並列の予熱ステージ41と42に2つ
の残留物質が送入される場合、これら残留物質の予熱は
適当な手段、例えば第1ステージ41内の残留物質にボ
トルガラス又はボラックスのような添加物を混合してそ
の流動温度を次の融解ステージでの例えばT2=110
0℃まで下げるようにして、最適に行うことができる。 そこで予熱ステージ41は、添加物の軟化点より更に低
い、例えばT11=600℃で操作することになる。例
えば煙道灰から高温加熱により大部分の重金属が蒸発す
る所の第2ステージ42内の残留物質はT12=100
0℃の比較的高温度で取扱うことができる(図7の曲線
72と73)。
とT12の2つの並列の予熱ステージ41と42に2つ
の残留物質が送入される場合、これら残留物質の予熱は
適当な手段、例えば第1ステージ41内の残留物質にボ
トルガラス又はボラックスのような添加物を混合してそ
の流動温度を次の融解ステージでの例えばT2=110
0℃まで下げるようにして、最適に行うことができる。 そこで予熱ステージ41は、添加物の軟化点より更に低
い、例えばT11=600℃で操作することになる。例
えば煙道灰から高温加熱により大部分の重金属が蒸発す
る所の第2ステージ42内の残留物質はT12=100
0℃の比較的高温度で取扱うことができる(図7の曲線
72と73)。
【0021】実例4。煙道ガス浄化器からの煙道ガス石
こうは、不活性化しなければならない重金属不純物を相
当多量に含む。だがそれら重金属は通常のガラス化プラ
ントで必要とされる高温度では蒸発されない。というの
はそのような高温度(1000℃以上)では硫酸カルシ
ウムが再分解し、そして先に結合していたSO2 が解
放されるからである。しかし本発明による方法において
は、硫酸カルシウムの分解によるSO2 の望ましくな
い生成を伴なうことなく、重金属は予熱ステージ内で例
えば700℃の温度T1で多く蒸発し、そして有機物質
も熱分解することができる。分解されなかった硫酸カル
シウムは、適当な残留物質及び/又は添加物と一緒に、
後続の融解ステージにおいて、その非常に短かい遷移時
間t2のため迅速に融解される。そこで処分し易い物質
が不活性な凝固した融解物の形で残る(図6の曲線74
)か、又はスラグとして分離除去される。
こうは、不活性化しなければならない重金属不純物を相
当多量に含む。だがそれら重金属は通常のガラス化プラ
ントで必要とされる高温度では蒸発されない。というの
はそのような高温度(1000℃以上)では硫酸カルシ
ウムが再分解し、そして先に結合していたSO2 が解
放されるからである。しかし本発明による方法において
は、硫酸カルシウムの分解によるSO2 の望ましくな
い生成を伴なうことなく、重金属は予熱ステージ内で例
えば700℃の温度T1で多く蒸発し、そして有機物質
も熱分解することができる。分解されなかった硫酸カル
シウムは、適当な残留物質及び/又は添加物と一緒に、
後続の融解ステージにおいて、その非常に短かい遷移時
間t2のため迅速に融解される。そこで処分し易い物質
が不活性な凝固した融解物の形で残る(図6の曲線74
)か、又はスラグとして分離除去される。
【0022】実例5。図8は1つの2部分予熱ステージ
の温度曲線75を示す。その第1部分はT15=600
℃に加熱され(例えば熱分解を行う)、そして第2部分
はT16=1000℃に加熱される(例えば重金属蒸発
を行う)。予熱ステージ4は主として、加熱器6の加熱
を適切に分割し計量することにより最適の温度曲線を得
るのに使用できる。
の温度曲線75を示す。その第1部分はT15=600
℃に加熱され(例えば熱分解を行う)、そして第2部分
はT16=1000℃に加熱される(例えば重金属蒸発
を行う)。予熱ステージ4は主として、加熱器6の加熱
を適切に分割し計量することにより最適の温度曲線を得
るのに使用できる。
【図1】複数個の残留物質送入部と予熱ステージを備え
る装置を使用する本発明の方法を示す概略図。
る装置を使用する本発明の方法を示す概略図。
【図2】予熱ステージと融解ステージを備える装置を示
す。
す。
【図3】誘導加熱器をもった融解るつぼを示す。
【図4】融解ステージと予熱ステージとのための組合せ
加熱器を示す。
加熱器を示す。
【図5】煙道ガス浄化器及び一体の融解装置を備えた廃
棄物処分プラントを示す。
棄物処分プラントを示す。
【図6】予熱ステージと融解ステージ内の温度曲線の実
例を示す。
例を示す。
【図7】予熱ステージと融解ステージ内の温度曲線の他
の実例を示す。
の実例を示す。
【図8】予熱ステージと融解ステージ内の温度曲線の更
に他の実例を示す。
に他の実例を示す。
2 供給部
3 残留物質
4 予熱ステージ
6 加熱器
7 コンベヤ
8 廃ガスライン
10 融解ステージ
11 るつぼ
12 加熱器
13 廃ガスライン
14 融解物送出部
15 冷却装置
16 送出サイフォン
17 融解物
20 不活性残留物
Claims (25)
- 【請求項1】 不均質な固体又は粘性の残留物質を連
続的に融解する方法において、該残留物質が予熱及び分
別ステージ(4)内で制御しながらある可調節の予熱温
度(T1)まで加熱され、その間に揮発性成分が抽出又
は分離されて更に他の処理ステージに送ることができる
廃ガスの形で放出され、そしてその予熱された残余の固
体相が後続の融解ステージ(10)内で少なくとも流動
温度に等しいある温度(T2)まで加熱され、それから
冷却又は急冷されてガラス質又は結晶質の固体の不活性
な最終状態へと変換されることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 該予熱温度(T1)が該残留物質の組
成及び所要な廃ガス分別に応じて調節されることを特徴
とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 該予熱温度(T1)が400℃と10
00℃の間であることを特徴とする請求項1又は2記載
の方法。 - 【請求項4】 該予熱温度(T1)が該融解温度(T
2)より低い少なくとも200℃であることを特徴とす
る請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 該予熱温度が該残留物質の軟化温度及
び組成に応じて調節されることを特徴とする請求項1か
ら4までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項6】 該残留物質の該分別ステージ(4)内
の処理のための滞在時間(t1)が該融解ステージ(1
0)内の滞在時間(t2)より長いことを特徴とする請
求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項7】 該融解ステージ内の滞在時間(t2)
が15分以下であることを特徴とする請求項6記載の方
法。 - 【請求項8】 該融解ステージ内の滞在時間が5分以
上でないことを特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項9】 方法の操作パラメータが、該残留物質
の物理特性と化学組成及び廃ガスに分別される物質の所
要の比率に応じて制御及び調節され、その制御される操
作パラメータが該予熱ステージ及び融解ステージ内の温
度(T1,T2)及び滞在時間(t1,t2)又はそれ
に対応する加熱量及び放出率であることを特徴とする請
求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項10】 該高温の廃ガスが追加の処理ステー
ジ(91)内で低温の空気その他のガス又は低温の固体
物質を吹込むことにより急激に冷却され、そして非浄化
物質が分離されることを特徴とする請求項1から9まで
のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項11】 該廃ガスが後続の高温処理(92)
を受けることを特徴とする請求項1から10までのいず
れか1項に記載の方法。 - 【請求項12】 請求項1記載の方法によって残留物
質を連続的に融解する装置において、該残留物質(3)
の供給部(2)と第1加熱器(6)とコンベヤ(7)と
第1廃ガスライン(8)とを含む予熱及び分別ステージ
(4)、及び、該コンベヤで搬送された物質を受入する
るつぼ(11)と第2加熱器(12)と追加の廃ガスラ
イン(13)と融解物送出部(14)とを含む後続の融
解ステージ(10)を備えることを特徴とする融解装置
。 - 【請求項13】 複数個の並列の予熱ステージ(4,
41,42)がそれぞれに、物質送入部(3,31,3
2)、加熱器(6,61,62)、及び廃ガスライン(
8,81,82)を備え、それら予熱ステージの操作パ
ラメータ(T1,T11,T12,t1,t11,t1
2)が個別にそれぞれの送入物質(3,31,32)に
応じて調節及び制御可能であることを特徴とする請求項
12記載の融解装置。 - 【請求項14】 該るつぼ(11)内の融解物の体積
が該予熱ステージ(4)の残留物質のための容積の少な
くとも5分の1であることを特徴とする請求項12又は
13記載の融解装置。 - 【請求項15】 該るつぼ(11)が、融解物(17
)を連続的に引出すための制御及び調節可能な送出サイ
フォン(16)を備えることを特徴とする請求項12か
ら14までのいずれか1項に記載の融解装置。 - 【請求項16】 該るつぼ(11)がセラミック材料
で製作されることを特徴とする請求項12から15まで
のいずれか1項に記載の融解装置。 - 【請求項17】 該るつぼ(11)が、モリブデン又
はタンタル又はタングステン又はそれらの合金のような
電導高融解金属あるいはその他のグラファイト又は炭化
ケイ素又は粘土グラファイトのような電導材料で製作さ
れることを特徴とする請求項12から15までのいずれ
か1項に記載の融解装置。 - 【請求項18】 融解物を収容する該るつぼの壁がセ
ラミック材料で製作され、そして電導性材料が該るつぼ
壁の中に又は該るつぼの周囲に、又は該るつぼ内の付属
要素として設置されることを特徴とする請求項12から
15までのいずれか1項に記載の融解装置。 - 【請求項19】 該るつぼ(11)が制御可能な直接
又は間接電気抵抗加熱器を備えることを特徴とする請求
項12から15までのいずれか1項に記載の融解装置。 - 【請求項20】 電導性るつぼ(11)と誘導加熱器
が備えられることを特徴とする請求項12から15まで
のいずれか1項に記載の融解装置。 - 【請求項21】 該るつぼ(11)がガス又はオイル
加熱器を備えることを特徴とする請求項12から16ま
でのいずれか1項に記載の融解装置。 - 【請求項22】 該予熱ステージ(4)がガス又はオ
イル加熱器又は抵抗加熱器又は誘導加熱器を備えること
を特徴とする請求項12から21までのいずれか1項に
記載の融解装置。 - 【請求項23】 該融解ステージ(10)の加熱器(
12)が少なくとも部分的に該予熱ステージ(4)の加
熱に利用されることを特徴とする請求項12から16ま
でのいずれか1項に記載の融解装置。 - 【請求項24】 請求項12から23までのいずれか
1項に記載の融解装置(1)を一体部分として備える廃
棄物処分プラント。 - 【請求項25】 該融解装置と組合された煙道ガス浄
化器を備える請求項24記載の廃棄物処分プラント。
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