JPH05317834A - 旋回流溶融炉による被処理物の溶融方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 飛灰と、可燃物を含む粗大ごみを破砕する破
砕プラントから生じる高燃焼熱を持つ粉塵や破砕ダスト
とを共に旋回流溶融炉に供給して、飛灰を低コストで溶
融すると共に、これら粉塵や破砕ダストの焼却灰も溶融
する。 【構成】 旋回流溶融炉１の炉頂から旋回溶融部１ａに
飛灰を供給する気灰混合部２ａに連通する一次空気供給
ダクト２と、炉頂の下方位置において旋回溶融部１ａに
連通する二次空気供給ダクト３とに、破砕プラントから
生じる粉塵や破砕ダストが投入されるダストホッパー４
からダスト定量切出しフィーダ５を介してダスト供給ダ
クト６を連通させ、旋回溶融部１ａに飛灰と粉塵や破砕
ダストとを供給することにより、飛灰は助燃バーナＢに
よる熱と粉塵や破砕ダストの燃焼熱とで加熱されるの
で、助燃バーナＢに供給する燃料を削減することがで
き、しかも粉塵や破砕ダストの焼却灰も溶融することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋回流溶融炉による被
処理物の溶融方法の改善に係り、より詳しくは、都市ご
み，下水汚泥等の廃棄物の焼却灰を旋回流溶融炉に供給
して溶融するに際して、焼却灰の溶融に要する燃費を削
減し得るようにした旋回流溶融炉による被処理物の溶融
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、従来から都市ごみや下水
汚泥等の廃棄物を処理するに際しては、これらの廃棄物
を衛生化，減容化，安定化するためにごみ焼却炉によっ
て焼却している。しかしながら、これらを焼却する際に
発生する焼却灰の飛灰中には重金属類や極めて有害なダ
イオキシン類等が含まれているため、このような飛灰を
埋め立て処分すると環境汚染を引き起こし、所謂二次公
害の発生が予想される。特に、酸性雨により飛灰中から
重金属類やダイオキシン類等が溶出するということが問
題視されている。

【０００３】そのため、飛灰をより安定化、衛生化する
と共に、埋め立て処分場が不足するなかその減容化によ
る延命対策も含み、飛灰を溶融してスラグ化する処理方
法が研究・開発されている。つまり、飛灰の溶融スラグ
化が重金属類の溶出防止・安定化やダイオキシン類等の
有機化合物の分解に対して極めて有効であるからであ
る。しかしながら、飛灰を溶融させるためには、高温雰
囲気と多量の熱エネルギーが必要であって、例えば一般
的には灯油，重油，石炭等の化石燃料や電気エネルギー
が使用されているが、灰の溶融装置のランニングコスト
が高くついているのが現状である。

【０００４】溶融装置のランニングコストの低減のため
に、灰の溶融装置の溶融炉に対して種々の工夫がなされ
ている。例えば、その構成説明図の図３ａに示す表面溶
融炉のように可燃ごみを混入してその燃焼熱を利用する
もの、またその構成説明図の図３ｂに示す内部溶融炉の
ように未炭素分を意図的に操作し、その燃焼熱を利用す
るもの、さらにその構成説明図の図３ｃに示す旋回流溶
融炉のように排気物を抑制燃焼させ、固定炭素分を飛灰
中に残すことによって、その燃焼熱を利用するもの等が
ある。

【０００５】また、可燃物を含む廃棄物中の有価物
（鉄，アルミニウム等）の回収や減容化化のための破砕
プラントでは、発熱量の高い可燃物が多量に含まれてい
る粉塵や破砕ダストが得られるが、この粉塵を吸引して
バグフィルタで捕捉して袋に詰め変え、この粉塵と破砕
ダストとをそのまま粒度調整をせずに焼却するか、ある
いは投棄処分している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、旋回流溶融
炉によって１トンの飛灰を溶融する場合には、通常、灯
油換算で２００〜３００リットルの灯油を消費するため
燃費が高いのに加えて、旋回流溶融炉で燃焼物および被
溶融物を溶融する場合、それらの粒径を１ｍｍ以下にし
なければならないという制約がある。そのため、処理物
を微細に破砕しなければならず、微細な燃焼物を得るた
めに大型の粉砕施設を設置し、しかも粉砕施設に多量の
駆動エネルギーを要するという経済上の解決すべき課題
があった。

【０００７】一方、これら粉塵や破砕ダストを焼却する
場合、含まれているプラスチック類，金属類，ガラス類
等により焼却炉の操業が不安定になったり、ダイオキシ
ン類が発生したり、さらに焼却灰からの重金属類の溶出
というような多くの問題があり、これらを防止するのに
効果的な溶融処理が望まれている。

【０００８】従って、本発明の目的とするところは、都
市ごみ，下水汚泥等の廃棄物の焼却灰を旋回流溶融炉に
供給して溶融処理するに際して、破砕プラントから生じ
る粉塵やこれから得られる破砕ダストの燃焼熱を有効活
用することにより、焼却灰の溶融に要する燃費を削減し
得る旋回流溶融炉による焼却灰の溶融処理方法を提供す
るにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、廃棄物の破砕
プラントから発生し、焼却又は投棄処分され、３０００
〜４５００ｋｃａｌ／ｋｇの燃焼エネルギーが有効に利
用されていない厄介な粉塵や微細ダストの燃熱を活用し
て飛灰と共にこれらを溶融すれば、飛灰の溶融に要する
燃費を削減し得、しかも粉塵や微細ダストに含まれてい
る重金属類、ダイオキシン類等、焼却に伴う問題を解決
し得ると考えてなしたものである。

【００１０】従って、本発明の請求項１に係る旋回流溶
融炉による被処理物の溶融方法の要旨は、旋回流溶融炉
に被処理物を供給して該被処理物を溶融する旋回流溶融
炉による被処理物の溶融方法において、前記旋回流溶融
炉に都市ごみ，下水汚泥等の廃棄物の焼却灰と共に、粗
大ごみ，車等を破砕プラントにより破砕処理するに際し
て生じる粉塵や破砕ダストを供給して溶融することを特
徴とする。

【００１１】また、本発明の請求項２に係る旋回流溶融
炉による被処理物の溶融方法の要旨は、請求項１記載の
旋回流溶融炉による被処理物の溶融方法において、前記
旋回流溶融炉の炉内温度および排ガス温度を検出し、こ
れらの検出温度に基づいて、該旋回流溶融炉に供給する
焼却灰と粉塵や破砕ダストのうちの何れか一方の供給量
を加減して、旋回流溶融炉の炉内温度を所定範囲内に保
持することを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１と２とに係る旋回流溶融炉に
よる被処理物の溶融方法によれば、旋回流溶融炉に、被
処理物として、都市ごみ，下水汚泥等の廃棄物の焼却灰
と共に、粗大ごみ，車等を破砕プラントにより破砕処理
するに際して生じる粉塵や破砕ダストが供給されるの
で、別途破砕施設を設置する必要がなく、しかも上記粉
塵や破砕ダストが旋回流溶融炉内において燃焼する。

【００１３】また、本発明の請求項２に係る旋回流溶融
炉による被処理物の溶融方法によれば、旋回流溶融炉の
炉内温度および排ガス温度に基づいて、焼却灰と粉塵や
破砕ダストのうち何れか一方の供給量が加減されるの
で、旋回流溶融炉の炉内温度を所定範囲内に保持するこ
とができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る焼却灰の溶融方法を実現
する実施例を、飛灰を溶融する旋回流溶融炉の主要部を
示す一部断面構成説明図の図１と、粗大ごみや車等を破
砕する破砕プラントのフローを示す図の図２とを参照し
ながら説明する。

【００１５】先ず、旋回流溶融炉の主要構成を、図１を
参照しながら説明すると、図に示す符号１は、上部の旋
回溶融部１ａと、絞り部を介してこの旋回溶融部１ａに
連通し、この旋回溶融部１ａで溶融された溶融スラグＳ
が滴下するスラグ分離部１ｂと、このスラグ分離部１ｂ
から斜め上方に突出する排ガスダクト１ｃとからなる旋
回流溶融炉であって、この旋回流溶融炉１の炉頂には助
燃バーナＢが内設されると共に、一次空気供給ダクト２
から供給される一次空気に飛灰を混在させて上記旋回溶
融部１ａに供給する気灰混合部２ａが設けられている。
さらに、この旋回流溶融炉１の炉頂の下方、かつ炉頂付
近には旋回溶融部１ａ内に二次空気を供給する二次空気
供給ダクト３，３がそれぞれ連通している。

【００１６】そして、上記一次空気供給ダクト２と二次
空気供給ダクト３，３とのそれぞれには、後述する破砕
プラントから生じる粉塵や破砕ダストを供給するダスト
供給ダクト６が、ダストホッパー４からダスト定量切出
しフィ−ダ５を介して連通している。勿論、粉塵や破砕
ダストは一次空気供給ダクト２と二次空気供給ダクト
３，３の何れか一方にだけ供給される構成であっても良
い。

【００１７】さらに、このダスト定量切出しフィ−ダ５
は、旋回溶融部１ａの炉内温度と排ガス温度とを測定す
る温度検出器Ｔ₁ ，Ｔ₂ からの検出信号が入力される温
度調節計Ａによって、粉塵や破砕ダストの切出し量を加
減制御するように構成されている。つまり、ダスト定量
切出しフィ−ダ５は炉内温度と排ガス温度が高ければ粉
塵や破砕ダストの切出し量を少なくし、逆に低ければ多
く切出すものである。

【００１８】また、助燃バーナに供給する燃料を加減す
る燃料調整弁７の開度も炉内温度と排ガス温度の高低に
よって制御されるように構成されており、炉内温度が高
ければ燃料の供給量が減らされ、逆に低ければ燃料が多
く供給される。なお、スラグ分離部１ｂの排ガスダクト
１ｃの開口部付近に設けられてなるものは、滴下する溶
融スラグＳに適度の流動性を付与するための補助バーナ
Ｂａであり、また排ガスダクト１ｃの上方においてスラ
グ分離部１ｂに設けた穴の対応する位置に配設されてな
るものは、溶融スラグＳの滴下状況を監視するＩＴＶで
ある。

【００１９】そして、上記ダストホッパー４には、図２
に示すような破砕プラントから生じる粉塵や破砕ダスト
が投入される。この破砕プラント１０の概要は、供給さ
れた粗大ごみを破砕する粗大ごみ破砕機１１と、この粗
大ごみ破砕機１１で破砕された破砕物を分別する第１振
動篩１２と、この第１振動篩１２で分別された大径の破
砕物を次工程の第２振動篩１４まで搬送するコンベア１
３と、第２振動篩１４の上方に配設された磁選機１５で
吸引された鉄分を回収する鉄分回収ライン１６と、この
第２振動篩１４で分別された大径の破砕物の中からアル
ミニウムを回収する機能を有するアルミニウム回収ライ
ン１７を備えている。

【００２０】また、上記第１振動篩１２と第２振動篩１
４との篩目から落下した破砕ダストを破砕する第１破砕
機１８とアルミニウム回収ライン１７で回収されない大
型の可燃性破砕物を破砕する第２破砕機１９と、破砕プ
ラント１０で発生する粉塵を捕集するバグフィルタ式集
じん器２０とを備えてなり、これら第１破砕機１８と第
２破砕機１９とで破砕された破砕ダストと、バグフィル
タ式集じん器２０で捕集された粉塵とが共にダストホッ
パー４に供給されるように構成されている。

【００２１】従って、ダストホッパー４に第１破砕機１
８と第２破砕機１９とで破砕された破砕ダストと、バグ
フィルタ式集じん器２０で捕集された粉塵とが供給さ
れ、このダストホッパー４内の粉塵や粉砕ダストは温度
調節計Ａで作動制御される定量切出しフィーダ５により
ダスト供給ダクト６中に切出される。

【００２２】ダスト供給ダクト６から一次空気供給ダク
ト２に供給された粉塵や破砕ダストは一次空気で気送さ
れて気灰混合部２ａに供給され、ここにおいて飛灰と混
合されて炉頂から旋回溶融部１ａ中に吹込まれ、また二
次空気供給ダクト３，３に供給された粉塵や破砕ダスト
は二次空気で気送されて直接旋回溶融部１ａ中に吹込ま
れると共に、助燃バーナＢにより粉塵や破砕ダストは燃
焼される。なお、ダスト供給ダクト６から一次空気供給
ダクト２や二次空気供給ダクト３，３への粉塵や破砕ダ
ストの供給は、一次空気や二次空気の流れによるエジェ
クター効果によって吸引されるか、または空気輸送によ
り気送されたものである。

【００２３】旋回流溶融炉１の旋回溶融部１ａに吹込ま
れた飛灰は、助燃バーナＢによる燃料の燃焼熱と、粉塵
や破砕ダストの燃焼熱とによって溶融される一方、粉塵
や破砕ダストの焼却灰も溶融される。このように、飛灰
を溶融するに際して助燃バーナＢによる燃料の燃焼熱に
粉塵や破砕ダストの燃焼熱が加算されるので、助燃バー
ナＢに供給する燃料の消費量を大幅に削減することが可
能になり、しかも処理の厄介な粉塵や破砕ダストも溶融
することができるので、処分後において重金属類やダイ
オキシン類等が溶出する恐れも少なくなる。

【００２４】ところで、粉塵や破砕ダストの供給量を炉
内温度と排ガス温度とに応じて加減する例を説明した
が、旋回流溶融炉１の飛灰溶融容量に余裕がある場合に
は飛灰の供給量を加減することもでき、またＩＴＶで溶
融スラグＳの滴下状況を監視することにより粉塵や破砕
ダストの供給量や飛灰の供給量を加減することもでき、
さらに飛灰と粉塵や破砕ダストをそれぞれ個別に供給し
て気灰混合部２ａにおいてこれらを混合して供給する例
を説明したが、予め飛灰と粉塵や破砕ダストを混合した
混合粉体を供給しても上記実施例と同等の効果を期待す
ることができる。

【００２５】なお、以上では、旋回流溶融炉により飛灰
を溶融する例を説明したが、飛灰のみならず、旋回流溶
融炉により都市ごみや下水汚泥等の焼却灰を溶融する場
合に対しても、本発明に係る技術的思想を適用すること
が可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
と２とに係る旋回流溶融炉による被処理物の溶融方法に
よれば、旋回流溶融炉に、被処理物として、都市ごみ，
下水汚泥等の廃棄物の焼却灰と共に、粗大ごみ，車等を
破砕プラントにより破砕処理するに際して生じる粉塵や
破砕ダストが供給されるので、別途破砕施設を設置する
必要がなく、しかも上記粉塵や破砕ダストが旋回流溶融
炉内において燃焼するので、補助バーナに供給する燃料
が削減されるので、焼却灰の溶融に要するコストの大幅
な削減が可能になる。

【００２７】しかも、上記したように焼却灰を低コスト
で溶融し得るのに加えて、今まではそのまま粒度調整を
せずに焼却するか、あるいは投棄処分されていた破砕プ
ラントから得られる粉塵や破砕ダストも燃焼すると共に
溶融されるので、溶融スラグの処分後に、固化した溶融
スラグから重金属類やダイオキシン類が溶出するという
ような問題も解消されることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る飛灰を溶融する旋回流溶
融炉の主要部を示す一部断面構成説明図である。

【図２】本発明の実施例に係る粗大ごみや車等を破砕す
る破砕プラントのフローを示す図である。

【図３】図３ａは従来例に係る表面溶融炉の断面構成説
明図であり、図３ｂは従来例に係る内部溶融炉の断面構
成説明図であり、また図３ｃは従来例に係る旋回流溶融
炉の断面構成説明図である。

【符号の説明】

１…旋回流溶融炉、１ａ…旋回溶融部、１ｂ…スラグ分
離部、１ｃ…排ガスダクト、２…一次空気供給ダクト、
２ａ…気灰混合部、３…二次空気供給ダクト、４…ダス
トホッパー、５…ダスト定量切出しフィーダ、６…ダス
ト供給ダクト、７…燃料調整弁、１０…破砕プラント、
１１…粗大ごみ破砕機、１２…第１振動篩、１３…コン
ベア、１４…第２振動篩、１５…磁選機、１６…鉄分回
収ライン、１７…アルミニウム回収ライン、１８，１９
…破砕機、２０…バグフィルタ式集じん器、Ａ…温度調
節計、Ｂ…助燃バーナ、Ｂａ…補助バーナ、Ｓ…溶融ス
ラグ、Ｔ₁ ，Ｔ₂ …温度検出器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回流溶融炉に被処理物を供給して該被
   処理物を溶融する旋回流溶融炉による被処理物の溶融方
   法において、前記旋回流溶融炉に都市ごみ，下水汚泥等
   の廃棄物の焼却灰と共に、粗大ごみ，車等を破砕プラン
   トにより破砕処理するに際して生じる粉塵や破砕ダスト
   を供給して溶融することを特徴とする旋回流溶融炉によ
   る被処理物の溶融方法。
2. 【請求項２】 前記旋回流溶融炉の炉内温度および排ガ
   ス温度を検出し、これらの検出温度に基づいて、該旋回
   流溶融炉に供給する焼却灰と粉塵や破砕ダストのうちの
   何れか一方の供給量を加減して、旋回流溶融炉の炉内温
   度を所定範囲内に保持することを特徴とする請求項１記
   載の旋回流溶融炉による被処理物の溶融方法。