JPH07328583A - 集塵灰の加熱脱塩素化処理装置および処理方法 - Google Patents
集塵灰の加熱脱塩素化処理装置および処理方法Info
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Abstract
とを同一装置内で行うことができる集塵灰の加熱脱塩素
化処理装置および処理方法を提供する。 【構成】 縦長円筒状の装置本体1と、その上下方向に
間隔をおいて設けられた集塵灰Aの入口2および出口5
と、この入口2と出口5との間の装置本体に設けられた
加熱空気の導入口6と、集塵灰入口2の上部に設けられ
た排ガスの出口10と、装置本体1の軸方向に沿って設
けられた回転軸7と、回転軸7に設けられたスクリュー
8と、集塵灰Aの入口2から出口5までの間に設けられ
た電気ヒータ9を有する集塵灰の加熱脱塩素化処理装置
の加熱空気導入口から加熱空気を導入し、加熱空気導入
口の上側に攪拌流動層を、下側に移動層を形成し、攪拌
流動層で集塵灰中の未燃分を燃焼させ、未燃分の燃焼熱
により塩素化合物の分解、除去の一部ないし全部を行
う。
Description
処理装置および処理方法に係り、特に都市ごみや産業廃
棄物を焼却するごみ焼却施設から排出される排ガス処理
装置等で捕集された集塵灰に含まれる有害塩素化合物を
分解、除去するための集塵灰の加熱脱塩素化処理装置お
よび処理方法に関する。
集塵機(EP)、バグフィルタ(BF)をはじめとする
煤塵除去装置から排出される集塵灰には有機塩素化合物
が含まれており、中でもPCDD(ポリ塩素化ジベンゾ
ダイオキシン)、PCDF(ポリ塩素化ジベンゾフラ
ン)等の芳香族系塩素化合物は高毒性であるとして注目
され、その処理装置の開発が望まれている。
る集塵灰中の有機塩素化合物を低減する装置としては、
例えばスクリュー回転軸を設けた横型の集塵灰加熱脱塩
素化処理装置があげられる。図2は、このような従来の
集塵灰の加熱脱塩素化処理装置の説明図である。この装
置は、水平方向に長い装置本体51と、該装置本体51
の軸方向に間隔をおいて設けられた集塵灰Aの投入口5
2および処理灰Bの排出口53と、前記装置本体51内
に設けられた回転軸56と、該回転軸56に固着された
導入部スクリュー54、排出部スクリュー55および回
転羽根57と、前記装置本体51の表面に配置されたバ
ンドヒータ58とから主として構成されている。被処理
物である集塵灰Aは、投入口52から装置本体51に投
入され、回転軸56の導入部スクリュー54の作用を受
けて排出口53方向に移動し、この間に攪拌羽根57に
よって攪拌、混合されるとともにバンドヒータ58によ
って、例えば400℃に加熱され、集塵灰Aに含まれる
有機塩素化合物が分解する。有機塩素化合物が分解、除
去された集塵灰Aは処理灰Bとなって排出口53から系
外に抜き出される。
来技術は、装置内の灰の充填率を常時高い状態に維持し
て運転することが難しく、充填率が低下した場合に、空
気の吹き抜けを生じたり、供給した灰の一部が加熱不十
分のまま、短時間のうちに排出されるなど、処理効率が
低下するという問題があった。また、灰中未燃分を完全
燃焼させることができず、活性炭等の吸着剤を含んだ集
塵灰を処理する場合には、未燃分が処理灰中に残留する
という問題があった。
解決し、被処理灰の充填率が高く、しかも灰中未燃分の
完全燃焼と塩素化合物の分解とを同一処理装置内で効率
よく行うことができる集塵灰の加熱脱塩素化処理装置お
よび処理方法を提供することにある。
本願で特許請求される発明は以下のとおりである。 (1)縦長円筒状の装置本体と、該装置本体の上下方向
に間隔を置いて設けられた集塵灰の入口および出口と、
該集塵灰の入口と出口の間に設けられた加熱空気の導入
口と、前記集塵灰の入口の上部に設けられた排ガスの出
口と、装置本体の軸方向に沿って設けられた回転軸と、
該回転軸に設けられたスクリューと、前記装置本体の集
塵灰の入口から出口の間に設けられた加熱手段とを有す
ることを特徴とする集塵灰の加熱脱塩素化処理装置。
ら集塵灰を投入し、装置本体の軸方向に沿って設けられ
た回転スクリューによって攪拌、混合しつつ、装置本体
および前記回転スクリューの少なくとも一方に設けられ
た加熱手段によって加熱し、前記集塵灰に含まれる塩素
化合物を分解、除去し、処理済みの集塵灰を装置本体下
部から排出するとともに、分解生成ガスを前記集塵灰の
入口よりも上部に設けられた排出口から排出する集塵灰
の処理方法であって、前記集塵灰の入口と出口との間に
加熱空気を導入し、該加熱空気導入部の上側に攪拌流動
層を形成するとともに、その下側に移動層を形成し、前
記攪拌流動層で集塵灰中の未燃分を燃焼させ、該未燃分
の燃焼熱により前記塩素化合物の分解、除去の一部ない
し全部を行うことを特徴とする集塵灰の加熱脱塩素化処
理方法。
向き分力がかかるリボンスクリューであって、該リボン
スクリューを適時逆回転させることを特徴とする(2)
記載の集塵灰の加熱脱塩素化処理方法。
10重量パーセントの粉体燃料を添加した後、前記集塵
灰入口に投入して加熱処理することを特徴とする(2)
または(3)記載の集塵灰の加熱脱塩素化処理方法。
方向に間隔をおいて集塵灰の入口および出口を設け、該
集塵灰の入口と出口との間の装置本体に加熱空気の導入
口を設け、装置本体の軸方向に沿ってスクリューを設
け、かつ集塵灰の入口から出口の間に加熱手段を設けた
ことにより、前記加熱空気の導入口よりも上側が攪拌流
動層となり、横型装置にみられるような加熱空気の吹き
抜けがなくなり、該加熱空気と集塵灰との接触、攪拌が
促進され、集塵灰中の未燃分が完全燃焼し、灰が均一に
加熱される。一方、加熱空気の導入口よりも下側は、前
記未燃分の燃焼熱または加熱手段によってさらに加熱さ
れるとともに、前記未燃分の燃焼によって酸素が消費さ
れた低酸素濃度、高温雰囲気の移動層となり、該移動層
で集塵灰中の有機塩素化合物がさらに分解、除去され
る。未燃分の燃焼熱により有機塩素化合物の分解、除去
が充分達成される場合は、ヒータによる加熱は不要であ
る。
て設けられた回転軸に取り付けられるスクリューは、例
えば正回転時には集塵灰を上方に持ち上げるように作用
し、逆回転時には集塵灰を下方に送るように作用する、
一軸型のリボンスクリューであることが好ましい。これ
によって、通常運転時はスクリューを正回転させ、重力
による集塵灰の下方への落下と、スクリューの回転によ
る灰の持ち上げとの相互作用により、攪拌、混合効果を
向上させる。また適時スクリューを逆回転させることに
より、灰の付着、固化等に起因する共回り現象等のトラ
ブルを防止することができる。
ては、例えば装置本体の外表面に配置された、例えば電
気ヒータがあげられるが、回転軸を中空型とし、該回転
軸に加熱媒体を通す形式のものであってもよい。また、
加熱源として、例えば別の装置から排出される排ガス等
の有する熱量を利用することもできる。燃焼排ガス処理
施設のバグフィルタの前流側に活性炭を供給する処理プ
ロセスで発生する集塵灰には未燃分が多く含まれるの
で、本発明に用いる被処理集塵灰として特に好適であ
る。この場合、排ガス中の酸素濃度を検出することによ
り、装置内の集塵灰中の未燃活性炭の量を推定すること
ができる。
じめ活性炭、微粉炭等の粉体燃料を少量添加しておいて
も同様の効果が得られる。粉体燃料の添加量は被処理集
塵灰に対して、0.1〜10重量パーセント、好ましく
は、0.5〜3重量パーセントである。0.1重量パー
セントよりも少ないと、発熱量が小さく、加熱手段によ
る加熱が必要となる。一方、10重量パーセントよりも
多くなると、装置内での完全燃焼が難くなり、処理灰中
に未燃分が残存するようになる。粉体燃料の添加量が
0.5〜3重量パーセントの範囲であれば、別途加熱手
段を運転することなく、添加した粉体燃料の燃焼熱だけ
で被処理灰を十分に加熱することができる。また、この
場合、未燃分が残存することはほとんどない。
明する。図1は、本発明の一実施例を示す集塵灰の加熱
脱塩素化処理装置の説明図である。図においてこの装置
は、縦長円筒状の装置本体1と、該装置本体1の上下方
向に間隔を置いて設けられた集塵灰Aの投入口2および
排出口5と、前記灰投入口2に連結された定量供給機3
および前記灰排出口5を有する灰排出機4と、灰投入口
2と灰排出機4の間の装置本体1に設けられた加熱空気
Cの導入口6と、前記灰投入口2の上部に設けられた排
ガスDの排出口10および下部に設けられたオーバーフ
ロー口12と、前記装置本体1の軸方向に沿って設けら
れた回転軸7と、該回転軸7に固着されたリボンスクリ
ュー8と、前記灰投入口2から灰排出機4までの装置本
体外壁部に設けられた加熱手段としての電気ヒータ9と
から主として構成されている。なお、11は集塵灰Aの
貯溜槽、14は排ガスDの処理装置である集塵器、15
は活性炭吸着塔、16はブロワ、17は煙突、18およ
び19はそれぞれ圧力検出器である。
処理施設のバグフィルタで集塵された集塵灰Aは、定量
供給機3から灰投入口2を経て装置本体1内に投入さ
れ、該装置本体内に充填される。このとき過剰の集塵灰
Aはオーバーフロー口12を経て抜き出されて灰貯溜槽
11に戻される。従って、集塵灰Aの充填量は一定に保
たれる。装置本体1に充填された集塵灰Aは、リボンス
クリュー8によって攪拌されるとともに電気ヒータ9に
よって、加熱される。また、このとき空気導入口6か
ら、例えば250℃の加熱空気Cが導入され、該空気導
入口6の上側に攪拌流動層20が形成され、集塵灰Aは
攪拌流動層20内で加熱空気Cと接触混合するととも
に、例えば400℃以上に加熱され、未燃分が完全燃焼
する。一方、装置本体1の前記空気導入口6の下側は、
電気ヒータ9および前記未燃分の燃焼熱によって、例え
ば450℃以上に加熱された高温で、しかも酸素が消費
された低酸素濃度雰囲気の移動層21となり、該移動層
21内で、前記未燃分が完全燃焼した集塵灰Aに含まれ
るダイオキシンをはじめとする有機塩素化合物が分解さ
れる。
動層20における燃焼排ガスとともに装置本体1の上部
に設けられた排ガス出口10から排ガスDとして系外に
流出し、例えば希釈空気Eと混合した後、後流の集塵器
14、活性炭吸着塔15を経て処理され、処理ガスFと
して煙突17から大気に放出される。一方、未燃分およ
び有機塩素化合物が分解、除去された集塵灰Aは、処理
灰Bとして装置本体1の底部に設けられた灰排出機4の
排出口5から系外に抜き出される。
し、該装置本体1の上下方向に間隔を置いて集塵灰Aの
投入口2と、処理灰Bの排出口5を有する灰排出機4を
設け、該投入口2と排出機4との間の装置本体に加熱空
気Cを導入する空気導入口6を設け、装置本体の軸方向
に沿ってスクリューを設け、かつ集塵灰の入口から出口
までを加熱する加熱手段を設けたことにより、装置本体
1の空気導入口6よりも上側を高温、高酸素濃度の攪拌
混合層20とするとともに、下側を高温、低酸素濃度の
移動層とし、集塵灰Aの充填率および攪拌、混合効果を
向上させるとともに、前記攪拌流動層における加熱空気
Cの吹き抜けを防止して被処理灰Aとの接触混合効率を
高めて集塵灰中の未燃分を完全燃焼するとともに、装置
内に同伴した水分の結露を防止することができる。ま
た、下側の高温、低酸素濃度雰囲気の移動層21内でダ
イオキシンをはじめとする有機塩素化合物を効率よく分
解除去することができる。
化合物を分解・除去するだけでなく、未燃分を完全燃焼
することができ、その燃焼熱を加熱源として利用するこ
とができるので、装置全体がコンパクト化した多目的処
理装置となる。また未燃分の燃焼によって発生する熱量
によって集塵灰A自身が加熱されるので、電気ヒータ9
の消費電力量を低減することができる。さらに未燃分の
燃焼によって装置本体内が低酸素濃度雰囲気となるの
で、攪拌充填層へ不活性ガスを導入しなくても塩素化合
物の分解が促進する。
正・逆回転可能なものが好ましい。正回転中に所定時間
毎に逆回転させるこれによって、内部ガスの流通が良好
となり、水蒸気結露に起因して灰が付着または固化する
ことによる閉塞トラブルを防止することができる。正回
転のみでは、いわゆる共回り現象による上記トラブルが
発生し易くなる。一方、逆回転のみでは被処理灰の圧密
が生じる。
の空気投入量を調節することにより、未燃分の燃焼反応
を制御し、装置本体内の温度を調節することができる。
集塵灰A中の未燃分が極端に少なく、燃焼による発熱を
期待できないときは、別途可燃分として微粉炭等を添加
することもできる。本実施例において、排出機4に、系
外に排出される処理灰Bを、例えば200℃以下に冷却
できる冷却手段を設けることが好ましい。これによって
処理灰Bにおける塩素化合物の再合成を防止することが
できる。このような灰排出装置としては、例えば水冷ジ
ャケット付スクリューコンベアがあげられる。
れた圧力検出器18によって装置本体内の集塵灰Aの充
填層の高さを検出することができる。また、排ガス排出
口10から排出される排ガスDに希釈用の空気Eを混合
することによって、後流の排ガス処理を容易にすること
ができる。次に本発明の具体的実施例を説明する。
0kg/hr、装置内の灰の滞留時間を30min、リ
ボンスクリュー8の回転を常時、正回転、10分に1回
の割合で正逆回転各5秒づつを5回繰り返す正逆回転交
互運転をし、電気ヒータ9の加熱温度を600℃とし、
空気導入口6から250℃に加熱した空気を前記被処理
灰1kg当たり0.13Nm3/hrの割合で導入して
バグフィルタの捕集灰を加熱処理したところ、有害塩素
化合物であるダイオキシン類の除去率は91.9%であ
った。
オキシン類の除去率を前記実施例1と合わせてそれぞれ
表1および表2に示す。
内の灰滞留時間を30(min)とし、スクリューの回転は
常時、正回転とし、10分に1回の割合で正逆回転各5
秒づつを5回繰り返す正逆回転運転を行った。
灰中のダイオキシン類を効率よく分解除去することがで
き、その除去率はいずれも90%以上であった。また、
活性炭が混入した集塵炭を被処理灰とした実施例3〜7
におけるダイオキシン類除去率は、いずれも99%以上
であった。
置本体を縦長とし、上下方向に間隔を置いて集塵灰の入
口と出口を設け、灰入口と出口との間に加熱空気を導入
する加熱空気導入口を設けたことにより、該加熱空気導
入口よりも上部を、未燃分を燃焼する攪拌流動層、下部
を塩素化合物を分解・除去する移動層として集塵灰中の
未燃分を完全燃焼するとともに、有機塩素化合物を効果
的に分解・除去することができる。
本体の集塵灰入口と出口の間に加熱空気を導入して、該
加熱空気導入部の上側を攪拌流動層とし、下側を移動層
とすることにより、攪拌流動層で未燃分を燃焼し、高温
低酸素濃度の移動層で有害塩素化合物を分解・除去する
ことができる。本願の請求項3記載の発明によれば、上
記請求項2記載の発明の効果に加え、被処理灰がリボン
スクリューに付着し、または固化することによる共回り
現象等のトラブルを防止することができる。
理灰に微粉炭等を添加することにより、上記請求項2ま
たは3記載の発明の効果に加え、前記微粉炭等の燃焼熱
を効率よく利用して灰の加熱処理ができるので、装置が
コンパクトになり、使用電気量を低減することができ
る。
処理装置の説明図。
排出機、5:灰排出口、6:空気導入口、7:回転軸、
8:リボンスクリュー、9:電気ヒータ、10:排ガス
排出口、11:灰貯溜層、12:オーバーフロー口、1
3:冷却手段、14:集塵器、15:活性炭吸着塔、1
6:ブロワ、17:煙突、18、19:圧力検出器、2
0:攪拌流動層、21:移動層。
Claims (4)
- 【請求項1】 縦長円筒状の装置本体と、該装置本体の
上下方向に間隔を置いて設けられた集塵灰の入口および
出口と、該集塵灰の入口と出口の間に設けられた加熱空
気の導入口と、前記集塵灰の入口の上部に設けられた排
ガスの出口と、装置本体の軸方向に沿って設けられた回
転軸と、該回転軸に設けられたスクリューと、前記装置
本体の集塵灰の入口から出口の間に設けられた加熱手段
とを有することを特徴とする集塵灰の加熱脱塩素化処理
装置。 - 【請求項2】 縦長円筒状の装置本体の上部入口から集
塵灰を投入し、装置本体の軸方向に沿って設けられた回
転スクリューによって攪拌、混合しつつ、装置本体およ
び前記回転スクリューの少なくとも一方に設けられた加
熱手段によって加熱し、前記集塵灰に含まれる塩素化合
物を分解、除去し、処理済みの集塵灰を装置本体下部か
ら排出するとともに、分解生成ガスを前記集塵灰の入口
よりも上部に設けられた排出口から排出する集塵灰の処
理方法であって、前記集塵灰の入口と出口との間に加熱
空気を導入し、該加熱空気導入部の上側に攪拌流動層を
形成するとともに、その下側に移動層を形成し、前記攪
拌流動層で集塵灰中の未燃分を燃焼させ、該未燃分の燃
焼熱により前記塩素化合物の分解、除去の一部ないし全
部を行うことを特徴とする集塵灰の加熱脱塩素化処理方
法。 - 【請求項3】 前記回転スクリューが正回転時に上向き
分力がかかるリボンスクリューであって、該リボンスク
リューを適時逆回転させることを特徴とする請求項2記
載の集塵灰の加熱脱塩素化処理方法。 - 【請求項4】 被処理集塵灰にあらかじめ0.1〜10
重量パーセントの粉体燃料を添加した後、前記集塵灰入
口に投入して加熱処理することを特徴とする請求項2ま
たは3記載の集塵灰の加熱脱塩素化処理方法。
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