JPH07508457A - 廃棄物の処理 - Google Patents

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】 廃棄物の処理 本発明は、無機固形廃棄物の処理に関する。

特に、本発明は、一般的に“ダス）・”と称される無機固形廃棄物の処理に関す ここで用いる“ダスト”という語は、比較的に細かい任意の微粒子物質を意味す ると理解され、次のものを含むがこれに限定されるものではない。

ｆａｔ　ガス洗浄装置を操作することにより実質的に収集される金属又は金属酸 化物含有物質で、例えば乾式冶金製造及びプロセスによる成分のようなものがあ る；及び／又は ＋ｂｌ　有毒廃棄物、危険廃棄物と危険廃棄物以外の廃棄物との組み合わせ又は 焼却から発生する無機残留物で、フライアソ／ユ、ボトムアッシュ及びガス洗浄 装置により収集される粒状物質か含まれる。

多くの場合において、環境的理由及び物質取扱いに関する理由により、ダストの 廃棄は困難であり、また経済的に高価なものとなる。例えば、ダストには、しば しば危険成分か含まれ、これを廃棄する前に特別のプロセスか要求される。更に ダストには、高価ではあるが、経済的に有利に回収できない成分がしばしば合本 発明の目的は、上記した欠点を解決するダストの処理方法を提供することに本発 明においては、溶融金Ｒ浴の上方にスペースを備え、かつ廃ガス出口を有する容 器内に包含される溶融金属浴中の無機固形廃棄物を処理する方法を提供す本発明 の方法は ｆａｔ　廃棄物を浴中へ注入して第１反応域を形成し、該第１反応域において廃 棄物と浴との間で反応を生ぜしめるか又は、該第１反応域において廃棄物が相変 化を起こして更に容易に回収し得るか若しくは廃棄し得る生成物に該廃棄物を変 換さｆｂｌ　酸素含有ガスを浴の表面方向に注入して、浴の上方のスペース区域 中に第２反応域を形成し、第１反応域から放出される被酸化性生成物を該第２反 応域に通過させることにより流動させて容器内の廃ガス出口に到達させ、更には 該第２反応域中において被酸化性生成物を酸化し、かかる酸化により放出される 熱を浴中へ移行させることを含む。

ここで本発明において“溶融金属浴”とは、溶融金属及びスラグを含有する浴、 並びに溶融金属のみを含有する浴を含むものと理解される。

本発明は、溶融金属浴が無機固形廃棄物、特にダストを更に容易に廃棄できる成 分に変換させるのに、温度並びに成分の両方の点で適切な周囲環境を提供すると いうことに部分的に基づくものである。本発明は更に、溶融金属浴から放出され るあらゆる被酸化性生成物を酸化するための第２反応域の設置は、溶融金属浴の 温度を維持するのに導入されるエネルギーを最も少なくする手段を提供するとい うことに部分的に基づくものである。

本発明の方法は好ましくは更に、ガスを浴中に導入して、第２反応域内へ又は、 第２反応域と廃ガス出口との間の浴の上方のスペース区域内へ、浴から上方向に 噴出させる溶融金属の飛沫及び／又は液滴を発生させ、浴への有効な熱伝達及び 、第１反応域から放出した及び／または第２反応域内で形成された生成物中の揮 発種並びにあらゆる粒状物質のスクラビングを容易にすることを含む。

第２反応域内の任意の被酸化性生成物の酸化及び、第２反応域内の溶融金属の飛 沫及び／又は液滴若しくはその下方に向かう流れによりもたらされるスクラビン グ効果のコンビネーシヨンは、未反応又は部分的に反応した無機固形廃棄物に対 （、て、全体的に短絡処理の確実性を高レベルでもたらし、容器からの流出ガス 流中にあられれる。このことは、少なくとも２つの別々の反応域を設け、未反応 又は部分的に反応した無機廃棄物が容器から出る前に当該反応域を通って通過ず べきことにより達成される。

本発明の方法は更に、炭質材料を浴内に注入して浸炭域を形成することを含むの が特に好ましい。該浸炭域において炭質材料中の炭素は浴中に溶解し、第１反応 域内で廃棄物と反応するのに利用される。

ここで炭質材料としいう語は、コークス及び石炭のような固体炭質燃料；オイル 、軽質燃料油、ディーゼル油及び重質燃料油のような液体燃料；天然ガス、メタ ン、エタン、プロパン、ブタンのような気体燃料：又はこれらの燃料の混合物を 含むものと理解される。

好ましくは、炭質材料は、石炭、アルミニウム溶融炉からの古ボットライニング 及び下水スラッジから成る群より選ばれる一種又はそれ以上から選定される。

特に、炭質材料は石炭を含むことが好ましい。

上記した例においては、第２反応域から浴へ伝達される熱は、浸炭及び第１反応 域における吸熱反応の結果として生じる浴からの熱損失のバランスを保つのに寄 与する。

特に、好適例の１例においては、浸炭域を第２反応域の真下に設置する。

浴には少なくとも１０％の金属を含有することが好ましい。特に好ましくは、浴 には少なくとも７０％の金属を含む。更に特に好ましくは、浴には少なくとも８ ０％の金属を含む。

金属は鉄、鉄合金、ニッケル、すす、クロム、シリコン、銅から成る群より選ば れる１種又はそれ以上、並びにこれらの混合物から選定されるのが好ましい。

金属に鉄を含むことか特に好ましい。

浴に注入するガスで、第２反応域内へ、上方向に噴出させる溶融金属及びスラグ の飛沫及び／又は液滴を発生させるためのガスは、不活性ガス、再循環プロセス ガス、天然ガス、ＣＯ８、プロパン、ブタンから成る群より選ばれる一種又はそ れ以上、並びにこれらのガスの混合物から選定されるのが好ましい。特に好まし くは、不活性ガスの窒素である。

酸素含有ガスは、酸素、空気及び蒸気より成る群から選定される。特に好ましく は、予め加熱した空気である。更に特に好ましくは、９００〜１６００℃の範囲 の温度に予め加熱した空気である。

本発明を添付する図面に基いて更に説明する。当該図面は、本発明の無機固形廃 棄物の処理方法の好適例を概略的に図示したものである。

本発明の方法の好適例を次に説明するがダストの処理という面において、一般滴 に無機固形廃棄物の処理に限定されると理解されるべきではない。

本発明の方法の好適例を、図面中３で図示される容器内で実施する。

容器３は、耐火性合せ内壁及び金属外殻を有する冶金容器であり、任意の適切な 既知の形状のものを用いることができる。図示する装置において、容器３は通常 水平に配置された円筒形状を有するものであり、底羽口５．７、スラグ／金属タ ップ９、空気注入口１０およ容器３の一端に上部排ガス出口１１を備える。代表 的には、容器の長さおよび直径の比は３．■である。

容器３には、少なくとも１０％の鉄及びスラグの層を含む溶融金属を１４００℃ で含有する。洛中の他の金属は必要に応じて選定されることができ、例えば鉄合 金、すす、ニッケル、シリコン及び銅の一種又は数種を含むことができる。

本発明の方法の好適例においては、例えば不活性ガスのような適切なキャリア中 にダストを含んで、これを底羽口５を介して浴中へ注入し、排ガス出口ＩＩから 離間した容器３の端部に位置する１３により概略的に示される第１反応域を形成 することを含む。ダストは、反応及び相変化を第１反応域１３内で呈するが、こ れはそのダストの成分に依存して行われる。代表的には、ダスト中の金属酸化物 か還元され、金属か浴中へ流出し、又は若干の場合においては揮発する。ダスト の他の成分は破壊されるか又は揮発し、浴の上方のガススペース中に直接放出さ れる。

本発明の方法は、更に、代表的には９００〜１６００℃の温度範囲に予め加熱さ れた空気又は他の適切な酸素含有ガスを注入口ＩＯを介して第１反応域１３に隣 接する浴表面方向に注入して、排ガス出口１１と第１反応域１３の真上の区域の 間に位置する、浴上方のスペース区域中の、１７で概略的に示される第２反応域 を形成することを含む。

本発明の方法は、更に、窒素又は他の適切なガスを羽ロアを介して、第２反応域 １７の真下の浴中へ同時に注入して、浴の表面から第２反応域１７中へ溶融金属 及びスラグの噴出を、飛沫及び／又は液滴の形態で発生させることを含む。代表 的には、窒素を、浴中の溶融金属のＯ，ＩＮｍ’分−１トン−１よりも多く又は 同量で注入する。

第２反応域１７において、予め加熱された空気は、第１反応域１３からの任意の 被酸化性生成物を酸化する。更に、かかる酸化により放出される熱は、溶融金属 並びにスラグの飛沫及び／又は液滴に有効に移行し、次いで該飛沫及び／又は液 滴か浴の表面に落下すると浴へ熱が移行する。前記飛沫及び／又は液滴は更に、 第１反応域１３からの、及び／又は第２反応域１７中で形成される揮発種及び任 意の粒状物質をスクラビングし、スクラビングされたものを浴に移行させる。

炭質材料は、石炭、アルミニウム溶融炉からの古ボットライニング及び下水スラ ッジを含む群の一種又は数種から選定されることが好ましい。特に炭質材料は石 炭を含むことか好ましい。

実際には、溶融金属及びスラグの飛沫及び／又は液滴はカーテンを形成し、これ は浴へ熱を伝達し、更には第１反応域１３及び／又は第２反応域１７からの生成 物より揮発種及び粒状物質をスクラビングするのに有効かつ十分な手段であるこ とに注目すべきである。

代表的には、第２反応域１７の温度は、溶融金属の温度より少なくとも２００℃ 高く制御されるべきである。典型的には第２反応域１７の温度は１５００℃〜２ ７００℃である。

前述したことから理解されるように、本発明の方法における好適例において、第 ２反応域１７は３つの重要な機能を有する。特に、第２反応域１７は：ｔａｌ　 第１反応域１３からの被酸化性生成物を酸化する。

ｆｂｌ　かかる酸化より放出される熱を浴へ伝達することを確実にする；ｆｃｌ 　第１反応域１３からの、及び／又は第２反応域１７中で形成される揮発種及び 任意の粒状物質をスクラブする。

予め加熱した空気を、１個又はそれ以上の開口を有する単−若しくは数個の羽口 又は切開口のような任意の適切な手段により第２反応域１７中へ注入することか できる。

多くの場合において、ダスト中の金属酸化物の金属への還元は、第１反応域１３ 中の主反応である。その結果、この場合において、浴中の炭素の量を維持してダ スト中の金属酸化物を有効に還元するために、本発明の方法は更に、石炭のよう な炭質物質を浴中に羽ロアを介して注入し、１５により概略的に示される浸炭域 を形成することを含む。石炭中の揮発物は熱分解し、炭素は鉄に溶解して浴を介 して分散し、特に第１反応域１３中へ分散する。

浴への熱伝達は重要であることに注目すべきである。その理由は、第１反応域１ ３及び浸炭域１５における還元反応は実質的に吸熱性であり、浴の温度を有効な 操作レベルに維持するため、かかる反応による熱損失のバランスを図るのに重要 だからである。

本発明の方法の好適例は、上記したように有効な手段であり、これにより無機固 形廃棄物、特にダストを、危険性がなく、かつ回収するのに比較的簡単な成分に 変換させることが可能となる。

更に、本発明においては、上記したように好適例において、２つの別々の反応域 を設けることにより、危険成分を含む未反応ダストに対して、短絡処理の確実性 を高レベルでもたらすことを可能にする。

本発明の範囲を逸脱することない限り本発明は好適例に限定されることなく、多 くの変形が可能である。

この点に関し、好適例においては無機固形物及び石炭を浴に注入して、実質的に はマクロサイスの別々の、反応域及び浸炭域を浴中に形成するようにするが、本 発明はこれに限定されるものではなく、浴への成分の注入を制御して、別々の、 実質的にマクロサイスの第１反応域及び浸炭域が配列するように形成させること も容易にできる。

更に、好適例においては、第２反応域１７の位置を浸炭域Ｉ５の真上に形成させ るが、本発明はこれに限定されるものではなく、第２反応域１７を、浸炭域１５ に隣接Ｔる浴区域の主力に位置させることも容易にできる。

更に、好適例においては、浴中へ窒素又は任意の他の適切なガスを注入して、溶 融金属並びにスラグの飛沫及び液滴の噴出を発生させ第２反応域１７中にカーテ ンを形成するが、本発明はこれに限定されるものではない。−例によると、溶融 金属並びにスラグの飛沫及び液滴のカーテンを、第１反応域１３及び廃ガス出口 １１間の浴区域に設けることにより、第２反応域１７から流出するガス状又は固 形生成物が、廃ガス出口１１に到達する前に該カーテンを通過する必要性を生せ しめる。この結果、該カーテンは熱を浴に伝達して戻し、第１反応域１３から流 出する揮発種及び任意の粒状物質のスクラビングを可能とする。

国際調査報告　１１１＋ｎｙ１ｗｙｌｌｌ＋Ｉ、ｋｓ−ｙＮ。

ＦＯＦＩＩＰＣＴｎＳＮ’２１０　ｆ−−ａ「ｈｍ　ｆ２１１ｉ１ｕｌｙ　１９ Ｆ２１　ｃｏｐｉｅｃＦａｒｍ　Ｐσｒ／１３Ａ／２１１Ｘ声幅ｈａｎｄｙ　ａ ＋ｗｗｘｄｕｉ　１９９２１　ｏｏｐｌｃｃフロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，６識別記号　庁内整理番号Ｆ２３Ｇ　７１００　Ｚ ＡＢ　Ｚ　６９０８−３Ｋ（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　（Ｊｉ、　ＧＡ、　ＧＮ、　、Ｍ Ｌ、　ＭＲ，ＮＥ、ＳＮ。

ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＢＹ。

ＣＡ、ＣＨ，ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ， ＫＺ、ＬＫ、ＬＵ、ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、ＮＯ，ＮＺ、ＰＬ、　ＰＴ、　Ｒ Ｏ，ＲＵ。

ＳＤ、ＳＥ、ＳＫ、ＵＡ、ＵＳ、ＶＮ Ｉ （７２）発明者　マシューズ　テリー　アランオーストラリア国　ビクトリア　 ３１５０　ウィーラース　ヒル　力ルダーウッド　アヴエニュ−２８

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．溶融金属浴の上方にスペースを備え、かつ廃ガス出口を有する容器内の溶融 金属中の無機固形廃棄物を処理するにあたり、（ａ）廃棄物を浴中へ注入して第 １反応域を形成し、該第１反応域において廃棄物と浴との間で反応を生ぜしめる か又は、該第１反応域において廃棄物が相変化を起こして更に容易に回収し得る か若しくは廃棄し得る生成物に該廃棄物を変換させ； （ｂ）酸素含有ガスを浴の表面方向に注入して、浴の上方のスペース区域中に第 ２反応域を形成し、第１反応域から放出される被酸化性生成物を該第２反応域に 通過させることにより流動させて容器内の廃ガス出口に到達させ、更には該第２ 反広域中において被酸化性生成物を酸化し、かかる酸化により放出される熱を浴 中へ移行させる ことを含むことを特徴とする無機固形廃棄物の処理方法。
2. ２．請求項１記載の方法において、ガスを浴中に導入して、第２反応域内へ又は 、第２反応域と廃ガス出口との間の浴の上方のスペース区域内へ浴から上方向に 噴出させる溶融金属の飛沫及び／又は液滴を発生させ、浴への有効な熱伝達及び 、第１反応域から放出した及び／又は第２反応域内で形成された生成物中の揮発 種並びにあらゆる粒状物費のスクラビングを容易にすることを更に含むことを特 徴とする無機固形廃棄物の処理方法。
3. ３．請求項１又は２記載の方法において、炭質材料を浴内に注入して浸炭域を形 成し、該浸炭域において、炭素材料中の炭素が浴中に溶解し、第１反応域内で廃 棄物との反応に利用されることを更に含むことを特徴とする無機固形廃棄物の処 理方法。
4. ４．請求項３記載の方法において、炭質材料は石炭、アルミニウム溶融炉からの 古ポットライニング及び下水スラッジから成る群より選ばれる一種又はそれ以上 から選定されることを特徴とする無機固形廃棄物の処理方法。
5. ５．請求項４記載の方法において、炭質材料には石炭を含むことを特徴とする無 機固形廃棄物の処理方法。
6. ６．請求項３〜６のいずれか１つの項記載の方法において、浸炭域を第２反応域 の真下に位置させることを更に含むことを特徴とする無機固形廃棄物の処理方法 。
7. ７．請求項１〜６のいずれか１つの項記載の方法において、浴には少なくとも１ ０％の金属を含むことを特徴とする無機固形廃棄物の処理方法。
8. ８．請求項７記載の方法において、浴には少なくとも７０％の金属を含むことを 特徴とする無機固形廃棄物の処理方法。
9. ９．請求項８記載の方法において、浴には少なくとも８０％の金属を含むことを 特徴とする無機固形廃棄物の処理方法。
10. １０．請求項１〜９のいずれか１つの項記載の方法において、金属は鉄、鉄合金 、ニッケル、すず、クロム、シリコン及び銅から成る群より選ばれる１種又はそ れ以上、並びにこれらの混合物から選定されることを特徴とする無機固形廃棄物 の処理方法。
11. １１．請求項２記載の方法において、第２反応域内へ、上方に噴出させる溶融金 属及びスラグの飛沫及び／又は液滴を発生させるための浴に注入するガスは、不 活性ガス、再循環プロセスガス、天然ガス、ＣＯ２、プロパン、ブタンから成る 群より選ばれる一種又はそれ以上、並びにこれらのガスの混合物から選定される ことを特徴とする無機固形廃棄物の処理方法。
12. １２．請求項１１記載の方法において、不活性ガスが窒素であることを特徴とす る無機固形廃棄物の処理方法。
13. １３．請求項１〜１２のいずれか１つの項記載の方法において、酸素含有ガスは 酸素、空気及び無気から成る群より選ばれることを特徴とする無機固形廃棄物の 処理方法。
14. １４．請求項１３記載の方法において、更に空気を予め加熱することを特徴とす る無機固形廃棄物の処理方法。
15. １５．請求項１４記載の方法において、空気を予め９００〜１６００℃の範囲の 温度に加熱することを特徴とする無機固形廃棄物の処理方法。