JPH09196352A - 廃棄物溶融炉による溶融物の固化処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水砕スラグを粉砕する粉砕機における破損事
故を防止できる溶融物固化処理装置を提供する。 【解決手段】 廃棄物溶融炉１の出滓口２から排出され
た溶融物を水砕固化する水砕固化装置３と、この水砕固
化装置の水砕固化物排出口８から排出された水砕固化物
を磁選する磁選機２０と、この磁選機の非磁性物出口２
８から排出された粒状物３１を粗粒分３２と細粒分３３
とにふるい分けするふるい３０と、このふるいの細粒分
排出口３７から排出された細粒分３３をさらに粉砕する
粉砕機であって内部にセラミックス製の粉砕用部品をそ
なえた粉砕機４５とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、廃棄物溶融炉に
より廃棄物を溶融処理して得られた溶融物を固化処理す
る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみや下水汚泥、産業廃棄物などの
焼却灰を廃棄物溶融炉で溶融処理して得られた溶融物
は、例えば特開昭６２−１７２１０７号公報に開示され
た出滓装置において、水砕槽に投入して水砕固化させ、
得られた水砕固化物を掻き出しコンベヤで搬出して、磁
選機により磁性金属成分よりなる固化細粒物（以下水砕
メタルという）と無機質成分よりなる固化細粒物（以下
水砕スラグという）とに分離し、水砕メタルは重機のバ
ランスウエイト等に再利用され、水砕スラグは土木資
材、建築資材等に再利用される。

【０００３】ところで上記水砕スラグは、大きさや形が
不揃いで鋭い角をもち、針状のものも多量に含むため、
一般にケージミル等の粉砕機に投入して粉砕処理される
が、水砕スラグは硬度が高いため、金属製の粉砕用部品
（たとえばケージミルの場合のピン）を有する通常の粉
砕機を用いると、短期間で摩耗してしまう。そこでこの
粉砕用部品をセラミックス製のものとすることにより、
摩耗に対処しているが、たとえば粒径約１０mm以上の高
硬度の粗粒スラグや、上記水砕槽における水砕固化の際
に水砕メタルを内包する形で固化し磁選機による選別が
困難な粒径１０〜１５mm以上のメタルを内包した粗粒ス
ラグが粉砕機に投入されると、上記セラミックス製の粉
砕用部品が簡単に破損してしまい、高価な部品を頻繁に
交換する必要が生じ、保守作業費および部品代がかさみ
不経済であった。

【０００４】また上記メタルを内包した粗粒スラグ中の
メタルが小径の場合は、粉砕後の水砕スラグ中に水砕メ
タルが混入し、たとえばこの水砕スラグを建築用や土木
用資材として使用したとき、メタルの発錆によりアスフ
ァルトやコンクリートとのなじみがわるく、また膨張剥
離をおこすという問題点がある。

【０００５】さらに金属分の多い廃棄物の場合、廃棄物
溶融炉からの流出物がつらら状に固化して大物水砕メタ
ルとして排出されたり、溶融物以外にもたとえば出滓口
の補助電極の折損物のような大物異物が排出されること
があり、これらの粗大物が磁選機や粉砕機などの処理機
器入口部を閉塞したり、粉砕機内に侵入して粉砕用部品
の破損をひきおこすことがあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記従来の
問題点を解決するもので、水砕スラグを粉砕する粉砕機
における破損事故を防止できる溶融物固化処理装置を提
供することを目的とする。

【０００７】またこの発明の他の目的は、廃棄物溶融炉
から排出された溶融物の水砕固化物を、水砕スラグと水
砕メタルとに効率よく分離できる溶融物固化処理装置を
提供することにある。

【０００８】またこの発明のさらに他の目的は、水砕固
化装置から排出される粗大物による処理機器の閉塞事故
や破損事故を防止できる溶融物固化処理装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
廃棄物溶融炉の出滓口から排出された溶融物を水砕固化
する水砕固化装置と、この水砕固化装置の水砕固化物排
出口から排出された水砕固化物を磁選する磁選機と、こ
の磁選機の非磁性物出口から排出された粒状物を粗粒分
と細粒分とにふるい分けするふるいと、このふるいの細
粒分排出口から排出された細粒分をさらに粉砕する粉砕
機であって内部にセラミックス製の粉砕用部品をそなえ
た粉砕機とを具備したことを特徴とする、廃棄物溶融炉
による溶融物の固化装置である。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記ふるいの粗粒分排出口から排出された
粗粒分を破砕する破砕機を設けるとともに、この破砕機
の破砕物排出口から排出された破砕物を、前記水砕固化
装置の水砕固化物排出口から前記磁選機の入口に至る水
砕固化物の経路に返送する返送路を設けたものである。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明において、前記水砕固化装置の水砕固
化物排出口から前記磁選機の入口に至る水砕固化物の経
路に、粗大物分離用のふるいを設けたものである。

【００１２】この発明において粉砕機としては、ケージ
ミル、ピンミル、振動ミルその他の各種の粉砕機を用い
ることができるが、特に後述の具体例に示す高速遠心式
粉砕機は、粉砕対象粒体が直接衝突する部分がないの
で、保守費および部品代は特に少なくて済み、好まし
い。また粉砕機の粉砕用部品とは、粉砕対象粒体が摺接
あるいは衝突する部品をいう。

【００１３】またこの発明において破砕機は、水砕メタ
ルを内包する粗粒スラグを破砕して水砕メタルと水砕ス
ラグに分解するためのものであって、ジョークラッシャ
ー、ハンマークラッシャー、ロールクラッシャー等の各
種のクラッシャーを用いることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図１および図２により請求項
１記載の発明の一具体例を説明する。アーク炉形式の廃
棄物溶融炉１の溢流式の出滓口２の下方には、水砕固化
装置３が配設されている。この水砕固化装置３は、水砕
槽４と、この水砕槽からの還流水を冷却後水砕ノズル５
へ供給する給水系６と、水砕槽４内に配置され槽底面に
沿って走行するかき板を有するスクレーパコンベヤ７と
を備えている。

【００１５】スクレーパコンベヤ７により掻出された水
砕固化物が排出される水砕固化物排出口８の下方には、
該排出口８に受入口１１を向けて、ベルト１２の内側に
バケット１３（一部のみ図示）を付設したインナーバケ
ットタイプのバケットエレベータ１０が、配置してあ
る。なおバケットエレベータ１０は、塔体の図示などを
省略した模式図であらわしてある。

【００１６】このバケットエレベータ１０の排出口１４
の下方には、該排出口１４に振動フィーダ２１の上面を
向けて、回転ドラム式の磁選機２０が配置してある。こ
の磁選機２０は、ケーシング２２内に上記振動フィーダ
２１と、この振動フィーダの下流側において回転自在に
軸支されたドラム２３と、このドラムの内部に装備され
た筒状の永久磁石２４と、ドラム２３の回転方向端部に
おいて該ドラムの外周面に摺接するように支持されたス
クレーパ２５とを備えている。そして下部が二股状に分
岐したケーシング２２の下部の磁性物出口２６の下方に
は、磁選された水砕メタルＭを収容する受器２７が設置
され、非磁性物出口２８の下方にはふるい３０が配置さ
れている。

【００１７】このふるい３０は、水砕スラグＳ，水砕メ
タルＭを内包する粗粒水砕スラグＳ，電極破片などから
成る粒状物３１を、粗粒分３２と細粒分３３とにふるい
分けするもので、この具体例では、ふるい網３４の目開
き寸法＝８mmの振動ふるい機を用いている。このふるい
３０の粗粒分（ふるい上）排出口３５の下方には、粗粒
分３２を収容する受器３６が配置され、細粒分（ふるい
下）排出口３７は、コンベヤ３８の一端部上に開口して
いる。

【００１８】コンベヤ３８の他端部は、細粒分供給量調
整用のホッパ４０の開口部４０ａ上に臨ませてあり、こ
のホッパ４０の下部に設けた定量切出装置４１の先端部
下方には、粉砕機４５の受入口４６が開口している。

【００１９】粉砕機４５は、鋳物工場における古砂再生
用に用いられている高速遠心式粉砕機を改良したもので
あり、図２に示すように、円筒状のケーシング４７の上
部に設けた投入口４８の下方に、ケーシング４７に固設
した断面Ｌ字状の環状棚４９と、この環状棚４９の中央
開口部に上縁部が近接配置された短円筒状の回転皿５０
とを具備する。回転皿５０は、図示しないモータにより
ベルトＶを介して高速回転駆動される鉛直方向に延びる
回転軸５１に取付けられ、この回転軸５１を軸受を介し
て支持する外筒体５２は、ベルトカバーを兼ねる支脚５
３に、ブラケット５４により取付けられている。

【００２０】そしてこの粉砕機４５においては、水砕ス
ラグＳの細粒分３３は、回転皿５０内に投入されて遠心
力を受けて鉛直軸線のまわりに旋回しつつ矢印Ｑで示す
ように回転皿５０の上縁部を溢流して環状棚４９内に流
入し、この環状棚４９内の細粒分３３は表面側から回転
皿５０内へ落下還流し、矢印Ｒで示すような循環流が形
成され、細粒分同士が擦れ合って、粉砕（小粒化）され
整粒される。定量切出装置４１からの投入量に応じて、
粉砕整粒された粉砕品は、環状棚４９の上縁部から溢流
して、スラグ粒Ｐとして排出口５５から流出する。

【００２１】この粉砕工程で粉砕対象であるスラグ細粒
分３３が摺接する粉砕用部品である回転皿５０の底部ラ
イナ５６、側部ライナを兼ねるドラムエッジ５７、回転
軸５１のキャップ５８、環状棚４９のリングエッジ５９
が、金属では短期間で摩耗するため、硬質の（しかし衝
撃に弱い）セラミックスで形成されている。

【００２２】そして図１に示すように、粉砕機４５の排
出口５５は、コンベヤ６１上に開口し、このコンベヤ６
１は、スラグ粒Ｐ貯留用のピット６２の上方に延びてい
る。

【００２３】上記構成の溶融物固化処理装置６５におい
ては、廃棄物溶融炉１において廃棄物を溶融処理して得
られた溶融物は、出滓口２を溢流して水砕固化装置３の
水砕槽４内へ投入され水砕ノズル５の噴射水を受けて急
冷されて水砕固化し、スクレーパコンベヤ７により水砕
槽４内を搬送されて、水砕固化物排出口８からバケット
エレベータ１０の受入口１１内に投入される。

【００２４】装入シュート１５を経てバケットエレベー
タ１０の積込部１６へ投入され、循環するバケット１３
により上方へ搬送された水砕固化物は、排出口１４から
磁選機２０内に投入される。この磁選機２０において
は、振動フィーダ２１によりドラム２３の外周面上に供
給された固化物中、非磁性の水砕スラグＳは比較的高速
で回転するドラム２３の外周面から遠心力で飛ばし、磁
性の水砕メタルＭのみを永久磁石２４の磁力でドラム２
３の外周面に引付けてスクレーパ２５で掻落すことによ
り、水砕メタルＭと、この磁選された水砕メタルＭ以外
の粒状物３１とに分離する。この分離した水砕メタルＭ
は磁性物出口２６から受器２７内に集められ、粒状物３
１は非磁性物出口２８から排出されてふるい３０のふる
い網３４上に供給される。

【００２５】ふるい３０においては、粒状物３１はふる
い分けされ、ふるい網３４の目開き寸法より大径の水砕
スラグＳ，水砕メタルＭを内包した粗粒水砕スラグ，お
よび電極破片などが粗粒分３２として分離されて、粗粒
分排出口３５から受器３６内に排出される。またふるい
下の小径の水砕スラグＳ、および小さな水砕メタルＭを
内包した小径の水砕スラグＳ等が、細粒分３３として細
粒分排出口３７からコンベヤ３８上に排出され、このコ
ンベヤ３８により搬送され、ホッパ４０および定量切出
装置４１を経て、粉砕機４５内に投入される。そしてこ
の投入粒体は粉砕機４５により粉砕・整粒され、針状物
のない大きさや形状の揃ったスラグ粒Ｐとしてスラグピ
ット６２内に集積する。

【００２６】このように粉砕機４５には、所定の粒径以
下の細粒分３３のみが投入されるので、大径の水砕スラ
グＳや水砕メタルＭを内包する粗粒スラグ，大形の電極
破片などが粉砕機４５に侵入して底部ライナ５６その他
の前記セラミックス製の各粉砕用部品を破損したり、粉
砕機４５の入口部や内部を閉塞させたりするのを、確実
に防止できるのである。

【００２７】次に図３により請求項２記載の発明の一具
体例を説明する。図中、図１と同一部分には同一符号を
付してあり、これらの同一部分の詳細な説明は省略す
る。この溶融物固化処理装置６６は、ふるい３０の粗粒
分排出口３５の下方に、ロールクラッシャから成る破砕
機７０を設けるとともに、この破砕機７０の破砕物排出
口７１の下方に設けた返送用コンベヤ７２の先端部を、
バケットエレベータ１０の積込部１６内に連通する返送
用シュート７３の受入口７４上に臨ませた点のみが、前
記図１の溶融物固化処理装置６５と異なる。

【００２８】上記構成の溶融物固化処理装置６６におい
ては、前記具体例と同様に、ふるい３０によって粒状物
３１中の粗粒分３２の粉砕機４５への侵入が防止される
とともに、粗粒分排出口３５から排出された粗粒分３２
は破砕機７０内に投入され、この粗粒分３２中の大径の
水砕スラグＳや電極破片などが破砕され小径化されると
ともに、メタルを内包した粗粒スラグが破砕されてメタ
ルとスラグが分離され、これらの小径物の混合体から成
る破砕物７５は、返送用コンベヤ７２と返送用シュート
７３から成る返送路７６を経てバケットエレベータ１０
の積込部１６側に返送される。そしてこの破砕物７５
は、水砕固化装置３の水砕固化物排出口８からの水砕固
化物と混合して上方へ搬送されて磁選機２０に再度投入
され、前記破砕により分離した内包メタルは磁選され、
前記破砕により小径化した水砕スラグＳや内包したメタ
ルと分離され小径化した水砕スラグＳは、多くのものが
細粒分３３としてふるい３０を通過して粉砕機４５に供
給され、粉砕・整粒される。

【００２９】このように溶融物固化処理装置６６におい
ては、破砕機７０による粗粒分３２の破砕およびその後
の磁選機２０による磁選によって、メタルを内包する粗
粒スラグを水砕スラグと水砕メタルに確実に分離でき、
前記具体例に比べて水砕スラグＳおよび水砕メタルＭの
回収率が向上するのである。

【００３０】なおこの具体例では、破砕物排出口７１か
ら排出された破砕物７５をバケットエレベータ１０の積
込部１６に返送するようにしたが、この他に、たとえば
バケットエレベータ１０の受入口１１部や、磁選機２０
の振動フィーダ２１上など、水砕固化装置３の水砕固化
物排出口８から磁選機２０の入口に至る水砕固化物の経
路上の上記以外の位置に至る返送路を設けて、破砕物７
５を返送するようにしてもよい。

【００３１】次に図４により請求項３記載の発明の一具
体例を説明する。図中、図１と同一部分には同一符号を
付してあり、これらの同一部分の詳細な説明は省略す
る。この溶融物固化処理装置６７は、水砕固化装置３の
水砕固化物排出口８とバケットエレベータ１０の受入口
１１との間に、粗大物分離用のふるい８０を設け、この
ふるいのふるい上排出口８１の下方に、粗大物８２を収
容する受器８３を配置した点のみが、前記図１の溶融物
固化処理装置６５と異なる。このふるい８０としてこの
具体例では、ふるい網８４の目開き寸法＝３０mmの振動
ふるい機を用いており、ふるい網８４はバケットエレベ
ータ１０の受入口１１の直上部に設けられ、この受入口
１１に続く装入シュート１５が、ふるい下排出口として
機能するようになっている。

【００３２】上記構成の溶融物固化処理装置６７におい
ては、前記図１の具体例と同様に、ふるい３０によって
粒状物３１中の粗粒分３２の粉砕機４５への侵入が防止
されるとともに、水砕固化装置３の水砕固化物排出口８
から排出された大物水砕メタルや電極折損物などの粗大
物８２が、ふるい８０によって分離されて、ふるい上排
出口８１から受器８３内へ排出され、これらの粗大物８
２がバケットエレベータ１０を経て磁選機２０や粉砕機
４５に侵入するのが防止されるので、これらの後続処理
機器（バケットエレベータ１０を含む）における閉塞事
故や破損事故を防止できるのである。

【００３３】なおこの具体例では、ふるい８０を水砕固
化物排出口８の直下部に設けたので、粗大物８２が早期
に分離されバケットエレベータ１０等の搬送機器部に侵
入しないので、粗大物８２によるこの搬送機器部の閉塞
事故や破損事故をも防止できるという長所を有するもの
であるが、この他に、ふるい８０を磁選機２０の振動フ
ィーダ２１の上方や、上記搬送機器の中間部（たとえば
直列配置の２基のコンベヤの中間部）など、水砕固化装
置３の水砕固化物排出口８から磁選機２０の入口に至る
水砕固化物流通経路上の上記以外の位置に設けてもよ
い。

【００３４】次に図５により請求項３記載の発明の他の
具体例を説明する。図中、図１および図３および図４と
同一部分には同一符号を付してあり、これらの詳細な説
明は省略する。この溶融物固化処理装置６８は、水砕固
化装置３の水砕固化物排出口８とバケットエレベータ１
０の受入口１１との間に、図４と同じ粗大物分離用のふ
るい８０を設け、このふるいのふるい上排出口８１の下
方に、粗大物８２を収容する受器８３を配置した点のみ
が、前記図３の溶融物固化処理装置６６（すなわち、図
１の溶融物固化処理装置６５に破砕機７０，返送路７６
を設けたもの）と異なる。

【００３５】このように溶融物固化処理装置６８は、図
３および図４の両具体例を組合わせた構成を有するた
め、これら両具体例の前述の各作用効果が併せ得られる
ほか、粗大物８２はふるい８０によって分離されるた
め、これら粗大物８２が磁選機２０，ふるい３０上を経
て破砕機７０に到達することがなく、従って破砕機７０
の負荷が軽減化され小形の破砕機７０の使用が可能とな
るとともに、破砕機７０による破砕物７５の粒度をさら
に小径化して細粒分３３として回収される水砕スラグＳ
の回収量の増加をはかることもできる。

【００３６】なおこの具体例においても、破砕物７５の
返送路７６による返送位置や、粗大物分離用のふるい８
０の設置位置は、図３および図４の場合に関して前記例
示したように、図５以外の位置としてもよい。

【００３７】この発明は上記各具体例に限定されるもの
ではなく、たとえば水砕固化装置３，磁選機２０，ふる
い３０，粉砕機４５等の各機器間の粒状物搬送手段は上
記以外の形式のコンベヤやシュート等を用いてもよく、
またこの粒状物搬送手段を省略して上流側の機器の粒状
物排出口を下流側の機器の粒状物受入口に直接臨ませた
り直接接続したりしてもよい。また廃棄物溶融炉１、水
砕固化装置３、磁選機２０、ふるい３０および８０、粉
砕機４５、破砕機７０等は、上記以外の形式のものとし
てもよく、ふるい網の目開き寸法も上記以外の値として
もよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、粉砕機にはふるいによってふるい分けされ
た細粒分のみが投入されるので、粉砕機内部のセラミッ
クス製の粉砕用部品の破損事故を防止できる。

【００３９】また請求項２記載の発明によれば、請求項
１記載の発明による効果に加えて、メタルを内包した粗
粒スラグは破砕機によって破砕されスラグとメタルに分
離後返送路を経て磁選機により磁選されるので、水砕固
化物を水砕スラグと水砕メタルに効率よく分離でき、水
砕スラグおよび水砕メタルの回収率が向上するという効
果が得られる。

【００４０】また請求項３記載の発明によれば、請求項
１または請求項２記載の発明による効果に加えて、水砕
固化装置の水砕固化物排出口から排出された大物水砕メ
タルや電極折損物などの粗大物はふるいによって分離さ
れるので、この粗大物による処理機器の閉塞事故や破損
事故を防止できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の一具体例を示す溶融物固
化処理装置の機器系統図（縦断面図）である。

【図２】図１における粉砕機の要部縦断面図である。

【図３】請求項２記載の発明の一具体例を示す溶融物固
化処理装置の機器系統図（縦断面図）である。

【図４】請求項３記載の発明の一具体例を示す溶融物固
化処理装置の機器系統図（縦断面図）である。

【図５】請求項３記載の発明の他の具体例を示す溶融物
固化処理装置の機器系統図（縦断面図）である。

【符号の説明】

１…廃棄物溶融炉、２…出滓口、３…水砕固化装置、４
…水砕槽、７…スクレーパコンベヤ、８…水砕固化物排
出口、１０…バケットエレベータ、２０…磁選機、２６
…磁性物出口、２８…非磁性物出口、３０…ふるい、３
１…粒状物、３２…粗粒分、３３…細粒分、３４…ふる
い網、３５…粗粒分排出口、３７…細粒分排出口、４０
…ホッパ、４５…粉砕機、４９…環状棚、５０…回転
皿、６５…溶融物固化処理装置、６６…溶融物固化処理
装置、６７…溶融物固化処理装置、６８…溶融物固化処
理装置、７０…破砕機、７１…破砕物排出口、７２…返
送用コンベヤ、７３…返送用シュート、７５…破砕物、
７６…返送路、８０…ふるい、８１…ふるい上排出口、
８２…粗大物、８４…ふるい網。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物溶融炉の出滓口から排出された溶
   融物を水砕固化する水砕固化装置と、この水砕固化装置
   の水砕固化物排出口から排出された水砕固化物を磁選す
   る磁選機と、この磁選機の非磁性物出口から排出された
   粒状物を粗粒分と細粒分とにふるい分けするふるいと、
   このふるいの細粒分排出口から排出された細粒分をさら
   に粉砕する粉砕機であって内部にセラミックス製の粉砕
   用部品をそなえた粉砕機とを具備したことを特徴とする
   廃棄物溶融炉による溶融物の固化処理装置。
2. 【請求項２】 前記ふるいの粗粒分排出口から排出され
   た粗粒分を破砕する破砕機を設けるとともに、この破砕
   機の破砕物排出口から排出された破砕物を、前記水砕固
   化装置の水砕固化物排出口から前記磁選機の入口に至る
   水砕固化物の経路に返送する返送路を設けた請求項１記
   載の廃棄物溶融炉による溶融物の固化処理装置。
3. 【請求項３】 前記水砕固化装置の水砕固化物排出口か
   ら前記磁選機の入口に至る水砕固化物の経路に、粗大物
   分離用のふるいを設けた請求項１または請求項２記載の
   廃棄物溶融炉による溶融物の固化処理装置。