JPH09234451A - 廃棄物処理方法 - Google Patents

廃棄物処理方法

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JPH09234451A
JPH09234451A JP8356362A JP35636296A JPH09234451A JP H09234451 A JPH09234451 A JP H09234451A JP 8356362 A JP8356362 A JP 8356362A JP 35636296 A JP35636296 A JP 35636296A JP H09234451 A JPH09234451 A JP H09234451A
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宏幸 藤村
Shosaku Fujinami
晶作 藤並
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物からの焼却灰を有効利用すると共に、
ロータリーキルン排ガスを簡便に処理できる廃棄物処理
方法を提供する。 【解決手段】 廃棄物aを、低温ガス化2した後に高温
で燃焼3する、いわゆるガス化燃焼する際に、燃焼後の
排ガスhを排ガス処理工程6、7で処理すると共に、得
られるスラグgをセメントの原料とすることを特徴とす
る廃棄物処理方法としたものであり、前記排ガス処理工
程は、脱塵、脱塩化水素及び脱硝処理を含み、また、前
記セメントの原料は、セメントクリンカ焼成用のロータ
リーキルン9で焼成され、該ロータリーキルン排ガスp
は前記排ガス処理工程6、7で併せて処理するのが良
く、更に、前記セメントクリンカ焼成用のロータリーキ
ルンは、燃料として都市ごみより作られる固形化燃料
(RDF)を用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の処理に係
り、特に、廃棄物のガス化燃焼に伴ない得られるスラグ
を有効利用する廃棄物の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、都市ごみの75%が焼却処理さ
れ、発生する焼却灰のほとんどが埋め立て処分されてい
る。ところが、埋立地の急速な払底に伴い、最近これを
溶融してマスを小さくしたり、路盤材等の土木・建築資
材として利用する動きが盛んになりつつある。焼却灰を
セメントの原料に利用しようというのも、こうした動き
の一環である。既に火力発電所から排出される石炭灰
は、セメント原料として有効に利用されている。一方、
セメントクリンカ製造用のロータリーキルンの燃料に
は、これまで重油や石炭が用いられてきたが、これを都
市ごみより得られる固形化燃料(RDF)に切り替え、
セメントの製造コストを引き下げようとする試みも検討
されている。
【0003】これまで都市ごみ焼却炉にはストーカー炉
や流動層炉が用いられてきたが、環境保全や資源リサイ
クル上不十分な点があった。すなわち、燃焼時の空気比
が大きいため排ガス量が多いこと、排ガス中に有害なダ
イオキシン類が含まれること、炉から排出された金属類
は酸化されているためリサイクルに適さないこと、そし
て灰処理に関わる問題、等である。灰溶融設備やダイオ
キシン除去設備の設置も最近は増えてきているが、廃棄
物処理装置全体の建設コストや運転コストを押し上げる
結果となった。また、セメント焼成用ロータリーキルン
の燃料にRDFを用いると、HCl等の有害ガスや、飛
灰が発生するため新たな排ガス処理を行う必要が生じ
た。こうした排ガス処理設備をセメント製造設備に付加
することは、コスト上の問題から望ましくない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解消し、廃棄物の焼却により出る焼却灰を有効利用す
ると共に、ロータリーキルン排ガスを簡便に処理できる
廃棄物処理方法を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、廃棄物を、低温でガス化した後に高温
で燃焼する、いわゆるガス化燃焼する際に、燃焼後の排
ガスを排ガス処理工程で処理すると共に、得られるスラ
グをセメントの原料とすることを特徴とする廃棄物処理
方法としたものである。前記処理方法において、排ガス
処理工程は、脱塵、脱塩化水素及び脱硝処理を含み、ま
た、前記セメントの原料は、セメントクリンカ焼成用の
ロータリーキルンで焼成され、そして、該ロータリーキ
ルン排ガスは、前記排ガス処理工程で併せて処理するの
が良い。また、前記セメントクリンカ焼成用のロータリ
ーキルンは、燃料として都市ごみより作られる固形化燃
料(RDF)を用いることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】次に、本発明を詳細に説明する。
本発明は、資源の有効利用と環境保全の立場から、ガス
化燃焼による廃棄物処理設備とセメント製造設備を隣接
して建設し、両者間の原材料利用、エネルギー利用、並
びに排ガス処理を有機的に結合することにより、トータ
ルシステムとしてのメリットを享受しようとしたもので
ある。最近、低温ガス化と高温燃焼を組み合わせたガス
化燃焼システムが、従来の焼却に代わる新たな環境保全
型の廃棄物処理技術として登場してきている。
【0007】前記ガス化燃焼システムを都市ごみ処理に
用いた場合には次のような特徴を有する。 従来の固体燃焼に代わるガス燃焼のため、1.3程
度の低空気比燃焼が実現し、その結果排ガス量は大幅に
低減される。 有害なダイオキシン類は、高温燃焼によりほぼ完全
に分解される。 廃棄物中の灰分は無害なスラグとして回収される。 ガス化炉で生成するガス、タール、チャーのエネル
ギーで高温燃焼を実現させるため、灰溶融専用のエネル
ギー(例えば電力や燃料)が不要となる。 システムにダイオキシン処理や灰溶融の機能が組み
込まれるため、装置全体がコンパクト化され、建設コス
トもそれぞれの機能を在来型の焼却設備に付与した場合
に比べ安価となる。 鉄、銅、アルミニウム等の金属は、リサイクル可能
な未酸化の状態で回収出来る。
【0008】一方、本発明者らが行った一般廃棄物、R
DF、廃プラスチック、廃車シュレッダーダスト等を用
いたガス化燃焼システムのテストによれば、得られるス
ラグ中の塩素量は、いずれも100ppm以下を示して
いる。従って、ポルトランドセメントの原料として利用
することが可能である。なお、スラグをこうしたセメン
トの原料に用いるには、水砕した形で回収することが望
ましい。水砕スラグは径が数mm程度の粒状となるため
ハンドリングに適し、しかも強度が弱いので粉砕が容易
である。また、最近セメント製造に際して、セメント焼
成用のロータリーキルン燃料に、RDFを用いることが
検討されている。ただし、HCl、飛灰の問題があるた
め、ロータリーキルン排ガスを先に述べたガス化燃焼の
排ガス処理工程に供給することにより、環境保全上万全
の対策がとれる。最近、自治体において都市ごみを固形
燃料化する所が増えているが、ここで作られた固形燃料
を先に述べたセメント焼成用のロータリーキルン燃料に
用いることにより、その灰はセメント原料に利用でき
る。しかも、ロータリーキルン排ガスをガス化燃焼シス
テムの排ガス処理工程に供給することにより、二次公害
の発生を防止することが出来る。
【0009】次に、本発明を図面を用いて具体的に説明
する。図1は、本発明の廃棄物処理方法を説明するため
の全体工程図である。図1において、1は定量供給装
置、2は流動層ガス化炉、3は旋回式溶融炉、4は水
槽、5は廃熱ボイラ、6はバグフィルター、7は脱硝装
置、8はスチームタービン発電設備、9はセメント製造
設備である。aは都市ごみ、bは一次空気、cは二次空
気、dは不燃物、eは生成ガス、fは三次空気、gはス
ラグ、hは燃焼排ガス、iはスチーム、jは電力、kは
捕集灰、lは消石灰、mはセメント原料、nはRDF、
oは燃焼用空気、pは燃焼排ガス、qはセメントであ
る。
【0010】都市ごみaは、必要に応じて粗破砕、選別
などの前処理を施した後、スクリュー式の定量供給装置
1により流動層ガス化炉2に供給される。流動層ガス化
炉2の下方からは一次空気bが送入され、炉内に硅砂の
流動層を形成する。都市ごみaは流動層の上方より投入
され、450〜650℃に保持した流動層内で一次空気
bと接触し熱分解ガス化される。従って、廃棄物のガス
化に必要な熱量は、原料を部分燃焼することにより迅速
かつ効率良く供給される。ガス化炉2の炉底からは不燃
物dが排出される。不燃物d中には金属が含まれ、融点
が流動層温度より高いものは、未酸化でクリーンな状態
で回収される。流動層内ではガス化反応によりガス、タ
ール、炭化物が生成する。ガスとタールは、気化して炉
内を上昇する。炭化物は、流動層の攪乱運動により微砕
化されてチャーとなる。チャーは多孔質で軽いため、生
成ガスeの流れに同伴される。流動媒体に固い硅砂を用
いることで、炭化物の粉砕は促進される。
【0011】フリーボードには予熱された二次空気cが
吹き込まれ、一次燃焼より高い650〜850℃で再度
ガス化を行ない、水素、一酸化炭素、メタン、炭化水素
主体の燃焼性に優れたガス組成となる。生成ガスeはチ
ャーとともに旋回式溶融炉3の一次燃焼室に供給され、
予熱された三次空気fと旋回流中で混合しながら、12
00〜1500℃で高速燃焼する。燃焼は二次燃焼室で
完結し、燃焼排ガスhはスラグ分離部より排出される。
チャーに含まれる灰分は高温のためにスラグミストとな
り、旋回流の遠心力の作用で一次燃焼室の炉壁上の溶融
スラグ相に捕捉される。炉壁を流れ下ったスラグgは、
二次燃焼室を経て、スラグ分離部底部より排出され、水
槽4内で水砕される。水砕された粒状のスラグgは、セ
メントの原料に用いるため、セメント製造設備9まで搬
送される。表1に各種廃棄物をガス化燃焼することによ
り得られた水砕スラグの組成分析結果を示す。表には、
廃車シュレッダーダスト、廃プラスチック(廃プラ)、
一般廃棄物を単独及び複数組合わせて処理した結果を示
すが、いずれの場合もスラグ中の塩素量は100mg/
g以下を示している。
【0012】
【表1】
【0013】旋回式溶融炉3を出た燃焼排ガスhは、ス
チームi回収のために廃熱ボイラ5に供給される。スチ
ームiは、スチームタービン発電設備8に供給され、発
生した電力jは、1〜8のガス化燃焼システム並びにセ
メント製造設備9の所内電力として消費される。廃熱ボ
イラ5を出た燃焼排ガスh中に消石灰lが吹き込まれ、
次のバグフィルター6にて脱塵とともに脱塩化水素を行
う。廃熱ボイラ5とバグフィルター6の捕集灰kは、大
部分が旋回式溶融炉3に戻されるとともに、一部は安定
化処理後、埋立処分に付される。バグフィルター6を出
た燃焼排ガスhは、脱硝装置7により排ガス中のNOx
を除去後、大気放出される。
【0014】焼成用ロータリーキルン9の燃料として
は、RDFnが供給される。こうして、セメント製造に
伴い発生する排ガスpは、ガス化燃焼システムの廃熱ボ
イラ5とバグフィルター6の間に供給され、脱塵、脱塩
化水素、脱硝といった排ガス処理を施される。廃棄物
は、都市ごみ、固形化燃料(RDF)、液体燃料、バイ
オマス、プラスチックごみ(FRP、廃タイヤ等)、シ
ュレッダタスト、家電廃棄物、高濃度廃液、重油残渣、
各種スラッジ、灰、残渣、低品位石炭、蓄糞、下水汚
泥、し尿汚泥等を単独又は任意組合せで用いることがで
きる。スラグの量は、各廃棄物の灰分とスラグ化率で決
まるが、スラグ化率は80〜90%程度である。
【0015】
【発明の効果】資源の有効利用と環境保全の立場から、
ガス化燃焼による廃棄物処理設備とセメント製造設備を
隣接して建設し、両者間の原料利用、エネルギー利用、
並びに排ガス処理を下記の方法で有機的に結合すること
により、トータルシステムとしてのメリットを享受する
ことが可能となる。 ガス化燃焼システムから排出されるスラグを、セメ
ントの原料に用いる。 RDFを、セメントクリンカー製造用ロータリーキ
ルンの燃料とする。 セメント製造設備からの排ガスを、ガス化燃焼シス
テムの排ガス処理工程に供給して処理する。 ガス化燃焼システムで発生させた電力を、ガス化燃
焼システム及びセメント製造設備の所内動力に用いる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の廃棄物処理システムを示す全体工程
図。
【符号の説明】
1:定量供給装置、2:流動層ガス化炉、3:旋回式溶
融炉、4:水槽、5:廃熱ボイラ、6:バグフィルタ
ー、7:脱硝装置、8:スチームタービン発電設備、
9:セメント製造設備、a:都市ごみ、b:一次空気、
c:二次空気、d:不燃物、e:生成ガス、f:三次空
気、g:スラグ、h:燃焼排ガス、i:スチーム、j:
電力、k:捕集灰、l:消石灰、m:セメント原料、
n:RDF、o:燃焼用空気、p:燃焼排ガス、q:セ
メント
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C04B 7/28 B09B 3/00 ZAB 303J

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃棄物を、低温でガス化した後に高温で
    燃焼する、いわゆるガス化燃焼する際に、燃焼後の排ガ
    スを排ガス処理工程で処理すると共に、得られるスラグ
    をセメントの原料とすることを特徴とする廃棄物処理方
    法。
  2. 【請求項2】 前記排ガス処理工程は、脱塵、脱塩化水
    素及び脱硝処理を含むことを特徴とする請求項1記載の
    廃棄物処理方法。
  3. 【請求項3】 前記セメントの原料は、セメントクリン
    カ焼成用のロータリーキルンで焼成されることを特徴と
    する請求項1記載の廃棄物処理方法。
  4. 【請求項4】 前記排ガス処理工程では、ロータリーキ
    ルン排ガスも併せて処理することを特徴とする請求項2
    記載の廃棄物処理方法。
  5. 【請求項5】 前記セメントクリンカ焼成用のロータリ
    ーキルンは、燃料として都市ごみより作られる固形化燃
    料(RDF)を用いることを特徴とする請求項3記載の
    廃棄物処理方法。
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