JPH10192811A - 都市ごみの焼却灰・飛灰の処理方法 - Google Patents

都市ごみの焼却灰・飛灰の処理方法

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JPH10192811A
JPH10192811A JP8351183A JP35118396A JPH10192811A JP H10192811 A JPH10192811 A JP H10192811A JP 8351183 A JP8351183 A JP 8351183A JP 35118396 A JP35118396 A JP 35118396A JP H10192811 A JPH10192811 A JP H10192811A
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JP
Japan
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ash
torch
salts
evaporated
fly ash
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Application number
JP8351183A
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English (en)
Inventor
Kenji Matsuda
謙治 松田
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼却灰や飛灰を高温フレーム内で溶融、蒸発
または分解させて灰分、重金属および塩類を分別する。 【解決手段】 先端を処理灰回収室内に挿入した溶射ト
ーチに都市ごみの焼却灰または飛灰を供給し、溶射トー
チで発生する高温フレーム内に都市ごみの焼却灰または
飛灰を投入し、高温フレーム内で灰の溶融、重金属およ
び塩類の蒸発または分解を発生させて灰分、重金属およ
び塩類を分別し、溶融して飛翔した灰分は非晶質球状粉
として落下沈積させて回収し、蒸発した重金属は処理灰
回収室内上方に設けた蒸発金属回収装置により再凝縮し
て捕捉し、分解した塩類は排ガスとともに処理灰回収室
の上方に連通して設けた排ガス処理装置に導いて回収す
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、都市ごみ焼却炉や
各種焼却装置等から排出される焼却灰または飛灰などを
溶融処理する都市ごみの焼却灰・飛灰の処理方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ、下水汚泥等の各種廃棄物は、
焼却施設で焼却処理され、生じた焼却灰や飛灰は、従来
埋め立て処分されていた。しかし、埋立処分地枯渇の問
題や有害重金属類の溶出による地下水汚染の問題がある
ため、溶融固化,セメント固化,薬剤処理,酸その他の
溶媒による安定化法のいずれかによる中間処理が義務づ
けられ、焼却灰や飛灰の減量・減容化,無害化および再
資源化の必要性が高まっている。
【0003】前記溶融固化法は、焼却灰や飛灰の減量・
減容化,無害化,再資源化などの点で他の方法よりも有
利と考えられ、いくつかの処理方法や設備についての技
術が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、都市ご
みの焼却灰や飛灰を溶融するにあたっては、焼却灰また
は飛灰が、微粉末であること。融点が高いこと。
揮発性重金属を多く含んでいること。塩素を多く含ん
でいること。嵩密度が小さいこと。熱伝導率が小さ
いこと。などからプロセス全体の構成を複雑にし、か
つ、灰溶融炉等の設備の寿命を短くするなどの問題を提
起している。また、現在提案されている技術は、これら
の問題に対処するために種々の方策が講じられている
が、灰分の融点を下げ、流動性を高めるために塩基度
を調整するための珪砂などの添加物を多く必要とする。
多量の高温排ガスが微粉飛灰を飛散させる。加熱溶
融するためのエネルギー消費が大きい。複雑な大型設
備となる。などの問題がある。
【0005】本発明は、上記のような問題点を解決する
ために創案されたもので、嵩密度や熱伝導率が小さいた
め溶融しにくい都市ごみの焼却灰または飛灰を、処理灰
回収室に設けた溶射トーチに供給して2,000°〜
3,000°Cの高温フレーム内に投入し、灰分を成形
性、燃結性に優れた非晶質球状粉として回収するように
した都市ごみの焼却灰・飛灰の処理方法を提供すること
を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、先端を処理灰回収室内に挿入した
溶射トーチに都市ごみの焼却灰または飛灰を供給し、溶
射トーチで発生する高温フレーム内で灰の溶融、重金属
および塩類の蒸発または分解を発生させて灰分、重金属
および塩類を分別し、溶融して飛翔した灰分は非晶質球
状粉として落下沈積させて回収し、蒸発した重金属は処
理灰回収室内上方に設けた蒸発金属回収装置により再凝
縮して捕捉し、分解した塩類は排ガスとともに処理灰回
収室の上方に連通して設けた排ガス処理装置に導いて回
収するようにしたことを特徴とする都市ごみの焼却灰・
飛灰の処理方法が提供される。
【0007】本発明の好ましい実施形態によれば、都市
ごみの焼却灰または飛灰を溶射トーチに供給する前に、
磁気選別、粉砕、乾燥および篩分けなどの前処理を行う
ようにした。
【0008】本発明の好ましい実施形態によれば、溶射
トーチは、アセチレンと酸素の燃焼式である。
【0009】また、本発明の好ましい実施形態によれ
ば、溶射トーチは、水素ガスと窒素ガスを混合して使用
するプラズマトーチである。
【0010】上記本発明の構成によれば、都市ごみの焼
却灰または飛灰を、塩基度を調整することなく処理灰回
収室に設けた溶射トーチに供給して高温フレーム内に投
入し、灰分の溶融、重金属の蒸発、塩類の分解を発生さ
せ、溶融して飛翔した灰分は非晶質球状粉として落下沈
積させて回収し、蒸発した重金属は蒸発金属回収装置に
より再凝縮して捕捉し、塩類は排ガスとともに排ガス処
理装置に導いて回収するようにしたので、無害化した灰
分を成形性、焼結性に優れた非晶質球微粒子として回収
することができるとともに、重金属や塩類をそれぞれ別
に回収することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面に基づいて説明する。図1は本発明による都市
ごみ焼却灰・飛灰の処理方法に使用される焼却灰・飛灰
の処理装置の概要図であり、図2は溶射トーチの一部断
面図である。図1および図2において、1は焼却灰や飛
灰を溶融処理する処理灰回収室である。2はこの処理灰
回収室1の壁部に先端が処理灰回収室1内に挿入して設
けられた溶射トーチであり、3は溶射トーチ支持架台で
ある。この溶射トーチ2は、例えば、金属やセラミック
溶射用に使用されるもので、大きさは、径が10mm〜
80mm、長さが500mm程度のものである。図2は
プラズマトーチ(溶射トーチ)2の断面図であり、陽極
2a、陰極2b、ガス供給口2d、焼却灰・飛灰供給口
2eなどから構成されいる。そして、陽極2aと陰極2
bに通電することによりアーク2cを発生する。なお、
焼却灰や飛灰の処理量が多くなったときは、この溶射ト
ーチ2を複数個設けることによりその処理能力を上げる
ことができる。4は焼却灰や飛灰供給用のホッパであ
る。5はホッパ4の下方部に設けたロータリーフィーダ
などの切出弁で、溶射トーチ2への焼却灰や飛灰の供給
を制御する。6は溶射トーチ2上方の処理灰回収室1の
天井部に設けた蒸発金属回収装置であり、6aはこの蒸
発金属回収装置6の内面に着脱可能に配設した水冷板で
ある。7は一端を溶融炉1内に突出させ、他端を排ガス
処理装置8に連結した排気管である。なお、7aは排ガ
ス処理装置8の、後述する他の機器に連結した排気管で
ある。18は溶射トーチ2から灰溶融炉1内に噴射した
2,000°〜3,000°Cの高温フレームである。
19は高温フレーム18内で溶融して無害化された非晶
質球状(ビーズ状のもの)の無害化灰粒子である。17
はこの無害化灰粒子19を回収して搬送する移動台車で
あり、17aは移動台車17上に載置した回収箱であ
る。21は処理灰回収室1に連設した補助室で、移動台
車17を処理灰回収室1内に出し入れする際、処理灰回
収室1との間に設けた第1扉15と手前側に設けた第2
扉16とを交互に開閉して処理灰回収室1内の雰囲気ガ
ス(酸素を含まない)を外部に放出しないようにする。
【0012】図4は焼却灰または飛灰の溶射トーチ2に
供給する前の前処理フローを示す図である。焼却灰は、
磁気選別機で選別され、大きいものは粉砕機で粉砕さ
れ、篩で篩分けされてホッパ4へ供給される。焼却灰が
乾燥していない場合には乾燥機で乾燥したうえで磁気選
別機に送られる。また、篩分けして大きいものがあると
きは、粉砕機に戻して粉砕する。なお、磁気選別機で選
別された鉄合金などは別途回収される。一方、飛灰は、
乾燥して篩にかけてホッパ4へ供給される。そして、大
きいものがあるときは、粉砕機に戻して粉砕する。
【0013】図5は排ガス処理装置の概要図である。排
ガス処理装置8は、サイクロン9、バグフィルタ10、
排煙スクラバ11、誘引送風機12、煙突13、廃水処
理設備14およびこれらの装置をそれぞれ連結した排気
管7a,7b,7c,7dおよび排水管7eなどにより
構成されている。
【0014】次に本実施形態の作用について説明する。
都市ごみの焼却灰または飛灰は、あらかじめ磁気選別
機、粉砕機などにかけられ前処理されてホッパ4に供給
される。溶射トーチ2内にガス供給口2dから水素ガス
と窒素ガスを混合して供給し、陽極2aおよび陰極2b
に通電するとアーク2cを発生して灰溶融炉1内に2,
000°〜3,000°Cの高温フレーム18を噴射す
る。ホッパ4に供給された焼却灰または飛灰は、切出弁
5により適量切り出され、粉末供給口2eから溶射トー
チ2に供給されて、高温フレーム18内に投入される。
焼却灰または飛灰は、高温フレーム18内に投入される
と、灰分は溶融し、重金属は蒸発し、塩類は蒸発または
分解して灰分、重金属および塩類に分類される。そし
て、溶融して飛翔した非晶質球状粒子は、処理灰回収室
1の底部分に配置して置いた移動台車17上の回収箱1
7a内に落下沈積させて回収し、再生工場へ搬送する。
蒸発した重金属は、蒸発金属回収装置6の水冷板6aに
より再凝縮し、固化して捕捉し回収される。蒸発または
分解した塩類は、排ガスとともに排ガス処理装置8に導
いて回収される。
【0015】処理灰回収室1内では、非酸化性雰囲気と
なっており、高温フレーム18のガス流速に比べると対
流程度の動きであり、温度も室温程度であるため、溶融
して飛翔した灰分の粒子は、急冷されて非晶質球状粒子
となる。
【0016】図3は本発明によるアセチレンと酸素の燃
焼式用の溶射トーチ22の断面図である。この溶射トー
チ22は、中心部に長手方向に穿設された焼却灰・飛灰
供給口22aと、この焼却灰・飛灰供給口22aの外側
に焼却灰・飛灰供給口22aを囲むように設けられたア
セチレンと酸素の混合ガスの供給口22bと、混合ガス
供給口22bを囲むように設けられた冷却空気供給口2
2cなどから構成されている。そして、アセチレンと酸
素を燃焼させることにより、高温フレーム18内で焼却
灰・飛灰を溶融し、無害化灰粒子19を飛翔させる。2
2dはエア・ジェット流である。なお、本発明では冷却
空気供給口22cには窒素ガスなどの無酸化ガスを導入
する。
【0017】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更
し得ることは勿論である。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、都
市ごみの焼却灰または飛灰を、処理灰回収室に設けた溶
射トーチに供給して高温フレーム内に投入し、高温フレ
ーム内で有害物質は蒸発または分解され、灰分は無害化
され、急冷されて非晶質球状粒子となって成形性、燃結
性に優れ、レンガやタイルに使用することができる。ま
た、造粒したり、成形したりして固化体にすることがで
きるので、再資源化を図ることができる。るつぼに焼却
灰や飛灰を供給して上方から、例えば、プラズマフレー
ムを照射する方法よりもエネルギー効率がよい。アセチ
レンと酸素の混合フレームやプラズマフレームのような
高温フレーム中に微粉末を遊泳させる本発明方法では蒸
発や分解の反応速度が速いため、灰分と有害物質との分
離が効率よく行われる。蒸発した重金属を酸化物ではな
く、金属として回収できるので、再資源化を図ることが
できるなどの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による都市ごみ焼却灰・飛灰の処理方法
に使用される焼却灰・飛灰の処理装置の概要図である。
【図2】本発明による溶射トーチのプラズマトーチの一
部断面図である。
【図3】本発明による溶射トーチのアセチレンと酸素の
燃焼式トーチの一部断面図である。
【図4】本発明による焼却灰・飛灰の前処理フローであ
る。
【図5】本発明による排ガス処理装置の概要図である。
【符号の説明】
1 処理灰回収室 2 溶射トーチ 3 架台 4 ホッパ 5 切出弁 6 蒸発金属回収装置 6a 水冷板 7,7a,7b,7c,7d 排気管 7e 排水管 8 排ガス処理装置 9 サイクロン 10 バグフイルタ 11 排煙スクラバ 12 誘因送風機 13 煙突 14 廃水処理装置 15 第1扉 16 第2扉 17 移動台車 17a 回収箱 18 高温フレーム 19 無害化灰粒子 20 蒸発金属 21 補助室 22 溶射トーチ 22a 焼却灰・飛灰供給口 22b 酸素ガス供給口 22c 冷却空気供給口 22d エア・ジェット流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23J 1/00 B09B 5/00 ZABN

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端を処理灰回収室内に挿入した溶射ト
    ーチに都市ごみの焼却灰または飛灰を供給し、溶射トー
    チで発生する高温フレーム内で灰の溶融、重金属および
    塩類の蒸発または分解を発生させて灰分、重金属および
    塩類を分別し、溶融して飛翔した灰分は非晶質球状粉と
    して落下沈積させて回収し、蒸発した重金属は処理灰回
    収室内上方に設けた蒸発金属回収装置により再凝縮して
    捕捉し、分解した塩類は排ガスとともに処理灰回収室の
    上方に連通して設けた排ガス処理装置に導いて回収する
    ようにしたことを特徴とする都市ごみの焼却灰・飛灰の
    処理方法。
  2. 【請求項2】 都市ごみの焼却灰または飛灰を溶射トー
    チに供給する前に、磁気選別、粉砕、乾燥および篩分け
    などの前処理を行うようにした請求項1記載の都市ごみ
    の焼却灰・飛灰の処理方法。
  3. 【請求項3】 溶射トーチは、アセチレンと酸素の燃焼
    式である請求項1または請求項2記載の都市ごみの焼却
    灰・飛灰の処理方法。
  4. 【請求項4】 溶射トーチは、水素ガスと窒素ガスを混
    合して使用するプラズマトーチである請求項1または請
    求項2記載の都市ごみの焼却灰・飛灰の処理方法。
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