JPH10249312A

JPH10249312A - 飛灰等の無害化処理方法

Info

Publication number: JPH10249312A
Application number: JP9059663A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Goto; 達男後藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 1998-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】従来より低い温度で飛灰から重金属類などを
除去して無害化することが可能な飛灰等の無害化処理方
法を提供する。【解決手段】減圧加熱炉１内に塩素化処理を施した飛
灰を投入したら開閉蓋４を閉鎖し、ヒータを作動させる
とともにコンプレッサ３を起動して、減圧加熱炉１の底
部から飛灰Ａの容積の２〜８倍／分の量の加熱空気Ｈを
６００℃〜１２００℃の温度で吐出させ、飛灰を流動化
する。これと同時に、真空ポンプ６を起動してコンプレ
ッサ３からの空気の吐出量よりも多い量の空気を吸引管
５から吸引し、減圧加熱炉１内が１００〜６００mmHgの
減圧下となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飛灰から重金属類
等を除去して無害化するための方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】産業廃棄物および都市
生活からの廃棄物等の内、可燃物は回収後、焼却炉で焼
却されて焼却灰の形態として投棄及び埋設処分などに付
されている。その一方、このような廃棄物を燃焼させる
と、各種成分中の低沸点物質が揮発し、いわゆる飛灰と
なるが、この飛灰は、前記焼却灰に比べてＰｂ、Ｃｄ、
Ｃｒ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｈｇなどの重金属類を多く含むの
で、一般廃棄物として埋め立てることができないばかり
か、これらの重金属類を燃焼ガスとして外部環境に拡散
させないために消石灰などを担持させたバグフィルター
などによりこれを捕集している。また、ポリ塩化ビニル
などのプラスチックを燃焼すると塩素ガスが発生する
が、この塩素ガスも外部環境に拡散させないためにバグ
フィルターなどにより捕集され、塩化カルシウムとして
飛灰中に固定化される。

【０００３】このような飛灰は、前述したように重金属
類を多く含有するので環境衛生上厳重な管理が必要とさ
れ、重金属類を水に不溶化してその溶出を防止した上で
セメントなどとともにコンクリート成形体として管理型
の処分場に投棄するなどされている。しかしながら、近
年、産業廃棄物や一般家庭からの廃棄物の量は増加の一
途であり、既存の処分場の飽和化と環境汚染の問題等か
ら、処分場用地の確保が困難となっており、飛灰などを
封じたコンクリート成形体を基礎などとして再利用する
ことが検討されているが、水に不溶化した状態でコンク
リート成形体に封じられた重金属類や塩化カルシウム
は、酸性雨などの影響も考慮すると必ずしも安定化され
ているとはいえず、重金属類が溶出することによる環境
汚染が懸念されるため、再利用するには適しない。この
ため、飛灰中より重金属類を十分に除去する必要が生じ
ている。

【０００４】このような飛灰から塩化物として重金属類
を除去する方法として、特開平７−１６３９６５号公報
には、重金属を含む廃棄物を焼却し、燃焼排ガスをバグ
フィルターで処理する方法において、焼却前の廃棄物に
塩化物を混入させて焼却し、廃棄物中の重金属を金属塩
化物にして燃焼排ガス中に飛散させた上、燃焼排ガス中
に重金属の捕集剤を噴霧してバグフィルターで前記重金
属の金属塩化物を除去する廃棄物の処理方法が開示され
ている。

【０００５】また、特開平７−２１４０２９号公報に
は、重金属を含有する焼却灰または飛灰を、塩素換算量
で少なくとも２wt％の塩化物の存在下で加熱処理して重
金属分を塩化物として揮発させることにより重金属を飛
灰中に濃縮する第１工程、および得られた飛灰を水性液
中に溶解し、さらに中和処理することによって重金属分
を固形沈殿物中に捕集した後、固液分離し、固形沈殿物
中の重金属分を回収する第２工程、からなる飛灰の無害
化処理による重金属のリサイクル方法が開示されてい
る。

【０００６】さらに、特開平８−３５０１８号公報に
は、廃棄物の燃焼により発生する塩素をＣａＣｌ₂とし
て固定化して含有する飛灰からの金属の回収方法であっ
て、ａ）該飛灰を酸化雰囲気下で剪断力を加えながら加
熱し、ＣａＣｌ₂の分解により発生する塩素及び塩化水
素と飛灰中に含有される金属成分とを反応させ、ｂ）こ
れにより生成し揮発する金属塩化物を、吸収液と接触さ
せて溶解回収し、ｃ）得られた回収液から溶存金属を分
別的に回収する、飛灰からの金属の回収方法が開示され
ている。

【０００７】しかしながら、これらの方法においては、
沸点の低い重金属類の塩化物を十分に除去し、さらにア
ルカリ金属やアルカリ土類金属の塩化物も除去するため
には、１０００℃を超える温度に比較的長い時間維持す
る必要があり、これにより除去の困難なケイ酸化合物な
どを生成することが懸念される。しかも、通常飛灰など
を処理する際の加熱手段として電気炉、アーク炉、バー
ナー炉、プラズマ炉、低周波炉あるいは高周波炉などが
用いられるが、これらの加熱手段では加熱ムラが生じや
すいため、飛灰全体を所定の温度以上とするためには部
分的にはそれ以上の温度に加熱する必要があるととも
に、加熱に時間を要するという問題点もあった。

【０００８】そこで、このような飛灰から重金属類など
をあまり高温に加熱せずに除去する方法として、特開平
６−２１８３５３号公報には、以下のような装置を用い
た方法が開示されている。この方法においては、焼却す
る被処理物を収容するスペースを有する遠赤外線を発生
する熱伝導率の高い素材により形成されたるつぼを支持
部以外のるつぼの外周との間に間隙を有するように炉本
体の開口部の内側に位置させ、これら開口部を同時に塞
ぐ開閉蓋を設け、るつぼ内を上記開閉蓋を閉めて減圧状
態にするとともに被処理物を焼却する際に発生する気体
をるつぼ内から導出する吸引管を設け、また、前記間隙
においてるつぼを加熱する加熱手段を設け、さらにこの
間隙に通じる排気筒を炉本体から突出させた遠赤外線分
解装置を使用する。そして、このるつぼ内に被処理物た
る飛灰や炉底灰などを投入し、開閉蓋を閉めて吸引管か
らるつぼ内の空気を吸引して減圧状態にした後、加熱手
段を作動させて炉本体とるつぼとの間隙を加熱すること
により、飛灰や炉底灰中に含まれる低沸点重金属類やア
ルカリ金属やアルカリ土類金属の塩化物などをガス化さ
せて、吸引管よりるつぼ外部に排出させて冷却すること
によりこれを回収する一方、るつぼ内にはこれらが除去
された灰のみが残る、というものである。

【０００９】しかしながら、この飛灰等の処理方法で
は、ルツボ内を極めて低い圧力にまで減圧するものであ
るので、装置が複雑であり気密性などにおいて厳密なも
のでなければならい。さらに、この従来技術において
は、飛灰の加熱ムラを解消するために炉本体を回転しな
がら加熱しているため、装置を大型化するのが困難であ
る。これらにより、廃棄物の飛灰などを大量に処理する
には適しないという問題点があった。

【００１０】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、従来より低い温度で飛灰から重金属類などを除去
して無害化することが可能な飛灰等の無害化処理方法を
提供することを目的とする。また、本発明は飛灰等を均
一にかつ効率良く加熱することが可能な飛灰等の無害化
処理方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の飛灰
等の無害化処理方法は、飛灰等を減圧加熱炉に供給し、
該減圧加熱炉内に加熱空気を導入するとともに減圧しな
がら前記飛灰を加熱し、飛灰中に含有されている重金属
類等を揮発させて回収するものである。

【００１２】このため、加熱空気を導入することで加熱
することにより、該加熱空気が飛灰粒子間を流通するた
め、飛灰を効率よくかつ均一に加熱することができる。
また、加熱空気を導入しながら吸引するなどして減圧す
ることより、飛灰中に含まれている重金属類の化合物、
アルカリ金属やアルカリ土類金属の塩などの揮発温度を
低下させることができるので、これらの除去を従来より
も低温で容易に行うことができるため、除去の困難なケ
イ酸化合物などを生成することがない。

【００１３】また、請求項２の飛灰等の無害化処理方法
は、前記飛灰を加熱する前に該飛灰中に含有されている
重金属類を塩素化するものである。このため、塩化物と
なった重金属類は、その揮発温度が低いので、その除去
温度をさらに低くすることができる。また、その除去効
率の向上を図ることができる。

【００１４】請求項３の飛灰等の無害化処理方法は、前
記飛灰中に含有されている重金属類を塩素化する前に該
飛灰を水分とともに混練するものである。このため、水
分を介して飛灰中の水酸化カルシウムと重金属類とが反
応して、重金属類の水酸化物あるいは塩基性炭酸塩が形
成される。この重金属類の水酸化物あるいは塩基性炭酸
塩は、塩素化しやすいので重金属類を迅速に塩素化する
ことができる。

【００１５】請求項４の飛灰等の無害化処理方法は、前
記加熱空気を前記飛灰の容積の２〜８倍量毎分導入する
とともに、前記減圧加熱炉内が１００〜６００mmHgの減
圧下となるように吸引するものである。このため、前述
した加熱空気による飛灰の加熱効率が良好であり、ま
た、該減圧度であればポンプ、誘引ファンなどで容易に
減圧が可能である。

【００１６】さらに、請求項５の飛灰等の無害化処理方
法は、前記加熱空気を前記減圧加熱炉の底部から吐出さ
せるものである。このため、前述した加熱空気による飛
灰の加熱効率をさらに良好なものとすることができ、処
理時間の短縮を図ることができる。

【００１７】

【発明の実施形態】以下、本発明の飛灰等の無害化処理
方法について詳細に説明する。本発明において処理対象
となる飛灰とは、ごみは焼却されるとごみの各種成分中
の低沸点物質が揮発するが、これをバグフィルターなど
で捕集したものであり、前記焼却灰に比べてＰｂ、Ｃ
ｄ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｈｇなどの重金属類を酸化物や
硫酸化物などとして多量に含有するものである。これら
の重金属類の酸化物や硫酸化物は、蒸気圧が低く飛散し
にくいので飛灰中に高濃度で残存し、埋め立て処分後に
溶出する危険性があるため除去する必要がある。また、
ポリ塩化ビニルなどのプラスチックを燃焼すると塩素ガ
スが発生するが、この塩素ガスも外部環境に拡散させな
いためにバグフィルターなどにより捕集され、塩化カル
シウムとして飛灰中に固定化されている。なお、この飛
灰を捕集するバグフィルターとしては、消石灰（水酸化
カルシウム）を担持したものが一般に用いられるため、
飛灰中には消石灰も含まれている。上述したような飛灰
の平均粒径は、約０．１〜１０μｍ程度と微細であり、
１〜８μｍの粒子が全体の３０〜７０％を占めるもので
ある。本発明は基本的にはこのような飛灰を処理対象と
するものであるが、炉底灰を対象としてもよい。また、
都市ゴミ焼却場、地下水処理場あるいは産業廃棄物処理
場から発生する焼却灰、汚泥など他の成分を含有してい
てもよい。

【００１８】本発明においては、上述した飛灰をそのま
ま減圧加熱炉内で加熱してもよいが、必要に応じ前処理
として飛灰中に含まれている重金属類を塩素化するのが
好ましい。

【００１９】前記重金属類の塩素化とは、飛灰中に含有
されている重金属類の酸化物、硫酸化物などの種々の化
合を塩素もしくは塩素化合物と反応させて塩化物とする
処理のことであり、基本的には飛灰をそのまま、あるい
は飛灰中に水酸化カルシウム成分が多い場合には塩素ガ
ス源を適量添加して、好ましくは還元雰囲気下で加熱し
ながら撹拌すればよい。また、これとは別に、以下に説
明するように飛灰を塩素ガス、塩化水素ガスなどの塩素
系ガスの存在化にさらすことにより塩素化することもで
きる。

【００２０】まず、上述したような飛灰を６００℃未
満、好ましくは１００℃以上４００℃以下で塩素系ガス
にさらす。この工程において塩素系のガスと重金属類の
酸化物とは直接反応して重金属類の塩化物を生じる。例
えば塩化水素や塩素ガスと重金属類（Ｍ）の酸化物との
間では以下の反応が生じる。

【００２１】ＭＯ＋２ＨＣｌ→ＭＣｌ₂＋Ｈ₂Ｏ２ＭＯ＋２Ｃｌ₂→２ＭＣｌ₂＋Ｏ₂ また、重金属類（Ｍ）の硫酸化物は、塩化カルシウムと
の接触により以下の反応が生じる。

【００２２】ＭＳＯ₄＋ＣａＣｌ₂→ＭＣｌ₂＋ＣａＳＯ₄ この反応における塩化カルシウムは、飛灰中にもともと
含まれるもの、あるいは水酸化カルシウムが塩素系ガス
と反応して生じるものなどである。このように６００℃
未満で塩素系ガスにさらすことにより重金属類の化合物
は、ケイ素酸化物などと反応することなく塩素化される
ことになる。

【００２３】上述したような工程における塩素系ガスの
ガス源としては、焼却炉の排ガスを利用することができ
る。これは、廃棄物は燃焼すると多量の塩素系ガスが発
生することから、通常はこれを外部環境に拡散させない
ために消石灰（水酸化カルシウム）を担持したバグフィ
ルターにより塩化カルシウムとして捕集していることか
ら、この塩素系ガスを豊富に含む焼却炉の排ガスを利用
するものである。この排ガスは、約３００〜６００℃の
温度を有することから、焼却炉の排ガス流路に分岐路
（バイパス）を設け、必要に応じて温度調整や流量調整
を行った後、飛灰の減圧加熱炉に導入することにより、
６００℃未満で塩素系ガスを導入することができる。な
お、前記排ガス中には、ＳＯ₂などの酸化イオウ系のガ
スやＮＯなどの酸化窒素系のガスも含まれ、これらも重
金属類と反応して重金属類の硝酸化合物や硫酸化合物を
形成するが、これら重金属類の硝酸化合物や硫酸化合物
は、前述したように塩素系ガスや塩化カルシウムと反応
して重金属類の塩化物になる。上述したような排ガスの
流量は、処理対象となる飛灰等の総量に応じて適宜設定
することができる。

【００２４】また、前記塩素系ガス源として、６００℃
未満、好ましくは４００℃以下の温度で分解して塩素系
のガスを発生する化合物を用いることができる。この６
００℃未満の温度で分解する塩化物としては、例えば、
塩化アンモニウム、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩素化
パラフィン、塩素化ポリエチレン、塩化ビニル、塩化ビ
ニリデンなどを用いることができる。なお、塩素化ポリ
エチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの高分子系
の塩化物の場合には、未使用のものを用いる必要はな
く、廃棄処理物でよい。上述したような塩化物の配合割
合は、飛灰１００重量部に対して、塩素換算で１〜５重
量部程度であるのが好ましい。塩化物が塩素換算で１重
量部未満では前述したように重金属類を余す事なく塩素
化するのが困難である一方、５重量部を超えてもそれ以
上の効果が得られないばかりか、未反応の塩素系ガスの
量が増加するため好ましくない。

【００２５】なお、本発明においては上述したような塩
素化処理の前に該飛灰を水分とともに混練しておくこと
ができる。この水分としては純水に限らず、飛灰に水分
を供給できれば汚水であってもよいし、あるいは水蒸気
であってもよい。このように飛灰を水分とともに混練す
ると、飛灰中には水酸化カルシウムが多量に含まれてい
るので該飛灰中の重金属類、その酸化物、硫酸化物及び
ケイ酸化合物などの化合物は、水酸化カルシウムと迅速
に反応して、重金属類の水酸化物や塩基性炭酸塩を形成
する。例えば、硫化鉛と水酸化カルシウムとの間では下
記の反応が生じる。

【００２６】ＰｂＳＯ₄＋Ｃａ（ＯＨ）₂→ＣａＳＯ₄
＋Ｐｂ（ＯＨ）₂ 他の重金属類もこれと同じような反応により水酸化カル
シウムと反応して水酸化物などとなる。重金属類の化合
物は、十分な時間があれば塩素系ガスや塩化カルシウム
と十分に反応するものであるが、このように一旦水酸化
する前処理を施した後、塩素系ガスや塩化カルシウムと
反応させることにより酸化物や硫酸化物など異なる重金
属の化合物間での反応性の相違を排除して塩素系ガスや
塩化カルシウムと迅速に反応させることができる。この
際の飛灰と水分との配合割合は、混練可能であれば特に
制限はないが、飛灰１００重量部に対して水分３〜１０
０重量部とすればよい。水分が３重量部未満では十分な
混練性及び重金属類の水酸化の効果が得られない一方、
１００重量部を超えると水分が多くなり過ぎて後述する
加熱工程の効率が低下する。なお、湿灰（湿り気をおび
た灰）のときには、飛灰に対する水分の割合が上記範囲
内であればそのまま用いることができる。

【００２７】上述したようにして必要に応じて塩素化し
た飛灰を減圧加熱炉内に供給し、該減圧加熱炉内に加熱
空気を導入するとともに減圧しながら加熱する。この際
の加熱温度は、減圧加熱炉内の減圧状況にもよるが６０
０〜１２００℃とすればよい。したがって、加熱空気だ
けで加熱する場合には、減圧加熱炉内が前述した温度範
囲となるように７００〜１３００℃と高めの加熱空気を
流通すればよい。また、加熱空気だけでなくヒータを併
用することもできる。前述した加熱温度が６００℃未満
では、重金属類の化合物や、アルカリ金属及びアルカリ
土類金属の塩化物を十分に揮発除去するのが困難である
一方、１２００℃を超えてもそれ以上の除去効率の向上
が得られないばかりか重金属類の化合物が二酸化ケイ素
などのケイ素酸化物などと反応しやすくなり、この結果
生じる重金属類のケイ酸化合物は沸点が高く揮発による
除去が困難となるため好ましくない。

【００２８】上述したような加熱工程における加熱空気
の導入量は、飛灰の総量に応じて適宜設定すればよい
が、毎分減圧加熱炉内の飛灰の容積の２倍未満では、加
熱空気が十分に飛灰粒子内を流通してこれを加熱するの
が困難となり、飛灰に局部的に加熱ムラが生じやすい一
方、８倍を超えると減圧加熱炉内を後述するように減圧
するのが困難となるため、飛灰の容積の２〜８倍／分と
するのが好ましい。さらに、この加熱空気を減圧加熱炉
の底部から吐出させるようにすることにより、下層の飛
灰から上層の飛灰へと加熱空気が流通するため飛灰を良
好に加熱することができる。特に、加熱空気の流速を飛
灰の下部から加熱空気を吐出すると、飛灰粒子が浮遊懸
濁して流動層化する速度とすることにより、飛灰粒子を
均一に加熱することができて好ましい。

【００２９】また、この加熱工程においては、上述した
ような加熱空気の導入とともに減圧加熱炉内の空気を吸
引して減圧加熱炉内を減圧下に置く。このように飛灰を
減圧下で加熱することにより該飛灰中に含有されている
重金属類の化合物やアルカリ金属及びアルカリ土類金属
の塩化物などの沸点が低下し、前述した温度範囲内で排
出ガスとともに揮発除去することが可能となる。特に減
圧加熱炉内を１００〜６００mmHgの減圧下とするのが好
ましい。このような減圧条件であれば減圧加熱炉に対し
て厳密な気密性は要求されず、しかも、アルカリ金属及
びアルカリ土類金属の塩化物の沸点低下の効果は、比較
的低い減圧度でも十分に得られるので、従来よりも低い
温度で重金属類の化合物やアルカリ金属及びアルカリ土
類金属の塩化物を揮発除去することができる。上述した
ような減圧加熱炉内への加熱空気の導入及び減圧は、例
えばコンプレッサやブローワ等により加熱空気を供給し
ながら、この供給量以上の空気を真空ポンプや誘引ファ
ン等により吸引するか、これとは逆に真空ポンプ等によ
り吸引し、加熱炉内が所定の減圧度となるように圧調整
弁などを用いて加熱空気の導入量を調整してもよい。な
お、減圧度により重金属類の化合物等の揮発温度は相違
してくるので、前述した加熱温度と減圧度とは互いに関
連するものであり、加熱温度に応じて減圧度を適宜設定
するか、あるいは減圧度に応じて加熱温度を適宜設定す
る。

【００３０】この際、減圧度に応じて重金属類の化合物
が揮発しやすい第１の温度領域と、アルカリ金属及びア
ルカリ土類金属の塩化物が揮発しやすい第２の温度領域
とを予め測定しておき、まず第１の温度領域で加熱して
所定時間置くことにより、重金属の化合物を揮発させて
これを回収する。この結果、飛灰中に残存する重金属類
は大幅に減少し、飛灰を無害化することができる。続い
て、第２の温度領域で加熱して所定時間置くことによ
り、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどのアルカリ金属
塩化物や塩化カルシウムなどのアルカリ土類金属塩化物
を揮発させてこれを回収する。このようにして重金属類
と、アルカリ金属塩化物及びアルカリ土類金属塩化物と
を分別して回収することができる。なお、この工程で揮
発させた重金属類の化合物やアルカリ金属塩化物及びア
ルカリ土類金属塩化物は、例えば、この揮発成分を冷却
することにより捕集して回収することができる。また、
該排出ガスをスクラバーなどの気液接触装置により、水
あるいは水性溶液等よりなる被回収液と接触させ、被回
収液に重金属類の塩化物を溶解させた後、硫酸などを添
加して重金属類を硫酸化物として沈殿させて回収するこ
ともできる。

【００３１】このようにして重金属類とアルカリ金属塩
化物及びアルカリ土類金属塩化物とを分別除去した後
は、必要に応じ残った飛灰を常圧でさらに高温、具体的
には１２００〜１６００℃程度に加熱することにより重
金属、アルカリ金属塩化物及びアルカリ土類金属塩化物
をほとんど含有しないスラグとすることができる。

【００３２】上述したようにして重金属類、アルカリ金
属塩化物及びアルカリ土類金属塩化物を除去した飛灰、
あるいはそのスラグは、ポルトランドセメント、砂、砂
利などに配合してコンクリート成形体とするのに好適で
ある。特に本発明においては塩化ナトリウムや塩化カリ
ウムの含有量が低下するため、セメント原料の一部とし
て使用するのに好適なものとなっている。このようにし
て得られるコンクリート成形体においては、飛灰中の重
金属類が除去されているので、これら重金属類の溶出の
おそれがない。しかもアルカリ金属塩化物やアルカリ土
類金属塩化物も除去されているので、塩害によりコンク
リート成形体の強度が低下したり脆化したりすることが
ないので、土木工事あるいは建築工事の基礎道路の基
礎、具体的には道路、建築物、グランド、競技場などの
基礎として有効利用を図ることができる。また、コンク
リートブロックに油性ペイントにより適当な色彩や模様
などを描写したり、ポルトランドセメントとの混練時に
色剤を添加したりして、このコンクリートを配列するこ
とにより所望の色彩や模様とすることにより、景観材と
しても再利用も可能である。

【００３３】上述したような本発明の飛灰等の無害化処
理方法は、例えば、図１に示すような装置により行うこ
とができる。図１において１は円筒状で密閉型の減圧装
置を備えた減圧加熱炉であり、この減圧加熱炉１には上
側の開口部１Ａより細径な耐熱セラミックなどの耐熱性
材料からなる複数のパイプ２が底部にまで延設されてお
り、該パイプ２内には発熱手段たるヒータ（図示せず）
と温度計測手段と（図示せず）とが設けられている。こ
のパイプ２の基端側はエア吐出装置たるコンプレッサ３
に連通している。また、減圧加熱炉１の開口部１Ａに
は、前記パイプ２が挿通可能な開閉蓋４が着脱可能に設
けられている。この開閉蓋４の中心部には吸引管５が連
結されていて、この吸引管５の基端は吸引手段たる真空
ポンプ６に接続されている。この吸引管５の途中には、
冷却装置７とフィルター８とが付設されており、また、
真空ポンプ６の排出側にはバグフィルター９が設けられ
ている。そして、減圧加熱炉１内には圧力測定手段（図
示せず）が設置されており、これら温度計測手段と圧力
測定手段などの情報に基づき図示しない制御機構により
ヒータ、コンプレッサ３及び真空ポンプ６が制御される
ように構成されている。

【００３４】このような機構において、減圧加熱炉１内
に塩素化処理を施した飛灰を投入したら開閉蓋４を閉鎖
し、ヒータを作動させるとともにコンプレッサ３を起動
して、図中に白抜きの矢印で示すように減圧加熱炉１の
底部から飛灰Ａの容積の２〜８倍／分の量の加熱空気Ｈ
を６００℃〜１２００℃の温度で吐出させ飛灰を流動化
する。これと同時に、真空ポンプ６を起動してコンプレ
ッサ３からの空気の吐出量よりも多い量の空気を吸引管
５から吸引し、減圧加熱炉１内が１００〜６００mmHgの
減圧下となるようにする。

【００３５】減圧加熱炉１内をこのような状態にする
と、図２に示すように飛灰Ａは浮遊懸濁して流動層化
し、加熱空気Ｈ及びヒータにより飛灰Ａが均一に加熱さ
れ、重金属類の化合物やアルカリ金属やアルカリ土類金
属の塩化物が揮発して、その排出ガスＧとともに吸引管
５から排出され、この中に含まれている重金属類の化合
物やアルカリ金属やアルカリ土類金属の塩化物が冷却装
置７及びバグフィルター９により捕集され、クリーンな
排出ガスのみが排気される。

【００３６】なお、この際の減圧度及び加熱空気Ｈの温
度は、重金属類の化合物やアルカリ金属やアルカリ土類
金属の塩化物が除去できるように適宜設定する。例え
ば、温度計測手段により減圧加熱炉１内の温度がほぼ一
定となるようにヒータを制御しておき、該温度で重金属
類の化合物やアルカリ金属やアルカリ土類金属の塩化物
が揮発する減圧度となるように圧力測定手段からの情報
に基づいて、コンプレッサ３及び真空ポンプ６を制御す
ればよい。また、減圧度を予め設定してその減圧度にお
ける重金属類の化合物の揮発温度領域（第１の温度領
域）とアルカリ金属やアルカリ土類金属の塩化物の揮発
温度領域（第２の温度領域）とを予め算出しておき、減
圧度がこの設定値でほぼ一定となるようにコンプレッサ
３及び真空ポンプ６を制御しておき、まず、該減圧度で
重金属類の化合物の揮発する温度で所定時間保持して重
金属類の化合物を揮発させた後、次にアルカリ金属やア
ルカリ土類金属の塩化物が揮発する温度に昇温してこれ
らを揮発除去する。このようにして重金属類とアルカリ
金属塩化物及びアルカリ土類金属塩化物とを分別して捕
集することができる。一方、減圧加熱炉１に残った固形
残存物は、重金属類、アルカリ金属塩化物及びアルカリ
土類金属塩化物が除去されて無害化されている。しかも
実施例上の効果としてパイプ２内にヒータを設け、該ヒ
ータにより空気を加熱して吐出させているので、ヒータ
は飛灰の加熱により発生するガスにさらされることがな
いためヒータが腐食しにくくなっている。

【００３７】以上、本発明の飛灰等の無害化処理方法に
ついて説明してきたが、本発明はこれに限定されず、本
発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であ
る。

【００３８】

【実施例】以下の具体的実施例により本発明をさらに詳
細に説明する。実施例１及び比較例１重金属類、アルカリ金属及びアルカリ土類金属を表１に
示す割合で含有する試験用飛灰を減圧加熱炉に供給し、
真空ポンプにより約３５０〜４００mmHgに減圧し、前記
減圧加熱炉の底部から１０００℃の加熱空気を飛灰の容
積に対して約５倍／分の流量で飛灰を流動させながら供
給して１時間加熱した後の各種成分の含有量を測定し
た。また、比較のために真空ポンプを用いずに常圧で同
じ温度の加熱空気により加熱したもの（比較例１）につ
いて、同様に各種成分の含有量の測定を行った。結果を
表１にあわせて示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１から明らかなように、実施例１におい
ては１０００℃の温度でも塩化物、重金属類、アルカリ
金属及びアルカリ土類金属の含有量が大幅に減少してい
るにに対し、常圧では塩化物、重金属類、アルカリ金属
及びアルカリ土類金属の除去率が低く、特にナトリウム
及びカリウムがほとんど除去されていないのがわかる。

【００４１】

【発明の効果】本発明の請求項１の飛灰等の無害化処理
方法は、飛灰等を減圧加熱炉に供給し、該減圧加熱炉内
に加熱空気を導入するとともに減圧しながら前記飛灰を
加熱し、飛灰中に含有されている重金属類等を揮発させ
て回収するものであるので、加熱空気を導入しながら加
熱することにより、該加熱空気が飛灰粒子間を流通する
ため、飛灰を効率よくかつ均一に加熱することができ
る。また、加熱空気を導入しながら吸引するなどして減
圧することより、飛灰中に含まれている重金属類の化合
物、アルカリ金属やアルカリ土類金属の塩などの揮発温
度を低下させることができるので、これらの除去を従来
よりも低温で容易に行うことができるため、除去の困難
なケイ酸化合物などを生成することがない。

【００４２】また、請求項２の飛灰等の無害化処理方法
は、前記飛灰を加熱する前に該飛灰中に含有されている
重金属類を塩素化するものであるので、塩化物となった
重金属類は、その揮発温度が低いため、その除去温度を
さらに低くすることができる。また、その除去効率の向
上を図ることができる。

【００４３】請求項３の飛灰等の無害化処理方法は、前
記飛灰中に含有されている重金属類を塩素化する前に該
飛灰を水分とともに混練するものであるので、水分を介
して飛灰中の水酸化カルシウムと重金属類とが反応し
て、重金属類の水酸化物あるいは塩基性炭酸塩が形成さ
れる。この重金属類の水酸化物あるいは塩基性炭酸塩
は、塩素化しやすいので重金属類を迅速に塩素化するこ
とができる。

【００４４】請求項４の飛灰等の無害化処理方法は、前
記加熱空気を前記飛灰の容積の２〜８倍量毎分導入する
とともに、前記減圧加熱炉内が１００〜６００mmHgの減
圧下となるように吸引するものであるので、前述した加
熱空気による飛灰の加熱効率が良好である。また該減圧
度であればポンプなどで容易に減圧が可能である。

【００４５】さらに請求項５の飛灰等の無害化処理方法
は、前記加熱空気を前記減圧加熱炉の底部から吐出させ
るものであるので、前述した加熱空気による飛灰の加熱
効率をさらに良好なものとすることができ、処理時間の
短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の飛灰等の無害化処理方法を適用可能な
装置を示す概略図である。

【図２】前記装置の作動時の状態を示す概略図である。

【符号の説明】

１減圧加熱炉Ｈ加熱空気Ａ飛灰

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】飛灰等を減圧加熱炉に供給し、該減圧加
熱炉内に加熱空気を導入するとともに減圧しながら前記
飛灰を加熱し、飛灰中に含有されている重金属類等を揮
発させて回収することを特徴とする飛灰等の無害化処理
方法。
【請求項２】前記飛灰を加熱する前に該飛灰中に含有
されている重金属類を塩素化することを特徴とする請求
項１記載の飛灰等の無害化処理方法。
【請求項３】前記飛灰中に含有されている重金属類を
塩素化する前に該飛灰を水分とともに混練することを特
徴とする請求項２記載の飛灰等の無害化処理方法。
【請求項４】前記加熱空気を前記飛灰の容積の２〜８
倍量毎分導入するとともに、前記減圧加熱炉内が１００
〜６００mmHgの減圧下となるように吸引することを特徴
とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の飛灰等の無
害化処理方法。
【請求項５】前記加熱空気を前記減圧加熱炉の底部か
ら吐出させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
か１項記載の飛灰等の無害化処理方法。