JPH1028947A - 溶融炉飛灰の処理方法 - Google Patents

溶融炉飛灰の処理方法

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JPH1028947A
JPH1028947A JP8184654A JP18465496A JPH1028947A JP H1028947 A JPH1028947 A JP H1028947A JP 8184654 A JP8184654 A JP 8184654A JP 18465496 A JP18465496 A JP 18465496A JP H1028947 A JPH1028947 A JP H1028947A
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JP
Japan
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melting furnace
fly ash
flying
ash
melting
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JP8184654A
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Yuji Abe
雄二 阿部
Yoshimasa Kawami
佳正 川見
Kazuyoshi Ishii
員良 石井
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融炉飛灰中に含有されている塩類を除去す
ると共に、残った重金属類やスラッジを安定化させるこ
とができる溶融炉飛灰の効果的処理方法を提供する。 【解決手段】 都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉より
排出される焼却灰および排ガス中に含まれる飛灰を、溶
融炉で溶融・スラグ化して減容化及び無害化する場合の
溶融炉から排出される飛灰の処理方法であって、溶融炉
飛灰にアルカリ性の液を加えて飛灰溶解槽1で混合・攪
拌させて懸濁させ、その懸濁液をシックナー2で濃縮し
て液体と固体に固液分離する。飛灰中に含まれる塩類を
溶解した液体はpH調整槽9で中和して系外に排出し、
重金属類を含む前記固体は乾燥機4で乾燥して溶融炉6
に投入して処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融炉より発生す
る溶融炉飛灰の処理方法に係り、特に溶融炉飛灰中に含
有される塩類を除去処理すると共に有害重金属類を固形
物として回収し、再び溶融炉に投入して無害化する処理
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉等か
ら排出される焼却灰及び排ガス中に含まれる灰(飛灰)
には塩類や重金属類が含まれているため、それらの灰を
溶融炉(代表的なものとしてプラズマアーク炉がある)
で溶融・スラグ化して減容化、無害化処理する方法があ
る。このとき、溶融するために溶融炉に投入した灰の一
部が溶融炉の排ガス中に含まれて排出される。これを溶
融炉飛灰という。
【0003】このように溶融炉から排ガス中に含まれて
排出される溶融炉飛灰の処理方法としては、従来、重金
属塩類を不溶化処理した後埋立処分をしている。その具
体的なものとして次のような処理方法がある。
【0004】(炭酸ガス中和法)この処理方法では、溶
融炉飛灰を水に懸濁させ、炭酸ガスを吹き込んで重金属
塩類を炭酸塩化した後、ろ過し、得られた脱水ケーキを
埋め立てる方法である。この処理方法では、酸性雨など
により埋め立てた処理物から重金属類が溶出する恐れが
ある。
【0005】(セメント固化法)この処理方法は、溶融
炉飛灰とセメントと水を混練し、セメント固化物として
埋め立てる方法である。この処理方法によると、処理す
る灰にセメントが加わり、埋立て物の重量が増える。ま
た、飛灰中に含まれる塩化物等によりセメントの強度が
低下、将来的に重金属が溶出する恐れがある。また、こ
の場合も塩類の溶出はさけられない。
【0006】(キレート処理法)この処理方法は、溶融
炉飛灰と重金属類処理用の液体キレートを混練した後、
埋め立てる方法である。このキレート処理法では処理工
程において硫化物が発生する事がある。また、キレート
は紫外線等により破壊されるので、将来的に重金属が溶
出の恐れがあると共に塩類の溶出はさけられない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】溶融炉飛灰は表1に示
したように塩化物等の含有量が多いという特徴をもつ灰
である。この灰に従来の処理方法を適用すると前記した
ような種々の問題点がある。
【0008】そのため、飛灰を溶融炉に再投入して処理
する方法が考えられるが、溶融炉への再投入は(現在行
われていないが、仮に行うとすれば)飛灰に塩類が多い
ので重金属塩類が揮散し易く、スラグ中に重金属を取込
む効果が悪化すると共に、再度飛灰が発生してしまう。
また、飛灰中の塩化物等による炉内耐火物の侵食の発生
により焼却炉の寿命が低下する。
【0009】
【表1】
【0010】以上に示したように溶融炉飛灰を直接溶融
炉に戻し、その系内で処理する事が困難であると共に、
他の処理方法においても多くの問題点をかかえている。
そのため、溶融炉飛灰の処理には非常に多くの手間と費
用がかかる事となる。
【0011】本発明は、溶融炉飛灰中に含有されている
塩類を除去すると共に、残った重金属類やスラッジを安
定化させることができる溶融炉飛灰の効果的処理方法を
提供することを課題としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では溶融炉飛灰を水溶液中に懸濁させること
により、含有される塩類を水相側に溶解除去し、その際
水相をアルカリ性(好ましくはpH9〜10)の溶液に
することにより、溶融炉飛灰中の溶解性重金属類を不溶
化させ、水相への溶出を防ぎ、まず塩類だけを効率よく
分離除去する。
【0013】次に、固相側の溶融炉飛灰を脱水・乾燥
し、それを再び溶融炉(プラズマアーク炉等)に投入し
て溶融処理し、飛灰を系外へ排出することなく効率よく
スラグ化し、その後の飛灰処理を不要としたシステムで
ある。また、分離された塩類を含有した水相は簡易な中
和処理を行って系外に放流する。
【0014】本発明による溶融炉飛灰の処理方法におけ
る重金属類の流れについて説明する。この場合、重金属
類としては溶融炉飛灰中に多い両性元素(強酸性、強ア
ルカリ性側で溶解する性質を有する)の鉛(Pb)、亜
鉛(Zn)、銅(Cu)の処理が問題となる。溶融炉飛
灰中の鉛、亜鉛、銅は主に酸化物(PbO、ZnO、C
uO)と塩化物(PbCl2 、ZnCl2 、CuC
2 )の形で存在している。
【0015】溶融炉飛灰を水溶液中に懸濁させると、重
金属類の酸化物の一部と塩化物のほとんどが溶解し、重
金属イオンとなって水相中に分散する。このとき、水相
は飛灰中に含有される塩素イオンにより酸性(約pH6
前後から中性程度)になる(図3を参照)。
【0016】そこで適性なアルカリ性(pH9〜10)
になるようにアルカリ剤を添加して重金属イオンを水酸
イオンおよび硫化物イオンと反応させ、不溶性の水酸化
物、硫化物を生成する。その際、pH値を10以上にす
ると再溶解することがある。
【0017】その後、ろ過により不溶化した重金属の水
酸化物、硫化物、酸化物を水に溶解しなかった飛灰中の
その他の成分と共に回収するのである。この時、有害な
塩化物などの塩類は水相中に溶解したままなので、ろ液
として除去される。その後、回収物は乾燥機において溶
融炉に再投入するのに可能な水分量まで調整し、再度溶
融炉に投入される。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明による溶融灰の処理
方法を実施の一形態に基づいて具体的に説明する。ま
ず、実施の一形態による処理方法を図1のフローシート
によって説明する。図1において、1は飛灰溶解槽で、
その飛灰溶解槽1に飛灰とアルカリ性の水を入れ、攪拌
機により懸濁液とする(1〜3時間攪拌)。
【0019】その懸濁液をシックナー2に移送し、沈降
により濃縮したスラリーをろ過機3にてろ過し、ケーキ
を乾燥機4に送り乾燥後(水分1%以内、粒径0.5〜
5mm)、乾燥灰サービスホッパー5を介して、再度、溶
融炉6に投入される。
【0020】また乾燥灰を灰溶融炉6で溶融処理した場
合、溶融スラグは乾式スラグ出滓装置7で冷却され、徐
冷スラグとして排出される。乾燥機4の排ガス、溶融炉
6の排ガスは、集じん機8によって除じんされた後、排
ガスとして排出する。
【0021】集じん機8によって回収された溶融飛灰は
飛灰溶解槽1に送られ再度処理される。シックナー2よ
り排出された排水は排水用pH調整槽9でpH7付近に
なるようにpH調整された後、放流される。
【0022】本発明による溶融炉飛灰の処理方法を図2
に示した実験フローで実験した結果、以下に記すような
良好な結果が得られた。
【0023】(1) 溶融炉飛灰をアルカリ水相に懸濁
させると、表1に示すように飛灰の塩化物等が水相中に
著しく溶解分散する。すなわち、飛灰の成分含有量に対
し、約95%溶解する。一方、重金属類の溶解はほとん
どない。
【0024】(2) アルカリ水で洗浄した溶融炉飛灰
を脱水、乾燥後、500〜900℃で電気炉で加熱した
結果を表2、図4に示した。飛灰をアルカリ水などで洗
浄し、塩化物等を除去した試料(洗浄飛灰)と塩化物等
を除去しない試料(不洗浄飛灰)の重金属類(銅と鉛)
の揮散率を比較すると、洗浄飛灰の揮散率は不洗浄飛灰
の約1/3〜1/4であり、溶融炉飛灰中の重金属類の
揮散防止、スラグへの重金属類の取込みに、溶融炉飛灰
のアルカリ洗浄処理が効果的であることが確認された。
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による溶融
炉飛灰の処理方法は、飛灰にアルカリ性の液を加えて混
合・攪拌させて懸濁させ、その懸濁液を濃縮して液体と
固体に固液分離し、飛灰中に含まれる塩類を溶解した前
記液体は中和して系外に排出し、重金属類を含む前記固
体は乾燥して再度溶融炉に投入して処理するもので、こ
の本発明の方法により以下の効果が得られる。
【0027】(1) 溶融炉飛灰中の塩化物等は、含有
量の約95%がアルカリ水洗浄で除去されるので、洗浄
後、脱水、乾燥した飛灰を再度、溶融炉で溶融する場
合、溶融炉の炉壁の耐化物に対する塩化物の侵食が少な
くなり、耐化物寿命が向上する。
【0028】(2) アルカリ水洗浄で脱塩された溶融
炉飛灰を溶融炉で溶融した場合、重金属類は揮散し難
く、ほとんどがスラグ中に取込まれ、その後の飛灰処理
は不要になる。
【0029】(3) 溶融炉飛灰をアルカリ水洗浄した
後の排水は、重金属をほとんど含んでいないので、pH
調整程度で放流可能であり、二次公害の恐れがなくなっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による溶融炉飛灰の処理
方法に係る処理フローを示す説明図。
【図2】本発明による溶融炉飛灰の処理方法の実験(ラ
ボ実験)フローを示す説明図。
【図3】焼却灰と飛灰の混合灰を溶融したときに発生す
る溶融炉飛灰を水洗した後のpH値を示す線図。
【図4】焼却灰とEP灰を溶融したときに発生する溶融
炉飛灰中の重金属の揮散試験結果を示す線図。
【符号の説明】
1 飛灰溶解槽 2 シックナー 3 ろ過機 4 乾燥機 5 乾燥灰サービスホッパ 6 溶融炉 7 乾式スラグ出滓装置 8 集じん機 9 排水用pH調整槽

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉より
    排出される焼却灰および排ガス中に含まれる飛灰を、溶
    融炉で溶融・スラグ化して減容化及び無害化する場合の
    前記溶融炉から排出される飛灰の処理方法において、飛
    灰にアルカリ性の液を加えて混合・攪拌させて懸濁さ
    せ、その懸濁液を濃縮して液体と固体に固液分離し、飛
    灰中に含まれる塩類を溶解した前記液体は中和して系外
    に排出し、重金属類を含む前記固体は乾燥して再度溶融
    炉に投入して処理することを特徴とする溶融炉飛灰の処
    理方法。
JP8184654A 1996-07-15 1996-07-15 溶融炉飛灰の処理方法 Withdrawn JPH1028947A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100417789B1 (ko) * 2000-12-06 2004-02-11 코리아레미칼 주식회사 석탄회 세척장치
CN113477668A (zh) * 2021-07-05 2021-10-08 武汉武锅能源工程有限公司 一种集中式飞灰高温熔融玻璃化利用的系统及方法

Cited By (3)

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