JPH1054524A - 水産廃棄物の焼却方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流動床式の焼却炉で流動床を流動化させてＮ
ａ，Ｋ等を含む水産廃棄物を焼却させる。 【解決手段】 流動炉１の下部に散気管３を配してその
上方に流動床２を設ける。散気管３に熱風発生装置６を
接続する。送風機７により送られる流動空気を熱風発生
装置６で加熱する。流動床２の温度を、熱風発生装置６
で加熱された流動空気の熱量のみで焼却に適した６５０
℃付近の温度にする。供給装置５から被焼却物４として
の水産廃棄物を流動床２へ供給して、上記６５０℃の温
度で焼却させる。水産廃棄物に含まれているＮａ，Ｋ等
が流動床に残っても流動床は焼結することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は養殖ホタテの貝が
ら、ヒトデ等の水産廃棄物を焼却するための方法と装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】養殖ホタテの貝がらとか、ヒトデ等の如
きナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）等のアルカリ金
属を含む水産廃棄物は、そのまま海洋に投棄することが
禁止されており、処分方法について検討が進められてい
る。

【０００３】従来のこの種水産廃棄物の処理方法の一つ
として、ロータリーキルン式焼却炉で焼却処理する方法
が提案されている。

【０００４】このロータリーキルン式焼却炉で焼却処理
する方法は、図４に概略を示す如く、一端から供給され
た原料としての被焼却物ｂを他端から排出するようにし
た円筒状のロータリーキルン本体ａを横方向に置いて、
ローラｃ上を図示しない駆動装置で回転させるように
し、ロータリーキルン本体ａ内へ供給側の下部よりバー
ナの火炎を吹き込んで被焼却物ｂを下部における高温壁
面伝熱加熱ｄと上方からの輻射加熱ｅとによって焼却さ
せるようにするものである。

【０００５】又、耐塩性の流動炉として、中空状に形成
されて体積が大きくされているセラミック球を流動媒体
とし、該セラミック球を塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）の
沸点１５００℃以上に加熱して、被焼却物中に含まれて
いる塩類を除去させるようにしたものがある（特開平５
−３２２１４５号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ロータリーキルン式焼却炉でアルカリ金属を含む水産廃
棄物を焼却処理する方法の場合は、被焼却物ｂとしての
水産廃棄物がロータリーキルン本体ａの下部に溜って完
全に燃焼されないまま排出される場合がある、という問
題があった。

【０００７】又、特開平５−３２２１４５号公報に記載
されている焼却炉による場合は、１５００℃まで炉内温
度を上昇させる方式であるため、上述の如きアルカリ金
属を含む水産廃棄物の焼却炉として用いても、炉の耐火
材の寿命を縮め、燃費が増大する問題がある。

【０００８】そこで、本発明は、Ｎａ，Ｋ等のアルカリ
金属を含む水産廃棄物を、炉の耐火材の寿命を縮めるこ
とのない温度で焼却させるようにしようとするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、流動床へ散気する散気管より加熱された
流動空気を送り込んで、該流動床の温度を流動空気の熱
量のみで焼却に適する温度である６５０℃付近に加熱し
て保持させ、この流動床へ水産廃棄物を供給して焼却す
るようにする。

【００１０】流動床は、加熱された流動空気の熱量のみ
で６５０℃に維持されているので、水産廃棄物中にＮ
ａ，Ｋ等のアルカリ金属が含まれていても、これらが流
動床の砂に付着して砂同士がくっついて小塊に成長する
ことがなく、流動床の流動は良好で、水産廃棄物を焼却
できる。

【００１１】サンドバーナを設置して燃料を流動床中に
注入できるようにしておくと、流動床温度が焼却に適す
る６５０℃を維持するのに不足する事態が生じたとき
に、サンドバーナの燃焼による熱を用いるようにする。

【００１２】流動空気の加熱は、熱風発生装置又は熱交
換器で行うようにするので、流動空気が均一に加熱され
ており、流動床を設定された温度以上とすることがな
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１４】図１は本発明の焼却炉の実施の一形態を示
すもので、竪型に設置して、その下部位置に、多数の孔
３ａが形成されている散気管３を配設してその上方に流
動床２を形成した流動炉１の側部に、流動床２へ向けて
被焼却物４としてのＮａ，Ｋ等のアルカリ金属を含む水
産廃棄物を供給するようにした供給装置５を設け、且つ
上記散気管３に、熱風発生装置６を接続し、該熱風発生
装置６に流動空気の送風機７を接続し、該送風機７によ
り熱風発生装置６に送り込まれた空気をバーナ８により
加熱して熱風とし、該熱風を散気管３より噴出させて流
動床２の温度を６５０℃程度に維持させるようにする。

【００１５】又、上記流動炉１の流動床２位置における
側壁には、燃料（たとえば、重油、灯油等）１０を押込
み空気１１により流動床２へ直接注入して流動床２中で
焼却させるようにするサンドバーナ９を設置し、流動床
２の温度が温度計１２により検知されて、焼却に適する
流動床温度（６５０℃程度）より低くなったとき燃料１
０を供給して流動床２で着火させ燃焼させるようにす
る。

【００１６】なお、１３は流動炉１の頂部に設けた燃焼
ガス１４の出口、１５は砂排出機、１６は分級器、１７
は砂循環エレベータ、１８はシール装置である。

【００１７】本発明の焼却炉で水産廃棄物を焼却処分す
る場合は、流動炉１内の流動床２の温度を熱風発生装置
６からの熱風で６５０℃位に維持させた状態にする。そ
のために、熱風発生装置６では送風機７からの流動空気
を流動床温度（６５０℃）よりも高目に加熱して散気管
３より送り込むようにし、水分を含む水産廃棄物が流動
床２に供給されて冷やされても６５０℃に維持されるよ
うにする。

【００１８】かかる状態において、被焼却物４としての
水産廃棄物を供給装置５より流動床２へ供給する。

【００１９】流動床２へ供給された水産廃棄物は、一定
の温度（６５０℃）に維持されている流動床２にて焼却
される。この際、流動床２は直接バーナで加熱されるの
ではなく、熱風発生装置６で加熱された流動空気の熱量
のみで６５０℃に維持されているので、水産廃棄物中に
含まれているＮａ，Ｋ等のアルカリ金属が流動床２中に
多く残留しても、流動床が焼結することがなく、したが
って、砂同士がくっつき合って小塊に成長して流動しな
くなるということはない。この場合のＮａ，Ｋ等のアル
カリ金属の濃度は１０〜２０％程度であれば、流動床温
度一定（６５０℃）で砂の流動性が損われるようなこと
はない。

【００２０】因に、流動床２をバーナで直接加熱するよ
うにしたものでは、流動床２の温度は６５０℃で運転さ
れていても、飛び跳ねる砂は、バーナの火焔温度である
１４００℃以上の熱で７００℃位になるので、この飛び
跳ねる砂に水産廃棄物中のＮａ，Ｋ等は付着し、砂はく
っつき合って小塊に成長して行くことが確認されてい
る。

【００２１】流動床２で被焼却物４としての水産廃棄物
が焼却されると、燃焼ガス１４は頂部の燃焼ガス出口１
３より排出される。

【００２２】上記の流動床２での焼却において、供給さ
れる水産廃棄物が多くの水分を含んでいる等により流動
床２の温度が下がって６５０℃を維持するのに不足する
状況になったときは、温度計１２からの指令によりサン
ドバーナ９を自動的に作動させて、燃料（重油、灯油
等）を流動床２へ直接注入し、流動床２中で燃焼させて
流動床温度を６５０℃に上げるようにする。このサンド
バーナ９による燃焼は、噴射式バーナに比べて緩慢に燃
焼するので、流動床内に７００℃以上の過熱部分を作る
ことがない。

【００２３】次に、図２は本発明の他の実施の形態を示
すもので、熱風発生装置６に代え、燃焼ガス１４で流動
空気を加熱する熱交換器１９を使用して、出口１３に接
続した燃焼ガスダクト２１に接続し、送風機７からの流
動空気を熱交換器１９にて流動炉１から排出される高温
の燃焼ガス１４の保有する熱で加熱し、熱風ダクト２０
より散気管３に導き、該散気管３より流動床２へ熱風を
吹き込むようにしたものである。図中、図１と同一のも
のには同一符号が付してある。

【００２４】この実施の形態においても、流動床２の温
度を一定に維持することができる。

【００２５】なお、被焼却物４として、Ｎａ，Ｋ等のア
ルカリ金属を含む水産廃棄物を焼却処分する場合につい
て示したが、アルカリ金属を含む農産物、たとえば、ト
マト等の焼却も同様に行うことができる。又、流動床の
温度を温度計で検出して熱風発生装置６の熱風温度を調
整するようにしてもよい。

【００２６】

【実施例】次に、本発明者等が行った実験結果を説明す
る。 (I) 先ず、被焼却物が塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を含
む物質である場合に、流動床の砂中へのＮａＣｌの蓄積
量と流動床の非流動化の関係について行った実験につい
て説明する。

【００２７】(1) 実験方法 (a) 流動床実験炉（流動床部φ３５０、フリーボード部
φ８００）を使用した。

【００２８】(b) 燃焼中の炉内に食塩水を注入し、流動
状況を確認した。

【００２９】(c) 停止後、炉内の砂を分析し、ＮａＣｌ
量を調べた。

【００３０】上記実験を、図３（イ）に示す如く、流動
炉１の下部位置の散気管３より冷風を送り込んで、助燃
バーナ２２で流動床２を高温度で加熱する方式と、図３
（ロ）に示す如く、本発明と同様に流動炉１の下部位置
の散気管３より熱風発生装置からの熱風を送り込むよう
にすると共に、サンドバーナ９により流動床２を加熱す
る方式で実施した。

【００３１】(2) 実験結果 図３（イ）による方式では、流動床２の温度を６００℃
以下に設定して実施した結果、食塩水注入開始後、約３
０分で流動床温度が低下し始めた。

【００３２】その原因は、バーナ２２の火焔（１３００
〜１４００℃）に食塩水が触れて塩類が溶融して流動床
２内の砂に付着し、砂の粒径が大きくなって流動不良状
態になったためである。炉の運転操作因子を変化させて
みたが、回復しなかったので、運転を停止した。

【００３３】停止後の砂の分析結果は、 流動床の砂中のＮａＣｌ蓄積量 ２％ 砂の小塊中のＮａＣｌ蓄積量 ９．４％ であった。

【００３４】一方、図３（ロ）の本発明と同様な方式で
は、流動床２の温度を６５０℃以下に設定して実施した
結果、食塩水を注入しても温度変化は見られず、流動状
態にも変化は見られなかった。

【００３５】停止後の砂の分析結果は、 流動床の砂中のＮａＣｌ蓄積量 １９．３％ 砂の小塊中のＮａＣｌ蓄積量 １５．２％ であった。

【００３６】これらの結果から、図３（ロ）の方式で
は、砂中の塩分蓄積量が高いにもかかわらず、安定した
流動状態を維持できることがわかった。 (II)次に、供試材に塩化ナトリウムを用い、異なるベッ
ド材を用いたときの流動床の流動状態を試験し、非流動
化するときのベッド材中の塩化ナトリウム濃度を調べた
結果について説明する。

【００３７】ベッド材として、オーストラリア珪砂、透
明石英、不透明石英、炭化珪素、再結晶炭化珪素、アル
ミナを用いたが、いずれの場合も、塩化ナトリウムを添
加すると、流動床温度が６７０℃以上で非流動化現象が
認められた。非流動化が起るベッド中のＮａＣｌ濃度
は、ベッド材の材質により差が認められ、次のようであ
った。

【００３８】 オーストラリア珪砂： １０．９ωｔ％ 透明石英 ： １７．６ωｔ％ 不透明石英 ： １８．７ωｔ％ 炭化珪素 ： １６．７ωｔ％ 再結晶炭化珪素 ： １５．４ωｔ％ アルミナ ： １９．２ωｔ％ ベッド内にＮａＣｌを添加すると、流動床温度が６７０
℃以上の場合、ＮａＣｌが一旦溶解するような現象が認
められ、溶解した部分の流動床の動きが鈍くなった。し
かし、すぐに流動床の動きは回復した。更に、ＮａＣｌ
を添加し続けると、流動床上部にＮａＣｌ濃度の濃い白
い層が生成された。この層部分のベッド粒子は他の部分
の粒子に比べて大きく造粒しているため、流動床上部の
ベッドの動きは他の部分に比べて鈍かった。更にＮａＣ
ｌを添加し続けると、流動床上部のベッド粒子同士が粘
結し始め、流動床上部に膜が形成され、流動床が非流動
化した。しかし、この膜は脆く、棒で突くと壊れ、再び
床は流動するが、数分後には再び非流動化した。

【００３９】非流動化したベッド材を高温のうちに取り
出し、冷却する過程でのベッド材の様子を観察した。そ
の結果、高温でベッド材同士は粘結し合っていたが、冷
却するに従い粘結力が弱くなり、粒子同士が離れだし
た。しかし、ベッド材の中には、５〜６個の粒子が溶融
し、一塊になったものがいくつか認められた。顕微鏡を
用いてこの塊を観察したところ、粒子の先端部が溶融し
て丸くなっており、粒子同士は溶けたベッド材がブリッ
ジとなって結びついていた。

【００４０】流動床の温度が６７０℃以下の条件でＮａ
Ｃｌを添加しても流動床の流動には何の影響も認められ
ず、よい流動状態を示していた。この流動床の温度を６
７０℃以上に昇温すると、非流動化したが、再び流動床
温度を下げると、流動床は流動した。

【００４１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の水産廃棄物の
焼却方法及び装置によれば、流動床式の焼却炉の流動床
温度を熱風により６５０℃付近に維持して、水産廃棄物
中に含まれているＮａ，Ｋ等のアルカリ金属が流動床に
残っても砂が焼結しない温度に保つようにしているの
で、流動床温度を６５０℃という一定の温度に設定でき
て、バーナの火焔で直接加熱する方式の如き過熱部分
（７００℃以上）がないため、水産廃棄物に含まれるＮ
ａ，Ｋ等のアルカリ金属が流動床中に残っても流動床の
焼結は起らず、非流動化することがないと共に、熱風を
送り込むものであり、熱風は流動空気が均一に加熱され
ているため、流動床温度を焼却に適する温度以上にする
ことがなく、又、流動床温度を６５０℃に維持するの
で、炉の耐火材の寿命を縮めるという問題をなくすこと
ができ、更に、サンドバーナを炉壁に取り付けて燃料を
直接流動床に注入して燃焼させるようにすると、流動床
の温度が６５０℃を維持するのに不足する場合に流動床
温度を焼却に適する６５０℃にすることができ、この
際、サンドバーナによる燃焼は噴射式バーナに比して緩
慢に燃焼するので、流動床内における燃焼温度を低くす
ることができて、Ｎａ，Ｋ等の砂粒子への付着が防止さ
れる、等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す概要図である。

【図２】本発明の他の実施の形態を示す概略図である。

【図３】本発明者等の実験に用いた焼却炉の例を示すも
ので、（イ）は助燃バーナで流動床を加熱する方式の概
略図、（ロ）は熱風により流動床を加熱する方式の概略
図である。

【図４】従来のロータリーキルン式焼却炉の作動状態を
示す図である。

【符号の説明】

２ 流動床 ３ 散気管 ４ 被焼却物（水産廃棄物） ５ 供給装置 ６ 熱風発生装置 ９ サンドバーナ １０ 燃料 １３ 燃焼ガスの出口 １９ 熱交換器 ２０ 熱風ダクト ２１ 燃焼ガスダクト

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動床へ散気する散気管より加熱された
   流動空気を送り込んで、該流動床の温度を流動空気の熱
   量のみで焼却に適する温度である６５０℃付近に加熱し
   て保持させ、この流動床へ水産廃棄物を供給して焼却す
   ることを特徴とする水産廃棄物の焼却方法。
2. 【請求項２】 流動床温度を焼却に適する温度を維持す
   るのに不足するときサンドバーナで流動床温度を調整す
   るようにする請求項１記載の水産廃棄物の焼却方法。
3. 【請求項３】 流動炉の下部位置に設けた散気管に、流
   動空気を加熱する熱風発生装置を接続し、且つ流動炉に
   水産廃棄物の供給装置を備えてなることを特徴とする水
   産廃棄物の焼却装置。
4. 【請求項４】 流動炉の流動床部分の側壁にサンドバー
   ナを設置した請求項３記載の水産廃棄物の焼却装置。
5. 【請求項５】 熱風発生装置に代えて、流動炉からの燃
   焼ガスで流動空気を加熱する熱交換器を用いる請求項３
   又は４記載の水産廃棄物の焼却装置。