JPH11114535A

JPH11114535A - 処理灰の溶融処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH11114535A
Application number: JP9286312A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yoshioka; 信行吉岡; Kengo Okumoto; 健吾奥本
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】従来は溶融炉が一段であることから、長時間
の溶融、温度を高くする等の手段を取らないと、処理灰
を確実に安定して溶融することは難しい。確実な溶融が
できないと、安定したガラス化が行えないことにつなが
り、しかも下部排出口からの取り出しが不安定となり、
有効利用が困難となる。また、ガラス化に適用する処理
灰は、脱塩素処理してないため、加熱溶融時に処理灰か
ら塩素系ガスが発生し、ダイオキシン発生の原因とな
る。【解決手段】ＳｉＯ₂，ＣａＯ，Ａｌ₂Ｏ₃の成分を含
有する処理灰を連続的に溶融し、排出した後、ガラス化
する溶融処理方法で、脱塩素処理した処理灰を第１溶融
炉１０にて溶解し、次いで第２溶融炉２０にて再加熱し
流動性を高めて冷却固化手段３０で冷却固化してガラス
化し、これを粉体化処理手段４０で粉体化して有効利用
を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理灰の溶融処理
方法及び装置に関し、特に、一般都市廃棄物、下水汚泥
等廃棄物を処理した際に発生する焼却灰、飛灰、処理灰
を脱塩素処理し、この処理灰を環境維持と最終廃棄量の
低減のために溶融してガラス固化することによって廃棄
物の体積を低減するとともに加熱溶融時に処理灰から塩
素系ガスを発生させないための方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来都市ゴミ等の廃棄物は埋立により処
分されているが、近年埋立地の確保の困難性が増大して
おり、一旦焼却して廃棄処分することが多くなってい
る。

【０００３】しかし、ゴミの焼却により減容化（初期の
１／１０）はできるものの焼却灰が発生し、灰の埋立地
処分用地の確保すら逼迫した状況となっている。しか
も、灰の埋立処分において灰の飛散、含有量金属類の溶
出による環境汚染、未燃焼物による悪臭等環境に及ぼす
悪影響が重要な課題となっている。

【０００４】そこで、ゴミ焼却灰を溶融処理してガラス
化することで、一層の減容化と重金属類の溶出防止を図
ることが、例えば特開平７−１５５７２８号などで知ら
れている。

【０００５】この特開平７−１５５７２８号に開示され
ている溶融炉は、概略、図３に示す構成となっている。

【０００６】図４は、この従来の焼却灰処理装置の説明
図で、同図において５１は炉本体を示し、この炉本体５
１は、全体として半密閉状で内側に漏斗状の耐火材５
２、その外側に黒鉛製円筒５３、更にその外側に誘導加
熱コイル５４を巻装して、該誘導加熱コイル５４をセラ
ミックス製断熱材５５で包み、誘導加熱コイル５４には
冷却水５６が流通して誘導加熱コイル５４を冷却する構
成となっている。

【０００７】５７は耐火材より成る蓋で、焼却灰投入孔
５８を有し、この焼却灰投入孔５８からコンベア５９で
運搬されてきた焼却灰６０を投入する。６１は排気孔を
示す。

【０００８】６２は溶融焼却灰排出口で、耐火材５２内
で溶融された焼却灰はこの排出口から流下し、冷却用容
器６３内に投入され、冷却水６４内で冷却固化される。

【０００９】コンベア５９で運搬されてきた焼却灰６０
は図示を省略した焼却炉で焼却処理された廃棄物の焼却
灰で、この焼却灰６０には、あらかじめＳａＯ，ＳｉＯ
₂，Ａｌ₂Ｏ₃などの成分が混入されていて、この焼却灰
が炉本体５１内で加熱され融体となって炉本体内部の下
部に移動し、炉本体下部の溶融焼却灰排出口５２から冷
却用容器６３内に流下してガラス固化するようにしてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の焼却灰処
理装置によると、溶融炉が一段であることから、長時間
の溶融、温度を高くする等の手段を取らないと、処理灰
を確実、且つ安定して溶融することは困難となる。

【００１１】従って、確実な溶融ができないと、安定し
たガラス化が行えないことにつながり、しかも下部排出
口からの取り出しが不安定となる原因となる。

【００１２】これを改善するには、加熱温度を高くする
とか、長時間加熱するとか、炉長を大きくする等の手段
が必要となり、処理コストの増加を惹起し好ましいもの
ではない。

【００１３】また、ガラス固化に適用する各種の処理灰
は、脱塩素処理が行われておらず、加熱溶融時に処理灰
から塩素系ガスが発生しダイオキシン発生の原因となる
等の課題があった。

【００１４】本発明は、従来の処理方法及び装置の持つ
上記課題を解決するもので、処理コストの増加を招くこ
となく確実、且つ安定して処理灰のガラス化、および加
熱溶融時の処理灰から塩素系ガスを発生させないように
した処理方法およびその装置を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は、ＳｉＯ₂，ＣａＯ，Ａｌ₂Ｏ₃の成分を含む処
理灰を連続的に溶融し、これを排出した後ガラス化する
処理灰の溶融処理方法において、溶融する処理灰は、脱
塩素処理して塩素成分を除去した処理灰を使用する。

【００１６】この溶融する処理灰の脱塩素処理は、加熱
された雰囲気中において処理灰から発生する有害な塩素
系ガスとアルカリ物質からなる脱塩素剤とを接触させる
ことで有害な塩素系ガスと反応して無害な塩化物を生成
させて有害な塩素成分を除去するようにする。

【００１７】溶融する処理灰は、焼却灰、飛灰、汚泥処
理灰の何れか又はこれらの混合灰で塩素成分を除去した
処理灰、または、廃棄物を処理する場合に脱塩素剤を加
えて処理することで、脱塩素処理した処理灰である。

【００１８】本発明に使用される脱塩素剤としてのアル
カリ物質は、（１）アルカリ金属化合物の単体、複数種の混合物。

【００１９】（２）アルカリ金属化合物は、水酸化物、
炭酸化物の物質。

【００２０】（３）水酸化物、炭酸化物は、ナトリウム
系、カリウム系の物質である。

【００２１】（４）脱塩素剤は、（ａ）炭酸水素ナトリウム、別称、酸性炭酸ナトリウ
ム、重炭酸ナトリウム、重炭酸ソーダ。

【００２２】（ｂ）炭酸ナトリウム、別称、炭酸ソー
ダ、ソーダ、ソーダ灰、洗濯ソーダ、結晶ソーダ。

【００２３】（ｃ）セスキ炭酸ナトリウム、別称、二炭
酸一水素ナトリウム、三二炭酸水素ナトリウム、ナトリ
ウムセスキカーボネート、（ｄ）天然ソーダ、別称、トロナ（ｅ）炭酸カリウム（ｆ）炭酸水素カリウム（ｇ）炭酸ナトリウムカリウム（ｈ）水酸化ナトリウム（ｉ）水酸化カリウムから選択した単体、又は複数種を混合して使用する。

【００２４】また、処理灰類から発生する有害な塩素系
ガスと脱塩素剤との反応は、処理灰類と脱塩素剤とを混
合して加熱処理中に反応させる。

【００２５】また、塩素系ガスと脱塩素剤とを接触させ
る雰囲気は、熱分解雰囲気、乾留雰囲気、低酸素雰囲気
の何れかでよく、処理灰類を燃焼させることのない「蒸
焼」状態を維持できる加熱雰囲気であれば、いずれの雰
囲気でもよい。

【００２６】また、脱塩素剤の形態は、塊状、板状、多
孔質状、粉体、溶液、懸濁液の何れか、又は組み合わせ
でよく、処理量、施設の状態などの条件で任意に選択す
る。

【００２７】以上の条件により、塩素成分を含有する処
理灰類に、アルカリ物質からなる脱塩素剤を添加して熱
処理すると、例えば、炭酸水素ナトリウムの場合（ＮａＨＣＯ₃）＋（ＨＣｌ） → （ＮａＣｌ）＋
（Ｈ₂Ｏ）＋（ＣＯ₂）炭酸水素カリウムの場合（ＫＨＣＯ₃）＋（ＨＣｌ） → （ＫＣｌ）＋（Ｈ
₂Ｏ）＋（ＣＯ₂）水酸化ナトリウムの場合（ＮａＯＨ）＋（ＨＣｌ） → （ＮａＣｌ）＋（Ｈ₂
Ｏ）水酸化カリウムの場合（ＫＯＨ）＋（ＨＣｌ） → （ＫＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ）のように塩素系ガスと反応して無害な塩化ナトリウム
（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）が生成され、有
害な塩素成分（ＨＣｌ）は無くなる。

【００２８】この無害化された残渣（処理灰）を溶融し
てガラス化する。

【００２９】また、溶融する処理灰の脱塩素処理する他
の方法として、被処理物に含まれる塩素成分と反応しや
すいアルカリ系の物質を、被処理物と適量混合して加熱
処理して無害な塩化物を生成し、この処理灰を水洗浄し
て処理灰から無害な塩化物を除去することで脱塩素処理
し、これをガラス固化手段で溶融し、ガラス化する。

【００３０】ガラス固化手段は、ＳｉＯ₂，ＣａＯ，Ａ
ｌ₂Ｏ₃の成分を含有する処理灰を連続的に第１溶融炉で
溶融し、この第１溶融炉で溶融した溶融スラグを次いで
第２溶融炉で再加熱し、再加熱した後に第２溶融炉から
排出して冷却固化しガラス化し、更に必要に応じてこれ
を粉体化処理する。

【００３１】溶融する処理灰には有害な塩素成分が取り
除かれているので、これを溶融炉で加熱処理しても、塩
素系ガスは発生しない。

【００３２】このように、溶融した溶融スラグを再度加
熱することで、小形の加熱炉にて確実に溶融でき、且つ
最終の取出口での溶融スラグの流動性を高めることがで
き、安定して溶融スラグを流下させることができる。

【００３３】第１溶融炉と第２溶融炉の加熱温度は、前
者より後者を高くする。第２溶融炉の加熱温度を高くす
ることで溶融スラグの流動性が一層確保される。

【００３４】また、処理灰としては、ＳｉＯ₂，Ｃａ
Ｏ，Ａｌ₂Ｏ₃の成分を含有するものであれば、焼却灰、
飛灰、汚泥処理灰の何れか又は混合物で良く、また出発
時の処理灰の組成がガラス化に適さない場合は、ガラス
化に適する不足成分を添加して成分調整をする。

【００３５】処理灰の溶融処理装置としては、塩素成分
を除去した処理灰を連続的に加熱溶融して排出する第１
溶融炉と、該第１溶融炉で排出した溶融スラグを再加熱
する第２溶融炉と、この第２溶融炉で再加熱した溶融ス
ラグを冷却固化してガラス化する冷却固化手段と、この
ガラス化したガラス化物を粉体化する粉体化処理手段と
で構成する。

【００３６】

【発明の実施の形態】本発明は廃棄物、残渣、灰類（焼
却灰、飛灰、汚泥処理灰等）のいずれか、又はこれらの
混合物の被処理物を、脱塩素処理し、この脱塩素処理し
た処理灰をガラス固化することに特徴を有する。

【００３７】図１はこの脱塩素処理手段の第１の実施の
形態のシステム構成図、図２はガラス固化処理手段のシ
ステム構成図を示し、これらの図によって本発明の実施
の形態を説明する。

【００３８】図１において１は加熱処理部で、該加熱処
理部１は、金属の円筒部材２と、この円筒部材２の内部
に設けられ被処理物を移送するスクリュー３と、円筒部
材２の外周に設けられた加熱コイル４からなリ、スクリ
ュー３はスクリュー支持部材３Ｓに支持され、図示省略
した原動力により回転される。

【００３９】５は混合手段で、被処理物である廃棄物、
残渣又は灰類と脱塩素剤を混合し、円筒部材２内の一端
側から供給する。６は洗浄・分離手段で、円筒部材２の
他端側に設けられ、加熱処理した処理灰（残渣）を取り
出して溶液で洗浄し、脱塩素剤の溶解物と固形化物とを
分離する。７は排ガス取り出し部で、加熱処理時に円筒
部材２内に発生したガスを排出管７ａより取り出す。７
ｂは、この排ガスの熱を利用するための配管で、排出管
７ａからの排ガスの一部を円筒部材２内に設けられた中
空のスクリュー支持部材３Ｓ内を通して排出するように
したものである。

【００４０】８は洗浄・分離手段で分離された固形化物
（処理灰）を取り出して乾燥する乾燥手段、９は乾燥手
段８で乾燥され塩素成分が除去された処理灰を示してい
る。

【００４１】この塩素成分を除去した処理灰９は、図２
に示すガラス固化手段に供給される。

【００４２】ガラス固化手段は、図２に示すように、第
１溶融炉１０、第２溶融炉２０、冷却固化手段３０およ
び粉体化処理手段４０から構成される。

【００４３】第１溶融炉１０は、回転ドラム１１、該回
転ドラム１１の内部に設けられ処理灰を撹拌しながら移
動させる羽根１２，回転ドラム１１の外周に、複数に分
割して設けた加熱コイル１３，回転ドラム１１を回転駆
動させる回転駆動手段１４から成る。回転ドラム１１は
図示を省略したローラ等で回転自在に支持されている。

【００４４】加熱コイル１３は、本実施例では、３分割
した１３ａ，１３ｂ，１３ｃより成り、回転ドラムとは
若干のギャップをもって図示省略の固定手段により固定
されている。また、回転駆動手段１４は、モータ１５，
ギヤ１６から成り回転ドラム１１を回転駆動する。

【００４５】回転ドラム１１の一端側には、処理物を回
転ドラム１１内に供給するホッパ１７が設けられ、他端
側には排出口１８と、該排出口１８から処理灰を第２溶
融炉２０に導く導出部１９が設けられている。なお、図
中のＳはシールを示している。

【００４６】第２溶融炉２０は、炉体２１と、該炉体２
１の外周に設けられた加熱コイル２２、最終取出口とな
る排出部２３および排出部２３に設けた開閉扉２４から
成り、第１溶融炉１０で溶融した処理灰（溶融スラグ）
が投入され、再加熱する。炉体２１は耐熱特性を有し、
且つ電気伝導度に富む材料、例えばカーボンから成り、
加熱コイルにより誘導加熱される。この加熱コイル２２
は内部には冷却水を通す水路が形成されている。

【００４７】冷却固化手段３０は、冷却水を収容する冷
却容器３１と、この冷却溶器３１内に出し入れ可能に収
容される金網容器３２とから成り、第２溶融炉２０の導
出部２３の下部に位置させ、第２溶融炉２０で処理した
溶融スラグを冷却水３３に流下させ、急冷却固化してガ
ラス化する。

【００４８】この、冷却固化手段の冷却容器３１は、輸
送手段３４に複数個用意し、処理灰をガラス化したスラ
グ（ガラス化物）を次に移動し、金網容器３２のみを吊
り上げ手段３５で吊り上げて次の粉体化処理手段４０に
移送する。

【００４９】粉体化処理手段４０は入口側コンベア４１
と、粉体加工部４２と、出口側コンベア４３および粉体
収納容器４４からなり、吊り上げ手段３５で移送されて
きたガラス化物を入口側コンベア４１で受け、粉体加工
部４２で粉体化処理して粉体収納容器４４に投入する。

【００５０】次に、一連の動作について説明すると、被
処理物として例えば灰類の中の焼却灰を、また脱塩素剤
としてアルカリ物質の中の炭酸水素ナトリウムを使用し
て脱塩素処理する場合について説明すると、これら焼却
灰と炭酸水素ナトリウムを混合手段５に投入して、両者
を混合する。

【００５１】脱塩素剤は通常は粉体を使用するが、上記
のようにその他の形態でもよい。また、添加する量は、
処理灰重量に対して、５〜３０重量％を添加する。

【００５２】十分に混合した後、熱処理炉等の加熱処理
部１に投入する。加熱処理部１での加熱処理は加熱コイ
ル４に通電することで行われるが、焼却灰からの塩化水
素が析出する温度と時間を事前に調査して、焼却灰固有
の性質を把握し、この事実を十分にカバーできる温度と
時間で処理する。（例えば、６００℃で１時間程度）な
お、この時間と温度は、加熱炉の状態（大きさ、加熱手
段など炉に依存する条件）、処理量、処理時間、処理温
度等にも関係し、これらを考慮して加熱コイル４への電
力供給量およびスクリュー３の回転速度等を定める。

【００５３】この加熱処理中に被処理物中から有害な塩
素系ガスが発生するが、発生した塩素系ガスは脱塩素剤
と接触反応し、無害な塩化物に置換生成される。

【００５４】即ち、上記の炭酸水素ナトリウムの場合
は、（ＮａＨＣＯ₃）＋（ＨＣｌ） → （ＮａＣｌ）＋
（Ｈ₂Ｏ）＋（ＣＯ₂）となり、無害な塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）が生成さ
れ、有害な塩素成分（ＨＣｌ）は無くなる。

【００５５】加熱処理部１で加熱処理された焼却灰の残
渣は、洗浄・分離手段６に取り出され、この洗浄・分離
手段で塩化ナトリウムを溶解した液体と、固形物とに分
離して取り出し、固形物を乾燥手段８で乾燥し、塩素成
分を除去した処理灰９を得る。

【００５６】一方、加熱処理中に発生したガスは、排ガ
ス取り出し部７から取り出す。このとき、その一部を配
管７ｂから、円筒部材２内のスクリュー支持部材３Ｓの
中空内を通して、該部材を加熱することで、排ガスの熱
を利用する。

【００５７】加熱処理部１での加熱処理は、燃焼や焼却
ではなく、蒸し焼き、熱分解での処理とすることで、析
出した有害な塩素系ガスと脱塩素剤とを効果的に接触反
応させることができ、有害な塩素系ガスを無害な塩化物
に置換生成することができる。

【００５８】従って、この反応環境を維持するには、一
つには、全体の環境が反応維持に必要な安定した状態と
なっていること、例えば、低酸素雰囲気の安定状態とな
っていることが必要であり、処理中に被処理物の周囲に
のみに新たに空気量が進入しないことが必要で、進入す
ると、被処理物の周囲が燃焼を開始することになり、反
応が不安定となるおそれがある。

【００５９】または、未燃焼状態を維持できる条件の基
に、粉砕された被処理物内部全体に空気が行きわたるよ
うに新鮮な空気を吹き込むことでも、反応を維持できる
ことが実験の結果判明した。

【００６０】処理済み残渣は、取り出された後、洗浄・
分離手段６に取り出され、ここで水などで洗浄分離され
て、無害な塩化物（例えば、塩化ナトリウム）は溶液と
して排出される。

【００６１】一方、分離後の処理灰は乾燥手段８で乾燥
され塩素成分を除去した処理灰９が得られる。

【００６２】次に、脱塩素処理手段で塩素成分を除去し
た処理灰９は図示省略のコンベア等で搬送されてきて図
２のホッパ１７から第１溶融炉１０内に投入される。こ
の第１溶融炉１０は、例えばキルン炉からなり、連続的
に加熱溶融する。加熱手段は、誘導加熱により、複数段
備えた加熱コイル１３ａ，１３ｂ，１３ｃで加熱する
が、同一温度条件ではなく、例えば加熱コイル１３ａで
１０００℃、１３ｂで１２００℃、１３ｃで１４００℃
と順次温度を上げて加熱する。

【００６３】このようにして第１溶融炉１０で連続的に
溶融して第２溶融炉２０に投入する。第２溶融炉２０で
は、所定量流下後、第１溶融炉１０の温度より高い１４
５０℃〜１５００℃で加熱する。この第２溶融炉２０の
大きさは、第１溶融炉ですでに減容化されているので、
第１溶融炉１０の１／５程度の小形のものでよい。

【００６４】この第２溶融炉２０で溶融スラグを所定時
間再加熱して溶融スラグの流動性を高め、排出部２３の
開閉扉２４を開いて、溶融スラグをスムーズに冷却容器
３１内に流下させる。冷却容器３１内にはあらかじめ冷
却水３３を充満しておき、金網容器３２を内在させてお
くので、流下した溶融スラグは、冷却容器３１内におい
て急冷水砕されてガラス化スラグ（ガラス化物）とな
る。溶融スラグを所定量流下した後、開閉扉２４を閉
じ、輸送手段３４で冷却容器３１を図の右側に移動し、
そこで、吊り上げ手段３５で金網容器３２を吊り上げ、
ガラス化物のみを次の処理工程の粉体化処理手段４０に
移送する。冷却容器３１が移動されたとき、次の冷却水
を充満した冷却容器が排出部２３の真下に配置され、同
様の工程を繰り返す。

【００６５】粉体処理手段４０に移動された金網容器３
２は、入口側コンベア４１の上にきたとき、底蓋３２Ｃ
を開けてガラス化物をコンベア上に排出し、コンベア４
１で粉体加工部４２に運ばれ、該粉体加工部４２に投入
され、ここで砕かれて粉体化される。粉体化されたガラ
ス化物４Ｐは、粉体収納容器４４に収納されて出口側コ
ンベア４３で運び出される。

【００６６】図１の加熱処理部１で塩素成分を含有する
処理灰類から発生する有害な塩素系ガスと加熱された雰
囲気中で反応するアルカリ物質からなる脱塩素剤とを接
触反応させると有害な塩素系ガスと反応して無害な塩化
物を生成することは、次の実験調査により明らかとなっ
た。

【００６７】実験は、排気管付きで、開閉扉を有する密
閉容器にて低酸素雰囲気を作り、この密閉容器に試料を
入れ、電気炉にて加熱し、２５０℃から６００℃まで５
０℃間隔で各温度にて５分間保持し、排気管を開けて昇
温時，キープ時で塩化水素ガス（ＨＣｌ）濃度（ｐｐ
ｍ）を測定した。また、６００℃〜１０００℃について
も測定した。

【００６８】ガス濃度の測定は、ＪＩＳ−Ｋ０８０４に
規定されている検知管によって測定した。

【００６９】表１にこの測定結果を示す。塩化水素ガス
濃度は実験１０回における測定値で実施例１〜実施例５
は最高値、比較例１〜比較例３は最低値を示す。

【００７０】なお、“ＮＤ”は“検出されず”を表し、
１０回の実験でいずれも検出されなかったことを示す。

【００７１】

【表１】

【００７２】実験は、まず、塩素成分を多量に含んでい
る４ｇのポリ塩化ビニリデンのみを用いて予備試験を行
った。その結果を表１の比較例１に示す。

【００７３】次に、従来より脱塩素剤として知られてい
る消石灰および炭酸カルシウムの粉末を２０ｇ添加して
実験した。その結果を比較例２および比較例３に示す。

【００７４】次に、被処理物として、加熱した場合に多
量の塩化水素を発生するポリ塩化ビニリデンと塩化ビニ
ルを選び、これに本発明のアルカリ物質による脱塩素剤
の中から、表１に示す数種の物質を選んで添加して実験
を行った。

【００７５】実施例１および実施例２は、本発明の炭酸
水素ナトリウムの粉末を２０ｇを被処理物のポリ塩化ビ
ニリデン４ｇと塩化ビニル４ｇに添加した場合、実施例
３〜実施例５は、同じ被処理物のポリ塩化ビニリデン４
ｇに、本発明の炭酸水素カリウム１０ｇ、水酸化ナトリ
ウム２０ｇ、水酸化カリウム２０ｇを添加した場合で、
各実施例において、被処理物と脱塩素剤とを混合して実
験を行った。その結果を表１の実施例１〜５に示す。

【００７６】表１に示した実験結果から以下のように考
察される。

【００７７】まず、塩素成分を多量に含有するポリ塩化
ビニリデンを被処理物とした場合、脱塩素剤を添加しな
い比較例１では熱処理による各温度に渡って塩化水素ガ
スが多量に発生している。この被処理物に従来の脱塩素
剤である消石灰を添加した比較例２と炭酸カルシウムを
添加した比較例３では、比較例１と較べて塩化水素ガス
の発生がかなり抑制されているものの、まだ十分である
とはいえない。

【００７８】これに対し、本発明では、実施例４および
実施例５の４５０℃において極く微量（１ｐｐｍ、２ｐ
ｐｍ）の塩化水素ガスが検出されたが、それ以外は全温
度範囲にわたり全く検出されず極めて良好な結果が得ら
れた。

【００７９】また、被処理物に塩化ビニルを用いて、炭
酸水素ナトリウムを添加した場合も、実施例２に示すよ
うに、何れの温度領域においても、塩化水素の生成は完
全に抑制されている。

【００８０】以上の実験調査により、灰類を脱塩素処理
する場合に、塩素系ガスと反応して無害な塩化物を生成
するアルカリ物質（特にアルカリ金属化合物）を添加し
て処理することで、無害化処理できることが確認でき
た。

【００８１】有害な塩化水素が無害な塩化物に置換生成
される理由は下記のように反応していることから明らか
となった。

【００８２】（１）炭酸水素ナトリウムの場合（ＮａＨＣＯ₃）＋（ＨＣｌ） → （ＮａＣｌ）＋
（Ｈ₂Ｏ）＋（ＣＯ₂）（２）炭酸水素カリウムの場合（ＫＨＣＯ₃）＋（ＨＣｌ） → （ＫＣｌ）＋（Ｈ
₂Ｏ）＋（ＣＯ₂）（３）水酸化ナトリウムの場合（ＮａＯＨ）＋（ＨＣｌ） → （ＮａＣｌ）＋（Ｈ₂
Ｏ）（４）水酸化カリウムの場合（ＫＯＨ）＋（ＨＣｌ） → （ＫＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ）上記のように生成した、ＮａＣｌ、ＫＣｌは無害な塩化
物であり、上記物質以外にも、同様にＮａＣｌ，ＫＣｌ
を生成するナトリウム系、カリウム系の下記の物質があ
り、同様な効果が得られる。

【００８３】炭酸ナトリウム炭酸カリウム炭酸ナトリウムカリウム炭酸ナトリウム水和物セスキ炭酸ナトリウム天然ソーダ次に、得られた残渣を分析し、脱塩素処理後の塩素系物
質の確認を行った、その結果、有害な塩素系ガス成分は
検出されず、無害な塩化物である塩化ナトリウム、塩化
カリウムが検出された。更に残渣を１０分間撹拌して水
洗浄することにより、塩化ナトリウム、塩化カリウムは
水に溶解し、炭化物が残存するが、この炭化物中にも有
害な塩素系ガス成分は検出されなかった。

【００８４】従って、有害な塩素成分は、残渣の一部と
なる、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（Ｋ
Ｃｌ）、水分（Ｈ₂Ｏ）、気体（ＣＯ₂）となり、ダイオ
キシン類の発生の原因となる塩化水素を発生することは
なく、排ガス及び残渣の無害化が実現できる。

【００８５】以上のことから、灰類の処理に本発明の処
理方法を適用することで、従来のガラス化、埋設するこ
とでその処理を終わっていた灰類の処理を無害化するこ
とが可能となり、新たな利用用途の拡大を見いだすこと
が可能となった。

【００８６】このような、脱塩素処理に使用する脱塩素
剤としては、（１）アルカリ金属化合物の単体、複数種の混合（２）アルカリ金属化合物は、水酸化物、炭酸化物の物質（３）水酸化物、炭酸化物は、ナトリウム系、カリウム系の物質（４）脱塩素剤は、炭酸水素ナトリウム炭酸ナトリウムセスキ炭酸ナトリウム天然ソーダ炭酸カリウム炭酸水素カリウム炭酸ナトリウムカリウム水酸化ナトリウム水酸化カリウムから選択した単体、複数種の混合が適合することも判明
した。

【００８７】従って、発生した有害な塩素系ガスと加え
た脱塩素剤との接触反応により、有害な塩素系ガスが無
害な塩化物（ＮａＣｌ、ＫＣｌ）が生成されるものであ
る。しかもこれらの無害な塩化物は、水などの溶液によ
る洗浄処理により効果的に除去でき、しかも洗浄後には
再利用可能な炭化物などが残る。

【００８８】また、洗浄処理前・後において、任意の分
離手段により各物質に分離し、分離後の物質を乾燥固化
して燃料その他有効に活用することができる。

【００８９】なお、洗浄後の処理液は無害な塩化物を含
有するが、有害な物質はほとんど含まれず、必要に応じ
て廃水処理を行い、河川又は海洋に放流することができ
る。

【００９０】次に、処理灰がガラス化する成分および温
度について実験を行った。

【００９１】実験は、まず、処理灰の組成を変えて表２
に示す１２種類の試料を作った。

【００９２】次に、この試料１〜１２を第１溶融炉に投
入し、１０００℃まで急速加熱し、１４００℃まで漸次
加熱して所定時間保持して試料を完全に溶融する。

【００９３】同時に第２溶融炉を所定温度（１４００
℃）に加熱しておく。

【００９４】次に、第１溶融炉１０の排出口１８の開閉
扉（図示省略）を開き、溶融スラグを第２溶融炉２０に
流下する。

【００９５】第２溶融炉２０に所定量流下した後、第２
溶融炉２０の炉温度を１４００℃に保持する。そして、
この第２溶融炉で所定時間（約１５分）再加熱して溶融
スラグの流動性を保ち、最終の取出口の開閉扉２３を開
いて溶融スラグを冷却容器３１の冷却水の中に投下し、
急速水冷却する。そして、このときガラス化凝固するか
否かを調べた。

【００９６】実験の結果は表２の通りであった。

【００９７】なお、表２中の○はガラス化されたもの、
×はガラス化しなかったものを表している。

【００９８】

【表２】

【００９９】この実験結果から、試料１〜６および１
０，１１はガラス化したが、試料７，８，９，１２はガ
ラス化しなかった。

【０１００】図３はこの実験結果から作成した処理灰成
分組成領域図で、この処理灰成分組成領域図に示すもの
であればガラス化できることが判明した。

【０１０１】

【発明の効果】以上のように本発明は、脱塩素処理した
処理灰を第１溶融炉にて溶融し、次いで第１溶融炉で溶
融した溶融スラグを更に第２溶融炉で再加熱してこれを
ガラス化し、更にガラス化物を粉体化するようにしたの
で、次の効果を生ずる。

【０１０２】（１）小形の加熱炉にて確実に溶融でき、
且つ取出口での流動性を高めることができ、安定して溶
融スラグを流下させることができる。

【０１０３】（２）加熱温度を、第１溶融炉より、第２
溶融炉の温度を高くしているので、流動性は一層確保で
き、安定した水砕が行える。

【０１０４】（３）溶融炉は電気伝導度に富む材料から
形成することにより、安定した加熱が行える誘導加熱手
段を用いることができ、安定した溶融スラグ化と確実な
流動性を確保できる。

【０１０５】（４）加熱溶融時に処理灰から塩素系ガス
を発生することがない。

【０１０６】（５）ガラス化物を粉体化したので、素材
として利用でき、例えば、コンクリートのような接着媒
体により成形し、路盤材、建築材として有効利用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の脱塩素処理手段のシステ
ム構成図。

【図２】本発明の実施の形態のガラス固化手段のシステ
ム構成図。

【図３】処理灰成分組成領域図。

【図４】従来の焼却灰溶融処理装置の説明図。

【符号の説明】

１…加熱処理部２…円筒部材３…スクリュー４…加熱コイル５…混合手段６…洗浄・分離手段７…排ガス部８…塩素を除去した処理灰１０…第１溶融炉１１…回転ドラム１２…羽根１３…加熱コイル１４…回転駆動手段１５…モータ１６…ギヤ１７…ホッパ１８…排出口１９…導出部Ｓ…シール２０…第２溶融炉２１…炉体２２…加熱コイル２３…排出部２４…開閉扉３０…冷却固化手段３１…冷却容器３２…金網容器３３…冷却水３４…輸送手段３５…吊り上げ手段４０…粉体化処理手段４１…入口側コンベア４２…粉体加工部４３…出口側４４…粉体収納容器５１…炉本体５２…耐火材５３…黒鉛製円筒５４…誘導加熱コイル５５…セラミックス製断熱材５６…冷却水５７…蓋５８…焼却灰投入孔５９…コンベア６１…排気孔６２…溶融焼却灰排出口６３…冷却用容器６４…冷却水。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＳｉＯ₂，ＣａＯ，Ａｌ₂Ｏ₃の成分を含
む処理灰を連続的に溶融し、これを排出した後にガラス
化する処理灰の溶融処理方法において、前記溶融する処
理灰は、脱塩素処理済みのものであることを特徴とする
処理灰の溶融処理方法。
【請求項２】溶融する処理灰の脱塩素処理は、加熱さ
れた雰囲気中において処理灰から発生する有害な塩素系
ガスとアルカリ物質からなる脱塩素剤とを接触反応させ
て有害な塩素系ガスを無害な塩化物に置換生成させるこ
とで有害な塩素成分を除去したものであることを特徴と
する請求項１記載の処理灰の溶融処理方法。
【請求項３】溶融する処理灰は、焼却灰、飛灰、汚泥
処理灰の何れか又はこれらの混合灰で塩素成分を除去し
た処理灰であることを特徴とする請求項１記載の処理灰
の溶融処理方法。
【請求項４】溶融する脱塩素処理済の処理灰は、加熱
された雰囲気中において廃棄物から発生する有害な塩素
系ガスとアルカリ物質からなる脱塩素剤とを接触反応さ
せて有害な塩素系ガスを無害な塩化物に置換生成させる
ことで有害な塩素成分を除去したものであることを特徴
とする請求項１記載の処理灰の溶融処理方法。
【請求項５】アルカリ物質は、アルカリ金属化合物の
単体、複数種の混合物であることを特徴とする請求項２
又は４記載の処理灰の溶融処理方法。
【請求項６】アルカリ金属化合物は、水酸化物、炭酸
化物の物質であることを特徴とする請求項５記載の処理
灰の溶融処理方法。
【請求項７】水酸化物，炭酸化物は、ナトリウム系、
カリウム系の物質であることを特徴とする請求項６記載
の処理灰の溶融処理方法。
【請求項８】脱塩素剤は、炭酸水素ナトリウム、炭酸
ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソーダ、炭酸
カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウムカリウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムから選択した単
体、複数種の混合物であることを特徴とする請求項１又
は２又は４に記載の処理灰の溶融処理方法。
【請求項９】塩素系ガスと脱塩素剤との接触雰囲気
は、熱分解雰囲気、乾留雰囲気、低酸素雰囲気の何れか
であることを特徴とする請求項１又は２又は４に記載の
処理灰の溶融処理方法。
【請求項１０】脱塩素剤は、塊状、板状、多孔質状、
粉体、溶液、懸濁液の何れか又はこれらの組み合わせで
あることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項
に記載の処理灰の溶融処理方法。
【請求項１１】脱塩素処理済みの処理灰を第１溶融炉
にて溶融し、次いで第２溶融炉にて再加熱した後に排出
し、これを冷却固化してガラス化することを特徴とする
請求項１記載の処理灰の溶融処理方法。
【請求項１２】処理灰を連続的に加熱溶融して排出す
る第１溶融炉と、該第１溶融炉で排出した溶融スラグを
再加熱する第２溶融炉と、この第２溶融炉で再加熱した
溶融スラグを冷却固化してガラス化する冷却固化手段と
を備えたことを特徴とする処理灰の溶融処理装置。
【請求項１３】処理灰を連続的に加熱溶融して排出す
る第１溶融炉と、該第１溶融炉で排出した溶融スラグを
再加熱する第２溶融炉と、この第２溶融炉で再加熱した
溶融スラグを冷却固化してガラス化する冷却固化手段
と、このガラス化したガラス化物を粉体化する粉体化処
理手段とを備えたことを特徴とする処理灰の溶融処理装
置。