JPH1157648A - 処理灰の溶融処理方法及び装置 - Google Patents

処理灰の溶融処理方法及び装置

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JPH1157648A
JPH1157648A JP9218869A JP21886997A JPH1157648A JP H1157648 A JPH1157648 A JP H1157648A JP 9218869 A JP9218869 A JP 9218869A JP 21886997 A JP21886997 A JP 21886997A JP H1157648 A JPH1157648 A JP H1157648A
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JP
Japan
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melting furnace
melting
cooling
ash
furnace
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JP9218869A
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English (en)
Inventor
Nobuyuki Yoshioka
信行 吉岡
Kengo Okumoto
健吾 奥本
Hoki Haba
方紀 羽場
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

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、且つ安定して溶融することは困難となる。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。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。 【解決手段】 SiO2,CaO,Al23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、第1溶融炉1にて溶解し、次いで
第2溶融炉2にて再加熱し流動性を高めた後に排出して
冷却固化手段3で冷却固化してガラス化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、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、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3は、この従来の焼却灰処理装置の説明
図で、同図において41は炉本体を示し、この炉本体4
1は、全体として半密閉状で内側に斗状の耐火材42、
その外側に黒鉛製円筒43、更にその外側に誘導加熱コ
イル44を巻装して、該誘導加熱コイル44をセラミッ
クス製断熱材45で包み、誘導加熱コイル44には冷却
水46が流通して誘導加熱コイル44を冷却する構成と
なっている。
【0007】47は耐火材より成る蓋で、焼却灰投入孔
48を有し、この焼却灰投入孔48からコンベア49で
運搬されてきた焼却灰50を投入する。51は排気孔を
示す。
【0008】52は溶融焼却灰排出口で、耐火材42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53内に投入され、冷却水54内で冷却固化される。
【0009】コンベア49で運搬されてきた焼却灰50
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50には、あらかじめSaO,SiO
2,Al23などの成分が混入されていて、この焼却灰
が炉本体41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53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】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が行える処
理方法と装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1溶融炉と
第2溶融炉の2段で加熱処理することに特徴を有し、前
記の課題を解決するための手段は、SiO2,CaO,
Al23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する。
【0015】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。
【0016】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。
【0017】また、処理灰としては、SiO2,Ca
O,Al23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。
【0018】更に、本発明において、上記の課題を解決
するための溶融処理装置は、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
固化手段とで構成する。
【0019】前記の第1溶融炉及び第2溶融炉を加熱す
る手段としては、電気加熱,ガス加熱,誘導加熱,マイ
クロ波加熱のいずれでも良いが、電源の周波数,電圧を
制御することで、温度の調整が容易にできる誘導加熱が
適する。
【0020】この誘導加熱による場合は、第1溶融炉及
び第2溶融炉を構成する炉体は、耐熱特性を有し、且つ
電気伝導機に富む材料、例えばカーボン,白金,インジ
ュームから選択して形成することで、高温加熱ができ、
且つ安定した加熱を行うことができる。
【0021】また、冷却固化手段は、冷却水を収容する
冷却容器と、この冷却容器内に出し入れ自在に設けた金
網容器とで形成し、第2溶融炉から流下した溶融スラグ
を冷却容器内に入れ、ここで急冷水砕してガラス化し、
ガラス化したスラグを金網容器ごと取り出せるようにす
る。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図1は本発明の実施の形態における
構成の概念図で、本発明は大略、第1溶融炉1、第2溶
融炉2および冷却固化手段3から構成される。
【0023】第1溶融炉1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。
【0024】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。
【0025】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2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。
【0026】第2溶融炉2は、炉体21と、該炉体21
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1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。
【0027】冷却固化手段3は、冷却水を収容する水容
器31と、この水溶器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2の導出部23
の下部に位置させ、第2溶融炉2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。
【0028】この、冷却固化手段は、輸送手段34に複
数個用意し、処理灰をガラス化したものは次に移動し、
金網容器32のみを吊り上げ手段35で吊り上げて適宜
の場所(次の処理工程)に移動する。
【0029】次に、一連の動作を説明すると、まず、処
理灰は図示省略のコンベア等で搬送されてきてホッパ1
7から第1溶融炉1内に投入される。この第1溶融炉1
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ンベ
ア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℃、13
bで1200℃、13cで1400℃と順次温度を上げ
て加熱する。
【0030】このようにして第1溶融炉1で連続的に溶
融して第2溶融炉2に投入する。第2溶融炉2では、所
定量流下後、第1溶融炉1の温度より高い1450℃〜
1500℃で加熱する。この第2溶融炉2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
1の1/5程度の小形のものでよい。
【0031】この第2溶融炉2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3
1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、ガラス化スラグのみを
次の処理工程に移動する。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。
【0032】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。
【0033】実験は、まず、処理灰の組成を変えて表1
に示す12種類の試料を作った。
【0034】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。
【0035】同時に第2溶融炉を所定温度(1400
℃)に加熱しておく。
【0036】次に、第1溶融炉1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2に流下
する。
【0037】第2溶融炉2に所定量流下した後、第2溶
融炉2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。
【0038】実験の結果は表1の通りであった。
【0039】なお、表1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。
【0040】
【表1】
【0041】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。
【0042】図2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。
【0043】
【発明の効果】以上のように本発明は、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溶融炉で再加熱するようにしたので、次の
効果を生ずる。
【0044】(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。
【0045】(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。
【0046】(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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における構成の概念図。
【図2】処理灰成分組成領域図。
【図3】従来の焼却灰溶融処理装置の説明図。
【符号の説明】
1…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 2…第2溶融炉 21…炉体 22…加熱コイル 23…排出部 24…開閉扉 3…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 41…炉本体 42…耐火材 43…黒鉛製円筒 44…誘導加熱コイル 45…セラミックス製断熱材 46…冷却水 47…蓋 48…焼却灰投入孔 49…コンベア 51…排気孔 52…溶融焼却灰排出口 53…冷却用容器 54…冷却水。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SiO2,CaO,Al23の成分を含
    有する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、 前記処理灰を第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処理灰の溶融処理方法。
  2. 【請求項2】 加熱温度は、第2溶融炉の温度を第1溶
    融炉の温度より高くした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。
  3. 【請求項3】 処理灰は、焼却灰,飛灰,汚泥処理灰の
    いずれか又は混合物であることを特徴とする請求項1又
    は2記載の処理灰の溶融処理方法。
  4. 【請求項4】 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。
  5. 【請求項5】 第1溶融炉及び第2溶融炉の加熱手段は
    誘導加熱する加熱コイルで形成したことを特徴とする請
    求項4記載の処理灰の溶融処理装置。
  6. 【請求項6】 第1溶融炉及び第2溶融炉は、耐熱特性
    を有し、且つ電気伝導度に富む材料から成ることを特徴
    とする請求項4又は5記載の処理灰の溶融処理装置。
  7. 【請求項7】 耐熱特性を有し、且つ電気伝導度に富む
    材料は、カーボン,白金,インジュームのいずれかであ
    ることを特徴とする請求項6記載の処理灰の溶融処理装
    置。
  8. 【請求項8】 冷却固化手段は、冷却水を収容する冷却
    容器と、該冷却容器内に出し入れ自在に設けた金網容器
    とで構成したことを特徴とする請求項4記載の処理灰の
    溶融処理装置。
JP9218869A 1997-08-14 1997-08-14 処理灰の溶融処理方法及び装置 Pending JPH1157648A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006132898A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 溶融スラグの製造方法および廃棄物処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006132898A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 溶融スラグの製造方法および廃棄物処理装置

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