JPS6249988A - 廃棄物の溶融処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、廃棄物の溶融処理方法に関する。更に詳しく
は、本発明は、例えば水分を含有する都市ゴミ焼却灰の
アーク式溶融炉による溶融処理において、炉内に生成す
るガスのもたらす熱を有効利用して、電力の節減、電極
の消耗防止等を可能にした廃棄物の溶融処理方法に係わ
るものである。

［従来の技術Ｊ 都市生活で発生するゴミは、焼却炉により焼却され、そ
の結果子じた焼却灰は、廃棄物として加湿後埋立て処分
される。その際、散逸を防止するために、含水率２０〜
３０％に加湿し、埋立てられるが、それには広大な用地
を必要とし、埋立て後の灰の飛散や、灰中の重金属類の
溶出などの二次分書をひき起す恐れがあるので、この灰
をさらにアーク炉におけるアーク熱により、溶融処理し
、その減容化や安定化がはかられる。すなわち、製鋼用
等に使用されるエール式アーク炉を改良し、炉内の溶融
メタルと電極との間にアークを飛ばし、この炉内に上記
の灰を投入すれば、高温還元性のこの方法によって得ら
れる溶融スラグは冷却固化すればちとの灰に比較して半
分以下に減容され、重金属類の流出もない上に、コンク
リート用骨材等に有効利用することができる。

［発明が解決しようとする問題点１ 上記溶融処理において、都市ゴミ焼却灰中に存在する有
機質の分解に由来する炭素分又は電極カーボンの炭素は
加湿水分と吸熱反応である水性ガス反応を起こし、熱エ
ネルギーを喰うため、消費電力がかさむ。例えば、焼却
灰中の含水率が５％の場合、電力消費量は４５０〜５０
０ＫＷｈｒ／ｌであるものが、含水率１６〜１８％では
約６００Ｋ　Ｗ　ｈｒ／　ｔにも達し、はなはだ不経済
である。本発明は、上記の点に鑑み、種々検討の結果、
なされたものであり、アーク炉における溶融用電力消費
量ならびに電極の消耗が少な（てすみ、経済的に、含水
都市ゴミ焼却灰のような廃棄物を溶融処理する方法を提
供することを目的とするものである。

Ｅ問題を解決するための手段］ 本発明は、溶融処理工程において発生する可燃性ガスの
もたらす熱エネルギー、または炉内における廃棄物中の
有機質の完全燃焼による燃焼廃ガスの有する顕然エネル
ギーをアーク式溶融炉に投入される前の廃棄物の乾燥お
よび予熱に用いるというものである。すなわち、本発明
は、廃棄物をアーク式溶融炉により処理する方法におい
て、該廃棄物を、アーク式溶融炉に投入する際、該溶融
炉に空気を導入し生成するガスの熱を利用して、該廃棄
物を乾燥および予熱することを特徴とする廃棄物の溶融
処理方法を要旨とするものである。

［作用１ 溶融処理工程において、具体的には、溶融炉内に投入さ
れた廃棄物中の有機質炭素分およびそれに電極の炭素分
の一部と、導入空気中の酸素との反応によって、可燃性
ガスとしての一酸化炭素が発生する。これを炉外の燃焼
炉に導き、燃焼させて、発生する燃焼熱は含水廃棄物の
乾燥または予熱に利用される。また導入空気量を調節し
て炉内で前記有機質の炭素分を完全燃焼させ、牢じた燃
焼ガスの有する顕熱は含水廃棄物の乾燥、予熱に直接利
用される。したがって、含水率の極めて小さく、しかも
予熱された廃棄物を溶融炉に投入することとなり、電力
消費量が大幅に低減されまた電極の消耗防止等が可能と
なる。本発明の適用される廃棄物の代表例は都市ゴミ焼
却灰である。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面にもとずいて説明する。

含水率１６％に加湿した都市ゴミ焼却灰１が乾燥機２（
ロータリドライヤ）に送り込まれる。ここで都市ゴミ焼
却灰１は含水率が５％まで乾燥されると同時に８０℃位
まで予熱される。乾燥予熱された都市ゴミ焼却灰１は密
閉式のアーク式溶融炉３に投入され、電極４と炉底のベ
ースメタル５との間に飛ぶアークにより、発生するアー
ク熱で上記都市ゴミ焼却灰１は溶融し、無機質はスラグ
６となってベースメタル５上に浮遊するので出滓ロアよ
り排出される。

一方、都市ゴミ焼却灰１中の有機質は分解し、その炭素
分、および電極の炭素分の一部は、プロワ−８より調節
弁９を介し、吹込管１０を通ってアーク式溶融炉３内に
導入される空気中の酸素と反応し、可燃性ガスとしての
一酸化炭素を生成するので、ガス排出管１１を経てアー
ク炉外に導出し、燃焼炉１２に導いて燃焼させる。そこ
で発生する燃焼熱は熱源とし・て前記乾燥機２に送られ
、加湿した都市ゴミ焼却灰１の乾燥、予熱に供される。

なお、燃焼炉１２における一酸化炭素の発熱量のみでは
不足する場合、バーナー１３に例えば溶油、重油、都市
ガス等の補助燃料を供給して熱量アップをはかることが
できる。

以上は、アーク式溶融炉３内に生成した可燃性ガスとし
ての一酸化炭素を炉外で燃焼させ、得られる熱量を都市
ゴミ焼却灰の乾燥、予熱に利用する例である。

更に本発明は廃棄物中に含まれる有機質の炭素分を空気
中の酸素と燃焼反応させ、炉内で完全に燃焼させて生成
する燃焼廃ガスの有する顕熱を、乾燥機２における都市
ゴミ焼却灰１の乾燥予熱に用いる場合もある。この場合
は炉内で生成した燃焼廃ガスが、ガス排出管１１から燃
焼炉１２を経ずして導出経路１２ａ　（点線で示す）経
由、熱源として直接乾燥機２へ供給される。

可燃性ガスとしての一酸化炭素をアーク式溶融炉３外に
導出して、燃焼炉１２において燃焼させ、そこで都市ゴ
ミ焼却灰１の乾燥予熱用としての熱源を（ｑるか、廃棄
物中の有機質をアーク式溶融炉３内で完全燃焼させて生
成する燃焼部ガスのもつ顕熱を熱源として用いるかは、
所望の処理操業条件に応じて選択されるものとする。

すなわち、前者を適用した場合は、炉内発熱量が少なく
、それだけ溶融処理に要する電力消費量は増加するが、
その反面、ダストの飛散、電極の消耗量は少ない。また
、アーク式溶融炉３内が還元雰囲気に保持されるので、
それだけ重金属弁の多い焼却灰の処理に適している。

一方、後者の方は、炉内燃焼による発熱量が大きく、そ
れだけ溶融処理に要する電力消費量は少なくてすむが、
その反面、ダストの飛散、電極の消耗量は前者よりも大
きい。したがって、これらのことを前提において、いず
れを選ぶかを決定するのがよい。

前者のアーク式溶融炉３内に生成した可燃ガスとしての
一酸化炭素を炉外で燃焼させ、廃棄物としての含水都市
ゴミ焼却灰１を乾燥予熱する熱源とする場合も、また有
機質を完全燃焼させて、燃焼部ガスの有する顕熱を熱源
とする場合も、アーク式溶融炉３内に導入される空気量
の調節が必要となる。

そこで、アーク式溶融炉３内で発生するガスを炉外へ導
出するガス排出管１１の途中に、サンプリング枝管１４
を設け、そのバイパス支管に排出ガス中の一酸化炭素お
よび酸素濃度を測定できるガス分析計１５が設置される
。該ガス分析計１５には、これらガス成分の濃度に応じ
て、調節弁９を開閉指令の信号を発するｔｉＩＩＩＩ装
置が内装されており、例えば、アーク式溶融炉３内で可
燃性ガスとしての一酸化炭素を生成させたい場合は酸素
濃度が一定値原下例えば１体積％以下となるように、ま
た有機質を炉内で完全燃焼させて燃焼部ガスを生成させ
たい場合は、−酸化炭素濃度が０．１体積％以下となる
ようプログラムを入力しておき、これにより調節弁９を
開閉して空気の炉内への導入量を調節する。

操業実施例１および２ 次に本発明により加湿都市ゴミ焼却灰を処理し以上の実
施例から明らかなとおり、本発明方法により大幅に電力
の消費量を節減できることが分かる。

［発明の効果］ 本発明は以上のべたように、アーク式溶融炉により、廃
棄物特に加湿された都市ゴミ焼却灰を溶融処理する際１
．炉内に空気を調節導入することにより、生成する可燃
ガス、または燃焼部ガスから得られる熱量を利用して、
炉内に投入する都市ゴミ焼却灰を乾燥予熱するというも
のである。しかして、それにより、消費電力の節減と併
せて、電極消耗度の減少といった効果が得られる故、そ
の工業的利用価値は極めて大なるものがあると言える。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例の系統説明図を示す。 １・・・都市ゴミ焼却灰　　　２・・・乾燥機３・・・
アーク式溶融炉　　　４・・・電極５・・・ベースメタ
ル　、　　　６・・・スラグ７・・・出滓口　　　　　
　　８・・・ブロワ−９・・・調節弁　　　　　　　１
ｏ・・・吹込管１１・・・ガス排出管　　　　１２・・
・燃焼炉１３・・・バーナー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　廃棄物をアーク式溶融炉により処理する方法におい
   て、該廃棄物をアーク式溶融炉に投入する際、該溶融炉
   に空気を導入し生成するガスの熱を利用して、該廃棄物
   を廃ガスにより乾燥および予熱することを特徴とする廃
   棄物の溶融処理方法。