JPS637835B2 - - Google Patents
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- JPS637835B2 JPS637835B2 JP55106986A JP10698680A JPS637835B2 JP S637835 B2 JPS637835 B2 JP S637835B2 JP 55106986 A JP55106986 A JP 55106986A JP 10698680 A JP10698680 A JP 10698680A JP S637835 B2 JPS637835 B2 JP S637835B2
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- incineration residue
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Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は都市ゴミ焼却残渣を能率的に溶融処理
する方法に関するものである。
する方法に関するものである。
現在都市ゴミは直接埋立処分するか、或いは焼
却により焼却残渣（灰）にして埋立処分されてい
る例が多い。これらの方法のうち焼却後埋立処分
する方法は、有機物の腐敗の心配はほとんどない
が、焼却残渣自身でもかなりの容量を占め、埋立
地の確保が段々と困難になつてきている。また焼
却残渣中の重金属類の溶出の心配もあり、現在の
社会情勢や環境条件からみて満足すべき方法とは
言えない。
却により焼却残渣（灰）にして埋立処分されてい
る例が多い。これらの方法のうち焼却後埋立処分
する方法は、有機物の腐敗の心配はほとんどない
が、焼却残渣自身でもかなりの容量を占め、埋立
地の確保が段々と困難になつてきている。また焼
却残渣中の重金属類の溶出の心配もあり、現在の
社会情勢や環境条件からみて満足すべき方法とは
言えない。
そこで近年焼却残渣の電気アーク溶融固化法が
注目されている。この方法を簡単に述べると、装
置としては例えば第１図のような製鋼用アーク炉
をベースにして改良した炉１を使用する。この炉
１は密閉構造形で、上部から炉蓋２を貫通してア
ーク熱発生用の人造黒船製電極３が３本装入さ
れ、炉１内には、あらかじめスクラツプ（鉄屑）
を投入しておき、アーク熱により溶融し、いわゆ
るベースメタル層４を形成させる。ベースメタル
４を温度1450〜1550℃の高温溶融状態を保つてお
き、投入口５より焼却残渣が投入されると溶融す
る。ベースメタル４は、炉１の運転初期のアーク
発生源となると同時に、残渣溶融の熱源にもな
り、また残渣中の鉄分、その他の各種重金属類の
吸収母体の役目も備えている。残渣の大部分を占
める無機物質は、溶融スラグ６となり、鉄を始め
Cr、Niなどの重金属類の大部分はベースメタル
４中に移行し、一部はスラグ６中にも溶かされ、
出滓口８より炉１外へ出される。なお溶融過程に
おいて、炉１内では若干のガスが発生し、排気口
７より排出される。
注目されている。この方法を簡単に述べると、装
置としては例えば第１図のような製鋼用アーク炉
をベースにして改良した炉１を使用する。この炉
１は密閉構造形で、上部から炉蓋２を貫通してア
ーク熱発生用の人造黒船製電極３が３本装入さ
れ、炉１内には、あらかじめスクラツプ（鉄屑）
を投入しておき、アーク熱により溶融し、いわゆ
るベースメタル層４を形成させる。ベースメタル
４を温度1450〜1550℃の高温溶融状態を保つてお
き、投入口５より焼却残渣が投入されると溶融す
る。ベースメタル４は、炉１の運転初期のアーク
発生源となると同時に、残渣溶融の熱源にもな
り、また残渣中の鉄分、その他の各種重金属類の
吸収母体の役目も備えている。残渣の大部分を占
める無機物質は、溶融スラグ６となり、鉄を始め
Cr、Niなどの重金属類の大部分はベースメタル
４中に移行し、一部はスラグ６中にも溶かされ、
出滓口８より炉１外へ出される。なお溶融過程に
おいて、炉１内では若干のガスが発生し、排気口
７より排出される。
このような電気アーク溶融固化法は次のような
特長を示す。すなわち (1) 高温のアーク熱を利用するので、焼却残渣の
溶融が完全に行われ、組織の均一なスラグが得
られる。
特長を示す。すなわち (1) 高温のアーク熱を利用するので、焼却残渣の
溶融が完全に行われ、組織の均一なスラグが得
られる。
(2) ベースメタルを使用しているので、焼却残渣
中のFe、Cr、Niなどの重金属類の大部分は、
ベースメタル中に移行し、スラグと分離するこ
とができる。
中のFe、Cr、Niなどの重金属類の大部分は、
ベースメタル中に移行し、スラグと分離するこ
とができる。
(3) スラグが高温で溶融するので、スラグ中の残
りの重金属類はそのマトリツクス中に完全に入
り込み、溶出の心配が全くない。
りの重金属類はそのマトリツクス中に完全に入
り込み、溶出の心配が全くない。
(4) アーク熱を利用するので、燃焼炉と比較して
発生ガス量が少なく、排ガス処理設備がコンパ
クトでよい。また排ガスによる熱損失が小さい
ので、炉の熱効率がよい。
発生ガス量が少なく、排ガス処理設備がコンパ
クトでよい。また排ガスによる熱損失が小さい
ので、炉の熱効率がよい。
(5) 炉の溶融制御は電力量の制御のみで行えるの
で、炉の運転操作が簡単である。
で、炉の運転操作が簡単である。
しかし上記のような優れた特長を有しているに
もかかわらず、実際に都市ゴミ焼却残渣を溶融処
理するに当つては、困難な問題に直面する。すな
わち焼却残渣には大小さまざまな物が交つてお
り、最大500φ×600L nn程度の粗大物も含まれてい
る。この粗大物は溶融に時間がかかり、溶融に多
量の電気量を必要とする。また粗大物をも投入可
能な投入口５を炉蓋２に設けようとすると、非常
に大きな炉体となつてしまい、熱効率的にも不利
となる欠点があつた。
もかかわらず、実際に都市ゴミ焼却残渣を溶融処
理するに当つては、困難な問題に直面する。すな
わち焼却残渣には大小さまざまな物が交つてお
り、最大500φ×600L nn程度の粗大物も含まれてい
る。この粗大物は溶融に時間がかかり、溶融に多
量の電気量を必要とする。また粗大物をも投入可
能な投入口５を炉蓋２に設けようとすると、非常
に大きな炉体となつてしまい、熱効率的にも不利
となる欠点があつた。
そこで本発明者らは、このような都市ゴミ焼却
残渣を溶融処理するに当つて直面する問題点を解
決するため鋭意検討の結果、残渣中の粗大物を一
定以下の大きさ及び嵩比重／真比重に圧縮又は破
砕すれば良いことを見出し本発明を完成した。
残渣を溶融処理するに当つて直面する問題点を解
決するため鋭意検討の結果、残渣中の粗大物を一
定以下の大きさ及び嵩比重／真比重に圧縮又は破
砕すれば良いことを見出し本発明を完成した。
すなわち本発明の要旨は、電極と溶融金属又は
その他の導電材との間にアークを発生させ、都市
ゴミ焼却残渣を溶融処理するアーク炉を都市ゴミ
焼却炉近傍に配し、連続的に都市ゴミ焼却残渣を
溶融する方法において、前記焼却炉から前記アー
ク炉への輸送途中に粗大物圧縮機又は破砕機を設
置し、前記残渣中の粗大物を最大大きさ200mm以
下に圧縮および／又は破砕し、しかる後にアーク
炉内へ投入することを特徴とする都市ゴミ焼却残
渣の溶融処理方法にある。
その他の導電材との間にアークを発生させ、都市
ゴミ焼却残渣を溶融処理するアーク炉を都市ゴミ
焼却炉近傍に配し、連続的に都市ゴミ焼却残渣を
溶融する方法において、前記焼却炉から前記アー
ク炉への輸送途中に粗大物圧縮機又は破砕機を設
置し、前記残渣中の粗大物を最大大きさ200mm以
下に圧縮および／又は破砕し、しかる後にアーク
炉内へ投入することを特徴とする都市ゴミ焼却残
渣の溶融処理方法にある。
以下に本発明を詳細に説明するに、本発明方法
で処理対象とする都市ゴミ焼却残渣は、都市生活
で発生するゴミをストーカー式焼却炉のような通
常の連続式焼却炉で焼却し、残つた灰を主成分と
する物で、焼えない金属片、陶器片、ガラス片等
も混合されており、粗大な耐久消費材の燃え滓等
も交つている。焼却炉９で生じたこのような残渣
は、微小な灰と共にストーカー１０等により炉９
から排出され、炉９近傍に設置されているアーク
炉１へ投入されるが、本発明は焼却炉９からアー
ク炉１への輸送途中に粗大物圧縮機１１又は破砕
機１１を設置し、残渣中の粗大物を圧縮および／
又は破砕することを特徴とする。圧縮機１１又は
破砕機１１としては、公知の例えば高速横型回転
式衝撃せん断破砕機、高速竪型回転式衝撃圧縮破
砕機、低速横型回転式せん断破砕機などの回転式
破砕機、往復動式せん断破砕機、往復動式圧縮せ
ん断破砕機などの往復動式破砕機、キヤタピラ型
圧縮式破砕機などの圧縮式破砕機などがいずれも
使用でき、処理量、立地条件、所要動力等により
適宜選択される。粗大物は圧縮および／又は破砕
されることにより１辺の最大大きさが200mm以下、
好ましくは150mm以下、特に好ましくは100mm以下
にされる。最大大きさが200mmを越えると、アー
ク炉１の投入口５も200mm以上であることが必要
で、必然的に炉体も大きくなり熱交率的に不利で
ある。また500φ×600L nnの粗大物と200mm以下好
ましくは100mm以下の破砕物とでは溶融速度が異
なる。すなわち100mm以下の破砕物の方が粗大物
にくらべ早く溶融する。また嵩比重／真比重が1/
３〜1/5の値であると溶融しやすい。このように溶
融速度に差が生じる原因は、確固としては明らか
ではないが、一応固体中と溶融流体中の熱伝達速
度が異なり、伝導だけでなく対流も加味し得る後
者の方が大きい。したがつて体積が大きく比表面
積の小さいものにくらべれば、体積が小さく比表
面積の大きいものの方が相対的に熱を受容する割
合が大きく溶融される時間が短いと推定される。
で処理対象とする都市ゴミ焼却残渣は、都市生活
で発生するゴミをストーカー式焼却炉のような通
常の連続式焼却炉で焼却し、残つた灰を主成分と
する物で、焼えない金属片、陶器片、ガラス片等
も混合されており、粗大な耐久消費材の燃え滓等
も交つている。焼却炉９で生じたこのような残渣
は、微小な灰と共にストーカー１０等により炉９
から排出され、炉９近傍に設置されているアーク
炉１へ投入されるが、本発明は焼却炉９からアー
ク炉１への輸送途中に粗大物圧縮機１１又は破砕
機１１を設置し、残渣中の粗大物を圧縮および／
又は破砕することを特徴とする。圧縮機１１又は
破砕機１１としては、公知の例えば高速横型回転
式衝撃せん断破砕機、高速竪型回転式衝撃圧縮破
砕機、低速横型回転式せん断破砕機などの回転式
破砕機、往復動式せん断破砕機、往復動式圧縮せ
ん断破砕機などの往復動式破砕機、キヤタピラ型
圧縮式破砕機などの圧縮式破砕機などがいずれも
使用でき、処理量、立地条件、所要動力等により
適宜選択される。粗大物は圧縮および／又は破砕
されることにより１辺の最大大きさが200mm以下、
好ましくは150mm以下、特に好ましくは100mm以下
にされる。最大大きさが200mmを越えると、アー
ク炉１の投入口５も200mm以上であることが必要
で、必然的に炉体も大きくなり熱交率的に不利で
ある。また500φ×600L nnの粗大物と200mm以下好
ましくは100mm以下の破砕物とでは溶融速度が異
なる。すなわち100mm以下の破砕物の方が粗大物
にくらべ早く溶融する。また嵩比重／真比重が1/
３〜1/5の値であると溶融しやすい。このように溶
融速度に差が生じる原因は、確固としては明らか
ではないが、一応固体中と溶融流体中の熱伝達速
度が異なり、伝導だけでなく対流も加味し得る後
者の方が大きい。したがつて体積が大きく比表面
積の小さいものにくらべれば、体積が小さく比表
面積の大きいものの方が相対的に熱を受容する割
合が大きく溶融される時間が短いと推定される。
上記のように所定の大きさ以下に圧縮および／
又は破砕された粗大物、およびその他の残渣は次
に投入口５よりアーク炉１内へ投入される。この
投入される際、焼却残渣の温度はなるべく高く、
最低でも300℃以上であることが好ましい。その
理由は焼却残渣の顕熱を有効利用することにより
溶融用電力の節減を図ることができるからであ
る。温度を高いままアーク炉１内へ投入するに
は、焼却炉９出口と投入口５とはできるだけ近く
に配するのが良い。アーク炉１内ではベースメタ
ル４が温度1450〜1550℃の高温溶融状態を保つて
おり、残渣は溶融され、残渣中の若干の有機物は
炉１内の高温還元性雰囲気により熱分解をおこ
し、CO、H2、CO2、N2、CH4等のガスになる。
また残渣中の無機物は、主にCa、Si、Al、Feの
酸化物、炭酸塩等からなり、その他に種々の化合
物が存在する。これらの無機物は、アーク炉１の
高温にさらされると溶解し、溶融状態となる。こ
れを出滓口８より炉外へ取り出し冷却すれば固化
し、鉱物状物質となる。こうして焼却残渣は体積
が1/2以下に減容され、生成した溶融固化スラグ
は道路砕石、コンクリート用骨材等へ有効利用で
きるし、仮に廃棄物として処分する場合でも、そ
の用地の節減効果は非常に大きい。また溶融固化
スラグは完全に固化されており、ダストの飛散、
重金属類の溶出といつた心配がない。
又は破砕された粗大物、およびその他の残渣は次
に投入口５よりアーク炉１内へ投入される。この
投入される際、焼却残渣の温度はなるべく高く、
最低でも300℃以上であることが好ましい。その
理由は焼却残渣の顕熱を有効利用することにより
溶融用電力の節減を図ることができるからであ
る。温度を高いままアーク炉１内へ投入するに
は、焼却炉９出口と投入口５とはできるだけ近く
に配するのが良い。アーク炉１内ではベースメタ
ル４が温度1450〜1550℃の高温溶融状態を保つて
おり、残渣は溶融され、残渣中の若干の有機物は
炉１内の高温還元性雰囲気により熱分解をおこ
し、CO、H2、CO2、N2、CH4等のガスになる。
また残渣中の無機物は、主にCa、Si、Al、Feの
酸化物、炭酸塩等からなり、その他に種々の化合
物が存在する。これらの無機物は、アーク炉１の
高温にさらされると溶解し、溶融状態となる。こ
れを出滓口８より炉外へ取り出し冷却すれば固化
し、鉱物状物質となる。こうして焼却残渣は体積
が1/2以下に減容され、生成した溶融固化スラグ
は道路砕石、コンクリート用骨材等へ有効利用で
きるし、仮に廃棄物として処分する場合でも、そ
の用地の節減効果は非常に大きい。また溶融固化
スラグは完全に固化されており、ダストの飛散、
重金属類の溶出といつた心配がない。
上記のように本発明方法では焼却残渣中の粗大
物を200mm以下、嵩比重／真比重が1/3〜1/5にな
るように圧縮および／又は破砕してアーク炉内へ
投入するので、残渣の溶融速度は速くしかもほぼ
一定となり制御が極めて容易となるばかりか、少
量の電気エネルギーで溶融できる。またアーク炉
の投入口は小さくて済み熱効率も優れている。
物を200mm以下、嵩比重／真比重が1/3〜1/5にな
るように圧縮および／又は破砕してアーク炉内へ
投入するので、残渣の溶融速度は速くしかもほぼ
一定となり制御が極めて容易となるばかりか、少
量の電気エネルギーで溶融できる。またアーク炉
の投入口は小さくて済み熱効率も優れている。
以下に本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実
施例により限定されるものではない。
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実
施例により限定されるものではない。
実施例
ストーカー式ゴミ焼却プラントより発生する都
市ゴミ残渣中には最大500φ×600Lmm程度の粗大
物が含まれている。この焼却プラントより発生し
た高温の焼却残渣を竪型せん断式破砕機により圧
縮しながら破砕して、最大大きさ100mm、嵩比
重／真比重か1/3〜1/5にし、投入口よりアーク炉
内へ投入して溶融したところ、残渣1t当り溶融す
るのに必要な電力は約420KWHであつた。
市ゴミ残渣中には最大500φ×600Lmm程度の粗大
物が含まれている。この焼却プラントより発生し
た高温の焼却残渣を竪型せん断式破砕機により圧
縮しながら破砕して、最大大きさ100mm、嵩比
重／真比重か1/3〜1/5にし、投入口よりアーク炉
内へ投入して溶融したところ、残渣1t当り溶融す
るのに必要な電力は約420KWHであつた。
これに対し比較のため同じ焼却残渣を圧縮も破
砕もせず、そのまま投入口よりアーク炉内へ押し
込み溶融したところ、残渣1t当り溶融するのに電
力を約600KWH要した。この際投入口では、残
渣はスムーズに装入されずブリツジ現象により詰
まりがちで押し込むには困難を極めた。また投入
口内側に無数の傷を生じさせてしまつた。
砕もせず、そのまま投入口よりアーク炉内へ押し
込み溶融したところ、残渣1t当り溶融するのに電
力を約600KWH要した。この際投入口では、残
渣はスムーズに装入されずブリツジ現象により詰
まりがちで押し込むには困難を極めた。また投入
口内側に無数の傷を生じさせてしまつた。
第１図は電気アーク溶融固化法で使用するアー
ク炉の１例を示す断面図、第２図は本発明方法を
実施する装置の１例を示す概略の断面図である。 １……アーク炉、２……炉蓋、３……黒鉛製電
極、４……ベースメタル層、５……投入口、６…
…溶融スラグ、７……排気口、８……出滓口、９
……都市ゴミ焼却炉、１０……ストーカー、１１
……粗大物圧縮機又は破砕機。
ク炉の１例を示す断面図、第２図は本発明方法を
実施する装置の１例を示す概略の断面図である。 １……アーク炉、２……炉蓋、３……黒鉛製電
極、４……ベースメタル層、５……投入口、６…
…溶融スラグ、７……排気口、８……出滓口、９
……都市ゴミ焼却炉、１０……ストーカー、１１
……粗大物圧縮機又は破砕機。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電極と溶融金属又はその他の導電材との間に
アークを発生させ、都市ゴミ焼却残渣を溶融処理
するアーク炉を都市ゴミ焼却炉近傍に配し、連続
的に都市ゴミ焼却残渣を溶融処理する方法におい
て、前記焼却炉から前記アーク炉への輸送途中に
粗大物圧縮機又は破砕機を設置し、前記残渣中の
粗大物を最大大きさ200mm以下、嵩比重／真比重
が1/3〜1/5の値になるように圧縮および／又は破
砕し、しかる後にアーク炉内へ投入することを特
徴とする都市ゴミ焼却残渣の溶融処理法。 ２ アーク炉へ投入される際の都市ゴミ焼却残渣
が300℃以上である特許請求の範囲第１項記載の
都市ゴミ焼却残渣の溶融処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55106986A JPS5778984A (en) | 1980-08-04 | 1980-08-04 | Melt treating method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55106986A JPS5778984A (en) | 1980-08-04 | 1980-08-04 | Melt treating method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5778984A JPS5778984A (en) | 1982-05-17 |
| JPS637835B2 true JPS637835B2 (ja) | 1988-02-18 |
Family
ID=14447572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55106986A Granted JPS5778984A (en) | 1980-08-04 | 1980-08-04 | Melt treating method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5778984A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0718197Y2 (ja) * | 1989-10-16 | 1995-04-26 | 三洋電機株式会社 | 移動通信機 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4643242B2 (ja) * | 2004-12-13 | 2011-03-02 | 三機工業株式会社 | 焼却灰の灰分回収システム |
-
1980
- 1980-08-04 JP JP55106986A patent/JPS5778984A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0718197Y2 (ja) * | 1989-10-16 | 1995-04-26 | 三洋電機株式会社 | 移動通信機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5778984A (en) | 1982-05-17 |
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