JP4068356B2

JP4068356B2 - 焼却残渣処理装置

Info

Publication number: JP4068356B2
Application number: JP2002035098A
Authority: JP
Inventors: 正秀西垣
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2022-02-13
Also published as: JP2003236495A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば一般廃棄物及び産業廃棄物等の焼却炉から排出される焼却残渣（焼却灰）を無害化して有効利用する為の焼却残渣処理方法及び焼却残渣処理装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
焼却炉からの焼却残渣は、管理型処分場への埋立処理が主流であり、一部に於て溶融スラグ化が行なわれている。
ところが、埋立処理は、処分場の逼迫に依り都市近郊に新しい処分場を建設できないので、問題であった。
他方、溶融スラグ化は、焼却残渣の無害化や処分場の延命化や資源の有効活用ができるので、普及しつつある。発生するスラグも、土木材料等に利用できる。然しながら、多大の熱エネルギを必要とすると共に、地球温暖化ガスとなる二酸化炭素（ＣＯ₂）の発生量が大きいので、問題であった。
【０００３】
灰セメント等に於ては、安全基準を、ダイオキシン類（ＤＸＮ）が４０ｐｇ／ｇ以下（ドイツの農用地の基準）、重金属の溶出が土壌環境基準以下とされているが、重金属の含有量に就いては何ら言及されていない。
ところが、灰セメント等は元より焼却残渣を広く有効利用を図ろうとした場合には、ダイオキシン類や重金属の溶出だけでなく、鉛（Ｐｂ）等の重金属の含有量も問題視されてきた。
【０００４】
ところで、焼却残渣処理方法としては、例えば特開平６−１７４３８３号、特開平８−１８２９８３号、特開平１０−１５１４３７号、特許第３１０８０６１号（特開２０００−７９３８１号）、特開２０００−２３３１７４号、特開２０００−２７９９２０号等に記載されたものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来の何れのものも、焼却残渣を無害化して有効利用を図るものであるが、安全性が高く且つ安価なものではなかった。
【０００６】
本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その課題とする処は、焼却残渣中の重金属の含有量を低減させ、安全性が高く且つ安価に焼却残渣を無害化して有効利用を図る様にした焼却残渣処理装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の焼却残渣処理装置は、基本的には、焼却残渣に塩化剤を添加し、これを焼却炉の燃焼排ガスに依り焼成して塩化揮発させる事に特徴が存する。
【０００８】
焼却炉からは、燃焼排ガスと焼却残渣が生成される。焼却炉からの焼却残渣には、塩化剤を添加される。塩化剤を添加された焼却残渣は、焼却炉からの燃焼排ガスに依り焼成されて塩化揮発法に基づき塩化揮発される。
この為、焼成後の焼成物中の重金属の含有量が低減されると共に、ダイオキシン類の濃度も低減される。
焼却炉の燃焼排ガスを利用すると共に、焼却残渣を塩化揮発法に基づき塩化揮発させる様にしたので、安全性が高く且つ安価に焼却残渣を無害化して有効利用を図る事ができる。
【０００９】
焼却残渣中の粗物や金属類等を除去し、これを粉砕した後に塩化剤を添加して造粒するのが好ましい。この様にすれば、粗物や金属類を回収できると共に、それだけ焼成に依る塩化揮発が促進されて焼却残渣中の重金属の含有量やダイオキシン類の濃度を効率良く低減できる。
【００１０】
焼却炉の後燃焼ストーカの上部の燃焼排ガスを焼成に必要な温度に上昇させて焼成に使用すると共に、焼成後の排ガスをボイラに導くのが好ましい。この様にすれば、焼却炉の燃焼排ガスの一部を利用する事に依り焼成エネルギを削減できると共に、焼成後の排ガスの熱量をボイラで回収できる。
【００１１】
焼成物を急冷した後にエージングするのが好ましい。この様にすれば、重金属の溶出量を低減できる。
【００１２】
廃棄物を焼却する焼却炉と、焼却炉からの燃焼排ガスに依り蒸気を発生させるボイラと、焼却炉からの焼却残渣中から粗物と金属類を除去する前処理装置と、前処理装置からの前処理物を粉砕して塩化剤を添加した後に造粒する造粒装置と、造粒装置からの造粒物を焼成して塩化揮発させる焼成装置と、焼却炉からの燃焼排ガスを焼成に必要な温度に上昇させて焼成装置に供給する助燃装置と、焼成装置からの排ガスをボイラに導く排ガス還流装置と、焼成装置からの焼成物を急冷させる急冷装置と、急冷装置からの処理物をエージングするエージング装置と、から焼却残渣処理装置を構成するのが好ましい。この様にすれば、構造が比較的簡単で設備費の低減を図る事ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る焼却残渣処理装置を示す概要図である。
【００１４】
焼却残渣処理装置１は、焼却炉２、ボイラ３、前処理装置４、造粒装置５、焼成装置６、助燃装置７、排ガス還流装置８、急冷装置９、エージング装置１０とからその主要部が構成されている。
【００１５】
焼却炉２は、廃棄物Ａを焼却するもので、この例では、一般廃棄物及び産業廃棄物を焼却するものにしてあり、燃焼排ガスＢと焼却残渣Ｃが生成される。焼却炉２は、廃棄物供給装置１１、乾燥ストーカ１２、燃焼ストーカ１３、後燃焼ストーカ１４、焼却残渣排出口１５、二次燃焼室１６等を備えている。
【００１６】
ボイラ３は、焼却炉２からの燃焼排ガスＢに依り蒸気を発生させるものである。
【００１７】
前処理装置４は、焼却炉２からの焼却残渣Ｃ中から粗物Ｄと金属類Ｅを除去するもので、この例では、図略しているが、スクリーン、破砕装置、磁選機、アルミ選別機等を備えて居り、粗物Ｄと鉄（Ｆｅ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属類Ｅとが除去される様にしてある。
【００１８】
造粒装置５は、前処理装置４からの前処理物Ｆを粉砕して塩化剤Ｇを添加した後に造粒するもので、この例では、塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂）や塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）等の塩化剤Ｇを添加して造粒（ペレット化）するものにしてある。
【００１９】
焼成装置６は、造粒装置５からの造粒物Ｈを焼成して塩化揮発させるもので、この例では、塩化揮発法が行なえるロータリキルンにしてあり、造粒物Ｈを供給する供給フィーダ１７と、供給フィーダ１７からの造粒物Ｈを回転させながら焼成して塩化揮発させるキルン胴１８と、キルン胴１８の上流側に設けられて排ガスＩを排出する入口フード１９と、キルン胴１８の下流側に設けられて焼成物Ｊを排出する出口フード２０とを備えている。
而して、ロータリキルン６の熱源は、焼却炉２からの燃焼排ガスＢ、とりわけ後燃焼ストーカ１４の上部の比較的煤塵の少ない燃焼排ガスＢを利用して居り、ロータリキルン６の出口フード２０と焼却炉２の後燃焼ストーカ１４の上部とが連通路２１に依り連通されている。
【００２０】
塩化揮発法とは、鉱物を塩化すると揮発し易くなる性質を利用したもので、例えば鉄鋼製錬上は不純物とみなされる原料中の非鉄金属を塩化物にして揮発させた後に各種の有価金属類として分別回収する方法の事である。
【００２１】
助燃装置７は、焼却炉２からの燃焼排ガスＢを焼成に必要な温度に上昇させて焼成装置６に供給するもので、この例では、連通路２１の途中に設けられて焼成装置６の出口フード２０に向けられた助燃バーナにしてあり、焼却炉２からの燃焼排ガスＢを焼成に必要な９００〜１１００℃に昇温させるものにしてある。
【００２２】
排ガス還流装置８は、焼成装置６からの排ガスＩをボイラ３に導くもので、この例では、ボイラ３に間接的に導くものにしてあり、焼成装置６の入口フード１９と焼却炉３の二次燃焼室１６とを連通する還流路２２と、還流路２２の途中に介設されて焼成装置６からの排ガスＩを減温させる熱交換器２３と、還流路２２の途中に介設されて熱交換器２３からの排ガスＩを焼却炉２の二次燃焼室１６に送給する送風機２４とを備えている。
【００２３】
急冷装置９は、焼成装置６からの焼成物Ｊを急冷させるもので、この例では、冷却水を貯溜してこれに依り焼成物Ｊを急冷させる水封コンベアにしてある。
【００２４】
エージング装置１０は、急冷装置９からの処理物Ｋをエージングするもので、この例では、処理物Ｋを貯留するヤードにしてあり、自然にエージングが行なわれるものにしてある。
【００２５】
エージングとは、一般環境下に放置して熟成する事であり、大気中の二酸化炭素を処理物Ｋ中の重金属類と反応させて炭酸化合物を作り、自身溶出し難い性状に変化させるものである。
【００２６】
次に、この様な構成に基づいてその作用を述解する。
廃棄物Ａは、焼却炉２に送られてこれに依り焼却され、燃焼排ガスＢと焼却残渣Ｃが生成される。焼却炉２からの燃焼排ガスＢは、ボイラ３に送られてこれに依り蒸気が発生される。焼却炉２からの焼却残渣Ｃは、所謂乾灰として残渣排出口１５から排出され、前処理装置４に送られてこれに依り粗物Ｄと鉄（Ｆｅ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属類Ｅとが除去される。前処理装置４からの前処理物Ｆは、造粒装置５に送られてこれに依り粉砕されて塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂）等の塩化剤Ｇが添加された後に、造粒つまりペレット化される。
【００２７】
造粒装置５からの造粒物Ｈは、焼成装置６に送られてこれに依り焼成されて塩化揮発される。つまり、焼成装置６に於て焼却炉２からの燃焼排ガスＢに依り造粒物Ｈが焼成されると、造粒物Ｈ中の鉛（Ｐｂ）が塩化揮発法に依りガス層へ揮散されると共に、造粒物Ｈ中のダイオキシン類（ＤＸＮ）も分解される。この時、焼却炉２からの燃焼排ガスＢは、連通路２１を介して助燃装置７に依り焼成に必要な９００〜１１００℃に昇温された後に焼成装置６に供給される。
【００２８】
焼成装置６からの排ガスＩは、排ガス還流装置８の還流路２２に依り焼却炉２の二次燃焼室１６に戻される。この時、排ガス還流装置８の熱交換器２３に依り減温されて送風機２４に依り送給される。焼成装置６からの焼成物Ｊは、急冷装置９に送られてこれに依り急冷される。急冷装置９からの処理物Ｋは、エージング装置１０であるヤードに送られてここに貯留され、これに依りエージングが行なわれる。つまり、処理物Ｋ中の重金属類が炭酸塩化される事に依り不溶性の安定した反応物（エージング処理物）にされる。
【００２９】
造粒装置５からの造粒物Ｈを焼成装置６に依り焼成して塩化揮発させる様にしたので、重金属のとりわけ鉛（Ｐｂ）の含有量を環境省の「土壌の含有量リスク評価研究会」の報告にある１５０ｍｇ／ｋｇ以下に低減できると共に、ダイオキシン類の濃度をドイツの農用地の基準にある４０ｐｇ／ｇ以下に低減できる。
急冷装置９からの処理物Ｋをエージング装置１０に依りエージングする様にしたので、重金属類のとりわけ鉛（Ｐｂ）の溶出を土壌環境基準である０．０１ｍｇ／ｌ以下に低減できる。
従って、本発明の焼却残渣処理方法及びその装置に依れば、溶融スラグ化と同等の安全性を有すると共に、安価に提供する事ができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上、既述した如く、本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
（１）焼却残渣に塩化剤を添加し、これを焼却炉の燃焼排ガスに依り焼成して塩化揮発させる様にしたので、安全性が高く且つ安価に焼却残渣を無害化して有効利用を図る事ができる。
（２）焼却残渣中の粗物や金属類等を除去し、これを粉砕した後に塩化剤を添加して造粒する様にした場合は、粗物や金属類を回収できると共に、それだけ焼成に依る塩化揮発が促進されて焼却残渣中の重金属の含有量やダイオキシン類の濃度を効率良く低減できる。
（３）焼却炉の後燃焼ストーカの上部の燃焼排ガスを焼成に必要な温度に上昇させて焼成に使用すると共に、焼成後の排ガスをボイラに導く様にした場合は、燃焼炉の燃焼排ガスの一部を利用する事に依り焼成エネルギを削減できると共に、焼成後の排ガスの熱量をボイラで回収できる。
（４）焼成物を急冷した後にエージングする様にした場合は、重金属の溶出量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る焼却残渣処理装置を示す概要図である。
【符号の説明】
１…焼却残渣処理装置、２…焼却炉、３…ボイラ、４…前処理装置、５…造粒装置、６…焼成装置、７…助燃装置、８…排ガス還流装置、９…急冷装置、１０…エージング装置、１１…廃棄物供給装置、１２…乾燥ストーカ、１３…燃焼ストーカ、１４…後燃焼ストーカ、１５…焼却残渣排出口、１６…二次燃焼室、１７…供給フィーダ、１８…キルン胴、１９…入口フード、２０…出口フード、２１…連絡路、２２…還流路、２３…熱交換器、２４…送風機、Ａ…廃棄物、Ｂ…燃焼排ガス、Ｃ…焼却残渣、Ｄ…粗物、Ｅ…金属類、Ｆ…前処理物、Ｇ…塩化剤、Ｈ…造粒物、Ｉ…排ガス、Ｊ…焼成物、Ｋ…処理物。

Claims

廃棄物を焼却するストーカ式焼却炉と、ストーカ式焼却炉からの燃焼排ガスに依り蒸気を発生させるボイラと、ストーカ式焼却炉からの焼却残渣中から粗物と金属類を除去する前処理装置と、前処理装置からの前処理物を粉砕して塩化剤を添加した後に造粒する造粒装置と、造粒装置からの造粒物を焼成して塩化揮発させる焼成装置と、ストーカ式焼却炉の後燃焼ストーカの上部の燃焼排ガスを焼成に必要な温度に上昇させて焼成装置に供給する助燃装置と、焼成装置からの排ガスをストーカ式焼却炉の二次燃焼室に導く排ガス還流装置と、焼成装置からの焼成物を急冷させる急冷装置と、急冷装置からの処理物をエージングするエージング装置と、から構成した事を特徴とするストーカ式焼却炉の焼却残渣処理装置。