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技術 焼却灰の溶融処理方法

出願人 大同特殊鋼株式会社
発明者 志村進
出願日 2001年12月27日 (19年0ヶ月経過) 出願番号 2001-398187
公開日 2003年7月9日 (17年5ヶ月経過) 公開番号 2003-194322
状態 拒絶査定
技術分野 廃棄物の焼却、燃料生成物の除去 廃棄物の焼却(2) 廃棄物のガス化・溶融 固体廃棄物の処理
主要キーワード 投入コンベヤ 燃え殻 細粒灰 蛍光X線分析計 CaO量 耐久寿命 SOX 溶融処理炉
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年7月9日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

焼却炉で発生する主灰を溶融炉溶融処理するに際し、塩基度の高い飛灰を主灰に加えた場合でも溶融炉の耐火材溶損させず、支障なくそれらを溶融処理することのできる焼却灰溶融処理方法を提供する。

解決手段

焼却炉での廃棄物の焼却処理により発生する燃え殻としての主灰を溶融炉10で溶融処理するに際して、焼却処理の際に排ガスに伴われて排出される飛灰を主灰に加えて溶融するようになし、且つ溶融に際して予め塩基度調整材を加えることで全体の塩基度を設定した塩基度に調整し、その上で溶融炉10にて溶融処理するようになす。

概要

背景

都市ゴミ等の廃棄物は焼却工場まで運ばれ、図3に示しているように焼却炉200で焼却処理される。この焼却炉200での焼却による燃え殻は主灰と呼ばれ、そのまま処分場で処分することが行われて来た。

しかしながら、近年にあってはその処分場の確保が困難な情勢にあり、そこでこの主灰を溶融炉溶融してスラグ化し、これを路盤材等として活用するといったことが行われている。通常この主灰の塩基度(CaO/SiO2)は0.2〜0.5程度である。

ところで焼却炉200での廃棄物の焼却に際して、燃焼により排ガスが併せて発生する。この排ガス中には多量のダストが含まれており、そこで図3に示しているように焼却炉200からの排ガス中のダストをバグフィルタ202にて集塵し、分離することが行われている。この集塵されたダストを飛灰と称している。

ところで、焼却炉200で発生する排ガス中にはHCl(塩化水素)やSOX硫黄酸化物)等の酸性ガスやNOXガスが含まれており、そこで排ガス処理に際しては、バグフィルタ202の上流部で消石灰(Ca(OH)2)等の粒子ダクト又は煙道内に吹き付けて酸性ガスを中和し、その上で排ガスを脱硝装置204で脱硝(脱NOX)して大気放出するようにしている。

而してバグフィルタ202にて集塵された飛灰は、これに安定化剤を加えて安定化処理等を施した上で処分するようにしていた。即ち従来にあっては焼却炉200からの主灰のみを溶融処理し、飛灰については高価な安定化剤を加えて安定化処理するようにしていた。これに対して近年主灰を溶融処理するに際し、これに飛灰を加えてそれらをともに溶融処理することが行われている。

概要

焼却炉で発生する主灰を溶融炉で溶融処理するに際し、塩基度の高い飛灰を主灰に加えた場合でも溶融炉の耐火材溶損させず、支障なくそれらを溶融処理することのできる焼却灰溶融処理方法を提供する。

焼却炉での廃棄物の焼却処理により発生する燃え殻としての主灰を溶融炉10で溶融処理するに際して、焼却処理の際に排ガスに伴われて排出される飛灰を主灰に加えて溶融するようになし、且つ溶融に際して予め塩基度調整材を加えることで全体の塩基度を設定した塩基度に調整し、その上で溶融炉10にて溶融処理するようになす。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

焼却炉での廃棄物の焼却処理により発生する燃え殻としての主灰を溶融炉溶融処理するに際して、前記焼却処理の際に排ガスに伴われて排出される飛灰を前記主灰に加えて溶融するようになし、且つ該溶融に際して予め塩基度調整材を加えることで全体の塩基度を設定した塩基度に調整した上で、前記溶融炉にて溶融処理することを特徴とする焼却灰溶融処理方法

請求項2

請求項1において、前記主灰とともに溶融処理される飛灰の塩基度を予め測定し、該測定した塩基度と処理量とから、必要な塩基度調整材の投入量を求めて投入することを特徴とする焼却灰の溶融処理方法。

請求項3

請求項1,2の何れかにおいて、前記塩基度を1以下に設定することを特徴とする焼却灰の溶融処理方法。

技術分野

0001

この発明は焼却炉から発生する燃え殻としての主灰の溶融処理方法に関し、詳しくは焼却に際して排ガスとともに排出する飛灰を主灰に加えて溶融処理する際の処理方法に関する。

背景技術

0002

都市ゴミ等の廃棄物は焼却工場まで運ばれ、図3に示しているように焼却炉200で焼却処理される。この焼却炉200での焼却による燃え殻は主灰と呼ばれ、そのまま処分場で処分することが行われて来た。

0003

しかしながら、近年にあってはその処分場の確保が困難な情勢にあり、そこでこの主灰を溶融炉溶融してスラグ化し、これを路盤材等として活用するといったことが行われている。通常この主灰の塩基度(CaO/SiO2)は0.2〜0.5程度である。

0004

ところで焼却炉200での廃棄物の焼却に際して、燃焼により排ガスが併せて発生する。この排ガス中には多量のダストが含まれており、そこで図3に示しているように焼却炉200からの排ガス中のダストをバグフィルタ202にて集塵し、分離することが行われている。この集塵されたダストを飛灰と称している。

0005

ところで、焼却炉200で発生する排ガス中にはHCl(塩化水素)やSOX硫黄酸化物)等の酸性ガスやNOXガスが含まれており、そこで排ガス処理に際しては、バグフィルタ202の上流部で消石灰(Ca(OH)2)等の粒子ダクト又は煙道内に吹き付けて酸性ガスを中和し、その上で排ガスを脱硝装置204で脱硝(脱NOX)して大気放出するようにしている。

0006

而してバグフィルタ202にて集塵された飛灰は、これに安定化剤を加えて安定化処理等を施した上で処分するようにしていた。即ち従来にあっては焼却炉200からの主灰のみを溶融処理し、飛灰については高価な安定化剤を加えて安定化処理するようにしていた。これに対して近年主灰を溶融処理するに際し、これに飛灰を加えてそれらをともに溶融処理することが行われている。

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら主灰だけでなく、これに飛灰を加えた上で溶融処理しようとすると、次のような困難な問題が生ずる。上記のように主灰の塩基度は0.2〜0.5と低く、従って主灰のみの溶融処理の場合には、溶融炉の耐火材溶損の問題が特に生じないが、飛灰を加えた場合、塩基度が高いため、そのまま溶融したとき、溶融炉の耐火材が溶損してしまい、その耐久寿命が著しく損われてしまうのである。

0008

ここで飛灰の塩基度が高いのは、主として焼却に際して発生した排ガス中の酸性ガスを中和すべく加えられた消石灰等の粒子に由来する。消石灰等の粒子は酸性ガスを処理するのに必要な理論量よりも過剰に加えられるため、未反応の消石灰等の粒子が飛灰中に残ってしまって、これが飛灰の塩基度を高くしてしまうのである。

0009

通常この飛灰の塩基度は0.7〜4程度の範囲で大きくばらついている。その主たる理由は、各焼却工場において脱硫脱塩のための薬剤の種類とか添加量とが違っていたり、脱硫或いは脱塩のための装置の型式が違っていたりすることによる。

課題を解決するための手段

0010

本発明の焼却灰の溶融処理方法はこのような課題を解決するために案出されたものである。而して請求項1のものは、焼却炉での廃棄物の焼却処理により発生する燃え殻としての主灰を溶融炉で溶融処理するに際して、前記焼却処理の際に排ガスに伴われて排出される飛灰を前記主灰に加えて溶融するようになし、且つ該溶融に際して予め塩基度調整材を加えることで全体の塩基度を設定した塩基度に調整した上で、前記溶融炉にて溶融処理することを特徴とする。

0011

請求項2のものは、請求項1において、前記主灰とともに溶融処理される飛灰の塩基度を予め測定し、該測定した塩基度と処理量とから、必要な塩基度調整材の投入量を求めて投入することを特徴とする。

0012

請求項3のものは、請求項1,2の何れかにおいて、前記塩基度を1以下に設定することを特徴とする。

0013

上記のように本発明は、飛灰を主灰に加えて溶融するようになすとともに、その際に塩基度調整材、例えば川砂廃ガラス等SiO2を多量に含有する塩基度調整材を加えることで、全体の塩基度を設定した塩基度に調整し、その上でそれら主灰及び飛灰を溶融処理するもので、本発明によれば、塩基度の高い飛灰を主灰に加えて溶融処理するにも拘らず、それらを設定塩基度の下で溶融処理することができ、これにより溶融炉における耐火材の溶損を有効に防止し得て、その耐久寿命が飛灰処理によって短くなってしまうのを防止することができる。更にまた、飛灰を主灰とともに溶融処理することが可能となることにより、飛灰処理のためのコストも低減することができる。

0014

ところで、加えるべき飛灰の種類が1種類だけであるならば、その塩基度が殆ど変動しないと考えられる。従って一旦飛灰の塩基度を求めさえしておけば、飛灰の溶融処理の都度、塩基度調整材の投入量を調整する必要は特にない。

0015

しかしながら複数の異なった焼却工場で発生した飛灰を集めて溶融処理する場合、或いは各焼却工場からの飛灰の混入量が溶融処理の都度異なって来るような場合、溶融処理する飛灰の塩基度は一定せず、大きくばらついた値を取る。

0016

ここにおいて請求項2の溶融処理方法は、飛灰の塩基度を予め測定し、その測定した塩基度と処理量とから、必要な塩基度調整材の投入量を求めて投入するようになしたもので、このようにすれば、溶融処理すべき飛灰の塩基度が大きく変動した場合であっても、即ち複数の異なった焼却工場から発生する飛灰を集めて、まとめて溶融処理する場合であっても、更にまた溶融処理する際の各焼却工場からの飛灰の混合量が変動した場合であっても、支障なく安定した塩基度の下で主灰と飛灰とを溶融処理することが可能となる。ここで上記設定塩基度は1以下としておくことができる(請求項3)。

0017

次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。図1において、10はアーク式の溶融炉であって、この溶融炉10によって、焼却炉で発生した主灰と飛灰とが溶融される。溶融物はその後水砕されてスラグ化される。尚12はアーク式の溶融炉10における主電極であり、14は補助電極である。

0018

16は焼却炉で発生した主灰(細粒灰)を貯溜する主灰貯槽であり、焼却炉で発生した主灰がここに貯溜された上、一定量ずつ切り出されて溶融炉投入コンベヤ18により上記溶融炉10へと投入される。20は焼却炉及び溶融炉10が設置されている焼却工場(自工場)で発生した飛灰を貯溜する飛灰貯槽であり、22は溶融炉10の設置されていない他の複数の焼却工場で発生した飛灰を集めて貯溜する受入飛灰貯槽である。

0019

これら飛灰貯槽20,22に貯溜された飛灰は、コンベヤ24によって一旦飛灰投入ホッパ26に入れられた後、その飛灰投入ホッパ26から溶融炉投入コンベヤ18へと落とされ、溶融炉投入コンベヤ18による搬送によって溶融炉10へと投入される。

0020

28は川砂,廃ガラス等SiO2を含有する塩基度調整材切出槽で、ここに収容された塩基度調整材が、所定量切り出されてコンベヤ30により塩基度調整材投入ホッパ32へと入れられる。そしてその塩基度調整材投入ホッパ32より更に溶融炉投入コンベヤ18へと落とされて、溶融炉10へと投入される。

0021

図2は主灰及び飛灰が溶融炉10に運ばれるまでの流れを示したブロック図であって、図中34,36,38はそれぞれ溶融炉10の設置されていない他の焼却工場から運ばれて来た飛灰をそれぞれ貯溜する受入飛灰貯槽である。ここで受入飛灰貯槽34,36,38は、それぞれ同じ焼却工場からの同一種類の飛灰のみを貯溜する。

0022

それぞれ同一種類の飛灰だけを貯溜した受入飛灰貯槽34,36,38内の飛灰は、一旦受入飛灰貯槽22へと供給されてそこに貯溜される。尚この受入飛灰貯槽22には、受入飛灰貯槽34,36,38内の飛灰がそれぞれ所定比率で混合された状態で貯溜される。

0023

この受入飛灰貯槽22は、上記説明から明らかなように溶融炉10の設置されていない他の焼却工場からの飛灰を受け入れ混合状態で貯溜するものであり、そしてこの受入飛灰貯槽22内の飛灰と、溶融炉10の設置されている自工場で発生した飛灰貯槽20内の飛灰とが、上記のように飛灰投入ホッパ26及び溶融炉投入コンベヤ18を経て、溶融炉10へと供給される。尚、主灰貯槽16内の主灰及び塩基度調整材投入ホッパ32内の塩基度調整材が併せて溶融炉投入コンベヤ18により溶融炉10へと投入される点は前述した通りである。

0024

本例では、受入飛灰貯槽34,36,38に貯溜された飛灰イ,ロ,ハの塩基度を、それぞれの受入飛灰貯槽34,36,38の下流部でサンプル採取し(サンプル名S4,S5,S6とする)、溶融炉10のある工場内に設置されている簡易型分析装置蛍光X線分析計等)にて、それぞれの飛灰イ,ロ,ハの塩基度を測定する。具体的には、各飛灰イ,ロ,ハのそれぞれのCaO量とSiO2量とを測定する。その際に必要な時間は30分程度の短時間である。

0025

また併せて主灰及び自工場飛灰、更に塩基度調整材の各塩基度を、それぞれの主灰貯槽16,飛灰貯槽20,塩基度調整材投入ホッパ32の下流部でサンプル採取して(サンプル名S1,S3,S7とする)、同じく簡易型の分析装置にて測定する。

0026

表1は上記のようにして測定したサンプルS1〜S7におけるCaO量とSiO2量とを、それぞれCS1〜CS7,SS1〜SS7の記号で表したものである。

0027

0028

ここで飛灰イ,ロ,ハのそれぞれの処理量を以下とし、
飛灰イ・・・処理量FA
飛灰ロ・・・処理量FA5
飛灰ハ・・・処理量FA6
また主灰の処理量及び自工場飛灰の処理量を以下、
主灰・・・処理量BA1
自工場飛灰・・・処理量FA3
としたとき、処理灰の塩基度計算は以下のようにして行うことができる。

0029

0030

更にまた塩基度調整材の投入量を以下のようにXとしたとき、主灰と飛灰とを併せた焼却灰全体の塩基度を1とするための塩基度調整材の投入量Xは以下の式で導き出される。

0031

0032

即ち以上のようにして求めた量の塩基度調整材を、主灰及び飛灰に加えることで、焼却灰全体の塩基度を1とすることができる。そして本例では、そのように塩基度を1に調整した上で、それら主灰及び飛灰を溶融炉10に投入し、溶融処理を行う。

0033

図2に示しているように、飛灰イ,ロ,ハを混合状態で貯溜した受入飛灰貯槽22の下流部でサンプル採取して(サンプル名S2)、それら混合飛灰の塩基度を測定し、そして処理量FA4+FA5+FA6を飛灰イ,ロ,ハ全体の処理量として計算を行うようにしても良い。

0034

或いはまた、飛灰イ,ロ,ハが受入飛灰貯槽22に入る前のP1のところで混合飛灰の塩基度を測定し、これに基づいて塩基度計算するようになしても良い。更に受入飛灰貯槽22の下流部と上流部とのそれぞれで塩基度計算し、何れかをチェック用として用いるようになしても良い。

0035

尚、ここでは飛灰イ,ロ,ハを全て混合するものとして説明しているが、それぞれの処理量FA4,FA5,FA6の何れか1つ又は2つが0の場合、即ちそれら飛灰イ,ロ,ハの何れか1つ又は2つを混合しない場合においても本例に従って塩基度計算し、また塩基度調整材の投入量を決定する場合も勿論本発明の処理方法に含まれる。

0036

また逆に上記実施例では、自工場以外の3種類の飛灰を受け入れて溶融処理するものとして説明しているが、これはあくまで一例であって、それ以上の複数の飛灰を受け入れて溶融処理する場合においても勿論本発明は適用可能であるし、また場合によって自工場飛灰を含まずに、他の焼却工場の飛灰のみを溶融処理するに際しても本発明の適用は可能である。

0037

以上のような本例の焼却灰の溶融処理方法によれば、塩基度の高い飛灰を主灰に加えて溶融処理するにも拘らず、それらを設定塩基度1以下で溶融処理することができ、これにより溶融処理炉10における耐火材の溶損を有効に防止し得て、その耐久寿命が飛灰処理によって短くなってしまうのを防止することができる。

0038

また飛灰を主灰とともに溶融処理することが可能となるため、飛灰処理のためのコストも低減することができる。また本発明によれば、単一種類の飛灰を主灰に加えて溶融処理する場合のみならず、塩基度が様々に異なった複数種類の飛灰をまとめて溶融処理することが可能であり、その場合においても飛灰における塩基度の変動にも拘らず、支障なく安定した塩基度の下で主灰と飛灰とを溶融処理することが可能となる。

0039

以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示である。例えば本発明においては、主灰に飛灰を加えた全体の焼却灰の塩基度を1以下の任意の設定値に調整することも可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。

図面の簡単な説明

0040

図1本発明の一実施例方法を使用する設備とともに示す説明図である。
図2図1における主灰及び飛灰が溶融炉に運ばれるまでの流れを系統的に表したブロック図である。
図3本発明の背景説明のための説明図である。

--

0041

10溶融炉
16 主灰貯槽
20飛灰貯槽
22受入飛灰貯槽
26 飛灰投入ホッパ
32塩基度調整材投入ホッパ

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