JP2000308868A

JP2000308868A - 飛灰処理方法及び飛灰処理装置

Info

Publication number: JP2000308868A
Application number: JP11119737A
Authority: JP
Inventors: Keizo Hamaguchi; 敬三浜口; Atsushi Hirayama; 敦平山; Toru Shiomitsu; 徹塩満
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2000-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】有機ハロゲン化合物を含有する飛灰を低いコス
トで無害化処理することが可能な或いは有機ハロゲン化
合物を含有する飛灰を高い水準で無害化処理することが
可能な飛灰処理方法及び飛灰処理装置を提供すること。【解決手段】本発明の飛灰処理方法は、有機ハロゲン化
合物を含有する飛灰を、前記飛灰に対して０．１〜１．
０重量％の水酸化ナトリウム及び前記飛灰に対して１〜
３０重量％の水とともに４００〜５００℃に加熱して前
記飛灰から前記有機ハロゲン化合物を揮発させ、揮発し
た有機ハロゲン化合物を含むガスを発生させる工程を具
備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飛灰処理方法及び
飛灰処理装置に係り、より詳細には有機ハロゲン化合物
を含有する飛灰の処理方法及び処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ或いは産業廃棄物を焼却する過
程で発生する排ガスや、金属精錬工場などで可燃性の付
着物を含むスクラップを予熱・溶解する際に排気される
排ガスは、多種多様の有害成分とともに、煤塵、すなわ
ち飛灰を含んでいる。この飛灰は、通常、毒性の強いダ
イオキシン類などの有機ハロゲン化合物、クロロベンゼ
ン及びクロロフェノール等のダイオキシン類前駆物質、
さらには水銀等の有害な重金属類を含有しており、都市
ごみ焼却施設や可燃性廃棄物処理施設等においては集塵
機により回収されている。

【０００３】飛灰中の有機ハロゲン化合物を無害化処理
する方法としては、焼却処理法、溶融処理法、薬剤によ
る酸化分解処理法、及び加熱分解処理法等が知られてい
る。例えば、特公平６−３８８６３号公報は、飛灰を非
通り抜け流系において酸素欠乏状態で２００〜５５０℃
に加熱してダイオキシン類などの有機ハロゲン化合物を
分解する方法を開示している。また、特開平２−７８４
７９号公報は、飛灰を充満させた滞留部に加熱手段を設
けて３００℃以上に加熱することによりダイオキシン類
を分解する方法を開示している。

【０００４】しかしながら、これら従来技術に係る方法
は以下に示す問題を有している。すなわち、焼却処理法
によると、一般に、飛灰をキルン或いは流動床方式で８
００〜１２００℃間で加熱することによりダイオキシン
類の分解が行われるが、飛灰は可燃分が少ないため自燃
させることができず、極めて多くの外部エネルギーが必
要である。また、焼却燃焼法によると、ＮＯ_xなどを含
む燃焼排ガスの処理が別途必要となる。

【０００５】溶融処理法によると、飛灰を１３００℃以
上に加熱することによりダイオキシン類の分解が行われ
る。すなわち、溶融処理法においては焼却処理法に比べ
てさらに高温での処理が行われ、したがって、より多く
の外部エネルギーが必要となる。さらに、溶融処理法に
よると、ＣｄやＰｂなどの重金属が揮発するため、溶融
排ガスの処理が別途必要である。

【０００６】薬剤による酸化分解処理法は、薬剤が一般
に高価であるため高コストである。また、この方法で
は、充分に高いダイオキシン分解率は未だ実現されてい
ない。

【０００７】加熱処理法、例えば、上記特公平６−３８
８６３号公報に開示される方法によると、極端な高温や
高価な薬剤を必要とすることなくダイオキシン類を分解
することが可能である。しかしながら、その反面で、酸
素欠乏状態を形成するために窒素ガス等を多量に必要と
するという問題を有している。また、この方法による
と、加熱処理は２００〜５５０℃で行われるが、近年、
２００〜３５０℃でダイオキシン類が再合成されること
が判明している。そのため、上記方法によると、ダイオ
キシン類を確実に除去することは困難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、有機ハロゲン化合物を含
有する飛灰を低いコストで無害化処理することが可能な
飛灰処理方法及び飛灰処理装置を提供することを目的と
する。

【０００９】また、本発明は、有機ハロゲン化合物を含
有する飛灰を高い水準で無害化処理することが可能な飛
灰処理方法及び飛灰処理装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、有機ハロゲン化合物を含有する飛灰を、
飛灰に対して０．１〜１．０重量％の水酸化ナトリウム
及び飛灰に対して１〜３０重量％の水とともに４００〜
５００℃に加熱して上記飛灰から有機ハロゲン化合物を
揮発させ、揮発した有機ハロゲン化合物を含むガスを発
生させる工程を有することを特徴とする飛灰処理方法を
提供する。

【００１１】また、本発明は、有機ハロゲン化合物を含
有する飛灰を、水酸化ナトリウム及び水とともに加熱し
て上記飛灰から有機ハロゲン化合物を揮発させ、揮発し
た有機ハロゲン化合物を含むガスを発生させる加熱手
段、及び上記ガスを無害化処理する無害化処理手段を有
することを特徴とする飛灰処理装置を提供する。

【００１２】なお、本発明でいう有機ハロゲン化合物
は、厚生省により清掃工場へのガイドラインが毒性換算
値により指定されているダイオキシン類、ダイオキシン
類の前駆物質、関連物質と称されるクロロベンゼン、ク
ロロフェノール、及びＰＣＢ等、並びにこれら化学物質
の塩素原子を他のハロゲン原子で置換したもの等を包含
する。また、ダイオキシン類とは、ポリジベンゾパラジ
オキシン及びポリジベンゾフランの総称であって、通
常、毒性換算濃度によって評価されるものをいう。

【００１３】本発明者らが有機ハロゲン化合物、特にダ
イオキシン類を含有する飛灰について調査したところ、
飛灰を３５０〜５００℃の温度域で加熱処理した場合、
飛灰に含まれるダイオキシン類の一部は分解されずに揮
発し、残りは熱分解されて脱塩素化或いは低分子化され
ること、並びに、低分子化したダイオキシン類の多く
は、クロロベンゼンのようにダイオキシン類へと容易に
転化されるダイオキシン類前駆体として存在し、さらに
低分子化されることはないことが判明した。このような
事実は、非通り抜け流系（密閉系）で加熱処理した場
合、その加熱温度を、ダイオキシン類の再合成が殆ど生
じないとされる３５０〜５００℃としても、揮発したダ
イオキシン類或いはダイオキシン類前駆体が飛灰に再吸
着するため、高い水準でダイオキシン類を除去すること
が困難であることを示している。

【００１４】さらに、例え、加熱温度を３５０〜５００
℃としても、飛灰の昇温・冷却過程で、ダイオキシン類
の再合成が生じるとされる２００〜３５０℃の温度域を
経ることは避けられない。そのため、飛灰を密閉系で３
５０〜５００℃に加熱した場合、昇温−加熱過程におい
ては、一時的にダイオキシン濃度が増加し、加熱処理に
長時間を要するという問題を生ずる。また、上述したよ
うに、このような方法によるとダイオキシン類前駆体を
飛灰から完全に除去することはできないため、冷却過程
においてダイオキシン類が再合成されてしまう。

【００１５】これに対し、本発明によると、飛灰は水酸
化ナトリウム及び水とともに４００〜５００℃に加熱さ
れる。上述したように、飛灰を３５０℃以上に加熱する
場合、２００〜３５０℃の温度域を経ることは避けられ
ない。しかしながら、本発明によると、水酸化ナトリウ
ムが塩素と反応し、且つ水が水蒸気となり飛灰と酸素と
の接触を防止するため、ダイオキシン類の再合成が抑制
される。

【００１６】さらに、水酸化ナトリウムはダイオキシン
類の脱塩素化を促進する。ダイオキシン類は脱塩素化さ
れることによりその沸点の低下を生ずるため、水酸化ナ
トリウムを添加することにより、ダイオキシン類をより
容易に揮発させること、すなわち、飛灰からダイオキシ
ン類を高い水準で除去することが可能となる。

【００１７】また、本発明において、飛灰からのダイオ
キシン類の揮発は、飛灰を４００〜５００℃に加熱する
ことにより行われる。加熱温度を２００℃以下とした場
合、飛灰からダイオキシン類並びにその前駆物質である
クロロベンゼン等を殆ど揮発させることができない。加
熱温度を３５０℃以上とした場合、ダイオキシン類並び
にその前駆物質を揮発させることは可能であるが、充分
な効率で揮発させることはできない。また、上述したよ
うに、加熱温度を３５０℃以上とすることによりダイオ
キシン類の再合成を防止することができるが、現実的な
装置においては装置内に温度分布が形成される。そのた
め、加熱温度を３５０℃以上に設定しても、局所的に３
５０℃未満となり、ダイオキシン類が再合成されること
がある。

【００１８】それに対し、加熱温度を４００℃以上とし
た場合、充分な効率でダイオキシン類を揮発させること
ができ、且つ現実的な装置においても局所的に３５０℃
未満となることがない。したがって、揮発した有機ハロ
ゲン化合物を含むガスを飛灰から除去しつつ加熱処理を
行うことにより、飛灰から効率的にダイオキシン類を除
去することが可能となるだけでなく、ダイオキシン類の
再合成を抑制することが可能となる。

【００１９】また、加熱温度が過剰に高い場合、飛灰に
含有される無機系の低融点化合物が溶融し、装置内で飛
灰が固着してしまう。このような場合、飛灰の搬送が困
難となる、或いは加熱のためにより多くのエネルギーが
必要となるという問題を生ずる。それに対し、加熱温度
を５００℃以下とした場合、飛灰に含有される低融点化
合物は殆ど溶融することはない。したがって、上述した
問題の発生を防止することが可能となる。

【００２０】このように、本発明によると、昇温−加熱
過程において極めて高い水準でダイオキシン類並びにダ
イオキシン類前駆体が除去されるので、冷却過程におい
てダイオキシン類が再合成されることは殆どない。すな
わち、本発明によると、飛灰を高い水準で無害化処理す
ることが可能となる。

【００２１】また、本発明における飛灰の加熱は４００
〜５００℃と比較的低温で実施されるため、多大なエネ
ルギーを必要とすることがない。また、この無害化処理
に使用される薬品は安価であり且つ少量で充分である。
さらに、飛灰から揮発する有機ハロゲン化合物の量は少
量であるので、揮発した有機ハロゲン化合物を含むガス
を無害化するのに大規模な設備を必要としない。したが
って、本発明によると、飛灰を低いコストで無害化処理
することが可能である。

【００２２】本発明において、飛灰の加熱は、電気ヒー
タ等を用いた間接加熱により行うことが好ましい。熱風
等を用いた直接加熱によると、熱風発生器が必要であ
り、また、粒径の小さな飛灰が舞い上がり上記ガスとと
もに排気されることがある。

【００２３】本発明の方法において、水酸化ナトリウム
の添加量は、飛灰に対して０．１〜１．０重量％であ
る。水酸化ナトリウムの添加量が０．１重量％未満の場
合、水酸化ナトリウムを添加した効果が殆ど得られない
ことがある。また、水酸化ナトリウムを添加する効果は
１．０重量％程度で飽和する。したがって、水酸化ナト
リウムの添加量を０．１〜１．０重量％とした場合、比
較的少ない水酸化ナトリウムの消費量で充分な効果を得
ることができる。

【００２４】また、本発明の方法において、水の添加量
は、飛灰に対して１〜３０重量％である。水の添加量が
１重量％未満の場合、水蒸気が飛灰に均一に行き渡るこ
とが困難となり、さらに、飛灰と酸素との接触を防止す
る効果が不充分となることがある。また、水を添加する
効果は３０重量％程度で飽和する。水の添加量が増加す
るほど加熱に必要なエネルギーが増加するので、水の添
加量を１〜３０重量％とした場合、比較的低いエネルギ
ー消費量で充分な効果を得ることができる。

【００２５】上述した水酸化ナトリウムと水とを水酸化
ナトリウム水溶液として飛灰に添加することが好まし
い。この場合、水酸化ナトリウム及び水が飛灰中で不均
一に分布することがない。したがって、上述した効果を
より確実に得ることができる。なお、飛灰への水酸化ナ
トリウム及び水の添加は、飛灰の加熱と同時に行っても
よく、飛灰の加熱に先立って行ってもよい。飛灰の加熱
に先立って、水酸化ナトリウム及び水を飛灰に添加する
場合、これらを均一に混合することができる。

【００２６】本発明において、飛灰等の加熱時に、揮発
促進ガスを流通させることが好ましい。揮発促進ガスを
流通させた場合、加熱処理により飛灰から揮発したダイ
オキシン等の有機ハロゲン化合物が加熱器のような加熱
手段内にとどまって再び飛灰に吸着されるのを防止する
ことができる。また、揮発した有機ハロゲン化合物を飛
灰から速やかに分離し、加熱手段から無害化処理手段へ
の排気を促進することができる。

【００２７】揮発促進ガスとしては、塩素或いは塩素化
合物を含有しないガスを用いることが好ましい。揮発促
進ガスとして、例えばＨＣｌを含有する燃焼排ガスを用
いた場合、加熱手段内での塩素化反応によるダイオキシ
ン類の再合成やダイオキシン類前駆物質の合成が生ずる
ことがある。それに対し、揮発促進ガスとして塩素或い
は塩素化合物を含有しないガスを用いた場合、ダイオキ
シン類の再合成やダイオキシン類前駆物質の合成を生ず
ることなく上述した効果を得ることができる。

【００２８】塩素或いは塩素化合物を含有しない揮発促
進ガスとしては、例えば、窒素、空気、及び水蒸気等を
挙げることができる。なお、空気は酸素を含有するた
め、ダイオキシン類の脱塩素化が妨げられることが考え
られる。しかしながら、通常、揮発促進ガスは飛灰の上
層部に流通させられ、且つ飛灰とともに加熱した水が水
蒸気として飛灰の表面近傍に滞留するので、飛灰と酸素
とが直接接触することは殆どない。したがって、揮発促
進ガスとして空気を用いた場合においても、ダイオキシ
ン類の脱塩素化が妨げられることは殆どない。

【００２９】上記揮発した有機ハロゲン化合物を含むガ
ス、すなわちテールガスは、粒径の小さな飛灰とともに
加熱手段から排気されることがある。このような場合、
無害化処理に先立って、集塵機等の集塵手段によりテー
ルガスから固形分を除去することが好ましい。また、適
当なバグフィルタを用いた集塵機によると、固形分だけ
でなくダイオキシン類もテールガスから除去することが
できる。なお、テールガスからの固形分の除去には、廃
棄物等の処理が行われる付帯設備の集塵機を共用しても
よく、別途設けられた集塵機で行ってもよい。

【００３０】テールガスに含まれる有機ハロゲン化合物
の無害化処理は、燃焼手段及び触媒分解手段等を用いて
行うことができる。例えば、燃焼手段を用いる場合、テ
ールガスを焼却炉等の燃焼手段に供給し、８００℃以上
の温度で熱分解することにより容易に無害化することが
できる。

【００３１】テールガスの無害化は、燃焼手段と触媒分
解手段とを組み合せて行ってもよい。すなわち、テール
ガスを触媒分解処理して有機ハロゲン化合物を分解除去
した後、燃焼処理してもよい。付帯設備の焼却炉、例え
ば廃棄物を燃焼処理して飛灰を生成する焼却炉をテール
ガスの燃焼処理に共用する場合、テールガスの燃焼処理
に先立って触媒分解処理を行うことにより、焼却炉の負
担を軽減することができるのとともに、有機ハロゲン化
合物が焼却炉と加熱器との間で循環することにより有機
ハロゲン化合物濃度が上昇するのを防止することができ
る。

【００３２】上述したテールガスは、有機ハロゲン化合
物や粒径の小さな飛灰だけでなく、水銀を含有すること
がある。このような場合、水銀除去手段によりテールガ
スから水銀を除去した後に、揮発した有機ハロゲン化合
物の無害化処理を行うことが好ましい。例えば、燃焼処
理に付帯設備の焼却炉を共用する場合、或いはテールガ
スからの固形分の除去に付帯設備の集塵機を共用する場
合、テールガスから水銀を予め除去することにより、水
銀が付帯設備と加熱器との間で循環して水銀濃度が上昇
するのを防止することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
しながらより詳細に説明する。なお、それぞれの図面に
おいて、共通する部材等には同一の符号を付し、重複す
る説明は省略する。図１〜図４は、それぞれ、本発明の
第１〜第４の実施形態に係る飛灰処理装置を概略的に示
す図である。また、図５は、一般的なごみ焼却設備を概
略的に示す図である。本発明の実施形態に係る飛灰処理
装置を説明する前に、まず、図５に示すごみ焼却設備に
ついて説明する。

【００３４】図５に示すごみ焼却設備によると、焼却炉
２１でごみの焼却処理が行われる。焼却炉２１からは、
８００℃以上の高温の排ガスがボイラ２２へと排気さ
れ、そこで排ガスの熱回収が行われる。ボイラ２２で熱
回収された排ガスは、冷却塔２３へで所定の温度まで冷
却された後、バグフィルタ２４へと供給される。

【００３５】冷却塔２３からの排ガスは、窒素酸化物及
び煤塵（飛灰）の他にＨＣｌやＳＯ _xのような酸性成分
を含有している。図５に示すごみ焼却設備によると、排
ガスをバグフィルタ２４へ供給する際に、消石灰供給装
置２６から消石灰を噴霧することにより酸性成分の中和
が行われる。また、排ガス中の飛灰はバグフィルタ２４
で除去され、窒素酸化物は必要に応じて触媒脱硝塔２５
で除去される。

【００３６】バグフィルタ２４で集塵した飛灰は、飛灰
排出コンベア（図示せず）により飛灰サイロ１へと搬送
され、一時的に保管される。この飛灰には、毒性の強い
ダイオキシン類などの有機ハロゲン化合物や、クロロベ
ンゼン及びクロロフェノール等のダイオキシン類前駆物
質や、水銀等の有害な重金属類が含まれている。

【００３７】図１〜図４に示す飛灰処理装置によると、
このような飛灰の無害化処理が行われる。まず、図１を
参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る飛灰処理
方法について説明する。

【００３８】飛灰サイロ１に一時的に保管された飛灰
は、添加混練機２へと搬送される。添加混練機２は、飛
灰に所定量の苛性ソーダ（ＮａＯＨ）水溶液を添加する
添加手段と、それらの混練を行う混練手段とを兼ねてい
る。飛灰への苛性ソーダ水溶液の添加は、例えば、噴霧
ノズルを用いて苛性ソーダ水溶液を霧状にして飛灰に噴
霧することにより行ってもよいし、苛性ソーダ水溶液を
液状のまま噴霧することにより行ってもよい。また、飛
灰と苛性ソーダ水溶液との混練は、回転羽根を有する攪
拌機やキルン式の混練機のような公知の機械的な混練機
を用いて行うことができる。

【００３９】苛性ソーダ水溶液と飛灰との混練物は、次
に、加熱手段である加熱器３へと搬送され、電気ヒータ
などの外部間接加熱手段により４００〜５００℃の温度
に加熱される。加熱器３の加熱方式に特に制限はない
が、熱風を用いた直接加熱によると飛灰が飛散すること
がある。したがって、電気ヒータを用いた外部加熱方式
や、熱交換を利用した間接加熱方式などを採用すること
が望ましい。加熱器３は、スクリュー式、ロータリー
式、及びバケット式などの搬送手段を有していることが
望ましい。

【００４０】加熱器３への飛灰及び苛性ソーダ水溶液の
供給は、飛灰を４００〜５００℃に加熱することができ
れば、連続式であってもバッチ式であってもよい。加熱
に要する時間は、加熱方式、加熱器３の形状、飛灰の比
熱、及び熱媒体の熱伝導率等に依存し、これらを考慮し
て適宜決定される。通常、４００〜５００℃の温度での
滞留時間が５分以上となるように設定することにより、
有機ハロゲン化合物を充分に揮発させることができる。

【００４１】加熱器３での加熱処理により、上記混練物
からは、ダイオキシン類などの有機ハロゲン化合物が他
の揮発性物質とともに揮発し、例えば、誘引ファン６を
駆動することにより、テールガスとして加熱器３から排
気される。なお、誘引ファン６は、テールガスを飛灰か
ら分離する分離手段である。

【００４２】上述したように、飛灰を４００〜５００℃
に加熱する過程で、ダイオキシン類の再合成が生じると
される２００〜３５０℃の温度域を経ることは避けられ
ない。しかしながら、上記方法によると、飛灰は苛性ソ
ーダ水溶液と混練されているので、苛性ソーダが塩素と
反応し、且つ水が水蒸気となり飛灰と酸素等との接触を
防止するため、ダイオキシン類の再合成が抑制される。
さらに、苛性ソーダはダイオキシン類の脱塩素化を促進
するので、上記方法によると、ダイオキシン類をより容
易に揮発させること、すなわち、飛灰からダイオキシン
類を高い水準で除去することが可能となる。

【００４３】加熱器３から排気された微量のテールガス
は、例えば、無害化処理手段である無害化処理装置５を
経由して系外Ａに排気される。無害化処理装置５として
は、集塵機、冷却装置、排ガス洗浄装置、水銀回収装
置、触媒分解装置、及び活性炭移動床等の公知の装置、
並びにこれら装置の組合わせを挙げることができる。加
熱器３から排気されるテールガスは微量であるので、無
害化処理装置５は小型のもので充分である。

【００４４】なお、無害化処理装置５は必ずしも設ける
必要はない。図１に示す飛灰処理装置をごみ焼却設備等
に併設する場合には、例えば、図５にＡ１として示すよ
うに、加熱器３からのテールガスを焼却炉２１に供給し
てもよい。この場合、焼却炉２１及びバグフィルタ２４
が無害化処理手段として用いられる。また、図５にＡ２
として示すように、加熱器３からのテールガスをバグフ
ィルタ２４の上流の煙道に合流させてもよい。この場
合、バグフィルタ２４が無害化処理手段として用いられ
る。

【００４５】一方、有機ハロゲン化合物や他の揮発性物
質を除去された飛灰は、飛灰バンカ７に貯留される。飛
灰バンカ７に貯留された飛灰は、通常、埋め立て処分さ
れるか、或いは必要に応じて重金属安定処理等の公知の
処理を施される。

【００４６】有機ハロゲン化合物等を除去された飛灰を
加熱器３から飛灰バンカ７へと搬送する途中で、冷却手
段或いは廃熱回収手段により冷却してもよい。また、搬
送途中で冷却せずに、飛灰バンカ７内で自然放冷させて
もよい。すなわち、飛灰の冷却は急冷及び徐冷のいずれ
でもよい。これは、上述したように、加熱器３から排出
される飛灰は有機ハロゲン化合物や他の揮発性物質を除
去されているので、飛灰の冷却過程で、ダイオキシン類
の再合成が生じるとされる２００〜３５０℃の温度域を
経たとしても、ダイオキシン類が再合成されることはな
いためである。

【００４７】次に、本発明の第２の実施形態に係る飛灰
の処理方法について、図２を参照しながら説明する。図
２に示す飛灰処理装置は、添加混練機２及び加熱器３の
代わりに添加混練兼加熱器４が設けられている点で図１
に示す飛灰処理装置と異なっている。すなわち、図２に
示す飛灰処理装置においては、添加混練機２と加熱器３
とが一体化された添加混練兼加熱器４が設けられてい
る。添加混練機２と加熱器３とを一体化するには、例え
ば、添加混練機２に電気ヒータを設けるか、或いは加熱
器３に添加混練機構を設ければよい。

【００４８】このように添加混練と加熱とを単一の装置
で実行可能とした場合、充分な設置スペースが得られな
い場合でも、図１に示す飛灰処理装置と同等の処理能力
を実現することができる。

【００４９】次に、本発明の第３の実施形態に係る飛灰
の処理方法について、図３を参照しながら説明する。図
３に示す飛灰処理装置は、無害化処理装置５の代わりに
集塵機８及び触媒分解装置９が設けられている点で図１
に示す飛灰処理装置と異なっている。すなわち、図３に
示す飛灰処理装置は、無害化処理手段として触媒分解装
置９及び集塵機８が設けられた構造を有している。

【００５０】図３に示す飛灰処理装置によると、加熱器
３から排気されたテールガスは、集塵機８で、ごく微量
の飛灰を除去される。飛灰を除去されたテールガスは、
次に、触媒分解装置９へと供給される。触媒分解装置９
では、テールガスに含まれるダイオキシン類などの有機
ハロゲン化合物の分解・除去が行われる。なお、触媒分
解装置９としては、白金やチタンのような金属を含有す
る酸化触媒等を収容する公知の装置を用いることができ
る。

【００５１】触媒分解装置９で有機ハロゲン化合物を分
解・除去されたテールガスは、第１の実施形態において
説明したのと同様に、図５のＡ１に示すように焼却炉２
１へと供給するか、図５のＡ２に示すようにバグフィル
タ２４の上流の煙道に合流させるか、或いは大気中に放
散させる。

【００５２】このように、加熱器３から排気されるテー
ルガスを触媒分解装置９を経由して焼却炉２１或いはバ
グフィルタ２４に供給した場合、加熱器３から排気され
るテールガスを焼却炉２１或いはバグフィルタ２４に直
接供給した場合に比べて、焼却炉２１やバグフィルタ２
４への負担を軽減することができる。さらに、この場
合、焼却設備と飛灰処理装置との間でダイオキシン類が
循環し、ダイオキシン濃度が上昇するのを防止すること
ができる。

【００５３】このような効果は、触媒分解装置９の代わ
りに水銀回収装置（図示せず）を設けた場合も同様に得
ることができる。すなわち、加熱器３から排気されるテ
ールガスを水銀回収装置を経由して焼却炉２１或いはバ
グフィルタ２４に供給した場合、焼却設備と飛灰処理装
置との間で水銀が循環し、水銀濃度が上昇するのを防止
することができる。なお、水銀回収装置としては、冷却
凝縮方式等の公知の装置を用いることができる。

【００５４】また、テールガスを焼却炉２１やバグフィ
ルタ２４に供給せずに大気中に放散させる場合、触媒分
解装置９だけでなく、水銀回収装置や排ガス洗浄装置な
ど他の無害化処理装置を併設することが好ましい。これ
ら装置を併設することにより、大気中への有害物質の放
出をより効果的に防止することができる。

【００５５】次に、本発明の第４の実施形態に係る飛灰
の処理方法について、図４を参照しながら説明する。図
４に示す飛灰処理装置は、ガス流通手段として、加熱器
３に揮発促進ガスを供給する機構を有している点で図１
に示す飛灰処理装置と異なっている。上述したように、
加熱器３内に揮発促進ガスを流通させた場合、加熱処理
により飛灰から揮発したダイオキシン類等の有機ハロゲ
ン化合物が加熱器３内にとどまって再び飛灰に吸着され
るのを防止することができる。また、揮発した有機ハロ
ゲン化合物を飛灰から速やかに分離し、加熱器３からの
排気を促進することができる。さらに、揮発促進ガスと
して、塩素或いは塩素化合物を含有しないガスを用いた
場合、ダイオキシン類の再合成やダイオキシン類前駆物
質の合成を生ずることなく上述した効果を得ることがで
きる。

【００５６】加熱器３への揮発促進ガスの供給は、例え
ば、加熱器３の上部或いは飛灰供給部の近傍に導入口や
ノズルを設置してボンベ或いは送風機を用いて揮発促進
ガスを導入することにより行われる。また、揮発促進ガ
スとして空気を用いる場合には、加熱器の上部或いは飛
灰供給部の近傍に開口部を形成するだけでもよい。

【００５７】以上説明した第１〜第４の実施形態におい
て、無害化処理手段として示した無害化処理装置５、集
塵機８、及び触媒分解装置９は、図１〜図４に示す構成
に限られるものではなく、テールガスを無害化すること
ができればどのようなものであってもよい。また、無害
化処理手段は、集塵機、冷却装置、排ガス洗浄装置、水
銀回収装置、触媒分解装置、及び活性炭移動床等の公知
の装置、並びにこれらの組合わせのいずれであってもよ
い。

【００５８】また、上記第１〜第４の実施形態では、加
熱器３からのテールガスの全量を、無害化処理装置５、
触媒分解装置９、焼却炉２１、或いはバグフィルタ２４
に供給したが、一部を無害化処理装置５或いは触媒分解
装置９に供給し、残りを焼却炉２１或いはバグフィルタ
２４に供給してもよい。テールガスの無害化処理方法
は、無害化処理手段の種類、処理用量、或いは目標無害
化水準等に応じて適宜選択される。

【００５９】なお、テールガスの発生量は、図５に示す
焼却設備の排ガス処理量と比較すると、少なくとも１／
１００以下とごく少量である。したがって、飛灰処理装
置に用いる無害化処理装置には簡易型の装置や小型装置
を用いることができ、僅かな費用で設置や運転を行うこ
とが可能である。

【００６０】図１〜図４に示す飛灰処理装置を焼却設備
に併設する場合、飛灰サイロ１は必ずしも設ける必要は
ない。例えば、図１〜図４に示す飛灰処理装置を図５に
示す焼却設備に併設する場合、バグフィルタ２４で回収
した飛灰を添加混練機２或いは添加混練兼加熱器４に直
接供給することができる。

【００６１】また、第１〜第４の実施形態においては、
ごみ焼却設備から排出される飛灰を無害化処理すること
について説明したが、産業廃棄物処理設備やその他の燃
焼設備等から排出される飛灰や、ダイオキシン等の有機
ハロゲン化合物を含有する汚染土壌などの固形状物質に
適用した場合にも同様の効果を得ることができる。

【００６２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００６３】図５に示すごみ焼却設備から回収された飛
灰を、図４に示す飛灰処理装置を用いて無害化処理し
た。なお、加熱処理後の飛灰は自然放冷させた。下記表
に、無害化処理条件及び処理前後での飛灰中のダイオキ
シン濃度を示す。

【００６４】

【表１】

【００６５】上記表に示すように、本発明の実施例に係
る条件（１）〜（３）で飛灰を処理した場合、０．１ｎ
ｇ／ｇを大きく下回るダイオキシン濃度を実現すること
ができた。すなわち、飛灰からダイオキシン類を充分に
除去することができた。

【００６６】それに対し、比較例に係る条件（４）で飛
灰を処理した場合、加熱温度は４５０℃と充分に高いの
にも関わらず、ダイオキシン濃度を０．１ｎｇ／ｇ以下
とすることができなかった。これは、ＮａＯＨ及び水を
添加せずに加熱したため、ダイオキシン類の再合成が生
じたためであると考えられる。

【００６７】また、比較例に係る条件（５）で飛灰を処
理した場合、ダイオキシン濃度は初期値よりも低減され
たが、０．１ｎｇ／ｇを大幅に上回っていた。すなわ
ち、飛灰からダイオキシン類を充分に除去することがで
きなかった。この結果は、所定量のＮａＯＨ及び水を添
加したとしても、加熱温度を４００℃以上としない限
り、飛灰からダイオキシン類を充分に除去することがで
きないことを示している。

【００６８】なお、条件（１）〜（３）で飛灰を処理す
るのに伴って発生したテールガスにはダイオキシン類が
含まれていたが、触媒分解装置を用いることにより充分
に無害化することができた。また、上記表には記載して
いないが、ＮａＯＨの添加量を２重量％とした場合に条
件（２）とほぼ同様の結果が得られる、ＮａＯＨの添加
量を０．０５重量％とした場合に飛灰からダイオキシン
類を充分に除去することができないこと、ＮａＯＨの添
加量を０．１重量％とした場合に飛灰中のダイオキシン
濃度を０．１ｎｇ／ｇ程度とすることができることを確
認した。

【００６９】さらに、加熱処理後の飛灰を自然放冷では
なく急冷したところ、ダイオキシン類の除去水準が大き
く増加することはなかった。すなわち、本発明の方法に
おいて、加熱処理後の飛灰を急冷することは必須ではな
いことが確認された。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
飛灰からの有機ハロゲン化合物の除去は、飛灰を、所定
量の水酸化ナトリウム及び水とともに所定の温度に加熱
することにより行われる。そのため、飛灰から有機ハロ
ゲン化合物を充分に揮発させることができるのととも
に、ダイオキシン類の再合成を防止することができる。
したがって、本発明によると、有機ハロゲン化合物を含
有する飛灰を高い水準で無害化処理することが可能な飛
灰処理方法及び飛灰処理装置が提供される。

【００７１】また、本発明によると、飛灰の無害化処理
は、比較的低温で実施されるため、多大なエネルギーを
必要とすることがない。また、この無害化処理に使用さ
れる薬品は安価であり且つ少量で充分である。さらに、
飛灰から揮発する有機ハロゲン化合物の量は少量である
ので、揮発した有機ハロゲン化合物を含むガスを無害化
するのに大規模な設備を必要としない。したがって、本
発明によると、有機ハロゲン化合物を含有する飛灰を低
いコストで無害化処理することが可能な飛灰処理方法及
び飛灰処理装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る飛灰処理装置を
概略的に示す図。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る飛灰処理装置を
概略的に示す図。

【図３】本発明の第３の実施形態に係る飛灰処理装置を
概略的に示す図。

【図４】本発明の第４の実施形態に係る飛灰処理装置を
概略的に示す図。

【図５】一般的なごみ焼却設備を概略的に示す図。

【符号の説明】

１…飛灰サイロ２…添加混練機３…加熱器４…添加混練兼加熱器５…無害化処理装置６…誘引ファン７…飛灰バンカ８…集塵機９…触媒分解装置２１…焼却炉２２…ボイラ２３…冷却塔２４…バグフィルタ２５…触媒脱硝塔２６…消石灰供給装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩満徹東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 3K061 NA01 NA02 NA11 NA13 NA19 4D004 AA37 AB05 AB07 AC05 CA22 CA28 CC03 CC09 CC12 DA03 DA06 DA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機ハロゲン化合物を含有する飛灰を、
前記飛灰に対して０．１〜１．０重量％の水酸化ナトリ
ウム及び前記飛灰に対して１〜３０重量％の水とともに
４００〜５００℃に加熱して前記飛灰から前記有機ハロ
ゲン化合物を揮発させ、揮発した有機ハロゲン化合物を
含むガスを発生させる工程を具備することを特徴とする
飛灰処理方法。
【請求項２】前記飛灰とともに加熱する水酸化ナトリ
ウム及び水として水酸化ナトリウム水溶液を用いること
を特徴とする請求項１に記載の飛灰処理方法。
【請求項３】前記ガスを発生させる工程を、前記発生
したガスを前記飛灰から除去しつつ行うことを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載の飛灰処理方法。
【請求項４】前記ガスを発生させる工程を、揮発促進
ガスの流通下で行うことを特徴とする請求項１〜請求項
３のいずれか１項に記載の飛灰処理方法。
【請求項５】前記揮発した有機ハロゲン化合物を含む
ガスから水銀を除去する工程をさらに具備することを特
徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の飛
灰処理方法。
【請求項６】前記揮発した有機ハロゲン化合物を含む
ガスから固形分を除去する工程をさらに具備することを
特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の
飛灰処理方法。
【請求項７】前記揮発した有機ハロゲン化合物を含む
ガスを燃焼処理及び触媒分解処理の少なくとも一方の処
理に供する工程をさらに具備することを特徴とする請求
項１〜請求項６のいずれか１項に記載の飛灰処理方法。
【請求項８】有機ハロゲン化合物を含有する飛灰を、
水酸化ナトリウム及び水とともに加熱して前記飛灰から
前記有機ハロゲン化合物を揮発させ、揮発した有機ハロ
ゲン化合物を含むガスを発生させる加熱手段、及び前記
ガスを無害化処理する無害化処理手段を具備することを
特徴とする飛灰処理装置。
【請求項９】前記加熱手段は、前記飛灰の上方に揮発
促進ガスを流通させるガス流通手段を具備することを特
徴とする請求項８に記載の飛灰処理方法。
【請求項１０】前記無害化処理手段は、前記ガスから
の水銀の除去及び前記有機ハロゲン化合物の触媒分解の
少なくとも一方を行う第１の処理部と、前記第１の処理
部で処理したガスを燃焼処理する第２の処理部とを具備
することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の
飛灰処理装置。