JPH0327262B2 - - Google Patents

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JPH0327262B2
JPH0327262B2 JP58006834A JP683483A JPH0327262B2 JP H0327262 B2 JPH0327262 B2 JP H0327262B2 JP 58006834 A JP58006834 A JP 58006834A JP 683483 A JP683483 A JP 683483A JP H0327262 B2 JPH0327262 B2 JP H0327262B2
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JP
Japan
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slag
discharge port
slag discharge
dust
furnace
Prior art date
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JP58006834A
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JPS59132931A (ja
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Toshiharu Furukawa
Susumu Shimura
Kazuyuki Goto
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
    • B01J6/005—Fusing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はダスト処理方向に関するものである。
更に詳しくは、電気集塵機で捕捉した廃棄物焼却
炉、例えば都市ゴミ焼却炉から発生するダストの
処理方向に係わるものである。 都市ゴミ、下水汚泥、鉱山や工場などから排出
される廃水の処理物等の各種廃棄物は焼却炉によ
り焼却され、生じた焼却灰は従来埋立などにより
処理されていた。しかし埋立用地の確保の困難性
の問題、含有される有害重金属類が地中に溶出し
埋立用地周辺を汚染して二次公害を引起す恐れが
あることなどから、最近では、例えばベースメタ
ルを用いた電気アーク炉や直接通電式溶融処理炉
などにより溶融処理して固化する方法が提案され
ている。上記焼却炉により廃棄物を焼却する場
合、発生する粉塵(ダスト)は大気を汚染するの
で、湿式集塵機、電気集塵機、バツグフイルター
その他の各種型式の集塵装置で捕捉されるが、例
えば、電気集塵機で捕捉したダスト中にはNaCl、
KCl、のような水溶性の塩類とCaO、SiO2、
Al2O3、Fe2O3のような水に不溶性の酸化物、及
びAs、Cr、Zn、Cd、Pb、Hgのような重金属類
が含まれており、この重金属類は一般にハロゲン
化物または硫酸塩といつた水に可溶性の形態のも
のが多い。従つてこのダストをそのまま埋立地に
埋めたのでは重金属類が地中へ溶出する恐れがあ
るので、やはり焼却灰と同様、溶融処理して固化
する方法が取られる。本発明者等は焼却炉による
廃棄物の焼却炉中に発生するダストの溶融処理に
つき種々検討したところ、ダストを直接通電式溶
融処理炉により溶融処理する際、生成する溶滓は
上層と下層とが組成を異にしており、別個に出滓
することによりそれぞれの特性に応じた有効利用
が可能でしかも重金属類は無害化されることを見
出し先に特許出願を行なつた(特願昭56−128637
(特公昭63−51755号公報))。 本発明は、かかる溶滓の分別出滓方法の改良に
係わるもので、溶滓排出口を特定の構造としてあ
る音度条件下に保持することにより処理炉炉体の
保護と溶滓中の相異なる成分をより確実に分別出
滓することを可能とするものである。即ち、本発
明は、廃棄物焼却炉から発生するダストを複数の
スリツトを設けた多孔質耐熱体から構成される上
段の溶滓排出口と、単孔体で構成される下段の溶
滓排出口を備えた直接通電式溶融処理炉で処理
し、生成した溶滓をそれぞれの排出口から分別出
滓するに当り、上段の溶滓口における多孔質耐熱
体に、炉内から出滓方向に向けて温度勾配を設け
ることを特徴とするダストの処理方法を要旨とす
るものである。 以下、本発明を本発明の適用される装置の一例
を示す図面に基づいて説明する。 第1図は直接通電式溶融処理炉の断面略図で、
炉本体1は例えばZrO2の含有量の多いSiO2−
Al2O3−ZrO2系の耐火材料1により密閉構築され
ており、これには廃棄物の焼却時に発生したダス
トの投入口2、排気管3、投入したダストの初期
溶融のための加熱装置、例えば燃料ガス噴射ノズ
ル4、水平方向に出没自在な電極5,5、上段の
溶滓排出口6、下段の溶滓排出口7などが設けら
れている。尚この2つの溶滓排出口6,7は炉体
構造の許容範囲でなるべく落差をつけて設けられ
る。上記電極5,5は電圧調整用電源トランス8
を通して交流電流が流され、ダストの投入口2か
ら投入されたダストが前記燃料ガス噴射ノズル4
からのガス加熱により溶融して、生成した溶滓9
自体が導体となり、これにジユール熱を発生さ
せ、内部加熱により溶融状態を保持させる機能を
なすものである。その材料の代表例としてはモリ
ブデン電極が、また他の例として黒鉛、鉄、酸化
スズ、タングステン電極などがあげられる。 本発明は排気物例えば都市ゴミ、下水汚泥、鉱
山や工場廃水の処理物等の焼却の際、発生するダ
スト、特に塩類を多く含む排気物からのダストの
処理に適用される。しかして本発明は、直接通電
式溶融処理炉のような無酸化溶融の可能な処理炉
で上記のようにダストを溶融した場合、生成する
溶滓は組成がダスト中のNaCl、KClのようなア
ルカリ金属の塩類が主体で、比重が1.9〜2.1、融
点が600〜800℃、そのときの粘度が1cpの成分
と、組成がCaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3のような
酸化物が主体で、比重が2.5〜2.9、融点が1000〜
1400℃、そのときの粘度が104cpの範囲の成分か
らなつている。そして、上下二段に溶滓排出口を
設けた上記処理炉により、上記塩類主体の成分と
酸化物類主体の成分を比重差を利用して分別出滓
が可能であるが、融点の高い酸化物類を基準にし
て高い温度で溶滓を形成させた時は、両成分が活
性化されて混じり合い、上段から塩類のみを出滓
させようとしても、下段の溶滓排出口から出滓さ
れるべき酸化物類が混入してくるばかりでなく、
過度に高温に加熱された塩類により炉本体が損傷
を受ける恐れがあるが、本発明は上段の溶滓排出
口を多孔質体により構成し、かつ炉内から出滓方
向に向けて適切な温度勾配を設けて温度をセーブ
して出滓するもので、これにより、路体の保護
と、成分毎のより確実な分別出滓を可能とするも
のである。 尚、含有される重金属類は処理中、金属元素ま
で還元されるか、硫化物の形に変化し、NaCl、
KClなどを主体とする溶滓中にも、CaO、SiO2、
Al2O3、Fe2O3、などの酸化物を主体とする溶滓
中にも溶出しない安全無害の形態となる。 本発明により、第1図の直接通電式溶融処理炉
を用い廃棄物焼却炉で発生したダストを処理する
には、該ダストをダスト投入口2より炉本体へ入
れて、初期溶融用の燃料ガス噴射ノズル4よりガ
ス加熱して、溶融状態とし、溶滓9を形成させ
る。この場合の溶滓9の温度は投入したダストの
種類にもよるが、およそ1000〜1400℃の範囲であ
る。その際、炉本体に取り付けてある電極5,5
を予め溶滓中に投入させ交流電流を通し、これを
導体として発生するジユール熱により溶融状態を
維持させる。このときの電流は投入したダストの
性質にもよるが、およそ700〜1200KW/t被処
理物の範囲である。尚11は順次投入されるダス
トの未溶融状態のカバリング層である。 上記溶滓の生成において、電極5,5の埋没す
る溶滓9は主成分がCaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3
等の酸化物よりなり、比重が2.5〜2.9で、融点が
1000〜1400℃と高く、かつ、その温度における粘
度が104cpの物性のものであり、また上記溶滓の
上方には、溶滓9と同一組成の未溶融の固化物
と、主体がKCl、NaCl等のアルカリ金属の塩類
からなり、比重が1.9〜2.1と上記溶滓9よりは軽
く、かつ、融点が600〜800℃で、その温度におけ
る粘度が1cpと流動性の極めて大きい成分とが混
じり合つた半溶融状溶滓10が形成される。次に
溶滓9は炉本体1に設けられた2つの溶滓出口の
うち、低い位置に設けられている下段の溶滓排出
口7から出滓させ、無害化された重金属類と共に
搬送固化させる一方、溶滓10は高い位置に設け
られた上段の溶滓排出口から出滓させその主成分
である塩類が水に可溶性の性質であることを利用
して水を満たしたピツト(図示せず)に放出溶解
させる。 上記分別出滓において、前記の通り、溶滓10
中には溶滓9と同一組成の未溶融固化物が混在し
ており、更に、その温度は溶滓9からの熱移動に
より前記KCl、NaCl等のアルカリ金属塩類の融
点よりはるかに高くなつており、これがために炉
本体1を損傷する恐れがある。 本発明では、炉本体1の上段溶滓排出口6を第
1図に例示するように構成すると共に、炉内から
出滓方向に向けて温度勾配を設けることにより上
記問題点を解決するものである。即ち、第1図に
おいて、上段の溶滓排出口6に巾が1〜10mmのス
リツトを設けた多孔質耐熱体または気孔率が70〜
95%の二次元または三次元の多孔質耐熱体12、
例えばセラミツクフオームを設け、該多孔質耐熱
体12それ自体に炉内から出滓方向に向けて、例
えば、1000〜1200℃から600〜800℃になるように
温度勾配を設けて、出滓させるものであり、これ
によつて、下段の溶滓排出口7から排出されるべ
き前記酸化物類を固化物の状態に保持してろ別
し、塩類は融点をやや上回る状態の溶滓として多
孔質耐熱体12を通過させて出滓させる。尚、こ
の場合、酸化物類の固化物は濾過材としても作用
する。第2図は上記溶滓排出口6における多孔質
耐熱体12に温度勾配を設ける機構の一例の炉内
側からみた正面拡大図で紙面に向かつて直角方向
の前方が出滓方向であり、12a,12bは加熱
保温用補助電極である。また第3図は他の一例の
正面拡大図で、板状の多孔質耐熱体12を出滓方
向に向け櫛状に並べ、細巾のスリツト12cを設
け出滓時に前記酸化物類の固化物の排出時の同伴
を阻止するよう構成したものの例を示すものであ
る。尚、第1図中、13は炉本体1に取り付けら
れた例えばセラミツクフアイバーのような材質か
らなる保温材、14は電熱ヒーターで、溶滓10
の排出時、冷却固化して出滓できなくなるのを防
止するために設けられる保温部材であり、必要に
応じて取り付けられるものである。前記の溶滓排
出口6より出滓させた溶滓10は、前記の通り主
成分がNaCl、KCl等アルカリ金属塩で水中に放
出したときに溶解するので場合により少量混入し
てくる溶滓9と同一組成分即ちCaO、SiO2、
Al2O3、Fe2O3等をろ別除去した上で、廃棄物焼
却炉から得られる廃熱等を利用して濃縮し、溶解
度の温度依存性の違い等を利用して、NaCl、
KCl等に分別し、例えばカリ肥料、NaOH製造用
原料、起塞剤や凍結防止剤などに再生利用され
る。また排出口7から出滓された用滓は固化され
た後、砂などの細骨材として再生利用される。 以上述べたように、本発明は廃棄物焼却炉から
発生するダストを直接通電式溶融処理炉で処理す
るに当つて、生成する溶滓を温度勾配を利用して
組成の異なる成分に確実に分割出滓することを特
徴とするものであり、これにより溶滓の〓後の有
効再生を容易にすると共に、ダスト中に含有され
る重金属類の無害化をはかるもので、廃棄物の処
理及び再生事業に寄与するところ大なるものがあ
る。 実施例 1 都市ゴミ焼却炉から敗勢する粉塵を電気集塵機
で捕捉し、第1表に示す組成からなるダストを得
た。
【表】 号によつた。
次に第1表のうち試料1を第1図に示す直接通
電式溶融処理炉により溶融処理し、溶滓排出口6
における多孔質耐熱体12を炉内から出滓方向に
向けて1000〜800℃に温度勾配を設けて出滓させ、
溶滓排出口7からは1300℃で溶滓9を出滓し、そ
れぞれについて組成を調整したところ第2表の結
果が得られた。尚、溶滓排出口6からの出滓は極
めて順調に行なわれた。
【表】 A:下段の溶滓排出口7からの出滓物
B:上段の溶滓排出口6からの出滓物
以上の結果から上段の溶滓排出口6から出滓し
た溶滓はNaCl、KClなどのアルカリ金属塩で水
に可溶性が主体であるのに対し、下段の溶滓排出
口7から出滓した溶滓はCaO、Al2O3、SiO2、
Fe2O3などの酸化物で水に難溶性の成分であるこ
とが明らかである。また試料ダスト中の重金属類
は出滓した溶滓中にはほとんど混入せず、無害化
されたことが分かる。 実施例 2 実施例1によつて得られた、第1図に示す直接
通電式溶融処理炉の溶滓排出口6より出滓された
主成分がNaCl、KClなどからなる上層部の溶滓
から第4図に示すフローに従つてKCl及びNaCl
を回収した。 即ち、NaClを飽和させ105〜110℃に加熱した
水溶液17を満たした溶解槽16内に、上記溶滓
をライン15から投入し溶解撹拌した。水溶液1
7加熱は廃棄物焼却炉から発生する廃熱を利用し
た蒸気を用いた。この場合、溶滓中のKClの水に
対する溶解度はNaClより大でKClは充分溶解し
た。これを移送ポンプ18により配管19を通し
て、冷却槽20へ送り、冷却水又はブライン冷却
により約10℃まで冷却した。この温度ではKClの
方がNaClよりも水に対する溶解度が小さく、
KClが析出するので分離機例えば遠心分離機21
で分離し、純度が60〜70%のKClが回収された。
結晶母液はNaCl、KClの飽和液であり移送ポン
プ22により配管23を通して蒸気加熱装置24
により加熱し前記溶解槽16へ循環使用する。
尚、溶解槽16ではKClを含むNaClが沈積する
ので随時抜き出し口25より抜き出し回収した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の適用される直接通電式溶
融処理炉の一例を示す断面略図、第2図は溶滓排
出口の一例を示す正面拡大図、第3図は同じく他
の例の正面拡大図、第4図は実施例2の回収操作
を説明するフローシートである。 1……炉本体、2……ダスト投入口、3……排
気管、4……燃料ガス噴射ノズル、5……電極、
6,7……溶滓排出口、8……電源トランス、
9,10……溶滓、11……カバリング層、12
……多孔質耐熱体、13……保温板、14……電
熱ヒーター、15……ライン、16……溶解層、
17……水溶液、18……移送ポンプ、19……
配管、20……冷却層、21……遠心分離機、2
2……移送ポンプ、23……配管、24……蒸気
加熱装置、25……抜き出し口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 廃棄物焼却炉から発生するダストを、複数の
    スリツトを設けた多孔質耐熱体から構成される上
    段の溶滓排出口と、単孔体で構成される下段の溶
    滓排出口を備えた直接通電式溶融処理炉で処理
    し、生成した溶滓をそれぞれの排出口から分別出
    滓するに当り、上段の溶滓排出口における多孔質
    体に、炉内から出滓方向に向けて温度勾配を設け
    ることを特徴とするダストの処理方法。 2 上段の溶滓排出口から排出される溶滓がKCl
    またはNaClを主体とする成分であり、下段の溶
    滓排出口から排出される溶滓がCaO、Al2O3、
    Fe2O3、SiO2を主体とする成分よりなる特許請求
    の範囲第1項記載のダストの処理方法。 3 温度勾配が炉内から出滓方向に向けて1000〜
    1200℃より700〜800℃の勾配である特許請求の範
    囲第1項記載のダストの処理方法。 4 多孔質体の気孔率が70〜95%の範囲にある特
    許請求の範囲第1項記載のダストの処理方法。 5 多孔質体のスリツト巾が1〜10mmの範囲にあ
    る特許請求の範囲第1項記載のダストの処理方
    法。
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JP2905953B2 (ja) * 1992-08-19 1999-06-14 日立造船株式会社 多孔質スラグの製造法
CN106191633B (zh) * 2016-08-05 2018-01-02 江苏省冶金设计院有限公司 一种高温冶炼炉及用其进行冶金的方法

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