JPH07102977B2 - 廃棄物処理方法と装置 - Google Patents
廃棄物処理方法と装置Info
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- JPH07102977B2 JPH07102977B2 JP1235478A JP23547889A JPH07102977B2 JP H07102977 B2 JPH07102977 B2 JP H07102977B2 JP 1235478 A JP1235478 A JP 1235478A JP 23547889 A JP23547889 A JP 23547889A JP H07102977 B2 JPH07102977 B2 JP H07102977B2
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、固体の廃棄物をガラスに変換する方法に関
し、更に詳しくは、前記廃棄物に一種類または複数種の
添加材を混合して溶融用のバッチを形成し、加熱によっ
て前記バッチの大半をガラス溶融物とし、残りを排ガス
として溶融バッチから排出し、更に前記ガラス溶融物の
流し込んで冷却することにより、固形のガラス体を形成
する方法に関する。また、本発明は、上述の方法を実施
するための装置に関する。 （従来の技術） スラリーないし懸濁液状の有毒放射性廃棄物に添加材を
混合してバッチを形成した後、それを溶融してガラスに
変換する方法はかなり前から知られている。この方法に
より、元々ばらばらであった廃棄物はガラス内に固め込
まれる。前記ガラスは溶解し難いという特長があり、ガ
ラスに含まれた重金属等の物質はほとんど放出されない
ので、前記ガラスに形成された物体はその保存や利用を
行うのに問題がない。 （発明が解決しようとする課題） 廃棄物をガラス化する上での問題点のひとつに、塩化物
と硫酸カルシムウが一般的に多く含まれていることがあ
る。これらの物質は、大量に含まれているので、塩化物
と硫黄に対するガラス溶融物における塩化物及び硫黄の
溶融が飽和状態になったとしても、溶融工程でガラス溶
融物に取り込まれるのはほんの僅かである。従って、塩
化物と硫化塩、特にCl、HCl、SO2およびSOのガスを含む
大量の排ガスが発生するという難点がある。一方、かな
りの量の重金属と付加的アルカリが気化することによっ
てガラス溶融物から逃げるのも事実である。公知の方法
の最も重大な欠点、特に環境に対する影響を考慮した上
での欠点は、溶融工程でバッチが加熱されるときにダイ
オキシンおよび／またはフランが生成すること、または
生成する可能性があることである。これは変換される廃
棄物に有機成分が残存する場合に発生し、バッチ溶融時
の加熱によって有機物から前記有害物質が生成するので
ある。 本発明の目的は、環境への悪影響を抑え、特に、重金属
はもちろん、異質の有機成分が使用された場合でも、ダ
イオキシンおよび／またはフランを放出することのない
方法を提供することにある。本発明のもうひとつの目的
は、前記方法を実施するための装置を提供することにあ
る。 （課題を解決するための手段） 本発明の第１の目的は、焼却灰等の廃棄物の処理に際
し、高温の排ガスが、外気と遮断された状態で取り出さ
れ、被溶融バッチに再導入され20〜50℃に冷却されると
いった方法によって達成される。そして冷却工程で生成
する凝縮物はバッチとともに溶融される一方、被溶融バ
ッチから流出する冷えた排ガスは精製される。 （作用と効果） この新規な方法によれば、これまで非常に難しい問題で
あった焼却灰等の廃棄物のガラス変換を、そのような灰
が、不均質で、特に炭素、水銀、鉛、すず、亜鉛、カル
シウム、塩化物、およびハロゲン化物を高く不安定な比
率で含むにもかかわらず、生態学的に好ましい形で達成
できる。このような有害物質の大半は、直接ガラス溶融
物に組み込まれて、しっかりと固められる。ガスとして
排出される有害物質はその大半が、被溶融バッチ内で冷
却によって凝縮し、溶融物中に再導入される。残りの比
較的少量の冷えた排ガスは、後続の精製工程で中和され
る。なお、前記有害物質は気体のままでも、条件次第で
前記被溶融バッチ内に吸着されて前記ガラス溶融物に再
導入されることもある。 これを更に発展させた方法では、被溶融バッチから発生
する排ガスを、少なくとも1.5秒の滞留時間、少なくと
も1,200℃に再加熱する。この排ガスを200〜300℃に予
冷して部分的に凝縮させてから、被溶融バッチに再導入
し、そこで排ガスは20〜50℃に冷却される。予冷によっ
て精製した凝縮物は、被溶融バッチに再導入されるか排
出される。排ガスの再加熱によって、存在するかも知れ
ないダイオキシンフランが確実に除去される。従って、
その除去を確実にするために平均温度及び滞留時間を選
択する必要がある。その後排出されるガスは、基本的に
は、塩化物、硫酸塩、二酸化炭素、アルカリおよび重金
属蒸気しか含有しない。次に排ガスは200〜300℃に予冷
されて部分的に凝縮するので、成分の数とともにその量
も減少する。凝縮物を被溶融バッチに再導入するために
設けられたリターンパイプによって、凝縮物は閉鎖回路
内に留まったまま徐々にガスに変換される。最初の段階
後はバランスされた状態になり、凝縮物の量が一定に保
たれる。予冷された排ガスを被溶融バッチに流入させる
ことによって、重金属蒸気、特に水銀蒸気のように低温
でのみ凝縮する蒸気がバッチの粒子に付着し、溶融工程
に再導入されることになる。バッチを通過する際に強い
冷却作用を受けるため、塩化物と硫酸塩は実際上完全に
凝縮する。凝縮物の再導入後にガラス溶融物内で溶解で
きる量より多量の塩化物と硫酸塩が気化された場合は、
これらの物質はバッチ内で濃縮される。それを防止する
ためには、予冷で生成する余剰凝縮物を取り除くことが
望ましい。このような凝縮物はほとんどが固形である。
残った冷却排ガスは、ほとんど塩化水素（HCl）と二酸
化硫黄（SO2）のみを高濃度で含有する。残った排ガス
の量は焼却灰の量から見て比較的少ない。また、冷却排
ガスの比較的高い濃度と簡単な組成は、最終のガス精製
工程に好都合である。ガス精製装置は、比較的小さい容
量でよく、比較的純粋な分離物、特に塩化ナトリウムと
硫酸ナトリウムを生成するが、これらは例えばソーダの
製造に利用できる。溶融工程で必要な熱エネルギは電気
的に供給されるので、化石燃料式の加熱器による燃焼ガ
スを溶融バッチから発生するガスに追加することによっ
て排ガス処理が容易となる。 このような本発明方法は経済的であるばかりでなく、生
態学的にも非常に有利である。また一方では排ガスの発
生をかなり減少させ、他方では別の用途に利用できる原
料、例えば建設材として利用できるガラス体や、上記の
塩化ナトリウムと硫酸ナトリウムを生成する。また、こ
の本発明方法はダイオキシンおよび／またはフランを放
出することがない。 更に、本発明方法においては、高温の排ガスをアフター
バーナによって再加熱してもよい。これはエネルギ消費
から見て経済的とは言えないが、複雑な溶融装置が不要
となる。また、ガラス溶融物全体がバッチでおおわれる
と、アルカリおよび重金属蒸気の大半が炉内のバッチに
よるおおいの下で凝縮するという利点がある。また、特
にエネルギ節約に効果のある別の実施例では、ガラス溶
融物の表面の一部をバッチから開放し、溶融するバッチ
から発生した排ガスをバッチの存在しないガラス溶融物
の表面上を流動させることにより、排ガスがガラス溶融
物の熱を吸収して加熱される。 他の実施例では、被溶融バッチから発生する冷えた排ガ
スを、少なくとも1.5秒間少なくとも1,200℃に再加熱し
た後、その精製を行う。排ガスを再加熱することによっ
てダイオキシンおよび／またはフランを除去し、このよ
うな有毒物質の放出の可能性を皆無にできる。 また、排ガスの再加熱に関する別の例では、精製工程後
の排ガスを、少なくとも1.5秒間少なくとも1,200℃に再
加熱する。これによってもダイオキシンおよび／または
フランを確実に除去できる。これらの形態は、個々のケ
ースの条件に応じて当業者が適切に選択できる。 添加材に関しては、本方法ではSiO2、特に砂および／ま
たはフォノライトを含む物質を使用する。このような添
加材は取扱が簡単で安価である。それに代わり、あるい
は付加的に、SiO2含有物質としてカレットを使用しても
よい。更に、本方法は、溶融バッチから発生するガスと
高温の排ガスを大気圧より低い圧力のもとで予冷し、そ
の後大気圧を超える圧力にする。そして、排ガスを被溶
融バッチに対流式に通過させ、このバッチから流出する
冷却された排ガスの圧力が外気の圧力と基本的に同じに
なるよう制御できる。これにより、溶融バッチから流出
する排ガスが外部へ漏れることを防止し、バッチを通過
する予冷排ガスの量を十分なものにできる。また、バッ
チ生成時に大量の排ガスが外部へ漏れることがなく、排
ガスに空気が混入することもない。 上記方法を実施するための装置はバッチミキサと閉鎖ガ
ラス溶融路を含む。バッチミキサは廃棄物と添加材用の
入口、混合バッチの出口、そして炉からの排ガスがバッ
チを通過することを可能にするガス入口およびガス出口
を形成している。バッチの出口は炉の一端に連通し、炉
の溶融ガス出口は他端に形成されている。 この装置は、上記方法の安全で、連続的な、生態学的に
有利な実施を可能にする。 （実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。 第１図に、供給容器２、バッチミキサ３、ガラス溶融炉
４、ガラス溶融物処理装置５、排ガス冷却器６、および
ガス精製器７が示されている。 供給容器２は焼却灰80と添加材81を貯蔵している。各供
給容器２の下端には、例えばセル型ホイール供給器等の
投入供給器20が設けられている。これらの投入供給器20
は、バッチミキサ３へ延びた共通のコンベヤ（この実施
例ではスクリューコンベヤ）21に隣接している。バッチ
ミキサ３は、濾斗状の収容体30と、収容体30内に設けら
れた混合スクリュー31からなる。混合スクリュー31は収
容体30の側壁内面に沿って延設され、それ自身の軸心お
よび収容体30の中心縦軸心まわりに回転可能に構成され
ている。収容体30の上部には、上記コンベヤ21に接続し
た固体取り入れ口が形成されている。収容体30の底に
は、バッチコンベヤ46と連通した固体出口が形成されて
いる。バッチコンベヤ46はガラス溶融炉４の一部を構成
する。ガラス溶融炉４は、耐火材製のタンク41と、これ
をおおう耐火材製の上部構造42を含む。タンク41と上部
構造42は鋼鉄製梁体からなる支持体に載置されている。
上部構造42の外面には鋼板製気密カバー42′が取り付け
られている。このカバー42′はタンク41の上縁まで延設
され、そこでシール連結されている。加熱用電極43が上
部構造42とカバー42′を貫通して上から下へ延び、ガラ
ス溶融炉４の内部へ到達している。ガラス溶鉱炉４の内
部は異なる二つの区域に分割され、その一方の溶融区域
は第１図で右側に示されている。下垂したまっすぐなア
ーチ44がガラス溶融炉４を二つの区域に分割している。
このアーチ44は上部構造42の一部として下方に突出して
いる。ガラス溶融炉４の稼働時に、このアーチ44が炉４
内にガラス溶融物84の表面84′に近接し、炉４のガス区
域を形成する垂直分割壁として作用する。更に、アーチ
44の下に、アーチ44と平行に、ガラス溶融炉４を横切っ
て冷却チューブ45延設されている。冷却チューブ45はガ
ラス溶融物84の表面84′と同一レベルに位置し、チュー
ブ45の周辺のガラス溶融物84を固化させる。ガラス溶融
炉４の右側端部には溶融物出口48が形成され、そこに略
示されたガラス溶融物処理処置５が設けられている。更
に、ガラス溶融炉４の右側端部に、上部構造42を貫通し
て上部へ開口した排ガス出口47も形成されている。 断熱ガスパイプ60が、ガラス溶融炉４の排ガス出口47か
ら排ガス冷却器６のガス流入口61へ延設されている。排
ガス冷却器６はガス出口62と凝縮物出口63をも形成して
いる。両出口62、63とも排ガス冷却器６の下端に設けら
れている。更に、冷却器６は、例えば冷却水または冷却
空気等の供給・排出器65を備えている。冷却器６の上方
に、排ガスの冷却にともなって生成する凝縮物を、冷却
器６のガス収納部分から連続的にまたは周期的に取り除
く機械的な清掃器66が設けられている。排ガス冷却器６
の凝縮物出口63は、別のスクリューコンベヤ64を介して
バッチミキサ３の供給側、つまりその内部の上部位置、
に接続している。一方、バッチミキサ３の収容体30の上
部には凝縮物取入れ口36が形成されている。必要に応じ
て、コンベヤ64の上端部に設けられたスイッチ69による
操作に基づいて凝縮物を一部または全部排出することが
できる。 排ガス冷却器６のガス出口62の下流に第１吸気ファン67
が設けられ、その一端に連結パイプ68が連結されてい
る。この連結パイプ68はバッチミキサ３のガス入口34へ
延びている。ガス入口34は収容体30の下部に設けられ、
ガスを収容体30内へ流入させるが、バッチが収容体30か
らパイプ68へ流れ込むのを防止する形状になっている。
ガス入口34の反対側端部、つまりバッチミキサ３の上端
に、にガス出口35が形成され、その下流に第２吸気ファ
ン70が設けられている。第１吸気ファン67と第２吸気フ
ァン70の吸引力は制御でき、それは共通の制御器で行わ
れるのが望ましい。第２吸気ファン70の排出口からガス
精製器７へガスパイプ71が延設されている。ガス精製器
７の構成は一般的に知られているので、その詳細は説明
しない。ガス精製器７の排出口から煙突79が延設されて
いる。 第２図に示す実施例は、第１図の実施例と構成が少し異
なる。第１図に示されたアーチ44が第２図のガラス溶融
炉４には含まれない。従って、ガラス溶融炉４の上部構
造42が連続した一体物に構成され、炉内が区切られてい
ない。更に、冷却チューブ45の位置がガラス溶融炉４の
排出端、つまり図では右端に変更されている。これによ
り、バッチ83がガラス溶融物84の表面のほぼ全体にわた
って浮くことになる。その結果、ガラス溶融物84から発
生するガスと蒸気の大部分がバッチ83上で凝縮し、排ガ
スの量が減少する。同時にガラス溶融炉４の排ガス出口
47から排出されるガスの温度が低下する。この位置でガ
ス温度は300〜500℃である。ダイオキシンおよび／また
はフランを完全に取り除くために、排ガス出口47の下流
のガスパイプ60にガス加熱器91が設けられている。この
ガス加熱器91は略示されており、公知のものでよい。そ
こに流入するガスは、少なくとも1.5秒間少なくとも1,2
00℃に加熱される。第２図に示す装置の他の構成は第１
図の装置と同じであり、対応する部材には同じ番号が付
してある。 第３図に示す第３実施例では、排ガス冷却器６と連結用
ガスパイプ60等が取り除かれている。ガラス溶融炉４の
主要部は第２図に示されたものと同じである。排ガス出
口47′がガラス溶融炉４の供給端側、つまり図では左端
に設けられている点で前出の実施例と異なっている。こ
のガス出口47′は短いガスパイプ60′を介して第１吸気
ファン67に接続している。第１吸気ファン67からは既に
述べた連結パイプ68がバッチミキサ３へ延設されてい
る。 この場合、凝縮物を送り込む排ガス冷却器が設けられて
いないから、バッチミキサ３の上端には第１図及び第２
図に示すような取入れ口36が形成されていない。ダイオ
キシンおよび／またはフランを取り除くために必要な熱
は別途設けられたガス加熱器91によって与えられる。第
３図の装置では、このガス加熱器91は第２吸気ファン70
からガス精製器７へ延びた排ガスパイプ71に連結されて
いる。 第４図に示す実施例は第３図の実施例と大体同じである
が、ダイオキシンおよび／またはフランを取り除くため
のガス加熱器91の位置が異なる。ここではガス加熱器91
がガス精製器７の下流側で、煙突79へ延びたガスパイプ
に組み込まれている。この実施例は、ガス精製器７を通
過した後加熱されるガスの量が当初のガスの量の50％程
度にすぎないため、加熱エネルギーを節約できるという
利点がある。 以下、本発明の方法がどう実施されるか、第１図の装置
を例にとって説明する。 ゴミ焼却炉またはゴミ処理場から焼却灰80が第１の供給
容器２へ供給される。他の供給容器２には必要な添加材
81、特に砂、フォノライト、そして必要に応じてカレッ
ト、が充填される。投入スルース20を介して計量された
焼却灰80と添加材81が容器２から取り出され、コンベヤ
21によってバッチミキサ３の収容体30へ送られる。収容
体30内で、均質な被溶融バッチ82を生成するために、各
成分が混合スクリュー31によって混げ合わされる。生成
されたバッチ82は、バッチミキサ33の固体出口33から、
バッチコンベヤ46によってガラス溶融炉４内へ供給され
る。装置の作動時に、ガラス溶融炉４内はガラス溶融物
84によって所定高さまで満たされる。ガラス溶融物84の
表面84′は冷却チューブ45と同一の高さで、アーチ44の
すぐ下に位置する。 バッチコンベヤ46によって供給されたバッチは、ガラス
溶融炉４の溶融区域（左部分）において、溶融バッチ83
としてガラス溶融物84の表面84′に浮き、その表面84′
上で分配される。冷却チューブ45を流れる冷媒の作用
で、チューブ45の周りに存在するガラス溶融物84が固化
し、溶融バッチ83がアーチ44と冷却チューブ45を超えて
移動することを防止する。バッチ83の溶融に必要な熱エ
ネルギーは加熱用電極43によってジュール熱として与え
られる。加熱用電極43の下端はガラス溶融物84の中まで
延び、ガラス溶融物84がオーム抵抗として作用する。 この溶融時にバッチ83からガスが発生し、排ガスの温度
は100〜1,000℃になる。この排気ガスは、SO2、HCl、塩
化物、炭酸ガス、硫酸塩、アルカリおよび重金属蒸気、
そしてダイオキシンおよび／またはフランを含み得る。 排ガス85はアーチ44の下端と冷却チューブ45のすき間を
通って、ガラス溶融炉４内の右側へ流入する。ガラス溶
鉱炉４のこの区域のガラス溶融物84の表面84′にはバッ
チが存在しない。この区域におけるガラス溶融物84の温
度は約1,400℃である。従って、ガラス溶融物84の上の
炉内温度は少なくとも1,300〜1,350℃になる。最高の温
度を得るためには、ガラス溶融炉４の上部構造42に最高
の断熱効果をもたせるとよい。ガラス溶融炉４のこの区
域に流入するガスは、ガラス溶融物から熱を吸収するこ
とによって再加熱される。流量を適切に調節し、ガラス
溶融炉４の寸法をそれに応じて選択することによって、
排ガスの温度を、少なくとも1.5秒間1,200℃に上げられ
る。これにより、排ガスに含まれているかも知れないダ
イオキシンおよび／またはフランが確実に除去される。
その結果、高温の排ガスに含まれるのはは塩化物、硫酸
塩、炭酸ガス、アルカリおよび重金属蒸気だけになる。 この高温の排ガスはガスパイプ60を通して排出される。
パイプ60は断熱されているので、高温ガスが冷却され
て、凝縮することが基本的には防止される。高温の排ガ
スはガス流入口61から排ガス冷却器６に供給され、そこ
で300〜500℃に冷却される。その結果、排ガスの一部が
凝縮して、排ガス冷却器６内に溜る。生成された凝縮物
88は清掃器66によって連続的にまたは周期的に取り除か
れ、排ガス冷却器６の下方に設けられた凝縮物出口63へ
送られる。そして、凝縮物88はコンベヤ64によって凝縮
物取入れ口36からバッチミキサ３内に送られ、被溶融バ
ッチに再び混入する。必要に応じて、取出し口69から凝
縮物の一部または全部を取り出すことができる。 冷却された排ガス87はガス出口62から排出されて、第１
吸気ファン67へ流入する。この吸気ファン67は、その吸
入側で、つまり排ガス冷却器６、パイプ60およびガラス
溶融炉４内で、周囲の圧力より低い圧力を生じさせる。
コンベヤに対向する側において、冷却された排ガス87は
周囲の圧力より高い圧力で、連結パイプ68をバッチミキ
サ３へ向かって流れる。この大気圧を超える圧力の冷却
された排ガス87は、ガス入口34からミキサ３内のバッチ
82に注入される。排ガス87は流動中に凝縮して、約20〜
50℃に冷却される。排ガス87がバッチ82の表面から流出
するときには冷えた排ガスになっている。混合スクリュ
ー31は、バッチの各成分を曲げ合わせる他に、バッチを
ゆるく、通気性のある状態に維持する作用がある。強力
な冷却の結果、重金属蒸気のように凝縮しにくい蒸気さ
えもバッチ82の中で凝縮する。バッチミキサ３のガス出
口35から流出する冷えた排ガス89は、基本的にHClとSO2
しか含んでいない。 ガス出口35の下流に設けられた第２吸気ファン70は、対
応する制御器および圧力センサと協働して、バッチミキ
サ３の上部空間における冷却された排ガス89の圧力を大
気圧とほぼ同じレベルに維持する作用を持つ。これによ
って、排ガスと余分な空気がシステムに侵入することを
防止している。 基本的に塩化物、SO2およびSO3からなる濃縮ガスである
冷却排ガス89は、パイプ71を介してガス精製器７へ送ら
れ、そこで精製される。ガス精製器７から流出する排ガ
ス90、特にN2、CO2および少量の酸素、は最終的に煙突
から系外へ放出される。この排ガス90の成分は危険でな
く、環境を汚染することもない。 これまで述べた代表的実施例は、排ガス以外に、産業上
で再利用できるガラス体９を提供する。このガラス体９
は、排出されるガラス溶融物84″からガラス溶融物処理
装置５によって連続的に製造される。ガラス体９は、例
えばバラスト、コンクリート混入材等として再利用でき
る。ガラス溶融炉４の大きさ、従ってそれに収容される
ガラス溶融物84の量は、焼却灰の組成が逸脱することが
あっても、ガラス溶融物の化学的特性全体が急変しない
ように十分大きく設定すると好都合である。ガラス溶融
物84の組成の変化は、例えば電極43間のガラス溶融物84
の電気抵抗の変化によって非常に早く検出できる。その
測定値は焼却灰80と各添加材81、特にフォノライト等の
アルカリ性の添加材、の混合を制御するために使用でき
る。 ガラス溶融物84をモニターする別の手段として、最終ガ
ラス製品の結晶を調べることが考えられる。特定範囲内
のガラス組成は、最終製品で容易に認識できる特定の結
晶を形成する。結晶はガラスの組成が変わったか否か、
またどの様に変わったかを示す。それに応じて、加えら
れる焼却灰80と添加材81の量を調節できる。 第５図及び第６図はガス精製器７の二つの実施例を示
す。第５図は湿式清浄器７を、また第６図は乾式または
半乾式清浄器７を示す。 第５図において、冷却された排ガス89はパイプ71から第
１精製段階72へ供給される。この第１精製段階72では排
ガスから特にHClを洗い出す。第２精製段階72′でSO2が
洗い出される。次のドロップ分離器73ではガスに随伴し
てきた水滴を分離する。ガス再加熱段階74でガスを約30
〜90℃に再加熱してから、活性炭フィルタ78を通す。そ
の結果、排ガスは基本的にN2、CO2および少量の酸素か
らなり、それらが煙突79から装置外へ排出される。 第１精製段階72におけるHClの分離のために、好ましく
はpHが１より低い酸を選択する必要がある。しかし、第
２精製段階72′のSO2の分離には６〜7.5のpHが望まし
い。両精製段階72、72′とも逆電流で作動することが望
ましいが、直流でも可能である。排ガス89に含まれ得る
水銀は活性炭フィルタ78で分離される。精製段階72、7
2′とドロップ分離器73から排出される水とスラリは排
水浄化器へ送ると好都合である。第６図に示されたガス
精製器７の第２実施例では、パイプ71を介して冷却排ガ
ス89がサチュレータ75へ供給される。排ガスがサチュレ
ータ75において水で飽和された後、流動床またはスプレ
ー吸収器76へ送られる。スプレー吸収器76へNaOHまたは
Ca（OH）の水溶液を導入することが望ましい。ガス音調
節段階77で、ガスは次の活性炭フィルタ78の段階用に最
適の温度にされる。最後に、排ガスは煙突79から装置外
へ排出される。 この工程から排出される水と固形物とは、例えば排水浄
化器で更に浄化されるか、または廃棄されるか、再利用
される。 排ガス89の組成が比較的簡単で限定されているので、ガ
ス精製器は塩化ナトリウムと硫酸ナトリウムとを比較的
純粋な状態で取り出すことができる。このような原料は
ソーダの製造に使用できる。 本発明の方法によって生じる物品は、ガラスの他に、ガ
ラスゴール、粉じんおよび／またはスラリを含み、これ
らがガラスのように建設材として使用されない場合は、
析出されるか更に処理する必要がある。 従って、本発明の更なる目的は、ガラス中での焼却灰の
溶融から生じて、まったく析出しないか、少量しか析出
しない物質の問題を解決することにある。この方法は、
既存の産業用装置を使用して安価に、そして安全で支障
なく実施できる。 この目的は、ガス精製の結果生じる粉じん、またはろ過
されたスラリをバッチに混入することによって達成され
る。 全く無害な純粋ガスを得るために、排ガスは精製後に活
性炭フィルタにかけられる。そして排ガスを濃縮するた
めに、精製の前後でそれを冷却することが有効である。 この方法で排出される有害物質の総量は、ガス精製から
生じる物質及び溶融物に含まれる重金属の分だけ減少す
る。ガラス溶融物に含まれる重金属および広い意味です
べての金属の可溶性は工程の間損なわれないので、すべ
ての重金属がガラス溶融物に再混入させることによって
ガラスに組み込まれ、ガラスからこし出されることはな
い。 更に、意外なことに、残留ガラスゴールは比較的クリー
ンである。これは、プロセスから見て割合大量のゴール
より正確に分離させ、その結果ゴールの純度が高くなる
からである。このガラスゴールは化学的用途に原料とし
て使用できる。ガラスゴールの割合は使用される焼却灰
の約５〜10％である。
し、更に詳しくは、前記廃棄物に一種類または複数種の
添加材を混合して溶融用のバッチを形成し、加熱によっ
て前記バッチの大半をガラス溶融物とし、残りを排ガス
として溶融バッチから排出し、更に前記ガラス溶融物の
流し込んで冷却することにより、固形のガラス体を形成
する方法に関する。また、本発明は、上述の方法を実施
するための装置に関する。 （従来の技術） スラリーないし懸濁液状の有毒放射性廃棄物に添加材を
混合してバッチを形成した後、それを溶融してガラスに
変換する方法はかなり前から知られている。この方法に
より、元々ばらばらであった廃棄物はガラス内に固め込
まれる。前記ガラスは溶解し難いという特長があり、ガ
ラスに含まれた重金属等の物質はほとんど放出されない
ので、前記ガラスに形成された物体はその保存や利用を
行うのに問題がない。 （発明が解決しようとする課題） 廃棄物をガラス化する上での問題点のひとつに、塩化物
と硫酸カルシムウが一般的に多く含まれていることがあ
る。これらの物質は、大量に含まれているので、塩化物
と硫黄に対するガラス溶融物における塩化物及び硫黄の
溶融が飽和状態になったとしても、溶融工程でガラス溶
融物に取り込まれるのはほんの僅かである。従って、塩
化物と硫化塩、特にCl、HCl、SO2およびSOのガスを含む
大量の排ガスが発生するという難点がある。一方、かな
りの量の重金属と付加的アルカリが気化することによっ
てガラス溶融物から逃げるのも事実である。公知の方法
の最も重大な欠点、特に環境に対する影響を考慮した上
での欠点は、溶融工程でバッチが加熱されるときにダイ
オキシンおよび／またはフランが生成すること、または
生成する可能性があることである。これは変換される廃
棄物に有機成分が残存する場合に発生し、バッチ溶融時
の加熱によって有機物から前記有害物質が生成するので
ある。 本発明の目的は、環境への悪影響を抑え、特に、重金属
はもちろん、異質の有機成分が使用された場合でも、ダ
イオキシンおよび／またはフランを放出することのない
方法を提供することにある。本発明のもうひとつの目的
は、前記方法を実施するための装置を提供することにあ
る。 （課題を解決するための手段） 本発明の第１の目的は、焼却灰等の廃棄物の処理に際
し、高温の排ガスが、外気と遮断された状態で取り出さ
れ、被溶融バッチに再導入され20〜50℃に冷却されると
いった方法によって達成される。そして冷却工程で生成
する凝縮物はバッチとともに溶融される一方、被溶融バ
ッチから流出する冷えた排ガスは精製される。 （作用と効果） この新規な方法によれば、これまで非常に難しい問題で
あった焼却灰等の廃棄物のガラス変換を、そのような灰
が、不均質で、特に炭素、水銀、鉛、すず、亜鉛、カル
シウム、塩化物、およびハロゲン化物を高く不安定な比
率で含むにもかかわらず、生態学的に好ましい形で達成
できる。このような有害物質の大半は、直接ガラス溶融
物に組み込まれて、しっかりと固められる。ガスとして
排出される有害物質はその大半が、被溶融バッチ内で冷
却によって凝縮し、溶融物中に再導入される。残りの比
較的少量の冷えた排ガスは、後続の精製工程で中和され
る。なお、前記有害物質は気体のままでも、条件次第で
前記被溶融バッチ内に吸着されて前記ガラス溶融物に再
導入されることもある。 これを更に発展させた方法では、被溶融バッチから発生
する排ガスを、少なくとも1.5秒の滞留時間、少なくと
も1,200℃に再加熱する。この排ガスを200〜300℃に予
冷して部分的に凝縮させてから、被溶融バッチに再導入
し、そこで排ガスは20〜50℃に冷却される。予冷によっ
て精製した凝縮物は、被溶融バッチに再導入されるか排
出される。排ガスの再加熱によって、存在するかも知れ
ないダイオキシンフランが確実に除去される。従って、
その除去を確実にするために平均温度及び滞留時間を選
択する必要がある。その後排出されるガスは、基本的に
は、塩化物、硫酸塩、二酸化炭素、アルカリおよび重金
属蒸気しか含有しない。次に排ガスは200〜300℃に予冷
されて部分的に凝縮するので、成分の数とともにその量
も減少する。凝縮物を被溶融バッチに再導入するために
設けられたリターンパイプによって、凝縮物は閉鎖回路
内に留まったまま徐々にガスに変換される。最初の段階
後はバランスされた状態になり、凝縮物の量が一定に保
たれる。予冷された排ガスを被溶融バッチに流入させる
ことによって、重金属蒸気、特に水銀蒸気のように低温
でのみ凝縮する蒸気がバッチの粒子に付着し、溶融工程
に再導入されることになる。バッチを通過する際に強い
冷却作用を受けるため、塩化物と硫酸塩は実際上完全に
凝縮する。凝縮物の再導入後にガラス溶融物内で溶解で
きる量より多量の塩化物と硫酸塩が気化された場合は、
これらの物質はバッチ内で濃縮される。それを防止する
ためには、予冷で生成する余剰凝縮物を取り除くことが
望ましい。このような凝縮物はほとんどが固形である。
残った冷却排ガスは、ほとんど塩化水素（HCl）と二酸
化硫黄（SO2）のみを高濃度で含有する。残った排ガス
の量は焼却灰の量から見て比較的少ない。また、冷却排
ガスの比較的高い濃度と簡単な組成は、最終のガス精製
工程に好都合である。ガス精製装置は、比較的小さい容
量でよく、比較的純粋な分離物、特に塩化ナトリウムと
硫酸ナトリウムを生成するが、これらは例えばソーダの
製造に利用できる。溶融工程で必要な熱エネルギは電気
的に供給されるので、化石燃料式の加熱器による燃焼ガ
スを溶融バッチから発生するガスに追加することによっ
て排ガス処理が容易となる。 このような本発明方法は経済的であるばかりでなく、生
態学的にも非常に有利である。また一方では排ガスの発
生をかなり減少させ、他方では別の用途に利用できる原
料、例えば建設材として利用できるガラス体や、上記の
塩化ナトリウムと硫酸ナトリウムを生成する。また、こ
の本発明方法はダイオキシンおよび／またはフランを放
出することがない。 更に、本発明方法においては、高温の排ガスをアフター
バーナによって再加熱してもよい。これはエネルギ消費
から見て経済的とは言えないが、複雑な溶融装置が不要
となる。また、ガラス溶融物全体がバッチでおおわれる
と、アルカリおよび重金属蒸気の大半が炉内のバッチに
よるおおいの下で凝縮するという利点がある。また、特
にエネルギ節約に効果のある別の実施例では、ガラス溶
融物の表面の一部をバッチから開放し、溶融するバッチ
から発生した排ガスをバッチの存在しないガラス溶融物
の表面上を流動させることにより、排ガスがガラス溶融
物の熱を吸収して加熱される。 他の実施例では、被溶融バッチから発生する冷えた排ガ
スを、少なくとも1.5秒間少なくとも1,200℃に再加熱し
た後、その精製を行う。排ガスを再加熱することによっ
てダイオキシンおよび／またはフランを除去し、このよ
うな有毒物質の放出の可能性を皆無にできる。 また、排ガスの再加熱に関する別の例では、精製工程後
の排ガスを、少なくとも1.5秒間少なくとも1,200℃に再
加熱する。これによってもダイオキシンおよび／または
フランを確実に除去できる。これらの形態は、個々のケ
ースの条件に応じて当業者が適切に選択できる。 添加材に関しては、本方法ではSiO2、特に砂および／ま
たはフォノライトを含む物質を使用する。このような添
加材は取扱が簡単で安価である。それに代わり、あるい
は付加的に、SiO2含有物質としてカレットを使用しても
よい。更に、本方法は、溶融バッチから発生するガスと
高温の排ガスを大気圧より低い圧力のもとで予冷し、そ
の後大気圧を超える圧力にする。そして、排ガスを被溶
融バッチに対流式に通過させ、このバッチから流出する
冷却された排ガスの圧力が外気の圧力と基本的に同じに
なるよう制御できる。これにより、溶融バッチから流出
する排ガスが外部へ漏れることを防止し、バッチを通過
する予冷排ガスの量を十分なものにできる。また、バッ
チ生成時に大量の排ガスが外部へ漏れることがなく、排
ガスに空気が混入することもない。 上記方法を実施するための装置はバッチミキサと閉鎖ガ
ラス溶融路を含む。バッチミキサは廃棄物と添加材用の
入口、混合バッチの出口、そして炉からの排ガスがバッ
チを通過することを可能にするガス入口およびガス出口
を形成している。バッチの出口は炉の一端に連通し、炉
の溶融ガス出口は他端に形成されている。 この装置は、上記方法の安全で、連続的な、生態学的に
有利な実施を可能にする。 （実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。 第１図に、供給容器２、バッチミキサ３、ガラス溶融炉
４、ガラス溶融物処理装置５、排ガス冷却器６、および
ガス精製器７が示されている。 供給容器２は焼却灰80と添加材81を貯蔵している。各供
給容器２の下端には、例えばセル型ホイール供給器等の
投入供給器20が設けられている。これらの投入供給器20
は、バッチミキサ３へ延びた共通のコンベヤ（この実施
例ではスクリューコンベヤ）21に隣接している。バッチ
ミキサ３は、濾斗状の収容体30と、収容体30内に設けら
れた混合スクリュー31からなる。混合スクリュー31は収
容体30の側壁内面に沿って延設され、それ自身の軸心お
よび収容体30の中心縦軸心まわりに回転可能に構成され
ている。収容体30の上部には、上記コンベヤ21に接続し
た固体取り入れ口が形成されている。収容体30の底に
は、バッチコンベヤ46と連通した固体出口が形成されて
いる。バッチコンベヤ46はガラス溶融炉４の一部を構成
する。ガラス溶融炉４は、耐火材製のタンク41と、これ
をおおう耐火材製の上部構造42を含む。タンク41と上部
構造42は鋼鉄製梁体からなる支持体に載置されている。
上部構造42の外面には鋼板製気密カバー42′が取り付け
られている。このカバー42′はタンク41の上縁まで延設
され、そこでシール連結されている。加熱用電極43が上
部構造42とカバー42′を貫通して上から下へ延び、ガラ
ス溶融炉４の内部へ到達している。ガラス溶鉱炉４の内
部は異なる二つの区域に分割され、その一方の溶融区域
は第１図で右側に示されている。下垂したまっすぐなア
ーチ44がガラス溶融炉４を二つの区域に分割している。
このアーチ44は上部構造42の一部として下方に突出して
いる。ガラス溶融炉４の稼働時に、このアーチ44が炉４
内にガラス溶融物84の表面84′に近接し、炉４のガス区
域を形成する垂直分割壁として作用する。更に、アーチ
44の下に、アーチ44と平行に、ガラス溶融炉４を横切っ
て冷却チューブ45延設されている。冷却チューブ45はガ
ラス溶融物84の表面84′と同一レベルに位置し、チュー
ブ45の周辺のガラス溶融物84を固化させる。ガラス溶融
炉４の右側端部には溶融物出口48が形成され、そこに略
示されたガラス溶融物処理処置５が設けられている。更
に、ガラス溶融炉４の右側端部に、上部構造42を貫通し
て上部へ開口した排ガス出口47も形成されている。 断熱ガスパイプ60が、ガラス溶融炉４の排ガス出口47か
ら排ガス冷却器６のガス流入口61へ延設されている。排
ガス冷却器６はガス出口62と凝縮物出口63をも形成して
いる。両出口62、63とも排ガス冷却器６の下端に設けら
れている。更に、冷却器６は、例えば冷却水または冷却
空気等の供給・排出器65を備えている。冷却器６の上方
に、排ガスの冷却にともなって生成する凝縮物を、冷却
器６のガス収納部分から連続的にまたは周期的に取り除
く機械的な清掃器66が設けられている。排ガス冷却器６
の凝縮物出口63は、別のスクリューコンベヤ64を介して
バッチミキサ３の供給側、つまりその内部の上部位置、
に接続している。一方、バッチミキサ３の収容体30の上
部には凝縮物取入れ口36が形成されている。必要に応じ
て、コンベヤ64の上端部に設けられたスイッチ69による
操作に基づいて凝縮物を一部または全部排出することが
できる。 排ガス冷却器６のガス出口62の下流に第１吸気ファン67
が設けられ、その一端に連結パイプ68が連結されてい
る。この連結パイプ68はバッチミキサ３のガス入口34へ
延びている。ガス入口34は収容体30の下部に設けられ、
ガスを収容体30内へ流入させるが、バッチが収容体30か
らパイプ68へ流れ込むのを防止する形状になっている。
ガス入口34の反対側端部、つまりバッチミキサ３の上端
に、にガス出口35が形成され、その下流に第２吸気ファ
ン70が設けられている。第１吸気ファン67と第２吸気フ
ァン70の吸引力は制御でき、それは共通の制御器で行わ
れるのが望ましい。第２吸気ファン70の排出口からガス
精製器７へガスパイプ71が延設されている。ガス精製器
７の構成は一般的に知られているので、その詳細は説明
しない。ガス精製器７の排出口から煙突79が延設されて
いる。 第２図に示す実施例は、第１図の実施例と構成が少し異
なる。第１図に示されたアーチ44が第２図のガラス溶融
炉４には含まれない。従って、ガラス溶融炉４の上部構
造42が連続した一体物に構成され、炉内が区切られてい
ない。更に、冷却チューブ45の位置がガラス溶融炉４の
排出端、つまり図では右端に変更されている。これによ
り、バッチ83がガラス溶融物84の表面のほぼ全体にわた
って浮くことになる。その結果、ガラス溶融物84から発
生するガスと蒸気の大部分がバッチ83上で凝縮し、排ガ
スの量が減少する。同時にガラス溶融炉４の排ガス出口
47から排出されるガスの温度が低下する。この位置でガ
ス温度は300〜500℃である。ダイオキシンおよび／また
はフランを完全に取り除くために、排ガス出口47の下流
のガスパイプ60にガス加熱器91が設けられている。この
ガス加熱器91は略示されており、公知のものでよい。そ
こに流入するガスは、少なくとも1.5秒間少なくとも1,2
00℃に加熱される。第２図に示す装置の他の構成は第１
図の装置と同じであり、対応する部材には同じ番号が付
してある。 第３図に示す第３実施例では、排ガス冷却器６と連結用
ガスパイプ60等が取り除かれている。ガラス溶融炉４の
主要部は第２図に示されたものと同じである。排ガス出
口47′がガラス溶融炉４の供給端側、つまり図では左端
に設けられている点で前出の実施例と異なっている。こ
のガス出口47′は短いガスパイプ60′を介して第１吸気
ファン67に接続している。第１吸気ファン67からは既に
述べた連結パイプ68がバッチミキサ３へ延設されてい
る。 この場合、凝縮物を送り込む排ガス冷却器が設けられて
いないから、バッチミキサ３の上端には第１図及び第２
図に示すような取入れ口36が形成されていない。ダイオ
キシンおよび／またはフランを取り除くために必要な熱
は別途設けられたガス加熱器91によって与えられる。第
３図の装置では、このガス加熱器91は第２吸気ファン70
からガス精製器７へ延びた排ガスパイプ71に連結されて
いる。 第４図に示す実施例は第３図の実施例と大体同じである
が、ダイオキシンおよび／またはフランを取り除くため
のガス加熱器91の位置が異なる。ここではガス加熱器91
がガス精製器７の下流側で、煙突79へ延びたガスパイプ
に組み込まれている。この実施例は、ガス精製器７を通
過した後加熱されるガスの量が当初のガスの量の50％程
度にすぎないため、加熱エネルギーを節約できるという
利点がある。 以下、本発明の方法がどう実施されるか、第１図の装置
を例にとって説明する。 ゴミ焼却炉またはゴミ処理場から焼却灰80が第１の供給
容器２へ供給される。他の供給容器２には必要な添加材
81、特に砂、フォノライト、そして必要に応じてカレッ
ト、が充填される。投入スルース20を介して計量された
焼却灰80と添加材81が容器２から取り出され、コンベヤ
21によってバッチミキサ３の収容体30へ送られる。収容
体30内で、均質な被溶融バッチ82を生成するために、各
成分が混合スクリュー31によって混げ合わされる。生成
されたバッチ82は、バッチミキサ33の固体出口33から、
バッチコンベヤ46によってガラス溶融炉４内へ供給され
る。装置の作動時に、ガラス溶融炉４内はガラス溶融物
84によって所定高さまで満たされる。ガラス溶融物84の
表面84′は冷却チューブ45と同一の高さで、アーチ44の
すぐ下に位置する。 バッチコンベヤ46によって供給されたバッチは、ガラス
溶融炉４の溶融区域（左部分）において、溶融バッチ83
としてガラス溶融物84の表面84′に浮き、その表面84′
上で分配される。冷却チューブ45を流れる冷媒の作用
で、チューブ45の周りに存在するガラス溶融物84が固化
し、溶融バッチ83がアーチ44と冷却チューブ45を超えて
移動することを防止する。バッチ83の溶融に必要な熱エ
ネルギーは加熱用電極43によってジュール熱として与え
られる。加熱用電極43の下端はガラス溶融物84の中まで
延び、ガラス溶融物84がオーム抵抗として作用する。 この溶融時にバッチ83からガスが発生し、排ガスの温度
は100〜1,000℃になる。この排気ガスは、SO2、HCl、塩
化物、炭酸ガス、硫酸塩、アルカリおよび重金属蒸気、
そしてダイオキシンおよび／またはフランを含み得る。 排ガス85はアーチ44の下端と冷却チューブ45のすき間を
通って、ガラス溶融炉４内の右側へ流入する。ガラス溶
鉱炉４のこの区域のガラス溶融物84の表面84′にはバッ
チが存在しない。この区域におけるガラス溶融物84の温
度は約1,400℃である。従って、ガラス溶融物84の上の
炉内温度は少なくとも1,300〜1,350℃になる。最高の温
度を得るためには、ガラス溶融炉４の上部構造42に最高
の断熱効果をもたせるとよい。ガラス溶融炉４のこの区
域に流入するガスは、ガラス溶融物から熱を吸収するこ
とによって再加熱される。流量を適切に調節し、ガラス
溶融炉４の寸法をそれに応じて選択することによって、
排ガスの温度を、少なくとも1.5秒間1,200℃に上げられ
る。これにより、排ガスに含まれているかも知れないダ
イオキシンおよび／またはフランが確実に除去される。
その結果、高温の排ガスに含まれるのはは塩化物、硫酸
塩、炭酸ガス、アルカリおよび重金属蒸気だけになる。 この高温の排ガスはガスパイプ60を通して排出される。
パイプ60は断熱されているので、高温ガスが冷却され
て、凝縮することが基本的には防止される。高温の排ガ
スはガス流入口61から排ガス冷却器６に供給され、そこ
で300〜500℃に冷却される。その結果、排ガスの一部が
凝縮して、排ガス冷却器６内に溜る。生成された凝縮物
88は清掃器66によって連続的にまたは周期的に取り除か
れ、排ガス冷却器６の下方に設けられた凝縮物出口63へ
送られる。そして、凝縮物88はコンベヤ64によって凝縮
物取入れ口36からバッチミキサ３内に送られ、被溶融バ
ッチに再び混入する。必要に応じて、取出し口69から凝
縮物の一部または全部を取り出すことができる。 冷却された排ガス87はガス出口62から排出されて、第１
吸気ファン67へ流入する。この吸気ファン67は、その吸
入側で、つまり排ガス冷却器６、パイプ60およびガラス
溶融炉４内で、周囲の圧力より低い圧力を生じさせる。
コンベヤに対向する側において、冷却された排ガス87は
周囲の圧力より高い圧力で、連結パイプ68をバッチミキ
サ３へ向かって流れる。この大気圧を超える圧力の冷却
された排ガス87は、ガス入口34からミキサ３内のバッチ
82に注入される。排ガス87は流動中に凝縮して、約20〜
50℃に冷却される。排ガス87がバッチ82の表面から流出
するときには冷えた排ガスになっている。混合スクリュ
ー31は、バッチの各成分を曲げ合わせる他に、バッチを
ゆるく、通気性のある状態に維持する作用がある。強力
な冷却の結果、重金属蒸気のように凝縮しにくい蒸気さ
えもバッチ82の中で凝縮する。バッチミキサ３のガス出
口35から流出する冷えた排ガス89は、基本的にHClとSO2
しか含んでいない。 ガス出口35の下流に設けられた第２吸気ファン70は、対
応する制御器および圧力センサと協働して、バッチミキ
サ３の上部空間における冷却された排ガス89の圧力を大
気圧とほぼ同じレベルに維持する作用を持つ。これによ
って、排ガスと余分な空気がシステムに侵入することを
防止している。 基本的に塩化物、SO2およびSO3からなる濃縮ガスである
冷却排ガス89は、パイプ71を介してガス精製器７へ送ら
れ、そこで精製される。ガス精製器７から流出する排ガ
ス90、特にN2、CO2および少量の酸素、は最終的に煙突
から系外へ放出される。この排ガス90の成分は危険でな
く、環境を汚染することもない。 これまで述べた代表的実施例は、排ガス以外に、産業上
で再利用できるガラス体９を提供する。このガラス体９
は、排出されるガラス溶融物84″からガラス溶融物処理
装置５によって連続的に製造される。ガラス体９は、例
えばバラスト、コンクリート混入材等として再利用でき
る。ガラス溶融炉４の大きさ、従ってそれに収容される
ガラス溶融物84の量は、焼却灰の組成が逸脱することが
あっても、ガラス溶融物の化学的特性全体が急変しない
ように十分大きく設定すると好都合である。ガラス溶融
物84の組成の変化は、例えば電極43間のガラス溶融物84
の電気抵抗の変化によって非常に早く検出できる。その
測定値は焼却灰80と各添加材81、特にフォノライト等の
アルカリ性の添加材、の混合を制御するために使用でき
る。 ガラス溶融物84をモニターする別の手段として、最終ガ
ラス製品の結晶を調べることが考えられる。特定範囲内
のガラス組成は、最終製品で容易に認識できる特定の結
晶を形成する。結晶はガラスの組成が変わったか否か、
またどの様に変わったかを示す。それに応じて、加えら
れる焼却灰80と添加材81の量を調節できる。 第５図及び第６図はガス精製器７の二つの実施例を示
す。第５図は湿式清浄器７を、また第６図は乾式または
半乾式清浄器７を示す。 第５図において、冷却された排ガス89はパイプ71から第
１精製段階72へ供給される。この第１精製段階72では排
ガスから特にHClを洗い出す。第２精製段階72′でSO2が
洗い出される。次のドロップ分離器73ではガスに随伴し
てきた水滴を分離する。ガス再加熱段階74でガスを約30
〜90℃に再加熱してから、活性炭フィルタ78を通す。そ
の結果、排ガスは基本的にN2、CO2および少量の酸素か
らなり、それらが煙突79から装置外へ排出される。 第１精製段階72におけるHClの分離のために、好ましく
はpHが１より低い酸を選択する必要がある。しかし、第
２精製段階72′のSO2の分離には６〜7.5のpHが望まし
い。両精製段階72、72′とも逆電流で作動することが望
ましいが、直流でも可能である。排ガス89に含まれ得る
水銀は活性炭フィルタ78で分離される。精製段階72、7
2′とドロップ分離器73から排出される水とスラリは排
水浄化器へ送ると好都合である。第６図に示されたガス
精製器７の第２実施例では、パイプ71を介して冷却排ガ
ス89がサチュレータ75へ供給される。排ガスがサチュレ
ータ75において水で飽和された後、流動床またはスプレ
ー吸収器76へ送られる。スプレー吸収器76へNaOHまたは
Ca（OH）の水溶液を導入することが望ましい。ガス音調
節段階77で、ガスは次の活性炭フィルタ78の段階用に最
適の温度にされる。最後に、排ガスは煙突79から装置外
へ排出される。 この工程から排出される水と固形物とは、例えば排水浄
化器で更に浄化されるか、または廃棄されるか、再利用
される。 排ガス89の組成が比較的簡単で限定されているので、ガ
ス精製器は塩化ナトリウムと硫酸ナトリウムとを比較的
純粋な状態で取り出すことができる。このような原料は
ソーダの製造に使用できる。 本発明の方法によって生じる物品は、ガラスの他に、ガ
ラスゴール、粉じんおよび／またはスラリを含み、これ
らがガラスのように建設材として使用されない場合は、
析出されるか更に処理する必要がある。 従って、本発明の更なる目的は、ガラス中での焼却灰の
溶融から生じて、まったく析出しないか、少量しか析出
しない物質の問題を解決することにある。この方法は、
既存の産業用装置を使用して安価に、そして安全で支障
なく実施できる。 この目的は、ガス精製の結果生じる粉じん、またはろ過
されたスラリをバッチに混入することによって達成され
る。 全く無害な純粋ガスを得るために、排ガスは精製後に活
性炭フィルタにかけられる。そして排ガスを濃縮するた
めに、精製の前後でそれを冷却することが有効である。 この方法で排出される有害物質の総量は、ガス精製から
生じる物質及び溶融物に含まれる重金属の分だけ減少す
る。ガラス溶融物に含まれる重金属および広い意味です
べての金属の可溶性は工程の間損なわれないので、すべ
ての重金属がガラス溶融物に再混入させることによって
ガラスに組み込まれ、ガラスからこし出されることはな
い。 更に、意外なことに、残留ガラスゴールは比較的クリー
ンである。これは、プロセスから見て割合大量のゴール
より正確に分離させ、その結果ゴールの純度が高くなる
からである。このガラスゴールは化学的用途に原料とし
て使用できる。ガラスゴールの割合は使用される焼却灰
の約５〜10％である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第１図は一実施例の縦断
面図、第２図〜第４図はそれぞれ別の実施例の縦断面
図、第５図はガス精製器のブロック図、第６図はガス精
製器の別の例を示すブロック図、第７図は排ガスから粉
じんを除去し、スラリーをろ過するシステムの流れ図で
ある。 ３……バッチミキサ、４……ガラス溶融炉、６……排ガ
ス冷却器、７……ガス精製器、80……固体廃棄物（焼却
灰）、81……添加剤、82……混合バッチ、84……ガラス
溶融物、85,86,87,89……排ガス、88……凝縮物、91…
…ガス加熱器。
面図、第２図〜第４図はそれぞれ別の実施例の縦断面
図、第５図はガス精製器のブロック図、第６図はガス精
製器の別の例を示すブロック図、第７図は排ガスから粉
じんを除去し、スラリーをろ過するシステムの流れ図で
ある。 ３……バッチミキサ、４……ガラス溶融炉、６……排ガ
ス冷却器、７……ガス精製器、80……固体廃棄物（焼却
灰）、81……添加剤、82……混合バッチ、84……ガラス
溶融物、85,86,87,89……排ガス、88……凝縮物、91…
…ガス加熱器。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ヘルムート・ピーパー
ドイツ連邦共和国 8770 ロール／マイン
ブッヘンシュトラーセ 19
(72)発明者 ハルトムート・チョッヒャー
ドイツ連邦共和国 8770 ロール／マイン
バイルシュテインヴェーグ 22
(72)発明者 ハインツ・メルレット
ドイツ連邦共和国 6233 ケルクハイム
フィリップ‐クレマ‐シュトラーセ 23
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】固体廃棄物をガラスに変換する廃棄物処理
方法であって、 前記廃棄物を少なくとも一種の添加材と混合して混合バ
ッチを生成する工程、 前記混合バッチを被溶融バッチとしてガラス溶融物に導
入し、その大部分を溶融物にとけ込ませ、残り部分を溶
融物から排ガスとして発生させる工程、 前記排ガスを気密状態で取り出す工程、 前記排ガスを前記被溶融バッチに導入することにより、
前記排ガスを冷却すると共に、前記バッチ中に凝縮物を
生成する工程、 前記凝縮物を前記バッチとともに前記ガラス溶融物に再
導入する工程、 前記被溶融バッチから発生する排ガスを精製する工程 の各工程からなる方法。 【請求項２】前記固体廃棄物が脱水された焼却灰である
請求項１に記載の方法。 【請求項３】前記バッチに導入された前記排ガスが20〜
50℃に冷却される請求項１に記載の方法。 【請求項４】流し込みおよび冷却によって固化したガラ
ス体を形成する工程を更に含む請求項１に記載の方法。 【請求項５】溶融物から発生する前記排ガスを、少なく
とも1.5秒間少なくとも1,200℃に加熱し、この排ガスを
前記被溶融バッチに導入する前に200〜300℃に予冷する
ことによって凝縮物を生成する工程を更に含む請求項１
に記載の方法。 【請求項６】前記凝集物が予冷によって形成され、前記
被溶融バッチに再導入される請求項５に記載の方法。 【請求項７】前記排ガスがアフターバーナによって加熱
される請求項５に記載の方法。 【請求項８】前記ガラス溶融物の表面の一部を、バッチ
が存在しない状態となし、溶融バッチから発生する高温
排ガスをバッチの存在しないガラス溶融物の表面上を流
動させることにより、前記排ガスがガラス溶融物の熱を
吸収して加熱される工程を更に含む請求項５に記載の方
法。 【請求項９】前記被溶融バッチから発生する前記排ガス
を、少なくとも1.5秒間少なくとも1,200℃に再加熱した
後その精製を行う請求項１に記載の方法。 【請求項１０】前記被溶融バッチから発生する前記排ガ
スを、少なくとも1.5秒間少なくとも1,200℃に再加熱す
る前に、その精製を行う請求項１に記載の方法。【請求
項１１】前記添加材がSiO2を含有する請求項１に記載の
方法。 【請求項１２】前記添加材がフォノライトである請求項
11に記載の方法。 【請求項１３】前記排ガスが大気圧より低い圧力のもと
で取り出され、前記被溶融バッチに導入される前に大気
圧より低い圧力のもとで予冷され、その結果、前記被溶
融バッチから排ガスが実質的に大気圧で出てくる請求項
１に記載の方法。 【請求項１４】前記固体廃棄物をガラスに変換する廃棄
物処理装置であって、 廃棄物及び少なくとも一種の添加材を取り入れる固体入
口、混合バッチを排出する固体出口、ガス入口およびガ
ス出口を形成した閉鎖バッチミキサと、 バッチミキサの固体出口に接続したバッチ供給器を一端
に、ガラス溶融物出口を他端に形成し、そして排ガス出
口をも形成した閉鎖ガラス溶融炉と、 バッチミキサのガス出口に接続されたガス精製器とを備
えている装置。 【請求項１５】炉のガス出口にガス入口が接続され、ガ
ス出口がバッチミキサのガス入口に接続され、凝縮物出
口がバッチミキサに接続された排ガス冷却器を更に備え
ている請求項14に記載の装置。 【請求項１６】前記炉が溶融物中へと下方に延びた電極
によって加熱される請求項14に記載の装置。 【請求項１７】前記炉が気密の外おおいを備えている請
求項14に記載の装置。 【請求項１８】溶融物上に浮かぶバッチがガラス溶融物
出口へ到達することを防止するために、溶融物と同じ高
さの位置で炉を横切って延設された冷却チューブを更に
備えている請求項14に記載の装置。 【請求項１９】炉を横切る方向に冷却チューブと平行に
延び、冷却チューブに向けて下垂したまっすぐなアーチ
を更に備え、これによって溶融物の上方に隔壁が形成さ
れている請求項18に記載の装置。 【請求項２０】ガラス溶融物出口が設けられた炉の端部
側に排ガス出口が設けられている請求項19に記載の装
置。 【請求項２１】ガラス溶融炉の排ガス出口が断熱ガスパ
イプを介して排ガス冷却器のガス入口に直接接続されて
いる請求項15に記載の装置。 【請求項２２】前記炉の排ガス出口と前記排ガス冷却器
のガス入口との間に介装されたガス加熱器を更に備えて
いる請求項15に記載の装置。 【請求項２３】前記排ガス冷却器が凝縮物を取り除くた
めの清掃器を備えている請求項15に記載の装置。 【請求項２４】凝縮物をバッチミキサへ供給するために
排ガス冷却器の凝縮物出口に接続されたコンベヤを更に
備えている請求項15に記載の装置。 【請求項２５】排ガス冷却器のガス出口とバッチミキサ
のガス入口との間に設けられた第１制御可能吸気ファン
を更に備えている請求項15に記載の装置。 【請求項２６】バッチミキサのガス出口の下流側に設け
られた第２制御可能吸気ファンと、バッチミキサのガス
出口に設けられた圧力センサと、バッチミキサのガス出
口における排ガス圧が実質的に大気圧になるよう両吸気
ファンを制御する制御器とを更に備えている請求項25に
記載の装置。 【請求項２７】バッチミキサのガス入口が固体出口側に
位置し、バッチミキサのガス出口が固体入口側に位置し
ている請求項14に記載の装置。 【請求項２８】前記固体廃棄物及び少なくとも一種の前
記添加材を供給するための複数の供給容器であり、且
つ、バッチミキサの固体入口に接続された気密型供給器
を含む供給容器を更に備えた請求項14に記載の装置。 【請求項２９】前記炉のガラス溶融物出口の下流に設け
られ、排出されるガラス溶融物から固形のガラス体を連
続的に生成するガラス溶融処理装置を更に備えている請
求項14に記載の装置。 【請求項３０】前記ガス精製器が、少なくともひとつの
精製段階と、ドロップ分離器と、ガス再加熱段階と、活
性炭フィルタ段階とを含む湿式浄化器である請求項14に
記載の装置。 【請求項３１】前記ガス精製器が、サチュレータと、流
動床と、ガス温調節段階と、活性炭フィルタ段階とを含
む請求項14に記載の装置。 【請求項３２】前記被溶融バッチから発生する前記排ガ
スから粉じんを取り除いて前記被溶融バッチに再導入す
ることからなる排ガス精製工程を更に含む請求項１に記
載の方法。 【請求項３３】前記粉じんがスラリ化されたろ過物であ
る請求項32に記載の方法。 【請求項３４】前記排ガスが精製前に冷却される請求項
32に記載の方法。 【請求項３５】前記排ガスが精製後に冷却される請求項
32に記載の方法。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3830899 | 1988-09-10 | ||
| DE3841889A DE3841889A1 (de) | 1988-09-10 | 1988-12-13 | Verfahren zur ueberfuehrung von festen, weitgehend wasserfreien abfallstoffen in glasform sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE3904613.3 | 1989-02-16 | ||
| DE3830899.1 | 1989-02-16 | ||
| DE3904613A DE3904613A1 (de) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | Umweltfreundliches verfahren zur ueberfuehrung von festen abfallstoffen in glasform |
| DE3841889.4 | 1989-02-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02175620A JPH02175620A (ja) | 1990-07-06 |
| JPH07102977B2 true JPH07102977B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=27198209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1235478A Expired - Lifetime JPH07102977B2 (ja) | 1988-09-10 | 1989-09-11 | 廃棄物処理方法と装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0359003B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07102977B2 (ja) |
| AU (1) | AU624414B2 (ja) |
| DE (1) | DE58906363D1 (ja) |
| DK (1) | DK169057B1 (ja) |
| ES (1) | ES2047074T3 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CH680198A5 (ja) * | 1990-07-06 | 1992-07-15 | Sulzer Ag | |
| DE4035777A1 (de) * | 1990-11-08 | 1992-05-14 | Noell Gmbh | Verfahren zur entsorgung von staeuben, die toxische schwermetalle, toxische organische stoffe und aehnliche verbindungen enthalten |
| DE4111385A1 (de) * | 1991-04-09 | 1992-10-15 | Leybold Ag | Verfahren zum aufschmelzen von filterstaeuben |
| DE4112162C1 (ja) * | 1991-04-13 | 1992-07-30 | Beteiligungen Sorg Gmbh & Co Kg, 8770 Lohr, De | |
| WO1993001141A1 (de) * | 1991-07-11 | 1993-01-21 | Schoenhausen Horst | Verfahren und vorrichtung zur gefahrlosen entsorgung von toxischen rückständen |
| CZ278936B6 (en) * | 1991-09-23 | 1994-09-14 | Crystalex Sp | Vitrification process of powder waste, particularly fly ash from refuse incinerating plants |
| FR2684573B1 (fr) * | 1991-12-05 | 1994-10-07 | Mediterranee Const Ind | Procede de traitement de residus solides provenant de l'epuration des fumees issues d'un four d'incineration pour realiser par exemple leur vitrification ou leur mise en fusion, et son installation. |
| DE4301353C1 (de) * | 1993-01-20 | 1994-05-26 | Sorg Gmbh & Co Kg | Verfahren zum Verglasen von Abfallstoffen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
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| FR2708490B1 (fr) * | 1993-07-30 | 1995-11-10 | Cnim | Procédé de vitrification de résidus solides issus de l'incinération de déchets ménagers et/ou industriels, dispositif pour la mise en Óoeuvre de ce procédé et produit issu de ce procédé. |
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| FR2870758B1 (fr) * | 2004-05-26 | 2006-08-04 | Commissariat Energie Atomique | Procede permettant la combustion et l'oxydation complete de la fraction minerale d'un dechet traite dans un appareil de combustion-vitrification directe |
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-
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