JPH07233932A

JPH07233932A - ごみ焼却炉における飛灰の溶融処理設備

Info

Publication number: JPH07233932A
Application number: JP6027178A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Ogino; 悦生荻野; Yoshitoshi Sekiguchi; 善利関口; Yoshimasa Miura; 祥正三浦; Yusuke Okada; 裕介岡田; Michio Ito; 道雄伊藤
Original assignee: Hitachi Zosen Corp; Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
Current assignee: Kanadevia Corp
Priority date: 1994-02-25
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 1995-09-05

Abstract

(57)【要約】【目的】加熱分解炉内での飛灰の焼結を防止する。【構成】排ガス中に薬剤供給装置４から少なくとも水
酸化カルシウムを含む薬剤を供給して排ガス中の成分と
反応させ、生成した塩類と共に集塵装置４に捕集された
飛灰を、水洗装置11により水洗して塩類を除去した後、
乾燥機13を介して加熱分解炉６に供給する。【効果】水洗により飛灰中の塩類を除去することによ
り、飛灰に含まれる塩類の作用による焼結を防止し、加
熱分解炉を安定して運転することができ、ダイオキシン
を確実に除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ごみ焼却炉において焼
却炉から排出される排ガスに同伴される飛灰中の特にダ
イオキシンを加熱分解して無害化をはかるとともに、溶
融処理して無害化、減容化をはかるごみ焼却炉における
飛灰の溶融処理設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、灰溶融炉が付設されたごみ焼却炉
における焼却灰の処理設備は、図６に示すように、焼却
炉本体１から排出される主灰を灰溶融炉２に送り出すと
ともに、焼却炉本体１からボイラ部（熱回収部）を介し
て排出される排ガスに同伴された飛灰は、排ガス経路Ｇ
に配置されて排ガスを冷却する調温塔３および集塵装置
（バグフィルターや電気集塵装置など）４から回収さ
れ、灰溶融炉２に主灰と共に供給されていた。

【０００３】ところで、排ガス中には、塩化水素などの
有害物質を含むため、調温塔３から焼却炉側集塵装置４
に至る排ガス経路Ｇで、たとえば主に消石灰〔Ca(O
H)₂〕などの薬剤を薬剤供給装置５により吹き込んで排
ガスと反応させ、飛灰と共に集塵装置４で捕集されてい
る。捕集された飛灰には、反応塩類（Cacl₂,CaSO₄ ）や
未反応薬剤[Ca(OH)₂等] 、フライアッシュ、捕集重金属
類が含まれており、この飛灰は、飛灰前処理経路Ｆにお
いて、不活性ガス中で所定温度まで加熱することによ
り、飛灰中に含まれるダイオキシンを熱分解しさらに冷
却して無害化をはかる加熱分解炉（いわゆるハーゲンマ
イヤー炉）６に投入された後、主灰と共に灰溶融炉２に
供給されて加熱溶融され、溶融スラグを冷却してスラグ
を生成し、焼却灰の無害化、減容化および再利用を図っ
ていた。

【０００４】一方、この灰溶融炉２から排出される排ガ
スは、ガス冷却器７により冷却された後、再度薬剤供給
装置８により薬剤が供給されて脱塩化され、溶融炉側集
塵装置９により反応塩類や未反応薬剤、フライアッシ
ュ、捕集重金属類等を回収して、清浄ガスとして排出さ
れる。回収された前記ダストはダスト固化処理装置１０
により固化処理されて無害化が図られていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この様に飛灰を溶融処
理する場合、次のような問題があった。（１）加熱分解炉６において、飛灰を加熱すると、飛灰
中の塩類の作用により、炉内で焼結して攪拌部材や容器
内に付着し、運転が困難となるため、炉内の温度を下げ
たり、または滞留させる処理時間を長くする必要があっ
た。（２）加熱分解炉６の温度を下げた場合でも、飛灰の性
状により焼結温度が一定でなく、コントロールが難しい
という問題があった。（３）灰溶融炉２において飛灰が高温に再加熱されるた
め、捕集された反応塩が再度ガス化されて放出されるの
で、灰溶融炉から排出される排ガス中に、再度薬剤を供
給して、集塵装置８で除去する必要があり、２倍の薬剤
を必要とする。（４）飛灰中の塩類の一部は、溶融塩としてスラグと共
に排出されるが、これら塩類は水溶性であるため、下水
放流できない場合には、さらに無害化対策が必要とな
る。（５）薬剤により、飛灰中にカルシウム分が４０〜５０
％ちかく含有されており、これをそのまま主灰と混合し
て溶融させると、灰全体のカルシウム分(SiO₂CaO) が多
くなる（塩基度が高くなる）ことにより、灰の融点が上
昇し、高温に昇温できないバーナー式などの灰溶融炉に
よる灰溶融が困難となる。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決して、分解用
加熱炉における飛灰の付着および焼結固化を防止してダ
イオキシンを確実に分解できるとともに、反応塩類の再
ガス化を防止して、排ガスに投入する薬剤も少なくてす
み、溶融塩の生成を防止できるごみ焼却炉における飛灰
の溶融処理方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のごみ焼却炉における飛灰の溶融処理設備
は、焼却炉本体から排出される排ガス経路に、排ガス中
に少なくとも水酸化カルシウムを含む薬剤を供給する薬
剤供給装置と、薬剤供給装置の下流側に配置され前記薬
剤と排ガス中の成分との反応により生成された塩類を含
む飛灰を捕集する焼却炉側集塵装置とを設け、この焼却
炉側集塵装置で捕集された飛灰を灰溶融炉に供給する飛
灰前処理経路に、焼却炉側集塵装置で捕集された飛灰を
水洗して塩類を除去する水洗装置と、水洗された飛灰を
乾燥する乾燥装置と、密閉状態で飛灰を加熱して飛灰中
のダイオキシンを分解除去する加熱分解炉とを設けたも
のである。

【０００８】また上記構成に加えて、飛灰前処理経路で
乾燥装置と加熱分解炉の間に、飛灰を粒状に形成する造
粒装置を設けたものである。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、水洗により、飛灰中の塩類
を水に溶かして除去することから、加熱分解炉内で塩類
の作用により焼結することがなく、加熱分解炉の運転が
スムーズに行えてダイオキシンを確実に除去することが
でき、さらに灰溶融炉内で高温に加熱されても、塩類が
再度ガス化されることがない。したがって、加熱分解炉
における加熱温度を低下させたり、滞留処理時間が長く
なることもなく、また灰溶融炉からの排ガス中に薬液を
供給する必要がない。また、溶融塩も生成されることが
ないので、無害化処理を施す必要もない。さらに、水洗
処理により、塩類と反応したカルシウム分が除去される
ことから、灰全体のカルシウム含有量を減少させること
ができ、灰融点の上昇を防止することができる。これに
より、高温に昇温できないバーナー炉などの炉形式であ
っても、灰溶融が可能となる。

【００１０】また、加熱分解炉の投入前の飛灰を造粒す
ることにより、加熱分解炉内の攪拌部材やケーシングな
どに付着して焼結する事がほとんど無くなり、また処理
後の飛灰からダスト飛散するのを防止することができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係るごみ焼却設備の一実施例
を図１〜図３に基づいて説明する。なお、従来と同一の
部材は同一符号を付し、説明は省略する。

【００１２】１１は、飛灰の前処理経路Ｆに配置されて
焼却器側集塵装置４および調温塔３から捕集した飛灰を
水洗処理する水洗装置で、飛灰中に含まれる塩類（Cacl
₂,CaSO₄,Kcl 等）および重金属の一部を水に溶かして除
去するものである。この水洗装置11から排出された排水
は、排水処理装置１２により処理された後、放流され
る。

【００１３】水洗装置１１により塩類が除去された飛灰
は、乾燥機１３で乾燥された後、加熱分解炉６に投入さ
れて飛灰中のダイオキシンが分解除去され、加熱分解炉
６から灰溶融炉２に、焼却炉本体１から排出される飛灰
とともに供給するように構成される。

【００１４】この加熱分解炉６は、図２に示すように、
密閉された不活性ガスたとえば窒素ガス雰囲気中で飛灰
を所定温度まで加熱して攪拌する加熱器１４と、密閉さ
れた窒素ガス雰囲気中で飛灰を所定温度まで冷却する冷
却器１５とから構成されている。

【００１５】前記加熱器１４は、密閉された横置き円筒
状の加熱容器２１内の軸心位置に、多数の攪拌パドル２
２が取り付けられた回転軸２３が軸受を介して回転自在
に支持され、回転軸２３の一端部に回転駆動モーター２
４の出力軸が連結されている。加熱容器２１の一端部に
は、飛灰投入装置２５から飛灰が投入される飛灰供給ホ
ッパ２６が配置され、飛灰供給ホッパ２６の出口がロー
タリ弁２７を介して接続されている。また加熱容器２１
の外周面には加熱ヒーター２８が配置され、加熱容器２
１内に投入された飛灰を４００〜５００℃に加熱できる
ように構成されている。さらに加熱容器２１の他端部に
は、加熱した飛灰を排出する灰出口２９と、ガス排出口
３０がそれぞれ形成され、前記灰出口２９には冷却器１
５に接続された移送管３１が接続されている。この加熱
容器２１内に充填される窒素ガスＮ₂は、一端側でロー
タリ弁２８の出口に形成されたガス供給口３２から充填
されるとともに、他端側のガス排出口３０から集塵器３
７を介してガス排出管３２から排出され、熱交換器３３
で熱回収された後、ガス循環ポンプ３４により、ガス供
給管３５を介してガス供給口３２に循環されている。ま
たこのガス供給管３５は移送管３１にも分岐して接続さ
れ、移送管３１を介して冷却器１５に窒素ガスが充填さ
れている。３６はこの窒素ガス循環系にリークした量を
補充する窒素ガスボンベである。

【００１６】前記冷却器１５は、密閉された横置き円筒
状の冷却容器４１内の軸心位置に、多数の攪拌パドル４
２が取り付けられた回転軸４３が回転自在に支持され、
回転軸４３の一端部には回転駆動モーター４４の出力軸
が連結されている。この冷却容器４１の他端部には、移
送管３２が接続された灰入口４５が形成され、冷却容器
４１の一端部にはロータリ弁４６を介して灰排出シュー
ト４７が取り付けられ、加熱分解してダイオキシンを除
去した飛灰を前処理灰台車４８に搬入するように構成さ
れている。また冷却容器４１の外周面には冷却水通路４
９が形成され、この冷却水通路４９に供給される冷却水
により、加熱器２１で加熱された飛灰を窒素ガス雰囲気
中で飛灰を冷却するように構成されている。

【００１７】灰溶融炉２には、前記前処理灰台車４８を
介して主灰と共に灰溶融炉２に供給され、バーナーや電
極等を有する加熱装置により加熱溶融される。また、溶
融により飛散する低沸点重金属類は、溶融炉側の集塵装
置８で捕集され、ダスト固化装置９で薬剤処理されて固
定化される。

【００１８】上記実施例によれば、水洗装置１１により
捕集された飛灰中の塩分を除去することができるので、
飛灰が加熱分解炉６の加熱器２１により加熱されること
があっても、飛灰が塩類の作用で焼結せず、加熱容器２
３の内面や回転軸２３、攪拌翼２２などへの付着が極め
て軽減される。これは図３の加熱温度と焼結した飛灰の
圧壊強度との関係を示すグラフから明らかなように、水
洗した場合には、水洗しない場合に比べてその圧壊強度
が約１／４以下と小さく、攪拌パドルや飛灰の送り作用
で容易に圧壊できる範囲にあるからである。したがっ
て、加熱分解炉６を安定して運転することができ、加熱
器１４内の温度を下げたり飛灰の滞留時間を延長する必
要もなく、飛灰中のダイオキシンを確実に分解除去する
ことができる。

【００１９】また飛灰中の塩分を除去することができる
ので、従来必要であった灰溶融炉２からの排ガスへの薬
剤の投入が不要となるとともに、溶融塩の生成に伴う無
害化処理が不要となる。さらに、水洗により塩化カルシ
ウム等の塩類が除去された飛灰を、主灰と混合して灰溶
融炉２に供給するので、灰中のカルシウムの含有量が従
来に比べて減少され、灰の融点の上昇が防止される。し
たがって加熱温度が比較的低いバーナー式灰溶融炉など
による溶融も可能となり、適用できる炉形式が広くな
る。さらにまた、灰中のカルシウムの含有量が20％前後
となり、溶融スラグを出滓に最適な粘度に維持すること
ができ、溶融スラグの粘土調整も不要となる。

【００２０】図３および図４は、乾燥機１３から排出さ
れる飛灰を、造粒装置５１により所定の大きさに造粒し
た後、加熱分解炉６に供給するように構成し第２実施例
である。

【００２１】すなわち、図４に示すように、水洗装置１
１により水洗いした後、濾過器１１ａに濾過された飛灰
は、乾燥機１３により一部の水分が除去される。さらに
乾燥機１３から排出された飛灰は、スクリューフィーダ
ー５２により造粒装置５１に送られる。そしてこの造粒
装置５１により残留した水分を利用して飛灰が所定の大
きさの粒状に形成され、この粒状の飛灰が加熱分解炉６
に供給される。

【００２２】上記第２実施例によれば、飛灰が粒状に形
成されるので、加熱分解炉６の加熱器１４内において、
塩類の作用による焼結もなく、また特に飛灰が筒状フィ
ルム状に形成されているため、加熱容器２３の内面や回
転軸２３、攪拌翼２２などへの付着が効果的に防止され
るとともに、加熱分解炉６からの排出時に、飛灰がダス
トとして外部に飛散するのを防止することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明のごみ焼却炉
における飛灰の溶融処理設備によれば、水洗により、飛
灰中の塩類を水に溶かして除去することから、加熱分解
炉内で塩類の作用により焼結することがなく、加熱分解
炉の運転がスムーズに行えてダイオキシンを確実に除去
することができ、さらに灰溶融炉内で高温に加熱されて
も、塩類が再度ガス化されることがない。したがって、
加熱分解炉における加熱温度を低下させたり、滞留処理
時間が長くなることもなく、また灰溶融炉からの排ガス
中に薬液を供給する必要がない。また、溶融塩も生成さ
れることがないので、無害化処理を施す必要もない。さ
らに、水洗処理により、塩類と反応したカルシウム分が
除去されることから、灰全体のカルシウム含有量を減少
させることができ、灰融点の上昇を防止することができ
る。これにより、高温に昇温できないバーナー炉などの
炉形式であっても、灰溶融が可能となる。

【００２４】また、加熱分解炉の投入前の飛灰を造粒す
ることにより、加熱分解炉内の攪拌部材やケーシングな
どに付着して焼結しにくくなり、また処理後の飛灰から
ダスト飛散するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るごみ焼却炉の灰の溶融処理設備の
第１実施例を示す構成図である。

【図２】同灰の溶融処理設備に配置した加熱分解炉を示
す構成図である。

【図３】同加熱分解炉における加熱温度と飛灰焼結強度
の関係を示すグラフである。

【図４】本発明に係るごみ焼却炉の灰の溶融処理設備の
第２実施例を示す構成図である。

【図５】同溶融処理設備の飛灰全処理経路に配置した造
粒機周辺部を示す構成図である。

【図６】従来のごみ焼却炉の灰の溶融処理設備を示す構
成図である。

【符号の説明】

Ｇ排ガス経路Ｆ飛灰前処理経路１焼却炉本体２灰溶融炉３調温塔４集塵装置５薬剤供給装置６加熱分解炉８集塵装置９ダスト固化装置１１水洗装置１２排水処理装置１３乾燥機１４加熱器１５冷却器２１加熱容器２２攪拌パドル２３回転軸５１造粒機

フロントページの続き (72)発明者岡田裕介大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号日立造船株式会社内 (72)発明者伊藤道雄大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号日立造船株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焼却炉本体から排出される排ガス経路
に、排ガス中に少なくとも水酸化カルシウムを含む薬剤
を供給する薬剤供給装置と、薬剤供給装置の下流側に配
置され前記薬剤と排ガス中の成分との反応により生成さ
れた塩類を含む飛灰を捕集する焼却炉側集塵装置とを設
け、この焼却炉側集塵装置で捕集された飛灰を灰溶融炉
に供給する飛灰前処理経路に、焼却炉側集塵装置で捕集
された飛灰を水洗して塩類を除去する水洗装置と、水洗
された飛灰を乾燥する乾燥装置と、密閉状態で飛灰を加
熱して飛灰中のダイオキシンを分解除去する加熱分解炉
とを設けたことを特徴とするごみ焼却炉における飛灰の
溶融処理設備。
【請求項２】飛灰前処理経路で乾燥装置と加熱分解炉
の間に、飛灰を粒状に形成する造粒装置を設けたことを
特徴とする請求項１記載のごみ焼却炉における飛灰の溶
融処理設備。