JPH07265834A - マイクロ波照射による飛灰処理方法 - Google Patents

マイクロ波照射による飛灰処理方法

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JPH07265834A
JPH07265834A JP6062757A JP6275794A JPH07265834A JP H07265834 A JPH07265834 A JP H07265834A JP 6062757 A JP6062757 A JP 6062757A JP 6275794 A JP6275794 A JP 6275794A JP H07265834 A JPH07265834 A JP H07265834A
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JP
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fly ash
activated carbon
microwave irradiation
exhaust gas
dioxins
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JP6062757A
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Keizo Hamaguchi
敬三 浜口
Yoji Ogaki
陽二 大垣
Hiroshi Yamaguchi
宏 山口
Keiichi Okuyama
契一 奥山
Sazo Nakamura
佐三 中村
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 可燃性廃棄物焼却施設から排出される燃焼排
ガス及び飛灰の無害化処理を行う。 【構成】 排ガス中の重金属類及びダイオキシン類を活
性炭に吸着させた飛灰の未燃炭素量を1.0%〜5%に
し、該飛灰をマイクロ波照射により加熱処理する。 【効果】 飛灰の加熱時間が短縮され、ダイオキシン類
等の有害物質が無害化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、都市ごみ焼却施設およ
びその他の可燃性廃棄物焼却施設から排出される燃焼排
ガスおよび飛灰の無害化処理方法に関する発明である。
【0002】
【従来の技術】従来、ごみ焼却炉から排出される飛灰お
よび排ガスには、非常に毒性の強いダイオキシン類等
や、クロロベンゼン、クロロフェノール等のダイオキシ
ン類前駆物質などの有機塩素化合物が含まれている。前
述の飛灰または排ガス中に含まれるダイオキシン類を無
害化する方法として以下の技術が開示されている。
【0003】まず、短時間で加熱が得られ温度コントロ
ールが容易なマイクロ波により有害有機塩素化合物を除
去する方法として、以下の公開特許公報が開示されてい
る。特開平4−284885号公報には、焼却灰に60
秒間マイクロ波を照射し、次いでこれを30秒間攪拌
し、該マイクロ波の照射と攪拌とを順次繰り返し、焼却
灰を例えば500℃に昇温して過熱、溶融することなく
有害有機塩素化合物を分解、除去する「ごみ焼却灰の再
処理方法」が開示されている。また、活性炭によりごみ
燃焼排ガス中のダイオキシン類を除去する方法は、以下
の公開特許公報に開示されている。
【0004】特開平4−87624号公報には、バグフ
ィルターろ布表面に粉末活性炭の粉体層を形成させ、燃
焼排ガスをこの粉体層を通すことにより有害物を除去す
る。特開平4−277006号公報には、噴霧塔の上部
から紛状活性炭を供給し、下方から排ガスを導入して活
性炭と排ガスを接触させて有害物を除去する。
【0005】しかしながら、前述の従来公開特許公報に
開示されている技術においては、以下の問題点があっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ごみ等の焼却施設から
排出される飛灰は、炉の燃焼状態が良好であれば、一般
に未燃炭素含有量は1%以下と、かなり低い値である。
従って、このような飛灰に前述の特開平4−28488
5号公報に開示される方法でマイクロ波を照射しても、
飛灰中の未燃炭素含有量が少ないために、有効なマイク
ロ波照射効果が得られない欠点がある。即ち、ダイオキ
シン類等の有機塩素化合物の分解に必要な400℃〜6
00℃の温度域に昇温することは困難である。
【0007】また、前述の特開平4−87624号公報
および特開平4−277006号公報に開示されている
方法においては、燃焼排ガス中のダイオキシン類等の有
機塩素化合物および水銀等の重金属は、吸着除去され、
燃焼排ガスは無害化される。しかしながら、ダイオキシ
ン等の有機塩素化合物および水銀等の重金属は活性炭に
吸着されるので、活性炭中のダイオキシン濃度は上昇
し、該活性炭を含有する飛灰中のダイオキシン類等の有
害物質の濃度が上昇してしまうことになり、該活性炭等
を含む飛灰は無害化されない問題点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1に、集塵
機の前か、あるいは有害排ガス処理装置の前の排煙道に
活性炭を吹込み、集塵される飛灰の未燃炭素量を1.0
%〜5%にし、前記飛灰をマイクロ波照射によって加熱
処理することを特徴とするマイクロ波照射による飛灰処
理方法であり、第2に、活性炭の吹込量は、燃焼排ガス
に対して、0.05g/m3 N以上であることを特徴と
するマイクロ波照射による飛灰処理方法であり、第3
に、マイクロ波照射による飛灰加熱温度は400℃〜6
00℃であることを特徴とするマイクロ波照射による飛
灰処理方法を提供するものである。
【0009】
【作用】本発明は、活性炭等のカーボン粉末を0.05
g/m3N以上吹き込み、まず、排ガス中の水銀等の重
金属類、ダイオキシン類等の有機塩素化合物を活性炭に
吸着除去させて集塵機を通過した排ガスを無害化する。
この際の活性炭の吹き込み位置は、集塵機の前であれ
ば、有害ガス除去装置の前の排煙道でも構わない。
【0010】次に、活性炭の吹き込みによって、当該施
設から排出される飛灰は、未燃炭素量が上昇し、マイク
ロ波照射で飛灰を加熱する。本発明における未燃炭素と
は単体のカーボンおよび有機炭素を言い、CO2 、Ca
C03 等の無機炭素を含まないものである。
【0011】活性炭の吹き込み量は、飛灰に対して未燃
炭素量が重量比で1.0%以上でよい。望ましくは、
1.0〜5.0%が適当であり、1.0%以下では、マ
イクロ波による加熱効果が顕著に現れず不適当であり、
5.0%以上ではマイクロ波による加熱効果の上昇が期
待できないことと、活性炭の吹き込み量が多くなりコス
ト的にも不利となり不適当である。飛灰の性状によって
は、活性炭を吹き込まなくても、未燃炭素量が1%以上
の飛灰もあり、このような飛灰に対しては、活性炭の吹
き込み量は、極微量でもマイクロ波照射による有効な加
熱処理を可能にする。
【0012】但し、この場合、あまりに微量すぎると、
活性炭による排ガス中のダイオキシン類等の吸着が効果
的に行われないため、集塵機を通過した後の排ガスの無
害化が損なわれる恐れがある。この場合も活性炭の吹き
込み量は、燃焼排ガスに対して0.05g/m3N以上
となるように吹き込むことが望ましい。
【0013】マイクロ波照射による飛灰加熱は、飛灰が
400〜600℃になるように照射する。400℃以下
であるとダイオキシン類の熱分解に不適当であるし、6
00℃以上にすると飛灰の部分溶融が始まり好ましくな
いことと、余分な熱量を使うためエネルギー効率的に好
ましくないため不適当である。
【0014】
【実施例】図1は、本発明における都市ごみ焼却施設等
の可燃性廃棄物焼却施設の排煙道に活性炭を吹き込む位
置の一例を示した概略図である。図2は、本発明におけ
るマイクロ波照射により飛灰を加熱した場合の該マイク
ロ波照射時間、および飛灰中の未燃炭素含有量と飛灰温
度との関係を示した図である。図1において、1は都市
ごみ焼却施設等の可燃性廃棄物焼却炉に連結される廃熱
ボイラー、2は塩素ガス、亜硫酸ガス、窒素酸化ガス等
の有害排ガス処理装置、3は集塵機、4は浄化された排
ガスを大気に拡散させる煙突である。
【0015】本発明における活性炭の吹き込み位置は、
集塵機3の上流側、即ち、活性炭が燃焼しない位置であ
れば良く、一例として、有害排ガス処理装置2の上流位
置Aか、または、集塵機3の上流位置Bが望ましい。有
害排ガス処理装置2の設備を有しない可燃性廃棄物焼却
施設においては、集塵機3の上流位置B側が望ましい。
当該吹き込み位置からの活性炭の吹き込みにより、排
ガスは排ガス中の重金属およびダイオキシン類等の有害
物質を活性炭が吸着し、無害化状態となる。一方、活性
炭の一部で紛状のものは飛灰となり、また、未燃炭素と
して飛灰中に残存する。
【0016】本発明は、飛灰中の未燃炭素がマイクロ波
を効果的に吸収し、この結果、誘電加熱が起こり、伝熱
効果により飛灰全体を加熱するものである。飛灰中の未
燃炭素量が少なすぎると、マイクロ波が未燃炭素に効果
的照射されず、誘電加熱が効果的に行われない。
【0017】本発明の図2における実験では、活性炭を
添加した飛灰は100gであり、マイクロ波は5W/g
の照射エネルギーで行った。マイクロ波を照射する際、
飛灰が部分的に高温とならないように攪拌しながら加熱
を行った。
【0018】活性炭を添加する前の飛灰中の未燃炭素量
は、0.5%であり、活性炭を添加することで飛灰中の
未燃炭素含有量を調整した。未燃炭素が1.0%以上に
なるように活性炭を添加すると、活性炭が添加された飛
灰はマイクロ波照射によって500℃程度になることか
ら、ダイオキシン類等の有機塩素化合物を分解するため
には、添加する活性炭の量は、飛灰中の未燃炭素量が
1.0%以上になる量が必要である。未燃炭素量を5%
以上とすると、飛灰の温度上昇の割合が増大しないこと
と、余分な活性炭を使用するため、コスト高となる。
【0019】活性炭を添加した飛灰が400℃〜600
℃になるためには、マイクロ波照射エネルギー5W/g
のエネルギーで10分のマイクロ波照射時間が必要であ
った。それ以上の長時間照射しても温度上昇は小であっ
た。
【0020】図3は、活性炭吹込による集塵機後の排ガ
ス中のダイオキシン類の濃度および水銀濃度を示した図
である。活性炭吹込量0.05g/m3 N以上において
集塵機を通過した燃焼排ガス中のダイオキシン類の濃度
および水銀濃度が急激に減少することから、吹込量0.
05g/m3 N以上で、集塵機を通過した燃焼排ガスの
無害化に大きな効果がある。活性炭吹込量0.05g/
m3 Nは、およそ飛灰中の未燃炭素0.5%〜1.0%
に相当する。
【0021】表1は、マイクロ波照射によって加熱され
た飛灰のダイオキシン類の濃度を示した表である。
【0022】
【表1】
【0023】表1においては、未燃炭素量が2%となる
ように活性炭を添加したもので、マイクロ波のエネルギ
ーが5W/g、照射時間10分で、温度は520℃まで
昇温し、さらに、当該温度で10分保持させた。この結
果から、マイクロ波照射により、飛灰中のダイオキシン
類は完全に無害化された。
【0024】本発明において、マイクロ波の照射による
加熱とは、例えば、2.45GHzの周波数を用いる高周
波誘電加熱をいう。マイクロ波加熱装置は、特に限定し
ないが、望ましくは、飛灰を攪拌しながら徐々に昇温
し、飛灰が均一に400℃〜600℃域に10分以上保
持できるような装置が望ましい。但し、飛灰に対して、
マイクロ波照射エネルギーは、飛灰の部分的高温化を避
けるため、5W/g以下が望ましく、飛灰加熱部は、ダ
イオキシン分解に有利な窒素雰囲気であることが望まし
いが、特に限定しない。飛灰加熱の際に、マイクロ波照
射加熱装置内で重金属等を含んだ微量の有害ガスが発生
する場合には、装置にパージファン等を設けて、別途、
無害化処理すればよい。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、集塵機に至る前の排煙
道に活性炭を吹込むことにより、排ガス中の有害なダイ
オキシン類および重金属等を吸着除去し、排ガスが無害
化される。同時に、集塵機等から排出される飛灰は、活
性炭の吹込により飛灰中の未燃炭素濃度が上昇し、マイ
クロ波照射による飛灰加熱処理を容易にする。
【0026】さらに、未燃炭素を含有する飛灰をマイク
ロ波で照射することによって、400℃〜600℃に1
0分以上加熱保持することで、飛灰中のダイオキシン類
等の有機塩素化合物が分解され無害化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における都市ごみ焼却施設等の可燃性廃
棄物焼却施設の排ガス道に活性炭を吹き込む位置を示し
た概略図である。
【図2】本発明に係る飛灰中の未燃炭素含有量と飛灰温
度との関係を示す図面である。
【図3】活性炭の吹込量とダイオキシン類、水銀等の濃
度を示す図面である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/70 // A62D 3/00 ZAB B01D 53/34 134 E B09B 3/00 ZAB 303 L (72)発明者 奥山 契一 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 (72)発明者 中村 佐三 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

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可燃性廃棄物焼却施設における集塵機の上
    流側の燃焼排ガスに活性炭を吹込み、集塵される飛灰の
    未燃炭素量を1.0%〜5%にし、前記飛灰をマイクロ
    波照射によって加熱処理することを特徴とするマイクロ
    波照射による飛灰処理方法。
  2. 【請求項2】活性炭の吹込量は、燃焼排ガスに対して、
    0.05g/m3 N以上であることを特徴とする請求項
    1記載のマイクロ波照射による飛灰処理方法。
  3. 【請求項3】マイクロ波照射による飛灰加熱温度は40
    0℃〜600℃であることを特徴とする請求項1または
    請求項2記載のマイクロ波照射による飛灰処理方法。
JP6062757A 1994-03-31 1994-03-31 マイクロ波照射による飛灰処理方法 Withdrawn JPH07265834A (ja)

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