JPH0752006B2 - 都市ごみ焼却灰の処理方法 - Google Patents
都市ごみ焼却灰の処理方法Info
- Publication number
- JPH0752006B2 JPH0752006B2 JP63273193A JP27319388A JPH0752006B2 JP H0752006 B2 JPH0752006 B2 JP H0752006B2 JP 63273193 A JP63273193 A JP 63273193A JP 27319388 A JP27319388 A JP 27319388A JP H0752006 B2 JPH0752006 B2 JP H0752006B2
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- JP
- Japan
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- ash
- incineration ash
- melting
- furnace
- municipal waste
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、都市ごみ焼却灰の処理方法に関し、さらに詳
しくは、都市ごみの焼却灰を溶融処理してスラグ化し減
溶して排出処理すると共にNOXを低減する方法に関す
る。
しくは、都市ごみの焼却灰を溶融処理してスラグ化し減
溶して排出処理すると共にNOXを低減する方法に関す
る。
都市ごみは従来、埋立により処分されていたが、埋立の
用地確保が難しくなり、一旦焼却してから、焼却灰を処
分するようになってきた。しかし、ごみの焼却によって
も約10％の焼却灰が発生し、灰の埋立処分用の用地すら
逼迫するようになってきた。さらに灰の埋立処分におい
て微粉状灰の飛散、重金属類の浸出、未燃焼物による悪
臭など環境上の問題も発生している。
用地確保が難しくなり、一旦焼却してから、焼却灰を処
分するようになってきた。しかし、ごみの焼却によって
も約10％の焼却灰が発生し、灰の埋立処分用の用地すら
逼迫するようになってきた。さらに灰の埋立処分におい
て微粉状灰の飛散、重金属類の浸出、未燃焼物による悪
臭など環境上の問題も発生している。
そこでごみ焼却灰を溶融して処理し、埋立に際して減容
を図ると同時に粉末の溶融重金属浸出の防止、未燃物の
分解を行って環境上の保全を一挙に達成する方法がとら
れている。
を図ると同時に粉末の溶融重金属浸出の防止、未燃物の
分解を行って環境上の保全を一挙に達成する方法がとら
れている。
その際アーク炉またはバーナ炉を用いて行うことが多
い。しかるにこのような高温の加熱を大気中で行うと多
量のNOXガスが発生し、環境上の２次公害を発生するこ
とがしばしばある。
い。しかるにこのような高温の加熱を大気中で行うと多
量のNOXガスが発生し、環境上の２次公害を発生するこ
とがしばしばある。
ごみ焼却灰中には未燃物炭水化物を主体として２〜５％
の炭素源を含み、これが灰の溶融過程で空気と反応し還
元性雰囲気を形成し、物質収支上からは十分還元性雰囲
気を維持できることが知られている。しかし、これらの
炭素源は灰の溶融に先立って熱分解により気化してしま
い、灰の溶融に至るまでの期間にわたり平均して還元性
雰囲気を維持することには問題があった。
の炭素源を含み、これが灰の溶融過程で空気と反応し還
元性雰囲気を形成し、物質収支上からは十分還元性雰囲
気を維持できることが知られている。しかし、これらの
炭素源は灰の溶融に先立って熱分解により気化してしま
い、灰の溶融に至るまでの期間にわたり平均して還元性
雰囲気を維持することには問題があった。
本発明はプラズマを用いたごみ焼却灰の溶融において、
高温酸化雰囲気の下で発生するNOXの発生を抑制しつ
つ、ごみ焼却灰の溶融を完全ならしめるための方法を提
供するものである。
高温酸化雰囲気の下で発生するNOXの発生を抑制しつ
つ、ごみ焼却灰の溶融を完全ならしめるための方法を提
供するものである。
また、本発明は上記のように灰の溶融スラグ化に至るす
べての過程にわたって炉内を完全に還元性雰囲気に保持
する方法を提供する。
べての過程にわたって炉内を完全に還元性雰囲気に保持
する方法を提供する。
本発明は、都市ごみ焼却灰をプラズマトーチにより溶融
処理するに当り、焼却灰溶融処理炉に、供給される空気
量により酸化される量以上の炭素源または炭水化物源を
別途に常時添加し、還元性雰囲気にて焼却灰を溶融する
ことを特徴とする都市ごみ焼却灰の処理方法である。
処理するに当り、焼却灰溶融処理炉に、供給される空気
量により酸化される量以上の炭素源または炭水化物源を
別途に常時添加し、還元性雰囲気にて焼却灰を溶融する
ことを特徴とする都市ごみ焼却灰の処理方法である。
この場合、炭素源または炭水化物源は溶融炉内の比較的
低温部に、時間的に平均して添加するとよい。
低温部に、時間的に平均して添加するとよい。
なお、炭素源としてはコークス、石炭、木炭等を用いる
ことができ、炭水化物源としては、可燃性ごみ、下水汚
泥等の廃棄物を用いるとよい。
ことができ、炭水化物源としては、可燃性ごみ、下水汚
泥等の廃棄物を用いるとよい。
プラズマ炉を用い大気中で高温加熱すると次の反応によ
りNOXが発生する。
りNOXが発生する。
ただし、 ΔGO:自由エネルギー変化 （cal/mol） T:絶対温度（Ｋ） である。
これらの式からNOXの平衡分圧を求めると第２図が得ら
れスラグ溶融に必要な1600℃近傍でNOXは数千ppmにな
る。
れスラグ溶融に必要な1600℃近傍でNOXは数千ppmにな
る。
一方、プラズマ炉内に炭素源または可燃性ごみや下水汚
泥のような炭水化物源を装入し燃焼させると大気中のO2
は焼却灰中の水分とともに炭素源や炭水化物源と次式に
よって反応し還元性雰囲気が形成される。
泥のような炭水化物源を装入し燃焼させると大気中のO2
は焼却灰中の水分とともに炭素源や炭水化物源と次式に
よって反応し還元性雰囲気が形成される。
nO2O2＋ncC＋nH2OH2O →mCOCO＋mCO2CO2＋mH2H2 ＋mH2OH2O ……（３） nO2O2＋nCel（C6H10O5）ｎ＋nH2OH2O →mCOCO＋mCO2CO2＋mH2H2 ＋mH2OH2O ……（４） これらの反応の生成系では次式の水性ガス反応が成立す
る。
る。
CO＋H2O＝CO2＋H2 ΔGO＝−8600＋7.65T …（５） （３）あるいは（４）式と（５）式とを連立させれば、
（３）あるいは（４）式の反応系における各物質の供給
量を与えたときの反応系における各成分濃度は一意的に
定まる。
（３）あるいは（４）式の反応系における各物質の供給
量を与えたときの反応系における各成分濃度は一意的に
定まる。
例えば、プラズマガスに20Nm3/hの空気を用いた都市ご
みの焼却灰溶融炉において、溶融処理中に水分を約10％
に調整した灰にコークスを添加していくと炉内雰囲気成
分は、第３図に示したように変化する。すなわち、約6k
g/h以上のコークスを添加することにより還元性雰囲気
が形成される。
みの焼却灰溶融炉において、溶融処理中に水分を約10％
に調整した灰にコークスを添加していくと炉内雰囲気成
分は、第３図に示したように変化する。すなわち、約6k
g/h以上のコークスを添加することにより還元性雰囲気
が形成される。
還元性雰囲気下では次の反応によって一度発生したNOX
が還元される。
が還元される。
第２図に示した雰囲気下でのNOX濃度を上記（６）、
（７）式から求めて第４図に示した。このように酸化性
雰囲気下での高いNOX濃度は著しく軽減される。
（７）式から求めて第４図に示した。このように酸化性
雰囲気下での高いNOX濃度は著しく軽減される。
以上のごとく都市ごみ焼却灰の高温溶融においてコーク
ス、石炭、木炭等の炭素源あるいは、可燃性ごみ、下水
汚泥等の炭水化物源を添加することにより還元性雰囲気
を形成してNOXの発生を抑制することができるものであ
るが、実際の実施に当っては工夫が必要である。
ス、石炭、木炭等の炭素源あるいは、可燃性ごみ、下水
汚泥等の炭水化物源を添加することにより還元性雰囲気
を形成してNOXの発生を抑制することができるものであ
るが、実際の実施に当っては工夫が必要である。
すなわち、ごみ焼却灰に上記炭素源あるいは炭水化物源
を混和して溶融炉に供給すると、灰が溶融してスラグに
至る過程で炭素源または炭水化物源は炉内酸素と反応ま
たは熱分解して反応してしまい、溶融炉外へ排気されて
炉内を完全に還元性雰囲気に保持できない場合がある。
本方法の目的はごみ焼却灰を溶融してスラグ化させるこ
とであるから、そのすべての過程にわたって還元性雰囲
気を保持しなければならない。
を混和して溶融炉に供給すると、灰が溶融してスラグに
至る過程で炭素源または炭水化物源は炉内酸素と反応ま
たは熱分解して反応してしまい、溶融炉外へ排気されて
炉内を完全に還元性雰囲気に保持できない場合がある。
本方法の目的はごみ焼却灰を溶融してスラグ化させるこ
とであるから、そのすべての過程にわたって還元性雰囲
気を保持しなければならない。
すなわち、本発明においては、灰が溶融すべき炉内の最
高火点近傍に灰を添加し、炉の周囲あるいはフィーダか
らの投入口部のような比較的低温部に炭素源または炭水
化物源を連続的に添加し、溶融炉が稼動しているすべて
の時間にわたり炉内雰囲気を還元性ガスにより充満させ
る。
高火点近傍に灰を添加し、炉の周囲あるいはフィーダか
らの投入口部のような比較的低温部に炭素源または炭水
化物源を連続的に添加し、溶融炉が稼動しているすべて
の時間にわたり炉内雰囲気を還元性ガスにより充満させ
る。
第１図に示すプラズマトーチを用いた都市ごみ焼却灰溶
融炉（出力250KW,処理能力200kg/h）を用いて都市ごみ
焼却灰の処理を行った。第１図において、焼却灰溶融炉
５は原料供給口１から都市ごみ焼却灰を供給され、プラ
ズマトーチ６によって加熱され、溶融された焼却灰８は
炉底に溜り、溶融灰取出口７から排出される。排ガスは
サイクロン９で除塵された後、冷却塔10で冷却され排出
される。
融炉（出力250KW,処理能力200kg/h）を用いて都市ごみ
焼却灰の処理を行った。第１図において、焼却灰溶融炉
５は原料供給口１から都市ごみ焼却灰を供給され、プラ
ズマトーチ６によって加熱され、溶融された焼却灰８は
炉底に溜り、溶融灰取出口７から排出される。排ガスは
サイクロン９で除塵された後、冷却塔10で冷却され排出
される。
180KWの出力でプラズマガスとして圧搾空気20Nm3/hで溶
融炉を予熱中に、排ガス中のNOX濃度を測定したところ4
000ppmのNOXが検出された。なお、雰囲気中にはCOとH2
は検出されなかった。
融炉を予熱中に、排ガス中のNOX濃度を測定したところ4
000ppmのNOXが検出された。なお、雰囲気中にはCOとH2
は検出されなかった。
そこで含水率10％のコークスを10kg/hの添加速度でホッ
パ２からゲート３をあけて投入し、フィーダ４で溶融炉
５に装入して、熱分解した結果、雰囲気中のガス分圧は
COが15％、H2が５％含み排ガス中のNOX濃度は50ppmに減
少した。
パ２からゲート３をあけて投入し、フィーダ４で溶融炉
５に装入して、熱分解した結果、雰囲気中のガス分圧は
COが15％、H2が５％含み排ガス中のNOX濃度は50ppmに減
少した。
実施例２ 実施例１と同じ溶融炉において出力180KWでプラズマガ
スとして圧搾空気20Nm3/hで溶融炉を運転し、乾燥して
含水率が20％の都市ごみ焼却灰を５分毎に10kgの供給速
度で連続溶融処理を行った。
スとして圧搾空気20Nm3/hで溶融炉を運転し、乾燥して
含水率が20％の都市ごみ焼却灰を５分毎に10kgの供給速
度で連続溶融処理を行った。
その際、比較例では含水率10％のコークスを20kg/hの添
加速度で焼却灰に均一に混合して添加した。
加速度で焼却灰に均一に混合して添加した。
一方、実施例においては同じコークスを焼却灰添加の合
間に1.5分毎に0.5kgの添加速度でかつコークスは常にフ
ィーダ４の投入口に位置するように添加した。
間に1.5分毎に0.5kgの添加速度でかつコークスは常にフ
ィーダ４の投入口に位置するように添加した。
比較例および実施例における排ガス中のNOX成分を連続
サンプリングして分析した結果を第５図に示す。
サンプリングして分析した結果を第５図に示す。
実施例では排ガス中のNOX濃度は30〜60ppmの間で均一で
あるのに対し、比較例では全体としてNOX濃度が高く、
また時折100ppm以上の高い濃度が検出された。
あるのに対し、比較例では全体としてNOX濃度が高く、
また時折100ppm以上の高い濃度が検出された。
なお、この実施例の雰囲気中のガス分圧はCOが27％,H2
が18％,H2O,CO2がそれぞれ12％,5％であった。
が18％,H2O,CO2がそれぞれ12％,5％であった。
本発明によれば都市ごみの焼却灰を減容処理する際に発
生するNOXを著減させることができる。
生するNOXを著減させることができる。
また、炭素源または可燃性ごみ、下水汚泥等を有効に用
いて高カロリーの排ガスを得ることができる効果もあ
る。
いて高カロリーの排ガスを得ることができる効果もあ
る。
第１図は本発明を適用する一例としてプラズマトーチを
用いた都市ごみ燃焼灰溶融炉を示す一部断面側面図、第
２図は、温度とNOX分圧との関係を示すグラフ、第３
図、第４図は添加量と分圧との関係を示すグラフ、第５
図は実施例のタイムチャートである。 １……原料供給口 ２……ホッパ ３……ゲート ４……フィーダ ５……焼却灰溶融炉 ６……プラズマトーチ ７……溶融灰取出口 ９……サイクロン 10……冷却器
用いた都市ごみ燃焼灰溶融炉を示す一部断面側面図、第
２図は、温度とNOX分圧との関係を示すグラフ、第３
図、第４図は添加量と分圧との関係を示すグラフ、第５
図は実施例のタイムチャートである。 １……原料供給口 ２……ホッパ ３……ゲート ４……フィーダ ５……焼却灰溶融炉 ６……プラズマトーチ ７……溶融灰取出口 ９……サイクロン 10……冷却器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 昭彦 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社東京本社内 (72)発明者 山崎 健利 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−152813（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】都市ごみ焼却灰をプラズマトーチにより溶
融処理するに当り、焼却灰溶融処理炉に、供給される空
気量により酸化される量以上の炭素源または炭水化物源
を別途に常時添加し、還元性雰囲気にて焼却灰を溶融す
ることを特徴とする都市ごみ焼却灰の処理方法。 - 【請求項２】別途に添加する炭素源または炭水化物源を
溶融炉内の比較的低温部に、時間的に平均して添加する
ことを特徴とする請求項１記載の都市ごみ焼却灰の処理
方法。 - 【請求項３】別途に添加する炭素源または炭水化物源は
コークス、石炭、木炭、可燃性ごみ、下水汚泥から選ば
れた１または２以上である請求項１または２記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273193A JPH0752006B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 都市ごみ焼却灰の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273193A JPH0752006B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 都市ごみ焼却灰の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02122109A JPH02122109A (ja) | 1990-05-09 |
| JPH0752006B2 true JPH0752006B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=17524399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63273193A Expired - Lifetime JPH0752006B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 都市ごみ焼却灰の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752006B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010078242A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 廃棄物の焼却残渣の溶融処理方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100582753B1 (ko) | 2004-04-29 | 2006-05-23 | 주식회사 애드플라텍 | 선회식 플라즈마 열분해/용융로 |
| CN101484861B (zh) | 2006-05-05 | 2013-11-06 | 普拉斯科能源Ip控股公司毕尔巴鄂-沙夫豪森分公司 | 气体均化系统 |
| WO2008117119A2 (en) * | 2006-11-02 | 2008-10-02 | Plasco Energy Group Inc. | A residue conditioning system |
| CN106594757A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-04-26 | 娈疯 | 高温等离子污泥焚烧装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152813A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-12 | Tokyo Cokes Kk | 廃棄物の焼却灰処理方法 |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP63273193A patent/JPH0752006B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010078242A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 廃棄物の焼却残渣の溶融処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02122109A (ja) | 1990-05-09 |
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