JPH0926127A - 焼却方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造でかつ熱効率良く排ガスから重金
属や塩素などを分離して焼却灰を回収することのできる
焼却方法および装置を提供する。 【解決手段】 都市ごみや産業廃棄物などの焼却方法に
おいて、燃焼室（４）の燃焼温度を約１０００℃以上と
し、排ガスの温度が約１０００〜１３００℃にあるとこ
ろに固気分離器（１８）を設けて、排ガスから焼却灰を
分離、回収するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、都市ごみや産業
廃棄物などの焼却方法および装置に関し、特に、重金属
や塩素などを分離して焼却灰を回収する焼却方法および
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の都市ごみや産業廃棄物の焼却灰中
には、有害な重金属や塩素などが含まれ、このような焼
却灰は、再資源化の処理に多大なコストを要し、殆どが
埋め立て処分とされている。また、このような焼却灰を
そのままセメントの原料として利用することも提案され
ているが、従来のセメント製造装置による焼成、例え
ば、ＮＳＰ（ニュー サスペンション プレヒータ）方
式の焼成方法では、揮発成分（アルカリ、塩素、硫黄）
が多いと系内に低融点物質が形成され、特に、プレヒー
タが頻繁に閉塞するなどキルン操業を円滑に行うことは
できず、実施されるには至っていない。

【０００３】このために、都市ごみや産業廃棄物の焼却
装置において、排ガス通路の熱交換器（ボイラーやエコ
ノマイザなど）の下流に設けた集塵器により集められた
焼却灰を、加熱装置を有するキルンに導入し、ほぼ１０
００℃の温度に加熱して、重金属や塩素化合物などを揮
発させ、焼却灰から重金属や塩素を分離するもの（例え
ば、特公平５−６１９８５号公報参照）や、そのキルン
に燃焼室の高温燃焼ガスを導き、所定温度（約１０００
℃）に加熱された分離器によって、焼却灰から重金属や
塩素などを分離するもの（特開平３−１９６８８７号公
報参照）も既に知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに一度得られた焼却灰から重金属や塩素などを分離、
除去する方式にあっては、ボイラやエコノマイザなどの
熱交換器を通過して一度温度を下げた排ガスから回収し
た焼却灰を、再び重金属の揮発する温度にまで加熱し、
焼却灰から重金属や塩素などを分離するものであり、装
置が複雑で大型となるばかりでなく、熱効率もよくなか
った。

【０００５】この発明は、このような従来の欠陥を解消
するためになされたもので、簡単な構造でかつ熱効率良
く排ガスから重金属や塩素などを分離して焼却灰を回収
することのできる焼却方法および装置を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、都市ごみや産業用廃棄物などの焼却方
法において、燃焼室の燃焼温度を約１０００℃以上と
し、排ガスの温度が約１０００〜１３００℃にあるとこ
ろに固気分離器を設けて、排ガスから焼却灰を分離、回
収するものである。

【０００７】なお、固気分離器で分離した焼却灰を冷却
し、セメント用原料として利用するのが特に適している
とともに、固気分離器で焼却灰を分離した排ガスを約１
５０℃以下に冷却し、集塵器によってこの排ガスから重
金属や塩素などを回収するのが好ましい。さらに、集塵
器で重金属や塩素などを回収した後の排ガスに、活性炭
や塩化カルシウムを添加するのが好ましい。

【０００８】また、焼却装置としては、燃焼室内の温度
を検出する温度検出手段と、この温度検出手段からの信
号に基づいて燃焼室の温度を所定の温度に制御するため
の制御手段とを備え、燃焼室と排ガス通路の最初の熱交
換器との間に固気分離器が設けられたものが適し、この
場合、固気分離器としてはサイクロンまたは移動層分離
器が好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
に示された焼却装置とともに説明する。なお、図中、同
一または相当部分には同一符号が付されている。

【００１０】図１は従来の焼却装置を示し、焼却装置
は、焼却するための都市ごみを載置するストーカ１、燃
焼室４の下部へ送りこむ空気を予熱するための空気予熱
器２、燃焼用バーナ３、排ガス装置とからなっている。
排ガス装置は、ボイラ５やエコマイザ６などの熱交換
器、集塵器７、ファン８、ガス洗浄器９、ガス再加熱器
１０、そして煙突１１とからなっている。なお、１２お
よび１３は活性炭タンクおよび塩化カルシウムタンクで
あり、１４は焼却装置の燃焼灰回収装置、１５は送風用
のファンである。

【００１１】今、燃焼用バーナ３に着火されると、スト
ーカ１に載置された都市ごみは加熱され、送風用ファン
１５によって空気予熱器２からの空気が燃焼室４に送り
込まれると、燃焼する。燃焼排ガスは、排ガス通路に設
けられたボイラー５、エコノマイザ６を加熱し、温度を
低下させてから集塵器７に入り、ここで排ガス中の焼却
灰は分離、回収される。なお、集塵器７に入る前に、被
焼却物に応じて、活性炭や塩化カルシウムがそれぞれの
タンク１２，１３から供給され、排ガス中のダイオキシ
ンや塩化水素を吸着する。焼却灰を分離、回収された排
ガスは、ファン８に吸引され、ガス洗滌器９に送られて
水洗され、再加熱器１０で加熱されて煙突から大気中に
放出されるものである。なお、焼却灰については、上述
のように、主として埋め立てに使用される。

【００１２】図２には、この発明の実施例を示す焼却装
置が示され、同一符号の部分は従来の焼却装置と同一で
ある。燃焼室４には、補助バーナ１６と冷気ダンパ１７
とが臨んでおり、図示しない温度検出手段である温度計
からの信号に基づき、図示しない制御手段を介して燃焼
室４の温度を所定の温度に維持するものである。すなわ
ち、燃焼室４の温度が高いと検出された場合には、冷気
ダンパ１７を開いて冷気を取り入れて温度を下げ、低い
場合には、補助バーナ１６に着火して温度を上げ、後述
する固気分離器であるサイクロン１８へ導入される排ガ
ス温度を制御するものである。

【００１３】固気分離器であるサイクロン１８は、燃焼
室４に隣接して焼却炉に一体に形成され、その上部で燃
焼室４と連通している。また、サイクロン１８の上方は
熱交換器であるボイラ５やエコノマイザ６に通じ、その
下方は灰冷却用サイクロン１９に連通している。灰冷却
用サイクロン１９の下方には、冷却された灰を送るため
の輸送器であるコンベヤ２０が設置されており、その外
方端は灰ピット２１に臨んでいる。

【００１４】ストーカ１上または燃焼室４で焼却された
都市ごみにより形成される焼却灰は、一部は灰回収装置
１４により直接回収されるものもあるが、大部分は排ガ
スとともに行動し、燃焼室４内の温度が約１０００℃を
超える（好ましくは１１００℃）と、重金属などは揮発
し、焼却灰のみがサイクロン１８で分離、回収される。
これは、次の表１に示される重金属の塩素化合物の融
点、沸点からも明らかである。なお、表１は、化学便覧
基礎編に記載された重金属の塩素化合物の融点と沸点を
記載したものである。すなわち、重金属の塩素化合物は
排ガス中に揮発しており、サイクロン１８によって集め
られることなく、サイクロン１８は重金属を含まないク
リーンな焼却灰のみを灰冷却用サイクロン１９およびコ
ンベヤ２０を介して灰ピット２１に回収することができ
る。

【００１５】

【表１】

【００１６】表２には、図１に示された従来の焼却装置
の集塵器７において回収された焼却灰を８００〜１２０
０℃で加熱した場合の重金属と塩素の濃度が示されてい
る。この表２から明らかなように、Ｚｎ，Ｃｒについて
完全に除去することはできないが、表３に示されるよう
に、セメント用原料として１０％以下で利用する場合に
は、表４に示される重金属の溶出試験結果からも分かる
ように全く問題になることはない。なお、下記の表３お
よび表４は１１００℃の排ガスからサイクロン１８によ
って回収された焼却灰を通常のセメント原料に１０％混
入して焼成して得たセメントの試験結果である。かくし
て、我が国のセメント生産量に対する焼却灰の発生量は
約１０％程度であり、セメント原料に約１０％利用でき
るとすると、焼却灰の埋め立て処分は不必要となる。

【００１７】

【表２】

【００１８】

【表３】

【００１９】

【表４】

【００２０】また、集塵器７で回収される焼却灰は、重
金属や塩素が濃縮されており、これは既存技術で回収す
ることができる。但し、従来の焼却装置では、排ガス中
のダイオキシンや塩化水素を吸着するために集塵器７の
入口で活性炭または塩化カルシウムを添加しているが、
この発明による場合には、重金属を回収するために、集
塵器７後方もしくは集塵器７後方に別途第２集塵器２２
を設置して活性炭や塩化カルシウムを吹き込む。かくし
て、せっかく重金属が集塵器７で高濃度で回収できるに
もかかわらず、活性炭や塩化カルシウムによって希釈さ
れるのを防止することができる。なお、活性炭や塩化カ
ルシウムは従来と同様に排ガス中のダイオキシンや塩化
水素を吸着するものである。

【００２１】この発明においては、サイクロン１８の温
度を約１０００〜約１３００℃に保つ必要があり、燃焼
室４の燃焼温度を約１０００℃以上に制御しなければな
らない。すなわち、燃焼室４に温度計を設けて、その検
出信号に基づいて補助バーナ１６の着火や消火を制御
し、同時に冷気ダンパ１７により制御する必要がある。

【００２２】なお、上述の実施例では、固気分離器とし
てサイクロンを使用したが、必要により移動層集塵器を
使用することができる。また、燃焼室温度を１３００℃
以上に高くすることは、固気分離器の寿命を短くするの
みで、より効果があるとは考えられない。さらに、焼却
装置はストーカ式焼却装置について説明したが、その他
この種の焼却装置として公知の流動床式焼却装置に適用
することもできる。

【００２３】

【発明の効果】この発明によれば、排ガスから回収され
る焼却灰の中に重金属や塩素を殆ど含まないので、この
焼却灰をセメント原料として利用することができるとと
もに、一方、焼却灰の分離、回収された排ガスを冷却す
ることにより高濃度の重金属をを分離することができ、
重金属の回収が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の焼却装置の説明図である。

【図２】この発明の焼却装置の説明図である。

【符号の説明】

１ ストーカ ２ 空気予熱器 ３ 燃焼用バーナ ４ 燃焼室 ５ ボイラ ６ エコノマイザ ７ 集塵器 ８ ファン ９ ガス洗滌器 １０ ガス再加熱器 １１ 煙突 １２ 活性炭タンク １３ 塩化カルシウムタンク １４ 灰回収装置 １５ 送風用ファン １６ 補助バーナ １７ 冷気ダンパ １８ 固気分離器 １９ 灰冷却用サイクロン ２０ 輸送器 ２１ 灰ピット ２２ 第２集塵器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 都市ごみや産業用廃棄物などの焼却方法
   において、燃焼室の燃焼温度を約１０００℃以上とし、
   排ガスの温度が約１０００〜１３００℃にあるところに
   固気分離器を設けて、排ガスから焼却灰を分離、回収す
   ること特徴とする焼却方法。
2. 【請求項２】 上記固気分離器で分離した焼却灰を冷却
   し、セメント用原料として利用することを特徴とする請
   求項１記載の燃焼方法。
3. 【請求項３】 上記固気分離器で焼却灰を分離した排ガ
   スを約１５０℃以下に冷却し、集塵器によってこの排ガ
   スから重金属、塩素化合物などを分離、回収することを
   特徴とする請求項１記載の焼却方法。
4. 【請求項４】 上記集塵器によって重金属、塩素化合物
   などを回収した後の排ガスに、活性炭や塩化カルシウム
   を添加することを特徴とする請求項３記載の焼却方法
5. 【請求項５】 燃焼室内の温度を検出する温度検出手段
   と、この温度検出手段からの信号に基づいて燃焼室の温
   度を所定の温度に制御するための制御手段とを備え、燃
   焼室と排ガス通路の最初の熱交換器との間に固気分離器
   が設けられたことを特徴とする焼却装置。
6. 【請求項６】 上記固気分離器がサイクロンであること
   を特徴とする請求項５記載の焼却装置。
7. 【請求項７】 上記固気分離器が移動層分離器であるこ
   とを特徴とする請求項５記載の焼却装置。