JPH11248135A - 都市ごみ焼却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 灰溶融炉を有する都市ごみ焼却装置におい
て、設備の有効利用を図る。 【解決手段】 都市ごみ焼却炉１と、該焼却炉１からの
排ガスを処理するための、排ガスボイラ２、ガス冷却器
３およびバグフィルタ４と、上記焼却炉１からの焼却灰
４０と、排ガスボイラ２、ガス冷却器３およびバグフィ
ルタ４からの飛灰４１とを溶融処理する直流電気抵抗式
灰溶融炉１９と、上記バグフィルタ４からの排ガス４２
と、上記灰溶融炉１９からの排ガス４３をＣＯガス燃焼
器２６を通してから合流させ、それを処理して外部に排
出する湿式排ガス処理装置３０、ガス加熱器３１および
ＮＯｘ分解用触媒塔３２とを備えてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ焼却装置
に係り、特にごみ焼却炉から排出される焼却灰や飛灰の
溶融炉を備えた都市ごみ焼却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ、下水汚泥等の各種廃棄物は焼
却施設で焼却処理され、生じた焼却灰やばいじんは、従
来埋め立て処分されていた。しかし、埋め立て処分地枯
渇の問題や有害重金属類の溶出による地下水汚染の問題
があるため溶融による減量・減容化と無害化の必要性が
高まってきている。

【０００３】このような背景で灰中の残留炭素、コーク
ス、灯油、電力を熱源とした溶融処理方式が提案され、
一部で実処理が行われている。このうち、電力を熱源と
した溶融炉としてプラズマアーク加熱方式や抵抗加熱方
式などがある。

【０００４】抵抗加熱方式の灰溶融炉は溶融スラグ内に
対抗電極を配置し、直流または交流通電による電気抵抗
熱（ジュール熱）により灰を加熱溶融するものであり、
１）熱効率が高い、２）発生ガスが少ない、３）アーク
を生成しないためフリッカが発生しない、４）溶融スラ
グと溶融メタルとを分離した分割出滓ができる、という
特徴がある。

【０００５】灰溶融炉を有する都市ごみ焼却装置のフロ
ーシートを図２に示す。図２において、１は焼却炉、２
１は発電機、１９は直流電気抵抗式の灰溶融炉であっ
て、各々その補機とともに、焼却処理施設、発電施設、
灰溶融炉を構成している。なお、焼却炉１は、ストーカ
式焼却炉として図示してある。

【０００６】焼却処理施設のうち、２２はごみピットで
あり受け入れたゴミを貯留するともに順次焼却炉１に投
入し焼却処理している。発生した排ガスは、ボイラ２、
水噴射式ガス冷却器３、バグフィルタ４、誘引送風機５
を介して煙突６から排出される。排ガス中のばいじん
（飛灰）は、バグフィルタ４で除去され、集められたば
いじんは、ばいじん移送コンベア７によりばいじん貯留
槽８に貯留している。また焼却処理で発生した焼却灰、
ボイラ灰等は乾式灰出し装置９に収集され、灰移送コン
ベア１０により磁力選別機１１、振動篩１２に導かれ鉄
分１３、粗大物１４を除去したのち、灰移送コンベア１
５により焼却灰貯留槽１６に貯留している。

【０００７】発電施設２０では、焼却処理の発生熱をボ
イラ２で回収し、ボイラ２、タービン、復水器、復水タ
ンクで構成されるサイクルで動力に変換し、さらに発電
機２１で電力に変換している。発電機２１は外部の電力
系統と並列運転され、その電力は焼却炉１や溶融炉１９
に給電されている。

【０００８】灰溶融施設では、ばいじん貯留槽８と焼却
灰貯留槽１６とから灰を切り出し、灰供給コンベア１７
により灰ホッパ１８を介して灰溶融炉１９に供給してい
る。灰は灰溶融炉１９で溶融され、溶融スラッジ２３に
なり、それが冷却されてスラッジ貯槽２４に貯留され
る。２５はメタル貯槽である。灰溶融炉１９から排出さ
れる灰ガスは、ＣＯガスを含んでいるので、ＣＯガス燃
焼器２６で処理されたのち、バグフィルタなどの集塵器
４ａ、誘引送風機５ａを通って煙突６から排出される。
なお、灰溶融炉１９の排ガスをＣＯガス燃焼器２６を通
さずに、ごみ焼却炉１の２次燃焼ガスとして用いる場合
もある。上記ストーカ式焼却炉１に代えて、流動床式焼
却炉を用いてもよい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】焼却炉１から発生する
排ガスの量はごみ重量当り約５０００ｍ³ ／ｔであり、
それに含まれる飛灰の量は２〜５ｇ／ｍ³ であり、焼却
炉１から発生する焼却灰および、飛灰の量はごみ重量当
り約１００ｋｇ／ｔである。一方、この１００ｋｇの灰
を溶融するときに、発生する排ガス量は約２０ｍ³ であ
り、この排ガス中に含まれる飛灰の量は１５０〜２００
ｇ／ｍ³ である。図２によって、以上説明した灰溶融炉
１９を有する都市ごみ焼却装置では、焼却炉１からの排
ガスと灰溶融炉１９からの排ガスをそれぞれ別々に除塵
したのち、外部に排出している。

【００１０】焼却炉１から排出される排ガス中には飛灰
の他、微量の塩化水素（ＨＣｌ）、ＳＯｘ、ＮＯｘなど
の有害ガスや微量のカドミウム、クローム、水銀等の重
金属が含まれている。これらが規制値を越える場合に
は、除塵以外に有害ガスや重金属の除去装置が必要にな
る。一方、灰溶融炉１９が直流電気抵抗式であって、灰
中に含まれる食塩などのアルカリ塩を積極的に電気分解
して、アルカリ塩による炉壁の劣化を防止しようとする
場合には、塩化水素などの有害ガスが多量に発生するの
で、バグフィルタ等の乾式の除塵装置は適当でなく、特
願平８−１４２６３１号「灰溶融炉の排ガス処理装置」
や特願平８−１４６１２４号「灰溶融炉の排ガス吸収装
置」に開示されているような湿式排ガス処理装置が用い
られる。図３は、第７回廃棄物学会研究発表会講演論文
集１９９６に開示された灰溶融炉と排ガス処理装置のパ
イロットプラントのフローシートであり、上記発明の内
容が示されている。

【００１１】かかる状況下で、焼却炉１からの排ガス
と、灰溶融炉１９からの排ガスを別々に排ガス処理して
外部に排出するのは、設備の有効利用や操業の安定化の
点で、不利をまぬがれない。

【００１２】本発明は、従来技術のかかる問題点に鑑み
案出したもので、焼却炉１からの排ガスと灰溶融炉１９
からの排ガスの処理を一体化して処理することにより、
設備の有効利用と操業の安定化を図ることのできる都市
ごみ焼却装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の都市ごみ焼却装置は、都市ごみ焼却炉と、
該焼却炉からの排ガスを処理するための排ガスボイラ、
ガス冷却器およびバグフィルタと、上記焼却炉からの焼
却灰と排ガスボイラ、ガス冷却器およびバグフィルタか
らの飛灰とを溶融処理する直流電気抵抗式灰溶融炉と、
上記バグフィルタからの排ガスと、上記灰溶融炉からの
排ガスをＣＯガス燃焼器を通してから合流させ、それを
処理して外部に排出する湿式排ガス処理装置、ガス加熱
器およびＮＯｘ分解用触塔とを備えてなるものである。

【００１４】次に本発明の作用を説明する。焼却炉から
排出される排ガスは、排ガスボイラにより熱エネルギを
回収したのち、ガス冷却器により下流のバグフィルタに
適した温度まで冷却され、バグフィルタにより除塵され
る。焼却炉で発生する焼却灰と、バグフィルタ等で除去
された飛灰は灰溶融炉に送られて溶融される。灰溶融炉
から排出される排ガス中にはＣＯガスが含まれているの
で、それをＣＯガス燃焼器により燃焼させたのち、バグ
フィルタから排出される焼却炉からの排ガスと合流させ
る。合流した排ガスは、吸収液を噴霧させてダストおよ
び可溶成分を吸着させるガス吸収塔式や吸収液のジェッ
ト流による吸引作用で排ガスを吸引して、吸収液中にダ
ストおよび可溶成分を吸収させるジェットスクラバ式な
どの湿式排ガス処理装置により、ダストや塩化水素、Ｓ
Ｏｘなどの有害ガスや重金属のガスが除去される。湿式
排ガス処理装置では、ＮＯｘが十分除去されないので、
ガス加熱器により排ガスは、下流のＮＯｘ分解用触媒塔
に適した温度に加熱されたのち、上記触媒塔を通って、
ＮＯｘが除去され、煙突を通って外部に排出される。

【００１５】このように、灰溶融中に灰中の食塩などの
電気分解が活発に行われる直流電気抵抗式の灰溶融炉の
排ガス処理に適した湿式排ガス処理装置を、焼却炉の排
ガスと灰溶融炉の排ガスとの混合ガスの処理に使うの
で、両方を別々に処理する場合に比べて、設備の有効利
用と操業の安定化を図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の１実施形態につい
て、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の都市
ごみ焼却装置のフローシートである。なお、本図におい
て、図２に示す従来の都市ごみ焼却装置と共通の部分に
ついては、同一の符号を用いており、重複した説明は省
略する。図１において、３０は湿式排ガス処理装置、３
１はガス加熱器、３２はＮＯｘ分解用触媒塔である。４
５は都市ごみ、４６は排水である。図に示すように本発
明の都市ごみ焼却装置は、都市ごみ焼却炉１と、焼却炉
１からの排ガス４２を処理するための排ガスボイラ２、
ガス冷却器３およびバグフィルタ４と、焼却炉１からの
焼却灰４０と排ガスボイラ２、ガス冷却器およびバグフ
ィルタ４からの飛灰４１とを溶融処理する直流電気抵抗
式灰溶融炉１９と、バグフィルタ４からの排ガス４２
と、灰溶融炉１９からの排ガス４３を、ＣＯガス燃焼器
２６を通してから合流させ、それを処理して外部に排出
する湿式排ガス処理装置３０、ガス加熱器３１およびＮ
Ｏｘ分解触媒塔３２とを備えてなるものである。

【００１７】都市ごみ焼却炉１は、図２に示すようなス
トーカ式でもよいが、流動床式または回転炉式でもよ
い。バグフィルタ４は、濾過式の集塵器であるが、これ
に限らず電気集塵器であってもよい。湿式排ガス処理装
置３０は、吸収液を塔上部から噴霧状に降らせ塔下部か
ら塔上部に向って流れる排ガス４４と接触してダストや
有害ガスを吸収する吸収塔式でもよいが、図３に示すよ
うなジェット流の吸引作用を利用して吸収液と排ガスと
を接触させるジェットスクラバ式でもよい。ガス加熱器
３１は、下流に設けられたＮＯｘ分解用触媒塔３２に適
した温度（２５０〜３００℃）に昇温する熱交換器であ
る。ＮＯｘ分解用触媒塔３２は、アンモニヤを還元剤と
して、ＮＯｘを還元して窒素と水にするもので、塔内に
設けられ、触媒を担持したセラミックハニカム中に排ガ
ス４４を通過させるものである。

【００１８】次に、本実施形態の作用を説明する。焼却
炉１から排出される排ガス４２は、排ガスボイラ２によ
り熱エネルギを回収した後、ガス冷却器３により下流の
バグフィルタ４に適した温度まで冷却される。ガス冷却
器３は通常水噴射式が使用される。ガス冷却器３を出た
排ガス４２は、バグフィルタ４により除塵される。焼却
炉１で発生する焼却灰４０と、排ガスボイラ２、ガス冷
却器３、バグフィルタ４で発生する飛灰４１は、共に灰
溶融炉１９に送られて、直流通電により溶融されて、溶
融スラグ２３として排出される。灰溶融炉１９から排出
される排ガス中には、主電極としてカーボンを使用して
いるため、それが酸化されて発生するＣＯガスが含まれ
ているので、それをＣＯガス燃焼器２６により燃焼させ
た後、バグフィルタ４から排出される焼却炉１からの排
ガス４２と合流させる。合流した排ガス４４は、湿式排
ガス処理装置により、灰溶融炉１９からの排ガス４３に
含まれるダストや有害ガス、焼却炉１からの排ガス４２
に含まれる有害ガスや重金属のガスが除去される。湿式
排ガス処理装置３０を出た排ガス４４は、温度が１００
℃程度に低下しているので、ガス加熱器３１で２５０〜
３００℃に加熱され、ＮＯｘ分解用触媒塔３２に送られ
てＮＯｘが除去されたのち、煙突６を通って外部に放出
される。

【００１９】このように、灰溶融中に灰に含まれる食塩
等の電気分解が活発に行われる直流電気抵抗式灰溶融炉
１９の排ガス処理に適した湿式排ガス処理装置３０を、
焼却炉１の排ガス４２と灰溶融炉１９の排ガス４３との
混合ガス４４の処理に使うので、両方を別々に場合に比
べて設備の有効利用と操業の安定化を図ることができ
る。

【００２０】本発明は、以上述べた実施形態に限定され
るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変更が可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の都市ごみ
焼却装置は、除塵したのちの焼却炉からの排ガスと、Ｃ
Ｏガス焼却器を通った灰溶融炉からの排ガスとを合流さ
せて、湿式排ガス処理装置で処理するようにしたので、
設備の有効利用と操業の安定化を図ることができるなど
の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の都市ごみ焼却装置のフローシートであ
る。

【図２】従来の都市ごみ焼却装置のフローシートであ
る。

【図３】灰溶融炉と排ガス処理装置のパイロットプラン
トのフローシートである。

【符号の説明】

１ 都市ごみ焼却炉 ２ 排ガスボイラ ３ ガス冷却器 ４ バグフィルタ １９ 灰溶融炉 ３０ 湿式排ガス処理装置 ３１ ガス加熱器 ３２ ＮＯｘ分解用触媒塔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 英樹 東京都江東区豊洲二丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者 鈴木 俊行 東京都江東区豊洲二丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 都市ごみ焼却炉と、該焼却炉からの排ガ
   スを処理するための排ガスボイラ、ガス冷却器およびバ
   グフィルタと、上記焼却炉からの焼却灰と排ガスボイ
   ラ、ガス冷却器およびバグフィルタからの飛灰とを溶融
   処理する直流電気抵抗式灰溶融炉と、上記バグフィルタ
   からの排ガスと上記灰溶融炉からの排ガスをＣＯガス燃
   焼器を通してから合流させ、それを処理して外部に排出
   する湿式排ガス処理装置、ガス加熱器およびＮＯｘ分解
   用触媒塔とを備えてなることを特徴とする都市ごみ焼却
   装置。