JP2003329226A - 溶融炉における灰・集塵粉処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ごみの燃焼時に発生する灰や粉塵を周辺に飛
散することなく再燃焼してスラグ化することを可能とす
る。 【解決手段】 溶融炉１とこの溶融炉から排出されるガ
スを処理するガス処理設備（燃焼炉２、熱交換室３、お
よび減温塔４）を直列に連通し、前記燃焼炉２、熱交換
室３、減温塔４から排出される灰を密閉構造のコンベア
室１１内に受け入れる一方、前記減温塔４を第２分離器
１８に連通して固形成分を分離し、前記コンベア室１１
から排出される灰と前記第２分離器１８から排出される
固形成分を管路１５を通じ第１分離器１６へ導いて再び
固形成分を分離し、分離された気体は外部に排出すると
ともに固形成分は成形装置３４へ導入して所定の大きさ
の固体ブロックＡに成形し、この固体ブロックと別途供
給される副資材Ｂとを共に前記溶融炉１へ再投入する閉
回路を構成して固形成分を溶融処理することを特徴とす
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、溶融炉における灰
・集塵粉処理方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種廃棄物を焼却処理する溶融炉は、廃
棄物中の無機分を高温により溶融し、スラグ化して回収
することにより他用途の資源として再利用を可能とす
る。

【０００３】上記溶融炉は、一般にガス燃焼炉（室）、
ボイラ塔の熱交換室、減温塔（室）により構成される。
このような溶融炉においては、ガス燃焼炉、熱交換室、
減温塔から排出される灰のなかには大きな塊となって排
出されることがあり、そのため灰の搬送には複数本のベ
ルトコンベアを用いて排出させるようになされている。

【０００４】上記排出時に回収されなかった飛灰は、有
毒ガス除去対策として消石灰、活性炭を添加し、バグフ
ィルタ等の分離器で濾過して飛灰処理設備へ搬送し、こ
の処理設備でダイオキシンが溶出しないよう造粒処理し
て焼却場の外部へ搬送し、廃棄処分するようになされて
いる。

【０００５】また溶融炉用の副原料を搬送する途中で発
塵した粉塵を回収して得た環境集塵ダストは、これも複
数本のベルトコンベアを用いて搬送し、微粉状態で溶融
炉へ再投入するようになされている。

【０００６】そして溶融炉でスラグ化、特に水砕スラグ
化した廃棄物は、ダイオキシンの溶出がなく粒度も安定
していることから土木建設業種においてコンクリートの
骨材等として利用することが行なわれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかして上記従来の処
理手段では、溶融炉のガス燃焼炉、熱交換室、減温塔か
ら排出される灰のなかには前述のように大塊となって排
出されることがあるため複数本のベルトコンベアの設置
が必須となり、設備が大掛りになるということをはじ
め、溶融炉から排出される灰はダイオキシンを含有して
いるので、排出された大塊を人手に委ねて処理すること
ができないという問題があった。

【０００８】一方、飛灰処理物はダイオキシン対策が施
された廃棄物であるが、現状では未だコンクリート骨材
等として一般の土木建設業界で再利用が図られるには至
っていない。

【０００９】さらに溶融炉用の副原料の搬送途中で発塵
した粉塵を回収して得た環境集塵ダストは、微粉状であ
るために溶融炉に再投入されても再び集塵機で集塵され
てしまい、溶融させることが極めて困難であった。

【００１０】本発明はこれに鑑み、従来の技術が有する
問題点を解決することを課題としてなされたものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として本発明は、溶融炉とこの溶融炉から排出されるガ
スを処理するガス処理設備とを連通し、前記ガス処理設
備から排出される灰を密閉構造のコンベア室内に受け入
れる一方、前記コンベア室から排出される灰と固形成分
とを管路を通じ分離器へ導いて固形成分を分離し、分離
された気体は浄化して外部に排出するとともに固形成分
は成形装置へ導入して所定の大きさの固体ブロックに成
形し、この固体ブロックと別途供給される副資材とを共
に前記溶融炉へ再投入する閉回路を構成して固形成分を
溶融処理することを特徴とする溶融炉における灰・集塵
粉処理方法、およびこれを実施するに用いる処理装置と
したことにある。

【００１２】なお、前記ガス処理設備に別の分離器を接
続してガス処理設備からのガス中の固形成分を分離し、
分離された固形成分を成形装置の分離器へ送るようにす
ることが、固形成分の回収能率を高めるうえで好まし
い。

【００１３】こうしたことにより、ガス処理設備から排
出される灰や粉塵を分離器により気体と固形成分とに分
離したのちその固形成分を成形装置により固体ブロック
に成形し、その固体ブロックを副資材と共に溶融炉へ再
投入して溶融させるので、再投入される固形成分が飛遊
することなく確実に溶融処理される。

【００１４】また各部から排出される灰や粉塵は略密閉
状態で成形装置へ導くことができるので作業環境が大幅
に改善される。

【００１５】請求項３、５のように、分離器へ至る管路
に連通するよう環境集塵機を接続すれば、空中に浮遊す
る灰や粉塵を捕捉してその固形成分をも共に成形装置で
固体ブロック化することができるので、作業環境の一層
の改善を図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態を参照して説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施形態の全体構成を示
すもので、溶融炉１と、この溶融炉１により発生するガ
スを処理する設備としてガスを燃焼させる燃焼炉２（二
次燃焼炉）と、この燃焼炉２からの燃焼ガスと熱交換し
て排熱を回収する熱交換室３（ボイラ）と、その燃焼ガ
スを減温させる減温塔４とが流路５、６、７で直列に連
通され、燃焼室２、熱交換室３、減温塔４の各下端の排
出口２ａ、３ａ、４ａはバルブ８、９、１０を介してコ
ンベア室１１に連通されている。

【００１８】上記コンベア室１１は密閉構造とされ、内
部にはベルト、スクリュー等からなるコンベア１２が配
設されていて、前記各排出口２ａ、３ａ、４ａから排出
される灰をコンベア１２上に受けとってコンベア室１１
の末端の排出口１１ａへ搬送するように構成されてい
る。

【００１９】上記コンベア１１の排出口１１ａにはクラ
ッシャ１３が設けられ、塊状となって排出された灰を細
かく破砕してバルブ１４を介し管路１５へ排出するよう
になっている。

【００２０】上記管路１５は延長されて固形成分と気体
とに分離する分離器１６（第１分離器という）に接続さ
れている。この分離器１６としてはバグフィルタ構造の
ものが適する。

【００２１】前記減温塔４の側部は連通路１７を通じて
分離器１８（第２分離器という）に連通されている。こ
の第２分離器１８は、その上部にバグフィルタ１９が設
けられ、同下部にはベルトまたはスクリュー等からなる
コンベア２０が内設されていて、集塵された固形成分を
排出口１８ａへ運び、この排出口１８ａからバルブ２１
を介して管路２２に排出するようになっている。

【００２２】この管路２２は、前記管路１５に自動三方
弁２３を介して連通されている。また前記連通路１７に
は、消石灰、活性炭等の添加部２４が設けられている。

【００２３】一方、図示の実施形態では、前記管路１５
に環境集塵機２５が接続されている。この環境集塵機２
５は、前記第２分離器１８と同様の構成を有するもの
で、上部にバグフィルタ２６、下部にコンベア２７がそ
れぞれ設けられ、その末端に運ばれた固形成分を排出口
２５ａからバルブ２８を介して管路２９に排出するよう
になっており、この管路２９は前記管路１５に自動三方
弁３０を介して連通されている。

【００２４】前記第１分離器１６の上部には吸引ブロワ
３１が接続され、この第１分離器１６において固形成分
と分離されて清浄化された空気を屋外に排出するように
なっており、下部の固形成分の排出口１６ａはダンパ３
２、３３を介して成形装置３４に連通されている。

【００２５】前記成形装置３４は、前記第１分離器１６
で気体と分離された固形成分を所定の大きさの固体ブロ
ックＡに自動的に成形するもので、図２に例示するよう
な装置が用いられ、この成形装置３４で成形された固体
ブロックＡは管路３５を通じて溶融炉１へ投入されるよ
うになっており、その途中にはダンパ３６が設けられて
いる。

【００２６】上記の成形装置３４は、前記第１分離器１
６で分離された灰等の固形成分を受け入れるシュート３
７の下部にストレージを兼ねるチャージャ３８が基盤３
９上にスライド自在に設けられ、このチャージャ３８は
シリンダ４０により図２に実線で示す受入位置と鎖線で
示す充填位置とにわたり往復移動自在とされている。３
７ａはシュート３７の下端を開閉するシャッタを示す。

【００２７】上記充填位置の基盤３９の直下には、固形
成分を固体ブロックＡに成形するための成形空間４１ａ
を有する成形枠４１が設置されており、この成形枠４１
の成形空間４１ａの下面はシリンダ４２により往復移動
するシャッタ板４３により開閉されるようになってい
る。

【００２８】また前記成形枠４１の成形空間４１ａには
パンチ４４が圧入自在に設けられている。このパンチ４
４は、シリンダ４５，４５により昇降する昇降枠４６に
垂下支持され、シリンダ４５，４５の短縮作動によりパ
ンチ４４が成形空間４１ａに圧入して固形成分を固体ブ
ロックＡに成形するようになされている。

【００２９】なお符号４７は所定の大きさ以上で溶融炉
１内で浮遊してしまうおそれのない固形成分を成形装置
１６をバイパスして溶融炉１へ直接導く通路、４８は固
形成分の大きさを分類するメッシュを示す。

【００３０】したがって第１分離器１６で分離された固
形成分はメッシュ４８によりその大きさが分類され、該
メッシュ４８を通過し得ない大粒の固形成分は通路４７
を通って直接溶融炉１へ向かい、メッシュ４８を通過し
た微細な粉粒状の固形成分はチャージャ３８へ装入され
る。

【００３１】一定量の固形成分が装入されると、シャッ
タ３７ａが閉じ、次いでシリンダ４０が伸長作動してチ
ャージャ３８を図２の鎖線図示の充填位置へ移行させ
る。ここでシリンダ４５，４５が短縮作動してパンチ４
４を下降させ、チャージャ３８内の固形成分を成形枠４
１の成形空間４１ａ内に圧入して突き固め、成形が行わ
れる。

【００３２】上記のようにして突き固めによる成形が完
了すると、シリンダ４２が図２の状態から短縮作動して
シャッタ４３を開状態とし、成形済みの固体ブロックＡ
を溶融炉１へ向けて突き落とす。その後シリンダ４５，
４５が伸長作動してパンチ４４が上昇復帰し、シリンダ
４０が短縮作動してチャージャ３８を図２び実線図示の
受け入れ位置へ引き戻し、シャッタ３７ａを開いて次回
の動作に移る。

【００３３】これにより第１分離器１６で分離された微
細な粉粒状の固形成分は所定の大きさのブロックＡとし
て溶融炉１へ再投入されることになり、溶融炉１内に投
入されたのち炉内で飛遊することなく確実に溶融処理が
なされる。

【００３４】一方、前記成形装置３４の近隣には副資材
供給系５０が設けられている。この副資材供給系５０
は、前記溶融炉１における固体ブロックＡの燃焼を助成
するための例えばコークス、石灰石等で粒径が約２０ｍ
ｍ以上の副資材Ｂを供給するもので、台車５１等の運搬
手段により運ばれた副資材Ｂを管路５２を通じて溶融炉
１へ投入するようになっており、この管路５２には副資
材Ｂの投入量を制御するための仕切り用ダンパ５３が設
けられ、前記管路３５を合流した管路５４には下部のダ
ンパ５５が設けられている。また下部のダンパ５５と溶
融炉１との間の管路５４には給塵機からの供給管５６が
接続されている。

【００３５】上記の構成により、すべての管路を通じて
閉回路の処理サイクルが形成され、吸引ブロワ３１によ
る吸引空気流によりすべて空気輸送される構成となる。

【００３６】なおメインの管路１５の磨耗が懸念される
部分、主として曲がり部分には、セラミックベント管や
キャスタブルコート等の耐磨耗性を考慮したエルボ５
７，５７…を用いることが望ましい。

【００３７】次に作用を説明する。

【００３８】家庭などから廃棄される家庭ごみや各種産
業廃棄物等の処理物は溶融炉１へ投入され、この溶融炉
１において処理物中の有機分が熱分解されることにより
ガス化し、無機分は溶融されてスラグ化され、溶融炉１
から排出されるスラグはスラグ処理設備で処理される。

【００３９】ガス化された未燃分は完全燃焼させるため
燃焼炉２および熱交換室３へ送られ再燃焼される。次い
でそのガスは減温塔４、第２分離器１８を経て有害ガス
が除去されたのち屋外へ排出される。

【００４０】前記においてガス処理設備である燃焼室
２、熱交換室３、減温塔４内で一時的に浮遊した灰は経
時により自然落下し、これらの灰は密閉構造のコンベア
室１１内に排出され、コンベア１２により運ばれてその
末端の排出口１１ａからクラッシャ１３のホッパ１３ａ
内へ投入され、このクラッシャ１３により塊状となって
いる灰が空気輸送に支障のない粒径に破砕されて調粒さ
れる。調粒された灰は管路１５へ排出され、空気流に乗
って第１分離器１６へ向け輸送される。

【００４１】一方、前記減温塔４から排出されるガス
は、管路２２を通じて第２分離器１８へ送られ、この第
２分離器１８のフィルタ１９を通って清浄化され、屋外
へ排出される。またこのガス中に含まれている微細な灰
は自然落下してコンベア２０により排出口１８ａへ運ば
れ、管路２２を通じ空気流に乗って第１分離器１６へ向
けて輸送される。

【００４２】屋内に浮遊する粉塵は環境集塵機２５へ集
められ、ここで分離された粉塵は同様に排出口２５ａか
ら排出されて管路２９を通じ空気流に乗って第１分離器
１６へ向け輸送される。

【００４３】上記第１分離器１６への灰の回収は、管路
１５に設けられている自動三方弁２３、３０をタイマ制
御により切り換えることにより流量を調整することによ
る。

【００４４】こうして第１分離器１６へ送られた灰は該
分離器１６内のフィルタにより空気分が清浄化されて屋
外に排出され、固形成分は下端の排出口１６ａからダン
パ３２、３３の交互開閉により一定量ずつ成形装置３４
へ投入され、一定の大きさの固体ブロックＡに成形され
て管路３５へ投入され、ダンパ３６により止めおかれ
る。

【００４５】一方、副資材Ｂは台車５１から管路５２へ
投入され、ダンパ５３により止めおかれる。

【００４６】適時にダンパ３６、５３を開けて所定量の
固体ブロックＡと副資材Ｂとを供給し、ダンパ５５を開
けることにより溶融炉１へ投入されて再燃焼される。

【００４７】上記固体ブロックＡおよび副資材Ｂの投入
には、溶融炉１のガスシール性や溶融温度低下を考慮し
てダンパ３６、５３および５５の開閉タイミングを同調
させる。このようにすれば溶融炉１内に対する温度の影
響を最小限に抑えることができる。

【００４８】その投入タイミングは、例えば次のように
して行われる。

【００４９】副資材Ｂの投入には、まずダンパ５３を
開、ダンパ５５を閉とし、これらダンパ５３，５５間に
副資材Ｂを貯留する。すなわちダンパ５５が副資材Ｂの
１回の投入量の全量を受け止めると、ダンパ５３が閉
じ、次いでダンパ５５を開として溶融炉１へ投入する。

【００５０】また第１分離器１６側の通路３５のダンパ
３６と前記ダンパ５５との切り換えは、副資材Ｂの投入
中はその投入信号を受け、このタイミング以外で第１分
離器１６に付帯しているレベルセンサ等がＯＮとなって
いる場合に成形装置３４では前記レベルセンサ等がＯＦ
Ｆになるまで成形を続け、ダンパ３６，５５の開閉で溶
融炉１内へ投入する。

【００５１】なおこの場合、上部のダンパ３６，５３は
いずれも固体ブロックＡや副資材Ｂを直接受けるので表
面に傷が付きやすく、シール性が劣化することを考慮し
て投入前には開としておき、下部のダンパ５５で受ける
ようにするのがよい。

【００５２】また成形装置３４側は、ダンパ３６が開の
状態で成形を行ない、成形設定量（成形回数）ごとに成
形装置３４を停止させ、ダンパ３６を開いてこのダンパ
３６とダンパ５５との間に貯留したのち溶融炉１へ投入
するようにされる。

【００５３】これらダンパ３６、５３、５５はダブルフ
ラップダンパが用いられている。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば下記
の効果を得ることができる。

【００５５】 燃焼炉、熱交換室、減温塔から排出さ
れる灰を密閉構造のコンベア室に受け入れてまとめて搬
出するので、複数のベルトコンベアの設置の必要がな
く、スペースを大幅に削減することができる。

【００５６】 排出された灰は空気輸送で処理するの
で、配管類のとり廻し工事が容易となり、省スペースと
大幅な設備コストの低減に大きく寄与することができ
る。

【００５７】 灰は成形装置で固体ブロック状に固化
するので、溶融炉への再投入時に灰が飛散してしまうこ
とがなく、確実に溶融処理することができる。

【００５８】 灰を固化するので粉塵の発生が抑制さ
れ、回収した灰、粉塵の処理工程の全体乃至は大半を密
閉構造にできることと相俟って作業環境を大幅に改善す
ることができる。

【００５９】 図示実施形態のように、燃焼炉、熱交
換室、減温塔から排出される灰の塊状のものを破砕する
クラッシャを設ければ、ダイオキシン等の有害物質を含
む灰を人為的に破砕する必要がなく、作業環境を安全な
ものとすることができる。

【００６０】 また固体ブロックと副資材との投入タ
イミングを合わせることにより溶融炉の炉内温度への影
響を低減することができる。

【００６１】 さらに実施形態のようにダブルフラッ
プダンパを用いれば、溶融炉からのガスのシール性を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示す構成図。

【図２】図１における成形装置の一例を示す一部を断面
とした正面図。

【符号の説明】

１ 溶融炉 ２ 燃焼炉 ３ 熱交換室（ボイラ） ４ 減温塔 １１ コンベア室 １５ メイン管路 １６ 第１分離器 １８ 第２分離器 ２５ 環境集塵機 ３１ 吸引ブロワ ３４ 成形装置 ３７ 副資材供給系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２７Ｂ 1/04 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｌ (72)発明者 石 井 浩 二 東京都千代田区九段北四丁目１番７号 品 川白煉瓦株式会社内 (72)発明者 西 村 啓 三 東京都千代田区九段北四丁目１番７号 品 川白煉瓦株式会社内 Ｆターム(参考） 3K061 AA24 AB01 AB03 BA05 DA18 DA19 3K065 AA24 AB01 AB03 BA05 HA02 HA03 3K070 DA07 DA09 DA27 DA49 4D004 AA36 AA37 CA04 CA12 CA14 CA29 CA32 CB13 CB31 CB44 CB45 CB47 CC11 CC15 4K045 BA10 GD11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融炉とこの溶融炉から排出されるガスを
   処理するガス処理設備とを連通し、前記ガス処理設備か
   ら排出される灰を密閉構造のコンベア室内に受け入れる
   一方、前記コンベア室から排出される灰と固形成分とを
   管路を通じ分離器へ導いて固形成分を分離し、分離され
   た気体は浄化して外部に排出するとともに固形成分は成
   形装置へ導入して所定の大きさの固体ブロックに成形
   し、この固体ブロックと別途供給される副資材とを共に
   前記溶融炉へ再投入する閉回路を構成して固形成分を溶
   融処理することを特徴とする溶融炉における灰・集塵粉
   処理方法。
2. 【請求項２】溶融炉とこの溶融炉から排出されるガスを
   処理するガス処理設備とを連通し、前記ガス処理設備か
   ら排出される灰を密閉構造のコンベア室内に受け入れる
   一方、前記ガス処理設備を第２分離器に連通して固形成
   分を分離し、前記コンベア室から排出される灰と前記第
   ２分離器から排出される固形成分を管路を通じ第１分離
   器へ導いて再び固形成分を分離し、分離された気体は外
   部に排出するとともに固形成分は成形装置へ導入して所
   定の大きさの固体ブロックに成形し、この固体ブロック
   と別途供給される副資材とを共に前記溶融炉へ再投入す
   る閉回路を構成して固形成分を溶融処理することを特徴
   とする溶融炉における灰・集塵粉処理方法。
3. 【請求項３】溶融炉とこの溶融炉から排出されるガスを
   処理するガス処理設備とを連通し、前記ガス処理設備か
   ら排出される灰を密閉構造のコンベア室内に受け入れる
   一方、前記ガス処理設備を第２分離器に連通して固形成
   分を分離し、前記コンベア室から排出される灰と前記第
   ２分離器から排出される固形成分と環境集塵機で集塵さ
   れた粉塵とを管路を通じ第１分離器へ導いて再び固形成
   分を分離し、分離された気体は外部に排出するとともに
   固形成分は成形装置へ導入して所定の大きさの固体ブロ
   ックに成形し、この固体ブロックと別途供給される副資
   材とを共に前記溶融炉へ再投入する閉回路を構成して固
   形成分を溶融処理することを特徴とする溶融炉における
   灰・集塵粉処理方法。
4. 【請求項４】溶融炉とこの溶融炉から排出されるガスを
   処理するガス処理設備とを連通し、前記ガス処理設備か
   ら排出される灰を受け入れる密閉構造のコンベア室と、
   前記ガス処理設備に連通し固形成分を分離する第２分離
   器と、前記コンベア室から排出される灰および前記第２
   分離器から排出される固形成分を管路を通じて受け入れ
   固形成分を分離する第１分離器と、この第１分離器で分
   離された固形成分を受け入れて所定の大きさの固体ブロ
   ックに成形する成形装置と、この固体ブロックの排出経
   路に連通し別途供給される副資材を固体ブロックと共に
   前記溶融炉へ再投入する副資材供給系と、前記固体ブロ
   ックおよび副資材の供給を制御する仕切弁装置とを具有
   することを特徴とする溶融炉における灰・集塵粉処理装
   置。
5. 【請求項５】前記第１分離器へ至る管路に連通して環境
   集塵機の排出口が接続されている請求項４記載の溶融炉
   における灰・集塵粉処理装置。
6. 【請求項６】前記ガス処理設備は、燃焼炉、熱交換室、
   および減温塔からなる請求項４または５記載の溶融炉に
   おける灰・集塵粉処理装置。