JP2006136772A

JP2006136772A - Specific gravity separation method for molten incineration ash

Info

Publication number: JP2006136772A
Application number: JP2004326820A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kuwabara; 光雄桑原; Nobuo Tajima; 宣夫田島
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-11-10
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2006-06-01

Abstract

【課題】比重分離された溶融スラグ層と金属層が再度混じることなく、溶融スラグのみを溶融して溶融スラグ中に残存する金属類を確実に比重分離することができる溶融された焼却灰の比重分離方法を提供する。
【解決手段】スラグ層２１の周囲に位置する回収容器７の外側に誘導加熱コイル２３を設置し、誘導加熱コイル２３に高周波電圧を印加して溶融スラグ２１のみを鉄２０の融点以上に誘導加熱して溶融スラグ２１中に残存する金属（鉄、銅など）を溶融し、溶融金属（鉄、銅など）を溶融スラグ２１から融点以下に加熱されている鉄２１と銅１９の各層に比重により積層分離する。
【選択図】図１
The specific gravity of molten incineration ash that can melt only the molten slag and reliably separate the metals remaining in the molten slag without specific mixing of the molten slag layer and metal layer separated by specific gravity. A separation method is provided.
An induction heating coil is installed outside a recovery container located around a slag layer, and a high frequency voltage is applied to the induction heating coil to inductively heat only the molten slag to a melting point of iron. Then, the metal (iron, copper, etc.) remaining in the molten slag 21 is melted, and the molten metal (iron, copper, etc.) is heated from the molten slag 21 to the melting point or less to the respective layers of iron 21 and copper 19 by specific gravity. Separate the layers.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、廃棄物を焼却処理した後に残った焼却灰を加熱して溶融処理した後における、溶融された焼却灰の比重分離方法に関する。 The present invention relates to a specific gravity separation method for molten incineration ash after incineration ash remaining after incineration processing of waste is heated and melted.

一般家庭ごみや産業廃棄物等の大部分は焼却処理され、その後に残る灰（以下、焼却灰という）の殆どは埋め立て処理されているが、近年、埋立地の確保が難しくなってきている。このため、近年、この焼却灰を溶融して再利用可能な資源として回収する処理の必要性が高まっている。 Most of household waste and industrial waste are incinerated, and most of the remaining ash (hereinafter referred to as incinerated ash) is landfilled, but in recent years it has become difficult to secure a landfill. For this reason, in recent years, the necessity of the process which melt | dissolves this incineration ash and collect | recovers it as a reusable resource is increasing.

このため、最近では、このような焼却灰を誘導加熱方式により溶融して、溶融したスラグ及び金属を単一の容器内で比重分離させることにより、再利用可能な資源として回収する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 For this reason, recently, a method has been proposed in which such incinerated ash is melted by an induction heating method, and the molten slag and metal are separated by specific gravity in a single container to recover them as reusable resources. (For example, refer to Patent Document 1).

また、非金属リッチな廃棄物を安価な非導電性セラミックキャニスタを用いて溶融できるように、このキャニスタの内側に誘導加熱体を設けて未溶融非金属を溶融する炉が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００１−２５９５６７号公報特開２００２−１３９２８０号公報 Also, a furnace has been proposed that melts unmelted nonmetal by providing an induction heating body inside the canister so that nonmetal-rich waste can be melted using an inexpensive nonconductive ceramic canister (for example, , See Patent Document 2).
JP 2001-259567 A JP 2002-139280 A

ところで、上記特許文献１では、比重分離された溶融スラグ中には金属類（鉄や銅など）がまだ多く残存している。また、この溶融スラグ中の銅、鉄などの金属を比重分離によって回収するために、上記特許文献２の発明を利用して、分離された溶融スラグ層と金属層の中に誘導加熱体を位置させ、この誘導加熱体による誘導加熱によって溶融スラグを金属の溶融温度以上に加熱して、溶融スラグ中に残存している銅、鉄などの金属を比重分離することが考えられる。 By the way, in Patent Document 1, a large amount of metals (such as iron and copper) still remain in the molten slag separated by specific gravity. Moreover, in order to collect | recover metals, such as copper and iron, in this molten slag by specific gravity separation, an induction heating body is located in the isolate | separated molten slag layer and metal layer using the invention of the said patent document 2. It is conceivable that the molten slag is heated to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the metal by induction heating by the induction heating body, and the metal such as copper and iron remaining in the molten slag is separated by specific gravity.

しかしながら、上記特許文献２の発明では、誘導加熱体が未溶融非金属層と非金属溶融層の一部まで位置している、即ち、誘導加熱体が比重分離された溶融スラグ層と金属層の一部まで位置することにより、溶融スラグ層と金属層の一部がこの金属層の金属の溶融温度以上に加熱されることによって、溶融スラグ層と金属層近傍では対流が発生し、比重分離されていた溶融スラグ層と金属層が再度混じってしまう。 However, in the invention of the above-mentioned Patent Document 2, the induction heating body is located up to a part of the unmelted nonmetallic layer and the nonmetallic molten layer, that is, the molten slag layer and the metal layer of which the induction heating body is separated by specific gravity. By being partly located, the molten slag layer and a part of the metal layer are heated above the melting temperature of the metal of the metal layer, so that convection occurs in the vicinity of the molten slag layer and the metal layer, and the specific gravity is separated. The molten slag layer and the metal layer that had been mixed are mixed again.

更に、上記特許文献２の発明では、誘導加熱体が未溶融非金属層と非金属溶融層の一部まで位置しているので誘導加熱体に溶融物が付着し、繰り返し使用すると加熱効率が低下する。 Furthermore, in the invention of the above-mentioned Patent Document 2, since the induction heating body is located up to a part of the non-melting non-metallic layer and the non-metallic melting layer, the melt adheres to the induction heating body, and the heating efficiency decreases when it is used repeatedly. To do.

そこで本発明は、比重分離された溶融スラグ層と金属層が再度混じることなく、溶融スラグのみを溶融して溶融スラグ中に残存する金属類を確実に比重分離することができる溶融された焼却灰の比重分離方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a molten incineration ash that can melt only molten slag and reliably separate the metals remaining in the molten slag by specific gravity without remixing the molten slag layer and metal layer separated by specific gravity. It is an object to provide a specific gravity separation method.

上記目的を達成するために本発明は、廃棄物を焼却処理した後に残った焼却灰を加熱して溶融処理し、溶融された焼却灰を、比重によりスラグ層と金属層とに積層分離して回収する比重分離方法であって、前記スラグ層の周囲に該スラグ層と非接触で配置した誘導加熱体により、前記スラグ層のみを前記金属層の融点以上に誘導加熱して前記スラグ層中に残存する少なくとも前記金属層と同じ金属を溶融し、該溶融金属を前記スラグ層から融点以下に加熱されている前記金属層に比重により積層分離することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention heats and melts incineration ash remaining after incineration of waste, and separates the molten incineration ash into a slag layer and a metal layer by specific gravity. A specific gravity separation method to be recovered, wherein only the slag layer is induction-heated above the melting point of the metal layer by an induction heating body arranged in non-contact with the slag layer around the slag layer. It is characterized in that at least the same metal as the metal layer remaining is melted, and the molten metal is laminated and separated by specific gravity on the metal layer heated from the slag layer to a melting point or lower.

（作用）
本発明によれば、スラグ層を誘導加熱体により金属層の融点以上に誘導加熱することにより、スラグ層中に残存する金属層と同じ金属を溶融させて、溶融金属をスラグ層から融点以下に加熱されている金属層に比重により積層分離することができる。 (Function)
According to the present invention, the same metal as the metal layer remaining in the slag layer is melted by induction heating the slag layer to the melting point of the metal layer or more by the induction heating body, and the molten metal is reduced from the slag layer to the melting point or less. The metal layer being heated can be separated by specific gravity.

本発明によれば、スラグ層の周囲に該スラグ層と非接触で配置した誘導加熱体により、スラグ層のみを金属層の融点以上に誘導加熱してスラグ層中に残存する少なくとも金属層と同じ金属を溶融し、溶融金属をスラグ層から融点以下に加熱されている金属層に比重により積層分離することによって、溶融された焼却灰から残存金属が殆どないスラグ層と純度の高い金属層とを分離回収することができる。 According to the present invention, by the induction heating body arranged in non-contact with the slag layer around the slag layer, only the slag layer is induction-heated to the melting point of the metal layer or more to be the same as at least the metal layer remaining in the slag layer. By melting and separating the molten metal from the slag layer to a metal layer heated to a melting point or less by specific gravity, a slag layer having almost no residual metal and a highly pure metal layer are obtained from the molten incinerated ash. It can be separated and recovered.

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る比重分離方法を適用した焼却灰を加熱溶融処理する溶融装置に備えた比重分離装置を示す概略断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a specific gravity separator provided in a melting apparatus that heats and melts incinerated ash to which a specific gravity separation method according to an embodiment of the present invention is applied.

本実施形態における溶融装置は、内部に誘導加熱用コイル（以下、コイルという）１を配置した横長で円筒状の溶融炉２と、焼却灰３が貯留されるホッパ４と、ホッパ４内に貯留された焼却灰３を圧縮しブロック状に固めて溶融炉２内に投入する焼却灰固形化装置５とを備えている。また、溶融炉２の排出口２ａ側の後方（図の右側）には、本実施形態における比重分離装置２４が設置されている。 The melting apparatus according to this embodiment includes a horizontally long cylindrical melting furnace 2 in which an induction heating coil (hereinafter referred to as a coil) 1 is disposed, a hopper 4 in which incinerated ash 3 is stored, and a hopper 4 that stores the incinerator ash 3. The incinerated ash solidifying device 5 is provided that compresses the incinerated ash 3 that has been compressed, blocks it into a block shape, and throws it into the melting furnace 2. In addition, a specific gravity separation device 24 according to the present embodiment is installed behind the discharge port 2a side of the melting furnace 2 (right side in the figure).

比重分離装置２４は、溶融炉２内でコイル１による誘導加熱で焼却灰３を加熱溶融して得られる溶融物６を回収する回収容器７と、回収容器７の外周外側に溶融物６を比重分離して得られた溶融スラグ２１を誘導加熱するための誘導加熱体としての誘導加熱コイル２３を備えている（比重分離装置２４の詳細については後述する）。 The specific gravity separation device 24 has a recovery container 7 for recovering the melt 6 obtained by heating and melting the incinerated ash 3 by induction heating with the coil 1 in the melting furnace 2, and the specific gravity of the melt 6 on the outer periphery of the recovery container 7. An induction heating coil 23 is provided as an induction heating body for induction heating the molten slag 21 obtained by separation (details of the specific gravity separation device 24 will be described later).

溶融炉２の先端側（図の左側）の上部には、焼却灰固形化装置５に一端側が接続された導入管８の他端側（先端側）が溶融炉２内に位置するようにして接続されている。溶融炉２は、導入管８が接続された先端側がその後端側（図の右側）に対して上方に位置するように傾けて設置されている。溶融炉２の下部には、その長手方向に沿って溶融炉２を設置面９に対して傾斜させて保持させるため保持部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが設置面９との間に設けられている。溶融炉２の後端側の保持部材１０ｄは溶融炉２を上下方向に回動自在に支持し、溶融炉２の先端側の保持部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃは上下方向に伸縮自在であり、保持部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃの伸縮によって溶融炉２の傾斜角を所定角度（例えば３°〜５°程度）の範囲で調整することができる。 In the upper part of the front end side (left side in the figure) of the melting furnace 2, the other end side (front end side) of the introduction pipe 8 connected at one end side to the incineration ash solidifying device 5 is positioned in the melting furnace 2. It is connected. The melting furnace 2 is installed so as to be inclined so that the front end side to which the introduction pipe 8 is connected is located above the rear end side (right side in the figure). In the lower part of the melting furnace 2, holding members 10 a, 10 b, 10 c, and 10 d are provided between the installation surface 9 in order to hold the melting furnace 2 inclined with respect to the installation surface 9 along the longitudinal direction. Yes. The holding member 10d on the rear end side of the melting furnace 2 supports the melting furnace 2 so as to be rotatable in the vertical direction, and the holding members 10a, 10b, 10c on the front end side of the melting furnace 2 are extendable in the vertical direction. The inclination angle of the melting furnace 2 can be adjusted within a predetermined angle range (for example, about 3 ° to 5 °) by expanding and contracting the members 10a, 10b, and 10c.

溶融炉２内の中央部には、その長手方向に沿って横長で円筒状の溶融管１１が設けられており、溶融管１１も溶融炉２と同様の傾斜角度で傾斜している。溶融管１１の先端側（図の右側）の上部には、導入管８の先端が連結されており、焼却灰固形化装置５でブロック状に固化されたブロック状焼却灰３ａが導入管８を通して溶融管１１内に投入される。また、溶融管１１の導入管８が連結されている先端部には、導入管８を通して投入されたブロック状焼却灰３ａを溶融管１１の後側（図の右側）に向けて送り込む焼却灰送り機構２２が設けられている。 In the central portion of the melting furnace 2, a horizontally long and cylindrical melting tube 11 is provided along the longitudinal direction thereof, and the melting tube 11 is also inclined at the same inclination angle as the melting furnace 2. The tip of the introduction tube 8 is connected to the top of the tip side (the right side in the figure) of the melting tube 11, and the block-shaped incineration ash 3 a solidified into a block shape by the incineration ash solidifying device 5 passes through the introduction tube 8. Charged into the melting tube 11. In addition, an incineration ash feed for feeding the block-shaped incineration ash 3a introduced through the introduction pipe 8 toward the rear side (right side in the figure) of the melting pipe 11 at the leading end thereof connected to the introduction pipe 8. A mechanism 22 is provided.

溶融管１１の後端は、溶融炉２の後端内壁に接続されており、この位置における溶融炉２の後端面には排出口２ａが形成されている。溶融炉２の後端面の外側には、排出口２ａから排出される溶融スラブ６を回収容器７内に送るための送り板１２が設けられている。 The rear end of the melting tube 11 is connected to the inner wall of the rear end of the melting furnace 2, and a discharge port 2a is formed on the rear end surface of the melting furnace 2 at this position. A feed plate 12 for sending the molten slab 6 discharged from the discharge port 2 a into the recovery container 7 is provided outside the rear end surface of the melting furnace 2.

コイル１は、溶融管１１の外周上にその長手方向に沿って、ブロック状焼却灰３ａの移動方向（図の左側から右側）に対して上流側から下流側に向けて巻き状態が疎から密になるように、溶融管１１の略中央近傍から後方（排出口２ａ側）に向けて排出口２ａ近傍まで連続して螺旋状に巻かれており、コイル１を水冷冷却するコイル冷却容器１３内に設置されている。即ち、コイル１の長手中心軸は、溶融管１１の長手中心軸に対してコイル１の上流側（排出口２ａと反対側）が下方に傾斜しており、コイル１内で発生する磁束Ｂの中心軸が溶融管１１の長手中心軸に対して下方に傾斜して向くことになる。なお、コイル１の一巻きの傾斜は、下流（後端）側に向かい傾斜している。 The coil 1 is sparsely and densely wound on the outer periphery of the melting tube 11 along the longitudinal direction from the upstream side to the downstream side with respect to the moving direction of the block-shaped incineration ash 3a (from the left side to the right side in the figure). In the coil cooling vessel 13 that is spirally wound continuously from the vicinity of the approximate center of the melting tube 11 toward the rear (discharge port 2a side) to the vicinity of the discharge port 2a. Is installed. That is, the longitudinal central axis of the coil 1 is inclined downward with respect to the longitudinal central axis of the melting tube 11 on the upstream side of the coil 1 (the side opposite to the discharge port 2a), and the magnetic flux B generated in the coil 1 The central axis is inclined downward with respect to the longitudinal central axis of the melting tube 11. Note that the one-turn inclination of the coil 1 is inclined toward the downstream (rear end) side.

これにより、コイル１の長手中心軸に対して下半分側で発生している磁束Ｂはもちろん、コイル１の長手中心軸に対して上半分側で発生している磁束Ｂも効果的に溶融管１１内の下側を移動するブロック状焼却灰３ａに対して貫通させることができ、ブロック状焼却灰３ａを効率よく加熱溶融することができる。 Thereby, not only the magnetic flux B generated on the lower half side with respect to the longitudinal central axis of the coil 1 but also the magnetic flux B generated on the upper half side with respect to the longitudinal central axis of the coil 1 is effectively melted. 11 can penetrate the block-like incinerated ash 3a moving on the lower side in the block 11, and the block-like incinerated ash 3a can be efficiently heated and melted.

また、コイル１は、溶融管１１の長手中心軸に対して下流側（排出口２ａ側）での巻き状態が密となっており、かつコイル１の排出口２ａに近接する最下流側が溶融管１１の下面に位置しているので、コイル冷却容器１３内において最後までブロック状焼却灰３ａを効率よく加熱溶融することができる。 The coil 1 is densely wound on the downstream side (the discharge port 2a side) with respect to the longitudinal center axis of the melting tube 11, and the most downstream side close to the discharge port 2a of the coil 1 is the melting tube. 11, the block-shaped incinerated ash 3 a can be efficiently heated and melted to the end in the coil cooling vessel 13.

溶融管１１の略中央付近（ブロック状焼却灰３ａの移動方向（図の左側から右側）に対してコイル１の上流側）の上部には、ブロック状焼却灰３ａ中に残存している可燃性ガスや飛灰を回収して燃焼させる２次燃焼器１４が接続されている。２次燃焼器１４には、配管１５を介して２次燃焼器１４の燃焼によって排出される排ガス中の灰を回収するバグフィルター１６が接続されている。なお、バグフィルター１６の先には、ブロック状焼却灰３ａ中に残存している可燃性ガスや飛灰を２次燃焼器１４に吸引させるブロア（不図示）等が接続されている。 Near the center of the melting tube 11 (upstream of the coil 1 with respect to the moving direction of the block-shaped incineration ash 3a (from the left side to the right side in the figure)), combustibility remaining in the block-shaped incineration ash 3a. A secondary combustor 14 for collecting and burning gas and fly ash is connected. A bag filter 16 is connected to the secondary combustor 14 for collecting ash in the exhaust gas discharged by the combustion of the secondary combustor 14 through the pipe 15. Connected to the tip of the bag filter 16 is a blower (not shown) that sucks the combustible gas and fly ash remaining in the block-shaped incineration ash 3a into the secondary combustor 14.

ホッパ４内に貯留される焼却灰３は、本実施形態では廃車からエンジン、車体等のリサイクル可能な部材を選別して取り除いた残りのインパネ、シート、タイヤ、ガラス等の廃車ガラをシュレッダーによって細かく粉砕して得られたシュレッダーダストに含まれる樹脂成分を減容処理した後に残った残渣を、燃焼炉（不図示）で焼却処理した後に残る焼却灰である。この焼却灰３中には、金属類（Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｐｂ等）が含まれており、質量％ではＦｅ（鉄）、Ｃｕ（銅）が多く含まれている。 In the incinerated ash 3 stored in the hopper 4, in this embodiment, the remaining waste of the instrument panel, sheets, tires, glass, and the like after the recyclable members such as the engine and the car body are selected and removed from the scrap car are shredded with a shredder. It is incineration ash remaining after the residue remaining after the volume reduction treatment of the resin component contained in the shredder dust obtained by pulverization is incinerated in a combustion furnace (not shown). The incineration ash 3 contains metals (Fe, Cu, Cr, Mn, Ni, Zn, P, S, Cd, As, Pb, etc.), and Fe (iron), Cu ( It contains a lot of copper).

また、ホッパ４には、貯留される焼却灰３に炭素源とシリコン源の両方又はシリコン源のみを添加するための供給口１７が設けられている。 The hopper 4 is provided with a supply port 17 for adding both the carbon source and the silicon source or only the silicon source to the stored incineration ash 3.

次に、本実施形態に係る溶融装置による焼却灰の溶融処理について説明する。 Next, the melting process of incinerated ash by the melting apparatus according to the present embodiment will be described.

上記したシュレッダーダストに含まれる樹脂成分を減容処理した後に残った残渣を燃焼炉（不図示）で焼却処理した後に残る焼却灰３をホッパ４に投入して貯留する。この際、供給口１７から焼却灰３にカルシウム源（消石灰（ＣａＯ）、石灰石（ＣａＣＯ₃）等）とシリコン源（ＳｉＯ₂等）の両方又はシリコン源のみをそれぞれ所定の割合で添加して攪拌し、コイル１の誘導加熱による焼却灰３の加熱溶融後に得られるスラブの塩基度が１．１〜１．６となるように調整する。本実施形態では、カルシウム源として貝殻を粉状に粉砕した物を用い、シリコン源として砂を用いた。なお、カルシウム源が焼却灰３中に既に含有されている場合には、焼却灰３にシリコン源のみを添加すればよい。 The incinerated ash 3 remaining after the residue remaining after the volume reduction treatment of the resin component contained in the shredder dust is incinerated in a combustion furnace (not shown) is put into the hopper 4 and stored. At this time, both the calcium source (slaked lime (CaO), limestone (CaCO _3, etc.)) and the silicon source (SiO ₂ etc.) or only the silicon source are added to the incinerated ash 3 from the supply port 17 at a predetermined ratio, respectively, and stirred. The basicity of the slab obtained after heating and melting the incinerated ash 3 by induction heating of the coil 1 is adjusted to 1.1 to 1.6. In the present embodiment, a shell obtained by pulverizing a shell is used as a calcium source, and sand is used as a silicon source. In addition, what is necessary is just to add only a silicon source to the incineration ash 3 when the calcium source is already contained in the incineration ash 3.

本願発明者の実験によれば、焼却灰３中の鉄（Ｆｅ）と銅（Ｃｕ）の含有量に対して、カルシウム源が４〜５％程度、シリコン源が１．５％程度未満となるように成分調製することによって、溶融される焼却灰３中のＦｅとＣｕとを効率よく分離することができた。 According to the experiment of the present inventor, the calcium source is about 4 to 5% and the silicon source is less than about 1.5% with respect to the content of iron (Fe) and copper (Cu) in the incineration ash 3. By preparing the components as described above, Fe and Cu in the incinerated ash 3 to be melted could be separated efficiently.

即ち、本願発明者の実験によれば、カルシウム源が焼却灰３中の鉄（Ｆｅ）と銅（Ｃｕ）の含有量に対して約４％未満であると、カルシウム源がほとんど焼却灰３中の鉄に関与してしまい、焼却灰３中の銅に関与すべきカルシウム源がなくなってしまった。また、カルシウム源が焼却灰３中の鉄（Ｆｅ）と銅（Ｃｕ）の含有量に対して約５％を超えると、カルシウム源の一部が溶融せずに、溶融する焼却灰の中を浮遊し、更に、カルシウム源が気化して二酸化炭素が発生し易くなる。また、本願発明者の実験によれば、シリコン源が焼却灰３中の鉄（Ｆｅ）と銅（Ｃｕ）の含有量に対して約１．５％を超えると、カルシウム源とシリコン源が関与し、セラミクス（ＳｉＣ）が発生してしまう。 That is, according to the experiment of the present inventor, when the calcium source is less than about 4% with respect to the content of iron (Fe) and copper (Cu) in the incineration ash 3, the calcium source is almost in the incineration ash 3. As a result, the source of calcium that should be involved in the copper in the incinerated ash 3 has disappeared. In addition, when the calcium source exceeds about 5% with respect to the content of iron (Fe) and copper (Cu) in the incineration ash 3, a part of the calcium source does not melt, In addition, it floats, and the calcium source is vaporized and carbon dioxide is easily generated. Further, according to the experiment of the present inventor, when the silicon source exceeds about 1.5% with respect to the content of iron (Fe) and copper (Cu) in the incineration ash 3, the calcium source and the silicon source are involved. Then, ceramics (SiC) is generated.

そして、焼却灰３中の鉄（Ｆｅ）と銅（Ｃｕ）の含有量に対して、カルシウム源が４〜５％程度、シリコン源が１．５％程度未満となるように、カルシウム源（本実施形態では貝殻を粉状に粉砕した物）とシリコン源（本実施形態では砂）を添加した焼却灰３を、焼却灰固形化装置５に供給して圧縮し、ブロック状に固化する。この際、焼却灰固形化装置５は焼却灰３を硬く固める必要はなく、作業者が手で解せる程度のブロック状焼却灰３ａに固めればよい。 And the calcium source (main) so that the calcium source is about 4-5% and the silicon source is less than about 1.5% with respect to the contents of iron (Fe) and copper (Cu) in the incinerated ash 3 In the embodiment, the incinerated ash 3 to which a shell is pulverized into powder) and a silicon source (sand in the present embodiment) are supplied to the incinerated ash solidifying device 5 and compressed to be solidified into blocks. At this time, the incineration ash solidifying device 5 does not need to harden the incineration ash 3, but may be solidified into a block-like incineration ash 3 a that can be unwound by an operator.

焼却灰固形化装置５で固化されたブロック状焼却灰３ａは、導入管８を通して溶融炉２内の溶融管１１の前側（図の左側）に順次投入される。溶融管１１内の下面に投入されたブロック状焼却灰３ａは、焼却灰送り機構２２によって溶融管１１の後側（図の右側）に押し込まれ、後方に向けて下方に傾斜している溶融管１１内を滑るようにして溶融管１１の後側にゆっくり移動していく。なお、ブロック状焼却灰３ａの滑りが悪いときには、保持部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃを伸ばして溶融管１１の傾斜角を少し大きくする。この際、溶融炉２内の溶融管１１と２次燃焼器１４間に接続されている排ガス管１８が、溶融管１１の傾斜に伴う高さ変位に応じて伸縮する。 The block-shaped incineration ash 3 a solidified by the incineration ash solidifying device 5 is sequentially fed to the front side (left side in the figure) of the melting tube 11 in the melting furnace 2 through the introduction tube 8. The block-shaped incineration ash 3a thrown into the lower surface in the melting tube 11 is pushed into the rear side (right side in the drawing) of the melting tube 11 by the incineration ash feed mechanism 22 and is inclined downward toward the rear. 11 slowly slides to the rear side of the melting tube 11. When the block-shaped incineration ash 3a is not slippery, the holding members 10a, 10b, and 10c are extended to slightly increase the inclination angle of the melting tube 11. At this time, the exhaust gas pipe 18 connected between the melting tube 11 and the secondary combustor 14 in the melting furnace 2 expands and contracts according to the height displacement accompanying the inclination of the melting tube 11.

この際、高周波電源（不図示）から接続されているコイル１に高周波電流を印加し、コイル１内でその中心軸方向に沿って磁束（磁界）Ｂを発生させ、この磁束Ｂが溶融管１１内の下面上を後側（排出口２ａ側）に移動するブロック状焼却灰３ａ中の金属（主に鉄）を貫通することによって渦電流が誘導され、この渦電流による抵抗加熱（ジュール熱）により前記金属が加熱（高周波誘導加熱）されて、ブロック状焼却灰３ａ全体が加熱される。 At this time, a high frequency current is applied to the coil 1 connected from a high frequency power source (not shown), and a magnetic flux (magnetic field) B is generated in the coil 1 along the central axis direction. An eddy current is induced by penetrating metal (mainly iron) in the block-shaped incineration ash 3a that moves to the rear side (the discharge port 2a side) on the lower surface of the inside, and resistance heating by this eddy current (Joule heat) Thus, the metal is heated (high frequency induction heating), and the entire block-shaped incineration ash 3a is heated.

即ち、磁束Ｂはコイル１の先端側（導入管８側）の前方（溶融管１１の中央付近より少し前方側）まで発生しており、導入管８から投入されて後方側に移動するブロック状焼却灰３ａは、コイル１内に入る前の溶融管１１の中央付近から連続的に加熱される（予備加熱）。この予備加熱時には、ブロック状焼却灰３ａはまだ完全に溶融していない。 That is, the magnetic flux B is generated up to the front side of the coil 1 (introduction pipe 8 side) (a little forward side from the vicinity of the center of the melting pipe 11), and is introduced from the introduction pipe 8 to move backward. The incinerated ash 3a is continuously heated from the vicinity of the center of the melting tube 11 before entering the coil 1 (preliminary heating). At the time of this preliminary heating, the block-shaped incineration ash 3a is not yet completely melted.

この加熱（予備加熱）によってブロック状焼却灰３ａは少しずつ溶融されながら移動していき、これに伴ってブロック状焼却灰３ａ内に残存していた可燃性ガスが発生する。 By this heating (preliminary heating), the block-like incineration ash 3a moves while being melted little by little, and accompanying this, combustible gas remaining in the block-like incineration ash 3a is generated.

発生した可燃性ガス及び飛灰は、ブロア（不図示）の駆動によって排ガス管１８を介して２次燃焼器１４内に吸引され、２次燃焼器１４内で加熱したパンチングメタル（不図示）によって燃焼される。このときのパンチングメタルの温度は１２００℃程度であり、発生した可燃性ガス及び飛灰をほぼ完全に燃焼させる。 The generated combustible gas and fly ash are sucked into the secondary combustor 14 through the exhaust gas pipe 18 by driving a blower (not shown) and heated by punching metal (not shown) in the secondary combustor 14. Burned. The temperature of the punching metal at this time is about 1200 ° C., and the generated combustible gas and fly ash are almost completely burned.

２次燃焼器１４で可燃性ガス及び飛灰を燃焼させた後に発生する排ガスは、配管１５で水冷されながらバグフィルター１６に導入される。バグフィルター１６は、導入される排ガス中から飛煤を回収する。飛煤が回収された排ガスは、蒸気洗浄塔（不図示）等に送り込まれて洗浄され、排ガス中に僅かに残留している粉塵を吸着除去した後に、ブロア（不図示）の駆動によって煙突から大気中に排出される。 Exhaust gas generated after combustible gas and fly ash are burned in the secondary combustor 14 is introduced into the bag filter 16 while being water-cooled in the pipe 15. The bag filter 16 collects Hida from the introduced exhaust gas. The exhaust gas from which the Hida has been collected is sent to a steam cleaning tower (not shown) and washed, and after adsorbing and removing dust remaining slightly in the exhaust gas, the blower (not shown) is driven from the chimney. Released into the atmosphere.

そして、上記予備加熱状態にあるブロック状焼却灰３ａが溶融管１１の傾斜によって更に後方側に移動していくと、高周波電流が印加されたコイル１によってコイル１内ではその長手中心軸方向に沿って磁束（磁界）Ｂが発生しており、この磁束Ｂがコイル１内に位置する溶融管１１内の下面上を移動するブロック状焼却灰３ａ中の金属（主に鉄）を貫通することによって渦電流が誘導され、この渦電流による抵抗加熱（ジュール熱）により前記金属が加熱（高周波誘導加熱）されて、ブロック状焼却灰３ａ全体が加熱溶融される。 When the block-shaped incineration ash 3a in the preheated state moves further rearward due to the inclination of the melting tube 11, the coil 1 to which the high-frequency current has been applied causes the coil 1 to follow the longitudinal central axis direction. The magnetic flux (magnetic field) B is generated, and this magnetic flux B penetrates the metal (mainly iron) in the block-like incinerated ash 3a moving on the lower surface in the melting tube 11 located in the coil 1. Eddy current is induced, the metal is heated (high frequency induction heating) by resistance heating (Joule heat) by this eddy current, and the entire block-shaped incineration ash 3a is heated and melted.

ところで、本実施形態では、上記したようにコイル１は螺旋状に巻かれているので、コイル１の長手中心軸は、溶融管１１の長手中心軸に対してコイル１の上流側（排出口２ａと反対側）が下方に傾斜しており、コイル１内で発生する磁束Ｂの中心軸が溶融管１１の長手中心軸に対して下方に傾斜している。 By the way, in this embodiment, since the coil 1 is spirally wound as described above, the longitudinal center axis of the coil 1 is upstream of the coil 1 with respect to the longitudinal center axis of the melting tube 11 (discharge port 2a). The central axis of the magnetic flux B generated in the coil 1 is inclined downward with respect to the longitudinal central axis of the melting tube 11.

よって、コイル１の長手中心軸に対して下半分側で発生している磁束Ｂはもちろん、コイル１の長手中心軸に対して上半分側で発生している磁束Ｂも効果的に溶融管１１内の下面上を移動するブロック状焼却灰３ａ中の金属（主に鉄）に対して貫通させることができ、ブロック状焼却灰３ａに対する加熱効率を高めることができる。 Therefore, not only the magnetic flux B generated on the lower half side with respect to the longitudinal central axis of the coil 1 but also the magnetic flux B generated on the upper half side with respect to the longitudinal central axis of the coil 1 is effectively melted tube 11. It can be made to penetrate to the metal (mainly iron) in the block-shaped incineration ash 3a moving on the lower surface, and the heating efficiency for the block-shaped incineration ash 3a can be increased.

また、上記したようにコイル１は、溶融管１１の長手中心軸に対して下流側（排出口２ａ側）での巻き状態が密となっており、かつコイル１の排出口２ａに近接する最下流側が溶融管１１の下面に位置している（コイル１の一巻きの傾斜は、下流側に向かい傾斜している）ので、コイル１の下流側近傍における溶融管１１内の下面上を移動する溶融状態の焼却灰（溶融物）は、含有している鉄が溶融する温度より若干高い１７５０℃程度まで加熱される。 Further, as described above, the coil 1 is densely wound on the downstream side (the discharge port 2a side) with respect to the longitudinal central axis of the melting tube 11 and is closest to the discharge port 2a of the coil 1. Since the downstream side is located on the lower surface of the melting tube 11 (the one-turn inclination of the coil 1 is inclined toward the downstream side), it moves on the lower surface in the melting tube 11 near the downstream side of the coil 1. Molten incineration ash (melt) is heated to about 1750 ° C., which is slightly higher than the temperature at which the contained iron melts.

そして、加熱溶融された焼却灰は溶融物６となって排出口２ａから排出され、送り板１２を通して比重分離装置２４の回収容器７内に回収される。回収容器７内に回収された溶融物６は比重分離され、下から銅１９、鉄２０、溶融スラグ２１の順に積層状態に堆積する。 Then, the incinerated ash that has been heated and melted becomes a melt 6 and is discharged from the discharge port 2a, and is recovered into the recovery container 7 of the specific gravity separator 24 through the feed plate 12. The molten material 6 recovered in the recovery container 7 is separated by specific gravity, and is deposited in a laminated state in the order of copper 19, iron 20, and molten slag 21 from the bottom.

次に、本発明の実施形態における比重分離装置２４について説明する。 Next, the specific gravity separator 24 in the embodiment of the present invention will be described.

この比重分離装置２４は、回収容器７内で比重分離により最上部に積層された溶融スラグ２１の位置に対応するようにして、溶融物６を回収する回収容器７の外周外側に、この溶融スラグ２１を誘導加熱するための誘導加熱コイル２３を備えている。誘導加熱コイル２３は、図２に示すように、その下面は溶融スラグ２１の下に隣接する鉄２０の層との境部分よりも上側に位置し、かつその上面は溶融スラグ２１の略最上部に位置している。なお、コイル２３の上面は、溶融スラグ２１の最上部よりも上方に位置していてもよい。また、誘導加熱コイル２３の内周側は、回収容器７の外周面と非接触状態で設置されている。 This specific gravity separation device 24 corresponds to the position of the molten slag 21 stacked at the top in the recovery container 7 by specific gravity separation, and this molten slag is disposed outside the outer periphery of the recovery container 7 for recovering the melt 6. An induction heating coil 23 for induction heating 21 is provided. As shown in FIG. 2, the lower surface of the induction heating coil 23 is located above the boundary portion with the adjacent iron 20 layer below the molten slag 21, and the upper surface is substantially the uppermost portion of the molten slag 21. Is located. Note that the upper surface of the coil 23 may be positioned above the uppermost portion of the molten slag 21. Further, the inner peripheral side of the induction heating coil 23 is installed in a non-contact state with the outer peripheral surface of the collection container 7.

本実施形態では、図２に示すように、回収容器７の内周面とその外側に位置する誘導加熱コイル２３の内周面との水平距離をＡ、溶融スラグ２１と鉄２０の層との境部分と誘導加熱コイル２３の下面間の垂直距離をＢとしたときに、Ｂ／Ａが０．２〜１の範囲となるように誘導加熱コイル２３を設置した。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the horizontal distance between the inner peripheral surface of the recovery container 7 and the inner peripheral surface of the induction heating coil 23 located outside thereof is A, and the molten slag 21 and the iron 20 layer When the vertical distance between the boundary portion and the lower surface of the induction heating coil 23 is B, the induction heating coil 23 is installed so that B / A is in the range of 0.2-1.

次に、本発明の実施形態に係る比重分離装置２４による比重分離方法について説明する。 Next, a specific gravity separation method by the specific gravity separation device 24 according to the embodiment of the present invention will be described.

誘導加熱コイル２３に接続されている高周波電源（不図示）から高周波電流を印加し、誘導加熱コイル２３内でその中心軸方向に沿って磁束（磁界）を発生させ、この磁束が回収容器７内の溶融スラグ２１中の金属（主に鉄）を貫通することによって渦電流が誘導され、この渦電流による抵抗加熱（ジュール熱）により前記金属が加熱（高周波誘導加熱）されて、溶融スラグ２１全体が含有している鉄が溶融する温度より若干高い１７５０℃程度まで加熱される。 A high frequency current is applied from a high frequency power source (not shown) connected to the induction heating coil 23 to generate a magnetic flux (magnetic field) along the central axis direction in the induction heating coil 23, and this magnetic flux is generated in the collection container 7. An eddy current is induced by penetrating a metal (mainly iron) in the molten slag 21, and the metal is heated (high frequency induction heating) by resistance heating (Joule heat) by the eddy current, so that the molten slag 21 as a whole is heated. Is heated to about 1750 ° C., which is slightly higher than the temperature at which the iron contained therein melts.

この際、誘導加熱コイル２３によって溶融スラグ２１の層のみが誘導加熱されるが、このときに発生する熱によって、溶融スラグ２１の下で比重分離されている銅１９、鉄２０の各層はある程度加熱されることにより、銅１９、鉄２０の各層は固まることなく融点以下の温度に保持されている。なお、銅１９、鉄２０の各層の部分では、銅１９と鉄２０が溶融する温度には達しないので、銅１９、鉄２０の各層の境付近、及び鉄２０と溶融スラグ２１の各層の境付近では対流が発生することはなく、銅１９と鉄２０が混じることはなく、かつ溶融スラグ２１に鉄２０混じることもない。 At this time, only the layer of the molten slag 21 is induction-heated by the induction heating coil 23, but the layers of copper 19 and iron 20 separated by specific gravity under the molten slag 21 are heated to some extent by the heat generated at this time. By doing so, each layer of copper 19 and iron 20 is kept at a temperature below the melting point without hardening. In addition, in the part of each layer of copper 19 and iron 20, the temperature at which copper 19 and iron 20 are melted is not reached, so the boundary between each layer of copper 19 and iron 20 and the boundary between each layer of iron 20 and molten slag 21 Convection does not occur in the vicinity, copper 19 and iron 20 are not mixed, and molten slag 21 is not mixed with iron 20.

よって、溶融スラグ２１の層内でのみ対流が発生して、溶融スラグ２１の層内に残存していた金属（主に鉄と銅（銅は鉄よりも融点が低））のみが溶融され、その下の銅１９、鉄２０の各層に比重分離されてそれぞれ回収される。これにより、溶融した焼却灰（溶融物）は、回収された回収容器７内で残存金属が殆どない溶融スラグ２１、純度の高い鉄２０、銅１９の各層に比重分離される。 Therefore, convection occurs only in the layer of the molten slag 21, and only the metal (mainly iron and copper (copper has a lower melting point than iron)) remaining in the layer of the molten slag 21 is melted. The specific gravity is separated into each layer of copper 19 and iron 20 below and recovered. As a result, the molten incineration ash (melt) is separated in specific gravity into each layer of molten slag 21, high-purity iron 20, and copper 19 having almost no residual metal in the recovered collection container 7.

そして、回収容器７の側壁に設けた各取出し口（不図示）から高純度に分離された溶融状態の鉄２０と銅１９をそれぞれ流出させ、専用の容器（不図示）に回収する。また、最上層の溶融スラグ２１は、すくって専用の容器（不図示）に回収し、取出した溶融スラグ２１を所定の成形鋳型（不図示）に注入して形成された鋳造スラグ（不図示）を、炉内で所定温度（例えば１０００℃程度）で所定時間（例えば１時間程度）加熱し、その後冷やすことによって人工岩石を生成することができる。 Then, molten iron 20 and copper 19 separated from each other with high purity are discharged from respective outlets (not shown) provided on the side wall of the recovery container 7 and recovered in a dedicated container (not shown). Further, the uppermost molten slag 21 is scooped and collected in a dedicated container (not shown), and the molten slag 21 taken out is poured into a predetermined molding mold (not shown) to form a cast slag (not shown). Is heated in a furnace at a predetermined temperature (for example, about 1000 ° C.) for a predetermined time (for example, about 1 hour), and then cooled to produce artificial rock.

また、溶融スラグ２１を誘導加熱する誘導加熱コイル２３は、回収容器７の外周外側に設置されているので、誘導加熱コイル２３は溶融スラグ２１が付着して劣化することない。 In addition, since the induction heating coil 23 for induction heating the molten slag 21 is installed outside the outer periphery of the recovery container 7, the induction heating coil 23 does not deteriorate due to adhesion of the molten slag 21.

ところで、本実施形態では、予め焼却灰３中にカルシウム源（本実施形態では貝殻を粉状に粉砕した物）とシリコン源（本実施形態では砂）をそれぞれ所定の割合で添加して、溶融スラグ２１の塩基度が１．１〜１．６となるように調整しているので、溶融スラグ２１の融点が高くなり、溶融した焼却灰（溶融物）中のＣｌ、Ｎａ、Ｋ等の低融点化合物の溶融スラグ２１中への溶出を大幅に低減することができる。 By the way, in this embodiment, a calcium source (a product obtained by pulverizing shells in powder form in this embodiment) and a silicon source (sand in this embodiment) are respectively added to the incinerated ash 3 in a predetermined ratio and melted. Since the basicity of the slag 21 is adjusted to be 1.1 to 1.6, the melting point of the molten slag 21 is increased, and Cl, Na, K, etc. in the molten incineration ash (melt) are low. The elution of the melting point compound into the molten slag 21 can be significantly reduced.

また、上述した実施形態では、廃車からエンジン、車体等のリサイクル可能な部材を選別して取り除いた残りのインパネ、シート、タイヤ、ガラス等の廃車ガラをシュレッダーによって細かく粉砕して得られたシュレッダーダストに含まれる樹脂成分を減容処理した後に残った残渣を焼却処理した後に残る焼却灰を溶融処理する例について説明したが、生活ごみや産業廃棄物等を焼却処理した後の焼却灰についても同様に本発明を適用することができる。 Further, in the above-described embodiment, the shredder dust obtained by finely pulverizing the waste instrument glass, such as the remaining instrument panel, seat, tire, glass, etc., from the scrapped car by selectively removing recyclable members such as the engine and the car body. The example of melting the incineration ash remaining after incineration of the residue remaining after the volume reduction treatment of the resin components contained in the waste was explained, but the same applies to the incineration ash after incineration of household waste and industrial waste, etc. The present invention can be applied to.

本発明の実施の形態における焼却灰の溶融処理を行う溶融装置に備えた比重分離装置を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the specific gravity separation apparatus with which the melting apparatus which performs the melting process of the incineration ash in embodiment of this invention was equipped. 本発明の実施の形態における比重分離装置の誘導加熱コイルの位置を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the position of the induction heating coil of the specific gravity separation apparatus in embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１コイル
２溶融炉
３焼却灰
６溶融物
７回収容器
１１溶融管
１４２次燃焼器
１６バグフィルター
１９銅
２０鉄
２１溶融スラグ
２３誘導加熱コイル
２４比重分離装置

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coil 2 Melting furnace 3 Incineration ash 6 Melt 7 Recovery container 11 Melting pipe 14 Secondary combustor 16 Bag filter 19 Copper 20 Iron 21 Melting slag 23 Induction heating coil 24 Specific gravity separation device

Claims

A specific gravity separation method in which the incineration ash remaining after incineration of the waste is heated and melted, and the molten incineration ash is laminated and separated into a slag layer and a metal layer by specific gravity,
At least the same metal as the metal layer remaining in the slag layer by induction heating only the slag layer to the melting point of the metal layer or more by an induction heating body arranged in non-contact with the slag layer around the slag layer And laminating and separating the molten metal from the slag layer by specific gravity to the metal layer heated to a melting point or lower,
The specific gravity separation method of the molten incineration ash characterized by the above-mentioned.