(57)【要約】【課題】溶融スラグの粘度が大きい場合であっても回転体によって良好に液滴状に分散させる。【解決手段】落下させた溶融スラグを回転しながら受けて切断部１ａによって溶融スラグの流れを切断し液滴状に分散させる回転体１と、回転体１の径方向外側に設けられて回転体１とは別に回転し、回転体１によって飛ばされた液滴状スラグを受けて移動させながら除冷して粒状化させるスラグ冷却面２ａを備える。【選択図】図１
2008115041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断部を有する回転体に溶融スラグを落下させて液滴状に分散させると共に、前記回転体から飛ばされた液滴状スラグを、前記回転体の径方向外側に設けられて前記回転体とは別に回転するスラグ冷却面で受けて当該スラグ冷却面上を移動させながら除冷して粒状化することを特徴とする溶融スラグの粒状化方法。
【請求項２】
前記スラグ冷却面を、前記回転体を囲み且つ上から下に向けて縮径する内向きの面にし、前記回転体から飛ばされた液滴状スラグを螺旋状に移動させながら落下させて回収することを特徴とする請求項１記載の溶融スラグの粒状化方法。
【請求項３】
前記回転体の回転と前記スラグ冷却面の回転とを互いに独立して制御することを特徴とする請求項１又は２記載の溶融スラグの粒状化方法。
【請求項４】
前記スラグ冷却面から落下した粒状化スラグをその落下途中で分散させて回収することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の溶融スラグの粒状化方法。
【請求項５】
落下させた溶融スラグを回転しながら受けて切断部によって前記溶融スラグの流れを切断し液滴状に分散させる回転体と、前記回転体の径方向外側に設けられて前記回転体とは別に回転し、前記回転体によって飛ばされた液滴状スラグを受けて移動させながら除冷して粒状化させるスラグ冷却面を備えることを特徴とする溶融スラグの粒状化装置。
【請求項６】
前記スラグ冷却面は、前記回転体を囲み且つ上から下に向けて縮径する内向きの面であり、前記回転体によって飛ばされた液滴状スラグを螺旋状に移動させながら落下させて回収することを特徴とする請求項５記載の溶融スラグの粒状化装置。
【請求項７】
前記回転体と前記スラグ冷却面は互いに独立して回転制御可能であることを特徴とする請求項５又は６記載の溶融スラグの粒状化装置。
【請求項８】
前記スラグ冷却面から落下した粒状化スラグをその落下途中で分散させる回転分散体を備えることを特徴とする請求項５から７のいずれか１つに記載の溶融スラグの粒状化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融スラグの粒状化方法および溶融スラグの粒状化装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、廃棄物を溶融処理した時などに生成される溶融スラグを骨材等として再資源化するのに適した溶融スラグの粒状化方法および溶融スラグの粒状化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物を溶融処理した時などに生成される溶融スラグを粒状化するのに適した技術として、例えば特開２００５−８２４５４号公報に開示された溶融スラグの粒状化方法がある。この方法は、回転分散面の上に溶融スラグを落下させることで溶融スラグを液滴状に分散させて飛ばし、回転するスラグ冷却面で受けて当該スラグ冷却面上を移動させることで除冷して粒状化させるものである。スラグ冷却面は例えば漏斗の内周面形状を成しており、溶融スラグはスラグ冷却面上を螺旋状に移動しながら落下し、その過程で冷却されて粒状化される。粒状化されたスラグは漏斗の中心の落下口からそのまま下の回収容器内に落下する。粒状化スラグは回収容器内のほぼ同じ位置に落下する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８２４５４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、溶融スラグはその組成や温度の違いによって粘度が極端に変化する。粘度の大きな溶融スラグは液滴状に分散させ難いものである。しかしながら、上述の溶融スラグの粒状化方法では、溶融スラグを回転分散面に衝突させた際の衝撃力、回転分散面との間の摩擦力、回転による遠心力等によって液滴状に分散させるので、分散させる力があまり強くなく、溶融スラグの粘度が大きくなると液滴状に分散させるのが難くなる。このため、粘度が大きい場合であっても溶融スラグを液滴状に分散させることが可能な粒状化方法および粒状化装置の開発が要請されている。
【０００５】
また、粒状化させたスラグを漏斗状のスラグ冷却面からそのまま下に落として回収するので、粒状化スラグが落下する位置がいつもほぼ同じ位置となる。このため、落下した粒状化スラグが１箇所に集中して積み重なってしまう。スラグ冷却面から落下した直後の粒状化スラグは未だ完全には冷え切っておらず、１箇所に集中して積み重なることで粒状化スラグ同士が結合して大きな塊となる虞がある。
【０００６】
本発明は、溶融スラグの粘度が小さい場合には勿論のこと、大きな場合であっても溶融スラグを良好に分散させることが可能な溶融スラグの粒状化方法及び溶融スラグの粒状化装置を提供することを目的とする。また、本発明は、スラグ冷却面から落下させた粒状化スラグ同士の結合を防止することができる溶融スラグの粒状化方法及び溶融スラグの粒状化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の溶融スラグの粒状化方法は、切断部を有する回転体に溶融スラグを落下させて液滴状に分散させると共に、回転体から飛ばされた液滴状スラグを、回転体の径方向外側に設けられて回転体とは別に回転するスラグ冷却面で受けて当該スラグ冷却面上を移動させながら除冷して粒状化するものである。
【０００８】
例えば溶融炉などの溶融プロセスから排出された溶融スラグを切断部を有する回転体に落下させると、溶融スラグの流れは切断部によって切断される。溶融スラグは連続した流れとなって落下するが、回転体は回転していることから切断部が周期的に溶融スラグの流れを切断するので、溶融スラグは液滴状に切断されて飛ばされる。このとき、溶融スラグの粘度が小さい場合は勿論のこと、たとえ溶融スラグの粘度が大きい場合であっても溶融スラグの流れは切断部によって切断される。回転体から飛ばされた液滴状スラグはスラグ冷却面によって受けられる。スラグ冷却面も回転しており、液滴状スラグはスラグ冷却面上を移動しながら徐々に冷却され、粒状化される。
【０００９】
また、請求項２記載の溶融スラグの粒状化方法は、スラグ冷却面を、回転体を囲み且つ上から下に向けて縮径する内向きの面にし、回転体から飛ばされた液滴状スラグを螺旋状に移動させながら落下させて回収するものである。
【００１０】
スラグ冷却面に飛び散った液滴状スラグは、スラグ冷却面との間の摩擦力、回転による遠心力、重力等を受けてスラグ冷却面上を螺旋状に落下する。この過程で液滴状スラグは除冷され粒状になる。液滴状スラグは螺旋状に落下するので、滞留時間（冷却時間）を十分に確保することができる。
【００１１】
さらに、請求項３記載の溶融スラグの粒状化方法は、回転体の回転とスラグ冷却面の回転とを互いに独立して制御するものである。したがって、回転体の回転とスラグ冷却面の回転とを、溶融スラグの成分や粒状化するサイズ等に応じて別々に制御することができる。回転の制御は、例えば回転体を回転させるモータやスラグ冷却面を回転させるモータの回転速度を増減させることで行なわれる。
【００１２】
また、請求項４記載の溶融スラグの粒状化方法は、スラグ冷却面から落下した粒状化スラグをその落下途中で分散させて回収するものである。スラグ冷却面から落下した直後の粒状化スラグは未だ完全に冷え切っていないことがあり、その場合、落下した粒状化スラグが１箇所に集中して積み重なると粒状化スラグ同士が結合し、より大きな塊になることがある。本発明では、スラグ冷却面から落下した粒状化スラグをその落下途中で分散させるので、粒状化スラグが１箇所に集中して積み重なるのを防止することができる。
【００１３】
また、請求項５記載の溶融スラグの粒状化装置は、落下させた溶融スラグを回転しながら受けて切断部によって溶融スラグの流れを切断し液滴状に分散させる回転体と、回転体の径方向外側に設けられて回転体とは別に回転し、回転体によって飛ばされた液滴状スラグを受けて移動させながら除冷して粒状化させるスラグ冷却面を備えているものである。
【００１４】
例えば溶融炉などの溶融プロセスから排出された溶融スラグを切断部を有する回転体に落下させると、溶融スラグの流れは切断部によって切断される。溶融スラグは連続した流れとなって落下するが、回転体は回転していることから切断部が周期的に溶融スラグの流れを切断するので、溶融スラグは液滴状に切断されて飛ばされる。このとき、溶融スラグの粘度が小さい場合は勿論のこと、たとえ溶融スラグの粘度が大きい場合であっても溶融スラグの流れは切断部によって切断される。回転体から飛ばされた液滴状スラグはスラグ冷却面によって受けられる。スラグ冷却面も回転しており、液滴状スラグはスラグ冷却面上を移動しながら徐々に冷却され、粒状化される。即ち、請求項１記載の溶融スラグの粒状化方法の実施に適した装置が提供される。
【００１５】
また、請求項６記載の溶融スラグの粒状化装置は、スラグ冷却面が、回転体を囲み且つ上から下に向けて縮径する内向きの面であり、回転体によって飛ばされた液滴状スラグを螺旋状に移動させながら落下させて回収するものである。
【００１６】
スラグ冷却面に飛び散った液滴状スラグは、スラグ冷却面との間の摩擦力、回転による遠心力、重力等を受けてスラグ冷却面上を螺旋状に落下する。この過程で液滴状スラグは除冷され粒状になる。液滴状スラグは螺旋状に落下するので、滞留時間を十分に確保することができる。このように、請求項２記載の溶融スラグの粒状化方法の実施に適した装置が提供される。
【００１７】
また、請求項７記載の溶融スラグの粒状化装置は、回転体とスラグ冷却面は互いに独立して回転制御可能である。したがって、回転体の回転とスラグ冷却面の回転とを、溶融スラグの成分や粒状化するサイズ等に応じて別々に制御することができる。回転の制御は、例えば回転体を回転させるモータやスラグ冷却面を回転させるモータの回転速度を増減させることで行なわれる。このように、請求項３記載の溶融スラグの粒状化方法の実施に適した装置が提供される。
【００１８】
また、請求項８記載の溶融スラグの粒状化装置は、スラグ冷却面から落下した粒状化スラグをその落下途中で分散させる回転分散体を備えるものである。スラグ冷却面から落下した直後の粒状化スラグは未だ完全に冷え切っていないことがあり、その場合、落下した粒状化スラグが１箇所に集中して積み重なると粒状化スラグ同士が結合し、より大きな塊になることがある。本発明では、スラグ冷却面から落下した粒状化スラグを回転分散体によって分散させて落下させるので、粒状化スラグが１箇所に集中して積み重なるのを防止することができる。このように、請求項４記載の溶融スラグの粒状化方法の実施に適した装置が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
各自治体から排出されるゴミ焼却灰および汚泥残さ物は溶融スラグ化され、利用を図ることが「循環型社会の構築」に向けて重要な課題となっている。しかしながら、依然、溶融スラグの骨材化（粒状化）コストは高く、十分な普及に至っていない。本発明は、溶融状態にあるスラグから直接骨材（粒状化したスラグ）を簡易にかつ低コストで製造することを可能にするものであり、溶融スラグのリサイクルを促進できる。また、骨材化プロセスを廃水処理のいらない完全なドライプロセスで行うことができると同時に、骨材化設備が極めてコンパクトなものになる。このため、移動式の溶融処理設備等と組み合わせることで、廃棄物の排出サイトでの溶融・骨材化が可能となり、廃棄物の輸送コストの低減、溶融・骨材化設備の稼働率の向上による設備償却費の低減が可能となり、廃棄物溶融・骨材化処理費用の一層の低減が可能になる。
【００２０】
即ち、請求項１記載の溶融スラグの粒状化方法では、上述のようにして溶融スラグを粒状化するので、溶融スラグを分散させるための回転体の回転速度と、分散させた液滴状スラグを除冷固化させるためのスラグ冷却面の回転速度を別々に調整することができる。このため、溶融スラグの性状等に応じて回転体の回転速度とスラグ冷却面の回転速度を調整するのが容易になり、粒状化スラグの粒径分布の調整が容易になる。また、粒状化スラグとして比較的丸い形状で、結晶質のものを得ることができるので、扱いやすく、骨材としての使用に適した粒状化スラグを得ることができる。さらに、溶融スラグと直接接触する冷却液を使用しないので、即ち、完全なドライプロセスで除冷できるので、冷却液の汚染がなく廃液処理を行う必要がない。このため、実施に必要な装置が小規模なもので足り、装置の製造コストと溶融スラグの処理のためのコストを安く抑えることができると共に、持ち運んで所望の現場での使用に適したものとなる。また、回転体には切断部が設けられており、溶融スラグの流れを切断部によって切断して液滴状に分散させるので、たとえ溶融スラグの粘度が大きな場合でも溶融スラグを確実に液滴状にすることができる。
【００２１】
また、請求項２記載の溶融スラグの粒状化方法では、上述のようにして溶融スラグを粒状化しているので、装置を大型化することなくスラグ冷却面の面積を十分に確保することができる。
【００２２】
さらに、請求項３記載の溶融スラグの粒状化方法では、上述のようにして溶融スラグを粒状化しているので、回転体の回転速度とスラグ冷却面の回転速度の調整がより一層簡単なものとなり、所望の粒状化スラグをより一層得やすくなる。
【００２３】
また、請求項４記載の溶融スラグの粒状化方法では、上述のようにして溶融スラグを粒状化しているので、スラグ冷却面から落下直後の未だ完全に冷え切っていない粒状化スラグが１箇所に集中して積み重なることを防止することができる。このため、粒状化スラグ同士の結合を防止することができ、製造した粒状化スラグをそのまま粒状化スラグとして回収することができる。
【００２４】
また、請求項５記載の溶融スラグの粒状化装置では、上述のように構成しているので、溶融スラグを分散させるための回転体の回転速度と、分散させた液滴状スラグを除冷固化させるためのスラグ冷却面の回転速度を別々に調整することができる。このため、溶融スラグの性状等に応じて回転体の回転速度とスラグ冷却面の回転速度を調整するのが容易になり、粒状化スラグの粒径分布の調整が容易になる。また、粒状化スラグとして比較的丸い形状で、結晶質のものを得ることができるので、扱いやすく、骨材としての使用に適した粒状化スラグを得ることができる。さらに、溶融スラグと直接接触する冷却液を使用しないので、即ち、完全なドライプロセスで除冷できるので、冷却液の汚染がなく廃液処理を行う必要がない。このため、実施に必要な装置が小規模なもので足り、装置の製造コストと溶融スラグの処理のためのコストを安く抑えることができると共に、持ち運んで所望の現場での使用に適したものとなる。また、回転体には切断部が設けられており、溶融スラグの流れを切断部によって切断して液滴状に分散させるので、たとえ溶融スラグの粘度が大きな場合でも溶融スラグを確実に液滴状にすることができる。即ち、請求項１記載の溶融スラグの粒状化方法の実施に適した装置を提供することができる。
【００２５】
また、請求項６記載の溶融スラグの粒状化装置では、上述のように構成しているので、装置を大型化することなくスラグ冷却面の面積を十分に確保することができる。即ち、請求項２記載の溶融スラグの粒状化方法の実施に適した装置を提供することができる。
【００２６】
さらに、請求項７記載の溶融スラグの粒状化装置では、上述のように構成しているので、回転体の回転速度とスラグ冷却面の回転速度の調整がより一層簡単なものとなり、所望の粒状化スラグをより一層得やすくなる。即ち、請求項３記載の溶融スラグの粒状化方法の実施に適した装置を提供することができる。
【００２７】
さらに、請求項８記載の溶融スラグの粒状化装置では、上述のように構成しているので、スラグ冷却面から落下直後の未だ完全に冷え切っていない粒状化スラグが１箇所に集中して積み重なることを防止することができる。このため、粒状化スラグ同士の結合を防止することができ、製造した粒状化スラグをそのまま粒状化スラグとして回収することができる。即ち、請求項４記載の溶融スラグの粒状化方法の実施に適した装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
図１及び図２に、本発明の溶融スラグの粒状化方法および溶融スラグの粒状化装置の実施形態の一例を示す。溶融スラグの粒状化装置（以下、単に粒状化装置という）は、落下させた溶融スラグ３を回転しながら受けて切断部１ａによって溶融スラグ３の流れを切断し液滴状に分散させる回転体１と、回転体１の径方向外側に設けられて回転体１とは別に回転し、回転体１によって飛ばされた液滴状スラグ３Ａを受けて移動させながら除冷して粒状化させるスラグ冷却面２ａを備えるものである。また、溶融スラグ３の粒状化方法は、切断部１ａを有する回転体１に溶融スラグ３を落下させて液滴状に分散させると共に、回転体１から飛ばされた液滴状スラグ３Ａを、回転体１の径方向外側に設けられて回転体１とは別に回転するスラグ冷却面２ａで受けて当該スラグ冷却面２ａ上を移動させながら除冷して粒状化するものである。
【００３０】
回転体１は、例えば水平に回転する例えば金属製の円板である。回転体１は、モータ４によって回転されるシャフト５の下端に取り付けられている。図３（ａ）に、回転体１を示す。回転体１の外周は例えば８箇所で等間隔で切り欠かれており、８枚の切断部１ａが設けられている。切断部１ａの両側縁はテーパー状に薄くなって刃１ｃが形成されており、溶融スラグ３の流れを切断するのに適した形状となっている。
【００３１】
スラグ冷却面２ａは、回転体１を囲み且つ上から下に向けて縮径する内向きの面であり、回転体１から飛ばされた液滴状スラグ３Ａを螺旋状に移動させながら落下させて回収するものである。本実施形態では、スラグ冷却面２ａを漏斗の内周面形状にしている。スラグ冷却面２ａは、円筒ケース６内の回転除冷体２に設けられている。回転除冷体２は、熱伝導が良好な金属、例えば銅製の漏斗状部材であり、図示しない軸受けによって回転自在に支持されている。この回転除冷体２はモータ７によって回転される。モータ７の回転はプーリ１０及びベルト１１によって回転除冷体２に伝達される。回転除冷体２と円筒ケース６との間は液密にシールされている。円筒ケース６には給入ポート６ａと排出ポート６ｂとが形成されており、円筒ケース６と回転除冷体２との間に冷媒、例えば冷却水を循環させている。冷媒によって回転除冷体２を冷却することで、スラグ冷却面２ａを冷却している。この冷媒は液滴状スラグ３Ａに直接触れることがないので、汚染されることはなく、廃液処理する必要はない。
【００３２】
スラグ冷却面２ａの傾斜角度及び回転速度は、例えば以下のようにして決定される。その決定の仕方の概念を図４及び図５に示す。ここで、スラグ冷却面２ａの垂直抗力をＮ、スラグ冷却面２ａと液滴状スラグ３Ａとの間の摩擦力をＦ、液滴状スラグ３Ａの角速度をΩ、スラグ冷却面２ａの見かけの熱伝達係数をｈ、スラグ冷却面２ａと液滴状スラグ３Ａとの接触面積をＳ、溶融スラグ３の比熱をＣ、液滴状スラグ（骨材）３Ａの質量をｍ、液滴状スラグ３Ａの半径をａ、スラグ冷却面２ａの傾斜角度をθ、スラグ冷却面２ａの動摩擦係数をμ’、スラグ冷却面２ａの温度をＴ∞、図４における原点Ｏから液滴状スラグ３Ａまでの距離をｘ、スラグ冷却面２ａの角速度をωとする。
【００３３】
図４に示すように、スラグ冷却面２ａの回転中心軸から液滴状スラグ３Ａまでの距離は、ｘcosθとなる。また、溶融スラグ３に作用する力は、遠心力：ｍｘω２cosθ、摩擦力：Ｆ、重力：ｍｇ、垂直抗力：Ｎとなる。
【００３４】
液滴状スラグ３Ａはスラグ冷却面（傾斜面）２ａ上で滑落しながら冷えて粒状化（骨材化）するので、スラグ冷却面２ａを滑落する液滴状スラグ３Ａを、剛体球の等加速度運動とみなすことで、スラグ冷却面２ａ上の運動方程式として数式１、回転の運動方程式として数式２、摩擦力として数式３、接触点のすべり速度として数式４が得られる。
【００３５】
【数１】
2008115041.tif 000003
【００３６】
【数２】
2008115041.tif 000004
【００３７】
【数３】
2008115041.tif 000005
【００３８】
【数４】
2008115041.tif 000006
【００３９】
また、温度Ｔの液滴状スラグ３Ａの冷却をスラグ冷却面２ａとの接触による熱伝達で表すと、数式５となる。
【００４０】
【数５】
2008115041.tif 000007
【００４１】
これらの数式より、例えば液滴状スラグ３Ａをどの位の時間で冷却固化させるか、即ち、冷却固化に要する時間を粒状化するスラグの物性値（組成、温度、比熱）と見かけの熱伝達係数から求め、この値から冷却固化させるためのスラグ冷却面２ａの傾斜角度θ、角速度ωおよび距離ｘの関係を求める。そして、スラグ冷却面２ａを回転する漏斗に置き換えて、回転ロートの形状（最大径と傾斜角度θ）を与えることで周速（角速度ω）が求まる。そして、角速度ωから回転速度（ｒｐｓ）を決める。ただし、このように計算によってスラグ冷却面２ａの回転速度を求める他に、実際の装置を使用して試行錯誤を繰り返しながら適切な回転数を求めるようにしても良い。
【００４２】
なお、スラグ冷却面２ａは平滑面にすることが好ましい。このようにすることで液滴状スラグ３Ａの移動がスムーズになり、次から次へと液滴状スラグ３Ａの処理を行っても、液滴状スラグ３Ａ同士が融合して大きくなるのを防止することができる。ただし、液滴状スラグ３Ａ同士の融合が問題にならない場合や、液滴状スラグ３Ａ同士が融合する虞がない場合等には、スラグ冷却面２ａを平滑面にしなくても良い。
【００４３】
回転体１は、回転除冷体２の内側の比較的高い位置に配置されており、回転体１から振り飛ばされた液滴状スラグ３Ａをスラグ冷却面２ａで確実に受けることができ、且つ液滴状スラグ３Ａがスラグ冷却面２ａを伝わって落下する間に冷却凝固するのに十分な時間を確保することができる。
【００４４】
円板１を回転駆動するモータ４と回転除冷体２を回転駆動するモータ７は制御装置８に接続され、おのおの独立して回転制御される。即ち、回転体１とスラグ冷却面２ａは互いに独立して回転制御可能である。回転体１とスラグ冷却面２ａとを同一方向に回転させても良いし、反対方向に回転させても良い。
【００４５】
液滴状スラグ３Ａ即ち粒状化スラグ３Ｂの粒径分布は、例えば回転体１の回転速度と回転体１に落下される溶融スラグ３の流量を変化させることで調整する。例えば、溶融スラグ３の流量が一定の場合に回転体１の回転速度を増加させることで液滴状スラグ３Ａの粒径分布が小さくなり、逆に、回転体１の回転速度を減少させることで液滴状スラグ３Ａの粒径分布が大きくなる。また、回転体１の回転速度が一定の場合に溶融スラグ３の流量を増加させることで液滴状スラグ３Ａの粒径分布が大きくなり、逆に、溶融スラグ３の流量を減少させることで液滴状スラグ３Ａの粒径分布が小さくなる。勿論、回転体１の回転速度と溶融スラグ３の流量を同時に調整しても良い。なお、溶融スラグ３の流量は、例えば溶融スラグ排出口９の流路面積を増減することで調整することができる。
【００４６】
本実施形態の粒状化装置は、スラグ冷却面２ａから落下した粒状化スラグ３Ｂをその落下途中で分散させる回転分散体１２を備えている。即ち、本実施形態の粒状化方法は、スラグ冷却面２ａから落下した粒状化スラグ３Ｂをその落下途中で分散させて回収するものである。回転分散体１２は、例えば回転体１よりも小径で、鉛直方向に対して傾斜した円板である。回転分散体１２は回転除冷体２の落下口２ｂの下方に配置されている。回転分散体１２は、例えば回転体１の底面にシャフト１３によって連結されており、回転体１と同一速度で回転し、傾斜する方向を常に変化させている。
【００４７】
この粒状化装置は、例えば一般廃棄物や産業廃棄物、下水汚泥や固形化ごみ燃料などのガス化溶融処理等の廃棄物処理や、焼却灰や焼却残渣の溶融処理によって生じる高温の溶融スラグ３を処理するもので、図示しない溶融炉の溶融スラグ排出口９の下方に設置されている。
【００４８】
円板１及び回転分散体１２と回転除冷体２とをそれぞれ所定の速度で回転させた後、溶融スラグ排出口９から溶融スラグ３を回転体１に落下させる。このとき、回転体１の中央には切断部１ａが設けられていないので、溶融スラグ３の流れが切断部１ａに当たる位置に溶融スラグ３を落下させる。回転体１は回転しており、８枚の切断部１ａが次々に溶融スラグ３の流れを切断するので、溶融スラグ３は液滴状に分散されて飛ばされる。飛ばされた液滴状スラグ３Ａをスラグ冷却面２ａで受ける。
【００４９】
スラグ冷却面２ａに飛び散った液滴状スラグ３Ａは、スラグ冷却面２ａとの間の摩擦力、回転による遠心力、重力等を受けてスラグ冷却面２ａ上を螺旋状に落下する。この過程で液滴状スラグ３Ａはスラグ冷却面２ａによって除冷され粒状に固化する。スラグ冷却面２ａの直径は下に行くにつれて減少しており漏斗状になっているので、液滴状スラグ３Ａは落下しながら中央に集められ、粒状化スラグ３Ｂとなって落下口２ｂから回収容器１４内に落下される。
【００５０】
落下口２ｂから落下した粒状化スラグ３Ｂはその落下途中で回転分散体１２に当たり、その落下方向が変化する。回転分散体１２は回転しており、傾斜する方向が常に変化するので、回転分散体１２に当たるタイミングによって異なる方向に落下する。このため、粒状化スラグ３Ｂを回収容器１４内に分散させて落下させることができ、粒状化スラグ３Ｂが１箇所に集中して積み重なるのを防止することができる。このため、未だ完全に冷え切っていない粒状化スラグ３Ｂ同士が結合してより大きな塊となるのを防止することができる。
【００５１】
このように、本発明では、溶融スラグ３を適度な速度をもって回転する回転体１上に落下させ、溶融スラグ３の流れを回転体１の切断部１ａによって次々に切断して液滴状に分散させるとともに、液滴状に分散したスラグをスラグ冷却面２ａ上に受け、これを回転体１よりもゆっくり回転させることで十分な滞留時間をもって冷却固化することで、溶融スラグ３から粒状化スラグ３Ｂを直接得ることができる。
【００５２】
また、本発明では、溶融スラグ３をスラグ冷却面２ａに接触させることで熱交換を行い除冷している。即ち、溶融スラグ３を冷却水等の中に落下させて急冷する方式のように、スラグを直接冷却する冷却水等を使用していない。このため、冷却水等の汚染がなく、廃水処理を不要にすることができる。また、溶融スラグ３を急冷するのではなく、除冷するので、固化したスラグが非晶質になりにくく、骨材としての使用に適した強度の粒状化スラグ３Ｂを得ることができる。
【００５３】
さらに、溶融スラグ３を冷却水等の中に落下させて急冷する方式では、固化したスラグの形状が鋭利なものとなり、取り扱いにくいものとなるが、本発明では、回転体１によって細かく分散させた液滴状スラグ３Ａをスラグ冷却面２ａ上で移動させながら除冷するので、固化したスラグの形状が角のない比較的丸い粒状になり、また、その粒径も比較的小さなものとなるので、取り扱いが容易で、骨材としての利用に適した粒状化スラグ３Ｂを得ることができる。
【００５４】
また、液滴状スラグ３Ａを除冷するスラグ冷却面２ａを回転体１の周囲を囲む内向きの面としているので、装置を大型化しなくても除冷のための広い冷却面を確保することができる。このため、液滴状スラグ３Ａの冷却面積を十分に確保しつつ装置を小型化することができ、逆に、装置を小型化しても液滴状スラグ３Ａの冷却面積を十分確保することができる。
【００５５】
また、冷却水等の廃水処理が不要であるため、例えば、溶融スラグ３が発生する場所に粒状化装置を運んでその場での使用に適したものとなる。例えば、古い焼却施設を解体する場合、その現場に溶融炉を運び、解体した古い炉壁などを現場で溶融処理することがある。この場合、解体現場に溶融スラグ３の粒状化装置を運び込むことで、発生した溶融スラグ３をその場で粒状化処理することができる。このため、発生した溶融スラグ３を産業廃棄物として運搬する必要がなくなる。
【００５６】
また、回転体１には切断部１ａが設けられており、溶融スラグ３の流れを切断部１ａによって切断して液滴状に分散させるので、たとえ溶融スラグ３の粘度が大きな場合であっても液滴状スラグ３を確実に液滴状にすることができる。
【００５７】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の説明では、図３（ａ）に示すように回転体１に８枚の切断部１ａを形成していたが、切断部１ａの数は８枚に限るものではなく、７枚以下でも良く、９枚以上でも良い。なお、図３（ｃ）に、４枚の切断部１ａを有する回転体１の例を示す。
【００５８】
また、上述の説明では、回転体１の外周を切り欠くことで切断部１ａを形成していたが、必ずしもこの構成に限るものではない。例えば、図３（ｂ）に示すように回転体１に孔１ｂを設けることで切断部１ａを形成しても良い。
【００５９】
また、上述の説明では、傾斜させた板によって回転分散体１２を構成していたが、水平な板によって回転分散体１２を構成しても良い。この場合にも、落下口２ｂから落下する粒状化スラグ３Ｂの落下方向を変えて分散させることができる。
【００６０】
また、上述の説明では、回転分散体１２を回転体１と一緒に回転させていたが、回転分散体１２を回転体１とは別に回転させるようにしても良い。
【００６１】
また、上述の説明では回転分散体１２を回転させていたが、回転分散体１２を回転させなくても良い。この場合、例えば回転分散体１２を円錐形状に成形することが考えられる。落下口２ｂから落下した粒状化スラグ３Ｂを回転分散体１２の傾斜面に当てることで落下方向を変えて分散させることができる。
【００６２】
また、上述の説明では回転分散体１２を備えていたが、例えば粒状化スラグ３Ｂの積み重なりによる結合が問題にならない場合等には回転分散体１２を省略しても良い。
【００６３】
また、上述の説明では、スラグ冷却面２ａ上を移動する液滴状スラグ３Ａを、スラグ冷却面２ａとの接触による熱交換や空気中への放熱によって冷却していたが、必ずしもこれらに限るものではない。例えば、液滴状スラグ３Ａの熱によって完全に蒸発する程度の量の冷却水等を噴霧するようにしても良い。即ち、スラグ冷却面２ａ上を移動する液滴状スラグ３Ａを、スラグ冷却面２ａによる冷却や空気中への放熱に加えて、蒸発する量の冷却水等を使用して冷却しても良い。使用する冷却水等は完全に蒸発するので、この場合にも廃水処理は不要である。
【００６４】
また、回転体１が溶融スラグ３の熱で変形しないようにするための冷却機構を設けても良い。この冷却機構としては、例えば回転体１を中空品にしてその内部空間にガス又は液体の冷媒を循環させる方式や、溶融スラグ３の熱によって完全に蒸発する程度の量の冷却液を回転体１の表面に噴霧する方式等が考えられる。なお、回転体１を中空品にしてその内部空間に冷媒を循環させる方式の場合には、例えば回転体１を回転させるシャフト５を２重パイプ構造にして冷媒の供給と排出を行なう通路を形成することが考えられる。
【００６５】
また、回転分散体１２が粒状化スラグ３Ｂの熱で変形しないようにするための冷却機構を設けても良い。この冷却機構としては、例えば回転分散体１２を中空品にしてその内部空間にガス又は液体の冷媒を循環させる方式や、粒状化スラグ３Ｂの熱によって完全に蒸発する程度の量の冷却液を回転分散体１２の表面に噴霧する方式等が考えられる。なお、回転分散体１２を中空品にしてその内部空間に冷媒を循環させる方式の場合には、回転分散体１２を回転させるシャフト１３を２重パイプ構造にして冷媒の供給と排出を行なう通路を形成することが考えられる。なお、この場合の冷媒としては、例えば回転体１内を循環する冷媒をそのまま利用することが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明を適用した溶融スラグの粒状化装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。
【図２】溶融スラグを分散して除冷固化する様子を示す概念図である。
【図３】回転体を示し、（ａ）は８枚の切断部を有する回転体の平面図、（ｂ）は孔によって形成された切断部を有する回転体の平面図、（ｃ）は４枚の切断部を有する回転体の平面図である。
【図４】スラグ冷却面上を移動する（転がる）液滴状スラグを示す模式図である。
【図５】スラグ冷却面の形状と周速を求める手順を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  回転体
１ａ  切断部
２ａ  スラグ冷却面
３  溶融スラグ
３Ａ  液滴状スラグ
３Ｂ  粒状化スラグ
１２  回転分散体
【図１】
2008115041.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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