(57)【要約】【課題】  塩素含有物質の処理系統外部からの供給の簡易化を可能とし、かつ重金属類の除去効率を高く維持して処理後の重金属類の残留を最小限に抑えることができる重金属類含有物質の無害化処理方法及び装置を提供する。【解決手段】  重金属類を含有する焼却灰３０を塩素含有物質３２と混合させるホッパ２３と、該焼却灰３０を加熱して前記重金属類を塩化物化させるとともに加熱揮散させて分離除去するロータリーキルン１０からなる重金属類含有物質の無害化処理装置であって、前記ホッパ２３に投入する塩素含有物質３２を、塩酸を含む塩素含有液若しくは粉砕された塩素含有固体を含むスラリー状にして形成するとともに、前記ホッパ２３の焼却灰３０の投入方向上流側に、該焼却灰３０を予め定めた目標含水率以下若しくは目標水分率の範囲に制御して乾燥させる乾燥機２６を設ける構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重金属類を含有する粉粒状被処理物を塩素含有物質と混合させた後、焙焼炉内で、前記重金属類を塩化物化させるとともに揮散させて、前記粉粒状被処理物より重金属類を分離除去する重金属類含有物質の無害化処理方法であって、
前記塩素含有物質に、塩酸を含む塩素含有液若しくは粉砕された塩素含有固体を含むスラリー（以下、塩素含有液状体という）を用いるとともに、前記粉粒状被処理物を塩素含有物質に混合する前に、該被処理物を予め定めた目標含水率以下若しくは目標水分率の範囲に制御して乾燥させることを特徴とする重金属類含有物質の無害化処理方法。
【請求項２】
前記粉粒状被処理物の乾燥が、前記焙焼炉、前記焙焼炉に併設された焼却炉、若しくは熱風炉の何れかから排出される排熱を利用して行われることを特徴とする重金属類含有物質の無害化処理方法。
【請求項３】
前記被処理物を目標水分率の範囲に制御して乾燥させる請求項１若しくは２記載の重金属類含有物質の無害化処理方法において、粉粒状被処理物の乾燥前後の水分変化を検知して、該水分変化検知に基づいて乾燥用加熱ガスの風量制御を行うことを特徴とする重金属類含有物質の無害化処理方法。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか１記載の重金属類含有物質の無害化処理方法において、前記焙焼炉内から排出された焙焼灰に含まれる重金属濃度を検出し目標濃度よりも大のとき前記焙焼灰を、乾燥前の粉粒状被処理物に戻入することを特徴とする請求項１、２若しくは３記載の重金属類含有物質の無害化処理方法。
【請求項５】
重金属類を含有する粉粒状被処理物を塩素含有物質と混合させる混合手段と、前記混合手段により混合された混合物を加熱して前記重金属類を塩化物化させるとともに加熱揮散させて分離除去する焙焼炉を含む重金属類含有物質の無害化処理装置であって、
前記混合手段に投入する塩素含有物質を、塩酸を含む塩素含有液若しくは粉砕された塩素含有固体を含むスラリー状（以下、塩素含有液状体という）にして形成するとともに、前記混合手段の被処理物投入方向上流側に、該被処理物を予め定めた目標含水率以下若しくは目標水分率の範囲に制御して乾燥させる乾燥手段を設けたことを特徴とする重金属類含有物質の無害化処理装置。
【請求項６】
前記乾燥手段に投入される乾燥用加熱ガスが、前記焙焼炉、前記焙焼炉に併設された焼却炉、若しくは熱風炉の何れかから排出される排熱であることを特徴とする重金属類含有物質の無害化処理装置。
【請求項７】
前記乾燥手段が、被処理物を目標水分率の範囲に制御して乾燥させる請求項５若しくは６記載の重金属類含有物質の無害化処理装置において、乾燥手段の入口側と出口側に粉粒状被処理物の乾燥前後の水分変化を検知する水分計を設け、該二つの水分計により水分変化率を検知し、該変化率に応じて前記乾燥手段に投入する乾燥用加熱ガスの風量制御を行うことを特徴とする重金属類含有物質の無害化処理装置。
【請求項８】
前記乾燥手段は、乾燥機の入口側と出口側の水分計で計測された被処理物の含水率に基づきダンパ開度が調整され、予め設定された目標含水率よりも大であるときには前記ダンパを開いて前記被処理物を乾燥させ、小であるときには前記ダンパを締めて前記被処理物が過度に乾燥しないようにすることを特徴とする請求項７記載の重金属類含有物質の無害化処理装置。
【請求項９】
請求項５乃至８いずれか１記載の重金属類含有物質の無害化処理装置において、前記焙焼炉内から排出された焙焼灰に含まれる重金属濃度を検出し目標濃度よりも大のとき前記焙焼灰を、乾燥手段の上流側に戻す戻入路を設けたことを特徴とする重金属類含有物質の無害化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌、焼却灰、飛灰等に含まれる重金属類を無害化する技術であって、特に重金属類を塩化物化した後に加熱により揮散させて無害化する重金属類含有物質の無害化処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般廃棄物、産業廃棄物を焼却処理することにより発生する焼却灰、飛灰中には様々な種類の重金属類が含有されている。また、重金属類の処理設備を具備しない焼却設備からは大気、土壌、地下水に重金属類含有物質が漏出する惧れがあり、他にも工場跡地、廃棄物埋立地等の土壌中には環境基準で定められた濃度以上の重金属類が存在していることがある。重金属類は毒性が強いものが多く、環境に悪影響を与えるのみならず生体内に蓄積され害を及ぼす。近年は、焼却灰、飛灰、土壌等に含有される重金属類の環境基準が制定されるなど重金属類に対する規制が厳しくなり、各種溶出試験などにおいて一定のレベル以下でないと土壌中に投棄したり路盤材として再利用したりすることができなくなってきている。
特に、焼却灰由来の資源化物である溶融スラグの重金属類に関しては、従来の溶出基準に加えて、各自治体によって含有量基準が新たに設定されたため、溶融スラグを有効利用するためにも重金属類を含有する物質を無害化する方法が求められている。
【０００３】
このような重金属類を含有する物質を無害化する方法の一つとして、特許文献１（特開２００４−１８１３２３号公報）には、焼却灰に含有される重金属類を塩化物として揮散させる方法が提案されている。特許文献１によれば、廃棄物焼却炉から導出された塩化水素を含む燃焼排ガスを灰処理内に導入し、該灰処理炉内の焼却灰中に含まれる重金属類を塩化物として揮散させる。
また、特許文献２（特開２００５−２８８４３３号公報）では、重金属類を含有する被処理物を塩素含有物質とともに加熱炉内で加熱し、重金属類を塩化物化して揮散させる方法が提案されている。
【０００４】
特許文献２によれば、塩素含有物質を加熱炉の被処理物移送方向の中流部から下流部の何れかの位置より導入し、排ガスを上流部より排出してガス流の向流流れを形成し、重金属類を含有する被処理物を塩素含有物質からの塩素分を含む塩素系排ガスと向流接触させて塩化物化を行っている。塩素系排ガスと被処理物とを向流接触させ、該被処理物の移送方向上流側で重金属類を塩化物化し、下流側で該塩化物化した重金属類を揮散処理することにより効率良く酸化物等の金属類を塩化物化でき、重金属類の除去効率を向上させることができる。さらに、加熱炉としてロータリーキルンを採用し、該ロータリーキルンの温度勾配を利用することにより、一つの装置で塩化物化と揮散処理という一連の処理を同時に実施可能である。
ここでの塩素含有物質とは、塩素ガス、塩化水素ガス等の気体、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の塩素系溶剤、若しくは固体の塩素ガス発生物質等が挙げられる。また、塩素含有物質は被処理物から揮発した塩素分を含む塩素系排ガスであり、加熱炉から排出される塩素系排ガスの少なくとも一部を該加熱炉に戻して循環させている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された発明では、塩素の供給源が廃棄物焼却炉から導出された燃焼排ガスであるため、燃焼ガス中の塩素分は廃棄物性状によるところが大きく、常に一定の塩素濃度が得られるわけではない。よって、焼却灰に含有される重金属類を安定して低減することができない。
また、特許文献２に開示された発明では、被処理物に含まれる重金属類と塩素系ガスが十分に接触し効率よく重金属類の塩化物化が行われ、重金属類の除去効率を高く維持して処理後の重金属類の残留を最小限に抑えることができるものではあるが、塩素分を含む塩素系排ガスを用いて塩化物化を行っているため、特許文献１と同様に塩素系排ガスから一定の塩素濃度が得られない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１８１３２３号公報
【特許文献２】特開２００５−２８８４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１や特許文献２に開示されるように、塩素含有物質として塩素系排ガスを用いることは、液体や固体に比べて接触面積が大きいので反応性という観点から考えると好適である。しかし、上述したように塩素系排ガスの性状が常に安定しているとは限らず、一定の塩素濃度を得ることができないという問題がある。また特許文献２に開示されるように、一定の塩素濃度を得るために処理系統外部から塩素含有物質を供給することが考えられるが、特許文献２では具体的な方法が提示されていない。また処理系統外部から供給するときには、塩素系ガスの取り扱いは困難であるため、容易に取り扱うことができる塩素含有物質を供給することが求められている。
【０００８】
さらに、特許文献１や特許文献２は、重金属類を含有する被処理物の水分変動への対策が提案されていないため、被処理物中に含まれる水分が多すぎる部分があると、その部分の加熱炉内での乾燥に時間がかかり、温度にばらつきが生じ、昇温、焼成が不十分となりやすく、重金属類の塩化物化が効果的に行われない。重金属類の塩化物化を効果的に行い、重金属類の除去効率を高く維持するためには、加熱炉内の温度を厳しく管理する必要がある。
また逆に、被処理物水分変動への対策が不十分であると被処理物の水分が少なくなりすぎることも考えられ、被処理物である焼却灰や飛灰などの粉塵の発生が防止できないという問題もある。粉塵は作業環境を著しく悪化させ、作業員の健康に悪影響を及ぼし、特にダイオキシン類や重金属類等の有害物質を含む焼却灰等の粉塵にあっては、発生した粉塵が作業員の健康に悪影響を及ぼす。また、発生した粉塵が風で飛散することで周辺環境にも悪影響を及ぼす可能性があるため、焼却灰の粉塵発生を防止することも考慮する必要があると考えられる。
【０００９】
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、塩素含有物質の処理系統外部からの供給の簡易化を可能とし、かつ重金属類の除去効率を高く維持して処理後の重金属類の残留を最小限に抑えることができる重金属類含有物質の無害化処理方法及び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】
【００１０】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、重金属類を含有する粉粒状被処理物を塩素含有物質と混合させた後、焙焼炉内で、前記重金属類を塩化物化させるとともに揮散させて、前記粉粒状被処理物より重金属類を分離除去する重金属類含有物質の無害化処理方法であって、前記塩素含有物質に、塩酸を含む塩素含有液若しくは粉砕された塩素含有固体を含むスラリー（以下、塩素含有液状体という）を用いるとともに、前記粉粒状被処理物を塩素含有物質に混合する前に、該被処理物を予め定めた目標含水率以下若しくは目標水分率の範囲に制御して乾燥させることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、処理系統外部から塩酸を含む塩素含有液若しくは塩素含有液状体を投入することにより、一定の塩素濃度を得ることが可能となるため、粉粒状被処理物に含有される重金属類を安定して低減することができる。塩酸を含む塩素含有液若しくは塩素含有液状体は、塩素系ガスよりも容易に取り扱うことができる塩素含有物質である。
また、焙焼炉投入前に乾燥機を設置して予め粉粒状被処理物中に含まれる水分量を安定させることで、塩素含有液状体を用いても焙焼炉内の温度が高温状態で維持されるので、乾燥時間や焼成時間をほぼ一定に保つことができる。よって、焙焼炉内での昇温、焼成が安定且つ十分に行われるようになり重金属類の塩化物化が効果的に行われ、安定した重金属類低減性能が期待できる。さらに、上述した水分制御の前処理により、被処理物の水分が少なくなりすぎることで発生する粉塵を防止することも可能である。
【００１２】
また、本発明は前記粉粒状被処理物の乾燥が、前記焙焼炉、前記焙焼炉に併設された焼却炉、若しくは熱風炉の何れかから排出される排熱を利用して行われることを特徴とする。このとき、焙焼炉、前記焙焼炉に併設された焼却炉、若しくは熱風炉からの乾燥加熱ガスを粉粒状被処理物に直接当てて乾燥させている。排熱を循環させて利用することで、熱量を有効的に活用することができる。
【００１３】
また本発明において、粉粒状被処理物の乾燥前後の水分変化を検知して、該水分変化検知に基づいて乾燥用加熱ガスの風量制御を行うことを特徴とする。このように本発明では、水分変化を検知して乾燥用加熱ガスの風量制御を行うことにより、過度に乾燥させることなく粉粒状被処理物の含水率を略一定に保つことが可能である。
【００１４】
さらに、前記焙焼炉内から排出された焙焼灰に含まれる重金属濃度を検出し目標濃度よりも大のとき前記焙焼灰を、乾燥前の粉粒状被処理物に戻入することを特徴とする。戻入することにより、目標濃度に到達しない場合でも、再度処理して重金属類の低減をはかることができる。また、焙焼灰は乾燥しているため、乾燥前の粉粒状被処理物と混合することにより、乾燥時の燃料低減が図られる。
【００１５】
また、これらを好適に実施する装置の発明として、重金属類を含有する粉粒状被処理物を塩素含有物質と混合させる混合手段と、前記混合手段により混合された混合物を加熱して前記重金属類を塩化物化させるとともに加熱揮散させて分離除去する焙焼炉を含む重金属類含有物質の無害化処理装置であって、
前記混合手段に投入する塩素含有物質を、塩酸を含む塩素含有液若しくは粉砕された塩素含有固体を含むスラリー状（以下、塩素含有液状体という）にして形成するとともに、前記混合手段の被処理物投入方向上流側に、該被処理物を予め定めた目標含水率以下若しくは目標水分率の範囲に制御して乾燥させる乾燥手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、方法の発明と同様に、一定の塩素濃度を得ることが可能となるため、粉粒状被処理物に含有される重金属類を安定して低減することができる。また、乾燥手段を設けることにより、粉粒状被処理物中に含まれる水分量を安定させ、乾燥時間や焼成時間をほぼ一定に保つことができ、安定した重金属類低減性能が維持できる。
【００１７】
また、前記乾燥手段に投入される乾燥用加熱ガスが、前記焙焼炉、前記焙焼炉に併設された焼却炉、若しくは熱風炉の何れかから排出される排熱であることを特徴とする。
【００１８】
さらに、上述した前記乾燥手段が、乾燥手段の入口側と出口側に粉粒状被処理物の乾燥前後の水分変化を検知する水分計を設け、該二つの水分計により水分変化率を検知し、該変化率に応じて前記乾燥手段に投入する乾燥用加熱ガスの風量制御を行うことを特徴とする。
さらにまた、前記乾燥手段は、乾燥機の入口側と出口側の水分計で計測された被処理物の含水率に基づきダンパ開度が調整され、予め設定された目標含水率よりも大であるときには前記ダンパを開いて前記被処理物を乾燥させ、小であるときには前記ダンパを締めて前記被処理物が過度に乾燥しないようにすることを特徴とする。
乾燥手段の入口側と出口側に水分計を設けて水分変化を検知することにより、原料として投入する被処理物の水分が変動していても、ダンパの開度調整による風量制御を用いて目標の含水率域を有する被処理物を形成することが可能である。
また本発明において、前記焙焼炉内から排出された焙焼灰に含まれる重金属濃度を検出し目標濃度よりも大のとき前記焙焼灰を、乾燥手段の上流側に戻す戻入路を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上記載のごとく本発明によれば、処理系統外部から塩酸を含む塩素含有液若しくは塩素含有液状体を投入することにより、一定の塩素濃度を得ることが可能となるため、粉粒状被処理物に含有される重金属類を安定して低減することができる。塩酸を含む塩素含有液若しくは塩素含有液状体は、塩素系ガスよりも容易に取り扱うことができる塩素含有物質である。
また、焙焼炉投入前に乾燥機を設置して予め粉粒状被処理物中に含まれる水分量を安定させることで、塩素含有液状体を用いても焙焼炉内の温度が高温状態で維持されるので、乾燥時間や焼成時間をほぼ一定に保つことができる。よって、焙焼炉内での昇温、焼成が安定且つ十分に行われるようになり重金属類の塩化物化が効果的に行われ、安定した重金属類低減性能が期待できる。さらに、上述した水分制御の前処理により、被処理物の水分が少なくなりすぎることで発生する粉塵を防止することも可能である。
【００２０】
また、本発明では、排熱を循環させて利用することで、熱量を有効的に活用することができる。
さらに、水分変化を検知して乾燥用加熱ガスの風量制御を行うことにより、過度に乾燥させることなく粉粒状被処理物の含水率を略一定に保つことが可能である。
さらにまた、焙焼灰に含まれる重金属濃度を検出し目標濃度よりも大のとき、焙焼灰を乾燥手段の上流側に戻すことにより、目標濃度に到達しない場合でも、再度処理して重金属類の低減をはかることができる。また、焙焼灰は乾燥しているため、乾燥前の粉粒状被処理物と混合することにより、乾燥時の燃料低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本実施例１に係る重金属類含有物質の処理装置を具備した灰処理システムの全体構成図、図２は図１の処理装置へ被処理物を投入する投入手段の概略図、図３は本実施例１に係る重金属類含有物質の処理装置の構成図、図４は本実施例１に係る灰処理システムの排ガス流量の制御ロジック図、図５は本実施例２に係る重金属類含有物質の処理装置を具備した灰処理システムの全体構成図である。
なお、本実施例はＰｂ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｓｅ、Ｈｇ、Ｓｂ、Ｃｕなどの重金属類を分離除去する技術である。また粉粒状被処理物には、例えば汚染土壌、焼却灰、飛灰等が挙げられるが、特に本実施例では一例として焼却灰の無害化処理について説明する。
また、以下に説明する実施例で用いる塩素含有物質は、塩酸を含む塩素含有液若しくは塩素含有液状体であり、例えば塩酸、塩化鉄や塩化カルシウムを含むスラリーなどが挙げられる。また、焙焼炉から排出される塩素系排ガスや塩素含有固体のみも塩素含有物質として用いることも可能である。
【実施例１】
【００２２】
まず、図１、図２及び図３を用いて実施例１の重金属類含有物質の処理装置を具備した灰処理システムについて説明する。
図１に示した灰処理システムは、焼却設備より排出された焼却灰を無害化処理するシステムであり、焼却灰３０を乾燥させる乾燥機２６と、乾燥機２６の入口側と出口側にそれぞれ設けられた水分計２４ａ及び水分計２４ｂと、乾燥機２６によって水分調整された焼却灰３０を貯留し塩素含有物質３２を混合させるホッパ２３と、粉粒状被処理物中に含まれる重金属類を分離除去するロータリーキルン１０と、該ロータリーキルン１０より排出される排ガス３６を処理する排ガス処理設備２１と、から構成される。
【００２３】
前記乾燥機２６では、焼却灰３０が乾燥用加熱ガスによる直接加熱で乾燥される。このとき用いられる乾燥用加熱ガスは、ロータリーキルン１０より排出される排ガス３６を利用している。なお図示しないが、例えば併設された焼却炉から排出される排ガスを乾燥用加熱ガスとして用いることも可能であるし、別途熱風炉を設けてその加熱ガスを用いることも可能である。
また乾燥機２６では、水分計２４ａ及び水分計２４ｂによって、乾燥機２６の入口側と出口側における焼却灰３０の水分変化率を検知する。焼却灰３０の乾燥前後の水分変化を検知することにより、ロータリーキルン１０より排出される排ガス３６の風量制御を行い、焼却灰３０の含水率を一定にして乾燥させる。なお、入口側の水分が、２０〜５０％に対して、出口側の水分は、０〜２０％が好ましい。
【００２４】
前記風量制御は、ロータリーキルン１０から乾燥機２６へ循環させる排ガス３６の循環路に設けられたダンパ２７の開度によって調整される。予め焼却灰３０の目標含水率を定め、目標含水率よりも大であるときには、ダンパ２７を開いて排ガス３６を乾燥機２６内へ送り込み、焼却灰３０を乾燥させる。
また、目標含水率よりも小であるときには、ダンパ２７を締めて乾燥機２６内へ送り込まれる排ガス３６の量を制限し、焼却灰３０が過度に乾燥されないようにする。
乾燥機２６から排出される排ガスは、ロータリーキルン１０より排出される排ガス３６の一部と同様に排ガス処理設備２１へ送られて処理される。
【００２５】
次に、図２を用いて、焼却灰３０を塩素含有物質３２と混合させた後、ロータリーキルン１０へ投入する投入手段について説明する。前記投入手段は、乾燥機２６によって水分調整された焼却灰３０を貯留し塩素含有物質３２を混合させるホッパ２３と、ホッパ２３に備えられた供給フィーダ４１と、焼却灰３０と塩素含有物質３２の混合物である被処理物を移送させるベルトスケール４２と、被処理物の投入量を調節するダンパ４３と、焼却灰３０中に含まれる重金属類を分離除去するロータリーキルン１０と、を有する構成となっている。
【００２６】
乾燥機２６によって水分調整された焼却灰３０はホッパ２３に貯留され、塩素含有物質３２と混合され攪拌される。このとき塩素含有物質３２は、ホッパ２３に貯留される焼却灰３０へ噴霧して混合することが好ましいが、塩素含有物質３２をそのまま投入して攪拌混合してもよい。また、混合時の灰の温度は、塩素含有物質３２が急速にガス化するのを防ぐため、２０〜８０℃が好ましい。
ホッパ２３で混合された焼却灰３０と塩素含有物質３２の混合物である被処理物は、供給フィーダ４１によってベルトスケール４２へ供給され移送される。ベルトスケール４２で移送された被処理物はダンパ４３によって、ロータリーキルン１０へ投入する量を制御しながら投入される。前述したように焼却灰３０は乾燥機２６によって予め一定の含水率で乾燥されているので、ダンパ４３で詰まることなく移送される。
また、上記した投入手段の別形態として、ベルトスケール４２と混合物の投入量を調節するダンパ４３を設けないでホッパ２３から自然脱下によりロータリーキルン１０へ投入する構成としてもよい。
【００２７】
ロータリーキルン１０は、図３に示すように、焼却灰３０と塩素含有物質３２が混合された被処理物３１をロータリーキルン１０内に投入する投入口と、被処理物３１を投入口から他端側に移送する手段を有する円筒状の炉本体１２と、該炉本体１２の投入口と他端側に設けられた灰排出口１５と、前記炉本体１２の灰排出口１５側に設けられたバーナ部１３と、を有する構成となっている。ロータリーキルン１０に投入された被処理物３１は、前記灰排出口１５に移送されながら、前記バーナ部１３が空気３３及び補助燃料３４の供給により生成した火炎によって焙焼される。このとき、ロータリーキルン１０内は、９５０℃〜１０５０℃の高温で、酸素不足状態若しくは無酸素状態の還元性雰囲気とし、被処理物が酸化燃焼されないようにする。９５０℃は塩化物化された重金属類、例えばＰｂＣｌ２が揮散される温度であり、且つダイオキシンを分解できる温度である。
【００２８】
また図３では、前記投入口の近傍に炉本体内のガスを排出する排ガス排出口を設け、排ガス３６を排出している。前記炉本体１２内では、上流側に被処理物３１に含まれる重金属類を塩化物化する塩化物化領域１０Ａと、下流側に塩化物化した重金属類を揮散処理する揮散処理領域１０Ｂが形成される。
このようにして、被処理物３１をロータリーキルン１０で重金属類を塩化物化した後、揮散して分離除去することができる。その後、灰排出口１５から排出され灰冷却装置１６で冷却されて、無害化された焙焼灰３５となり排出される。
【００２９】
ここで、本実施例おける灰処理システムの排ガス流量の制御ロジックについて、図４を用いて説明する。
図４において、Ｗ１は水分計２４ａで検知された乾燥前の原料（焼却灰３０）の水分、Ｗ２は水分計２４ｂで検知された乾燥後の原料の水分、Ｗｔは乾燥後の目標水分、ａは水分の許容値、Ｆは乾燥機への原料の供給量、ｔは排ガスの温度、ｑｗは水の蒸発潜熱、Ｃｐは排ガスの比熱、ρは排ガスの比重である。Ｑは乾燥機への排ガス供給量であり、Ｑ＞（Ｗ１−Ｗｔ）Ｆ／Ｃｐ×ρ×ｔと定義される。
【００３０】
図４に示すように、排ガス３６の流量はダンパ２７の開度によって調整され、そのダンパ２７の開度は、乾燥機２６の入口側に設けられた水分計２４Ａでの水分量Ｗ１と、乾燥機２６の出口側に設けられた水分計２４Ｂでの水分量Ｗ２との水分変化量で制御されるものである。
このようにして、原料として用いられる焼却灰３０は、一定の含水率でロータリーキルン１０へ投入されるので、ロータリーキルン１０内の温度が高温状態で維持され、乾燥時間や焼成時間をほぼ一定に保つことができる。よって、ロータリーキルン１０内での昇温、焼成が安定且つ十分に行われるようになり重金属類の塩化物化が効果的に行われ、安定した重金属類低減性能が期待できる。
【実施例２】
【００３１】
次に、実施例２に係る重金属類含有物質の処理装置を具備した灰処理システムについて図５を用いて説明する。実施例２において、上記した実施例１と同様の構成については、その詳細な説明を省略する。
実施例２に係る灰処理システムは、実施例１と同様に焼却設備より排出された焼却灰を無害化処理するシステムであり、焼却灰３０を乾燥させる乾燥機２６と、乾燥機２６の入口側と出口側にそれぞれ設けられた水分計２４ａ及び水分計２４ｂと、乾燥機２６によって水分調整された焼却灰３０を貯留し塩素含有物質３２を混合させるホッパ２３と、粉粒状被処理物中に含まれる重金属類を分離除去するロータリーキルン１０と、該ロータリーキルン１０より排出される排ガス３６を処理する排ガス処理設備２１と、から構成される。
【００３２】
また、上記した構成の他に、ロータリーキルン１０から排出される焙焼灰３５に含まれる重金属濃度を検知する重金属濃度検出計５１と、焙焼灰３５を乾燥機２６の上流側に戻入する戻入路５３と、戻入路５３へ供給する焙焼灰３５の量を調整するダンパ５２とで構成されている。
【００３３】
乾燥機２６では、焼却灰３０がロータリーキルン１０より排出される排ガス３６を利用して乾燥される。なお図示しないが、例えば併設された焼却炉から排出される排ガスや、別途熱風炉を設けてそこから排出される排ガスも乾燥用加熱ガスとして好適に用いられる。
また乾燥機２６では、実施例１と同様に、水分計２４ａ及び水分計２４ｂによって、乾燥機２６の入口側と出口側における焼却灰３０の水分変化率を検知され、ロータリーキルン１０より排出される排ガス３６の流量制御をダンパ２７の開度によって調整し、焼却灰３０の含水率を一定にして乾燥させる。なお、入口側の水分が、２０〜５０％に対して、出口側の水分は、０〜２０％が好ましい。
【００３４】
乾燥機２６によって乾燥され水分調整された焼却灰３０は、ホッパ２３に貯留される。そして図示されないが、実施例１と同様に、焼却灰３０はホッパ２３で塩素含有物質３２と混合され攪拌される。ホッパ２３で混合された焼却灰３０と塩素含有物質３２の混合物である被処理物は、供給フィーダによってベルトスケールへ供給され移送される。ベルトスケールで移送された被処理物はダンパによって、ロータリーキルン１０へ投入する量を制御しながら投入される。前述したように焼却灰３０は乾燥機２６によって予め一定の含水率で乾燥されているので、ダンパで詰まることなく移送される。
また、上記した投入手段の別形態として、ベルトスケールと混合物の投入量を調節するダンパを設けないでホッパ２３から自然脱下によりロータリーキルン１０へ投入する構成としてもよい。
【００３５】
ロータリーキルン１０に投入された焼却灰３０と塩素含有物質３２が混合された被処理物は、重金属類を塩化物化した後、揮散して分離除去され、焙焼灰３５となり排出される。焙焼灰３５は、ロータリーキルン１０の排出側に設けられた重金属濃度検出計５１を用いて重金属濃度が検出される。重金属濃度検出計５１は、具体的にはＸ線（蛍光Ｘ線）やレーザ（ＬＩＢＳ）を用いることができる。
【００３６】
重金属濃度検出計５１で検知された焙焼灰３５の重金属濃度が目標濃度よりも大のとき、焙焼灰３５を乾燥前の焼却灰３０へ戻入路５３により戻入する。重金属目標濃度は、例えばＰｂの場合は１５０ｍｇ／ｋｇが好ましい。
戻入することにより、処理後の焙焼灰３５が目標濃度に到達しない場合でも、再度処理を行って重金属類の低減をはかることができる。また、処理後の焙焼灰３５は略含水率０％まで乾燥しているため、乾燥前の焼却灰３０と混合することにより、乾燥機２６へ送り込む排ガス３６の量を低減することができる。さらにまた、乾燥機２６から排出されるガス量も減少させることができる。なお、図示しないが、目標濃度に到達しない焙焼灰３５をホッパ２３へ戻入させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、処理系統外部から塩素含有物質を供給することで一定の塩素濃度を得ることが可能となり、且つ粉粒状被処理物中に含まれる水分量を安定させることで原料の水分変動にも対応できるので、焙焼炉内での乾燥時間や焼成時間をほぼ一定に保つことが可能となり、粉粒状被処理物に含有される重金属類を安定して低減する手段として有益である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施例１に係る重金属類含有物質の処理装置を具備した灰処理システムの全体構成図である。
【図２】図１の処理装置へ被処理物を投入する投入手段の概略図である。
【図３】本実施例１に係る重金属類含有物質の処理装置の構成図である。
【図４】本実施例１に係る灰処理システムの排ガス流量の制御ロジック図である。
【図５】本実施例２に係る重金属類含有物質の処理装置を具備した灰処理システムの全体構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    ロータリーキルン
１２    炉本体
２１    排ガス処理設備
２３    ホッパ
２６    乾燥機
３０    焼却灰
３２    塩素含有物質
３５    焙焼灰
３６    排ガス
５１    重金属濃度検出計
【図１】
2008296080.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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