(57)【要約】【課題】均一な流動層を形成して粉状廃棄物とガスの接触が充分に加熱処理を行いうる、粉状廃棄物の加熱処理方法を提供する。【解決手段】上記課題は、縦型円筒状加熱容器の上部にガス排出口を備え、下部に粉状廃棄物を流動させるガスの導入口と粉状廃棄物の流動層部と吹き込み口を隔てるガス分散板を備え、さらに粉状廃棄物の投入口と取出し口を備え、かつ、粉状廃棄物の攪拌翼を備えた粉状廃棄物の加熱処理装置において、該攪拌翼にスクリュー型攪拌翼を用い、該スクリュー型攪拌翼を粉状廃棄物を下向きに送出する方向に回転させることを特徴とする粉状廃棄物加熱処理装置の運転方法によって解決される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型円筒状加熱容器の上部にガス排出口を備え、下部に粉状廃棄物を流動させるガスの導入口と粉状廃棄物の流動層部と吹き込み口を隔てるガス分散板を備え、さらに粉状廃棄物の投入口と取出し口を備え、かつ、粉状廃棄物の攪拌翼を備えた粉状廃棄物の加熱処理装置において、該攪拌翼にスクリュー型攪拌翼を用い、該スクリュー型攪拌翼を粉状廃棄物を下向きに送出する方向に回転させることを特徴とする粉状廃棄物加熱処理装置の運転方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉状廃棄物の加熱処理装置の運転方法に関し、例えば、ごみ焼却灰等に含まれているダイオキシン等を加熱して揮発除去する加熱処理装置の運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ごみ焼却時にダイオキシン類等の極めて毒性の大きな有機化合物に発生することがわかり、それによる環境汚染が大きな問題になっている。このダイオキシンはごみ焼却設備から排出される焼却排ガス、該排ガスから捕集される飛灰及び焼却炉から取り出される主灰に含まれている。
【０００３】
このダイオキシンを種々の触媒で分解する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。そのなかには、ダイオキシンの捕集に使用した活性炭等を加熱してガス化して触媒分解する方法や飛灰を酸素欠乏状態で加熱して触媒分解する方法も開示されているが、加熱してガス化する装置の具体的構造は示されていない。
【０００４】
【特許文献１】
特公平６−３８８６３号公報
【０００５】
ごみ焼却処理施設から排出される焼却灰を加熱して該焼却灰に含まれる有機塩素化合物を分解する焼却灰処理方法において、前記焼却灰を石灰の存在下に３５０〜５５０℃で加熱し、次いで２５０℃以下に急冷することを特徴とする焼却灰処理方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この焼却灰処理に用いられている装置は横型のロータリーキルン型のものである。この横型ロータリーキルンは、灰の充填率が低下すると空気の吹き抜け、灰の加熱ムラによる処理不充分な灰を生じるなどの問題があった。
【０００６】
【特許文献２】
特許第２５１２６６５号公報
【０００７】
この横型ロータリーキルンの問題点を改善した加熱処理装置が開示されている（例えば、特許文献３参照）。この加熱処理装置は、縦長円筒の装置本体下、横側から加熱空気を導入し上部から供給した集塵灰を加熱する際、装置本体内部に設けられた回転軸と、回転軸に設けられたスクリューによって集塵灰を攪拌／混合し、加熱空気導入口上部に攪拌流動層を形成するとともに、下部に移動層を形成することで加熱処理するものである。この処理方法では、通常運転時には集塵灰に対し上向きに力が加わるようにスクリューを回転させているが、共回り現象のトラブル防止のため、適宜逆回転させることも開示されている。
【０００８】
【特許文献３】
特開平７−３２８５８３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような加熱装置の攪拌翼にスクリュー型攪拌翼を用い、加熱器横側からガスを吹き込んだ場合、加熱器断面で均一なガス流速を形成することは難しく、均一な流動層を形成することはできない。また、スクリューを飛灰が上向きに移動する方向に回転させた場合、スクリュー型攪拌翼がガス流れを阻害し、飛灰等の粉状廃棄物とガスの接触が充分に行われない、スクリュー型攪拌翼の翼上に粉状廃棄物が溜まってしまうなどの現象を生じてしまい、良好な流動層を形成させることはできない。また、逆回転をさせた場合、流動層の下部に形成されている移動層が圧密され固着等のトラブルの原因となり好ましくない。
【００１０】
本発明の目的は、均一な流動層を形成して粉状廃棄物とガスの接触が充分に加熱処理を行いうる、粉状廃棄物の加熱処理方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討の結果、ガスを流動層の下部から分散板を介して吹き込み、スクリュー型攪拌翼を従来とは逆に回転させることによって、粉状廃棄物とガスの流れが対向流となり、その接触が非常に良好となり、均一で良好な流動層を形成することが可能となり、また、加熱器底部から空気を吹き込み加熱器内部全体に流動層のみを形成するため、低部における圧密等のトラブルも生じないことを見出した。
【００１２】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、縦型円筒状加熱容器の上部にガス排出口を備え、下部に粉状廃棄物を流動させるガスの導入口と粉状廃棄物の流動層部と吹き込み口を隔てるガス分散板を備え、さらに粉状廃棄物の投入口と取出し口を備え、かつ、粉状廃棄物の攪拌翼を備えた粉状廃棄物の加熱処理装置において、該攪拌翼にスクリュー型攪拌翼を用い、該スクリュー型攪拌翼を粉状廃棄物を下向きに送出する方向に回転させることを特徴とする粉状廃棄物加熱処理装置の運転方法を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
縦型円筒状加熱容器は、粉状物を入れるものであって、形状は直筒のほか、テーパ部を設けて上部または下部を短径とする異径筒としてもよい。上下両面は通常は閉止されて全体は密閉構造をしている。上下両面は平面、湾曲面、円錐面等にされる。容積は処理する粉状物の量等に応じて設計されるが、通常０．０１〜１００ｍ３程度、特に０．２〜１０ｍ３程度である。
【００１４】
加熱容器には粉状廃棄物の出入口のほか、粉状廃棄物を流動させるガスの出入口が必要である。ガスは粉状廃棄物を流動させるために、加熱容器の下部にガスの導入口を上部にガス排出口を設けて、ガスを容器に収容されている粉状廃棄物層の下から吹き込んで上方に抜けるようにする。このガス排出口には必要によりダストフィルター、サイクロン電気集塵器、セラミックフィルタ等のダスト除去装置を設けることができる。
【００１５】
一方、粉状廃棄物の投入口と取出し口はそれぞれ粉状廃棄物の投入、排出ができれば如何なる位置に設けてもよいが、粉状廃棄物の投入口を容器の上部に、そして取出し口を下部に設けることが好ましい。バッチ処理等では投入口と取出し口を兼用させることも可能である。
【００１６】
粉状廃棄物を流動させるガスは加熱によって気化したダイオキシン等を排出させる移送機能も発揮させるものであり、ガスの吹込口は加熱容器の底部、すなわち、底面又は側面下端部に設ける。ガス吹込口は加熱容器の規模すなわち縦型円筒の容積に応じて複数設けることができ、１重又は２重以上のリングスパージャー形とすることも好ましい。ガス吹込口には目皿（多孔板）を設けてガスの吹き出しを均一にするとともに粉状廃棄物が吹込口に入り込まないようにすることができる。ガスの吹込量は０．０１〜２Ｎｍ３／ｋｇ程度、好ましくは０．１〜１Ｎｍ３／ｋｇ程度、そして０．１〜３０Ｎｃｍ／ｓｅｃ程度、好ましくは１〜１０Ｎｃｍ／ｓｅｃ程度が適当である。
【００１７】
この縦型円筒よりなる加熱容器の加熱方式は円筒外面から加熱する方式、内部に加熱器を設ける方式、粉状廃棄物を流動させるガスを熱風とする方式等いずれであってもよいが、流動させるガスを熱風とする方式あるいはこれと円筒外面から加熱する方式の併用が好ましい。
【００１８】
加熱容器内には粉状廃棄物を攪拌する攪拌翼を設ける。この攪拌翼にはスクリュー型のものを用いる。これは回転によって流体を縦方向に移動させる能力を有するものであればよく、回転軸に対して翼が斜めに位置しているものであればよい。具体的には、スクリュープロペラとか、リボンスクリュー、スクリューコンベア用のスクリュー等を用いることができる。スクリュープロペラは１〜８枚程度、好ましくは２〜４枚程度のものが用いられ、これを２〜２０段／流動部１ｍ程度、好ましくは３〜１０段／流動部１ｍ程度にして使用される。
【００１９】
この攪拌翼の回転は粉状廃棄物を下方に押し出す方向に行われ、その回転数は１〜２００ｒｐｍ程度、好ましくは１０〜１００ｒｐｍ程度、特に好ましくは３０〜６０ｒｐｍ程度が適当である。
【００２０】
本発明で流動処理される粉状廃棄物の種類は気流で流動させうるものであれば特に制限されないが、平均粒径が０．１〜１０００μｍ程度、通常１〜２００μｍ程度、好ましくは１〜５０μｍ程度のものが適当である。密度では０．１〜５ｇ／ｍｌ程度、通常０．５〜３ｇ／ｍｌ程度のものである。具体例としては、ごみ焼却炉から排出される焼却灰や飛灰、ダイオキシン等を吸着した活性炭等の有機ハロゲン化合物で汚染されたもの、上水・下水処理に伴って発生するスラッジ、汚泥、有機物、有機ハロゲン化学、重金属等で汚染された砂、土壌、川底泥、湖底泥、海低泥、トンネル等の掘削時に発生するスラリー状の廃土等を挙げることができる。例えば、粉状廃棄物の有機ハロゲン化合物の含有量が、ＪＩＳ　Ｋ　０３１１による測定法で０．１〜１００ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ程度、特に１〜１０ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ程度のものを処理できる。
【００２１】
粉状廃棄物の流動に使用されるガスも目的により適宜選択されるが、空気、焼却炉排ガス、窒素、水蒸気、Ｈｅ、Ａｒ等が通常使用される。
【００２２】
この加熱処理装置の運転条件は処理目的によって異なるが、例えば有機ハロゲン化合物で汚染された粉状廃棄物を加熱処理して有機ハロゲン化合物を気化除去する場合の加熱条件は、温度が３５０〜５５０℃程度、好ましくは４００〜４５０℃程度で平均滞留時間５分〜１８０分程度、通常３０分〜１２０分程度でよい。加熱器内では有機ハロゲン化合物の気化ばかりでなく、分解も起こりうる。
【００２３】
加熱器で有機ハロゲン化合物等を除去された粉状廃棄物は必要により２次処理され、あるいはそのまま廃棄されあるいは有効利用される。
【００２４】
【実施例】
［実施例１］
本発明の一実施例で使用された加熱処理装置の概略構成を図１に示す。
この実験装置１は、円筒状の縦型容器２の上部にガス排出口３と粉状廃棄物の投入口４が、そして下部にガス導入口５と粉状廃棄物の取出し口６が設けられている。容器２の中央部が粉状廃棄物収容部７であり、その底部にガスを分散させる分散板８が設けられている。内部には粉状廃棄物を攪拌する攪拌翼１２が設けられている。ガス排出口３にはガスを除塵する集塵器１３が取着されている。
【００２５】
攪拌翼には、スクリューＡとスクリューＢの２種類のスクリュープロペラを用いた。ともに、２枚のプロペラ式で水平方向に対し１５°の傾斜をつけてある。
【００２６】
上記の実験装置を用いて流動化実験を行った。容器２はアクリル製で内径１２０ｍｍ、有効高さ３００ｍｍのものを用いた。
【００２７】
粉状廃棄物にはごみ焼却炉で採取された平均粒径２０μｍの飛灰を用いた。この飛灰を静止層高が１００ｍｍとなるように充填した。室温で空気を容器内部の線流速が１０ｃｍ／ｓｅｃとなるよう吹き込み、攪拌翼１２を正方向または逆方向に回転数６０ｒｐｍで回転させて粉状廃棄物を流動させた。その時の飛灰充填層の層膨張率（流動層高／静止層高）、および目視で確認した流動状況を表１に示す。
【００２８】
【表１】
2004121976.tif 000003
【００２９】
【発明の効果】
本発明により、粉状廃棄物を効率よく流動化させて加熱処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である加熱処理装置の構造を示す図である。
【図２】本発明の実施例で用いたスクリューの形状を示す図である。
【図３】本発明の実施例で用いたスクリューの形状を示す図である。
【符号の説明】
１…加熱処理装置
２…縦型容器
３…ガス排出口
４…粉状廃棄物の投入口
５…ガス導入口
６…粉状廃棄物の取出し口
７…粉状廃棄物収容部
８…分散板
１１…ヒータ
１２…攪拌翼
１３…集塵器
【図１】
2004121976.tif 000004
【図２】
2004121976.tif 000005
【図３】
2004121976.tif 000006