(57)【要約】【課題】有機性廃棄物の処理と亜鉛含有ダストの酸化鉄の還元を同時に行い、さらに燃料を装置内で生成する、酸化鉄還元設備を供することを課題としたものである。【解決手段】循環グレート装置１の回転するグレート３１上に、混合原料３０を連続的に原料投入口８より装入する。グレート３１上の成形原料３０は乾燥空気供給口９より供給された乾燥空気によって乾燥される。グレート３１上の乾燥された混合原料３０のうち有機系廃棄物が炭化ガス供給口１０より供給された過熱水蒸気によって炭化し、生成した揮発ガスが揮発ガス排出口２２より排出される。炭化物の一部が燃焼し、グレート３１上の混合原料３０中に酸化物として存在していた亜鉛は還元揮発し、また、過熱水蒸気と炭化物が反応し水性ガスを生成し、亜鉛と水性ガスが排出される。【選択図】      図１
2004211193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化鉄を含む亜鉛含有ダストと炭化物とを混合した混合物を投入する原料投入口と、投入された前記混合物を搭載して環状に回転するグレートと、前記グレートを覆う環状のフードと、前記炭化物を燃焼させるとともに前記炭化物の燃焼熱で前記酸化鉄を還元し亜鉛蒸気を生成させる空気を供給する燃焼空気供給口と、前記炭化物と反応し可燃性ガスを発生させる水蒸気を供給するガス化水蒸気供給口と、発生した前記可燃性ガスと前記亜鉛蒸気とを排出する可燃性ガス排出口と、前記フード内で前記炭化物の燃焼熱で還元された還元鉄を排出する還元鉄排出口と、を有することを特徴とする循環グレート装置。
【請求項２】
酸化鉄を含む亜鉛含有ダストと予め乾燥させた有機性廃棄物とを混合した混合物を投入する原料投入口と、投入された前記混合物を搭載して環状に回転するグレートと、前記グレートを覆う環状のフードと、前記フード内部を分割する隔壁と、前記有機性廃棄物を炭化させるガスを供給する炭化ガス供給口と、前記フード内で発生する揮発ガスを排出する揮発ガス排出口と、炭化された前記有機性廃棄物を燃焼させるとともに亜鉛蒸気を生成させる空気を供給する燃焼空気供給口と、炭化された前記有機性廃棄物と反応し可燃性ガスを発生させる水蒸気を供給するガス化水蒸気供給口と、発生した前記可燃性ガスを前記亜鉛蒸気と共に排出する可燃性ガス排出口と、前記フード内で灰を含む炭化された前記有機性廃棄物の燃焼熱で還元された還元鉄を排出する還元鉄排出口と、を有することを特徴とする循環グレート装置。
【請求項３】
酸化鉄を含む亜鉛含有ダストと有機性廃棄物とを混合した混合物を投入する原料投入口と、投入された前記混合物を搭載して環状に回転するグレートと、前記グレートを覆う環状のフードと、前記フード内部を分割する複数の隔壁と、前記有機性廃棄物を乾燥させる空気を供給する乾燥空気供給口と、前記有機性廃棄物を炭化させるガスを供給する炭化ガス供給口と、前記フード内で発生する揮発ガスを排出する揮発ガス排出口と、前記有機性廃棄物を燃焼させるとともに亜鉛蒸気を生成させる空気を供給する燃焼空気供給口と、炭化された前記有機性廃棄物と反応し可燃性ガスを発生させる水蒸気を供給するガス化水蒸気供給口と、発生した前記可燃性ガスを前記亜鉛蒸気と共に排出する可燃性ガス排出口と、前記フード内で灰を含む炭化された前記有機性廃棄物の燃焼熱で還元された還元鉄を排出する還元鉄排出口と、を有することを特徴とする循環グレート装置。
【請求項４】
前記フード内部が前記隔壁によって、少なくとも、炭化ゾーンと、ガス化・還元ゾーンと、に分割されたことを特徴とする請求項２に記載の循環グレート装置。
【請求項５】
前記フード内部が前記隔壁によって、少なくとも、乾燥ゾーンと、炭化ゾーンと、ガス化・還元ゾーンと、に分割されたことを特徴とする請求項３に記載の循環グレート装置。
【請求項６】
前記乾燥ゾーンに、前記乾燥空気供給口を備えたことを特徴とする請求項５に記載の循環グレート装置。
【請求項７】
前記炭化ゾーンに、前記炭化ガス供給口と、前記揮発ガス排出口と、を備えたことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の循環グレート装置。
【請求項８】
ガス化・還元ゾーンに、前記ガス化水蒸気供給口と、前記燃焼空気供給口と、前記と可燃性ガス排出口、を備えたことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の循環グレート装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の循環グレート装置と、前記循環グレート装置の前記可燃性ガス排出口より排出された可燃性ガスと亜鉛蒸気とを減温して亜鉛と可燃性ガスとの分離を行うガス亜鉛分離装置と、を備えたことを特徴とする亜鉛含有ダストと有機性廃棄物との混合物処理設備。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれかに記載の循環グレート装置において、酸化鉄を含む亜鉛含有ダストと、炭化物または有機性廃棄物とを混合した混合物を投入し、前記混合物を燃焼させるとともに亜鉛蒸気を生成し、前記混合物と水蒸気とを反応させて可燃性ガスを発生させ、発生した前記可燃性ガスと前記亜鉛蒸気とを排出し、前記混合物の燃焼熱で還元された還元鉄を排出することを特徴とする酸化鉄を含む亜鉛含有ダスト還元方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、亜鉛を含有する製鉄ダストと有機性廃棄物を混合して可燃性ガスを生成生成し、酸化鉄と亜鉛を分離する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄工程で多量に発生する各種ダストには鉄分および炭素分が多く含まれており、鉄原料として再利用されることが望まれているが、ダスト中には亜鉛が含まれているため、再利用が制限されている。
【０００３】
高炉・転炉法においては、その製造工程で発生する各種ダストを焼結原料の一部として利用し、再び高炉原料とすることによって再利用しているが、高炉湿ダストや転炉ダスト中には０．１〜２％程度の亜鉛が含有されている。これらの亜鉛は原料の鉄鉱石や転炉に装入するスクラップに由来しており、ダストの循環再利用によって濃縮されたものである。亜鉛含有量の高いダストを高炉へ投入すると、炉壁煉瓦を侵食する等、高炉操業に支障を来たすため、ダストの再利用は制限を受けている。
【０００４】
一方、電炉法においては、スクラップを主たる原料としているため、発生するダスト中には１８〜２０％程度の亜鉛が含有されている。しかしながら、発生ダストの大部分は、ウェルツ法などの亜鉛回収処理を経て（あるいは経ずに）廃棄物処理されている。このように製鉄工程で発生するダストを再利用するには、含有する亜鉛を分離することが不可欠である。
【０００５】
従来の技術に係る亜鉛を分離するグレート還元炉について図３乃至５を参照し説明する。図３グレート還元炉４の展開図。図４はグレート還元炉４の外観斜視図、図５は図４のＡ−Ａ断面図である。なお、図４ではグレート還元炉４をグレートの回転方向（図３において左から右）に展開して示している。
【０００６】
図３において、ペレタイザー１は、亜鉛（Ｚｎ）や鉛（Ｐｂ）等金属の酸化物を含む製鉄ダストを塊成化して直径１２〜２０ｍｍのペレット（塊成物）２を製造する。ここで、例えば高炉から出る製鉄ダストのように炭素含有量が多い製鉄ダストの場合には、製鉄ダスト中の炭素だけで還元鉄を製造するための還元剤および燃料を賄うことができるので、製鉄ダストだけで塊成化してペレット２とすることができる。
【０００７】
これに対して、例えば電気炉などから出る製鉄ダストのように炭素含有量が少ない製鉄ダストの場合には、製鉄ダスト中の炭素だけでは還元鉄を製造するための還元剤および燃料としての炭素が不足するので、この場合には、石炭粉のような炭素質の還元剤粉を添加して、ペレタイザー１において製鉄ダストと前記還元剤粉とを混合し塊成化してペレット２とする。すなわち、製鉄ダストの炭素含有量に基づき、必要に応じて炭素を添加して塊成化し、ペレット２の炭素含有量を所定量以上にする。また、ペレット２の製造に際しては、必要に応じて、ベントナイト等の粘結剤や、石炭石粉等のフラックス剤の粉体を混合することも可能である。
【０００８】
グレート還元炉４は、ペレット２を還元して塊成状還元鉄に生成するものであり、全体的に円環状をなしている。グレート還元炉４は、固定構造物として円環状に設置されたウィンドボックス５と、ウィンドボックス５の上方に固定構造物として円環状に設置されたフード６と、ウィンドボックス５とフード６との間に介装された円環状のグレート（無端グレート）７と、ウィンドボックス５の両側に円環状に敷設された軌道８，８とを備えている。
【０００９】
グレート７は多孔性であり、ペレット２は通過できないが、気体は自由に上下方向に流通できるようになっている。グレート７は多数のユニットに分割されていてそれらユニットを円周方向に並べることによって円環状のグレート７が構成されるようになっていて、分割された一つ一つのユニットはグレート７の両側に設けられた円環状の支持部９，９に傾転可能に取り付けられている。この支持部９，９には軌道８，８を走行するローラ１０，１０が設けられており、ローラ１０，１０が軌道８，８を走行することによって、グレート７はウィンドボックス５とフード６との間で水平循環するようになっている。なお、図５においてはグレート７の循環方向は図中矢印Ｂで示すように時計回り方向になっている。
【００１０】
図３に示すように、グレート還元炉４内はシール装置１７，１７・・・によって５つの部屋に区画されており、グレート７の循環方向に順に、床敷き室１８ａ、着火室１８ｂ、第１還元室１８ｃ、第２還元室１８ｄ、第３還元室１８ｅとなっている。これに対応して第２気密空間１６もシール装置１９，１９・・・によって、第１室２０ａ、第２室２０ｂ、第３室２０ｃ、第４室２０ｄ、第５室２０ｅの５つの部屋に区画されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
また、有機物を主体とする廃棄物の一部を酸素で部分酸化して８００〜１，０００℃の熱量を供給し、さらに８００〜１，０００℃に加熱された大半の廃棄物を水蒸気によりガス化してＨ２とＣＯ濃度が高い水性ガスを製造するプロセスが発明されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−９７５０８号公報（図１乃至４及び段落番号［００２５］乃至［００２８］）
【特許文献２】
特開平０６−９９６７号公報（［請求項１］）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記に示したように、従来の技術においては、亜鉛含有ダストの酸化鉄を還元するためにグレート還元炉内を約８００℃以上、好ましくは９００℃以上、さらに好ましくは１０００℃以上の温度に維持する必要があり、ガス等の燃料を供給して燃焼させ温度を維持している。また、近年、有機性廃棄物やバイオマス等の廃棄物の処理が公害問題となっており、有機性廃棄物を８００℃乃至１０００℃の温度で処理して水性ガスを生成するプロセスが発明されている。
【００１４】
本発明は、有機性廃棄物より水性ガスを生成する際に必要な温度と、酸化鉄を還元するための温度が近似していることを利用し、有機性廃棄物の処理と亜鉛含有ダストの酸化鉄を還元することを同時に行い、さらに燃料を装置内で生成する、亜鉛含有ダストと有機性廃棄物との混合物処理設備を供することを課題としたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、酸化鉄を含む亜鉛含有ダストと炭化物とを混合した混合物を投入する原料投入口と、投入された前記混合物を搭載して環状に回転するグレートと、前記グレートを覆う環状のフードと、前記炭化物を燃焼させるとともに前記炭化物の燃焼熱で前記酸化鉄を還元し亜鉛蒸気を生成させる空気を供給する燃焼空気供給口と、前記炭化物と反応し可燃性ガスを発生させる水蒸気を供給するガス化水蒸気供給口と、発生した前記可燃性ガスと前記亜鉛蒸気とを排出する可燃性ガス排出口と、前記フード内で前記炭化物の燃焼熱で還元された還元鉄を排出する還元鉄排出口と、を有することを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、亜鉛含有ダストと有機性廃棄物を予め炭化した炭化物とを混合してペレット状に生成して原料投入口し、循環グレート装置内で炭化物を燃焼させ、発生した熱量を利用して、亜鉛含有ダストより亜鉛の分離及び還元鉄の生成と、炭化物と水蒸気より水性ガスの生成とを同時に行う。還元鉄の生成プロセスと、炭化物と水蒸気より水性ガスを生成するプロセスと、は一般的に知られている技術である。本発明で生成した水性ガスは水蒸気供給等の熱源に利用することができる。循環グレート装置内で炭化物を燃焼させるため、従来使用していた燃料は不要となった。燃焼空気供給口と、ガス化水蒸気供給口と、は燃焼空気とガス化水蒸気とを循環グレート装置への供給前に混合し、共通の供給口より供給しても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
【００１７】
上記課題を解決するために、請求項２に記載の本発明は、循環グレート装置において、酸化鉄を含む亜鉛含有ダストと予め乾燥させた有機性廃棄物とを混合した混合物を投入する原料投入口と、投入された前記混合物を搭載して環状に回転するグレートと、前記グレートを覆う環状のフードと、前記フード内部を分割する隔壁と、前記有機性廃棄物を炭化させるガスを供給する炭化ガス供給口と、前記フード内で発生する揮発ガスを排出する揮発ガス排出口と、炭化された前記有機性廃棄物を燃焼させるとともに亜鉛蒸気を生成させる空気を供給する燃焼空気供給口と、炭化された前記有機性廃棄物と反応し可燃性ガスを発生させる水蒸気を供給するガス化水蒸気供給口と、発生した前記可燃性ガスを前記亜鉛蒸気と共に排出する可燃性ガス排出口と、前記フード内で灰を含む炭化された前記有機性廃棄物の燃焼熱で還元された還元鉄を排出する還元鉄排出口と、を有することを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、亜鉛含有ダストと予め乾燥させた有機性廃棄物とを混合してペレット状に生成して原料投入口し、炭化ガス供給口より供給した高温のガス（例えば水蒸気）により循環グレート装置内で有機性廃棄物を炭化させ、その炭化した有機性廃棄物を燃焼させ、発生した熱量を利用して、亜鉛含有ダストより亜鉛の分離及び還元鉄の生成と、炭化物と水蒸気より水性ガスの生成とを同時に行う。還元鉄の生成プロセスと、炭化物と水蒸気より水性ガスを生成するプロセスと、は一般的に知られている技術である。本発明で生成した水性ガスは水蒸気供給等の熱源に利用することができる。循環グレート装置内で炭化物を燃焼させるため、従来使用していた燃料は不要となった。燃焼空気供給口と、ガス化水蒸気供給口と、は燃焼空気とガス化水蒸気とを循環グレート装置への供給前に混合し、共通の供給口より供給しても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
【００１９】
上記課題を解決するために、請求項３に記載の本発明は、循環グレート装置において、酸化鉄を含む亜鉛含有ダストと有機性廃棄物とを混合した混合物を投入する原料投入口と、投入された前記混合物を搭載して環状に回転するグレートと、前記グレートを覆う環状のフードと、前記フード内部を分割する複数の隔壁と、前記有機性廃棄物を乾燥させる空気を供給する乾燥空気供給口と、前記有機性廃棄物を炭化させるガスを供給する炭化ガス供給口と、前記フード内で発生する揮発ガスを排出する揮発ガス排出口と、前記有機性廃棄物を燃焼させるとともに亜鉛蒸気を生成させる空気を供給する燃焼空気供給口と、炭化された前記有機性廃棄物と反応し可燃性ガスを発生させる水蒸気を供給するガス化水蒸気供給口と、発生した前記可燃性ガスを前記亜鉛蒸気と共に排出する可燃性ガス排出口と、前記フード内で灰を含む炭化された前記有機性廃棄物の燃焼熱で還元された還元鉄を排出する還元鉄排出口と、を有することを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、亜鉛含有ダストと有機性廃棄物とを混合してペレット状に生成して原料投入口し、乾燥空気供給口より供給した予熱空気により有機性廃棄物を乾燥させ、炭化ガス供給口より供給した高温のガス（例えば水蒸気）により循環グレート装置内で乾燥させた有機性廃棄物を炭化させ、その炭化した有機性廃棄物を燃焼させ、発生した熱量を利用して、亜鉛含有ダストより亜鉛の分離及び還元鉄の生成と、炭化物と水蒸気より水性ガスの生成とを同時に行う。還元鉄の生成プロセスと、炭化物と水蒸気より水性ガスを生成するプロセスと、は一般的に知られている技術である。本発明で生成した水性ガスは水蒸気供給等の熱源に利用することができる。循環グレート装置内で炭化物を燃焼させるため、従来使用していた燃料は不要となった。燃焼空気供給口と、ガス化水蒸気供給口と、は燃焼空気とガス化水蒸気とを循環グレート装置への供給前に混合し、共通の供給口より供給しても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
【００２１】
上記課題を解決するために、請求項４に記載の本発明は、請求項２に記載の循環グレート装置において、前記フード内部が前記隔壁によって、少なくとも、炭化ゾーンと、ガス化・還元ゾーンと、に分割されたことを特徴とする。
【００２２】
上記構成によれば、炭化ゾーンと、ガス化・還元ゾーンと２つのゾーンを設け、炭化ゾーンにおいて、高温のガス（例えば水蒸気）を供給して混合物のうち有機性廃棄物を炭化させることができる。このとき発生した揮発分は燃焼器に供給して熱源とする。なお、この炭化処理は、有機性廃棄物量に対して過少な空気を供給して酸素不足燃焼を行うことでも可能である。また、ガス化・還元ゾーンにおいて、過熱水蒸気と高温に予熱した空気を供給して、炭化した有機性廃棄物の一部を燃焼、残りを水性ガス化（Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ）することができる。なお、燃焼の割合を調整することで雰囲気温度を８００℃以上、好ましくは９００℃以上、さらに好ましくは１０００℃以上とする。
【００２３】
上記課題を解決するために、請求項５に記載の本発明は、請求項３に記載の循環グレート装置において、前記フード内部が前記隔壁によって、少なくとも、乾燥ゾーンと、炭化ゾーンと、ガス化・還元ゾーンと、に分割されたことを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、乾燥ゾーンと、炭化ゾーンと、ガス化・還元ゾーンと３つのゾーンを設け、予熱した空気を供給して、混合物を予熱・乾燥させることができる。また、炭化ゾーンにおいて、高温の気体である例えば過熱水蒸気を供給して乾燥した混合物のうち有機性廃棄物を炭化させることができる。このとき発生した揮発分は燃焼器に供給して熱源とする。なお、この炭化処理は、有機性廃棄物量に対して過少な空気を供給して酸素不足燃焼を行うことでも可能である。また、ガス化・還元ゾーンにおいて、過熱水蒸気と高温に予熱した空気を供給して、炭化した有機性廃棄物の一部を燃焼、残りを水性ガス化（Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ）することができる。なお、燃焼の割合を調整することで雰囲気温度を８００℃以上、好ましくは９００℃以上、さらに好ましくは１０００℃以上とする。
【００２５】
上記課題を解決するために、請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の循環グレート装置において、前記乾燥ゾーンに、前記乾燥空気供給口を備えたことを特徴とする。
【００２６】
上記構成によれば、乾燥空気供給口より予熱した空気を供給して、乾燥ゾーンの混合物を予熱・乾燥させることができる。
【００２７】
上記課題を解決するために、請求項７に記載の本発明は、請求項４乃至６のいずれかに記載の循環グレート装置において、前記炭化ゾーンに、前記炭化ガス供給口と、前記揮発ガス排出口と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
上記構成によれば、炭化ガス供給口より高温の気体である例えば過熱水蒸気を供給して乾燥した混合物のうち有機性廃棄物を炭化させ、揮発ガス排出口よりこのとき発生した揮発分を排出して熱源とすることができる。
【００２９】
上記課題を解決するために、請求項８に記載の本発明は、請求項４乃至７のいずれかに記載の循環グレート装置において、ガス化・還元ゾーンに、前記ガス化水蒸気供給口と、前記燃焼空気供給口と、前記と可燃性ガス排出口、を備えたことを特徴とする。
【００３０】
上記構成によれば、高温に予熱した空気を供給して炭化した有機性廃棄物の一部を燃焼させ、ガス化水蒸気供給口より過熱水蒸気を供給して残りの炭化した有機性廃棄物と反応させて水性ガスを生成し、生成した水性ガスを可燃性ガス排出口より排出することができる。水性ガスには亜鉛の蒸気が混入して可燃性ガス排出口より排出される。
【００３１】
上記課題を解決するために、請求項９に記載の本発明は、亜鉛含有ダストと有機性廃棄物との混合物処理設備において、請求項１乃至８のいずれかに記載の循環グレート装置と、前記循環グレート装置の前記可燃性ガス排出口より排出された可燃性ガスと亜鉛蒸気とを減温して亜鉛と可燃性ガスとの分離を行うガス亜鉛分離装置と、を備えたことを特徴とする。
【００３２】
上記構成によれば、前記循環グレート装置の前記可燃性ガス排出口より排出された可燃性ガスと亜鉛蒸気とを減温して亜鉛と可燃性ガスとの分離を行うことによって、亜鉛と可燃性ガスとを有効に利用することができる。
【００３３】
上記課題を解決するために、請求項１０に記載の本発明の酸化鉄を含む亜鉛含有ダスト還元方法は、請求項１乃至８のいずれかに記載の循環グレート装置において、酸化鉄を含む亜鉛含有ダストと、炭化物または有機性廃棄物とを混合した混合物を投入し、前記混合物を燃焼させるとともに亜鉛蒸気を生成し、前記混合物と水蒸気とを反応させて可燃性ガスを発生させ、発生した前記可燃性ガスと前記亜鉛蒸気とを排出し、前記混合物の燃焼熱で還元された還元鉄を排出するすることを特徴とする。
【００３４】
上記方法によれば、循環グレート装置において、酸化鉄を含む亜鉛含有ダストと炭化物または有機性廃棄物の混合物より、可燃性ガスを発生させるとともに、亜鉛と還元された還元鉄を分離して排出することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に従って詳細に説明する。図１に本発明の実施の形態に係る亜鉛含有ダストと有機性廃棄物との混合物処理設備フロー図を示す。図２は本発明の実施の形態に係る循環グレート装置の概念断面図を示す。なお、図１及び２において、同じ構成の部分には同一の符号を付し、それらについての重複する説明は省略する。
【００３６】
（本発明の第１の実施の形態）
図１において、２は亜鉛含有ダスト等の金属酸化物廃棄物の貯槽を示し、５は有機系廃棄物の貯槽を示している。そして、金属酸化物廃棄物はフィーダ３を通ってベレタイザ４によりペレット化され混合機７に送られ、また、有機系廃棄物はフィーダ６により混合機７に送られ、金属酸化物廃棄物と有機系廃棄物は混合機７により混合原料３０に生成される。混合原料３０は、金属酸化物廃棄物と有機系廃棄物と混合機７により混合された後ベレタイザ４でペレット化されてもよい。
【００３７】
図２は、循環グレート装置１の断面図において環状の装置を平面的に展開したものである。循環グレート装置はフード３２により囲まれ、内部を隔壁３５により複数の分割されて、加熱空気、水蒸気等の流体が混合しないように混合原料３０の高さを隔壁３５の下限位置まで積層するように構成されている。
【００３８】
図１及び図２において、この循環グレート装置１の回転するグレート３１上に、混合原料３０を連続的に原料投入口８より装入する。循環グレート装置１の回転に伴って、グレート３１上の成形原料３０は乾燥空気供給口９より供給された乾燥空気によって乾燥される。乾燥空気は混合原料３０を乾燥させた後、乾燥空気排出口２７より排出される。循環グレート装置１の次なる回転に伴って、グレート３１上の乾燥された混合原料３０のうち有機系廃棄物が炭化ガス供給口１０より供給された過熱水蒸気によって炭化し、同時に、有機系廃棄物より生成した揮発ガスが揮発ガス排出口２２より排出される。循環グレート装置１のさらなる回転に伴って、燃焼空気供給口より供給された燃焼空気により炭化物の一部が燃焼し、循環グレート装置１内は約８００℃以上の、好ましくは９００℃以上、さらに好ましくは１０００℃以上の温度に加熱され、グレート３１上の混合原料３０中に酸化物として存在していた亜鉛は炭化物と高温雰囲気の作用により還元揮発し、また、ガス化水蒸気供給口より供給された過熱水蒸気と炭化物が反応し水性ガスを生成し、亜鉛と水性ガスが可燃性ガス排出口２６より排出される。燃焼空気供給口と、ガス化水蒸気供給口と、は燃焼空気とガス化水蒸気とを循環グレート装置への供給前に混合し、共通供給口２５より供給しても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。本実施例では共通供給口２５を使用する。
【００３９】
亜鉛は循環グレート装置１が１回転する間に気相中に移行する。また、混合原料３０中の酸化鉄も還元鉄に還元されるが有機系廃棄物の灰と共に固相に留まる。還元鉄は低亜鉛分の鉄源として再利用される。１６は排出された還元鉄を排出する還元鉄排出口を示す。
【００４０】
２８は可燃性ガス排出口２６より排出されるガスの排気ダクトを示し、気相中に移行した亜鉛はブロアー２１より供給された燃焼空気を加熱する一次熱交換機１２、揮発ガスを燃焼器１９で燃焼させて発生した水蒸気を加熱する二次熱交換機１３及びガス冷却器１４により冷却される過程で、排ガス中で再酸化されて固相（酸化亜鉛ＺｎＯ）に戻り、排ガス処理設備内の集塵機１５で回収され、貯蔵タンク１８に貯蔵される。集塵機１５で酸化亜鉛が除去された水性ガスは、ガスホルダー１７に貯蔵される。
【００４１】
循環グレート装置１はその機能により、グレート３１上の成形原料３０が乾燥空気供給口９より供給された乾燥空気によって乾燥され、乾燥空気が混合原料３０を乾燥させた後、乾燥空気排出口２７より排出される乾燥ゾーン３６、グレート３１上の乾燥された混合原料３０のうち有機系廃棄物が炭化ガス供給口１０より供給された過熱水蒸気によって炭化し、同時に、有機系廃棄物より生成した揮発ガスが揮発ガス排出口２２より排出される炭化ゾーン３７、燃焼空気供給口より供給された燃焼空気により炭化物の一部が燃焼し、循環グレート装置１内は約８００℃以上、好ましくは９００℃以上、さらに好ましくは１０００℃以上の温度に加熱され、グレート３１上の混合原料３０中に酸化物として存在していた亜鉛は炭化物と高温雰囲気の作用により還元揮発し、また、ガス化水蒸気供給口より供給された過熱水蒸気と炭化物が反応し水性ガスを生成し、亜鉛と水性ガスが可燃性ガス排出口２６より排出されるガス化・還元ゾーン３８、の３つのゾーンに分けられる。
【００４２】
ブロアー２１で供給された空気の一部は熱交換器２０により加熱され、予熱空気２３として乾燥空気供給口９より循環グレート装置１に供給される。
【００４３】
（本発明の第２の実施の形態）
図１及び図２において、本発明の第１の実施の形態に示した装置のうち、乾燥空気供給口９と乾燥空気排出口２７が設けられた混合原料３０を乾燥させる乾燥ゾーン３６を他の装置で備え、循環グレート装置１より分離することもできる。
【００４４】
（本発明の第３の実施の形態）
また、図１及び図２において、本発明の第２の実施の形態に示した装置のうち、さらに、炭化ガス供給口９と揮発ガス排出口２２が設けられた混合原料３０を炭化処理する炭化ゾーン３７を他の装置で備え、循環グレート装置１より分離することもできる。
【００４５】
なお、上記本発明の第１乃至３の実施の形態において、混合原料３０の炭化物の量が燃焼により消費されて、水性ガスの生成に寄与しない場合には、循環グレート装置１に水蒸気を供給せず、水性ガスの生成を行わないケースもあり得る。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の本発明によれば、循環グレート装置内で炭化物を燃焼させ、発生した熱量を利用して、亜鉛含有ダストより還元鉄の生成と、炭化物と水蒸気より水性ガスの生成とを同時に行うことができ、生成した水性ガスは水蒸気供給等の熱源に利用することができる。循環グレート装置内で炭化物を燃焼させるため、従来使用していた燃料は不要となる。
【００４７】
また、請求項２の本発明によれば、亜鉛含有ダストと予め乾燥させた有機性廃棄物とを混合してペレット状に生成して原料投入口し、炭化ガス供給口より供給した高温のガス（例えば水蒸気）により循環グレート装置内で有機性廃棄物を炭化させ、その炭化した有機性廃棄物を燃焼させ、発生した熱量を利用して、亜鉛含有ダストより還元鉄の生成と、炭化物と水蒸気より水性ガスの生成とを同時に行うことができる。生成した水性ガスは水蒸気供給等の熱源に利用することができる。循環グレート装置内で炭化物を燃焼させるため、従来使用していた燃料は不要となる。
【００４８】
また、請求項３の本発明によれば、亜鉛含有ダストと有機性廃棄物とを混合してペレット状に生成して原料投入口し、乾燥空気供給口より供給した予熱空気により有機性廃棄物を乾燥させ、炭化ガス供給口より供給した高温のガス（例えば水蒸気）により循環グレート装置内で乾燥させた有機性廃棄物を炭化させ、その炭化した有機性廃棄物を燃焼させ、発生した熱量を利用して、亜鉛含有ダストより還元鉄の生成と、炭化物と水蒸気より水性ガスの生成とを同時に行うことができる。生成した水性ガスは水蒸気供給等の熱源に利用することができる。循環グレート装置内で炭化物を燃焼させるため、従来使用していた燃料は不要となる。
【００４９】
また、請求項４の本発明によれば、炭化ゾーンと、ガス化・還元ゾーンと２つのゾーンを設け、炭化ゾーンにおいて、水蒸気を供給して混合物のうち有機性廃棄物を炭化させることができる。このとき発生した揮発分は燃焼器に供給して熱源とすることができる。また、ガス化・還元ゾーンにおいて、過熱水蒸気と高温に予熱した空気を供給して、炭化した有機性廃棄物の一部を燃焼、残りを水性ガス化（Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ）することができる。
【００５０】
また、請求項５の本発明によれば、乾燥ゾーンと、炭化ゾーンと、ガス化・還元ゾーンと３つのゾーンを設け、予熱した空気を供給して、混合物を予熱・乾燥させることができる。また、炭化ゾーンにおいて、高温の気体である例えば過熱水蒸気を供給して乾燥した混合物のうち有機性廃棄物を炭化させることができる。このとき発生した揮発分は燃焼器に供給して熱源とすることができる。また、ガス化・還元ゾーンにおいて、過熱水蒸気と高温に予熱した空気を供給して、炭化した有機性廃棄物の一部を燃焼、残りを水性ガス化（Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ）することができる。
【００５１】
また、請求項６の本発明によれば、乾燥空気供給口より予熱した空気を供給して、乾燥ゾーンの混合物を予熱・乾燥させることができる。
【００５２】
また、請求項７の本発明によれば、炭化ガス供給口より高温の気体（例えば過熱水蒸気）を供給して乾燥した混合物のうち有機性廃棄物を炭化させ、揮発ガス排出口よりこのとき発生した揮発分を排出して熱源とすることができる。
【００５３】
また、請求項８の本発明によれば、高温に予熱した空気を供給して炭化した有機性廃棄物の一部を燃焼させ、ガス化水蒸気供給口より過熱水蒸気を供給して残りの炭化した有機性廃棄物と反応させて水性ガスを生成し、生成した水性ガスを可燃性ガス排出口より排出することができる。
【００５４】
また、請求項９の本発明によれば、前記循環グレート装置の前記可燃性ガス排出口より排出された可燃性ガスと亜鉛蒸気とを減温して亜鉛と可燃性ガスとの分離を行うことによって、亜鉛と可燃性ガスとを有効に利用することができる。
【００５５】
また、請求項１０の本発明の方法によれば、循環グレート装置において、酸化鉄を含む亜鉛含有ダストと炭化物または有機性廃棄物の混合物より、可燃性ガスを発生させるとともに、亜鉛と還元された還元鉄を分離して排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の態様に係る亜鉛含有ダストと有機性廃棄物との混合物処理設備フロー図。
【図２】本発明の実施の態様に係る循環グレート装置の概念断面図。
【図３】従来の技術に係るグレート還元炉の展開図。
【図４】従来の技術に係るグレート還元炉の外観斜視図。
【図５】従来の技術に係る図４のＡ−Ａ断面図。
【符号の説明】
１…循環グレート装置
８…原料投入口
９…乾燥空気供給口
１０…炭化ガス供給口
１５…ガス亜鉛分離装置
１６…還元鉄排出口
２２…揮発ガス排出口
２５…共通供給口（燃焼空気供給口、ガス化水蒸気供給口）
２６…可燃性ガス排出口
２７…乾燥空気排出口
３１…グレート
３２…フード
３５…隔壁
３６…乾燥ゾーン
３７…炭化ゾーン
３８…ガス化・還元ゾーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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