(57)【要約】【課題】熱効率が高く設備費が安価な別置型灰溶融装置から発生する焼却灰溶融排ガスの処理方法を提供する。【解決手段】灰溶融装置４から排出される高温の溶融排ガス４４を排出手段３３を通じて処理灰貯留装置３に返送して、貯留された多湿で常温の処理灰２４を事前に乾燥・予熱することにより灰溶融の熱効率を向上させ、減温した排ガス４５は排ガス処理装置６で無害化処理する。【選択図】　図１
2004085074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみ焼却炉から排出される焼却灰を、一旦貯留したのち溶融・スラグ化処理する別置型灰溶融装置において、
灰溶融装置から発生する溶融排ガスを、前処理した処理灰を貯留する処理灰貯留装置に逆送して該処理灰の層内を貫流させて、この処理灰を乾燥・予熱することにより減温した減温排ガスを排ガス処理装置に導いて無害化処理することを特徴とする焼却灰溶融排ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却炉から排出された焼却灰を、一旦貯留したのち溶融・スラグ化する別置型灰溶融装置から排出される溶融排ガスの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ごみ焼却炉から排出される焼却灰は、灰冷却水槽や灰押出手段などで一旦吸湿・冷却されて灰貯留手段に貯留されたのち、場外に搬出されていた。
【０００３】
その後、焼却灰の減容・無害化のために灰溶融方式を採用するように行政指導されるに伴い、実用に供されるようになった灰溶融炉の分類は、焼却炉または熱分解炉との関係位置によって、高温の焼却灰または熱分解残渣排出口に直接結合させる直結型と、従来形式の焼却炉から排出された湿灰を、一旦灰ホッパ等に貯留するか、乾灰のままで鉄・非鉄金属・がれき等を分別したのち吸湿・冷却処理する別置型とに大別できる。
【０００４】
以下、本発明が対処せんとする従来形式の焼却炉から排出される焼却灰を処理する後者の別置型について、図４にその概略構造を示す特公平７−８１６９５号による別置型灰溶融装置を従来方式の代表例として説明する。
【０００５】
図４において、溶融装置Ｍは、段差のある勾配を有する炉床ｍ１　と炉壁ｍ２　と天井部ｍ３　に囲繞され、プッシャｍ４　を備えた前半の予熱室ｍ５　と、落下管ｍ６　に連なる後半の溶融室ｍ７　により主体が構成されている。
【０００６】
予熱室ｍ５　のプッシャｍ４　側には灰受入ホッパｈが、天井部ｍ３　には溶融排ガス管ｐｍと溶融空気供給管ｋｍとが接続され、溶融室ｍ７　の天井部ｍ３　にはバーナｍ８　とバーナ空気供給管ｋｂとが配設され、落下管ｍ６　の下部には２次空気配管ｋｓと２次排ガス管ｐｓとが接続されている。
【０００７】
ここで、図示しないごみ焼却炉で燃焼されて一旦貯留されたのち、鉄分除去等の前処理をされて未燃物があまり残っていない常温の焼却灰ｒは、灰受入ホッパｈからプッシャｍ４　により少量ずつ予熱室ｍ５　内に送入され、後述の予熱を受けながら、傾斜した炉床ｍ１　上を溶融室ｍ７　へと移送され、バーナ空気供給管ｋｂからの高温のバーナ空気ａｂの供給を受けたバーナｍ８　により加熱・溶融されて溶融スラグＳとなり、落下管ｍ６　から水封コンベアｃへと落下する。
【０００８】
上述の加熱・溶融により溶融室ｍ７　内で発生した排ガスの大部分は溶融排ガスｇｍとなり、溶融空気供給管ｋｍから供給される高温の溶融空気ａｍにより排ガス中の未燃分を２次燃焼させるとともに、予熱室ｍ５　内を移送される焼却灰ｒと対抗流となって、水分を含んだ低温の焼却灰ｒを表面から予熱して、溶融排ガス管ｐｍを経て、高温空気加熱器ｋへと排出される。
【０００９】
溶融室ｍ７　から発生した残余の２次排ガスｇｓは、２次空気配管ｋｓから供給される高温の２次空気ａｓにより排ガス中の未燃分を２次燃焼されるとともに、溶融スラグＳの冷却凝固を防止するために、溶融スラグＳの流れと併走したのち、落下管ｍ６　下部側壁から２次排ガス管ｐｓを経て、上記と同じ高温空気加熱器ｋへと排出される。
【００１０】
一方、溶融送風機ｂにより吸引された空気は、高温空気加熱器ｋによって、溶融装置Ｍから排出された排ガスｇｍ，ｇｓと熱交換したのち、高温の空気ａｍ，ａｓ，ａｂとなり、溶融装置Ｍの各所に供給される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来形式の別置型灰溶融炉は、焼却炉から排出された湿灰中の鉄分を除去し、粉砕した細粒灰を灰ホッパ等に一旦貯留したのち、別置された溶融炉のバーナの熱により溶融する方式である。
【００１２】
溶融室ｍ７　で発生した排ガスｇｍ，ｇｓを利用した高温空気加熱器ｋにより、所要空気を予熱・乾燥しているために熱効率は向上するものの、供給される湿灰ｒは表面からのみ乾燥されて内部までの乾燥が十分ではないために、多大の燃料費を必要とするばかりでなく、高温の溶融排ガスｇｍが器内を貫流するために、高温空気加熱器ｋの高温腐蝕が避けられない。
【００１３】
また、焼却灰ｒ中に含有され熱分解された塩素化合物や、揮発した低沸点重金属類及び、バーナｍ８　の燃焼によって発生した未燃炭素処理のため、排ガスｇｍ及びｇｓは、焼却炉本体に返送する等の対策が必要となる。
【００１４】
さらに、水分が多い常温の焼却灰ｒの予熱・乾燥のために、該焼却灰ｒを予熱室ｍ５　に供給して溶融排ガスｇｍと接触させる方式であり、含有する水分が表面だけ急熱されて水蒸気爆発を起こす虞がある。
【００１５】
【問題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の焼却灰溶融排ガスの処理方法は、ごみ焼却炉から排出される焼却灰を、一旦貯留したのち溶融・スラグ化処理する別置型灰溶融装置において、灰溶融装置から発生する溶融排ガスを、前処理した処理灰を貯留する処理灰貯留装置に逆送して該処理灰の層内を貫流させて、この処理灰を乾燥・予熱することにより減温した減温排ガスを排ガス処理装置に導いて無害化処理することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る焼却灰溶融排ガスの処理方法の概略を示すブロックフロー図であり、図２は処理灰貯留装置と灰溶融装置及びスラグ化装置の概略構造の一例を示す断面図である。
【００１８】
図１及び図２において、焼却炉１１から排出されて吸湿冷却・貯留手段１２で一旦貯留されていた常温焼却灰１３は、破砕手段２１によって細粒化されたのち、金属分離手段２２によって鉄・非鉄２３を分離する前処理を行った処理灰２４となって後述する処理灰貯留装置３に導入される。
【００１９】
この処理灰２４は、供給手段３１によって処理灰貯槽３２内に定量供給され、図示しないレベル制御機構により略定量を貯留された状態で、後述の溶融排ガスの逆流により乾燥・予熱されて昇温焼却灰３４となり、定量供給機能を有する排出手段３３から次工程の灰溶融装置４に連続的に排出される。
【００２０】
灰溶融装置４内に排出された昇温焼却灰３４は、溶融バーナ４１の火炎による１４００℃前後の高温で照射されて、少量ながら残留する有機物は燃焼し、含有するダイオキシン類は熱分解して共に無害なガスになるとともに、主体を成す無機物は次第に溶融してガラス化して前方に傾斜した炉床４２上を順次降下してゆき、該炉床４２終端からスラグ滴４３となってスラグ化装置５に滴下する（図２参照）　。
【００２１】
上述の処理灰２４中に残留する有機物の燃焼と溶融バーナ４１の燃焼により発生した高温の溶融排ガス４４は、前記排出手段３３を経由して処理灰貯槽３２内に逆送され、処理灰貯槽３２内に堆積された処理灰２４の層内を通過することにより、加湿された常温の処理灰２４を乾燥・予熱するとともに溶融排ガス４４中の粉じんや未燃炭素粒等を濾過したのち、水蒸気を含む減温排ガス４５となって排ガス処理手段６１と誘引通風機６２で主体が構成される排ガス処理装置６に吸引される。
【００２２】
スラグ化装置５に滴下したスラグ滴４３は、水または空気による冷却体５１の噴射を受けて急冷または予冷されたのち水封されたスラグ貯槽５３に落下して、粒状または不定形塊状に破砕された破砕スラグＳとなって貯留され、上述のスラグ滴４３の冷却により発生した冷却排ガス５４も、上記溶融排ガス４４と共に処理灰貯留装置３を経由して排ガス処理装置６に吸引される。
【００２３】
排ガス処理装置６は、例えばガス冷却手段を備えたバグフィルタの如き排ガス処理手段６１と、上述の排ガスを吸引する誘引通風機６２とで主体が構成されており、灰溶融装置４で処理灰２４中に残留していた有害ガスを熱分解した溶融排ガス４４は、処理灰貯槽３２を逆送されることにより減温するとともに粉じんを濾過された減温排ガス４５となり、送入された排ガス処理手段６１において残留する有害ガスや粉じん及び低沸点重金属を中和・吸着・濾過して更に浄化されたのち清浄ガス６３として大気中に放出され、排ガス処理手段６１で捕集された捕集灰６４は、供給手段３１の前に返送される。
【００２４】
ここで図２に一例を示す如く、処理灰貯留装置３は、例えばスクリューフィーダの如き定量供給器兼シール機構である供給手段３１を入口側に、例えばセラミック製の多軸ロールフィーダの如く、定量供給機能と気体通過機能を兼ね備えた耐熱材料製の排出手段３３を出口側に配設するとともに、上端に排気ダクト３５を備えた処理灰貯槽３２により主体が構成されている。
【００２５】
また、灰溶融装置４は全体が耐熱材料で構築されており、昇温焼却灰３４とその溶融物が流下するように前方に傾斜した炉床４２の入口側には排出手段３３に連結される供給口４６が、出口側にはスラグ化装置５が配設され、天井部には溶融バーナ４１が設置されている。
【００２６】
さらに、スラグ化装置５は、灰溶融装置４の出口側とスラグ貯槽５３とを結ぶスラグ落下管５５に、スラグ滴４３に冷却体５１を噴射する噴射ノズル５６が配設されている。
【００２７】
次に第２の実施例を図面に基いて説明する。
【００２８】
図３は処理灰貯留装置と灰溶融装置及びスラグ化装置に関する第２の概略構造の一例を示す断面図であり、図２と同様の部品には同一の符号を付し、詳細説明は省略する。
【００２９】
図３において、傾斜した処理灰貯槽３６の上下には例えばロータリーフィーダの如き定量供給器である供給手段３７と排出手段３８とが備えられ、灰溶融装置４の供給口４６に近い喉部４７は溶融装置４内の高温をシールするために絞られており、該喉部４７に向けてフィーダ４８が配設されている。
【００３０】
スラグ落下管５５の上端は、溶融排ガス４４を逆送するために排出手段３８の側部に配設された溶融排ガス導入口３９に繋がる溶融排ガス管４９が取付けられ、下方には冷却排ガス５４を前述した排ガス処理手段６１に流すための冷却排ガス管５７が配設されている。
【００３１】
なお、本実施の形態で説明した供給手段３１、３７及び排出手段３３、３８はあくまでも一例であり、その目的を達するものであればどのような形式でもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の焼却灰溶融排ガスの処理方法によれば、灰溶融装置に供給される多湿で冷却された処理灰を、溶融排ガスを有効利用して事前に乾燥・予熱することにより、灰溶融装置の熱効率を向上させるだけでなく、灰溶融に伴って発生する有害ガスを含んだ高温の溶融排ガスの温度を低下させたのち排ガス処理を行うので、高温腐蝕の可能性が高い高温空気加熱器ｋが必要でなくなることと合わせ、排ガス処理装置の設備費が低減できる。
【００３３】
また、処理灰は層内を貫流する溶融排ガスにより下方から徐々に昇温されるために水分の急熱による水蒸気爆発の危険性がなくなるとともに、灰溶融装置内の温度が安定化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る焼却灰溶融排ガスの処理方法の概略を示すブロックフロー図である。
【図２】処理灰貯留装置と灰溶融装置及びスラグ化装置の概略構造の一例を示す断面図である。
【図３】処理灰貯留装置と灰溶融装置及びスラグ化装置に関する第２の概略構造の一例を示す断面図である。
【図４】従来の別置型灰溶融炉を示す断明図である。
【符号の説明】
３　処理灰貯留装置
４　灰溶融装置
６　排ガス処理装置
２４　処理灰
４４　溶融排ガス
４５　減温排ガス
【図１】
2004085074.tif 000003
【図２】
2004085074.tif 000004
【図３】
2004085074.tif 000005
【図４】
2004085074.tif 000006