(57)【要約】【課題】  ダイオキシン類の除去効率を高く維持し、ダイオキシン類の処理にかかる運転効率の向上を図る。【解決手段】  溶融飛灰を加熱する加熱装置２と、前記加熱装置で加熱された溶融飛灰を冷却後破砕する破砕装置３と、前記破砕装置３による溶融飛灰の破砕状況から溶融飛灰の溶融性を判別する判別機構４とを設け、前記判別機構４の判別結果に基づき、溶融容易な溶融飛灰と溶融困難な溶融飛灰とを分別する分別装置５を設けた。【選択図】        図１
2005270901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融飛灰を処理して、その溶融飛灰中に含まれるダイオキシン類を分解除去する分解工程を行う溶融飛灰処理方法であって、
前記分解工程の前に、溶融飛灰の溶融性を判別する溶融性確認工程を行い、
溶融容易な溶融飛灰と、溶融困難な溶融飛灰とを分別する分別工程を行う溶融飛灰処理方法。
【請求項２】
溶融容易と判断された前記溶融飛灰を、ダイオキシン類を分解する分解剤を添加してダイオキシンを除去する薬品処理を行う分解工程に供し、
溶融困難と判断された前記溶融飛灰を、ダイオキシン類を加熱処理により分解除去する分解工程に供する請求項１記載の溶融飛灰処理方法。
【請求項３】
溶融飛灰を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置で加熱された溶融飛灰を冷却後破砕する破砕装置と、
前記破砕装置による溶融飛灰の破砕状況から溶融飛灰の溶融性を判別する判別機構とを設け、
前記判別機構の判別結果に基づき、溶融容易な溶融飛灰と溶融困難な溶融飛灰とを分別する分別装置を設けた
溶融飛灰処理装置。
【請求項４】
溶融飛灰を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置で加熱された溶融飛灰の溶融状況を観察する画像処理装置と、
前記画像処理装置による溶融飛灰の溶融状況から溶融飛灰の溶融性を判別する判別機構とを設け、
前記判別機構の判別結果に基づき、溶融容易な溶融飛灰と溶融困難な溶融飛灰とを分別する分別装置とを設けた
溶融飛灰処理装置。
【請求項５】
ダイオキシン類を分解する分解剤を添加して、溶融容易な溶融飛灰からダイオキシンを除去する薬品処理装置を備えた請求項３または４に記載の溶融飛灰処理装置。
【請求項６】
溶融困難な溶融飛灰を加熱して、ダイオキシン類を分解する加熱分解装置を備えた請求項３または４に記載の溶融飛灰処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融飛灰を処理して、その溶融飛灰中に含まれるダイオキシン類を分解除去する分解工程を行う溶融飛灰処理方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来焼却飛灰や溶融飛灰にはダイオキシン類が数ｐｐｂ程度含まれていることが知られており、このようなダイオキシン類は毒性が強く、環境を害するものとして溶融飛灰中から除去されることが望まれている。
しかしダイオキシン類は、容易には分解されないことが知られており、種々の処理方法が検討されている。
【０００３】
このような処理方法としては、ダイオキシン類を高温に加熱することにより分解する加熱処理、ダイオキシン類を分解する分解剤を添加してダイオキシンを除去する薬品処理（特許文献１参照）が知られており、焼却飛灰や溶融飛灰をいずれかの方法で処理する技術が実用化されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４５８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
飛灰を加熱処理する場合には、４００℃〜５００℃の高温で処理するために、ダイオキシン類を９９．５％以上分解除去できるという利点があるものの、加熱するためのエネルギーコストが嵩む。また、飛灰の性状によっては、飛灰そのものが溶融してしまい、飛灰が搬送経路中で冷却されて付着凝固し、その搬送経路を閉塞してしまう虞がある。そのために、保守点検を必要以上に十分行わねばならないなど運転効率上の問題があり、飛灰が溶融しない低温での処理が望まれている。
【０００６】
そこで、前記薬品処理が適用されるのであるが、薬品処理によると、１００℃〜１５０℃の低温でもダイオキシン類を除去できるという利点があるものの、そのダイオキシン類の除去率は、焼却飛灰の処理を行う場合にも８５％程度にとどまることが知られている。
【０００７】
そのため、ダイオキシン類の除去効率の向上と、ダイオキシン類の処理にかかる運転効率の向上とを両立することは困難であった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ダイオキシン類の除去効率を高く維持し、ダイオキシン類の処理にかかる運転効率の向上を図る点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的のため本発明の溶融飛灰処理方法の特徴手段は、溶融飛灰を処理して、その溶融飛灰中に含まれるダイオキシン類を分解除去する分解工程を行う溶融飛灰処理方法であって、前記分解工程の前に、溶融飛灰の溶融性を判別する溶融性確認工程を行い、溶融容易な溶融飛灰と、溶融困難な溶融飛灰とを分別する分別工程を行う点にある。
【００１０】
つまり、溶融性確認工程を行うことによって、前記溶融飛灰の溶融温度を知ることができる。溶融温度は厳密に知る必要はないが、少なくとも大まかな溶融温度を知ることによって、溶融容易か、溶融困難かを知ることができる。これにより、前記溶融飛灰を加熱処理して、ダイオキシン類を分解除去する分解工程を行った場合に、その分解工程が良好に行われるかどうかを予測することができる。この予測に基づき、分別工程を行えば、分別された溶融飛灰ごとに適した分解工程を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の溶融飛灰処理方法の第２の特徴手段は、溶融容易と判断された前記溶融飛灰を、ダイオキシン類を分解する分解剤を添加してダイオキシンを除去する薬品処理を行う分解工程に供し、溶融困難と判断された前記溶融飛灰を、ダイオキシン類を加熱処理により分解除去する分解工程に供する点にある。
【００１２】
従って、溶融飛灰の溶融性に応じて分解処理工程として薬品処理と、加熱処理とを使い分けることができるので、可能な限り加熱処理による高いダイオキシン類の分解除去効率を達成し、加熱処理によると保守点検等による運転効率の低下が予測される場合には、薬品処理により運転効率を高くすることができる。
【００１３】
本発明の溶融飛灰処理装置の特徴構成は、溶融飛灰を加熱する加熱装置と、前記加熱装置で加熱された溶融飛灰を冷却後破砕する破砕装置と、前記破砕装置による溶融飛灰の破砕状況から溶融飛灰の溶融性を判別する判別機構とを設け、前記判別機構の判別結果に基づき、溶融容易な溶融飛灰と溶融困難な溶融飛灰とを分別する分別装置を設けた点にある。
【００１４】
つまり、加熱装置により溶融飛灰を加熱すると、前記溶融飛灰が、その加熱装置の加熱条件に応じた加熱状態になる。このとき、たとえば、ダイオキシン類の加熱処理温度に近い温度にまで前記溶融飛灰が加熱されると、前記溶融飛灰が加熱処理温度において溶融容易なものである場合、溶融飛灰の溶融が観測され、溶融困難なものである場合、加熱による溶融飛灰の粒子形状は変化しない。
【００１５】
前記溶融飛灰が前記加熱装置によって溶融させられると、破砕装置による破砕を行う前に冷却固化して一体化する際に大きな粒径のものになるので、前記破砕装置に溶融飛灰が供された場合に、前記破砕装置における溶融飛灰破砕処理の負荷が大きくなる。
一方、前記溶融飛灰が溶融せず、粒子形状が変化していない場合、前記破砕装置による破砕を行っても、前記溶融飛灰の粒径は大きくなっていないから、前記破砕装置に溶融飛灰が供された場合に、前記破砕装置における溶融飛灰破砕処理の負荷は小さいままである。また、破砕負荷のみならず、破砕される溶融飛灰の性状等の破砕状況は前記溶融飛灰の溶融性により大きく異なってくる。
【００１６】
そのため、前記破砕装置による溶融飛灰破砕負荷等の破砕状況から前記溶融飛灰の溶融性を前記判別機構によって判断することができ、その溶融性に応じて前記分別装置が溶融飛灰を分別する。分別された溶融飛灰を、それぞれ、その溶融性に応じた分解工程に供することにより、可能な限り加熱処理による高いダイオキシン類の分解除去効率を達成することができ、加熱処理によると保守点検等による運転効率の低下が予測される場合にも、薬品処理により運転効率を高くすることができる。
【００１７】
本発明の溶融飛灰処理装置の異なる形態としての特徴構成は、溶融飛灰を加熱する加熱装置と、前記加熱装置で加熱された溶融飛灰の溶融状況を観察する画像処理装置と、前記画像処理装置による溶融飛灰の溶融状況から溶融飛灰の溶融性を判別する判別機構とを設け、前記判別機構の判別結果に基づき、溶融容易な溶融飛灰と溶融困難な溶融飛灰とを分別する分別装置とを設けた点にある。
【００１８】
先の溶融飛灰処理装置によると、破砕装置により溶融飛灰の溶融性を判別したが、溶融飛灰の溶融状況を画像処理して、その流動性等を知ることによっても、溶融飛灰の溶融性を判別することができる。前記分別装置により、前記溶融飛灰を溶融性に従って分別すると、先と同様に高いダイオキシン類の分解除去効率と、高い運転効率とを両立させやすくなる。
【００１９】
また、本発明の溶融飛灰処理装置の特徴構成は、ダイオキシン類を分解する分解剤を添加して、溶融容易な溶融飛灰からダイオキシンを除去する薬品処理装置を備える点にあり、溶融困難な溶融飛灰を加熱して、ダイオキシン類を分解する加熱分解装置を備えてもよい。
【００２０】
つまり、分別された溶融飛灰を、それぞれ、その溶融性に応じた分解工程に供することにより、可能な限り加熱処理による高いダイオキシン類の分解除去効率を達成することができ、加熱処理によると保守点検等による運転効率の低下が予測される場合にも、薬品処理により運転効率を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１に示すように、この発明の溶融飛灰処理装置は、焼却設備等に設けられる飛灰溶融炉において発生する溶融飛灰を、バグフィルタにより捕捉回収した溶融飛灰を被処理物とし、基本的な構成として、被処理物としての溶融飛灰を貯留するための貯留槽１を備え、前記貯留槽１からの溶融飛灰を溶融飛灰を加熱する加熱装置２と、前記加熱装置で加熱された溶融飛灰を冷却後破砕する破砕装置３と、前記破砕装置による溶融飛灰の破砕状況から溶融飛灰の溶融性を判別する判別機構４とを設け、前記判別機構の判別結果に基づき、溶融容易な溶融飛灰と溶融困難な溶融飛灰とを分別する分別装置５を設けてある。また、ダイオキシン類を分解する分解剤を添加して、溶融容易な溶融飛灰からダイオキシンを除去する薬品処理装置６を備え、溶融困難な溶融飛灰を加熱して、ダイオキシン類を分解する加熱分解装置７を備える。
【００２３】
前記貯留槽１は、溶融飛灰を定量切出して前記加熱装置２へ移送する。加熱装置２では、前記溶融飛灰を４００℃に加熱して、破砕装置３に搬送する。破砕装置３に搬送された溶融飛灰は搬送過程で冷却され、塊状となっている。破砕装置３において、前記塊状の溶融飛灰は粒状に破砕される。
【００２４】
ここで、前記搬送過程で冷却された溶融飛灰は、一旦溶融されたものは、大きな塊状となり破砕するのに大きな負荷が必要になり、そうでないものは、破砕するのに小さな負荷で十分となる。そこで、前記破砕装置３には、例えばモータの負荷電流、トルクを計測する装置等、破砕に要する負荷の大小を測定する計測装置３１を設けるとともに、前記判別機構では、その計測装置３１による測定負荷を基に前記溶融飛灰の溶融性を判断する（溶融性確認工程）。
【００２５】
前記分別装置５は、前記破砕装置３を経由した溶融飛灰を受け入れる投入部５１を備えるとともに、低融点溶融飛灰排出部５２と高融点溶融飛灰排出部５３とを備え、溶融飛灰を低融点溶融飛灰排出部５２と高融点溶融飛灰排出部５３とのいずれに誘導するかを切り替える切替部５４を備え、前記切替部５４が、前記判別機構４により切替制御される構成としてある。
【００２６】
前記高融点溶融飛灰排出部５３には加熱分解装置７を接続してあり、誘導された溶融飛灰をその加熱分解装置７に導入する。また、前記低融点溶融飛灰排出部５２には薬品処理装置６を接続してあり、誘導された溶融飛灰を導入する（分別工程）。
【００２７】
＜加熱分解装置＞
前記加熱分解装置７は、加熱キルン７１、冷却キルン７２を順に備えるとともに、冷却キルン７２から排出された溶融飛灰を一旦貯留した後、重金属等をキレート剤等の処理剤で除去して排出する混練機７４を備える。
【００２８】
前記加熱キルン７１では、供給される溶融飛灰を４００℃〜５００℃に加熱して、高熱により溶融飛灰中に含まれるダイオキシン類を分解除去する（加熱処理による分解工程）。加熱キルン７１を通過した溶融飛灰は、即座に冷却キルン７２に投入され、１００℃〜１２０℃に急冷させられ、ダイオキシン類の再合成が抑制させられるようにしてある。冷却させられた溶融飛灰は、一旦貯留部７３で貯留される。貯留部７３の溶融飛灰は、所定量ごとに混練機７４に搬送され、溶融飛灰に処理材貯留槽７５から供給される処理材を混練して、排出される溶融飛灰中に含まれる重金属を低減させられる構成としてある。
【００２９】
＜薬品処理装置＞
前記薬品処理装置６は、溶融飛灰に混練されるべき分解剤を貯留するための分解剤貯留槽６１と、分解剤とともに用いられる促進剤を貯留するための促進剤貯留槽６２と、これらを混練する混練部６３を備える。
【００３０】
前記分解剤貯留槽６１は、飛灰中に含まれるダイオキシン類を分解するために添加する分解剤を貯留し、順次混練部６３に搬送自在に構成してある。つぎに、前記促進剤貯留槽６２は、飛灰中に含まれるダイオキシン類を分解するために添加する分解剤の反応性を高めるために添加する促進剤を貯留し、順次混練部６３に搬送自在に構成してある。これにより溶融飛灰に含まれるダイオキシン類が分解させられる（薬品処理による分解工程）。
【００３１】
前記分解剤および促進剤としては、たとえば、金属酸化物を主成分とする微粒子をオイルコーティングしてある分解剤と、アルカリ金属化合物の水溶液，過酸化水素水，洗剤水，１価もしくは多価アルコールの水溶液または有機キレート剤の水溶液を主成分とする促進剤とからなるものが好適に用いられる。
【００３２】
前記混練部６３は、移送投入された溶融飛灰と分解剤と促進剤とを混練するものとして構成されている。そして、前記混練部６３は、飛灰と分解剤と促進剤を混練するロータリーキルンから構成してあり、混練工程が行われ、前記混練部６３内を加熱するための加熱部６４を備えて混練工程に引き続き加熱工程を行う。この加熱部６４としては、バーナが有効に用いられる。
【００３３】
前記バーナは、前記ロータリーキルンの出口端側において、前記ロータリーキルンの外周面側から火炎で加熱する構成となっており、前記ロータリーキルン内で混練物が混練されると速やかに昇温させられるよう、前記ロータリーキルンにおける前記溶融飛灰と分解剤との合流位置よりもやや下流から前記ロータリーキルンの出口端にわたる広範囲での加熱を可能とする。
【００３４】
前記ロータリーキルンには、内部の混練物を観察するＩＴＶ６５を設けてあり、前記ＩＴＶ６５の撮像から前記混練物の温度を判別し、この温度判別結果に基づき、前記バーナを燃焼させる燃焼制御機構６６を設けて構成してある。前記燃焼制御機構６６により前記混練物の温度が１２０〜１５０℃に維持されるよう前記バーナが燃焼制御される。
【００３５】
また、溶融飛灰中の水分量を調節して前記分解剤の反応性を維持するための水を前記混合部に供給するための水添加部６７を、さらに設けてあっても良い。
【実施例２】
【００３６】
図２に示すように、この発明の溶融飛灰処理装置は、焼却設備等に設けられる飛灰溶融炉において発生する溶融飛灰を、バグフィルタにより捕捉回収した溶融飛灰を被処理物とし、基本的な構成として、被処理物としての溶融飛灰を貯留するための貯留槽１を備える。また、前記貯留槽１からの溶融飛灰を溶融飛灰を加熱する加熱装置２を備え、前記加熱装置で加熱された溶融飛灰を冷却後破砕する破砕装置３と、前記加熱装置で加熱された溶融飛灰の溶融状況を観察する画像処理装置８と、前記画像処理装置８による溶融飛灰の溶融状況から溶融飛灰の溶融性を判別する判別機構４とを設けてある。また、前記判別機構４の判別結果に基づき、溶融容易な溶融飛灰と溶融困難な溶融飛灰とを分別する分別装置５を設けてある。また、ダイオキシン類を分解する分解剤を添加して、溶融容易な溶融飛灰からダイオキシンを除去する薬品処理装置６を備え、溶融困難な溶融飛灰を加熱して、ダイオキシン類を分解する加熱分解装置７を備える。
【００３７】
前記貯留槽１は、溶融飛灰を定量吐出して前記加熱装置２へ移送する。加熱装置２では、前記溶融飛灰を４００℃に加熱する。前記画像処理装置８は、加熱装置２で加熱される溶融飛灰をＩＴＶ８１等で捉え、その撮像を放射温度計等からの溶融飛灰温度情報やその流動性等を加味して解析装置８２により解析する。その解析結果に基づき前記判別機構４は前記溶融飛灰の溶融性を判断する。尚、前記破砕装置３は、加熱装置２により加熱された際に塊状となった溶融飛灰を粒状に破砕し、後続のダイオキシン類の分解除去を容易に行えるようにする。
【００３８】
後続の分別装置５以下の構成は、前述の実施例１と同様であるので説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
焼却炉、溶融炉等から発生する溶融飛灰を効率よく処理して、溶融飛灰とともに排出されるダイオキシン類の量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の溶融飛灰処理装置の概略図
【図２】薬品処理装置の概略図
【図３】加熱分解装置の概略図
【図４】本発明の異なる溶融飛灰処理装置の概略図
【符号の説明】
【００４１】
２  加熱装置
３  破砕装置
４  判別機構
５  分別装置
【図１】
2005270901.tif 000003
【図２】
2005270901.tif 000004
【図３】
2005270901.tif 000005
【図４】
2005270901.tif 000006