(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動炉の近傍に、上部が連通管により流動炉の気相燃焼部に接続された焼結部を設けるとともに、流動炉の後段には集塵機により回収された焼却灰を造粒して粒状骨材とする造粒機を設けておき、この焼結部の上部の連通管に設けた投入口から前記の造粒機により造粒された粒状骨材のみを投入してバーナにより流動炉内の気相燃焼部よりも高温に加熱して焼結させ、焼結済みの粒状骨材は焼結部の下端から単独で取り出すとともに、バーナの燃焼ガスは前記連通管を通じて流動炉の気相燃焼部に側面から供給して、流動炉内のガス攪拌も促進できることを特徴とする粒状骨材の焼結方法。
【請求項２】
二重ダンパを介して連通管内に粒状骨材を連続的に投入する一方、焼結部の底部の二重ダンパを介して焼結済みの粒状骨材を連続的に排出する請求項１記載の粒状骨材の焼結方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動炉を利用した粒状骨材の焼結方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ゴミや下水汚泥等の焼却に流動炉が広く用いられているが、焼却により多量の焼却灰が発生し、その処理法が問題となっている。そこで焼却灰の有効利用を図るために、流動炉の後段に設けられた集塵機で回収された焼却灰を造粒して焼結させ、強度と化学的安定性のある粒状骨材を製造する方法が開発されている。一般に、この粒状骨材の焼結には流動炉の炉内温度よりも高温が必要である。
【０００３】
このため、流動炉とは独立させて高温の骨材焼結炉を設け、粒状骨材の焼結を行うのが普通であるが、骨材焼結炉内を高温に維持するために多くの熱エネルギを必要とし、ランニングコストが高くつくという問題がある。
【０００４】
また、本出願人の特許第２９０９４２１号公報に示されるように、造粒骨材を循環流動炉内に投入して焼結させる方法も開発されている。しかし前記したように、粒状骨材の焼結には流動炉の炉内温度よりも高温が必要であるため、強度の高い粒状骨材を得るためには炉内全体の温度をやや高く設定するか、少なくとも炉底部付近全体の温度をやや高く設定する必要がある。従って一般的な流動炉よりも熱エネルギの消費量がかなり増加することが避けられなかった。また、粒状骨材が流動媒体と混じった状態で取り出されるため、その後の分別に手数を要するという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、熱エネルギの消費量の増加を最小限に抑制しつつ粒状骨材を焼結して強度の高い粒状骨材を得ることができ、粒状骨材と流動媒体との分別が不要であり、しかも流動炉内から排出されるガス性状の良化効果をも有する粒状骨材の焼結方法を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の粒状骨材の焼結方法は、流動炉の近傍に、上部が連通管により流動炉の気相燃焼部に接続された焼結部を設けるとともに、流動炉の後段には集塵機により回収された焼却灰を造粒して粒状骨材とする造粒機を設けておき、この焼結部の上部の連通管に設けた投入口から前記の造粒機により造粒された粒状骨材のみを投入してバーナにより流動炉内の気相燃焼部よりも高温に加熱して焼結させ、焼結済みの粒状骨材は焼結部の下端から単独で取り出すとともに、バーナの燃焼ガスは前記連通管を通じて流動炉の気相燃焼部に側面から供給して、流動炉内のガス攪拌も促進できることを特徴とするものである。なお、二重ダンパを介して連通管内に粒状骨材を連続的に投入する一方、焼結部の底部の二重ダンパを介して焼結済みの粒状骨材を連続的に排出することが好ましい。
【０００７】
本発明によれば、粒状骨材のみを容積の小さい焼結部内に供給してバーナで加熱するため、強度の高い粒状骨材を得ることができ、また粒状骨材と流動媒体との分別が不要である。しかもバーナの燃焼ガスは流動炉の気相燃焼部に供給されるために熱エネルギのロスがなく、気相燃焼部に供給される燃焼ガスによって流動炉内のガス攪拌を促進することができるので、流動炉内から排出されるガス性状を良化させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を示す。
図１は本発明の実施形態を示す図であり、１は例えば流動焼却炉等の流動炉、２は珪砂等の流動媒体であり、分散管３から吹き込まれる流動空気により流動媒体２を流動させ、投入された廃棄物を激しく攪拌しつつ例えば650℃前後の温度で燃焼させる炉であることは従来と同様である。流動媒体２の平均粒径は例えば300 μm 程度である。流動炉１から排出された焼却灰は後段の集塵機４で回収され、造粒機５により５〜15mm程度の粒径の粒状骨材とされる。
【０００９】
この流動炉１の近傍には、直管状の焼結部６が形成されている。この焼結部６は上方の連通管７により流動炉１の気相燃焼部８の側面に接続されている。焼結部６にはバーナ９が設けられており、焼結部６内を1000℃程度の高温に加熱することができるようになっている。
【００１０】
連通管７には、造粒機５により造粒された粒状骨材の投入口１０が設けられている。図示のとおり投入口１０には二重ダンパ１１、１２が設けられており、これらを交互に開閉することによって外気と内部とを遮断しつつ、粒状骨材を一定量ずつ投入することができる。また焼結部６の底部にも二重ダンパ１３、１４が設けられており、これらを交互に開閉することによって焼結済みの粒状骨材を一定量ずつ排出することができる。このため焼結部６内の粒状骨材に量を常に一定に保ちながら、バーナ９により連続焼成を行わせることができる。
【００１１】
本発明では、流動炉１において650℃前後で下水汚泥等を焼却しながらその焼却灰を集塵機４で回収し、造粒機５により５〜15mm程度の粒径の粒状骨材とする。この粒状骨材は投入口１０より一定量ずつ焼結部６内に投入され、バーナ９により1000℃程度の高温に加熱されて強固に焼結される。
【００１２】
焼結部６の容積は流動炉１の容積に比較して非常に小さいので、焼結部６のみを高温に維持するための熱エネルギは比較的少なくてよい。しかもバーナ９の高温の燃焼ガスは連通管７を通じて流動炉１の気相燃焼部８に供給されるため、バーナ９で発生させた熱エネルギが無駄になることはない。また、流動炉１の気相燃焼部８にバーナ９の燃焼ガスを吹き込むことによって流動炉１内のガス攪拌が促進され、従来の流動炉よりも流動炉１の排ガス中のＣＯ濃度を減少させることができる効果がある。この点については実施例のデータにより詳しく示す。
【００１３】
このようにして焼結された粒状骨材は、焼結部６の底部の二重ダンパ１３、１４を交互に開閉することによって一定量ずつ排出される。これと同時に投入口１０より未焼結の粒状骨材を同量焼結部６内に投入すれば、焼結部６内の粒状骨材の量を常に一定に保つことができ、安定した焼結を行わせることができる。
【００１４】
従来のように粒状骨材を流動炉１内に投入して焼結させた場合には、流動媒体２と粒状骨材とが混じった状態で取り出されるため、両者を分離する必要があるが、本発明では焼結部６から焼結済みの粒状骨材を単独で取り出すことができるので、分離の必要はない。この粒状骨材は実施例のデータに示すように強度に優れ、また重金属の溶出のおそれもないものであるから、道路舗装材や建材等の用途に活用することができるものである。
【００１５】
【実施例】
表１に、本発明により粒状骨材を焼結した実施例及び比較例を示す。実施例１は連通管を流動炉の気相燃焼部の中段に接続した例であり、実施例２は連通管を流動炉の気相燃焼部の上部に接続した例である。また、比較例１は連通管を流動炉の砂層部に接続した例である。このほか、焼結部を持たない流動炉のデータを参考例として示す。なお、強度の欄の数値は１個の粒状骨材を圧壊するに要する力を示すものである。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
上記のように、本発明の実施例によれば、強度の大きい焼結粒状骨材を得ることができ、また炉出口排ガス中に含まれるＣＯ濃度を減少させることができる。これに対して比較例では、炉出口排ガス中に含まれるＣＯ濃度がやや高い。
【００１８】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、本発明の粒状骨材の焼結方法によれば、熱エネルギの消費量の増加を最小限に抑制しつつ強度の高い粒状骨材を得ることができる。得られた粒状骨材は重金属の溶出がほとんどなく、種種の用途に安全に用いることができる。また、焼結された粒状骨材を単独で取り出せるので流動媒体との分別が不要である。しかも本発明によれば、焼結部のバーナの燃焼ガスを流動炉の気相燃焼部に供給して流動炉内のガス攪拌を促進することにより、流動炉内から排出されるガス性状を良化させることもできる等，多くの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１  流動炉、２  流動媒体、３  分散管、４  集塵機、５  造粒機、６  焼結部、７  連通管、８  気相燃焼部、９  バーナ、１０  粒状骨材の投入口、１１、１２  二重ダンパ、１３、１４  二重ダンパ
【図１】
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