(57)【要約】【課題】溶融炉内を極めて高温にすることなくアスベスト廃棄物を完全溶融でき、且つ性状不安定なアスベスト廃棄物であっても安定した運転を可能とし、さらにはアスベストの外部への飛散、排出を防止して安全性を確保することができるアスベスト廃棄物の溶融処理方法及び設備を提供する。【解決手段】溶融炉１にてアスベスト廃棄物５１と灰５０を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理方法であって、溶融炉１内の溶融スラグ層表面に灰を主体とする未溶融層１０が形成され、該未溶融層上にアスベスト廃棄物５１が落下するように該アスベスト廃棄物を投入し、炉内に適宜投入される灰とともに該アスベスト廃棄物を溶融処理する構成とし、好適には溶融炉１内に灰５０を投入して炉内温度を上昇させ、スラグ温度計により検出されたスラグ温度が規定温度以上となった後にアスベスト廃棄物５１を投入し、アスベスト廃棄物５１を灰５０とともに溶融処理するようにした。【選択図】図３
2007307548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理方法であって、
前記溶融炉内の溶融スラグ層表面に灰を主体とする未溶融層が形成され、該未溶融層上にアスベスト廃棄物が落下するように該アスベスト廃棄物を投入し、炉内に適宜投入される灰とともに該アスベスト廃棄物を溶融処理することを特徴とするアスベスト廃棄物の溶融処理方法。
【請求項２】
溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理方法であって、
前記アスベスト廃棄物の塩基度に基づいて、前記灰の混合率を調整することを特徴とするアスベスト廃棄物の溶融処理方法。
【請求項３】
前記灰の混合率は、前記アスベスト廃棄物と前記灰の混合物総重量の４０〜９９％であることを特徴とする請求項２記載のアスベスト廃棄物の溶融処理方法。
【請求項４】
溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理方法であって、
前記溶融炉内にて溶融処理されるアスベスト廃棄物と灰の混合物の塩基度若しくは混合率のうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記溶融炉における溶融処理量若しくは溶融温度を制御するようにしたことを特徴とするアスベスト廃棄物の溶融処理方法。
【請求項５】
溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理方法であって、
前記溶融炉内に灰を投入して炉内温度を上昇させる昇温工程と、前記溶融炉内のスラグ温度が規定温度以上となった後にアスベスト廃棄物を投入する工程と、前記溶融炉内に適宜投入される灰とともに前記アスベスト廃棄物を溶融処理する工程と、を備えたことを特徴とするアスベスト廃棄物の溶融処理方法。
【請求項６】
前記アスベスト廃棄物は、前記灰とは別の投入ラインより前記溶融炉内に投入されることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のアスベスト廃棄物の溶融処理方法。
【請求項７】
前記アスベスト廃棄物は、飛散防止処理からなる前処理が施された後に前記灰と混合され、該灰とアスベスト廃棄物の混合物が前記溶融炉内に投入されることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のアスベスト廃棄物の溶融処理方法。
【請求項８】
溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理設備であって、
前記溶融炉は、前記灰を投入する灰投入手段と、前記溶融炉内の溶融スラグ層表面に灰を主体とする未溶融層が形成され、該未溶融層上に落下するように前記アスベスト廃棄物を投入するアスベスト廃棄物投入手段とを備えたことを特徴とするアスベスト廃棄物の溶融処理設備。
【請求項９】
溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理設備であって、
前記溶融炉内に灰を投入する灰投入手段と、該溶融炉内のスラグ温度を検出する温度検出手段と、該検出されたスラグ温度が規定温度以上である場合に、溶融スラグ層表面に形成された灰を主体とする未溶融層上からアスベスト廃棄物を投入するアスベスト廃棄物投入手段とを備えたことを特徴とするアスベスト廃棄物の溶融処理設備。
【請求項１０】
溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理設備であって、
前記溶融炉は、前記アスベスト廃棄物の塩基度を測定する塩基度測定手段を備えるとともに、前記塩基度測定手段にて測定された塩基度に基づいて、灰投入量を制御しながら該灰を炉内に投入する灰投入手段と、アスベスト廃棄物投入量を制御しながら該アスベスト廃棄物を炉内に投入するアスベスト廃棄物投入手段とを備え、
前記アスベスト廃棄物の塩基度に基づいて、溶融処理されるアスベスト廃棄物と灰の混合率を調整するようにしたことを特徴とするアスベスト廃棄物の溶融処理設備。
【請求項１１】
溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理設備であって、
前記溶融炉は、前記アスベスト廃棄物と前記灰の混合物の塩基度若しくは混合率のうち少なくとも何れか一方に基づいて、灰投入量を制御しながら該灰を炉内に投入する灰投入手段と、アスベスト廃棄物投入量を制御しながら該アスベスト廃棄物を炉内に投入するアスベスト廃棄物投入手段とを備え、
前記混合物の塩基度若しくは混合率のうち少なくとも何れか一方に基づいて溶融処理速度を調整するようにしたことを特徴とするアスベスト廃棄物の溶融処理設備。
【請求項１２】
溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理設備であって、
前記溶融炉は、炉内のスラグ温度を検出する温度検出手段と、前記アスベスト廃棄物と前記灰の混合物の塩基度若しくは混合率のうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記スラグ温度を制御する温度制御手段と、を備え、
前記混合物の塩基度若しくは混合率のうち少なくとも何れか一方に基づいて溶融温度を調整するようにしたことを特徴とするアスベスト廃棄物の溶融処理設備。
【請求項１３】
前記溶融炉の炉壁に溶融スラグの出滓口が設けられ、
前記灰投入手段が前記出滓口に対向する側の炉壁に設けられるとともに、該灰投入手段から炉壁に沿って±９０°以内の位置に前記アスベスト廃棄物投入手段が設けられたことを特徴とする請求項８乃至１２の何れかに記載のアスベスト廃棄物の溶融処理設備。
【請求項１４】
前記アスベスト廃棄物投入手段は、前記アスベスト廃棄物を受け入れるホッパ部と、該ホッパ部の下方に連結され水平方向に炉内まで延設された押し込み通路と、該押し込み通路内に設置されアスベスト廃棄物を炉内に押送するプッシャと、を備え、前記ホッパ部が上下一対の２重ダンパを有することを特徴とする請求項８乃至１３の何れかに記載のアスベスト廃棄物の溶融処理設備。
【請求項１５】
前記プッシャは、最も炉内側に移動したときに該プッシャの先端が炉壁位置より所定間隔だけ存した炉外側に位置するようにしたことを特徴とする請求項１４記載のアスベスト廃棄物の溶融処理設備。
【請求項１６】
前記ホッパ部は投入経路の途中から複数経路に分岐され、分岐位置には投入されたアスベスト廃棄物を夫々の経路に振り分ける振分手段が設けらていることを特徴とする請求項１４記載のアスベスト廃棄物の溶融処理設備。
【請求項１７】
前記アスベスト廃棄物投入手段が不活性ガスで充填されていることを特徴とする請求項１４記載のアスベスト廃棄物の溶融処理設備。
【請求項１８】
前記灰投入手段と前記アスベスト廃棄物投入手段が同一であり、
前記アスベスト廃棄物に飛散防止処理を施す前処理手段を備え、該飛散防止処理後のアスベスト廃棄物を前記灰とともに前記投入手段より前記溶融炉内に投入する構成としたことを特徴とする請求項８乃至１２の何れかに記載のアスベスト廃棄物の溶融処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスベスト廃棄物を安全に且つ完全に溶融処理することができるアスベスト廃棄物の溶融処理方法及び設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
アスベスト（石綿）は天然の繊維性鉱物で、耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性などの優れた特性を有しており、従来は建築物の保護材や種々の保温材などとして広範囲で使用されていたが、現在は発ガン性等の人体の健康に対する影響が指摘され、アスベストの使用、生産は規制されている。そこで、近年は大量に使用されてきたアスベスト材の廃棄処理が問題となっている。
アスベストは非常に微細な繊維であり、飛散したアスベストの粉塵を人が吸引すると疾病を引き起こす惧れがあるため、現在アスベスト廃棄物は特別管理産業廃棄物に指定され、アスベスト廃棄物の処理に際しては、所要の措置を講じる必要がある。また、過去に一般廃棄物、通常の産業廃棄物として埋め立てられたアスベスト廃棄物も存在し、これについても無害化処理することが望まれている。
【０００３】
従来の代表的なアスベスト廃棄物の処理方法としては、特別管理産業廃棄物としてセメント固化若しくは密閉梱包した後に最終処分場に埋め立てる方法、溶融或いは焼成により分解無害化する方法が挙げられる。最終処分場に埋め立てる場合には埋立地の枯渇化、管理体制による費用増大等の問題から埋立処理には限界がある。一方、溶融或いは焼成による中間処理を行い、分解無害化されたアスベスト廃棄物は、通常の産業廃棄物として取り扱うことができるようになる。
【０００４】
一般的に溶融処理は、アスベスト廃棄物を１５００℃以上の炉内で溶融した後固化するもので、これによりセメント固化する場合に比べて極めて容積を小さくすることができる。溶融処理の一つとして、特許文献１（特開平４−１８０８７９号公報）では、アスベスト廃棄物と、ケイ酸カルシウム廃材を混合し溶融する方法が開示されている。しかし、ケイ酸カルシウム廃材は配管用保温材や建築物の壁材等から回収されるが、アスベスト廃棄物に比べて回収量が少なく、大量のアスベストを処理することはできない。また、特許文献１には、溶融炉のアスベスト廃棄物投入口にシャッタを設けているが、この機構では密閉性が不十分でありアスベストの飛散を確実に防止することは困難である。さらにまた、溶融後や排ガス処理系におけるアスベストの飛散に対する対策がなされていない。
【０００５】
特許文献２（特開平７−１７１５３６号公報）には、密閉型電気溶融炉にてアスベスト廃棄物を溶融する装置が開示されている。この装置は、アスベスト廃棄物を投入する投入シュートを炉内のスラグ湯面まで延設して、アスベストの飛散を防止する構成となっている。また、溶融炉排ガスから煤塵を捕集する集塵装置を備えた構成となっている。
特許文献３（特開平８−６１６４３号公報）には、アスベスト等の繊維系廃棄物を溶融する方法が開示されている。これは電気抵抗炉で廃棄物を溶融する方法であり、投入ホッパにて廃棄物を破砕し、電極近傍に廃棄物が層厚に堆積するように投入する構成となっている。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１８０８７９号公報
【特許文献２】特開平７−１７１５３６号公報
【特許文献３】特開平８−６１６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、アスベスト廃棄物を溶融処理する方法は各種提案されているが、上記したように特許文献１の方法においては、ケイ酸カルシウム廃材はアスベスト廃棄物に比べて回収量が少なく、大量のアスベストを処理することはできず、またアスベスト廃棄物の飛散を防止する対策が何らなされていない。
特許文献２及び３は、アスベスト廃棄物のみを溶融処理する構成であるが、アスベストは溶流点が高いため炉内温度を高く維持する必要があり、溶融炉の耐久性が低下し、また未溶融のアスベストが排出される惧れがある。さらに、アスベスト廃棄物には可燃物、金属類、大径物などが含まれ性状が不安定であるため、アスベスト廃棄物のみを処理する場合には運転条件が大きく変動し、安定した運転が困難であるという問題もある。
【０００８】
さらにまた、溶融炉の運転に際して重要な因子となる溶流点の問題として、以下の問題がある。一般に、被処理物の溶流点（又は溶融点）はその塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）に依存する。例えば、図１５に示されるように、主灰の溶流点は塩基度が高いほど上昇し、また低すぎても上昇することがわかっている。ここで図１６にアスベストの成分表と、スレート材等のアスベスト廃棄物の成分表を示す。同図に示されるように、アスベスト廃棄物はクリソタイル等の複数の物質からなり酸性から塩基性まで幅広く存在する。従って溶流点も一定ではないため溶融処理の安定運転が容易ではないという問題があった。
【０００９】
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、溶融炉内を大幅に高温にすることなくアスベスト廃棄物を完全溶融でき、且つ性状不安定なアスベスト廃棄物であっても安定した運転を可能とし、さらにはアスベストの外部への飛散、排出を防止して安全性を確保することができるアスベスト廃棄物の溶融処理方法及び設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理方法であって、
前記溶融炉内の溶融スラグ層表面に灰を主体とする未溶融層が形成され、該未溶融層上にアスベスト廃棄物が落下するように該アスベスト廃棄物を投入し、炉内に適宜投入される灰とともに該アスベスト廃棄物を溶融処理することを特徴とする。
本実施例のごとく、アスベスト廃棄物を灰とともに溶融処理することにより、被溶融物の溶流点が低下し、アスベスト廃棄物を単独で溶融処理する場合に比べて低い温度で完全溶融することができる。また、灰の性状は安定しているため、これと混合して溶融することにより運転の安定化が図れる。
【００１１】
アスベストの無機主成分は、図１６に示したようにＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３などであり、アスベスト廃棄物の塩基度は一定ではなくバラつきがある。従ってアスベスト廃棄物を単独で処理する場合にはガラスカレットなどの塩基度調整剤を添加して塩基度を一定に調整する必要がある。これに対して、灰の成分はアスベストの成分と似ているがその塩基度は比較的一定であり、よってアスベスト廃棄物を灰と混合処理することにより塩基度が偏って溶流点が変動したり、粘性が上昇することはない。また、一般に灰の溶流点はアスベスト廃棄物より低いため、灰と混合することでアスベスト廃棄物を低い温度で完全溶融することができる。
このように本発明によれば、ガラスカレット等の塩基度調整剤を供給することなく、廃棄物である灰とアスベスト廃棄物を同時に処理できるという効果を有する。尚、アスベストの多くはクリソタイル（３ＭｇＯ・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）であり、溶融炉にて加熱すると約７００℃で脱水、変態し、約９００℃で無害なフォレストライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）になることが知られている。従って、アスベストは加熱されることにより脱水・変態、或いは分解により無害化される。また一般的に溶融処理においては、アスベストは加熱によりガラス化又はアスベスト以外の結晶構造を有する物質に変質されて無害化される。
また本発明では、灰の未溶融層上にアスベスト廃棄物を投入する構成とすることにより、アスベスト廃棄物の投入状況、溶融状態を容易に把握することができ、円滑な溶融炉の運転が可能となる。
【００１２】
また、溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理方法であって、
前記アスベスト廃棄物の塩基度に基づいて、前記灰の混合率を調整することを特徴とする。
このとき、前記灰の混合率は、前記アスベスト廃棄物と前記灰の混合物総重量の４０〜９９％であることが好ましい。また、アスベスト廃棄物と灰の塩基度が、０．７〜１．５となるように混合率を設定することが好ましい。
【００１３】
このように、アスベスト廃棄物の塩基度を測定し、低い溶流点を示す塩基度となるように混合率を調整することにより、溶融炉の溶融温度を低く設定することができるとともに、一定温度で安定して溶融処理を行うことが可能となる。
尚、灰の塩基度には大きな変動は少ないが、混合率を設定する際に灰の塩基度も測定し、この灰の塩基度を目安に混合率を好適な値に設定することが好ましい。
【００１４】
また、溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理方法であって、
前記溶融炉内にて溶融処理されるアスベスト廃棄物と灰の混合物の塩基度若しくは混合率のうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記溶融炉における溶融処理量若しくは溶融温度を制御するようにしたことを特徴とする。
本発明者らの実験により、アスベスト廃棄物と灰の混合物の塩基度及び混合率は、夫々が溶融処理速度に関係することがわかった。従って、混合物の塩基度若しくは混合率の少なくとも何れか一方に基づいて、溶融処理量を制御することにより未溶融のアスベスト廃棄物が排出されることなく、且つ効率的な運転が可能となるものである。さらに、この混合物の塩基度及び混合率は、上記したように溶流点を決定する要素である。従って、これらに基づいて溶融温度を制御することにより、上記と同様に未溶融物の排出を防ぎ効率的な運転が可能となる。
【００１５】
また、溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理方法であって、
前記溶融炉内に灰を投入して炉内温度を上昇させる昇温工程と、前記溶融炉内のスラグ温度が規定温度以上となった後にアスベスト廃棄物を投入する工程と、前記溶融炉内に適宜投入される灰とともに前記アスベスト廃棄物を溶融処理する工程と、を備えたことを特徴とする。
このように、溶融炉の運転開始時にはアスベスト廃棄物を投入せずに灰のみを炉内に投入して昇温、溶融することにより、低温時に未溶融のアスベストが炉外へ排出されることを防げる。さらに好適には、休炉前においても、アスベスト廃棄物の投入を停止し、灰のみを溶融処理するか、若しくはガラスカレットを投入して溶融処理し、炉内温度が低下した際にも未溶融のアスベストが炉外へ排出されることを防止するとよい。
【００１６】
さらに、前記アスベスト廃棄物は、前記灰とは別の投入ラインにより前記溶融炉内に投入されることを特徴とする。このように、アスベスト廃棄物と灰の投入ラインを別に設けることにより伝熱面積を確保し、灰及びアスベスト廃棄物を効率よく溶融処理することを可能とする。
さらにまた、前記アスベスト廃棄物は、飛散防止処理からなる前処理が施された後に前記灰と混合され、該灰とアスベスト廃棄物の混合物が前記溶融炉内に投入されることを特徴とする。このように、アスベスト廃棄物と灰を同一の投入ラインから投入する構成とすることにより、投入操作を簡素化し、且つアスベスト廃棄物には飛散防止処理を施しているため安全性も確保される。
【００１７】
また、溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理設備であって、
前記溶融炉は、前記灰を投入する灰投入手段と、前記溶融炉内の溶融スラグ層表面に灰を主体とする未溶融層が形成され、該未溶融層上に落下するように前記アスベスト廃棄物を投入するアスベスト廃棄物投入手段とを備えたことを特徴とする。
また、溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理設備であって、
前記溶融炉内に灰を投入する灰投入手段と、該溶融炉内のスラグ温度を検出する温度検出手段と、該検出されたスラグ温度が規定温度以上である場合に、溶融スラグ層表面に形成された灰を主体とする未溶融層上からアスベスト廃棄物を投入するアスベスト廃棄物投入手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
さらに、溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理設備であって、
前記溶融炉は、前記アスベスト廃棄物の塩基度を測定する塩基度測定手段を備えるとともに、前記塩基度測定手段にて測定された塩基度に基づいて、灰投入量を制御しながら該灰を炉内に投入する灰投入手段と、アスベスト廃棄物投入量を制御しながら該アスベスト廃棄物を炉内に投入するアスベスト廃棄物投入手段とを備え、
前記アスベスト廃棄物の塩基度に基づいて、溶融処理されるアスベスト廃棄物と灰の混合率を調整するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
さらにまた、溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理設備であって、
前記溶融炉は、前記アスベスト廃棄物と前記灰の混合物の塩基度若しくは混合率のうち少なくとも何れか一方に基づいて、灰投入量を制御しながら該灰を炉内に投入する灰投入手段と、アスベスト廃棄物投入量を制御しながら該アスベスト廃棄物を炉内に投入するアスベスト廃棄物投入手段とを備え、
前記混合物の塩基度若しくは混合率のうち少なくとも何れか一方に基づいて溶融処理速度を調整するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
また、溶融炉にてアスベスト廃棄物と灰を混合溶融するアスベスト廃棄物の溶融処理設備であって、
前記溶融炉は、炉内のスラグ温度を検出する温度検出手段と、前記アスベスト廃棄物と前記灰の混合物の塩基度若しくは混合率のうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記スラグ温度を制御する温度制御手段と、を備え、
前記混合物の塩基度若しくは混合率のうち少なくとも何れか一方に基づいて溶融温度を調整するようにしたことを特徴とする。
【００２１】
さらに、前記溶融炉の炉壁に溶融スラグの出滓口が設けられ、
前記灰投入手段が前記出滓口に対向する側の炉壁に設けられるとともに、該灰投入手段から炉壁に沿って±９０°以内の位置に前記アスベスト廃棄物投入手段が設けられたことを特徴とする。
このように、アスベスト廃棄物投入手段を灰投入手段から離間した位置に別個に設けることにより、伝熱面積を確保し、灰及びアスベスト廃棄物を効率よく溶融処理することを可能とする。また、アスベスト廃棄物投入手段を灰投入手段から左右に９０°以内に設置することにより、アスベスト廃棄物が投入されて出滓口から排出されるまでの滞留時間を確保することができ、アスベストの完全溶融を図ることができる。
【００２２】
また、前記アスベスト廃棄物投入手段は、前記アスベスト廃棄物を受け入れるホッパ部と、該ホッパ部の下方に連結され水平方向に炉内まで延設された押し込み通路と、該押し込み通路内に設置されアスベスト廃棄物を炉内に押送するプッシャと、を備え、前記ホッパ部が上下一対の２重ダンパを有することを特徴とする。
このように、ホッパ部に同時開放を禁止した２重ダンパを設けることにより、アスベスト廃棄物の投入時にアスベストが飛散することを防げる。
【００２３】
また、前記プッシャは、最も炉内側に移動したときに該プッシャの先端が炉壁位置より所定間隔だけ存した炉外側に位置するようにしたことを特徴とする。
これにより、プッシャがアスベスト廃棄物を押し込んだ際に、プッシャより炉内側の押し込み通路上には一若しくは数個のアスベスト廃棄物が残存する。残存したアスベスト廃棄物の袋は炉内からの熱により破袋するため溶融が円滑に行われる。また、プッシャ先端側に常にアスベスト廃棄物が存在するようになり、プッシャ先端を炉内の熱から保護し、耐久性を維持することができる。
さらに、前記ホッパ部は投入経路の途中から複数経路に分岐され、分岐位置には投入されたアスベスト廃棄物を夫々の経路に振り分ける振分手段が設けらていることを特徴とする。これにより、複数のアスベスト廃棄物を同時に炉内に投入することができる。アスベスト廃棄物は灰に比べて密度が小さいため、複数同時投入することにより処理量を確保することができる。
【００２４】
また、前記アスベスト廃棄物投入手段が不活性ガスで充填されていることを特徴とする。
さらに、前記灰の投入手段と前記アスベスト廃棄物の投入手段が同一であり、
前記アスベスト廃棄物に飛散防止処理を施す前処理手段を備え、該飛散防止処理後のアスベスト廃棄物を前記灰とともに前記投入手段より前記溶融炉内に投入する構成としたことを特徴とする。
さらにまた、前記溶融炉内への前記アスベスト廃棄物の落下位置近傍を撮像する赤外カメラを備えることをが好ましい。これにより、アスベスト廃棄物の溶融状態が容易に監視できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上記載のごとく本発明によれば、アスベスト廃棄物を灰とともに溶融処理することにより被溶融物の溶融温度を一定に保つことができるとともに、アスベスト廃棄物を単独で溶融処理する場合に比べて低い温度でアスベストを完全溶融することができる。またこのとき、灰の未溶融層上にアスベスト廃棄物を投入する構成とすることにより、アスベスト廃棄物の投入状況、溶融状態を容易に把握することができ、円滑な溶融炉の運転が可能となる。
【００２６】
また、アスベスト廃棄物の塩基度を測定し、低い溶流点を示す塩基度となるように混合率を調整することにより、溶融炉の溶融温度を低くすることができるとともに、一定温度で安定して溶融処理することが可能となる。
さらに、混合物の塩基度若しくは混合率の少なくとも何れか一方に基づいて、溶融処理量若しくは溶融温度を制御することにより、未溶融のアスベスト廃棄物が排出されることなく、且つ効率的な運転が可能となる。
【００２７】
また、灰とアスベスト廃棄物の投入手段を別に設けることにより、伝熱面積を確保し、灰及びアスベスト廃棄物を効率よく溶融処理することを可能とする。
また、アスベスト廃棄物投入手段を２重ダンパ構造としたり、或いは不活性ガスを充填することにより、投入時におけるアスベストの飛散を防止し、安全性の高い処理方法、設備とすることができる。また、アスベスト廃棄物投入手段のプッシャを炉内より手前で停止する構成とすることにより、アスベスト廃棄物の円滑な溶融及びプッシャの耐久性向上を図ることができる。
さらに、アスベスト廃棄物と灰を同時に炉内に供給することにより投入操作を簡素化でき、またアスベスト廃棄物には予め飛散防止処理を施すことにより安全性も確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の実施例に係る処理装置の全体構成図、図２は本発明の実施例に係る処理装置における溶融炉の側断面図、図３は図２の溶融炉において灰投入手段とアスベスト廃棄物投入手段を別に設けた場合のＸ−Ｘ線断面図、図４は図３の溶融炉におけるアスベスト含有廃棄物の投入手段を示す側断面図、図５は図２の溶融炉において灰とアスベスト廃棄物を投入する一の投入手段を設けた場合のＸ−Ｘ線断面図、図６は本発明の実施例に係るアスベスト廃棄物の搬入を説明する図、図７は本発明の実施例に係るアスベスト廃棄物の溶融処理を示すフロー図、図８は本発明の実施例２に係る処理装置の平断面図、図９は本発明の実施例２に係るアスベスト廃棄物の溶融処理を示すフロー図である。
【実施例１】
【００２９】
本実施例１の主要構成は、図２に示すように、アスベスト廃棄物５１を灰５０とともに溶融炉１にて溶融処理する構成となっている。本実施例１では、溶融炉としてプラズマ溶融炉１を例に挙げているが溶融炉の種類は限定されるものではなく、例えば、電気抵抗炉等の電気式溶融炉、バーナ炉に代表される表面溶融炉等の燃焼式溶融炉などが用いられる。アスベスト廃棄物５１は、少なくともアスベストを含む廃棄物であり、例えばスレート材等の建築廃材、保温材或いは断熱材等の各種工業製品などが挙げられ、また、埋立処分場の安全確保及び延命化のために、既に埋立処分場に埋められたアスベスト廃棄物を掘起して処理するようにしてもよい。灰５０は、焼却炉の炉底から回収された主灰、及び各種燃焼設備の集塵装置等から回収された飛灰を含む。
【００３０】
プラズマ溶融炉１は、炉本体４の炉蓋から主電極５が垂下され、これに対向して炉底から炉底電極６が挿設されている。プラズマ式灰溶融炉１では、これらの電極間に直流電流を通流して炉内にプラズマアーク７を発生させる。炉内に投入された被溶融物は、プラズマアーク熱及び電極間を流れる電流のジュール熱により溶融し、溶融スラグ１１として炉底に溜まる。また溶融スラグ１１の下部には比重差により溶融メタル１２が形成される。さらに、一般的なプラズマ溶融炉１では、溶融スラグ１１表面の少なくとも一部に、灰の未溶融層１０が形成される。溶融後は、適宜溶融スラグ１１をオーバーフローさせ出滓口８より流出させる。このオーバーフロー式では突出物がないため炉体の長寿命化が図れるという利点がある。
【００３１】
溶融炉１の炉本体４の内側は耐火材３で形成され、その外表面は鉄皮２で被覆されている。耐火材３は不定形耐火物若しくは耐火レンガ等が用いられるが、耐火物の浸食や腐食ガスの浸透を考慮すると何れの場合も耐火材肉厚が２００ｍｍ以上であることが好ましい。また、鉄皮２の材質としては、ハステロイ等の耐熱性合金が好ましい。このように、炉体の耐熱性、耐久性を高くすることにより、長寿命化を図り、メンテナンスの回数を低減し、アスベストが残存する可能性のある炉内へ作業員が入る回数を少なくするとよい。
【００３２】
また、プラズマ式溶融炉１では、円滑で適正な運転を行なうために各種計測器（不図示）を具備し、これにより取得した計測値に基づいて運転及び炉内監視を行なっている。例えば、炉蓋に設けられた計測用開口に設置されたスラグ温度計１３や炉壁から溶融スラグ１１に挿入された熱電対などが挙げられる。図示されるスラグ温度計１３としては、測定対象（スラグ液面）から放出される放射エネルギ量を非接触で検出して該放射エネルギ量から測定対象の温度を求める周知のサーモグラフィが用いられ、好適には異なる波長を有する２種類以上の赤外光の強度比からスラグ液面温度を推定する２波長放射温度計とするとよい。２波長放射温度計を用いると、炉内の煤塵による影響を最小限に抑えることができる。スラグ温度計１３にて測定された温度に基づき、溶融炉の運転を制御して炉内温度を規定温度以上、好ましくは１５００℃以上に維持する。このように、炉内温度をアスベストが溶融する規定温度以上に維持することでアスベスト廃棄物５１の完全溶融を図る。尚、本発明者らの実証試験によれば、灰溶融炉にて従来用いられていたスラグ温度測定用の２波長放射温度計により、アスベスト廃棄物と灰の混合物が溶融したスラグ温度も正確に測定できることが判った。
【００３３】
本実施例１では、アスベスト廃棄物５１を灰５０とともに溶融処理することを基本構成としており、これにより被溶融物の溶流点が低下し、アスベスト廃棄物５１を単独で溶融処理する場合に比べて低い温度でアスベスト廃棄物５１を完全溶融することができる。
アスベストの無機主成分はＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３などで、その塩基度は０．３程度と低いものが多く、またその塩基度は一定でない。アスベスト廃棄物５１を単独で処理する場合にはガラスカレットなどの塩基度調整剤が必要となる可能性がある。これに対して、灰５０の成分はアスベストの成分と似ており、灰５０と混合処理すれば塩基度が偏って融点が上昇したり、粘性が上昇したりすることはなく、低い温度で安定してアスベスト廃棄物５１を完全溶融することができ、またガラスカレット等の塩基度調整剤を供給する必要もなく、廃棄物である灰５０とアスベスト廃棄物５１を同時に処理できる。
【００３４】
特に、アスベスト廃棄物５１に混合する灰５０は、主灰であることが好ましい。主灰は塩基度が低いため、これをアスベスト廃棄物５１に混合することで塩基度を下げ、混合物の溶流点を低下させることができ、溶融温度を低くすることができる。
また、Ｃａを主成分とするアスベスト廃棄物５１は、発明者らの実験によれば１６００℃でも溶融されず、非常に高い温度でないと溶融しないことがわかった。従って、Ｃａを主成分とするアスベスト廃棄物５１の場合は、灰５０の混合率を高く設定することが好ましい。
尚、アスベスト廃棄物５１は、種類によっては炭素が多いもの（１０ｗｔ％程度）があるが、その場合には前処理で燃焼処理を行うか、或いはアスベスト廃棄物５１の混合率を低下させるとよい。
【００３５】
図３は図２のプラズマ溶融炉１の一例であり、灰投入手段１５とアスベスト廃棄物投入手段１６を別に設けた場合のプラズマ溶融炉１のＸ−Ｘ線断面図を示す。灰投入手段１５は、出滓口８に対向する側の炉体側壁に設けられる。灰投入手段１５はスクリューフィーダとし、灰を定量供給することが好ましい。溶融炉１の炉内は負圧であるため、灰の安定供給が可能となるとともに、炉内のアスベストが外部へ飛散することを防止できる。また、出滓口８を撮像する赤外カメラ１８を設け、溶融スラグの出滓状況を確認する。
【００３６】
アスベスト廃棄物投入手段１６は、主電極５を中心として灰投入手段から左右に９０°以内に位置する炉体側壁に設けられることが好ましい。アスベスト廃棄物は揮発分があるため灰よりも溶け易い。また灰よりも少量とするため灰よりは出滓口側に設置できる。また、アスベスト廃棄物投入手段１６を灰投入手段１５から左右に９０°以内に設置することにより、アスベスト廃棄物５１が投入されて出滓口８から排出されるまでの滞留時間を確保することができ、アスベストの完全溶融を図る。また、アスベスト廃棄物投入手段１６は、炉底に溜まった溶融スラグ層１１より上方にアスベスト廃棄物投入部が開口するように設けられ、溶融スラグ層１１の表面に形成される灰５０の未溶融層１０上にアスベスト廃棄物５１が落下するように構成される。これにより急に温度が上昇して爆発することを防ぐことができる。
【００３７】
さらに、アスベスト廃棄物投入手段１６から投入されたアスベスト廃棄物５１が未溶融層１０内に落下する位置を視野範囲とする赤外カメラ１９を設けることが好ましい。赤外カメラ１９でアスベスト廃棄物５１の溶融状態を監視することにより、アスベスト廃棄物５１が未溶融で排出されることを防止する。赤外カメラ１９にて得られた画像上には、白色状の未溶融層１０が表示され、その上方から投入される黒色状のアスベスト廃棄物５１が確認できる。このように、未溶融層１０上からアスベスト廃棄物５１を投入することにより、アスベスト廃棄物５１の溶融する状態が簡単に把握でき、円滑な溶融炉の運転が可能となる。このとき、赤外カメラ１９にてアスベスト廃棄物５１の落下位置とともにプラズマアーク７を視野範囲に入れることが好ましく、これによりアスベスト廃棄物５１の落下位置の位置確認が確実に行えるとともに、プラズマアーク７の状態を把握することができる。
【００３８】
図４に図３に示したアスベスト廃棄物投入手段１６の具体的構成の一例を示す。投入手段１６は、紙面手前側から紙面奥手側へ向かう方向に設置されたコンベア４３を備えるアスベスト廃棄物の搬送通路６０にその上部が連結され、コンベア４３によりアスベスト廃棄物５１が袋ごと投入手段１６に導かれる。投入手段１６は、その下方が図中左右に分岐した２の筒６３、６４からなる投入ホッパ６１と、該投入ホッパ６１の分岐位置に設置され、左右に回動できる自動シャッタを備えた振分手段６２と、各筒６３、６４の下部に設けられた２重ダンパ６５、６６と、各筒６３、６４の下端に連結された略水平方向に炉内まで延設する押し込み通路５７と、該押し込み通路５７内に配置されアスベスト廃棄物５１を炉内へ押送するプッシャ６８と、から構成される。尚、本実施例では２経路に分岐するホッパ６１を示したが、これに限定されるものではなく、複数の筒を備えて複数経路に振り分ける構成としてもよい。
【００３９】
振分手段６２は、搬送通路６０から送られて投入ホッパ６１上部から自由落下したアスベスト廃棄物５１を左右の筒６３、６４に振り分ける。
二重ダンパ６５、６６は、夫々同時開放を禁止した一対の可動ダンパからなる。可動ダンパは筒６３、６４の夫々上下方向に設けられ、不図示の駆動装置によってスライド式に開閉作動するようになっており、順次開閉することにより落下してきたアスベスト廃棄物５１を下方へ送りだす構成となっている。また、二重ダンパ６５、６６では、アスベスト廃棄物５１を１個ずつ送りだす構成とすることが好ましい。これは、二重ダンパ６５、６６にセンサを設けて、一個のアスベスト廃棄物５１がダンパ上に載置されたことを検出し、ダンパを起動させるように管理する。センサとしては、例えば距離センサ、タッチセンサ、重量センサ等が挙げられる。このように、アスベスト廃棄物５１を一個ずつ逐次送り出す構成とすることによって、投入ホッパ６１若しくは押し込み通路６７が閉塞することを防止するとともに、アスベスト廃棄物５１の袋が破れてアスベストが飛散することを防止する。また、押し込み通路６７内は負圧とし、且つＮ２パージすることが好ましい。このようにＮ２パージすることにより、アスベストの飛散防止及び炉内への空気の漏れ込みを防止することができる。
【００４０】
二重ダンパ６５、６６を介してアスベスト廃棄物５１は押し込み通路５７上に落下し、プッシャ６８によって袋ごと炉内へ押し込まれる。プッシャ６８は、炉内へ向けて略水平方向に出退動作を繰り返し、逐次アスベスト廃棄物５１を袋ごと炉内へ押送するようになっている。本実施例では、プッシャ６８が最も炉内側に位置するときに、該プッシャ６８の先端は炉体４の炉内面より間隙を存して外側に位置するようにする。これにより、プッシャ６８がアスベスト廃棄物５１を押し込んだ際に、プッシャ６８より炉内側の押し込み通路５７上には一若しくは数個のアスベスト廃棄物５１が残存する。残存したアスベスト廃棄物５１の袋は炉内からの熱により破袋し、次にプッシャ６８により押し込まれたときに内容物のみが炉内へ投入され、溶融が円滑に行われる。また、プッシャ先端側に常にアスベスト廃棄物５１が存在するようにすることにより、プッシャ６８の先端を炉内の熱から保護し、耐久性を維持することができる。
【００４１】
このような投入手段の構成とすることで、アスベストの飛散を防止でき、安全性の高い処理設備を提供できる。また、複数のアスベスト廃棄物５１を同時に投入することで、密度の低いアスベストを含有する廃棄物であっても処理量を確保することができる。尚、アスベスト投入手段１６は、一または複数設けることができる。
【００４２】
また、プラズマ溶融炉１の別の構成として、図５に灰とアスベスト廃棄物を投入する一の投入手段を設けた場合のＸ−Ｘ線断面図を示す。炉体４の側壁には出滓口８が設けられ、該出滓口８の略対向する炉体４の側壁には灰・アスベスト廃棄物投入手段１５’が設けられる。該灰・アスベスト廃棄物投入手段１５’からは、灰５０若しくは灰５０と前処理済みのアスベスト廃棄物５１の混合物、或いはアスベスト廃棄物５１が炉内に投入される。アスベスト廃棄物５１は、灰・アスベスト廃棄物投入手段１５’に搬送される前にアスベスト前処理室２０に供給され、前処理を施される。
【００４３】
アスベスト前処理室２０は、アスベストの飛散を防止するためにＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタから構成される作業室２０にて閉鎖された構造とする。ここでは、アスベスト廃棄物５１に対してアスベスト飛散防止処理を施す。この飛散防止処理としては、ウォータージェットの噴霧、水ガラス処理、ペレット化処理等が挙げられる。尚、水ガラス処理は、珪酸ナトリウムを水に溶かして加熱することで得られる高粘性の水ガラスを飛散防止材としてアスベスト廃棄物５１に添加する処理である。
アスベスト前処理室２０から灰・アスベスト廃棄物投入手段１５’までは密閉コンベアとすることが好ましい。
このように、アスベスト廃棄物５１に対して前処理を施すことにより、灰５０の投入手段とアスベスト廃棄物５１の投入手段を一元化することができる。また、既存の灰溶融炉を用いることも可能となる。
【００４４】
図６にプラズマ溶融炉１へのアスベスト廃棄物の搬入方法を示す。アスベスト廃棄物５１は、回収時には耐水性材料で二重梱包されて密閉袋詰めされており、この袋はフレキシブルコンテナバッグ（以下、フレコンバッグという）５５等に複数個収容された状態で運搬車４０に積載され、処理設備に搬送される。
処理設備の搬入場では、フレコンバッグ５５運搬車４０からクレーン４１により密閉された作業室４４内に移送され、さらにフレコンバッグ５５内の袋詰めアスベスト廃棄物５１は、作業室４４内の無人クレーン４２の遠隔グローブにより一個ずつ搬送コンベア４３上に載置される。作業室４４はアスベストが外部へ放散することを防止するために、ＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタで覆われた作業室４４とする。搬送コンベア４３は、ゴム製とすることが好ましく、これにより袋が破れることを防ぎ、アスベストの飛散を防止する。
【００４５】
図５のアスベスト前処理室２０及び図６の作業室４４のように、アスベスト飛散可能性のある部位は局所的に隔離、密閉し、無人化された作業室とする。作業室４４は、作業空間の全てを高性能フィルタで囲繞してもよいし、空調手段のみに高性能フィルタを設置した密閉空間としてもよい。作業室４４内は負圧に維持され、空調手段により清浄空気が供給され、排気はＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタを介して微細なゴミ、塵埃等を除去された後に排気される。尚、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency ParticulateAir Filter）とは、空気中からゴミ、塵埃などを取り除き、清浄空気にする目的で使用するエアフィルタの一種であり、空気清浄機やクリーンルームのメインフィルタとして用いられる公知のフィルタである。ＨＥＰＡフィルタは、定格風量で粒径が０．３μmの粒子に対して９９．９７％以上の粒子捕集率をもち、且つ初期圧力損失が２４５Ｐａ以下の性能を持つエアフィルタと規定されている。
【００４６】
図７にプラズマ溶融炉１における処理フローを示す。まず溶融炉１の運転が開始したら（Ｓ１）、灰５０を炉内に投入し、主電極５と炉底電極６間に電力を供給してプラズマアーク７を生成し、プラズマアーク熱及び電極間を流れる電流のジュール熱により炉内を昇温するとともに灰５１を溶融する。このとき、灰５０とともに、若しくは灰５０に代えてガラスカレットを投入してもよい。
溶融した灰５１はスラグ層１１及びメタル層１２として炉底に溜まる。灰５１の溶融時には、スラグ温度計１３によりスラグ温度、好適には出滓口８付近のスラグ温度を計測する（Ｓ３）。そして、計測されたスラグ温度が規定温度以上であるか否かを判定し（Ｓ４）、該スラグ温度が規定温度以上となったらアスベスト廃棄物５１を灰の未溶融層１０の上方から投入する（Ｓ５）。炉内に投入されたアスベスト廃棄物５１は、灰５０と混合されて溶融される（Ｓ６）。尚、本実施例において、アスベスト廃棄物５１の投入量は、灰５０の投入量より少ないことが好ましい。溶融処理の際に、灰５０は連続的若しくは間欠的に適宜投入されるものとする。
このようにして運転を行い、溶融炉停止（Ｓ７）の指示がなされたらアスベスト廃棄物５１の投入を停止し、灰５０若しくはガラスカレットを炉内に投入しながら溶融処理を行い（Ｓ９）、全て溶融処理が終了した後に電極への電力の供給を停止して溶融炉を停止する（Ｓ１０）。
【００４７】
休炉前は休炉後に点検することを考慮して、アスベストが残留しないようにする。立ち上げ時は安定するまで待ってからアスベストを確実に溶融する。
また、溶融炉１の運転において、炉内の温度が予め設定された規定温度以下となったらアスベスト廃棄物５１の投入を停止する制御回路を具備したインターロック手段を備えることが好ましい。この場合、炉内温度が規定温度以上に上昇した場合には再度アスベスト廃棄物５１の投入を開始するようにしてもよい。
【００４８】
図１に本実施例のアスベスト廃棄物の溶融処理設備の全体構成図を示す。図２乃至図５に示したように、アスベスト廃棄物５１はプラズマ溶融炉１で灰５０と混合して溶融処理された後に、溶融スラグ５２は出滓口８より排出されては水槽３１内に流下する。高温の溶融スラグ５２は、水槽３１内に貯留された水砕水によって急冷されることにより、粒上の塊である水砕スラグ５４となる。水砕スラグ５４は、水砕コンベア３２により移送され排出される。
水槽３１内の水砕水は、一部を抜き出して水中用ＨＥＰＡフィルタ３３により濾過してアスベストを除去することが好ましい。アスベストを除去した水砕水は水槽３１に戻し、循環させる。これにより、水砕水中にアスベストが浮遊した場合でもこれを捕集し、水砕水を清浄に保つことができるため、水砕スラグ５４に付着して排出されることを防止できる。
【００４９】
尚、溶融スラグ５２の冷却方法は冷却方式に限定されるものではなく、例えば空冷方式、水冷方式、水冷・空冷併用方式も可能である。空冷方式は、未溶融のアスベストがスラグに混入して排出された場合であっても、スラグを水に浸漬する場合に比べて浮遊する惧れが少なく、コンベアのモールド内で時間をかけて冷却されるためその際に残留アスベストが完全溶融すると考えられ、好ましい方式である。
【００５０】
水砕スラグ５４は、ＨＥＰＡフィルタ３４等を用いた作業室３４内にて後処理される。作業室３４の構成は、上記した図６の作業室４４と同様である。
作業室３４内では、水砕スラグ５４を定期的に顕微鏡で検査し、付着アスベストが存在するかを確認する。また、作業室３４内のガス中のアスベスト濃度を検出し、管理するようにしてもよい。即ち、作業室３４内のアスベスト濃度が基準値を超えた場合に、水砕スラグ５４をプラズマ溶融炉１に返送して再溶融する。これにより、水砕スラグとともに外部へアスベストが排出されることを防ぐ。ここでアスベストが存在する場合には、水砕スラグを溶融炉１内へ返送して再溶融するとよい。これにより、スラグの安全性を確保し、スラグを有効利用することが可能となる。
【００５１】
また、水砕スラグ５４に含まれるアスベストの検出方法として、針状スラグと同じ手法で検出するようにしてもよい。即ち、水砕スラグ５４を乾燥させ、必要に応じて分離用篩にかけて繊維状のアスベストを全く含まない粒子状スラグ画分と、アスベストを含む画分とに分離する。次いで、アスベストを含むスラグを傾斜面を備えた分離用容器に載置し、振動を加える。このとき、傾斜面は０°より大きく、４５°以下とし、好適には１０°以下とする。振動を加えることにより、アスベストを多く含むアスベストリッチ画分と粒子状スラグリッチ画分とに分離する。そして、この分離用容器による分離動作を複数回繰り返すことにより、アスベストとスラグとを分離することが可能となる。これにより、アスベストを分離して、回収された量を計測することができる。
【００５２】
一方、プラズマ溶融炉１にて発生した排ガスは出滓口８から排出される。排ガスは灰投入手段１５から最も離れた出滓口８から排出される構成であるため、炉内の未溶融のアスベストが排ガスに伴われて飛散することを防止できる。
出滓口８には、バーナ９が設けられている。該燃焼バーナ９は、出滓口８が温度低下し、溶融スラグ５１が固化して付着することを防ぐために、出滓口８近傍を高温に維持する。また、このバーナ９は、出滓口８から排出される排ガス中のＣＯ燃焼用としても機能し、これによりアスベスト廃棄物５１の溶融により発生し易いＣＯによる爆発を防止する。また、出滓口８には、排ガス中の可燃分の燃焼を促進するための空気供給口２２が設けられている。
【００５３】
出滓口８から排出された排ガスは、該出滓口８に連結された二次燃焼室２１を経て排ガス処理設備に送給される。排ガス処理設備は、減温塔２５と、バグフィルタ２６と、ＨＥＰＡフィルタ２７と、湿式洗煙塔２８と、煙突２９とから構成される。
二次燃焼室２１は、プラズマ溶融炉１で発生した排ガスを二次燃焼させる装置であり、排ガス中のダイオキシン類の分解、ＣＯ燃焼等を行う。二次燃焼室２１には、一又は複数段に亘って空気供給口２４が備えられており、ここから空気が供給される。また、二次燃焼室にはバーナ２３が設けられており、このバーナ２３により二次燃焼室２１内の温度を調整するようになっている。また、バーナ２３は二次燃焼室２１の下方で且つ水槽２３の上方に設けることが好ましく、これにより二次燃焼室２１へ向かう排ガス流れが水槽２３側へ流出することを防止する。
【００５４】
さらに、建設廃材等には可燃分とアスベストが混在しているためアスベスト廃棄物は可燃ガスを発生し易く、本実施例ではアスベスト廃棄物５１を溶融すると可燃ガスにより排ガスが高温となり易い。従って、この可燃分の変動に追随して燃焼を制御するように、空気供給口２２からの空気の供給量を調整すようになっている。可燃分の変動の検出には、排ガスラインの後段側における排ガスのＣＯ濃度を計測するＣＯ計測手段３０を設け、ＣＯ計測手段３０により検出されたＣＯ濃度に基づいて出滓口８若しくは二次燃焼室２１の空気供給口２２若しくは２４から導入する空気供給量を制御する。本実施例では、一例として高性能除塵装置２７の後段にて排ガスのＣＯ濃度を計測し、出滓口８の空気供給口２２への空気供給量を調整するようにしている。
これにより、アスベスト廃棄物５１の溶融により発生する可燃ガスの変動を空気供給口２２若しくは２４にて調整することができる。
さらにまた、可燃分の多い排ガスを燃焼させる二次燃焼室２１は高温化し易いため、二次燃焼室２１をボイラ構造とすることが好ましい。ボイラ構造とすることより冷却を強化して、二次燃焼室２１の耐久性を維持する。
【００５５】
二次燃焼室２１を通過した排ガスは減温塔２５にて冷却水の噴霧により冷却され、バグフィルタ２６に送給され、該バグフィルタ２６にて排ガス中の煤塵を捕集して除去する。さらに本実施例では、バグフィルタ２６にて除去しきれないアスベストが残存する場合に備えて、バグフィルタ２６の後段に、高性能フィルタを備えた高性能除塵装置２７を設けている。該除塵装置２７では、ＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタにより、バグフィルタ２６で捕集しきれなかった微細な繊維を完全に除去することができる。
高性能除塵装置２７を経た排ガスは湿式洗煙塔２８に導入され、洗浄水により排ガス中に残存するダイオキシン類、酸性成分等を除去した後、煙突２９より大気放出、或いは他の排ガス処理設備へ送給される。
【００５６】
このような排ガス処理設備では、アスベストの飛散可能性のある箇所は局所的に外部と隔離し、ＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタ３５で囲繞することが好ましい。これにより、処理施設に万が一アスベストが飛散した場合においても、外部への放散を確実に防止し、安全性の高い設備とすることができる。
【００５７】
また、これらの処理設備にて発生した消耗品、例えばバグフィルタ２６のフィルタユニット、ＨＥＰＡフィルタ、耐火物、或いは作業服等は、使用後にプラズマ溶融炉１にて溶融処理することが好ましい。このように、処理設備内で発生したアスベスト廃棄物は設備内で溶融するとよい。
【実施例２】
【００５８】
次に、図８及び図９を参照して、実施例２に係るアスベスト廃棄物処理装置につき説明する。尚、本実施例２において、上記した実施例１と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
本実施例２は、プラズマ溶融炉１の前段に、アスベスト廃棄物５１、灰５０、若しくはアスベスト廃棄物と灰の混合物の塩基度を測定する塩基度測定装置３７を備える。該塩基度測定装置３７は、例えば蛍光Ｘ線装置やＩＣＰ発光分析装置等が用いられる。ここで測定された塩基度は投入量制御装置３８に入力される。
投入量制御装置３８は、炉内へのアスベスト廃棄物投入量と灰投入量を制御するための制御信号を出力する装置である。夫々の投入量は、塩基度測定装置３７から入力された塩基度に基づいて設定される。ここで、アスベスト廃棄物の投入量制御は、アスベスト廃棄物投入手段１６が具備するプッシャ６８の押込み速度を制御して行う。また灰の投入量制御は、灰を供給するスクリューフィーダの供給用モータを制御することにより行う。
【００５９】
また、本実施例２は、図５に示したように予めアスベスト廃棄物５１と灰５０を混合する場合にも用いることができる。その場合、灰・アスベスト廃棄物投入手段１５’のコンベア速度若しくは押込み速度により灰とアスベスト廃棄物の混合物の投入量制御を行う。
アスベスト廃棄物５１と灰５０の混合率は、少なくともアスベスト廃棄物の塩基度に基づいて設定され、この混合率と溶融処理量から夫々の投入量が設定される。このとき、灰５０の混合率は、アスベスト廃棄物と灰の混合物総重量の４０〜９９％であることが好ましい。また、アスベスト廃棄物と灰の塩基度が、０．７〜１．５となるように混合率を調整することが好ましい。
【００６０】
さらに、本実施例２では、溶融炉１０内にて溶融処理されるアスベスト廃棄物５１と灰５０の混合物の塩基度若しくは混合率のうち少なくとも何れか一方に基づいて、溶融炉１０における溶融処理量若しくは溶融温度を制御するようにしてもよい。
即ち、塩基度測定装置３７により混合物の塩基度を直接測定するか、又は夫々の塩基度から混合物の塩基度を算出するなどして得られた塩基度に基づいて、溶融炉１０の溶融処理量若しくは溶融温度を制御する。
前記溶融処理量は、アスベスト廃棄物５１、灰５０の夫々の投入量制御により調整できる。また、溶融温度は、供給電力、混合物の投入量等により調整できる。
【００６１】
図９を参照して、本実施例２に係る溶融処理フローの一例につき説明する。
まず、灰５０及びアスベスト廃棄物５１の少なくとも一部を採取し（Ｓ１１）、塩基度測定装置３７により夫々の塩基度を測定する（Ｓ１２）。測定した塩基度は投入量制御手段３８に入力され、該投入量制御手段３８により、塩基度に基づいた好適な灰５０とアスベスト廃棄物５１の混合率が設定され、さらに夫々の投入量が設定される（Ｓ１３）。
そして、投入量制御手段３８からの制御信号に基づいて、灰５０及びアスベスト廃棄物５１の投入量が制御されながら夫々が炉内に投入される（Ｓ１４）。その後、所定の混合率となった混合物は溶融炉１０内で混合溶融される（Ｓ１５）。
【００６２】
本実施例２のように、アスベスト廃棄物５１の塩基度を測定し、低い溶流点を示す所定の塩基度となるように混合率を調整することにより、溶融炉１０の溶融温度を低くすることができ、また一定温度で安定して溶融処理することが可能となる。
また、混合物の塩基度若しくは混合率のうち少なくとも何れか一方に基づいて、溶融処理量を制御することにより、未溶融のアスベスト廃棄物が排出されることなく、効率的な運転が可能となる。さらに、この混合物の塩基度及び混合率は、上記したように溶流点を決定する要素である。従って、これらに基づいて溶融温度を制御することにより、上記と同様に未溶融物の排出を防ぎ効率的な運転が可能となる。
【００６３】
ここで、実施例２について実証試験及び溶融平衡計算により検証した結果を図１０乃至図１４に示す。
図１０はアスベストスレート材と主灰を混合したときの塩基度とスラグ化率の関係を示すグラフ、図１１はアスベストスレート材と、飛灰を３０％含有した主灰を混合したときの塩基度とスラグ化率の関係を示すグラフである。これらのグラフは何れも平衡計算により算出したものであり、スラグ化率は溶融温度を１５００℃とした場合の値である。
アスベストスレート材の成分等は、ＳｉＯ２：１８．０８、Ａｌ２Ｏ３：３．２３、ＣａＯ：４５．３５、ＭｇＯ：６．２３、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）：２．５１、１５００℃のスラグ化率：０．３３である。
主灰の成分等は、ＳｉＯ２：３５．８４、Ａｌ２Ｏ３：１６．７７、ＣａＯ：２９．０２、ＭｇＯ：３．９２、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）：０．８１、１５００℃のスラグ化率：０．８４である。
飛灰含有主灰の成分等は、ＳｉＯ２：３５．９２、Ａｌ２Ｏ３：１２．１２、ＣａＯ：２５．６９２、ＭｇＯ：２．６９、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）：０．７２、１５００℃のスラグ化率：０．８４である。
【００６４】
上記した値を用いて平衡計算を行った結果、図１０に示されるように、主灰混合率が高くなるほど塩基度は低くなり、これに伴いスラグ化率が上昇する。しかし、主灰混合率が１００％に近い範囲で僅かに低下している。溶融炉の運転に最低限必要なスラグ化率は約０．８であり、図１０からスラグ化率が０．８以上となる塩基度は０．８〜１．５で、主灰混合率は４０％以上であることがわかる。従って、主灰を混合する場合、４０％以上の混合率が好ましいことになる。
また、図１１においても上記した図１０と同様に、飛灰含有主灰の混合率が高くなるほど塩基度は低くなり、これに伴いスラグ化率が上昇する。さらに飛灰含有主灰の混合率が１００％に近い範囲で僅かに低下する。スラグ化率が０．８以上となる塩基度は０．７〜１．４５であり、飛灰含有主灰の混合率は４０％以上であることが好ましい。
従って、これらの結果より、好ましい溶融状態を得るためには灰の混合率を４０％以上とする必要がある。また、本実施例はアスベスト廃棄物の処理を目的としているため、処理効率の観点から灰混合率の上限は９９％とし、好適には８０％とするとよい。
【００６５】
図１２は、アスベストスレート材と主灰の混合物の溶融速度を示すグラフである。スレート材に主灰を３０％混合して溶融処理し、生成したスラグ層にスレート材を投入したときの溶融速度と、スレート材に主灰を５０％混合して溶融処理し、生成したスラグ層にスレート材を投入したときの溶融速度と、比較例としてスレート材に主灰を５０％混合して溶融処理し、生成したスラグ層に主灰を投入したときの溶融速度を示す。
最も溶融速度が速かったのは主灰を投入した場合（比較例）であり、これは上記したように塩基度が低いため溶流点が低いことが要因の一つとして挙げられる。
アスベストスレート材は、何れも溶融速度が主灰よりも遅いが、スラグ層における主灰の混合率が高い方が溶融速度が速い。即ち、灰の混合率によりアスベスト廃棄物の溶融速度が変化することがわかる。
【００６６】
また、何れの場合も溶融温度が高い方が溶融速度が速い。しかしながら、溶融温度は炉の耐久性、電力コスト等に影響を及ぼすことから溶融炉に応じて運転範囲はある程度決まっている。
従って、所定の温度範囲にてアスベスト廃棄物を完全溶融するためには、最適な溶融速度に設定する必要がある。溶融速度は、上記したように塩基度、混合率に応じて異なるため、これらに基づいて最適な溶融速度、即ち最適な溶融処理量を設定することが好ましい。
図１３に、一例として溶融温度１５５０℃のときの塩基度に対する溶融処理量の関係を示し、図１４に、溶融温度１５５０℃のときの灰混合率に対する溶融処理量の関係を示す。
図１３に示されるように、混合物の塩基度が高い場合には、溶融速度が遅いため溶融処理量を小さく設定することで最適な運転条件とすることが可能である。また、図１４に示されるように、灰混合率が低い場合には、溶融速度が遅いため溶融処理量を小さく設定することで最適な運転条件とすることが可能である。
このように、混合物の塩基度若しくは混合率に基づいて溶融処理量を設定することにより、アスベスト廃棄物が未溶融物で排出されることを防止し安定運転が可能となるとともに、効率的な溶融処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施例１に係る処理装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施例１に係る処理装置における溶融炉の側断面図である。
【図３】図２の溶融炉において灰投入手段とアスベスト廃棄物投入手段を別に設けた場合のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】図３の溶融炉におけるアスベスト含有廃棄物の投入手段を示す側断面図である。
【図５】図２の溶融炉において灰とアスベスト廃棄物を投入する一の投入手段を設けた場合のＸ−Ｘ線断面図である。
【図６】本発明の実施例１に係るアスベスト廃棄物の搬入を説明する図である。
【図７】本発明の実施例１に係るアスベスト廃棄物の溶融処理を示すフロー図である。
【図８】本発明の実施例２に係る処理装置の平断面図である。
【図９】本発明の実施例２に係るアスベスト廃棄物の溶融処理を示すフロー図である。
【図１０】アスベストスレート材と主灰を混合したときの塩基度とスラグ化率の関係を示すグラフである。
【図１１】アスベストスレート材と飛灰含有主灰を混合したときの塩基度とスラグ化率の関係を示すグラフである。
【図１２】アスベストスレート材と主灰の混合物の溶融速度を示すグラフである。
【図１３】塩基度に対する溶融処理量の関係を示すグラフである。
【図１４】灰混合率に対する溶融処理量の関係を示すグラフである。
【図１５】主灰における塩基度と溶流点の関係を示すグラフである。
【図１６】アスベスト廃棄物の成分表である。
【符号の説明】
【００６８】
１      プラズマ溶融炉
８      出滓口
１０    未溶融層
１１    溶融スラグ層
１２    溶融メタル層
１３    スラグ温度計
１５    灰投入手段
１５’  灰・アスベスト廃棄物投入手段
１６    アスベスト廃棄物投入手段
１８、１９  カメラ
２０    アスベスト前処理室
２１    二次燃焼室
２７、３３、３６  ＨＥＰＡフィルタ
３０    ＣＯ計測器
３４、３５、４４  作業室
３７    塩基度測定装置
３８    投入量制御装置
５０    灰
５１    アスベスト廃棄物
５２    溶融スラグ
６２    振分手段
６５、６６  二重ダンパ
６８    プッシャ
【図１】
2007307548.tif 000003
【図２】
2007307548.tif 000004
【図３】
2007307548.tif 000005
【図４】
2007307548.tif 000006
【図５】
2007307548.tif 000007
【図６】
2007307548.tif 000008
【図７】
2007307548.tif 000009
【図８】
2007307548.tif 000010
【図９】
2007307548.tif 000011
【図１０】
2007307548.tif 000012
【図１１】
2007307548.tif 000013
【図１２】
2007307548.tif 000014
【図１３】
2007307548.tif 000015
【図１４】
2007307548.tif 000016
【図１５】
2007307548.tif 000017
【図１６】
2007307548.tif 000018