(57)【要約】【課題】鉄分から付着灰を除去する方法において乾式方式を採用することにより系内の排水処理負荷を軽減し、且つ灰除去効率が高く、再利用に適した鉄分を得ることができる鉄分付着灰除去方法を提供する。【解決手段】ケーシング５１に回転自在に支承された回転軸５６を有し、衝撃体が先端に付設されたチェーン回転体５７を回転軸５６の周方向及び軸方向に複数多段状に取り付けた鉄分付着灰除去装置５を用いて、ケーシング５１内を原則として負圧状態に維持するとともにチェーン回転体５７を回転させ、該ケーシング上方の鉄分投入口５２より所定粒径以下の灰付着鉄分３２を投入し、衝撃体により該灰付着鉄分３２に衝撃力を与えて鉄分３５と付着灰を分離し、該鉄分３５を重力落下させてケーシング下部の鉄分排出口５５から回収するとともに、付着灰を吸引ガス３４に同伴させて排出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングに回転自在に支承された回転軸を有し、衝撃体が先端に付設されたチェーン回転体を前記回転軸の周方向及び軸方向に複数多段状に取り付けた鉄分付着灰除去装置を用いて、前記ケーシング内を原則として負圧状態に維持するとともに前記チェーン回転体を回転させ、該ケーシング上方の鉄分投入口より主として所定粒径以下の灰付着鉄分を投入し、前記衝撃体により該灰付着鉄分に衝撃力を与えて鉄分と付着灰を分離し、該鉄分を重力落下させてケーシング下部から回収するとともに、前記付着灰を吸引ガスに同伴させて排出することを特徴とする鉄分付着灰除去方法。
【請求項２】
前記ケーシング内に上昇流を形成し、前記付着灰を該上昇流に同伴させてケーシング上方の吸引ガス排出口より排出することを特徴とする請求項１記載の鉄分付着灰除去方法。
【請求項３】
前記吸引ガス排出口に誘引ファンが接続され、前記ケーシング下方の空気供給口に押込ファンが接続されており、
前記誘引ファンの風量を前記押込ファンの風量より大に設定することにより前記上昇流を形成したことを特徴とする請求項２記載の鉄分付着灰除去方法。
【請求項４】
前記チェーン回転体の終端周速を１５ｍ／ｓ以上で且つ３０ｍ／ｓ以下としたことを特徴とする請求項１記載の鉄分付着灰除去方法。
【請求項５】
前記吸引ガスを集塵装置により集塵し、該集塵装置にて回収した捕集灰を磁力選別機により磁選して鉄分を回収することを特徴とする請求項１記載の鉄分付着灰除去方法。
【請求項６】
前記ケーシング下部から回収した鉄分を篩い分け選別し、該鉄分に残存する付着灰を分離除去することを特徴とする請求項１記載の鉄分付着灰除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却灰の磁選により回収された鉄分に付着した灰を除去し、有価物として再利用に適した鉄分を得ることができる鉄分付着灰除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄物中の有価物の再資源化を目的として、焼却炉から排出される焼却灰から磁選により鉄分を回収し、この鉄分を有効利用することが行われている。
しかし、焼却灰から回収した鉄分には付着灰が多く存在し、付着灰に含まれるＤＸＮ類の問題から鉄分は有効利用されずに埋立処分されているのが実状である。回収した鉄分に付着灰が多く存在すると有価物として売却できないのみならず、付着灰が飛散して取り扱いが困難となるため、この付着灰は鉄分の有効利用に際して重大な阻害要因となっていた。
【０００３】
焼却灰より回収された鉄分から付着灰を除去する方法として、水洗浄等による湿式方式がある。一般に湿式方式では、磁選により選別した鉄分に洗浄水を噴射して洗浄処理したり、洗浄水を貯留した洗浄槽内に鉄分を投入して洗浄処理するものがある。
また、特許文献１（特許第２８０１１１５号公報）には洗浄水を貯留した洗浄槽内に下側部が浸漬するとともに水平な回転軸廻りに回転自在に設けた洗浄ドラムを有し、該洗浄ドラム内に鉄分を投入し、回転駆動装置により洗浄ドラムを回転させながら、シリンダ装置により回転軸を上下に揺動させることにより鉄分を洗浄する方法が開示されている。これは、鉄分を洗浄水に浸漬したり引き上げたりすることにより、鉄分の形状に関わらず付着灰を除去することができる。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８０１１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に代表される湿式方式では付着灰の除去効率が低く、また付着灰を多く含む排水が発生することから排水処理設備が大型化するという問題があり、有効な方法とは言えなかった。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、鉄分から付着灰を除去する方法において乾式方式を採用することにより系内の排水処理負荷を軽減し、且つ灰除去効率が高く、再利用に適した鉄分を得ることができる鉄分付着灰除去方法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】
【０００６】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、
ケーシングに回転自在に支承された回転軸を有し、衝撃体が先端に付設されたチェーン回転体を前記回転軸の周方向及び軸方向に複数多段状に取り付けた鉄分付着灰除去装置を用いて、前記ケーシング内を原則として負圧状態に維持するとともに前記チェーン回転体を回転させ、該ケーシング上方の鉄分投入口より主として所定粒径以下の灰付着鉄分を投入し、前記衝撃体により該灰付着鉄分に衝撃力を与えて鉄分と付着灰を分離し、該鉄分を重力落下させてケーシング下部から回収するとともに、前記付着灰を吸引ガスに同伴させて排出することを特徴とする。
また、前記ケーシング内に上昇流を形成し、前記付着灰を該上昇流に同伴させてケーシング上方の吸引ガス排出口より排出することが好ましい。
【０００７】
本発明では、衝撃体により灰付着鉄分に衝撃を与えることで鉄分の表面に付着した灰を分離し、分離した鉄分は重力沈降させてケーシング下部より回収し、付着灰は吸引ガスとともに排出するようにしている。これにより付着灰の除去効率を高くでき、再利用に適した鉄分を回収することができる。
また、ケーシング内に上昇流を形成して該上昇流に同伴させて付着灰を排出することにより、付着灰が鉄分とともにケーシング下部より排出されることを防止できる。
さらにケーシング内を原則として負圧状態に保つことにより、上昇流を形成しやすくするとともに灰の外部への放散を防止することができる。また、乾式方式を採用することにより排水が発生しないため、排水処理設備を設ける必要がなくなり設備の簡素化が可能である。
また本発明では、装置内に投入される灰付着鉄分を主として所定粒径以下とすることにより、チェーン回転体等の機器が損傷し難くなり装置の円滑な運転が可能となる。尚、装置内に投入される灰付着鉄分は約２００ｍｍ以下であることが好ましい。
【０００８】
さらに、前記吸引ガス排出口に誘引ファンが接続され、前記ケーシング下方の空気供給口に押込ファンが接続されており、
前記誘引ファンの風量を前記押込ファンの風量より大に設定することにより前記上昇流を形成したことを特徴とする。
これにより、ケーシング内を負圧状態とすることができるとともに、上昇流を容易に且つ確実に形成することができる。
【０００９】
さらに、前記チェーン回転体の終端周速を１５ｍ／ｓ以上で且つ３０ｍ／ｓ以下としたことを特徴とする。チェーン回転体の終端周速を１５ｍ／ｓ以下とすると、灰付着鉄分への衝撃力が不足して付着灰の分離が十分に行われず、一方３０ｍ／ｓ以上とすると、鉄分が粉砕されて微細な鉄粉が多く生じてしまい、鉄粉が吸引ガスに同伴されて排出されてしまうため鉄分回収率が低下してしまう。また、３０ｍ／ｓ以上の場合は騒音が著しく大きくなる。従って、チェーン回転体の終端周速を上記範囲内とすることで、付着灰除去効率を高く維持できるとともに高い鉄分回収率が得られる。
【００１０】
また、前記吸引ガスを集塵装置により集塵し、該集塵装置にて回収した捕集灰を磁力選別機により磁選して鉄分を回収することを特徴とする。
このように、サイクロンやバグフィルタ等の集塵装置により回収した捕集灰を再度磁選することにより、吸引ガスに同伴して排出された鉄分を回収することができるため、鉄分回収率がより一層向上する。
さらに、前記ケーシング下部から回収した鉄分を篩い分け選別し、該鉄分に残存する付着灰を分離除去することを特徴とする。
このように、灰分離手段を２段構成とすることにより、灰除去効率をより一層高くすることができ、付着灰が殆ど残存しない純度の高い鉄分を回収することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上記載のごとく本発明によれば、衝撃体により灰付着鉄分に衝撃を与えることで鉄分の表面に付着した灰を分離し、該鉄分は重力沈降させてケーシング下部より回収し、付着灰は吸引ガスとともに排出するようにしているため、付着灰の除去効率が高く、再利用に適した鉄分を回収することができる。また、乾式方式を採用しているため排水が発生せず排水処理設備を設ける必要がなくなる。
また、ケーシング内に上昇流を形成することにより、付着灰が鉄分とともにケーシング下部より排出されることを防ぎ、灰除去効率を向上させることができる。
さらに、捕集灰を再度磁選することにより、吸引ガスに同伴して排出された鉄分を回収することができるため、鉄分回収率が向上する。
さらにまた、灰分離手段を２段構成とすることにより、灰除去効率をより一層高くすることができ、付着灰が殆ど残存しない鉄分を回収することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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鉄分付着灰除去フローを示す図、図２は図１に示した鉄分付着灰除去装置のチェーン回転体を示す拡大図、図３は図１を応用した鉄分付着灰除去フローを示す図である。
【００１３】
［実施例］
本実施例に係る鉄分付着灰除去方法は、灰が付着した鉄分から灰のみを分離除去し、有価物として再利用に適した鉄分を得る方法である。灰付着鉄分は、焼却炉の炉底から排出された灰を磁選して得られた鉄分である。磁選前の灰は、必要に応じて乾燥等の処理が施されたものとする。
図１に示されるように、まず投入ホッパ１から灰３０を投入して粒径選別機２により粗大物を除去し、所定粒径以下の灰３１を選別する。粒径選別機１１としては篩い分け選別機等が好適に用いられる。該粒径選別機２により約２００ｍｍ以下の灰３１を選別回収することが好ましい。
【００１４】
選別回収した灰３１は搬送コンベア３にて磁力選別機４に搬送し、該磁力選別機４にて灰付着鉄分３２を選別回収する。灰付着鉄分３２は鉄分付着灰除去装置５に投入して、鉄分から付着灰を除去する。
鉄分付着灰除去装置５は、円筒形のケーシング５１を有し、該ケーシング５１の上方には鉄分投入口５２と吸引ガス排出口５３が、下方には空気供給口５４と鉄分排出口５５が夫々設けられ、ケーシング５１の中心には、該ケーシング５１に回転自在に支承された回転軸５６が設けられている。該回転軸５６には、周方向及び軸方向に複数多段状にチェーン回転体５７が取り付けられる。例えば、一のケーシング５１においてチェーン回転体５７を最大で８段×８本（軸方向×周方向）取り付け可能とする。チェーン回転体５７は、着脱自在であり適宜段数と本数を設定する。
【００１５】
ケーシング５１内は、装置稼動中は原則として負圧に制御される。負圧状態に保つ方法として、空気供給口５４に接続した押込ファン６と、吸引ガス排出口５３側に接続された誘引ファン９とを設け、該誘引ファン９の風量を押込ファン６の風量より大に設定することが好ましい。そして、押込ファン６と誘引ファン９によりケーシング５１内に上昇流を形成する。さらに上記構成に加えて、ケーシング５１内の負圧状態をより効果的に保持する構成として、鉄分投入口５２と鉄分排出口５５のうち少なくとも何れか一方、好適には両方にダブルダンパ５８、５９を設けるようにしてもよい。これにより、ケーシング５１のシール性が向上して負圧状態が良好に保てる。
図２に示されるように、チェーン回転体５７は所定長さのチェーン５７ａと、該チェーン５７ａの末端に取り付けられた衝撃体５７ｂとからなる。衝撃体５７ｂは鉄分に衝撃を与える際に摩耗し難い剛体とし、且つ比重が大きく鉄分に対してある程度の衝撃力を与えられるものとする。該衝撃体５７ｂの形状は特に限定されるものではないが、例えば、楕円形平板状、円形平板状、台形平板状、三角形平板状、方形平板状或いはこれらの中央部を凸状に湾曲させた形状、又は球状などが挙げられる。
【００１６】
鉄分付着灰除去装置５の稼動時には、空気供給口５４から押込ファン６により空気が送給されるとともに、後段の誘引ファン９によりケーシング５１内が吸引される。また不図示の駆動装置により回転軸５６が回転し、これに伴いチェーン回転体５７も所定回転数（回転速度）で回転する。好適には、チェーン回転体の終端周速を１５ｍ／ｓ以上で且つ３０ｍ／ｓ以下、さらに好適には終端周速を２０ｍ／ｓ以上で且つ３０ｍ／ｓ以下とする。
負圧状態に保たれるとともに上昇流が形成されたケーシング５１内には、鉄分投入口５２より灰付着鉄分３２が投入される。灰付着鉄分３２は、重力落下しながらチェーン回転体５７に複数回叩かれることにより、付着灰と鉄分とが分離する。このとき、大径の灰付着鉄分は粉砕されるものも存在する。
分離した付着灰は比重が小さいため、上昇流に同伴されて吸引ガス排出口５３より排出される。
一方、灰が分離除去された鉄分３５は比重が大きいため重力落下してケーシング下方の鉄分排出口５５より排出される。
【００１７】
灰を含有した吸引ガス３４は、吸引ガス排出口５３より排出した後にサイクロン７に導入される。該吸引ガス３４中の灰は、ガスから遠心分離してサイクロン７の下方から捕集灰３７として回収される。
さらにサイクロン７にて灰が分離除去されたガス３６は、バグフィルタ８に導入される。バグフィルタ８では、ガス中の灰が捕集され捕集灰３８として回収される。
バグフィルタ８にて灰が分離除去されたガスは３９は、誘引ファン９を介して系外へ排出される。
【００１８】
本実施例では、チェーン回転体５７の衝撃体５７ｂにより灰付着鉄分３２に衝撃を与えることで鉄分の表面に付着した灰を分離し、該鉄分３５は重力沈降させてケーシング下部の鉄分排出口５５より回収し、付着灰は吸引ガス５３に搬送させて排出するようにしているため、付着灰の除去効率が高く、再利用に適した鉄分を回収することができる。また、ケーシング５１内に上昇流を形成することにより、重力落下する鉄分５５と、上昇流に同伴させて排出する付着灰とを確実に分離することができ、付着灰の除去効率をより一層向上させることができる。さらに、ケーシング５１内を負圧に保つことにより、上昇流を形成しやすくするとともに、灰の装置外への放散を防止することができる。
また、乾式方式を採用することにより排水が発生しないため、排水処理設備を設ける必要がなくなり設備の簡素化が可能である。
【００１９】
図３に図１を応用した鉄分付着灰除去フローを示す。
同図に示されるように本実施例では、鉄分付着灰除去装置５１にて回収された鉄分３５の付着灰除去効率をさらに向上させるために、鉄分３５を粒径選別して付着灰４０と精選後の鉄分４１に分離する粒径選別機１０を設置している。このように、鉄分３５を粒径選別することにより灰が殆ど付着しない極めて純度の高い鉄分４１が得られる。
また鉄分付着灰除去装置５１では、鉄分と灰を分離する際に、比較的比重の小さい鉄分も灰とともに吸引ガスに同伴して排出されることがある。従って、サイクロン７及び／又はバグフィルタ８にて回収した捕集灰３７、３８を、さらに磁力選別機１１により磁選し、付着灰４２と精選後の鉄分４３に分離するようにしている。磁力選別機１１としては、ドラム磁選機等が好適に用いられる。
【００２０】
［付着灰除去試験］
図１に示した構成を備えた試験機を用いて付着灰除去試験を行った結果を図４に示す。本試験において投入原料は、２００φｍｍ以下の篩い選別で粗大物を除去した焼却灰に対して、さらに磁選を行い回収した鉄分とする。本試験では、約２０ｋｇの投入原料を作製した。試験機への投入重量は、灰付着鉄分を約５０〜１００ｋｇ／ｈとした。
そして、試験機へ投入及び供給操作を行い、試験機下部から回収されるもの、サイクロンによって回収されるもの、バグフィルタによって回収されるものの重量測定を行い、試験機下部から回収された鉄分の付着灰除去状況を目視確認した。また、負荷運転時の騒音を計測した。
【００２１】
本試験は図４に示されるように、条件を変えてＲｕｎ１〜Ｒｕｎ８の８回行った。Ｒｕｎ１〜Ｒｕｎ３は同じチェーン本数にてチェーン終端周速と集塵風量を異ならせて試験を行った。Ｒｕｎ４及びＲｕｎ５はチェーン本数を増やして８段×８本とし、夫々の集塵風量を異ならせた。Ｒｕｎ６及びＲｕｎ７はチェーン終端周速を段階的に上げて試験を行った。Ｒｕｎ８は衝撃体を付けない場合について試験を行った。
尚、付着灰除去状況は、鉄分に灰の付着が殆どないものを○、少しあるものを△とし、多くあるものを×とした。総合評価は、付着灰除去状況、サイクロン回収量、騒音値に基づき判断した。
【００２２】
Ｒｕｎ１、Ｒｕｎ５は装置下部からの回収率が高く、灰が付着したまま鉄分が回収されていることがわかる。従って付着灰除去状況、総合評価ともに△となり、十分な付着灰除去効果が得られない結果となった。これは、チェーン終端周速が小さいため鉄分への衝撃力が不足し、灰と鉄分の分離が十分に行われなかったためと考えられる。
Ｒｕｎ２、Ｒｕｎ３、Ｒｕｎ６は何れも付着灰除去状況、総合評価ともに良好な結果が得られた。従って、チェーン終端周速が２１．９ｍ／ｓ又は２９．３ｍ／ｓで、且つ集塵風量が１１．９ｍ３／ｍｉｎ又は１４．７ｍ３／ｍｉｎのときは、付着灰除去効果及び鉄分回収率がともに高いことがわかる。
Ｒｕｎ４は総合評価が△となっているが、これはチェーン本数が多いため騒音が大きかったことが一因となっている。また、Ｒｕｎ４では付着灰除去状況は○となっているが、サイクロン回収率が高く、これは灰とともに鉄分もガス化側に移送されてしまったためと考えられる。
【００２３】
Ｒｕｎ７は総合評価が△であるが、これはチェーン終端周速を４３．９ｍ／Ｓと大きい値としたため騒音が大きかったことが一因となっている。また、サイクロンの回収率が高く、これはチェーン終端周速が大きいため衝撃力が大きくなりすぎて鉄分が粉砕されて砂鉄状の鉄粉が多く発生し、ガス側に移送されたためと考えられる。
Ｒｕｎ８は、衝撃体を付けなかったため衝撃力が不足して灰と鉄分が殆ど分離せず、灰が多量に付着した鉄分が装置下部より回収された。従って、付着灰除去状況、総合評価ともに好ましくない結果となった。
【００２４】
これらの結果より、付着灰除去状況について、試験機のチェーン終端周速１４．６ｍ／ｓでは若干衝撃力が不足している様子であり、チェーン末端２１．９ｍ／ｓ以上の周速（回転数）が必要と思われるが、回転数が多い方がチェーンの摩耗が大きいので適宜選択する。
また、回転数、チェーン本数が多いほど、サイクロン、バグフィルタでの回収物が多くなるが、これは鉄分がチェーンで叩かれる回数が増えることで、砂鉄状の鉄粉が多く発生しているためと考えられる。
また、回転数、チェーン本数を増やすと鉄粉が多く発生することから、チェーンの摩耗量も増えることが懸念されるので、チェーン終端周速を１５〜３０ｍ／ｓ、好ましくは２０〜３０ｍ／ｓとし、チェーン本数は４段×８本とするとよい。
さらに、集塵風量を大きくすればサイクロン回収物が増えるが、付着灰除去状況の変化は殆どなかったため、風量は内部断面積比により１０〜４０ｍ３／ｍｉｎとすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例に係る鉄分付着灰除去フローを示す図である。
【図２】図１に示した鉄分付着灰除去装置のチェーン回転体を示す拡大図である。
【図３】図１を応用した鉄分付着灰除去フローを示す図である。
【図４】付着灰除去試験の結果を示す表である。
【符号の説明】
【００２６】
２      粒径選別機
４      磁力選別機
５      鉄分付着灰除去装置
６      押込ファン
７      サイクロン
８      バグフィルタ
９      誘引ファン
１０    精選用粒径選別機
１１    精選用磁力選別機
３１    灰付着鉄分
５１    ケーシング
５２    鉄分投入口
５３    吸引ガス排出口
５４    空気供給口
５５    鉄分排出口
５６    回転軸
５７    チェーン回転体
５７ａ  チェーン
５７ｂ  衝撃体
【図１】
2007283264.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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