(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
都市ごみと、都市ごみ以外の焼却灰や掘り起こしごみなど灰分の高い異種ごみとを廃業物溶融炉で溶融処理する廃棄物溶融炉の操業方法において、
異種ごみに必要とされる塩基度を算出し、異種ごみの灰分毎の土混入率と塩基度との関係から異種ごみに混合する石灰石量を求め、この求められた量の石灰石類を、あらかじめ、異種ごみと混合し、該異種ごみと前記都市ごみをピット内でクレーンにて混合して装入することを特徴とする廃棄物溶融炉の操業方法。
【請求項２】
都市ごみと、都市ごみ以外の焼却灰や掘り起こしごみなど灰分の高い異種ごみとを廃棄物溶融炉で溶融処理する廃棄物溶融炉の操業方法において、
異種ごみに必要とされる塩基度を算出し、異種ごみの灰分毎の土混入率と塩基度との関係から異種ごみに混合する石灰石の量を求め、この求められた量の石灰石類を、あらかじめ、異種ごみと混合し、更に、該異種ごみと前記都市ごみをピット内でクレーンにて混合し、該混合物中の都市ごみに必要とされる石灰石類と交互に装入することを特徴とする廃棄物溶融炉の操業方法。
【請求項３】
都市ごみと、都市ごみ以外の焼却灰や掘り起こしごみなど灰分の高い異種ごみとを廃棄物溶融炉で溶融処理する廃棄物溶融炉の操業方法において、
都市ごみと異種ごみとを混合した時に必要とされる塩基度を算出し、該塩基度に基づいて決定された量の石灰石類を、あらかじめ、異種ごみと混合し、更に、該異種ごみと前記都市ごみをピット内でクレーンにて混合して装入することを特徴とする廃棄物溶融炉の操業方法。
【請求項４】
都市ごみと異種ごみとの混合塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）を０．８〜１に設定することを特徴とする請求項３に記載の廃棄物溶融炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみと都市ごみ以外の掘り起こしごみなど灰分の高い異種ごみを竪型シャフト炉で溶融処理する廃棄物の溶融処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物には、都市ごみを主体とした一般廃棄物、各種産業廃棄物又はそれらの焼却処理によって得られた中間処理物である焼却灰、飛灰、破砕不純物やそれらをいったん埋立処理した後、再度掘り起こした土砂分を含む埋立ごみ、汚泥等がある。この廃棄物溶融処理は、廃棄物を溶融炉の上部より装入し、また、１回に投入するごみ量に対して副原料として石灰石や珪石などの塩基度調整剤とともにコークスを一定量装入し、炉底部の羽口から酸素含有ガスまたは酸素富化ガス、あるいはその上方の羽口から空気を吹き込み、廃棄物を乾燥、予熱、熱分解、燃焼、溶融し、スラグやメタルとして取り出すものである。スラグの有効活用のためには、そのスラグの物性が重要になってくる。また、スラグの流動性は、炉底部からの排出にあたっての重要な要因であり、前記したスラグの物性、品質に大きく影響する。
【０００３】
例えば、特公昭５５−２１９２３号公報には、溶融炉における廃棄物の溶融処理方法において、スラグの成分が１＞ＣａＯ／ＳｉＯ２＞０．５になるように廃棄物に石灰類を補給して操業することが記載されている。この操業は、比較的性状の安定した都市ごみを主とし、最終的なスラグの塩基度のみを副資材の投入目標としている。
【０００４】
昨今、最終処分場不足から溶融処理によるスラグ化が推進されており、中でも異種ごみの処理が注目されている。異種ごみとは、他工場（ストーカ炉・流動床）から排出された焼却灰、焼却飛灰や最終処分場から埋め立てごみを掘り起こした灰分の高いものである。特に掘り起こしごみには飛散・臭気の観点から覆土が混入しているが、重金属等の有害物に汚染されていることから一括して溶融・無害化が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在、竪型シャフト炉では、混合率管理のため異種ごみを炉頂から層状に投入し、塩基度調整剤（石灰類）はスラグの塩基度が０．５〜１．１になるように調整している。
【０００６】
しかし、雑多なごみを処理する場合において、例えば、掘り起こしごみの場合、焼却に適さないプラスチック、焼却灰、覆土、建設廃材等が混在し、灰分が都市ごみの５〜１０％に比べて１５〜３０％と高く、一定量の塩基度調整剤を投入しても、部分的には塩基度の偏差が大きい。特に掘り起こしごみの処理では覆土の混入の多寡により単味の塩基度が０．０２〜０．３と大きく変動し、部分的に塩基度の高低が激しい。更に、灰や掘り起こしごみ等の不燃層と石灰層が厚く、混合性が悪いために、スラグの融点が高くなる傾向にある。その結果、羽口前ではスラグ粘性が高くなり、羽口やコークスへのスラグの付着等でコークスの燃焼性が阻害され、結果として、羽口輝度悪化、スラグ温度低下によりスラグの流動性が悪化し最悪の時は出湯不能となる。そのためのランスによるスラグ加熱作業の負荷の増加が生じ、またその対策としてＣＲ上昇が必要となる。
【０００７】
そこで、本発明は、都市ごみと、都市ごみ以外の焼却灰や掘り起こしごみなど灰分の高い異種ごみとを廃棄物溶融炉で溶融処理する廃棄物溶融炉の操業方法において、スラグの流動性を良好にして安定した操業ができる廃棄物溶融炉の操業方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、都市ごみと、都市ごみ以外の焼却灰や掘り起こしごみなど灰分の高い異種ごみとを廃業物溶融炉で溶融処理する廃棄物溶融炉の操業方法において、異種ごみに必要とされる塩基度を算出し、異種ごみの灰分毎の土混入率と塩基度との関係から異種ごみに混合する石灰石の量を求め、この求められた量の石灰石類を、あらかじめ、異種ごみと混合し、該異種ごみと前記都市ごみをピット内でクレーンにて混合して装入することを特徴とする。更に、該混合物中の都市ごみに必要とされる石灰石類と交互に装入してもよい。
【０００９】
また、本発明は、都市ごみと、都市ごみ以外の焼却灰や掘り起こしごみなど灰分の高い異種ごみとを廃棄物溶融炉で溶融処理する廃棄物溶融炉の操業方法において、都市ごみと異種ごみとを混合した時に必要とされる塩基度を算出し、該塩基度に基づいて決定された量の石灰石類を、あらかじめ、異種ごみと混合し、該異種ごみと前記都市ごみをピット内でクレーンにて混合して装入することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、溶融炉内におけるごみと石灰分の分布（装入状態）を示す模式図で、（ａ）及び（ｂ）は本発明、（ｃ）及び（ｄ）は比較例である。
【００１１】
図１（ｄ）は、都市ごみのみを処理する場合で、都市ごみ１と、該都市ごみに必要とされる量の石灰２を炉頂から交互に層状に投入して溶融処理する一般的なものである。
【００１２】
都市ごみは一般的に雑多なものから構成されているため、この場合、全体の塩基度は、０．８〜１の範囲に維持されるように、まず、平均的なごみ質から、ごみｌｔあたりに必要とする石灰石類の量を決定し、ごみの投入量（ｋｇ／ｃｈ）にあわせて、その都度、投入量を決定し装入する。都市ごみは、灰分が少ないため炉下部の灰層が薄く石灰石も混じり易く、溶融物の融点も下がり、安定操業が出来る。
【００１３】
図１（ｃ）は、都市ごみ１と異種ごみ３を合わせて同時に処理せんとするもので、都市ごみと異種ごみとのそれぞれの平均的ごみ質から１ｔ当たりに必要とする塩基度を算出し、更に、両者の混合率を正確に把握し、その両者のごみ装入量に合わせて装入すべき石灰石類の量を決定する。
【００１４】
その装入方法は以下の要領で行った。
【００１５】
（ｃ−１）は、都市ごみ１と異種ごみ３とは混合せず、単独で交互に炉頂から層状に装入し、その間に、都市ごみ１に必要とする量の石灰石類２及び異種ごみ３に必要とする量の石灰石類４をそれぞれ層状に装入した。
【００１６】
（ｃ−２）は、事前に都市ごみ１と異種ごみ３とは混合して、その混合物を炉頂から層状に装入し、その間に、両者に必要とする量の石灰石類２及び４を合わせてそれぞれ層状に装入した。
【００１７】
（ｃ−１）にあっては、それぞれのごみ１，３と石灰石２，４の境界面は塩基度が調整されるが、層状の異種ごみ中央部分は塩基度調整が不十分で融点が下がってくれず、スラグの流動性が低下して、羽口へのスラグの付着等により、ますます羽口前の燃焼が悪化し、安定した操業が出来なかった。
【００１８】
（ｃ−２）にあっては、都市ごみ１と異種ごみ３とは混合しているため、当然の事ながらごみの層が厚くなり、それだけ、均一な塩基度調整は難しく、（ｃ−１）と同じように境界面以外の融点が下がってくれずスラグの流動性が低下して、安定した操業が出来なかった。特に、異種ごみが掘り起こしごみの場合、石灰石が混じっていない層の塩基度が極度に下がるため、出湯出来ない等の現象が生じた。
【００１９】
また、通常、都市ごみと異種ごみの混合は、ごみピットとごみクレーンで行われるため、（ｃ−２）の場合１ｃｈの混合したごみの中の各の重量比率を正確に把握することは難しく、１ｃｈの塩基度にも大きなバラツキが生じた。
【００２０】
図１（ａ）は、本発明方法で、あらかじめ、異種ごみに必要とされる塩基度を算出し、該塩基度に基づいて装入すべき石灰石量を決定し、この決定された量の石灰石４を炉内に装入する前に、事前に、異種ごみ３と混合する。次に、この混合物３，４を、更に、都市ごみ１と混合する。
【００２１】
この３者１，３，４の混合物を、都市ごみ１に必要とされる量の石灰石類２と交互に層状に装入する。
【００２２】
本発明者は、実験で、異種ごみの塩基度は０．５〜１．２の範囲にすれば、所望とするスラグの流動性が得られることを見いだした。
【００２３】
更に、０．５〜１．２の範囲の塩基度に維持するには、異種ごみ１ｔに対して石灰石類のＣａＯ量で５６〜２２４ｋｇ（石灰石量で１００〜４００ｋｇ）装入すればよいことも見いだした。
【００２４】
このように、事前に異種ごみ３と石灰石類４を事前に混合して装入すれば、常に、異種ごみ部分の塩基度は調整され融点が下がるため溶けやすくなり、且つ、全体的に石灰が分散されて炉内の塩基度のバラツキが平滑化される。更に、事前に石灰石を混合した異種ごみと一般ごみの混合作業は、ピット内でクレーンを使って行うため、それぞれの重量比率を正確に把握することは難しいが、多少、異種ごみ、特に、掘り起こしごみの場合、混合率がバラツイても異種ごみ自体の塩基度が事前に調整されているため、１ｃｈの塩基度のバラツキが少なく安定した操業が得られる。
【００２５】
図１（ｂ）は、本発明の別の態様を示すもので、まず、都市ごみ１と異種ごみ３を混合したときに必要とされる塩基度を算出し、該塩基度に基づいて石灰石の量を決定し、この決定された量の石灰石２，４を炉内に装入する前に、まず、異種ごみ３と混合し、次に、都市ごみ１と混合して炉内に装入している。
【００２６】
この方法にあっても、異種ごみ部分の塩基度が調整されているため、被溶融物の融点が下がり炉全体として安定操業が得られた。
【００２７】
本発明者の実験では、都市ごみと一般ごみとの混合物の塩基度は、０．８〜１の範囲を維持するように石灰石類を装入すれば、適正な溶融が得られることを見いだした。
【００２８】
図２は、異種ごみ中の土混入率と事前石灰石混合量（ｋｇ／異種ごみｔ）と石灰混合後の異種ごみ部分の塩基度との関係の一例を示す図である。図２は、異種ごみ（土混入前）の灰分が３０％の場合を示し、土の混入割合に応じて土混入後の異種ごみ部分の塩基度を０．５〜１．２にするために、異種ごみｌｔ当たりに事前に混合する事前混合石灰石比（ｋｇ）を求めることが出来る。
【００２９】
例えば、覆土の混入率３０％未満の場合で事前混合石灰石比を１００〜２００、３０〜７０％の場合では、事前混合石灰石比を２００〜４００にすればよい。
【００３０】
このように、異種ごみの灰分毎に土混入率と塩基度との関係を求めておけば、異種ごみの種類に応じて混合する石灰石量を容易に求めることが出来る。
【００３１】
都市ごみ７００ｋｇ、灰分３０％の異種ごみ（掘り起こしごみ）２３１ｋｇ（そのうち覆土６９ｋｇ）を溶融処理する場合、異種ごみを図２のグラフから６９ｋｇの石灰石と混合して塩基度を０．８５とし、全体の塩基度を０．８８なるように石灰石を５０ｋｇ投入する。なお、石灰類とは、石灰石をはじめ、ＣａＯを含む物質全般を示し、例えば消石灰を含んだ廃棄物溶融炉集じん灰も利用できる。また、ＣａＯだけでなくＭｇＯを含む物質でも同等の効果が得られる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、都市ごみと異種ごみを溶融処理する場合、スラグの流動性を悪化させることなく良好に維持することができ、その結果、作業負荷やＣＲが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶融炉内におけるごみと石灰分の分布を示す模式図で、（ａ）及び（ｂ）は本発明、（ｃ）〜（ｄ）は比較例である。
【図２】異種ごみの土混合率と塩基度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１：都市ごみ
２：石灰
３：異種ごみ
４：石灰
【図１】
0003869695.tif 000002
【図２】
0003869695.tif 000003