(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉，溶融炉等の炉設備からの飛灰に有害成分固定用の安定化剤を加えて混練機で混練した上、乾燥用コンベヤで搬送する間に混練物表面を乾燥処理する飛灰の安定化装置において、
前記コンベヤをケースで覆って該ケース内で前記乾燥処理を行うとともに該ケース内を換気するようにし、且つ該ケース内からの換気空気を導入管路を通じて前記炉設備における炉内若しくは該炉内で発生した排ガスの排気経路内に導入するようになしたことを特徴とする飛灰の安定化装置。
【請求項２】
請求項１において、前記換気空気を前記溶融炉設備の排気ダクトに且つ冷却塔の上流部に前記導入管路を通じて導入するようになしたことを特徴とする飛灰の安定化装置。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記安定化剤がキレート剤を含んでいることを特徴とする飛灰の安定化装置。
【請求項４】
請求項３において、前記安定化剤が前記キレート剤に加えて塩化第一鉄又は硫酸第一鉄を含んでいることを特徴とする飛灰の安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は焼却炉や溶融炉等の炉設備から発生する飛灰の安定化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般家庭から排出されるゴミは焼却場まで運ばれ、焼却炉設備２００（図３参照）で焼却処理される。
この焼却炉設備２００での焼却による燃殻は主灰と呼ばれ、通常ゴミ１００に対して主灰が１０〜１５％程度発生する。
この主灰は特別管理一般廃棄物に該当していないため、そのまま廃棄場に廃棄処理することができる。
【０００３】
但し近年にあってはその廃棄場の確保が困難な情勢にあり、そこでこの主灰を図３に示す溶融炉設備（ここではアーク炉設備）２０２で溶融してスラグ化し、これを路盤材等として活用することも行われている。
【０００４】
焼却炉設備２００でのゴミの焼却に際して、燃焼による排ガスが併せて発生する。
この排ガス中には多量の粉塵ダストが含まれており、そこで図３に示しているように焼却炉設備２００からの排ガス中のダストをバグ集塵機２０４にて集塵し、分離することが行われている。この集塵されたダストを焼却飛灰と称している。
【０００５】
このバグ集塵機２０４で集塵された焼却飛灰中にはPbやCd等重金属類等の有害金属（有害成分）が含まれており、これをそのまま廃棄処理すると有害金属が溶出してしまう。
【０００６】
このためこの種の焼却飛灰については特別管理一般廃棄物に指定されており、有害金属の溶出量が規制されている。
そこで従来にあっては焼却飛灰中に含まれる重金属類等の有害金属の溶出値が規制値以下となるようにこれら有害金属を固定し安定化処理した上で廃棄するようにしている。
【０００７】
従来、焼却炉設備２００の炉から出た焼却飛灰をそのまま安定化処理しないで、これを主灰とともにアーク炉設備等の溶融炉設備２０２で溶融処理し、スラグ化することも行われている。このスラグもまた路盤材等として活用可能である。
【０００８】
但しこの溶融炉設備２０２における溶融処理に際してもダストを含んだ排ガスが発生する。そこで排ガス中のダストをバグ集塵機２０６で集塵処理している。この集塵されたダストを溶融飛灰と称している。
【０００９】
このバグ集塵機２０６で集塵した溶融飛灰にもまた重金属類等有害金属が含まれており、従ってこれもまた薬剤で処理して有害金属を固定し安定化処理した上で廃棄処理する必要がある。
尚、図３において２０３は焼却炉設備２００における炉２０１内で発生した熱を回収して有効利用するためのボイラである。炉２０１内で発生した排ガスはこのボイラ２０３を経て排気される。
【００１０】
図３のバグ集塵機２０４で集塵された焼却飛灰を、図４に示す酸素バーナ式の溶融炉設備２０８で溶融処理することも行われている。同図において２１０はその溶融炉設備における炉であり、２１２は炉２１０に装着された酸素バーナである。
この溶融炉設備２０８にあっては、酸素バーナ２１２から燃料と酸素とを噴出して燃焼させるとともに、併せて焼却飛灰を酸素バーナ２１２から噴出させてバーナ２１２からの火炎でこれを溶融する。ここで生じたスラグもまた路盤材等として活用可能である。
【００１１】
この酸素バーナー式の溶融炉設備２０８においても同様にダストを含んだ排ガスが発生する。そこで排ガス中のダストをバグ集塵機２１４で集塵処理している。
バグ集塵機２１４で集塵したダスト（溶融飛灰）にもまた重金属類等有害金属が含まれており、従ってこれもまた安定化剤で安定化処理した上で廃棄処理する必要がある。
【００１２】
この飛灰の安定化処理は、従来、安定化用の薬剤（安定化剤）を加えて有害金属と反応させ、これを固定化することにより行っている。
一般にはこの種の安定化剤として有害金属とキレート生成するキレート剤を用いている。具体的な処理は以下のようにして行う。
【００１３】
即ち先ず飛灰にキレート剤を水とともに加えて混練機で混練する。このときの混練物は水分を多く含んでいて泥団子状となっており、そのままでは搬送、貯溜等のハンドリングに支障があるため、次に混練物をコンベヤに載せて搬送し、その搬送過程で表面の水分を飛ばして混練物表面を乾燥させる。この混練機による混練及びコンベヤによる搬送過程で、反応による発熱に基づいて水蒸気が混練物から発生する。
【００１４】
従来はこのコンベヤを設備室内にオープン状態(開放状態)で設置し、熱や水蒸気を設備室内にそのまま放出することが多かった。
しかしながら混練物の表面が乾燥すると粉塵が室内に拡散する恐れがあり、そこで最近ではコンベヤをケースで覆って密閉化し、そしてケース内の空気を局所換気して、その換気空気を集塵機を通過させ、除塵を行うケースが増えて来た。但しこの場合においても換気ファンによる換気空気の吐出は設備室内或いは建屋壁から外気にそのまま放出していた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年、上記キレート剤を用いた安定化処理においてキレート剤に由来する二硫化炭素（CS２）や硫化カルボニル（COS），水素（H２），硫化水素（H２S）等の有害ガスの発生が指摘され始めている。
【００１６】
従来行われている上記の安定化処理の場合、換気空気を集塵機に通すことで除塵はできるものの、有害ガスの除去はできず、これをそのまま設備室内に放出すると作業員がこれを吸引して健康障害を起す恐れがあり、また外気に放出した場合においても環境保全上好ましくない。
【００１７】
上記の安定化処理に際しての有害ガスの発生の恐れは、薬剤として単にキレート剤を用いただけの場合に比べて塩化第一鉄を併用した場合に大きいと考えられる。
飛灰中に重金属として６価クロムが含まれている場合、単にキレート剤を加えただけでは６価クロムがキレート剤と反応して安定化しないため、塩化第一鉄を加えて６価クロムを先ず還元し、その上でこれをキレート剤と反応させて固定化することが行われている。
この塩化第一鉄は酸性であるため、キレート剤が塩化第一鉄と直接接触することによって、上記の有害ガスが発生する恐れが大となることが考えられる。尚、塩化第一鉄に替えて硫酸第一鉄を用いた場合も同様である。
以上薬剤としてキレート剤を用いる場合について述べたが、他の薬剤を用いる場合においても同様の問題が発生する恐れがある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の飛灰の安定化装置はこのような課題を解決するために案出されたものである。
而して請求項１のものは、焼却炉，溶融炉等の炉設備からの飛灰に有害成分固定用の安定化剤を加えて混練機で混練した上、乾燥用コンベヤで搬送する間に混練物表面を乾燥処理する飛灰の安定化装置において、前記コンベヤをケースで覆って該ケース内で前記乾燥処理を行うとともに該ケース内を換気するようにし、且つ該ケース内からの換気空気を導入管路を通じて前記炉設備における炉内若しくは該炉内で発生した排ガスの排気経路内に導入するようになしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項２のものは、請求項１において、前記換気空気を前記溶融炉設備の排気ダクトに且つ冷却塔の上流部に前記導入管路を通じて導入するようになしたことを特徴とする。
【００２０】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記安定化剤がキレート剤を含んでいることを特徴とする。
【００２１】
請求項４のものは、請求項３において、前記安定化剤が前記キレート剤に加えて塩化第一鉄又は硫酸第一鉄を含んでいることを特徴とする。
【００２２】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明の飛灰の安定化装置は、コンベヤをケースで覆って内部を換気するようにし、そしてそのケース内からの換気空気を導入管路を通じて炉設備における炉内若しくは炉内で発生した排ガスの排気経路内に導入するように成したもので、本発明によれば、換気空気内に有害成分が含まれていたとしてもこれを炉内若しくは排気経路内に導入することによって、炉内の熱或いは排気経路内の排ガスの熱によってその有害成分を燃焼・分解して無害化することが可能となる。
【００２３】
尚、換気空気を排気経路内に導入するに際しては、換気空気中に含まれている有毒ガスが燃焼・分解可能な温度域の排ガス中に導入するようになすことが望ましい。
【００２４】
この場合において上記換気空気を溶融炉設備の排気ダクトに導入管路を通じて導入するようになすことができる。
溶融炉設備においては、排気ダクトに希釈用及び冷却用の空気を吹き込むことが行われており、そこで上記換気空気をその一部として排気ダクトに導入することで、換気空気を排気ダクト内の排気の希釈用及び冷却用として用いることができると同時に、換気空気に含まれている有害成分を分解して除去することが可能となる。
【００２５】
この場合、換気空気を排気ダクトにおける冷却塔の上流部に導入するようになすことが望ましい(請求項３)。
この冷却塔の上流部においては排ガスの温度が高温度であり、従ってそこに換気空気を導入することで確実且つ効率的に排ガス中の有害成分を燃焼・分解することができる。
【００２６】
本発明はキレート剤を含んだ安定化剤を飛灰に加えて固定し安定化処理する装置に適用して特に好適であり、特に安定化剤がキレート剤に加えて塩化第一鉄又は硫酸第一鉄を含んでいる場合により好適である。
【００２７】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０はアーク式の溶融炉設備であって、１２はその本体たる炉（アーク炉）であり、電極棒１４が備えられている。この溶融炉設備１０の炉１２では、電極棒１４からのアーク放電によって内部に投入された灰を溶融し、スラグ化する。
ここで溶融したスラグは水砕水槽１６で水砕され、続いてスラグ搬出コンベヤ１８によって搬出される。
【００２８】
２０は灰コンベヤで、ホッパ２２，２４から落下した灰がこのコンベヤ２０によって炉１２に投入され、そこで溶融処理される。ここでホッパ２２は細粒灰（焼却炉における主灰）のホッパであり、２４は飛灰用のホッパである。
即ちこの溶融炉設備１０では、焼却炉設備で発生した主灰と飛灰とを混合して共に溶融処理する。
【００２９】
図１において、２６は炉１２内で発生した排ガスを排出するための排気ダクトで、この排気ダクト２６上にはバグ集塵機２８が設けられており、炉１２からの排ガスがこの排気ダクト２６を通じて排出されるとともに、そこに含まれている飛灰がバグ集塵機２８にて除塵される。
【００３０】
尚、排気ダクト２６には取入口３２から取り入れた空気が排ガスの希釈用及び冷却用の空気としてファン３０により導入管路３３を通じて導入される。炉１２から出た排気ガスは排気ダクト２６を流通する過程でファン３０により導入された空気により希釈及び冷却される。この排気ダクト２６にはまた、バグ集塵機２８の上流部に冷却塔（減温塔）３４が設けられており、排気ガスがそこで減温された上で、バグ集塵機２８を通過し、そこで集塵される。
【００３１】
焼却炉設備からの主灰と飛灰とを混合溶融する本例の場合、この冷却塔３４内部には冷却空気が噴き出され、排ガスが冷却塔３４を通過する過程でその冷却と希釈とが更に行われる。
【００３２】
バグ集塵機２８で集塵された溶融飛灰は、コンベヤ３６，３８を経てホッパ３７に移送される。そしてこのホッパ３７内部の溶融飛灰と、ホッパ３９内の消石灰とが混合機４０で混合された後、安定化のための薬剤（安定化剤）が加えられて混練機４２でそれらが混練される。
尚、飛灰に対して消石灰が加えられるのはｐＨ調整のためである。
【００３３】
図２に、混合機４０及び混練機４２とその周辺の構成がより具体的に示してある。
同図において４４，４６，４８はそれぞれ水，塩化第一鉄水溶液，キレート剤水溶液をそれぞれ収容したタンクであって、混合機４０において消石灰とともに混合された飛灰は、混練機４２に移された後、先ずタンク４４内の水とタンク４６内の塩化第一鉄とがそこに加えられて混練される。そしてそれらが十分混練された後において、次にタンク４８内部のキレート剤が加えられて、更に混練機４２により混練される。
【００３４】
混練機４２からの混練物は、続いてコンベヤ５０更にコンベヤ５２へと移されて、それらコンベヤ５０，５２によって一定時間かけて搬送される。そしてその搬送の間に混練物表面の乾燥処理が行われる。即ちこのコンベヤ５０，５２による搬送は、混練物表面を乾燥処理するためのものである。
【００３５】
コンベヤ５０，５２はケース５４にて覆われており、その内部が換気されるようになっている。そして混練物から発生した粉塵や水蒸気を含む換気空気が、管路５６を通じてケース５４外に排出され、そして管路５６上に設けられたバグ集塵機５８にて粉塵等が除塵される。
【００３６】
一方コンベヤ５０，５２による搬送過程で表面乾燥処理された混練物は、図１に示しているように一旦バンカー６０に収容された後、そのバンカー６０が開かれることによって下方のトラック６２に積載され、処分場へと運ばれてゆく。
【００３７】
図２において、管路５６を通じてケース５４内部から排出され、バグ集塵機５８で除塵された後の換気空気は、ファン６４により導入管路６６を通じて、図１の取入口３２から取り入れた空気とともに、ファン３０により炉１２からの排気ダクト２６内部に導入される。
【００３８】
詳しくは、ここでは炉１２と冷却塔３４との間の部位において排気ダクト２６内部に導入される。
即ち従来にあってはバグ集塵機５８を経た後室内或いは建屋外に排出されていた換気空気が、本例では導入管路６６を通じて排気ダクト２６内部に導入される。
【００３９】
ここで排気ダクト２６内部の排気ガスは、炉１２直後の部分で約１０００℃、冷却塔３４の直前で２００℃程度であり、従って排気ダクト２６内部に換気空気が導入されることによって、その換気空気中にキレート剤に由来する二硫化炭素や硫化カルボニル，硫化水素等の有害ガスが含まれていたとしても、それら有害ガスが排気ダクト２６内部で燃焼・分解され、無害化される。
【００４０】
以上のような本例の飛灰の安定化装置によれば、換気空気内に有害ガスが含まれていたとしてもこれを燃焼・分解して無害化でき、加えてその換気空気を排気ダクト２６内の排気ガスの冷却用及び希釈用空気の一部として活用することが可能となる。
【００４１】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上例では換気空気をアーク炉式の溶融炉設備における排気ダクト２６の冷却塔３４の上流部に導入するようにしているが、場合によってその換気空気を冷却塔３４における冷却及び希釈用空気として導入するようにしても良いし、或いはまたファン６８を通じて炉１２内に導入される燃焼用空気の一部として炉１２内に直接導入するようになすこともできる。
またこの例では溶融炉設備としてアーク式のものを用いているが、図４に示す酸素バーナ式の溶融炉設備に適用し、その排気ダクト中に或いは炉２１０内部に直接換気空気を導入するようになすこともできる。
【００４２】
その外、図３に示す焼却炉設備２００において、炉内に導入される空気の一部として或いは二次燃焼室や排ガス減温塔に換気空気を導入するようになすことも可能である等、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の飛灰の安定化装置を溶融炉設備とともに示す図である。
【図２】図1における要部を詳しく示す図である。
【図３】従来の焼却炉設備を溶融炉設備とともに示す図である。
【図４】飛灰の溶融処理に用いられている従来の酸素バーナ式の溶融炉設備を示す図である。
【符号の説明】
１０  溶融炉設備
１２  炉（アーク炉）
２６  排気ダクト
３４  冷却塔（減温塔）
４２  混練機
５０，５２  コンベヤ
５４  ケース
６６  導入管路
【図１】
0003952844.tif 000002
【図２】
0003952844.tif 000003
【図３】
0003952844.tif 000004
【図４】
0003952844.tif 000005