(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライアッシュを高温でリン酸化反応に附して有毒金属塩化物をホスフェートに転化する工程を含んでなる廃棄物焼却炉により生成され且つ有毒金属の塩化物を含有するフライアッシュの処理方法であって、前記リン酸化反応を非金属化合物であるリン化合物を含んでなる反応体を添加して行い、得られた塩素化生成物をガス状で排出することを特徴とするフライアッシュの処理方法。
【請求項２】
前記反応温度が５００〜１，２００℃の範囲である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記反応体がリン酸、無水リン酸及びリン酸アンモニウムからなる群から選択される請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記反応体がリンの有機化合物である請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
廃棄物焼却炉により生成され且つ有毒金属塩化物を含有するフライアッシュの処理装置であって、前記フライアッシュを導入するための手段と、非金属化合物であるリンの化合物を含んでなる反応体を導入するための手段と、フライアッシュとリン化合物との間で５００〜１，２００℃の温度でリン酸化反応をさせて有毒金属化合物をホスフェートに転化させることができる加熱手段と、生成したリン酸化灰を排出するための手段と、フライアッシュとリン化合物との間の反応により生成した塩素化生成物のガスを排出するための手段とを含んでなる反応器を含むことを特徴とする装置。
【請求項６】
排出ガスに含有される粉塵を濾過・回収するために、前記ガス排出手段に接続した集塵器をさらに含んでなる請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記集塵器が乾式集塵器である請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記反応器が、前記粉塵を再び前記反応に附するために前記粉塵を導入するための手段をさらに含んでなる請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記排出手段に排出されるヒュームを冷却するための装置をさらに含んでなる請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
前記加熱手段が少なくとも１個のバーナーを含んでなり、前記バーナーが前記反応体を導入する手段としての役割も果たす請求項５に記載の装置。
【請求項１１】
前記反応器が、回転チューブ周囲に構成されている型である請求項５〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記反応器がガラス固化法を実施できる手段を備えた溶融炉から構成されており、前記溶融炉がフライアッシュのリン酸化とリン化灰のガラス固化とを連続的に実施できる請求項５〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物焼却炉により生成され且つ有毒金属の塩化物を含有するフライアッシュの処理に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
産業廃棄物や核廃棄物から生成されるフライアッシュだけでなく家庭廃棄物の焼却ヒュームからの精製残留物（「ＲＥＦＩＯＭ」と称される）にも、有毒金属を含有する顕著な量の化学化合物が含まれていることがある。
有毒金属とは、環境を汚染すると考えられる金属を意味する。これらには、重金属（亜鉛等）、アルカリ金属及びアルカリ土類金属（セシウム、ストロンチウム等）並びに放射性金属などがある。これらの有毒金属は、家庭廃棄物や通常の産業又は原子力産業からのゴミから構成される廃棄物に見出される。
【０００３】
廃棄物の焼却中に化学反応が生じて、特にこれらの有毒金属の化学化合物が生じる。これらの化学化合物は、ＲＥＦＩＯＭに見出され、ＲＥＦＩＯＭを処理してこれらの有害な化合物が環境に分散されないようにしなければならない。
フライアッシュを処理して不活性としてセメント固化及びガラス固化することは公知である。ガラス固化は、有毒元素を安定なマトリックスに封じ込めながら焼却残留物の容積を減少させることができる方法である。
【０００４】
焼却される廃棄物のほとんどには、塩化物及びとりわけ重金属の塩化物を形成する塩素が含有されている。家庭廃棄物、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製品からの家庭廃棄物には、それが多量に含まれている。
これらの有毒金属塩化物は可溶であり、環境に有害である。これらを含有するフライアッシュは、塩素を完全には封じ込められないので、そのままでは効果的には処理できない。したがって、フライアッシュを不活性にすることは、環境にとって不可欠である。
【０００５】
フライアッシュに塩素が存在すると、ビチューメン化又はセメント固化した廃棄物の性質が劣化し、特に浸出耐性が劣化する。
重金属の塩化物は、良好な封じ込め特性を有するガラス固化法により提案されている種類のガラス質格子には組み込むことはできない。
この欠点を改善するために、２種類の処理が提案された。第一の処理法は、湿式法により重金属を除去した後、残留物と重金属を不活性にする方法が実施される。第二のガラス固化処理法では、ガスの処理で重金属塩化物を回収しこれらの重金属を不活性にするか、ガラス化相上に位置する粘ちょうな非混和相にインサイチューで金属塩化物をトラップすることが行われる（例えば、ＦＲ−Ａ−２  ６９７  ４５１参照）。
【０００６】
いままで、提案された処理は実行するのが困難であり且つ高価であることが判明した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
これらの欠点を改善するために、本発明によれば、ＲＥＦＩＯＭに含有される金属塩化物を高温でリン酸化する方法が提供される。反応器で実施される本方法により、重金属を異なる化学的形態（塩化物の代わりにホスフェート）で得ることができる。ホスフェートが極めて高濃度で得られる生成物は、ガラス固化反応器に通すことができる。ホスフェートは、容易にガラス質格子に組み込まれる。ホスフェートにより、対応する金属塩化物よりもかなり揮発性の低い化合物が得られる。
【０００８】
しかして、本発明によれば、フライアッシュを高温でリン酸化反応に附して有毒金属塩化物をホスフェートに転化する工程を含んでなる廃棄物焼却炉により生成され且つ有毒金属の塩化物を含有するフライアッシュの処理方法であって、前記リン酸化反応を非金属化合物であるリン化合物を含んでなる反応体を添加して行い、得られた塩素化生成物をガス状で排出することを特徴とするフライアッシュの処理方法が提供される。
【０００９】
好ましくは、反応温度は、５００〜１，２００℃の範囲である。
前記反応体は、リン酸、無水リン酸及びリン酸アンモニウムからなる群から選択されることができる。また、前記反応体は、有機リン化合物であることができる。
また、本発明によれば、廃棄物焼却炉により生成され且つ有毒金属塩化物を含有するフライアッシュの処理装置であって、前記フライアッシュを導入するための手段と、非金属化合物であるリンの化合物を含んでなる反応体を導入するための手段と、フライアッシュとリン化合物との間で５００〜１，２００℃の温度でリン酸化反応をさせて有毒金属化合物をホスフェートに転化させることができる加熱手段と、生成したリン酸化灰を排出するための手段と、フライアッシュとリン化合物との間の反応により生成した塩素化生成物ガスを排出するための手段とを含んでなる反応器を含むことを特徴とする装置が提供される。
【００１０】
この装置は、排出ガスに含有される粉塵を濾過・回収するために、前記ガス排出手段に接続した集塵器をさらに含んでいてもよい。この集塵器は、乾式集塵器であることができる。
装置の反応器は、前記粉塵を再び前記反応に附するために前記粉塵を導入するための手段をさらに含んでなるのが有利である。
【００１１】
また、前記排出手段に排出されるヒュームを冷却するための装置をさらに含んでなることができる。
もし加熱手段が少なくとも１個のバーナーを含んでなるならば、前記バーナーは前記反応体を導入する手段としての役割も果たすことができる。
前記反応器は、回転チューブ周囲に構成されている型であることができる。
【００１２】
本発明の別の実施態様によれば、前記反応器は、ガラス固化法を実施するための手段を備えた溶融炉を含んでなり、前記溶融炉がフライアッシュのリン酸化とリン化灰のガラス固化とを連続的に実施できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下の添付図面を参照しながら説明する非限定的実施例により、本発明はよりよく理解され、且つ他の利点と特定の特徴が明らかとなるであろう。
図１は、本発明によるフライアッシュ処理装置の第一の変更態様の概略図である。この装置は、揮発性塩化物をリン酸化するための反応器１を含んでなる。このような反応器は、化学分野においては周知である。この反応器は、例えば、回転チューブの周囲に構成した型である。この反応器により、５００〜１，２００℃の温度で熱処理を実施できる。適当な形態でリンを含有する反応体（例えば、有機ホスフェート）を、反応器に入口パイプ２を用いて、固体状、液体状又はガス状で反応器に導入できる。もし必要であれば、反応体は、バーナー、例えば、反応器内部を加熱するのに使用されるバーナー３の一つを用いて導入できる。
【００１４】
別の入口パイプ４により、フライアッシュを反応器に導入する。
リン酸化灰は反応器の底に降下し、そこで参照番号５で示した滑り箱又は自動抽出装置により抽出できる。
熱及び反応体の影響により、フライアッシュに含有される金属塩化物は、ホスフェートに転化される。反応中に生成されたガスを、排出パイプ６を通って排出させ、それらと一緒に、未反応金属塩化物を含むことがある粉塵を搬送する。
【００１５】
パイプ６を通って排出されたガスを、ヒューム冷却装置８を通過させた後、集塵器７に導く。この集塵器７は、例えば、乾式濾過システムであって、粉塵を回収してそれをパイプ９を用いて再び反応器１に戻す。このリサイクルにより、未反応金属塩化物が反応器にフィードバックされる。
粉塵を含まないヒュームを、集塵器７からパイプ１０を用いて、ヒュームに含有される酸ガスを中和するためのシステム１１に通す。１２で、無毒塩を回収し、一方、ガスは、１３からでる。
【００１６】
生成したリン酸化灰は、公知の方法により、容易にガラス化できる。
また、本発明によるリン酸化法は、塩素を含んでいないので、セメント固化又はビチューメン化法と関連させて、より品質のよい最終廃棄物とすることもできる。最後に、もしリン酸化法により十分に不溶性である廃棄物生成物が得られるならば、この廃棄物は、そのまま貯蔵できる。
【００１７】
図２は、本発明によるフライアッシュ処理装置の第二の変更態様の概略図である。この変更態様では、リン酸化反応器の代わりに溶融炉２０を用いて、リン酸化とガラス固化とを同じ反応器で実施できるようになっている。ガスの処理は、前記した態様と同一である。
即ち、図２における炉２０には、供給パイプ２１を通ってフライアッシュと、供給パイプ２２を通ってリン含有反応体と、供給パイプ２３を通ってガラス固化添加物とが同時に入れられる。
【００１８】
前記の態様と同様に、パイプ２４により、反応で生成したガスを排出し、まだ金属塩化物を含有している可能性のある粉塵をこれらのガスとともに搬送する。ヒューム冷却装置８を介して集塵器７に通じさせた後、粉塵をパイプ２５を介して炉にリサイクルする。２６で、リン酸化灰を封じ込めたガラスを回収する。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、環境にとって有害である廃棄物焼却炉により生成され且つ有毒金属の塩化物を含有するフライアッシュが無害化される。即ち、フライアッシュに含有される塩化物は、異なる化学形態（ホスフェート）に転化され、環境にとって不活性な物質となる。したがって、ガラス固化及びセメント固化しても安全な状態で貯蔵できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフライアッシュ処理装置の第一の変更態様の概略図である。
【図２】本発明によるフライアッシュ処理装置の第二の変更態様の概略図である。
【符号の説明】
１・・・反応器
２・・・反応体入口パイプ
３・・・バーナー
４・・・フライアッシュ入口パイプ
５・・・滑り箱又は自動抽出装置
６・・・排出パイプ
７・・・集塵器
８・・・ヒューム冷却装置
９・・・フィードバックパイプ
１０・・パイプ
１１・・酸ガス中和システム
１２・・無毒塩回収装置
１３・・ガス排出パイプ
２０・・溶融炉
２１・・フライアッシュ供給パイプ
２２・・反応体供給パイプ
２３・・ガラス固化添加物供給パイプ
２４・・排出パイプ
２５・・フィードバックパイプ
２６・・リン酸化灰回収装置
【図１】
0003874448.tif 000002
【図２】
0003874448.tif 000003