(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被焼却物を焼却した際に発生する重金属類及び塩類を含む焼却灰を加熱して溶融する灰溶融炉と、該灰溶融炉で発生した排ガスの熱を回収すると共に、前記排ガス中の飛灰を分別する熱回収分別手段と、該熱回収分別手段から排出された排ガス中の飛灰を集塵する飛灰集塵手段と、前記熱回収分別手段及び飛灰集塵手段で分別乃至集塵された飛灰に水と薬剤を加えて、重金属類と塩類を含む水溶液とに分離する処理分離手段とを備えた焼却灰処理装置において、前記飛灰集塵手段から排出された後前記熱回収分別手段に設けた熱交換器に通すことによって加熱される排ガスを吹き込み、前記処理分離手段で分離された塩類を含む水溶液を蒸発固化する蒸発固化手段を設けたことを特徴とする焼却灰処理装置。
【請求項２】
被焼却物を焼却した際に発生する重金属類及び塩類を含む焼却灰を加熱して溶融し、発生した排ガス中の飛灰を分別し、該飛灰に水と薬剤を加えて重金属類と塩類を含む水溶液とに分離し、該重金属類と塩類をそれぞれ回収する焼却灰処理方法において、前記焼却灰を加熱して溶融する際に発生する排ガスにより飛灰分別後の排ガスを加熱し、加熱された飛灰分別後の排ガスを利用して前記塩類を含む水溶液を蒸発固化し、固体の塩類として回収することを特徴とする焼却灰処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被焼却物を焼却した際に発生する重金属類及び塩類を含む焼却灰を処理する焼却灰処理装置及び焼却灰処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、被焼却物を焼却した際に発生する重金属類及び塩類を含む焼却灰を処理する焼却灰処理装置又は焼却灰処理方法、例えば都市ごみを焼却した際に発生するごみ灰を処理するごみ灰処理装置又はごみ灰処理方法において、ごみ灰の減容化による埋め立て用地の延命及びごみ灰の無害化を目的としてごみ灰を溶融する装置又は方法が急速に普及しつつある。
【０００３】
図２は、従来技術に係るごみ灰処理装置の例を示す系統図である。従来のごみ灰処理装置２において、灰溶融炉３に供給されたごみ灰ａは、同時に供給された空気ｆ及び燃料ｅの燃焼熱により１，０００℃以上の温度で加熱され溶融し、減容化、無害化されたスラグｇとして炉底より排出される。ごみ灰ａ中にはアルカリ金属類の塩化物を中心とした低沸点物質が数十％も含まれており、これらが溶融時の高熱により揮発し気体となる。その他にも鉛、カドミウム等の低沸点重金属も同時に揮発し灰溶融炉３の１，０００〜１，４００℃の高温排ガスＧ1と共に配管３０ａを通じて熱回収部８に送られる。
【０００４】
灰溶融炉３から排出された高温排ガスＧ1は、熱回収部８で後段の集塵器１２が耐えられる程度の温度、例えばバグフィルタであれば２００〜２５０℃程度に冷却される。この時、灰溶融炉３で揮発し排ガスＧ1中に含まれていたガス状の塩化物及び低沸点重金属は再び凝縮、固化し排ガス中のダストとなる。これらのガス状の塩化物及び低沸点物質が凝固したダスト及び灰溶融炉３で舞い上がり排ガスＧ1に同伴した微細なごみ灰ａは、所謂溶融飛灰ｂとして熱回収部８の下部に沈降したり、更に下流の集塵器１２で集塵（又は捕集）される。これらの溶融飛灰ｂは配管３０ｂを通じて溶融飛灰ホッパ１４に集められる。溶融飛灰ホッパ１４に集められた溶融飛灰ｂは湿式無害化処理装置１６に送られる。尚、符号２６は、集塵器１２からの排ガスを排出させる排風機、符号２８は煙突である。
【０００５】
湿式無害化処理装置１６は、溶融飛灰ｂ中に含まれる重金属類を無害化するための薬剤ｉ、例えばキレート剤等が配管３０ｃを通じて添加される。更に、水ｈが配管３０ｄを通じて供給される。溶融飛灰ｂ中に含まれる塩化物はほとんどすべて水溶性物質のため配管３０ｄを通じて供給された水ｈに溶解し配管３０ｅを通じて水処理装置１９に送られる。溶融飛灰ｂ中に含まれる重金属類は配管３０ｃを通じて供給された薬剤ｉにより無害化され固体のスラッジｃとして沈殿し排出される。
【０００６】
水処理装置１９としては、電気分解方式或いは逆浸透膜方式が採用され、ここで配管３０ｅを通じて送り込まれた廃水に溶解している高濃度の塩類ｊは分離され固体の塩化物として排出される。塩類ｊを分離した低濃度の塩類を含む（要するに浄化された）水ｈは配管３０ｄを通じて再び湿式無害化処理装置１６に送られ、溶融飛灰ホッパ１４から送られた溶融飛灰ｂを溶解するために用いられる。又、配管３０ｋからは補給水がこの湿式処理系に供給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のごみ灰処理装置２には、次のような問題がある。即ち、
▲１▼  水処理装置１９として電気分解方式を採用した場合には大型の設備となり立地条件によっては設置出来ない場合があり、且つ設備費、電力コスト等が高く、設備が複雑である。
【０００８】
▲２▼  水処理装置１９として逆浸透膜方式を採用した場合には、設備費が高く、且つポンプ等の運転コストも高い。
【０００９】
従って、従来のごみ灰処理装置２においては、設備が大型になり、設備費、電力コスト、運転コスト等が高く、設備が複雑である、と云った問題を解決する必要があった。
【００１０】
本発明の課題は、被焼却物を焼却した際に発生する重金属類及び塩類を含む焼却灰を処理する焼却灰処理装置及び焼却灰処理方法において、設備的に小型で簡便であり、特別な熱源を必要とせずに効率的、経済的に塩類を回収することが出来ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、被焼却物を焼却した際に発生する重金属類及び塩類を含む焼却灰を加熱して溶融する灰溶融炉と、該灰溶融炉で発生した排ガスの熱を回収すると共に、前記排ガス中の飛灰を分別する熱回収分別手段と、該熱回収分別手段から排出された排ガス中の飛灰を集塵する飛灰集塵手段と、前記熱回収分別手段及び飛灰集塵手段で分別乃至集塵された飛灰に水と薬剤を加えて、重金属類と塩類を含む水溶液とに分離する処理分離手段とを備えた焼却灰処理装置において、前記熱回収分別手段で回収された熱を利用して前記処理分離手段で分離された塩類を含む水溶液を蒸発固化する蒸発固化手段を設けたことである。
【００１２】
灰溶融炉の排ガスは千数百℃以上の高温で排出されるので、その熱は熱回収分別手段で蒸気として回収されても尚余りがあり、この熱を利用して高濃度の塩類を含む水溶液（廃水）を加熱蒸発させ塩類を固体として回収する。熱回収分別手段で回収される熱を利用する蒸発固化手段を設けたことにより、設備的に小型で簡便な塩類回収装置とすることが出来、且つ熱回収分別手段で回収される熱を利用するので特別な熱源を必要とせず、効率的、経済的に塩類を回収することが出来る。
【００１３】
更に、上記焼却灰処理装置において、前記蒸発固化手段の蒸発固化は、前記飛灰集塵手段から排出された排ガスを前記熱回収分別手段に設けた熱交換器に通すことによって加熱される排ガスを吹き込むことによって行なわれることである。
【００１４】
この発明の焼却灰処理装置は、上記発明の焼却灰処理装置の作用に加え、飛灰集塵手段から排出された排ガスが、ある程度温度が高いので、この排ガスを熱回収分別手段の熱交換器に通すことによって容易に温度を高めることが出来、塩類を含む水溶液を速やかに蒸発固化する。
【００１５】
又、被焼却物を焼却した際に発生する重金属類及び塩類を含む焼却灰を加熱して溶融し、発生した排ガス中の飛灰を分別し、該飛灰に水と薬剤を加えて重金属類と塩類を含む水溶液とに分離し、該重金属類と塩類をそれぞれ回収する焼却灰処理方法において、前記焼却灰を加熱して溶融する際に発生する排ガスにより飛灰分別後の排ガスを加熱し、加熱された飛灰分別後の排ガスを利用して前記塩類を含む水溶液を蒸発固化し、固体の塩類として回収することである。
【００１６】
焼却灰を加熱して溶融する際に発生する排ガスにより飛灰分別後の排ガスを加熱し、加熱された飛灰分別後の排ガスを利用して塩類を含む水溶液を蒸発固化するので、簡便に塩類を回収することが出来、且つ特別な熱源を必要とせずに効率的、経済的に塩類を回収することが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の焼却灰処理装置及び焼却灰処理方法の実施の形態を図１に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る焼却灰処理装置の一実施形態を示す系統図である。本発明の焼却灰処理装置の実施形態としてのごみ灰処理装置１は、被焼却物であるごみを焼却した際に発生するごみ灰ａ（焼却灰）を加熱して溶融する灰溶融炉３と、この灰溶融炉３で発生した排ガスＧ1の熱を回収すると共に、前記排ガスＧ1中の溶融飛灰ｂを分別する熱回収分別手段としての熱回収部８と、この熱回収部８から排出された排ガス中の溶融飛灰ｂを集塵する飛灰集塵手段としての集塵器１２と、熱回収部８及び集塵器１２で分別乃至集塵された溶融飛灰ｂに水と薬剤を加えて、重金属類と塩類を含む水溶液とに分離する処理分離手段としての湿式無害化処理装置１６とを備えている。そして、熱回収部８で回収された熱を利用して湿式無害化処理装置１６で分離された塩類を含む水溶液ｄを蒸発固化する蒸発固化手段としての蒸発塔２１を設けたことである。ここで、蒸発塔２１の蒸発固化は、集塵器１２から排出される排ガスＧ2を熱回収部８に設けた熱交換器９に通すことによって加熱される排ガスＧ3を吹き込むことによって行なわれる。
【００１９】
更に、詳しく説明すると、灰溶融炉３に供給したごみ灰ａは、同時に供給した空気ｆ及び燃料ｅの燃焼熱により１，０００℃以上に加熱され溶融し、減容化、無害化されたスラグｇとして炉低より排出される。ごみ灰ａ中にはアルカリ金属類の塩化物を中心とした低沸点物質が数十％も含まれており、これらが溶融時の高熱により揮発し気体となる。その他にも鉛、カドミウム等の低沸点重金属も同時に揮発し灰溶融炉の排ガスＧ1(１，０００〜１，４００℃）と共に配管３０ａを通じて熱回収部８に送られる。
【００２０】
この高温排ガスＧ1は、熱回収部８で後段の集塵器１２が耐えられる程度の温度、例えば、後段の集塵器１２としてバグフィルタを使用する場合には２００〜２５０℃程度に熱回収され冷却される。この時、灰溶融炉３で揮発し排ガスＧ1中に含まれるガス状の塩化物及び低沸点重金属は再び凝縮、凝固しダストとなる。これらの低沸点物質が凝固したダスト及び灰溶融炉で舞い上がり排ガスＧ1に同伴した微細なごみ灰ａは、所謂溶融飛灰ｂとして熱回収部８の下部に沈降したり、下流の集塵器１２で集塵（又は捕集）される。これらの溶融飛灰ｂは配管３０ｂを通じて溶融飛灰ホッパ１４に集められる。溶融飛灰ホッパ１４に集められた溶融飛灰ｂは湿式無害化処理装置１６に送られる。
【００２１】
湿式無害化処理装置１６は、溶融飛灰ｂ中に含まれる重金属類を無害化するための薬剤ｉ、例えばキレート剤などが配管３０ｃを通じて添加される。更に、配管３０ｄを通じて水ｈが供給され、溶融飛灰ｂ中に含まれる塩化物は殆どすべて水溶性物質のため水ｈに溶解し配管３０ｅを通じて蒸発塔２１に送られる。
【００２２】
ところで、集塵器１２によりダスト（溶融飛灰ｂ）が除去されたクリーンな排ガスＧ2は２００〜２５０℃であるので、配管３０ｅを介して送られた塩類を含む水溶液ｄ（塩類含有廃水）を蒸発させる蒸発塔２１に直接吹き込むと、排ガスの温度が１４０℃以下となり、煙道で結露したり、極端な場合には排煙に必要な浮力が不足したりする。これを避けるため、集塵器１２出口の２００〜２５０℃の温度の低温排ガスＧ2を配管３０ｆを介して熱回収部８に設けた熱交換器９に通す。
【００２３】
熱交換器９に通された排ガスＧ3は、４００℃程度に加熱、昇温され、この排ガスＧ3を蒸発塔２１に吹き込むことによって、湿式無害化処理装置１６から送られ噴霧された塩類を含む水溶液ｄは、蒸発塔２１で気化し、塩化物は微細な固体の塩類となる。この微細な塩類は後流の別の集塵器２４で集塵され、集塵器２４の下部から有害な重金属を含まない固体の粉体の塩類ｊとして回収される。又、蒸発塔２１に吹き込まれた約４００℃の排ガスＧ3は、塩類を含む水溶液ｄの気化により熱を奪われ、約１４０℃の排ガスＧ4となり、集塵器２４で塩類ｊが回収され、排風機２６により煙突２８から排煙される。
【００２４】
本実施形態のごみ灰処理装置１は、熱回収部８で回収された熱を利用する蒸発塔２１を設けたことにより、設備的に小型で簡便な塩類回収装置とすることが出来、装置の設備費、電力コスト及び運転コストの低減が可能となる。更に、特別な熱源を必要とせずに効率的、経済的に塩類を回収することが出来る。
【００２５】
更に、集塵器１２から排出された排ガスＧ2が、ある程度温度が高いので、この排ガスＧ2を熱回収部の熱交換器９に通すことによって容易に温度を高めることが出来、高濃度の塩類を含んだ水溶液ｄ（廃水）を排ガスＧ3の熱を利用して気化させ、複雑で高価な設備を使用せずに簡便で自前の廃熱を利用して速やかに蒸発固化することが出来る。
【００２６】
上記実施形態のごみ灰処理装置１においては、熱回収部３に熱交換器９を設け、集塵器１２から排出される２００〜２５０℃の排ガスＧ2をこの熱交換器９で加熱し、約４００℃の排ガスＧ3として蒸発塔２１に吹き込んだが、熱回収部３に熱交換器９を設けずに、集塵器１２から排出された排ガスＧ2を別に設けたガスヒータ（図示せず）によって、約４００℃に加熱、昇温させ蒸発塔２１に吹き込むようにしても良い。
【００２７】
次に、本実施形態のごみ灰処理方法について図１を利用して説明する。本実施形態のごみ灰処理方法は、ごみを焼却した際に発生するごみ灰ａを加熱して溶融し、発生した排ガスＧ1中の溶融飛灰ｂを分別し、この溶融飛灰ｂに水ｈと薬剤ｉを加えて重金属類を含むスラッジｃと塩類を含む水溶液ｄとに分離し、これらの重金属類と塩類をそれぞれ回収するものである。更に、ごみ灰ａを加熱して溶融する際に発生する熱を利用して塩類を含む水溶液ｄを蒸発固化し、固体の塩類ｊとして回収する。ごみ灰ａを加熱して溶融する際に発生する熱を利用して塩類を含む水溶液ｄを蒸発固化するので、簡便に固体の粉体として塩類ｊを回収することが出来、且つ特別な熱源を必要とせずに効率的、経済的に塩類ｊを回収することが出来る。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の焼却灰処理装置又は焼却灰処理方法によれば、設備的に小型で簡便であり、特別な熱源を必要とせずに効率的、経済的に塩類を回収することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る焼却灰処理装置の一実施形態を示す系統図である。
【図２】従来技術に係るごみ灰処理装置の例を示す系統図である。
【符号の説明】
１  ごみ灰処理装置（焼却灰処理装置）
３  灰溶融炉
８  熱回収部（熱回収分別手段）
９  熱交換器
１２  集塵器（飛灰集塵手段）
１６  湿式無害化処理装置（処理分離手段）
２１  蒸発塔（蒸発固化手段）
Ｇ1  灰溶融炉で発生した排ガス
Ｇ2  集塵器から排出された排ガス
Ｇ3  熱交換器で加熱された排ガス
ａ  ごみ灰（焼却灰）
ｂ  溶融飛灰
ｃ  重金属類を含むスラッジ
ｄ  塩類を含む水溶液
ｈ  水
ｉ  薬剤
ｊ  塩類
【図１】
0003837684.tif 000002
【図２】
0003837684.tif 000003