(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物等の燃焼性物を燃焼させ、溶融スラグとして排出する燃焼溶融炉からの排ガスを、第１の排ガス処理手段によってダストを除去し、次いで、前記ダストが除去された排ガスに脱塩脱硫剤を加えたのち、乾式で脱塩・脱硫処理を行う第２の排ガス処理手段によって脱塩残渣を排出させ、この脱塩残渣に水を加えて混合し、薬剤を加えて濾過することにより、前記脱塩残渣に含まれる重金属を除去するとともに、濾過水を蒸発乾固して有効成分を回収することを特徴とする脱塩残渣からの有効成分の回収方法。
【請求項２】
前記脱塩残渣に加える水には、前記燃焼性物を燃焼溶融させて発生する溶融スラグの冷却水を用いることを特徴とする請求項１に記載の有効成分の回収方法。
【請求項３】
廃棄物を熱分解して熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成する熱分解反応器と、前記熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離した後に、前記熱分解ガスと前記燃焼性成分とを供給し燃焼させて溶融スラグおよび排ガスを排出する燃焼溶融炉と、前記燃焼溶融炉から排出される前記排ガス中のダストを除去する第１の排ガス処理器と、該第１の排ガス処理器から排出される前記排ガスに脱塩脱硫剤を加える脱塩脱硫剤添加手段と、前記脱塩脱硫剤が加えられた前記排ガスを脱塩・脱硫処理して脱塩残渣を排出する第２の排ガス処理器とを設けてなる乾式の廃棄物処理装置において、請求項１または２に記載の回収方法によって、前記脱塩残渣から有効成分を回収する脱塩残渣処理手段を設けたことを特徴とする廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は脱塩残渣からの有効成分の回収方法に係り、特に、廃棄物（家庭やオフィスなどから出される都市ごみなどの一般廃棄物、廃プラスチック、カーシュレッダー・ダスト、廃オフィス機器、電子機器、化成品等の産業廃棄物など、可燃物を含むもの）を熱分解して発生する排ガスの脱塩残渣の処理に好適な、脱塩残渣からの有効成分の回収方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみなどの一般廃棄物や、廃プラスチックなどの産業廃棄物等、燃焼性物を含む廃棄物の処理装置の一つとして、廃棄物を熱分解反応器に入れて低酸素雰囲気で加熱し、熱分解によって、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残渣とを生成し、さらに、この熱分解残渣を冷却した後、分離装置に導き、この分離装置において灰分を含む細粒の燃焼性成分と、例えば金属や陶器、砂利、コンクリート片等の瓦礫などの粗粒の不燃焼性成分とに分離し、燃焼性成分を粉砕し、この粉砕された燃焼性成分と前記した熱分解ガスとを、燃焼溶融炉に導き、燃焼性成分をこの燃焼溶融炉で燃焼させて、燃焼性成分に含まれていた灰分を溶融スラグとなし、この溶融スラグを排出して冷却し固化させるとともに、また、燃焼溶融炉の排ガスを廃熱蒸気発生装置に供給して廃熱を回収するようにした廃棄物処理装置が知られている（例えば、特公平６−５６２５３号公報参照）。
【０００３】
この種の廃棄物処理装置に用いられる燃焼溶融炉からの排ガスは、上記公報に開示されているように、廃熱蒸気発生装置で熱回収されたのち、第１の排ガス処理手段（集塵装置）でダスト（ばい塵）を除去し、さらに、第２の排ガス処理手段（ガス浄化装置）で、脱塩・脱硫処理により反応生成物を脱塩残渣として除去し、クリーンな煙道ガスとして大気中に放出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術において、ガス浄化装置から排出される脱塩残渣は、僅かではあるが、排ガスから除去した重金属（ＰｂＯ、ＰｂＣｌ2等）や微量のダイオキシンを含むため、多量のセメントで固化して埋め立てたり廃棄されるのが通常であった。しかも、通常行われている方法では、脱塩・脱硫のために加える水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）と、排ガス中の塩化水素（ＨＣｌ）等とが反応して塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）を生成し、このＣａＣｌ2が吸湿性の高いものであるため、乾式での取り扱いが難しいという問題があった。また、排ガスを湿式で洗煙処理し、不純物を含む排水を薬剤処理して放流する方法は、環境上の問題もあり、放流の範囲も限定されている。
【０００５】
本発明の目的は、排ガスの乾式処理によって排出される脱塩残渣を有効利用できるとともに、いたずらに系外に廃棄処分するのではなく、廃棄物処理系内でのリサイクルを可能にする脱塩残渣からの有効成分の回収方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下のようにして解決される。まず、廃棄物等の燃焼性物が燃焼して発生する排ガスを、乾式により脱塩・脱硫処理して脱塩残渣を排出させ、この脱塩残渣に水を加えて混合したのち、その混合液を蒸発乾固して有効成分を回収するようにする。これにより、脱塩残渣に含まれる有効成分を容易に回収でき、かつ、脱塩残渣を固めるために従来用いた多量のセメントを省略できる。ここで、請求項１記載発明は、廃棄物等の燃焼性物を燃焼させ、溶融スラグとして排出する燃焼溶融炉からの排ガスを、第１の排ガス処理手段によってダストを除去し、次いで、ダストが除去された排ガスに脱塩脱硫剤を加えたのち、乾式で脱塩・脱硫処理を行う第２の排ガス処理手段によって脱塩残渣を排出させ、この脱塩残渣に水を加えて混合し、薬剤を加えて濾過することにより、前記脱塩残渣に含まれる重金属を除去するとともに、濾過水を蒸発乾固して有効成分を回収することを特徴とする。そのため、脱塩残渣に僅かではあるが含まれる可能性のある、排ガスから除去した重金属（ＰｂＯ、ＰｂＣｌ2等）を、薬剤で固定して無害化し、残渣とともにケーキ化して山元へ還元したり、埋立処分できる。さらに濾過水を蒸発乾固することにより、有害物質を含まない塩等の有効物質を回収できる。また、請求項２記載発明は、前記脱塩残渣に加える水には、前記燃焼性物を燃焼溶融させて発生する溶融スラグの冷却水を用いることを特徴とする。そのため、新たに大量の水を使用することなく、廃棄物の燃焼装置の系内での水を再利用するので、コストも低くなる。また、請求項３記載発明は、廃棄物を熱分解して熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成する熱分解反応器と、前記熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離した後に、前記熱分解ガスと前記燃焼性成分とを供給し燃焼させて溶融スラグおよび排ガスを排出する燃焼溶融炉と、前記燃焼溶融炉から排出される前記排ガス中のダストを除去する第１の排ガス処理器と、該第１の排ガス処理器から排出される前記排ガスに脱塩脱硫剤を加える脱塩脱硫剤添加手段と、前記脱塩脱硫剤が加えられた前記排ガスを脱塩・脱硫処理して脱塩残渣を排出する第２の排ガス処理器とを設けてなる乾式の廃棄物処理装置において、請求項１または２に記載の回収方法によって、前記脱塩残渣から有効成分を回収する脱塩残渣処理手段を設けたことを特徴とするものである。そのため、脱塩残渣を単に系外に廃棄処分するのではなく、脱塩残渣処理手段により蒸発乾固して塩等の有効成分を回収し、融雪剤や吸湿剤等に再利用できる。また、廃棄物処理系内でのリサイクルが可能になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を説明するための構成図である。本実施形態では、脱塩残渣処理手段３０により、ガス浄化装置（第２の排ガス処理手段）１３から排出される脱塩残渣３１を処理して有効成分を回収するようになっている。
図１に示すように、第１の排ガス流路１０の前段側に設置された燃焼溶融炉や、燃焼溶融炉の排ガスから熱回収して蒸気を発生させる廃熱ボイラに、集塵装置（第１の排ガス処理手段）１１が接続され、ダストを除去された排ガスは、第２の排ガス流路１２を介して、ガス浄化装置（第２の排ガス処理手段）１３により脱塩・脱硫処理される。第２の排ガス流路１２には、脱塩・脱硫のために加える消石灰１５や助剤１６の供給路１７が接続されている。
【０００８】
ガス浄化装置１３では、浄化された排ガスと脱塩残渣３１とが生成する。脱塩残渣３１は、混合槽３２で水３８を加えて混合したのち、重金属（ＰｂＯ、ＰｂＣｌ2等）が含まれている場合は、薬剤を加えて重金属を固定し、脱水機３３で脱水濾過し、無害化ケーキ３４として取り出すとともに、濾過水を乾燥機３５で蒸発乾固し、固体の塩化合物３６と蒸発水分３７とに分離する。こうして、脱塩残渣を蒸発乾固して取り出した塩化合物３６は、融雪剤、吸湿剤などに有効に再利用される。また、蒸発水分３７は大気へ解放してもよいし、系内で再利用してもよい。また、脱水による無害化ケーキ３４は、山元へ還元してもよいし、固化して埋立て処分にすることもできる。なお、ガス浄化装置１３で浄化された排ガスは、誘引送風機１８により誘引され、白煙防止器１９で白煙防止用予熱空気により再加熱されて、クリーンな煙道ガスとなって煙突２１から排出される。
【０００９】
上記例では、集塵装置でダストを除去し、次いで、ガス浄化装置で排ガス中の塩化水素や酸性ガスを除去しているが、バグフィルタで集塵をしながら、なおかつバグフィルタの前段に消石灰（Ｃａ(ＯＨ)2）を入れて、塩化水素等の酸性ガス、あるいはダイオキシンや重金属を取り除こうとする場合でも、本発明は有効である。いずれにしても、排出される脱塩残渣は塩濃度がきわめて高い（ほとんどＣａＣｌ2）。従来は、この脱塩残渣は吸湿性が高く、取扱性が悪いので、セメントで固化するなどして、系外に廃棄処分にしていた。
本発明者らは、脱塩残渣が塩濃度および吸湿性の高いことに着目し、単に系外に廃棄するのではなく、その性質を利用してスラリー化させ、有効成分を回収する方法を創案した。これにより、脱塩残渣の有効利用の幅を拡げ、融雪剤、吸湿剤等に再利用できるようにした。
【００１０】
次に、本発明になる脱塩残渣処理手段を備えた廃棄物処理装置の一実施形態を説明する。
図２は、本発明に係る廃棄物処理装置５０の系統図である。廃棄物処理装置５０において、破砕機５２は受入れヤードに配置された、例えば二軸剪断式の破砕機で、都市ごみ等の廃棄物ａは第１のコンベア５１により、この破砕機５２に供給され、ここで例えば１５０ｍｍ角以下に破砕される。この破砕された廃棄物ａは第２のコンベア５３により投入され、スクリューフィーダ５４を経て熱分解反応器５５に供給される。この熱分解反応器５５は例えば横型回転ドラムが用いられ、図示しないシール機構によりその内部は低酸素雰囲気に保持されると共に、燃焼器である燃焼溶融炉６３の後流側に配置された熱交換器６８により加熱された加熱空気がラインＬ1から供給される。
【００１１】
この加熱空気により熱分解反応器５５内に供給された廃棄物ａは、３００〜６００℃に、通常は４５０℃程度に加熱される。これによって、この廃棄物ａは熱分解され、熱分解ガスＧ1と、主として不揮発性の熱分解残留物ｂとを生成する。そして、この熱分解反応器５５内で生成された熱分解ガスＧ1と熱分解残留物ｂとは排出装置５６により分離され、熱分解ガスＧ1は、熱分解ガス配管であるラインＬ2を経て燃焼溶融炉６３のバーナ６２に供給される。
【００１２】
熱分解残留物ｂは、廃棄物ａの種類によって種々異なるが、日本国内の都市ごみの場合、本発明者等の知見によれば、
大部分が比較的細粒の可燃分            １０〜６０％
比較的細粒の灰分                        ５〜４０％
粗粒金属成分                            ７〜５０％
粗粒瓦礫、陶器、コンクリート等        １０〜６０％
より構成されていることが判明した。
【００１３】
このような成分を有する熱分解残留物ｂは、４５０℃程度の比較的高温で排出されるため、冷却装置５７により８０℃程度に冷却され、分離装置５８に導かれ、ここで燃焼性成分ｃと不燃焼性成分ｄに分離される。分離装置５８は、例えば磁選式、遠心式又は風力選別式の公知の分別機が使用される。このように不燃焼性成分ｄが分離、除去された燃焼性成分ｃは、粉砕機６０に供給される。粉砕機６０はロール式、チューブミル式、ロッドミル式、ボールミル式等が適当で、被処理廃棄物の性状により適宜選択される。
【００１４】
そして、この粉砕機６０において燃焼性成分ｃは、好ましくは全て１ｍｍ以下に粉砕され、この粉砕された燃焼性成分ｃは、ラインＬ3を経て燃焼溶融炉６３のバーナ６２に供給される。一方、送風機６１によりラインＬ4から供給された燃焼用空気及び熱分解ガスＧ1と燃焼性成分ｃとは燃焼溶融炉６３内で１３００℃程度の高温域で燃焼され、この燃焼により燃焼性成分ｃの比較的細粒の灰分より発生した燃焼灰は溶融し溶融スラグｆを生成する。
【００１５】
不燃焼性成分ｄはコンテナ５９に貯留される。不燃焼性廃棄物ｅはラインＬ5を介して燃焼溶融炉６３のなるべく下の方に供給される。この際、不燃焼性廃棄物ｅは、燃焼及び溶融効率を向上させるために１ｍｍ以下の微粉粒体とされ、且つ加熱されるのが好ましい。そのため、ラインＬ5中に設けられた破砕機、粉砕機６４及び加熱器６５を設けて破砕、粉砕及び加熱等の処理をされて燃焼溶融炉６３に供給されるのがよい。そのため、燃焼溶融炉６３の後流側に配置された熱交換器６８により加熱された加熱空気が、ラインＬ8を介して加熱器６５へ供給されるようになっている。
【００１６】
さらに、不燃焼性廃棄物ｅは、燃焼溶融炉６３内で溶融されてスラグｇとなって燃焼灰による溶融スラグｆと混合され、スラグ排出口６６から水槽６７中に落下し水砕スラグとされる。水砕スラグは図示していない装置により所定の形状にブロック化されるか又は粒状に形成され、建材又は舗装材等として再利用することが出来る。この場合において不燃焼性廃棄物ｅは必要に応じて溶融させることなく溶融スラグｆ中に混入させてもよい。
【００１７】
このような廃棄物処理装置の燃焼溶融炉６３で発生した燃焼排ガスＧ2は、熱交換器６８で熱回収され、さらに、ラインＬ6から廃熱ボイラ６９により熱回収された後、第１の排ガス処理器７１によりダスト７２を除去し、脱塩脱硫剤７８を加えて、第２の排ガス処理器７３で脱塩・脱硫され、脱塩残渣７４を排出した後、低温のクリーンな排ガスＧ3となり、誘引送風機７５を経て煙突７６から大気へ放出される。また、排ガスＧ3の一部は、送風機７７によりラインＬ7を介して冷却装置５７に供給される。第１の排ガス処理器７１で補集されたダスト７２は、ラインＬ9により燃焼溶融炉６３へ戻され、溶融してスラグ内に混入される。なお、廃熱ボイラ６９で発生させた蒸気は、発電機７０の蒸気タービンへ送られて仕事をし、また、一部はラインＬ6により加熱器６５へ送られる。
【００１８】
このような廃棄物処理装置において、第２の排ガス処理器７３から排出される脱塩残渣７４から、有効成分を回収するための脱塩残渣処理手段８０が設けられている。脱塩残渣処理手段８０は、図１に示したものと同様に構成され、本例では、脱塩残渣７４をスラリー化する水８１に、スラグ冷却水槽６７の循環水を再利用している。脱塩残渣処理手段８０における脱水処理で無害化ケーキ８２が取り出され、濾過水を蒸発乾固して有効な塩化合物８３が回収される。また、蒸発水分８４は、ここでは、凝縮してスラグ冷却水槽６７へリサイクルしている。
【００１９】
このようにして回収した塩化合物は、融雪剤、吸湿剤等に再利用され、産業上有効に活用できる。また、本例では、重金属やダイオキシンなどの有害物質は、第２の排ガス処理器までの排ガス処理で処理され、脱塩残渣に含まれる量は少ない。したがって、重金属固定用の薬剤を減少させることも可能である。なお、脱塩残渣に加える水や、蒸発乾固によって生じる蒸発水分を、スラグ冷却水槽と循環させることによってコストが低下し、廃棄物処理系内で完結するリサイクルの一助となっているが、本発明はこれに限定されるものではない。また、燃焼溶融炉からの排ガスに限らず、廃棄物等の燃焼性物の燃焼によって発生する排ガスに適用できることはもちろんである。
【００２０】
【発明の効果】
上述のとおり本発明によれば、廃棄物等の燃焼によって発生する排ガスから、乾式のガス浄化処理によって排出される脱塩残渣を有効利用できるとともに、いたずらに系外に廃棄処分するのではなく、廃棄物処理系内でのリサイクルが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための構成図である。
【図２】本発明を適用した廃棄物処理装置の一実施形態を示す系統図である。
【符号の説明】
１０  第１の排ガス流路
１１  第１の排ガス処理手段
１２  第２の排ガス流路
１３  第２の排ガス処理手段
１５  消石灰
１６  助剤
１７  供給路
１８  誘引送風機
１９  白煙防止器
２１  煙突
３０  脱塩残渣処理手段
３１  脱塩残渣
３２  混合槽
３３  脱水機
３４  無害化ケーキ
３５  乾燥機
３６  固体塩化合物
３７  蒸発水分
３８  水
５０  廃棄物処理装置
５１  第１のコンベア
５２  破砕機
５３  第２のコンベア
５４  スクリューフィーダ
５５  熱分解反応器
５６  排出装置
５７  冷却装置
５８  分離装置
５９  コンテナ
６０  粉砕機
６１  送風機
６２  バーナ
６３  燃焼溶融炉
６４  破砕・粉砕機
６５  加熱器
６６  スラグ排出口
６７  水槽
６８  熱交換器
６９  廃熱ボイラ
７０  発電機
７１  第１の排ガス処理器
７２  ダスト
７３  第２の排ガス処理器
７４  脱塩残渣
７５  誘引送風機
７６  煙突
７７  送風機
７８  脱塩脱硫剤
８０  脱塩残渣処理手段
８１  水
８２  無害化ケーキ
８３  固体塩化合物
８４  蒸発水分
ａ  廃棄物
ｂ  熱分解残留物
ｃ  燃焼性成分
ｄ  不燃焼性成分
ｅ  不燃焼性廃棄物
ｆ  溶融スラグ
ｇ  スラグ
Ｇ1  熱分解ガス
Ｇ2  燃焼排ガス
Ｇ3  排ガス
Ｌ1  加熱空気ライン
Ｌ2  熱分解ガスライン
Ｌ3  燃焼性成分供給ライン
Ｌ4  燃焼用空気供給ライン
Ｌ5  不燃焼性廃棄物供給ライン
Ｌ6  排ガスライン
Ｌ7  排出ガス再循環ライン
Ｌ8  加熱空気供給ライン
Ｌ9  ダスト循環ライン
Ｌ10  ばい塵供給ライン
【図１】
0003827816.tif 000002
【図２】
0003827816.tif 000003