(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
都市ごみや産業用廃棄物などの焼却方法において、 焼却装置の燃焼室における燃焼温度を約１０００℃以上とし、その排ガスの温度が約１０００〜１３００℃にあるところに固気分離器を設けて、排ガスから焼却灰を分離し、その焼却灰を冷却してプレヒータを有するセメント製造装置により焼成されるセメント原料として回収することを特徴とする焼却方法。
【請求項２】
上記固気分離器で焼却灰を分離した排ガスを約１５０℃以下に冷却し、集塵器によってこの排ガスから重金属、塩素化合物などを分離し、回収することを特徴とする請求項１記載の焼却方法。
【請求項３】
上記集塵器によって重金属、塩素化合物などを分離し、回収した後の排ガスに、活性炭や塩化カルシウムを添加することを特徴とする請求項２記載の焼却方法。
【請求項４】
燃焼室内の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段からの信号に基づいて燃焼室の温度を所定の温度に制御するための制御手段とを備え、燃焼室と排ガス通路の最初の熱交換器との間に固気分離器が設けられたことを特徴とする請求項１〜３記載の焼却方法を実施するための焼却装置。
【請求項５】
上記固気分離器がサイクロンであることを特徴とする請求項４記載の焼却装置。
【請求項６】
上記固気分離器が移動層分離器であることを特徴とする請求項４記載の焼却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、都市ごみや産業廃棄物などの焼却方法および装置に関し、特に、重金属や塩素などを分離して焼却灰を回収する焼却方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の都市ごみや産業廃棄物の焼却灰中には、有害な重金属や塩素などが含まれ、このような焼却灰は、再資源化の処理に多大なコストを要し、殆どが埋め立て処分とされている。また、このような焼却灰をそのままセメントの原料として利用することも提案されているが、従来のセメント製造装置による焼成、例えば、ＮＳＰ（ニュー  サスペンション  プレヒータ）方式の焼成方法では、揮発成分（アルカリ、塩素、硫黄）が多いと系内に低融点物質が形成され、特に、プレヒータが頻繁に閉塞するなどキルン操業を円滑に行うことはできず、実施されるには至っていない。
【０００３】
このために、都市ごみや産業廃棄物の焼却装置において、排ガス通路の熱交換器（ボイラーやエコノマイザなど）の下流に設けた集塵器により集められた焼却灰を、加熱装置を有するキルンに導入し、ほぼ１０００℃の温度に加熱して、重金属や塩素化合物などを揮発させ、焼却灰から重金属や塩素を分離するもの（例えば、特公平５−６１９８５号公報参照）や、そのキルンに燃焼室の高温燃焼ガスを導き、所定温度（約１０００℃）に加熱された分離器によって、焼却灰から重金属や塩素などを分離するもの（特開平３−１９６８８７号公報参照）も既に知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように一度得られた焼却灰から重金属や塩素などを分離、除去する方式にあっては、ボイラやエコノマイザなどの熱交換器を通過して一度温度を下げた排ガスから回収した焼却灰を、再び重金属の揮発する温度にまで加熱し、焼却灰から重金属や塩素などを分離するものであり、装置が複雑で大型となるばかりでなく、熱効率もよくなかった。
【０００５】
この発明は、このような従来の欠陥を解消するためになされたもので、簡単な構造でかつ熱効率良く排ガスから重金属や塩素などを分離し、その焼却灰を冷却してプレヒータを有するセメント製造装置により焼成されるセメント原料として回収することのできる焼却方法および装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、都市ごみや産業用廃棄物などの焼却方法において、焼却装置の燃焼室における燃焼温度を約１０００℃以上とし、排ガスの温度が約１０００〜１３００℃にあるところに固気分離器を設けて、排ガスから焼却灰を分離し、その冷却灰を冷却してプレヒータを有するセメント製造装置のセメント原料として回収するものである。
【０００７】
なお、固気分離器で焼却灰を分離した排ガスを約１５０℃以下に冷却し、集塵器によってこの排ガスから重金属や塩素などを分離し、回収するのが好ましい。さらに、集塵器で重金属や塩素などを分離し、回収した後の排ガスに、活性炭や塩化カルシウムを添加するのが好ましい。
【０００８】
また、焼却装置としては、燃焼室内の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段からの信号に基づいて燃焼室の温度を所定の温度に制御するための制御手段とを備え、燃焼室と排ガス通路の最初の熱交換器との間に固気分離器が設けられたものが適し、この場合、固気分離器としてはサイクロンまたは移動層分離器が好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に示された焼却装置とともに説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一符号が付されている。
【００１０】
図１は従来の焼却装置を示し、焼却装置は、焼却するための都市ごみを載置するストーカ１、燃焼室４の下部へ送りこむ空気を予熱するための空気予熱器２、燃焼用バーナ３、排ガス装置とからなっている。排ガス装置は、ボイラ５やエコマイザ６などの熱交換器、集塵器７、ファン８、ガス洗浄器９、ガス再加熱器１０、そして煙突１１とからなっている。なお、１２および１３は活性炭タンクおよび塩化カルシウムタンクであり、１４は焼却装置の燃焼灰回収装置、１５は送風用のファンである。
【００１１】
今、燃焼用バーナ３に着火されると、ストーカ１に載置された都市ごみは加熱され、送風用ファン１５によって空気予熱器２からの空気が燃焼室４に送り込まれると、燃焼する。燃焼排ガスは、排ガス通路に設けられたボイラー５、エコノマイザ６を加熱し、温度を低下させてから集塵器７に入り、ここで排ガス中の焼却灰は分離、回収される。なお、集塵器７に入る前に、被焼却物に応じて、活性炭や塩化カルシウムがそれぞれのタンク１２，１３から供給され、排ガス中のダイオキシンや塩化水素を吸着する。焼却灰を分離、回収された排ガスは、ファン８に吸引され、ガス洗滌器９に送られて水洗され、再加熱器１０で加熱されて煙突から大気中に放出されるものである。なお、焼却灰については、上述のように、主として埋め立てに使用される。
【００１２】
図２には、この発明の実施例を示す焼却装置が示され、同一符号の部分は従来の焼却装置と同一である。燃焼室４には、補助バーナ１６と冷気ダンパ１７とが臨んでおり、図示しない温度検出手段である温度計からの信号に基づき、図示しない制御手段を介して燃焼室４の温度を所定の温度に維持するものである。すなわち、燃焼室４の温度が高いと検出された場合には、冷気ダンパ１７を開いて冷気を取り入れて温度を下げ、低い場合には、補助バーナ１６に着火して温度を上げ、後述する固気分離器であるサイクロン１８へ導入される排ガス温度を制御するものである。
【００１３】
固気分離器であるサイクロン１８は、燃焼室４に隣接して焼却炉に一体に形成され、その上部で燃焼室４と連通している。また、サイクロン１８の上方は熱交換器であるボイラ５やエコノマイザ６に通じ、その下方は灰冷却用サイクロン１９に連通している。灰冷却用サイクロン１９の下方には、冷却された灰を送るための輸送器であるコンベヤ２０が設置されており、その外方端は灰ピット２１に臨んでいる。
【００１４】
ストーカ１上または燃焼室４で焼却された都市ごみにより形成される焼却灰は、一部は灰回収装置１４により直接回収されるものもあるが、大部分は排ガスとともに行動し、燃焼室４内の温度が約１０００℃を超える（好ましくは１１００℃）と、重金属などは揮発し、焼却灰のみがサイクロン１８で分離、回収される。これは、次の表１に示される重金属の塩素化合物の融点、沸点からも明らかである。なお、表１は、化学便覧基礎編に記載された重金属の塩素化合物の融点と沸点を記載したものである。すなわち、重金属の塩素化合物は排ガス中に揮発しており、サイクロン１８によって集められることなく、サイクロン１８は重金属を含まないクリーンな焼却灰のみを灰冷却用サイクロン１９およびコンベヤ２０を介して灰ピット２１に回収することができる。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表２には、図１に示された従来の焼却装置の集塵器７において回収された焼却灰を８００〜１２００℃で加熱した場合の重金属と塩素の濃度が示されている。この表２から明らかなように、Ｚｎ，Ｃｒについて完全に除去することはできないが、表３に示されるように、セメント用原料として１０％以下で利用する場合には、表４に示される重金属の溶出試験結果からも分かるように全く問題になることはない。なお、下記の表３および表４は１１００℃の排ガスからサイクロン１８によって回収された焼却灰を通常のセメント原料に１０％混入して焼成して得たセメントの試験結果である。かくして、我が国のセメント生産量に対する焼却灰の発生量は約１０％程度であり、セメント原料に約１０％利用できるとすると、焼却灰の埋め立て処分は不必要となる。
【００１７】
【表２】
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【００１８】
【表３】
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【００１９】
【表４】
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【００２０】
また、集塵器７で回収される焼却灰は、重金属や塩素が濃縮されており、これは既存技術で回収することができる。但し、従来の焼却装置では、排ガス中のダイオキシンや塩化水素を吸着するために集塵器７の入口で活性炭または塩化カルシウムを添加しているが、この発明による場合には、重金属を回収するために、集塵器７後方もしくは集塵器７後方に別途第２集塵器２２を設置して活性炭や塩化カルシウムを吹き込む。かくして、せっかく重金属が集塵器７で高濃度で回収できるにもかかわらず、活性炭や塩化カルシウムによって希釈されるのを防止することができる。なお、活性炭や塩化カルシウムは従来と同様に排ガス中のダイオキシンや塩化水素を吸着するものである。
【００２１】
この発明においては、サイクロン１８の温度を約１０００〜約１３００℃に保つ必要があり、燃焼室４の燃焼温度を約１０００℃以上に制御しなければならない。すなわち、燃焼室４に温度計を設けて、その検出信号に基づいて補助バーナ１６の着火や消火を制御し、同時に冷気ダンパ１７により制御する必要がある。
【００２２】
なお、上述の実施例では、固気分離器としてサイクロンを使用したが、必要により移動層集塵器を使用することができる。また、燃焼室温度を１３００℃以上に高くすることは、固気分離器の寿命を短くするのみで、より効果があるとは考えられない。さらに、焼却装置はストーカ式焼却装置について説明したが、その他この種の焼却装置として公知の流動床式焼却装置に適用することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明によれば、焼却装置の燃焼室における燃焼温度を約１０００℃以上とし、その排ガスの温度が約１０００〜１３００℃にあるところに固気分離器を設けて、排ガスから焼却灰を分離し、回収するので、この焼却灰の中には重金属や塩素を殆ど含まず、この焼却灰はプレヒータを有するセメント製造装置により焼成されるセメント原料として利用することができるとともに、一方、焼却灰の分離、回収された排ガスを冷却することにより高濃度の重金属を分離することができ、重金属の回収が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の焼却装置の説明図である。
【図２】この発明の焼却装置の説明図である。
【符号の説明】
１  ストーカ
２  空気予熱器
３  燃焼用バーナ
４  燃焼室
５  ボイラ
６  エコノマイザ
７  集塵器
８  ファン
９  ガス洗滌器
１０  ガス再加熱器
１１  煙突
１２  活性炭タンク
１３  塩化カルシウムタンク
１４  灰回収装置
１５  送風用ファン
１６  補助バーナ
１７  冷気ダンパ
１８  固気分離器
１９  灰冷却用サイクロン
２０  輸送器
２１  灰ピット
２２  第２集塵器
【図１】
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【図２】
0003786292.tif 000007