(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉から排出された水分を含む処理灰を処理して灰溶融炉に供給するための灰溶融炉前処理装置における竪型破砕機の運転方法であって、
上記竪型破砕機に複数の金属製廃棄物を供給することによって、該竪型破砕機のハウジング内に滞積した処理灰を排出することを特徴とする竪型破砕機の運転方法。
【請求項２】
上記金属製廃棄物は、上記竪型破砕機の投入口において、少なくとも一時的に灰供給容積量に対して３倍以上の容積を占めるように、供給されることを特徴とする請求項１に記載の竪型破砕機の運転方法。
【請求項３】
上記金属製廃棄物を供給する際には、処理灰の供給を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の竪型破砕機の運転方法。
【請求項４】
上記金属製廃棄物が一度に供給される量は、２０箇以上の空き缶であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の竪型破砕機の運転方法。
【請求項５】
上記竪型破砕機から排出された金属製廃棄物のうち所定の大きさ以上の粗大物を再供給することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の竪型破砕機の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却灰、飛灰、焼却残滓等の焼却炉から排出された水分を含む処理灰を処理して灰溶融炉に供給するための灰溶融炉前処理装置に設けられる竪型破砕機の運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等の一般廃棄物や産業廃棄物は、過去においてはそのまま埋め立て処理するのが一般的であったが、埋め立て地の枯渇や環境破壊などの問題から現在では焼却処理を行ってから埋め立て処理することが重要視されている。しかし、焼却処理した場合でも、その処理生成物である焼却灰に、重金属類やダイオキシン等の有害物質が含まれているため、これをそのまま埋立処理するには問題がある。
【０００３】
このため、近年、焼却灰、飛灰、焼却残滓等（これらを総称して処理灰という）を灰溶融炉に供給し、溶融状態になるまで高温で加熱することにより、有害物質の無害化、処理生成物の減容化を図ることが行われている。
【０００４】
この種の灰溶融炉においては、処理灰を供給するための前処理装置が設けられている。例えば図８に示すような灰溶融炉の前処理装置が知られている。即ち、図８において、１は灰ピットであり、この灰ピット１には、ごみ焼却炉から排出されトラック等で搬送されてきた処理灰が蓄えられるようになっている。
この処理灰は、灰ピット１から灰クレーン２によって受入ホッパ３に送られた後、プシャー式フィーダ３ａによってホッパ３から切り出され、コンベヤ３ｂを介して振動フィーダ４に送られるようになっている。振動フィーダ４は、粗大物排除装置であって一種の振動篩であり、処理灰のうち比較的小さなものを複数の振動刃間の開口部を通して下方に落下させ、比較的大きなものを振動刃上を移動させて端部より竪型破砕機５に送るようになっている。
【０００５】
竪型破砕機５は、円筒状のハウジング５ａ内に高速で回転する複数のハンマ５ｂを備えたもので構成されている。この竪型破砕機５においては、比較的大きな塊状の処理灰や、この処理灰に含まれる金属片等の夾雑物がハンマ５ａから直接衝撃力を受けたり、ハンマ５ａに当たった後、互いに衝突し合ったり、ハウジング５ａの内壁に当たったりする。これによって、夾雑物や塊状処理灰などの粗大物は、破砕作用や圧縮塑性変形等を受けて、破砕されたりピンポン玉のように圧縮丸められ（縮小化され）、嵩（容積）の小さなものになるように図られている。
【０００６】
振動フィーダ４や竪型破砕機５を通過後の処理灰は、乾燥機６によって乾燥処理が行われた後、磁選機７を介して鉄片等の磁性体が取り除かれてから、供給ホッパ８に蓄えられる。供給ホッパ８に蓄えられた処理灰は、ロータリバルブ８ａによって供給量が制御されながら灰溶融炉１０に供給されることになる。
【０００７】
また、図８において、１０ａは灰溶融炉１０内を加熱するためのバーナであり、１０ｂは灰溶融炉１０から流出する溶融スラグ、１２および２４は各装置間にあって処理灰を搬送するコンベヤである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記処理灰は、ごみ焼却炉から排出される際に水で冷却されたり、飛散防止のために散水されたりして、水分を含み湿った状態になっている。この湿った処理灰は、一部が不規則に固まった塊状状態になっており、しかも、磁性金属片、陶磁器片、非鉄金属片等の大小の夾雑物が少量ではあるが混在した状態になっている。
【０００９】
このため、塊状の処理灰や粗大夾雑物を破砕または縮小化して嵩の小さなものにする竪型破砕機５にあっては、ハンマ５ｂによる衝撃や遠心力で、水分を含む処理灰自体が、ハンマ５ｂの表面やハウジング５ａの内面に厚く層状に固着した状態になる。このようになると、処理灰に含まれる金属片等の夾雑物を、ハンマ５ｂ等の衝撃で破砕や塑性変形等により嵩の小さなものに変形しようとしても、ハンマ５ｂの表面やハウジング５ａの内面に固着した処理灰が緩衝材となり、衝撃を吸収し、ついには粗大夾雑物が該処理灰の固着層に突き刺さったままの状態で該固着層が成長しオーバーロードとなり、竪型破砕機５が停止してしまい、破砕機の機能が果たせなくなる。
また、オーバロードとなって停止し処理不能にならなくとも、ハンマ５ｂに湿った処理灰が多量に固着した状態で停止させると、翌日に再起動させようとしても、湿った処理灰が固まってしまうため、再起動できない場合がある。
【００１０】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、焼却炉から排出され水分を含む処理灰を破砕ないし縮小化する竪型破砕機の上記問題を回避する竪型破砕機の運転方法を提供することを目的とし、処理灰がハウジング内に滞積した場合には、随時金属製廃棄物を供給することによって、その処理灰を掻き取ることができることを見出し本願発明に至ったものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の竪型破砕機の運転方法は、焼却炉から排出された水分を含む処理灰を処理して灰溶融炉に供給するための灰溶融炉前処理装置における竪型破砕機の運転方法であって、上記竪型破砕機に複数の金属製廃棄物を供給することによって、該竪型破砕機のハウジング内に滞積した処理灰を排出することを特徴とするものである。
上記金属製廃棄物としては、飲料水や缶詰等の空き缶や金属製の粗大物等が挙げられる。
【００１２】
上記金属製廃棄物の供給量は、多ければ多いほど滞積した処理灰の排出効果がより奏せられるが、請求項２に記載の発明のように、上記金属製廃棄物が、上記竪型破砕機の投入口において、少なくとも一時的に灰供給容積量に対して３倍以上の容積を占めるように、供給するのが好ましい。さらには、上記金属製廃棄物が、竪型破砕機の投入口において、一時的に灰供給容積量に対して５倍以上の容積を占めるように、供給するのがより好ましい。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明のように、上記金属製廃棄物を供給する際には、処理灰の供給を停止するのが好ましい。すなわち、上記金属製廃棄物が、竪型破砕機の投入口において、一時的に全容積を占めるように、供給するのが好ましい。
【００１４】
さらに、具体的に述べれば、請求項４に記載の発明のように、上記金属製廃棄物が一度に供給される量は、２０箇以上の空き缶であることが好ましい。さらには、上記金属製廃棄物が供給される量は、２０〜４０箇の空き缶であることことがより好ましい。
【００１５】
また、上記竪型破砕機に供給する上記金属製廃棄物は、請求項５に記載の発明のように、該竪型破砕機から排出された所定の大きさ以上の金属製廃棄物としてもよく、これを再投入してもよい。なお、再投入する際には、まだ当該竪型破砕機に投入されていない破砕作用や縮小化作用を受けていない金属製廃棄物を混入させるのが好ましい。
【００１６】
上記金属製廃棄物を竪型破砕機に供給するタイミングは、随時でよいが、例えば、竪型破砕機の運転中に金属片がハウジング５ａやハンマ５ｂにあたる金属音が聞こえなくなった際や、竪型破砕機を停止する直前に、上記金属製廃棄物を竪型破砕機に供給するようにするとよい。
このようにすることによって、竪型破砕機のハウジング内に滞積した処理灰を効率よく排出することができ、該竪型破砕機を分解清掃する必要がない。
【００１７】
なお、本発明の竪型破砕機の運転方法を実施するに好適な装置は、以下の要件を備えた装置である。
１．焼却炉から排出された水分を含む処理灰を灰溶融炉に供給するための灰溶融炉の前処理装置であって、
上記処理灰を受け入れる受入ホッパと、
この受入ホッパから供給された処理灰を篩い分けする振動篩手段と、
この振動篩手段において篩い上として残った所定の大きさ以上の処理灰の供給を受け、この処理灰を破砕または縮小化を行う竪型破砕機と、
上記竪型破砕機から排出された所定の大きさ以上の粗大物の通過を阻止するスクリーンとを備えていることを特徴とする灰溶融炉の前処理装置。
２．上記スクリーンは、上記竪型破砕機からの竪導管に設けられ、所定の大きさ以上の粗大物の下方への移動を阻止し、これにより捕らえた該粗大物を該竪導管の側壁に設けられた粗大物排出口に向けて排出する角度に傾斜したもので構成されていることを特徴とする１記載の灰溶融炉の前処理装置。
【００１８】
上記１に記載の溶融炉の前処理装置においては、竪型破砕機より上流側の例えば受入ホッパ、点検口、その他の部位等から金属製廃棄物を投入する。この場合、その投入位置が受入ホッパのように振動篩手段より上流側であれば、金属製廃棄物が振動篩手段上を移動して竪型破砕機に供給されることになる。このため、金属製廃棄物は、振動篩手段上に固着した処理灰を掻き取る作用をしながら、竪型破砕機に供給されることになる。
【００１９】
竪型破砕機に入った金属製廃棄物は、該竪型破砕機から破砕作用や圧縮塑性変形等を受けてピンポン玉のように圧縮丸められて縮小化され、嵩の小さなものになるとともに、竪型破砕機内に滞積した処理灰を掻き取ることになる。なお、この際、処理灰に含まれた夾雑物や塊状処理灰などの粗大物も、破砕されたりピンポン玉のように圧縮丸められて縮小化されることになる。
このため、縮小化された金属製廃棄物や処理灰等が竪型破砕機から排出されて、スクリーンに供給されることになる。
【００２０】
スクリーンに供給された金属製廃棄物や夾雑物は、スクリーンを通過する大きに破砕または縮小化されていなければ、該スクリーンで捕らえられることになり、スクリーンを通過する大きさに達していれば、該スクリーンを通って灰溶融炉に供給されることになる。なお、スクリーンで捕らえられた金属製廃棄物や夾雑物の粗大物は、例えば灰溶融炉への供給ラインの外に排出されることになる。
【００２１】
従って、上記１に記載の溶融炉の前処理装置によれば、竪型破砕機の上流側に金属製廃棄物を投入することによって、竪型破砕機内に滞積した処理灰を排除することができる。しかも、竪型破砕機の下流側にスクリーンを設けているので、金属製廃棄物のうち、破砕や縮小化が充分行われなかった金属製廃棄物や夾雑物の粗大物を捕らえることができ、該粗大物が灰溶融炉への供給ラインに詰まるのを防止することができる。
【００２２】
上記２に記載の溶融炉の前処理装置においては、スクリーンで捕らえた所定の大きさ以上の金属製廃棄物および夾雑物の粗大物が該スクリーン上を自然に滑り落ちて、粗大物排出口から竪導管外に流出されることになる。
【００２３】
従って、上記２に記載の溶融炉の前処理装置によれば、例えば竪型破砕機で破砕や縮小しきれなかった所定以上の大きさの金属製廃棄物や夾雑物の粗大物を、何らの動力を供給することなく、竪導管外に排除することができる。
なお、上記振動篩手段および上記スクリーンの目開きは、最小開口部が２０ｍｍ〜５０ｍｍが好ましく、さらに３０mm〜４０mmがより好ましい。また、上記傾斜スクリーンは、平行に配置されたスクリーンバーによってスリット状の複数の開口部を有するものや、縦横に交差するバーや針金によってメッシュ状の複数の開口部を有するものであってもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態では、竪型破砕機の運転方法を、テルミット式灰溶融炉の前処理装置を説明することにより併せて説明する。なお、図８に示す従来例の構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【００２５】
図１〜図５は、この発明の第１実施の形態を示したものであり、灰溶融炉としてテルミット式灰溶融炉１０を用い、このテルミット式灰溶融炉１０に供給する処理灰に処理を行う灰溶融炉の前処理装置を示している。
【００２６】
処理灰は、焼却炉から排出された水分を含むものがトラック等で搬送されてきて、灰ピット１に蓄えられることになる。灰ピット１の位置には灰クレーン２が設置されており、この灰クレーン２によって、灰ピット１内に蓄えられた処理灰が受入ホッパ３に供給されることになる。
【００２７】
受入ホッパ３の下側には、フライトフィーダ１６が設置されており、このフライトフィーダ１６の排出口部には、バケットコンベヤ１７が配置されている。
【００２８】
フライトフィーダ１６は、図２及び図３に示すように、受入ホッパ３下部に設けられたベルトコンベヤのベルト搬送面から所定の高さに突出する板状のフライト１６ａを複数備えたもので構成されており、受入ホッパ３内に供給された処理灰を一定量ずつ切り出して搬出するようになっている。
【００２９】
バケットコンベヤ１７は、そのコンベヤ搬送部に凹状のバケット１７ａを複数備えたもので構成されており、フライトフィーダ１６から供給された処理灰を所定の高さ位置まで搬送した後、振動フィーダ（振動篩手段）４に供給するようになっている。
【００３０】
振動フィーダ４に供給された処理灰は、比較的小さなものが複数の振動刃間の開口部を通って下方に落下し、コンベヤ１２を介してクッションタンク２５に供給されるようになっている。一方、処理灰に含まれる夾雑物や塊状処理灰の粗大物は、振動刃上を移動して端部より竪型破砕機５に供給されることになる。
【００３１】
この粗大物は、図１に示すように、竪型破砕機５の上端部に設けられた開口部（図示せず）から該竪型破砕機５内に供給され、下方に位置するハンマ５ｂや、ハウジング５ａの内壁等に衝突して、嵩の小さなものとなる。例えば、処理灰に含まれているスプーンなどの夾雑物は、衝撃荷重による破砕作用や塑性変形を受けて、例えばピンポン玉状の小さな塊になる。また、水分を含む塊状処理灰は、細かな状態に解砕されると共に、その一部がハンマ５ｂやハウジング５ａの内壁面に固着した状態になる。
【００３２】
そして、竪型破砕機５で破砕や縮小化がなされた処理灰や金属片等の夾雑物は、ハウジング５ａの底面から下方に延びるダクト（竪導管）５ｄに集められて更に下方に移動する。このダクト５ｄには、処理灰に含まれる所定の大きさ以上の粗大物の通過を阻止するスクリーン（傾斜スクリーン）２３が設けられている。
【００３３】
上記スクリーン２３は、図１及び図５に示すように、ダクト５ｄの内面にボルト（図示せず）等で取り付けられるようになっている四角形状の枠２３ａと、この枠２３ａに一定の間隔で平行に固定された複数のスクリーンバー２３ｂとを備えており、各スクリーンバー２３ｂの間及びスクリーンバー２３ｂと枠２３ａとの間が所定の大きさの開口部２３ｃとなっている。開口部２３ｃは、振動フィーダ４における振動刃間の開口部と同じ大きさに設定されている。例えば、開口部２３ｃの幅（スクリーンバー２９ｂが並ぶ方向の寸法）が４０ｍｍになっている。
【００３４】
そして、このスクリーン２３は、各スクリーンバー２３ｂが斜め下方に延在し、その下端部がダクト５ｄの壁部に設けた粗大物排出口５ｅから外側に突出するように、該ダクト５ｄに取り付けられている。従って、このスクリーン２３で捕らえられた粗大物は、斜め下方に滑り降りてダクト５ｄから排出され、再供給手段としての再供給コンベヤ２８を介して受入ホッパ３に供給されるようになっている。
【００３５】
スクリーン２３を通って下方に移動した処理灰は、搬送コンベヤ２６に供給され、更に搬送コンベヤ２６の周囲を覆うカバー２６ａから下方に延びるダクト（竪導管）２６ｂ内を落下してクッションタンク２５に供給されるようになっている。ダクト２６ｂには、クッションタンク２５から所定の高さ位置に、ダクト２６ｂ内に溜まってきた処理灰の上面位置を検知するレベルスイッチＬＳが設けられている。このレベルスイッチＬＳがその位置で処理灰を所定時間以上検知し続けた場合には、図示しない制御装置を介してレベルアラームが発生するようになっている。また、レベルスイッチＬＳとしては、赤外線センサが用いられている。
【００３６】
クッションタンク２５は、振動フィーダ４の篩い下として供給された処理灰と、竪型破砕機５で縮小化され、かつスクリーン２３を通過した処理灰をまとめて、スクリュコンベヤ２７に供給するようになっている。スクリュコンベヤ２７は、クッションタンク２５内に蓄えられた処理灰をスクリュ２７ａで乾燥機１３に搬送するようになっている。
【００３７】
乾燥機１３は、図１に示すように、円筒状の筒状部１３ａと、この筒状部１３ａの両端部を回転自在に支持する軸受部１３ｂと、筒状部１３ａ上端部に設けられスクリュコンベヤ２７から供給される処理灰等を筒状部１３ａ内に送り込む回転翼１３ｃと、筒状部１３ａ内に設けられた掻上羽根１３ｄとを備えている。筒状部１３ａは、その軸線が乾燥された処理灰の排出口に向かうに従って下方に位置するように傾斜した状態で横置きに設置されている。掻上羽根１３ｄは、図４に示すように、筒状部１３ａの内壁面から回転中心に向かって突出し、その先端部が筒状部１３ａの回転方向にＬ字状に屈曲した形状になっており、当該筒状部１３ａの周方向の回転に伴い、下方に位置する処理灰をより効率よく掻き上げて、上方位置から落下させるようになっている。
【００３８】
また、乾燥機１３には、図１に示すように、その筒状部１３ａ内に、燃焼式の熱風炉１８から熱風が供給されるようになっている。このため筒状部１３ａ内に供給された処理灰は、掻上羽根１３ｄによって掻き上げられて落下する際に、熱風による高温雰囲気下で効率よく乾燥させられながら斜め下方に移動し、十分に乾燥したものがコンベヤ２４ａを介して磁選機２１に供給されることになる。また、処理灰は、落下の衝撃によってより細かく分散されると共に、この分散した状態で可及的に乾燥が促進され、最終的に流動性がある粉粒状となる。
【００３９】
一方、処理灰の乾燥に使われた熱風は、乾燥機１３の軸受部１３ｂにある排ガス出口から配管２９を介してサイクロン１９に吸引されるようになっている。サイクロン１９は、熱風中に含まれる処理灰を分離し、この分離された処理灰は、配管３０を介して供給ホッパ８側に排出するようになっている。一方、サイクロン１９を出た排気ガスは、図示しない灰溶融炉の排ガス処理系の二次燃焼室に送られダイオキシン等を分離した後、冷却されバグフィルター等の排ガス処理装置にかけられる。
【００４０】
磁選機２１は、振動コンベヤ２１ａの搬送面に近接した位置に、磁石２１ｂを設置したものであり、鉄片等の磁性体の夾雑物を磁力で吸引すると共に、外部に弾き出すようになっている。ここで夾雑物が除かれた処理灰は、コンベヤ２４ｂを介して供給ホッパ８に送られることになる。
【００４１】
また、供給ホッパ８に蓄えられた処理灰は、排出手段としてのロータリバルブ８ａ、コンベヤ２４ｃ、計量コンベヤ９及びコンベヤ２４ｄを介してテルミット式灰溶融炉１０のホッパ１０ｃに供給されることになる。その際に、テルミット式灰溶融炉１０のホッパ１０ａには、計量コンベヤ９によって検出された処理灰の供給重量に対して一定の割合となるようにテルミット溶融剤が供給されることになる。
【００４２】
すなわち、テルミット供給機１１が、アルミニウムの粉末と酸化鉄（酸化第二鉄、三酸化二鉄）の粉末とを上述した割合で一定量ずつ計量してテルミット溶融剤を製造し、このテルミット溶融剤を充填袋１１ａ内に封入するようになっている。具体的には、アルミドロスなどの廃棄アルミニウムを粉末状にしたものと、廃棄酸化鉄を粉末状にしたものとを、それぞれアルミニウムが２モル、酸化鉄が１モルとなるようにして充填袋１１ａに詰めて密閉するようになっている。また、テルミット供給機１１は、計量コンベヤ９で検出された処理灰の供給重量に対して、充填袋１１ａに封入したテルミット溶融剤を一定の割合で供給するように制御されるようになっている。
【００４３】
テルミット式灰溶融炉１０には、所定割合のテルミット剤を混在させた処理灰を蓄えるための上記ホッパ１０ｃが一体的に設けられており、このホッパ１０ｃの底部には、灰溶融炉１０内に連通する開口部１０ｄが形成されている。そして、この開口部１０ｄに対向する位置には、ホッパ１０ｃ内の処理灰等を灰溶融炉１０内へと投入するプッシャー１０ｅが設けられている。なお、符号１０ｆは、プッシャー４を往復駆動するシリンダである。
【００４４】
そして、テルミット式灰溶融炉１０は、バーナ１０ａによる化石燃料（灯油、軽油等）の燃焼熱と、テルミット反応熱とを利用して、効率よく処理灰を加熱して溶融させようとするものである。テルミット反応は、アルミニウム２モルと酸化鉄（酸化第二鉄、三酸化二鉄）１モルを粉末状にして混ぜて、一定の高温（約１１００℃）に加熱することにより、酸化鉄の還元反応熱によって処理灰の溶融に必要な高温雰囲気を得るものである。即ち、粉末状のアルミニウムと酸化鉄とを上記割合で混合したものをテルミット溶融剤として使用することにより、
Ｆｅ2Ｏ3＋２Ａｌ＝２Ｆｅ＋Ａｌ２Ｏ３＋８２９ｋＪ
２Ｆｅ＋３／２Ｏ2＝Ｆｅ2Ｏ3＋８２３ｋＪ
のテルミット反応を生じさせ、これにより生じた８２９ｋＪ及び８２３ｋＪの大熱量を利用して、上記処理灰の溶融に必要な１３００℃〜１５００℃の高温雰囲気を得るようになっている。
【００４５】
また、テルミット式灰溶融炉１０の下側には、この灰溶融炉１０から流出する溶融スラグ１０ｂを冷却、固化して粒子状のスラグとする冷却水貯留槽２０が設けられている。冷却水貯留槽２０の水面下にはこのスラグを排出するためのスラグ排出コンベヤ３２が設けられており、スラグ排出コンベヤ３２は水によって冷却、固化した溶融スラグ１０ｂを冷却水貯留槽２０から連続して回収するようになっている。この粒子状のスラグは、極めて安定した固体となるので、路盤材、アスファルト骨材、コンクリート二次製品などに再利用することができる。
【００４６】
上記のように、テルミット式灰溶融炉１０では、テルミット溶融剤によって効率よく加熱することができることから、化石燃料によって直接加熱する従来の溶融設備に対して、その灰溶融炉のコンパクト化、低コスト化を図ることができる。
【００４７】
また、上記テルミット溶融剤として、後述のように、アルミドロスなどの廃棄アルミや廃棄酸化鉄を利用することができるので、余分なコストを要することなく、当該アルミドロスなどの廃棄物も同時に処理することができるという利点がある。
【００４８】
なお、上述した振動フィーダ４やコンベヤ１２、２４ａ…等の装置及びそれぞれの装置間は、すべてカバー等で囲まれて密閉された状態になっており、処理灰が大気側に飛散するのを防止するようになっている。また、コンベヤ１２としては、フライトコンベヤ、スクレーパコンベヤ、エンマッセコンベヤ、ディスクコンベヤ、バケットコンベヤ、ケースコンベヤ、ベルトコンベヤ等のコンベヤが使用でき、コンベヤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄとしては、フライトコンベヤ、スクレーパコンベヤ、エンマッセコンベヤ、ディスクコンベヤ、バケットコンベヤ、ケースコンベヤ、スクリューコンベヤ、ベルトコンベヤ等のコンベヤが使用できる。
【００４９】
次に、上記竪型破砕機の運転方法を含めた灰溶融炉の前処理方法を、上記テルミット式灰溶融炉の前処理装置を用いて説明する。
【００５０】
まず、灰ピット１に蓄えられた水分を含む処理灰を灰クレーン２で受入ホッパ３に供給する。受入ホッパ３に供給された処理灰は、下方に位置するものから順にフライトフィーダ１６によって切り出され、バケットコンベヤ１７に供給されることになる。バケットコンベヤ１７は、供給された処理灰を各バケット１７ａによって所定の高さ位置まで搬送してから振動フィーダ４に供給することになる。
【００５１】
振動フィーダ４では、比較的小さな処理灰が振動刃間の開口部を通り、コンベヤ１２を介してクッションタンク２５に供給され、夾雑物や塊状処理灰の粗大物が振動刃上を移動して端部より竪型破砕機５に供給される。
【００５２】
竪型破砕機５では、水分を含む塊状処理灰がハンマ５ｂによる衝撃や遠心力でハウジング５ａの内面に当たる際の衝撃によって解砕され、これによってハンマ５ｂの表面やハウジング５ａの内面に処理灰が徐々に固着した状態になる。そして、ついには粗大夾雑物が該処理灰の固着層に突き刺さったままの状態で該固着層が成長しオーバーロードとなり、竪型破砕機５が停止してしまい、破砕機の機能が果たせなくなるおそれが生じる。
【００５３】
このため、竪型破砕機５がオーバーロードで停止する前に、例えば、竪型破砕機５の運転中に金属片がハウジング５ａやハンマ５ｂにあたる金属音が少なくなったり聞こえなくなったりした際に、２０〜４０箇の空き缶（金属製廃棄物）を受入ホッパ３に投入する。なお、空き缶は、振動フィーダ４の振動刃上に残る大きさのアルミニウムや鉄等の金属製の硬質の固形物である。また、空き缶を投入する場所は、竪型破砕機５より上流側であれば点検口やその他の部位であってもよい。そして、その投入位置が振動フィーダ４より上流側であれば、空き缶が振動フィーダ４上を移動して竪型破砕機５に供給される間に、該空き缶が振動刃上に固着した処理灰を掻き取る作用をすることになる。
【００５４】
竪型破砕機５に入った空き缶は、該竪型破砕機５において破砕作用や圧縮塑性変形等を受けてピンポン玉のように圧縮丸められて縮小化され、嵩の小さなものになると共に、竪型破砕機５内に滞積した処理灰を掻き取ることになる。なお、この際、処理灰に含まれた夾雑物や塊状処理灰などの粗大物も、破砕されたりピンポン玉のように圧縮丸められて縮小化されることになる。
そして、縮小化された空き缶や夾雑物、細分化された処理灰が竪型破砕機５から排出されて、スクリーン２３に至ることになる。
【００５５】
スクリーン２３に至った空き缶や夾雑物は、スクリーン２３の開口部２３ｃを通過する大きまで縮小化されていなければ、該スクリーン２３で捕らえられることになり、開口部２３ｃを通過する大きさまで縮小化されていれば、該スクリーン２３を通って搬送コンベヤ２６に供給されることになる。
また、スクリーン２３で捕らえられた空き缶および夾雑物の粗大物は、該スクリーン２３上を自然に滑り落ちて、粗大物排出口５ｅからダクト２６ｂ外に排出され、再投入コンベヤ２８を介して受入ホッパ３に再投入されることになる。
【００５６】
なお、上記受入ホッパ３等に投入する空き缶の供給量は、多ければ多いほど竪型破砕機５に滞積した処理灰の排出効果がより奏せられるが、空き缶が、竪型破砕機５の投入口において、少なくとも一時的に処理灰の供給容積量に対して３倍以上の容積を占めるように、供給するのが好ましい。さらには、上記空き缶が、竪型破砕機５の投入口において、一時的に灰供給容積量に対して５倍以上の容積を占めるように、供給するのがより好ましい。
【００５７】
また、上記空き缶を供給する際には、処理灰の供給を停止するのが好ましい。すなわち、上記空き缶が、竪型破砕機５の投入口において、一時的に全容積を占めるように、供給するのが好ましい。
【００５８】
さらに、スクリーンで回収した空き缶や夾雑物の粗大物を受入ホッパ３に再投入する際には、まだ竪型破砕機５に投入されていない破砕作用や縮小化作用を受けていない空き缶を混入させるのが好ましい。
【００５９】
また、上記空き缶を受入ホッパ３に供給するタイミングは、随時でよいが、例えば、竪型破砕機５の運転中に金属片がハウジング５ａやハンマ５ｂにあたる金属音が少なくなったり聞こえなくなったりした際がよい。このように金属音が少なくなったり聞こえなくなったりすることは、処理灰が竪型破砕機５内にある程度滞積してきたことを意味し、オーバーロードとなる前兆を意味するので、空き缶を投入することにより、このオーバーロードに対して早めに対処することができる。また、空き缶を供給するタイミングは、竪型破砕機５の運転を終了する直前であってもよい。この場合には、竪型破砕機５に残留する処理灰の量が極めて少なくなるので、例えば翌朝運転を開始する際に、処理灰が固化していても、竪型破砕機５をスムーズに起動することができる。また、空き缶は、所定の時間間隔で自動的に供給するようにしてもよい。即ち、空き缶の貯留装置を設けるともに、該貯留装置から所定の時間間隔で所定量の空き缶を供給するための制御装置を設けるようにしてもよい。
【００６０】
上記スクリーン２３を下方に通過した後の空き缶や処理灰は、搬送コンベヤ２６に供給されて所定の位置まで搬送された後、この搬送コンベヤ２６の周囲を覆うカバー２６ａから下方に延びるダクト２６ｂ内を落下してクッションタンク２５に供給される。一方、上述した振動フィーダ４の篩い下となった処理灰もコンベヤ１２によってクッションタンク２５に供給されることになる。
【００６１】
乾燥機１３に供給された処理灰は、熱風流通下において、例えば下方に位置するものが筒状部１３ａの回転及び掻上羽根１３ｄによって内壁面に沿って上方に掻き上げられて、上方から乾燥機１３の傾斜に合わせて斜め下方に落下する。このため、通常の処理灰については、落下時に熱風にさらされることによって、急速に乾燥した状態になる。一方、水分によって空き缶や金属片等の夾雑物に付着した処理灰は、上方からの落下の衝撃によって、空き缶や夾雑物から分離されると共に、この分離された状態で急激に乾燥した状態になる。従って、乾燥機１３に供給された処理灰は、空き缶や金属片等から完全に分離されて、流動性がある粉粒状となってから、コンベヤ２４ａを介して磁選機２１に供給されることになる。
【００６２】
磁選機２１では、空き缶や金属片等の夾雑物のうち、鉄片などの磁性体のみが異物として排除される。そして、処理灰、アルミニウム等の非鉄金属、および陶磁器等の非磁性体が、コンベヤ２４ｂを介して供給ホッパ８に送られ、更にロータリバルブ８ａ、コンベヤ２４ｃ、計量コンベヤ９、コンベヤ２４ｄを介してテルミット式灰溶融炉１０のホッパ１０ｃに供給される。一方、テルミット溶融剤入りの充填袋１１ａは、テルミット供給機１１から計量コンベヤ９後のコンベヤ２４ｄに一定の割合で供給され、処理灰と共に、テルミット式灰溶融炉１０のホッパ１０ｃに供給される。
【００６３】
なお、図５において、Ａは、スクリーン２３で捕らえられた空き缶あるいは処理灰に含まれる夾雑物を示している。
【００６４】
以上のように構成されたテルミット式灰溶融炉１０の前処理装置又は処理方法によれば、竪型破砕機５内に滞積した処理灰を効率よく排出することができるので、竪型破砕機５がオーバーロードとなって停止するのを防止することができると共に、竪型破砕機５を分解掃除することなく、該竪型破砕機５の機能を維持することができる。
また、廃棄物としての空き缶を有効に利用した上で、溶融により減量処理することができるという大きな利点がある。
【００６５】
更に、竪型破砕機５で縮小しきれなかった所定以上の大きさの空き缶や夾雑物の粗大物を、何らの動力を供給することなく、ダクト２６ｂの外に排除することができる。そして、この粗大物を、滞積した処理灰の排除のために再利用することができるので、該粗大物をより有効に利用することができる。
【００６６】
また、乾燥機１３においては、筒状部１３ａの内壁面に掻上羽根１３ｄを設けているので、通常の処理灰については内壁面の上方から落下させならが熱風にさらすことより急速に乾燥させることができ、また空き缶等に付着した処理灰についてはその落下の衝撃によって空き缶等から分離させ、この分離した状態で急速に乾燥させることができる。したがって、磁選機２１において、磁性体のみを異物として排除することができる。
【００６７】
次に、この発明の第２の実施の形態としてのテルミット式灰溶融炉の前処理装置を図６を参照して説明する。ただし、第１の実施の形態と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【００６８】
この第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、スクリーン２３を搬送コンベヤ２６のダクト２６ｂに設けている点である。
【００６９】
従って、竪型破砕機５で縮小化された空き缶や処理灰中に含まれる金属片等の夾雑物のうち開口部２３ｃより大きなものは、搬送コンベヤ２６で搬送された後、クッションタンク２５に供給される途中で、スクリーン２３によって捕らえられ、ダクト２６ｂに形成された粗大物排出口２６ｃから該ダクト２６ｂ外に排出された後、再供給コンベヤ２８を介して、受入ホッパ３に供給されることになる。また、レベルスイッチＬＳは、ダクト２６ｂにおけるスクリーン２３の下側に設けられている。
【００７０】
この第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００７１】
なお、上記各実施の形態においては、振動篩手段として、振動フィーダ４を用いた例を示したが、この振動篩手段としては、図７に示すような密閉式の振動篩機１４を用いてもよい。以下、この振動篩機１４について、図１の振動フィーダ４に代えて設置したものとして説明する。
【００７２】
即ち、振動篩機１４は、処理灰を密閉した状態で処理するための振動ケース１４ａと、この振動ケース１４ａの上下を仕切るようにして所定方向に傾斜して設けられた篩１４ｂと、振動ケース１４ａを上下方向及び水平方向に加振する加振機１４ｃと、図示しない架台に保持されて、振動ケース１４ａを弾性部材１４ｅを介して支持する基礎部１４ｄとを備えている。
【００７３】
振動ケース１４ａは、四角筒状の側壁１４ｆの上端を天井壁１４ｇで閉塞し、側壁１４ｆの下端をそのまま四角形状に開口したもので構成されている。天井壁１４ｇには、上述した加振機１４ｃが固定されていると共に、篩１４ｂの傾斜方向の上端部に対応する位置に、処理灰を導入するための導入口部１４ｈが設けられている。
【００７４】
側壁１４ｆには、篩１４ｂの傾斜方向の下端部に対応する位置に、篩１４ｂの篩い上として残った上記空き缶、処理灰中に含まれている磁性金属片、陶磁器片、非鉄金属片等の夾雑物、処理灰の一部が水分で固まって塊状となったもの等の粗大物を竪型破砕機５に供給するための排出口部１４ｉが設けられている。
【００７５】
一方、側壁１４ｆの下端は、篩１４ｂを通過後の処理灰（篩い下）をコンベヤ１２に導入するためのシュート１４ｋの開口端に近接している。そして、側壁１４ｆの下端とシュート１４ｋの開口端とは、側壁１４ｆの下端部に設けたゴムカーテン１４ｊによってシールされている。ゴムカーテン１４ｊは、振動ケース１４ａの振動変位を弾性変形により吸収して、側壁１４ｆの下端とシュート１４ｋの開口端との間の密閉性を確保するようになっている。また、シュート１４ｋからコンベヤ１２に供給された処理灰は、クッションタンク２５に搬送されるようになっている。
【００７６】
篩１４ｂは、針金を直角に織った網篩によって構成されており、その網目が上述のように、４０ｍｍの正方形状に開口したものとなっている。ただし、網目は、上述のように、一辺が２０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の正方形状に開口したもので構成してもよいが、その理由は、２０ｍｍ未満になると、篩目が小さくなりすぎて、その篩目に処理灰が詰まりやすくなるからであり、５０ｍｍ超になると、５０ｍｍを超える処理灰が篩目からそのままクッションタンク２５に供給されることになり、ロータリバルブ８ａやコンベヤ２４等に引っ掛かったり、詰まったりするおそれがあるからである。そして、篩目の詰まりをより確実に防止する上では、篩目を一辺が３０ｍｍ以上の正方形状に開口したものにすることが好ましく、またロータリバルブ８ａ等における引っ掛かりなどをより確実に防止する上では、篩目を一辺が４０ｍｍ以下の正方形状に開口したものにすることが好ましい。
【００７７】
以上のように、振動篩機１４は、振動する篩１４ｂ上に供給された処理灰をその振動によって分散させながら斜め下方に移動させ、その移動過程において、篩目より小さな処理灰を篩い下として下方に落下させ、また水分によって塊状状態となった処理灰や、少量ではあるが処理灰中に含まれている磁性金属片、陶磁器片、非鉄金属片等の夾雑物のうち篩目を通らない大きさの粗大物を篩い上として竪型破砕機５に供給する。即ち、ほとんどの処理灰のは、篩１４ｂを通過し、シュート１４ｋからコンベヤ１２を介してクッションタンク２５に供給されることになる。
【００７８】
そして、篩１４ｂとして、網篩を用いた例を示したが、この篩１４ｂとしては、板に、上述した寸法範囲の長方形状あるいは正方形状の四角形や、その寸法範囲に相応する径の円形の貫通孔を形成した板篩によって構成してもよい。
【００７９】
さらに、上記各実施の形態においては、傾斜スクリーンとしてスクリーン２３を用いた例を示し、枠２３ａを設けた例を示したが、この枠２３ａを省略すると共に、各スクリーンバー２３ｂを丸棒、丸パイプ、フラットバー等で構成したものであってもよい。また、傾斜スクリーンとしては、スクリーンバー２３ｂを格子状に縦横に配置して正方形状や長方形状等の複数の開口部を有する篩状のもので構成してもよく、また針金を縦横に編んで形成した通常の篩によって構成してもよい。なお、上記傾斜スクリーンの目開きは、振動フィーダ４や振動篩機１４と同様に、２０mm〜５０mm、好ましくは３０mm〜４０mmがよい。
【００８０】
また、上記各実施の形態においては、灰溶融炉としてテルミット式灰溶融炉を用いた場合の前処理装置の例を示したが、この前処理装置は、例えば灰溶融炉のバーナに空気より酸素濃度の濃いガスを供給することによって処理灰の溶融に必要な高温雰囲気を得るような酸素富化燃焼により溶融処理する灰溶融炉に適用してもよい。
【００８１】
更に、上記各実施の形態においては、乾燥機１３を、筒状部１３ａ内に掻上羽根１３ｄを備えたもので構成したが、この乾燥機１３としては、筒状部１３ａ内に掻上羽根１３ｄのない回転式乾燥機である、いわゆるロータリキルンによって構成してもよい。このようなロータリキルンを用いた場合は、塊状の処理灰は、筒状部１３ａの内壁面を回転しながら移動することになるので、効率のよい乾燥が図られる。ただし、より乾燥の効率を上げるため、あるいは夾雑物等から処理灰を分離させるためには、上述したように掻上羽根１３ｄを設けることが好ましい。
また、上記各実施の形態においては、乾燥機１３として、その筒状部１３ａ内に、燃焼式の熱風炉１８から熱風が供給される方式のものを示したが、軸受部１３ｂに筒状部１３ａに臨むバナーを備えたものでもよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし５に記載の発明によれば、竪型破砕機に複数の金属製廃棄物を供給することによって、該竪型破砕機のハウジング内に滞積した処理灰を排出することができるので、竪型破砕機がオーバーロードとなって停止するのを防止することができる。従って、竪型破砕機を分解掃除することなく、該竪型破砕機の機能を維持することができる。
また、竪型破砕機の運転を終了する直前に、金属製廃棄物を供給して処理灰を排出しておくことにより、例えば翌朝運転を再開する場合に、該竪型破砕機をスムーズに起動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態として示したテルミット式灰溶融炉の前処理装置の説明図である。
【図２】同前処理装置におけるフライトフィーダを示す要部平面図である。
【図３】同前処理装置におけるフライトフィーダを示す要部正面図である。
【図４】同前処理装置における乾燥機を示す要部断面図である。
【図５】同前処理装置におけるスクリーンを平面視して示す説明図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態として示したテルミット式灰溶融炉の前処理装置の要部説明図である。
【図７】上記第１及び第２の実施の形態で示した振動フィーダの他の例としての振動篩機を示す正面図である。
【図８】従来例として示した灰溶融炉の前処理装置の説明図である。
【符号の説明】
３  受入ホッパ
４  振動フィーダ（振動篩手段）
５  竪型破砕機（破砕機）
５ｄ  ダクト（竪導管）
５ａ  ハウジング
５ｅ  粗大物排出口
１０  テルミット式灰溶融炉（灰溶融炉）
１４  振動篩機（振動篩手段）
２３  スクリーン（傾斜スクリーン）
２６ｂ  ダクト（竪導管）
２６ｃ  粗大物排出口
２８  再供給コンベヤ（再供給手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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