JP2000002407A - 廃棄物の焼却装置 - Google Patents

廃棄物の焼却装置

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JP2000002407A JP10163592A JP16359298A JP2000002407A JP 2000002407 A JP2000002407 A JP 2000002407A JP 10163592 A JP10163592 A JP 10163592A JP 16359298 A JP16359298 A JP 16359298A JP 2000002407 A JP2000002407 A JP 2000002407A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイオキシン類による環境汚染を完全に防止
できる廃棄物の焼却装置を提供することである。 【解決手段】 焼却炉１の排ガスを煙道３で硝子溶融炉
２に導き、バブリングパイプ７で硝子溶融体８の底部に
吹き込んで、排ガス中のダイオキシン類を分解するとと
もに、硝子溶融炉２で発生する高温ガスを配管１４で焼
却炉１に供給し、補助燃料なしで廃棄物２５を燃焼させ
るようにしたのである。さらに、前記煙道３を分岐して
配管９の加圧ポンプ１０、１１で排ガスを加圧し、焼却
灰を添加した固形燃料４０を燃料投入口１２から投入し
て、排ガスの圧力で硝子溶融体８の中に送り込み、焼却
灰中のダイオキシン類も分解できるようにしたのであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、廃棄物の焼却装
置に関し、特にダイオキシンによる環境汚染の防止に好
適な廃棄物の焼却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、産業廃棄物やごみの焼却時に生成されるダイオキシ
ンによる環境汚染が問題となっている。ダイオキシンは
２個のベンゼン環が２個の酸素原子で結合され、このベ
ンゼン環に塩素原子が結合した猛毒の化合物であり、多
数の異性体を総称してダイオキシン類と呼ばれている。
ダイオキシン類は、特に塩素を含有するプラスチック等
の燃焼ガスに多く含まれ、大気を汚染するのみでなく、
地上に降下して土壌や水質汚染の原因にもなっている。
また、ダイオキシン類は焼却灰にも含有され、土壌汚染
の原因になっている。
【０００３】最近、廃棄物を高温で燃焼するほどダイオ
キシン類の生成率が低くなることがわかり、ダイオキシ
ン類による汚染対策として、高温焼却炉の建設が盛んに
なってきている。しかしながら、高温焼却炉は大規模な
ものが必要とされ、かつ耐熱構造も複雑となるため、建
設費用が高価になる問題がある。また、高温燃焼させる
ために重油等の燃料を必要とするため、ランニングコス
トも高くなる問題がある。さらに、高温焼却炉を使用し
ても、ダイオキシン類の生成量は減るが、排ガスや焼却
灰からのダイオキシン類による環境汚染を完全には防止
できない問題がある。
【０００４】そこで、この発明の課題は、ダイオキシン
類による環境汚染を完全に防止できる廃棄物の焼却装置
を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明の廃棄物の焼却装置は、焼却炉と硝子ま
たは金属の溶融炉より成り、前記焼却炉から排出される
排ガスを、前記溶融炉内の硝子または金属の溶融体の中
に吹き込む構成を採用したのである。
【０００６】すなわち、焼却炉から排出される排ガスを
高温の硝子または金属の溶融体の中に吹き込み、排ガス
中の有毒なダイオキシン類を分解するようにしたのであ
る。なお、前記高温の溶融体は、排ガス中に含まれる同
じく有毒なポリ塩化ビフェニールも分解することがで
き、溶融体が硝子の場合は、炭酸ガスや窒素酸化物、硫
黄酸化物、鉛や砒素等の重金属酸化物、ハロゲン系物質
等のガスを溶け込ませて除去することもできる。
【０００７】前記溶融体を８５０℃以上に保持し、この
溶融体の中に吹き込まれる前記排ガスを、前記溶融炉の
下部からバブリングさせることにより、ダイオキシン類
を高温物質と効率的に長く接触させることができ、より
完全にダイオキシン類を分解することができる。溶融体
の温度を８５０℃以上としたのは、ダイオキシン類は、
８５０℃以上の高温で２秒保持すれば完全に分解するこ
とが知られているからである。なお、硝子や金属の融点
は殆どのものが８５０℃以上であるが、アルミニウム等
のように融点が８５０℃未満のものは、溶融体を８５０
℃以上にする必要がある。
【０００８】前記溶融体の中に、少なくとも１枚の多孔
板またはメッシュ板を配置することにより、溶融体の中
に吹き込まれた排ガスの気泡を細かく分断し、ダイオキ
シン類の高温物質との接触効率をさらに高めることがで
きる。
【０００９】前記溶融炉で発生する高温ガスを、前記焼
却炉に供給するように構成すれば、焼却炉内での燃焼効
率を高めて、補助燃料の補給も不要とし、熱エネルギを
有効に活用することができる。
【００１０】前記焼却炉から排出される排ガスを加圧
し、この加圧された排ガスを前記溶融炉内の溶融体の中
に導く少なくとも一つの管路の途中に、燃料投入口を設
けることにより、この燃料投入口から排ガスの圧力を利
用して燃料を溶融体の中に送り込み、溶融炉の熱源とす
ることができる。
【００１１】前記燃料投入口から投入される燃料を、粉
砕された廃棄プラスチック、またはこの廃棄プラスチッ
クに粉状硝子、焼却灰もしくは汚染土等を添加したもの
を固化したものとすることにより、廃棄プラスチックを
溶融炉の熱源として活用できるとともに、廃棄プラスチ
ックから発生するダイオキシン類も分解することができ
る。
【００１２】前記廃棄プラスチックに焼却灰や汚染土等
を添加すれば、これらの難燃性の廃棄物も高温の溶融体
で処理することができ、前記焼却炉から排出される焼却
灰を添加すれば、焼却灰に含まれるダイオキシン類も分
解することができる。また、前記溶融炉を硝子溶融炉と
し、前記廃棄プラスチックに硝子粉末を添加すれば、硝
子溶融炉への硝子原料の補給も不要とすることができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図１乃至図３に基づき、こ
の発明の実施形態を説明する。この廃棄物の焼却装置
は、図１に示すように、焼却炉１と硝子溶融炉２より成
り、焼却炉１の排ガスが煙道３で加圧ポンプ４を介して
排ガス調整タンク５に導かれ、加圧ポンプ６でさらに加
圧されて、バブリングパイプ７で硝子溶融炉２内の硝子
溶融体８の底部に吹き込まれるようになっている。排ガ
ス調整タンク５には、もう一つの配管９も取り付けら
れ、排ガスはこの配管９からも加圧ポンプ１０、１１で
加圧されて、硝子溶融体８の中に送り込まれている。こ
の配管９の途中には、後述する、燃料投入口１２に通じ
る配管１３が接続されている。
【００１４】前記硝子溶融炉２の頂部には３つの配管１
４、１５、１６が取り付けられており、配管１４、１５
は断熱性を高めるために、内管１７がモリブデンパイプ
で形成され、外管１８との間の空間１９が減圧された二
重構造になっている。配管１４は、加圧タンク２０を介
して焼却炉１の下部に接続され、焼却炉１に熱風を供給
している。配管１５からの熱風は自家発電装置２１に導
かれ、蒸気タービンの熱源として使用されている。配管
１６はスクラバ２２に導かれ、ここでダイオキシン類の
分解で生じた塩素ガスが中和されるようになっている。
また、この配管１６には、真空ポンプ２３が取り付けら
れ、硝子溶融炉２内の気圧を減圧して、前記バブリング
パイプ７からの排ガスが硝子溶融体８の中に入りやすく
なるようにしている。
【００１５】前記焼却炉１は、炉床２４が３段に配置さ
れ、焼却する廃棄物２５を各炉床２４に投入するための
シュート２６が設けられている。各シュート２６の投入
口側には、耐熱ゴム製の逆流防止弁２７が取り付けられ
ている。また、焼却炉１と前記煙道３の内壁には耐熱煉
瓦２８が内張りされ、煙道３の入口にはダストを除去す
るためのフィルタ２９が取り付けられている。
【００１６】前記硝子溶融炉２の底部に配置されたバブ
リングパイプ７は、図２に示すように、環状配管３０に
接続された長さの異なる分岐管３１が放射状に設けら
れ、排ガスの吐出口３２が硝子溶融炉２の水平断面内に
満遍なく分布するようになっている。
【００１７】前記硝子溶融体８の中には、３枚のメッシ
ュ板３３、３４、３５が上下に配置されている。これら
のメッシュ板３３、３４、３５は、前記バブリングパイ
プ７から吹き込まれる排ガスの気泡を細かく分断するた
めのものであり、気泡は上昇するにしたがって合体や液
圧の減少で大きくなるため、上側のもの程メッシュを細
かくしている。なお、一番上のメッシュ板３３をＶ字断
面としたのは、溶滓を硝子溶融体８表面の端に寄せるた
めである。
【００１８】前記高温の硝子溶融体８の中では、ダイオ
キシン類とともにポリ塩化ビフェニールも分解され、さ
らに、前記排ガスに含まれる炭酸ガスや窒素酸化物、硫
黄酸化物、鉛や砒素等の重金属酸化物、ハロゲン系物質
等のガスも硝子溶融体８に溶け込んで除去される。
【００１９】前記硝子溶融炉２の上部には、オーバフロ
ー口３６が設けられ、配管３７で硝子分別装置３８に接
続されている。このオーバフロー口３６から流出した硝
子溶融体８は、分別装置３８で冷却されて分別され、工
芸用等に使用される。
【００２０】前記燃料投入口１２に通じる配管１３に
は、耐熱ゴム製の逆流防止弁３９が３段に取り付けられ
ている。燃料投入口１２から投入された固形燃料４０
は、配管１３内を落下し、前記加圧された排ガスで硝子
溶融体８の中に送り込まれる。
【００２１】前記固形燃料４０は、図３に示すように、
廃棄プラスチック４１を破砕機４２で破砕し、この破砕
した廃棄プラスチック４１に粉砕硝子４３と焼却灰４４
を添加し、プレス４５で圧縮成形したものである。粉砕
硝子４３を添加したのは、前記硝子溶融炉２に硝子原料
を補給するためと、固形燃料４０の融点を高めて前記配
管１３内での溶融を防止し、固形燃料４０をスムーズに
硝子溶融炉２の中へ送り込むためである。また、粉砕硝
子４３は硝子溶融炉２内で溶けて、酸性の焼却灰４４を
中和する効果も有する。
【００２２】前記焼却灰４４は、この焼却装置の焼却炉
１から排出されたものは勿論、既存の未処理の焼却灰と
することもできる。また、前記固形燃料４０は、各粉体
をランダムに混ぜ合わせて固化したものとしたが、各粉
体を層状に固めたものとしてもよく、例えば、内層を廃
棄プラスチック４１と焼却灰４４、外層を粉砕硝子４３
とすることもできる。
【００２３】上述した実施形態では、溶融炉として硝子
溶融炉を採用したが、金属の溶融炉とすることもでき
る。金属の溶融炉としては、スクラップ等を溶解する溶
解炉のみでなく、例えば鉄鋼用の転炉のように溶融金属
を処理する炉も採用することができる。
【００２４】また、焼却炉は実施形態のような多段炉床
のものに限らず、全てのタイプの焼却炉を採用すること
ができ、勿論、補助燃料を使用する焼却炉とすることも
できる。既設の焼却炉の煙突を改造して煙道とし、排ガ
スを溶融炉に導くようにすることもできる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、この発明の廃棄物の焼却
装置は、焼却炉から排出される排ガスを硝子または金属
の溶融炉に導き、高温の溶融体の中に吹き込んで排ガス
中の有毒なダイオキシン類を分解するようにしたので、
排ガス中のダイオキシン類による環境汚染を完全に防止
することができる。この溶融炉では有害なポリ塩化ビフ
ェニールも分解することができ、硝子溶融炉を採用する
場合は、炭酸ガスや窒素酸化物、硫黄酸化物、鉛や砒素
等の重金属酸化物、ハロゲン系物質等のガスも、高温の
硝子溶融体の中に溶け込ませることにより除去すること
ができる。また、前記溶融炉で発生する高温ガスを焼却
炉に供給するようにしたので、焼却炉内での燃焼効率を
高めて、補助燃料を不要とし、熱エネルギを有効活用す
ることができる。さらに、焼却炉から排出される排ガス
を加圧し、この加圧された排ガスを前記溶融炉内に導く
管路の途中に燃料投入口を設けたので、この投入口から
廃棄プラスチックを投入し、廃棄プラスチックを溶融炉
の熱源として利用することができる。この廃棄プラスチ
ックに焼却灰を添加すれば、焼却灰中のダイオキシン類
も分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】廃棄物の焼却装置の実施形態を示すレイアウト
図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１の固形燃料の製造工程を示す概念図
【符号の説明】
１ 焼却炉 ２ 硝子溶融炉 ３ 煙道 ４ 加圧ポンプ ５ タンク ６ 加圧ポンプ ７ バブリングパイプ ８ 硝子溶融体 ９ 配管 １０、１１ 加圧ポンプ １２ 燃料投入口 １３、１４、１５、１６ 配管 １７ 内管 １８ 外管 １９ 空間 ２０ タンク ２１ 自家発電装置 ２２ スクラバ ２３ 真空ポンプ ２４ 炉床 ２５ 廃棄物 ２６ シュート ２７ 逆流防止弁 ２８ 耐熱煉瓦 ２９ フィルタ ３０ 環状配管 ３１ 分岐管 ３２ 吐出口 ３３、３４、３５ メッシュ板 ３６ オーバフロー口 ３７ 配管 ３８ 硝子分別装置 ３９ 逆流防止弁 ４０ 固形燃料 ４１ 廃棄プラスチック ４２ 破砕機 ４３ 粉砕硝子 ４４ 焼却灰 ４５ プレス
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年８月４日（１９９９．８．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 焼却炉と硝子または金属の溶融炉より成
    り、前記焼却炉から排出される排ガスが、前記溶融炉内
    の硝子または金属の溶融体の中に吹き込まれるように構
    成された廃棄物の焼却装置。
  2. 【請求項２】 前記溶融体が８５０℃以上に保持され、
    この溶融体の中に吹き込まれる前記排ガスが、前記溶融
    炉の下部からバブリングされるように形成された請求項
    １に記載の廃棄物の焼却装置。
  3. 【請求項３】 前記溶融体の中に、少なくとも１枚の多
    孔板またはメッシュ板が配置された請求項１または請求
    項２に記載の廃棄物の焼却装置。
  4. 【請求項４】 前記溶融炉で発生する高温ガスが、前記
    焼却炉に供給されるように構成された請求項１乃至請求
    項３のいずれかに記載の廃棄物の焼却装置。
  5. 【請求項５】 前記焼却炉から排出される排ガスが加圧
    され、この加圧された排ガスが前記溶融炉内の溶融体の
    中に導かれる少なくとも一つの管路の途中に、燃料投入
    口が設けられた請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
    の廃棄物の焼却装置。
  6. 【請求項６】 前記燃料投入口から投入される燃料が、
    粉砕された廃棄プラスチック、またはこの廃棄プラスチ
    ックに粉状硝子、焼却灰もしくは汚染土等が添加された
    ものを固化したものである請求項５に記載の廃棄物の焼
    却装置。
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