JP2004168589A

JP2004168589A - ゴミの焼却、焼却後の廃ガスの集塵・中和・触媒の反応装置及び触媒後の肥料化プラント並びにその構造

Info

Publication number: JP2004168589A
Application number: JP2002335920A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Tsuyuri; 謙二郎栗花落; Yotaro Yamazaki; 陽太郎山崎
Original assignee: RIYU HO; SHINRO YOICHI
Current assignee: RIYU HO; SHINRO YOICHI
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: JP4051415B2

Abstract

【課題】ゴミを焼却する焼却溶融炉とガス化溶融スラグ化プラントにおいて、廃ガスの処理方法として、石灰溶液とゼオライトによる中和・触媒反応処理を行い、回収するゼオライト等を肥料、土壌改良材としてリサイクル使用するシステム及びその装置を提供する。
【解決手段】ゴミを多段式打壊装置１により粉砕し、含水分離搬送装置２で脱水後、直結型溶融炉３で焼却、溶融し、該直結型溶融炉３からの廃ガスはサイクロン型分離装置７を経て、廃熱ボイラ９通過後、急速冷却装置１０で冷却され、含有される有害物質の中和、吸着とイオン化による触媒処理と集塵を行い、反応後の石灰溶液をゼオライト粒子、石灰溶液及びドレイン廃液とに分離し、石灰溶液を循環型石灰溶液精製反応処理装置１２で処理、再利用し、回収したゼオライト粒子を回転式オートクレーブ装置１７で肥料化するゴミの焼却、廃ガスの集塵・中和・触媒の反応処理装置及び肥料化プラント。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴミを効率よく燃焼し、高温度領域を維持させるため被焼却物を均一状態で微小化し、且つ被焼却物の含水比を下げることを第一の目的とするための処理装置である。また、焼却と溶融を同時に行う流動床溶融炉においては、高温度領域内で加熱分解される塩素系有機化合物は塩素分子がフェノール基やベンゼン核より融離分解をしてダイオキシン類はなくなるが、反面、塩素分子は高熱水蒸気と結合して塩素酸ガスとなり、その高温廃ガスにより廃ガス管路の腐食が起こることになるので、該廃ガス管路を冷却する手段及び耐熱、耐腐食性材料で形成し、且つ該廃ガス処理として廃熱ボイラを採用し減温している。更に、廃熱ボイラからの蒸気で発電もしている。
【０００２】
また、該廃ガスの熱量を利用するオートクレーブ装置を創案している。更に、廃ガス温度を低温度領域にまで冷却させる急速冷却装置、石灰岩で精製した石灰溶液と石炭灰で生成した人工ゼオライトを併用することで、摂氏５０〜８０度まで低下させた廃ガスに含まれる有害ガスの中和と触媒反応を行う。また、廃ガスに含まれる有害なガス状の重金属酸化物を集塵させる装置、反応後の溶液から石灰溶液と触媒後のゼオライトを分離回収するためのオートセパレーターを採用し、回収した触媒後のゼオライトを前記のオートクレーブ装置で各種のゼオライト系肥料を製造する。更に、回収した塩素酸カルシウムを含む石灰溶液は石灰溶液精製反応槽で再成され再利用させるものである。
【０００３】
【従来の技術】
近年、大型焼却溶融炉（４ｔ／Ｈ処理以上）のプラントの技術は、かなりの進展が見られるところである。しかも焼却溶融時に大気に排出させる環境汚染物質は国の基準値を大きくクリアしている。これらの技術は、大企業が優先的に主として欧州諸国の環境事業企業との業務提携によって技術供与を受けて開発されたもので、実施プラントとして認承されたものが新設される各焼却施設メーカーの技術の大半をしめているといっても過言ではない。また、それ以外の焼却施設メーカーは今までの技術に改良を重ねて認承を受けて実績を上げているのも見逃すことは出来ない。
【０００４】
しかし、我が国情に合わせて考慮すべきことは、我が国は狭い国土で人口が多く且つ産業化による生産立国であるため、欧州事情とはゴミ対策は異なるものである。即ち、狭い地域社会で排出するゴミの排出量は多く、ゴミの回収効率は高くなり、生活区域内で排出される生活ゴミと産業廃棄物のゴミの処理とを、当該生活区域内で処理することが望ましく、所定地域の自治体内等で民営化させることを進展させるには通常の中型処理炉（２〜４ｔ／Ｈ処理）ないし、小型処理炉（２ｔ／Ｈ以下）及び既設プラントの有効な改良と火炎式ガス化溶融炉の普及が待たれるところである。
【０００５】
しかし乍ら、現在我が国に存在する焼却炉を有する施設数は、２００１年末現在で約５，３００ヶ所あり、それらが稼働しているが、それらの内、２００２年１１月末以降には、約９００ヶ所の施設において、既設の設備を継続使用する場合には、現在設置しているバグフィルタを増設することにより環境汚染基準を厳守するか、既設設備の運転を中止するか、或いは新しく焼却溶融プラントの導入を計るか等のいずれかの選択をしなければならない状態となる。
【０００６】
上記の通り、大幅な増設工事を行うか、既設施設の運転を中止するか、又は、国が定める基準値を守る新しい焼却溶融炉プラントの導入を計る事になるが、新設時の各焼却施設メーカーの提案するものは実態以上の大型炉ばかりを勧めるだけで、いまだに中、小型処理炉において安全性の高い技術を備え、且つ経済的に負担のないランニングコストの低い維持管理可能なゴミ焼却溶融炉プラントは見知されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本件特許出願人は、既に国が定めたゴミの焼却時の廃ガス基準値をクリアする「ゴミの焼却と溶融スラグ化プラントとその構造」を出願し特許を取得している。その発明は、図１の符号３で示す直結型溶融炉と符号４で示す火炎式ガス化溶融炉と符号５で示す高温の酸性ガスが送気する耐熱耐腐食の水冷式ジャケットのＮｉＭｏ合板で構成する廃ガス管路と符合７で示すＮｉＭｏ合板で構成する水冷式サイクロン型分離装置と、符号８で示す飛灰回収槽と符号１０で示す急速冷却装置とバグフィルタで構成するものである。
【０００８】
上記プラントでは、塩素系有機化合物を焼却する時に発生するダイオキシン類は分解される訳であるが、塩酸ガスが発生し、その他、ゴミを焼却した時に発生する亜硫酸ガスも加わって生ずる焼却装置の金属部分への腐食を防止している。上記腐食防止の技術により通常生じている焼却プラントの各部の耐久性の低下を防止しているが、バグフィルタを使用することで発生するバグフィルタバッグの耐熱性繊維トラブルによる稼働率の低下やバグフィルタの使用後に排出する石灰粒子や活性炭等の後処理費用及びそれらの購入費用がプラント維持管理コストを引き上げていた。
【０００９】
通常バグフィルタで使用する石灰粉体の使用量は被焼却物の重量当り２０分の１を必要とされているので、大、中、小型炉に関係なく使用コストは膨大な金額となる。また、使用後において不法投棄は出来ないので、再度、焼却溶融炉で処理してスラグ化されており、本来のゴミの焼却稼働率を引き下げ、ランニングコストの引き上げとなっていた。
【００１０】
また、廃ガス処理の過程で採用する水冷式サイクロン型分離装置から排出する廃ガス温度は摂氏１，３００度以上にもなっており、次の工程の急速冷却装置における冷却に負担がかかっていた。
本発明は上記問題点を解決したもので、更に、廃ガスの集塵・中和・触媒等を行う反応処理装置及び触媒後のゼオライトを肥料化する工程を創案したゴミの焼却前の処理装置、焼却後の廃熱利用、廃ガスの集塵・中和・触媒の反応処理装置及び触媒後のゼオライトによる肥料化のプラント並びにそれらの構造を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のプラント及び装置は、以下のように構成されている。
図１に基づいて説明すると、ゴミを焼却溶融する直結型溶融炉３に投入する前処理として、多段式打壊装置１でゴミを微小化させて燃焼させ易くする。そしてゴミに含む水分を脱水するため、含水分離搬送装置２でゴミを処理する。また、該直結型溶融炉３から排出される廃ガス、又は他の焼却炉２２から排出される残渣、アルミ缶を微細化させる装置２３で処理したアルミ粒子及び水冷式サイクロン型分離装置７により分離回収した飛灰回収槽８内の飛灰等を貯留するための溶融物貯留槽６の被溶融物を溶融させるためのガス化溶融炉４を配備する。該ガス化溶融炉４から排出される廃ガスを処理するために設けた廃ガス管路５及び該サイクロン型分離装置７から出た廃ガス熱を利用する廃熱ボイラ９を構成する。
【００１２】
上記廃熱ボイラ９で減温した廃ガスを更に減温する急速冷却装置１０、従来より使用されていたバグフィルタに替えて、石灰岩で精製する石灰溶液と石炭灰で製造する人工ゼオライト等のゼオライト粒子で構成した廃ガスの集塵・中和・触媒反応処理装置１１、該石灰溶液精製反応槽１２と槽内溶液を浄化させるための清浄化分離装置１４を配備する。また、廃ガスの集塵・中和・触媒反応処理装置内の使用後の溶液から触媒後のゼオライトと石灰溶液とドレインとに分離回収するための分離装置１５並びに溶液回収槽１２、ドレイン回収槽１３及びゼオライト回収槽１６を構成する。
【００１３】
上記ゼオライトをオートクレーブ処理して各種のゼオライト肥料を製造するため、前記廃熱ボイラ９から発生した蒸気と該廃熱ボイラ９の廃ガス熱を利用して構成するオートクレーブ装置１７、該廃熱ボイラ９の蒸気を使用して発電するための発電装置１８、各プラントから排出する温水や蒸気ドレインを回収する温水槽１９と冷却水槽２０及び温水を冷却するチラー装置２１からなることを特徴として構成する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態を図に基づいて説明する。
本発明のゴミの焼却前の処理装置は、図１の直結型溶融炉３にゴミを投入して焼却溶融させようとする場合、該ゴミを燃焼させ易くするために創案したものである。ゴミの種類も多く、例えば粗大ゴミは一般的には破砕機で処理するのが普通であり、硬質のゴミだけでなく軟質のものも同時に燃焼させる事になり、ある程度まで破砕された状態であっても均一にはならず、燃焼状態に大きな差異が生じる。そこで硬質及び軟質のゴミを出来る限り均一に微小化するため、図１及び図２に示す多段式打壊装置１を構成する。
【００１５】
多段式打壊装置１は、円筒体２５で、その中心に垂直状に回転主軸２７を設け、該回転主軸２７には図２（ハ）で示すプーリー型回転板２８を多段式に形成し、上段では間隔を広く、下段に行くに従い間隔を狭くしながら複数段に形成している。その外周部には外部円筒部との間にゴミが挟まらないようにするため、軽質で硬強度の金属板、たとえばチタン鋼板のようなものを巻き付けて取り付け、該回転筒２９を支える円筒板３６をその内側上部に固定させてなる上蓋３１を設けている。底部には図２（ニ）で示す主軸を支えるためと外部円筒を安定化させる穴空き底板３０を固定させ、図２（イ）で示す投入口２６より投入されたゴミは、上部に施設されたモータ３２及びプーリー３３を介して回転主軸２７を回転させることで下部に設けた架台３４とその下に形成した台車３５で回収される。
【００１６】
上記微小化されたゴミの中には生ゴミのように水分含有率の高い燃焼し難いゴミも多く、それらのゴミの含水比を下げて比重を軽くするために創案した含水分離搬送装置２を図１及び図３に基づいて説明する。
ゴミを直結型溶融炉３で最も効率よく燃焼させようとする場合、前処理としてゴミを微小化し、出来る限りゴミに含む水分を無くした状態で小量ずつ間歇的に定量供給することである。直結型溶融炉３には小量間歇投入装置が構成されている。そこで前記多段式打壊装置１で微小化したゴミから脱液するためにゴミの含水分離搬送装置２が必要不可欠な前処理装置となる。
【００１７】
多段式打壊装置１で微小化したゴミを図３（ハ）、（ニ）のゴミの含水分離搬送装置２の投入装置４７に集荷してコンベア型スクリュー４０へ投下させ、図３（イ）で示すコンベア型スクリュー４０を高速回転させることにより、その外部に設置した脱液用穴空き円筒４１の孔口より排水され、該排水液は穴空き円筒４１の排液を回収するための回収ドームからその下部の排水装置４２を通過し、焼却場に設けられた排水処理施設で処理されて排水される。なお、本装置は架台４８の両端部に軸受ベアリング４３を設け、回転主軸と本体との間にはプラマーブロック４４を設け、本体から回転主軸側にゴミと排水がもれることのないようにしてモータ４６とプーリー４５により駆動装置を構成している。
【００１８】
上記のように、直結型溶融炉３で焼却溶融された時に排出する廃ガスと、既設の焼却炉２２から排出した残渣と、焼却後の廃ガスを回収した飛灰回収槽８からの飛灰と、アルミの廃缶を粉末化する廃アルミ缶粉末化装置２３により集めたアルミ粉末とを溶融するための溶融物貯留槽６へ集荷する。ガス化溶融炉４で発生する時の廃ガス処理に関する諸問題、廃ガス管路５の耐熱耐腐食構造及び飛灰回収のために構成した水冷式サイクロン型分離装置７については、特許登録第２９９７７８０号として本件特許出願人が特許を取得しているが、その概略は図１３に示すように以下の通りである。
【００１９】
炉内の廃ガスは廃ガス管路５を介して水冷式サイクロン型分離装置７へ送り込まれるが、廃ガス管路５内を流動する廃ガスには塩素系有機化合物を燃焼させた時の化学変化によって発生する塩酸等の有害物質が含まれている。また、廃ガス管路５を流動する廃ガスの温度は非常に高温（１，３００度Ｃ以上）となっている。そこで、該塩酸等の有害物質による廃ガス管路５の腐食を防止すると同時に廃ガス管路５の耐熱劣化を防止するため、廃ガス管路５を冷却水ジャケット５２で構成している。該冷却水ジャケット５２の内側は高温の廃ガスに曝されると同時に塩酸等の有害物質に曝されるので、耐熱、耐腐食性金属板で構成されている。耐熱、耐腐食性金属としては、ニッケルモリブテン系の金属、一例としてハステロイ（商品名）が上げられる。
【００２０】
廃ガス管路５からの廃ガスは、水冷式サイクロン型分離装置７の内部へ導入されることになるが、該内部は上記同様に高温に曝されるため、壁部を冷却水ジャケット５３で構成し、該冷却水ジャケット５３に水を流通させて冷却している。廃ガス導入口５４は冷却水ジャケット５３の円筒形部分に対して偏心して取り付けられており、水冷式サイクロン型分離装置７の中心位置の頂面には廃ガス管路５’が設けられている。また、冷却水ジャケット５３の下部には分離された飛灰の排出口５５が設けられている。
【００２１】
水冷式サイクロン型分離装置７に導入された廃ガスは、内部空間で渦巻状に旋回し、廃ガス中の飛灰等は周辺から下方へ落下しバルブ５７を通じて排出口５５から排出される。飛灰等の除去された廃ガスは中心位置から廃ガス管路５’へ排出されて次の工程（図１）へ送り込まれる。上記廃ガス管路５’も前記廃ガス管路５と同様に、冷却水ジャケット５６から構成されており、該冷却水ジャケット５６の内側を耐熱、耐腐食性金属板、例えばハステロイ（商品名）の板材で構成している。上記排出口５５から排出した廃ガス中の飛灰等は排出口５５に連続する飛灰回収槽８に回収されることになる。
【００２２】
前記直結型溶融炉３とガス化溶融炉４から排出される廃ガス温度は、摂氏１，３００度を超え、燃焼物によっては１，５００度にもなる。そして冷却式サイクロン型分離装置７から排出される廃ガス温度も１，３００度を維持する。この廃熱を有効に利用して該廃熱温度を摂氏３５０〜４００度まで減温させるために廃熱ボイラ９を構成する。
【００２３】
該廃熱ボイラ９の特徴を図５に基づいて説明する。上部と下部に円形の管寄せパイプ６３を形成し、該管寄せパイプ６３に対して内側水管６４を管寄せパイプ６３の上下中心部と外側部とによって接続し、中心部の内側水管６４間に該管寄せパイプ６３上部より所定の長さのガス通路となるジャマ板６６を内側水管６４間の中心部に接合し、廃熱利用を高めるための廃熱供給用板として配備する。廃ガスは該廃熱ボイラ９の上部の廃ガス供給口６１より進入し、管寄せパイプ６３の中心を通り円筒形状とした内側水管６４で構成した内部室を通気し、ジャマ板６６の下部から外側水管６５で構成した外部室で廃ガス熱の吸収をして上部に設けた排出口へと送気させることで、該廃熱ボイラ９の熱効率を高めることを特徴としている。
【００２４】
底部と上部の管寄せパイプ６３にはキャスタブル７４を打ち込んでガスの通過を一層良好とし、筒下部には媒塵回収室７３を設けている。廃熱ボイラ９の本体最上部には前記水冷式サイクロン型分離装置７から出る高温廃ガスを送気させるためにＮｉＭｏ合板で構成する廃ガス管路５’と接続させるために該管路５’と同様の水冷式ジャケット付送気管７１を設けている。蒸気排出管７０は一つは安全取付用弁であり一つは圧力ゲージ取付用であり、一つは主蒸気管となる。給水管６９、排水ブロー管７２及びゲージ付フロートスイッチ６８を取り付け、円筒形全体は保温材７５で構成している。
【００２５】
廃熱ボイラ９より排出される廃ガス温度は摂氏３５０〜４００度程度まで減温される。更に、該廃ガスを急速冷却装置１０によって摂氏５０〜８０度程度まで減温させることが可能となる。急速冷却装置１０の特徴を図６ないし図８に基づいて説明する。
図７はプール方式冷却塔、図８はシャワー方式冷却塔で、両塔内のラジエーターパネル７９及び冷却塔本体７６の構造は図６（イ）、（ロ）に示すものと同一である。廃熱ボイラ９の廃ガス排出口６２より送気される廃ガスは吸引口７７より挿入され、上部に設けたラジエーターパネル集合室７８、下部に設けたラジエーターパネル集合室７８との間に図６（ロ）で示すようにラジエーターパネル７９を取り付け、下部のラジエーターパネル集合室７８には廃ガス通気口８０を構成してなることを特徴としている。
【００２６】
プール方式冷却塔の吸引口７７より導入した廃ガスは、上部ラジエーターパネル７９に分散して下部ラジエーターパネル集合室７８を通過し、次ぎの冷却塔に送気される。この場合、冷却塔本体７６内には、給水口８１又はラジエーターパネル７９間の下部からの給水口８２より冷却水を給水し、上部の排水口８３より排水させることを特徴としている。
【００２７】
シャワー方式冷却塔の場合には、下部に設けた廃ガス通気口８０より通気させた廃ガスは、下部に設けたラジエーターパネル集合室７８に施したラジエーターパネル７９を通過し、上部に設けたラジエーターパネル集合室７８を通過し、冷却されて廃ガス排出口８９より排出される。この場合、冷却塔本体７６では各ラジエーターパネル７９間の上部に本体外部に設けたポンプ８４により噴射ノズル付パイプ８６から冷却水を噴射させてラジエーターパネル７９を冷却し、また、本体外部に設けた送風ファン８５より各ラジエーターパネル７９間の下部に排風口を下向きにした排風口付送風管８７を設け、本体上部より水切りミストとファンを施えた排風筒８８を設け、下部には排水口８３を設けてなることを特徴としている。
【００２８】
急速冷却装置１０は、プール方式冷却塔とシャワー方式冷却塔との組み合せにより構成することを特徴とするもので、ＨＣｌを含む腐食性の酸性ガスに耐える鋼材や、また、冷却効果を高めるために熱伝導率の高い鋼材を使用する場合には、該廃ガスが接触するパネル部分はテフロン加工を施したものとする。
急速冷却装置１０の廃ガス排出口８９から摂氏５０〜８０度程度まで減温されて排出される廃ガスは、次の集塵・中和・触媒反応処理装置１１へ送気される。
【００２９】
反応処理装置１１を図９（イ）、（ロ）に基づいて説明する。石灰岩で精製する石灰溶液と石炭灰から製造される人口ゼオライト粒子や合成ゼオライト粒子等を使用し、ゴミの焼却溶融後に発生する廃ガスを中和し、吸着とイオン化による触媒反応を経て、集塵処理を完了させるための最終工程として反応処理を構成するものである。前記急速冷却装置１０から排出する廃ガスは、本装置の前処理室９０へ導入され、挿入口９１から室内の上蓋に配した噴霧ノズル付パイプ９５からの石灰溶液の噴霧により中和させ、同時に同室内が負の静圧になるように該前処理室９０の後部にジェットスクラバ９９を配備している。
【００３０】
該ジェットスクラバ９９の吸引力により前記急速冷却装置１０のラジエーター内で冷却されて送気される廃ガスも良好に吸引させることを可能なさしめるものである。また、該ジェットスクラバ９９は、送風ファン１０２より送風管に配風する時、送風管上部よりゼオライト槽９８に貯溜しているゼオライトを適当量排出し、中和・触媒反応塔９２へ送風する。該中和・触媒反応塔９２の内外壁部には、石灰溶液を配給するための輪状のパイプ９６を設けている。該輪状のパイプ９６を多段に配し、各パイプ９６には多数のノズルを塔芯に対して所定角度傾斜させ、噴射方向を斜めにすることによりジェットスクラバ９９より送風されるゼオライト粒子と石灰溶液と廃ガスとの中和及び触媒反応とが良好に行えるようにしている。
【００３１】
また、該反応塔内で噴射させた石灰溶液は、下部の貯留槽９４に回収される。該反応塔９２の後部には後処理室９３を設けている。該後処理室９３内には水滴として付着してくる媒塵を回収するためのフィルタ板１００を傾斜角度６０度程度にして複数段設け、一定時間後、フィルタ板１００の媒塵を複数の噴射ノズルを配した石灰溶液を配給するためのパイプ９７からの噴射にて洗浄脱着させる。また、同室上部には水切りミスト１０１を設け、清浄化した廃ガスを排出する排出管路１０４の後部に設けた吸引ファン１０３により排気筒１０６より大気へと排風させるものである。該後処理室９３は複数室で構成し、前記前処理室９０と反応塔内が負の静圧状態で良好に操業可能となるように該吸引ファン１０３の風量計算をして設定することを特徴とする集塵・中和・触媒反応処理装置を提供するものである。
【００３２】
石灰溶液精製反応処理装置１２を図１０、図１１に基づいて説明する。該石灰溶液精製反応処理装置１２は、廃ガスの集塵・中和・触媒反応処理装置１１の一環として位置するもので、該廃ガスの集塵・中和・触媒反応処理装置１１を設置する側面にコンクリートで構築する地下槽１１０として４槽より構成している。該反応処理装置１１の底部の反応溶液貯留槽９４に貯留する反応済溶液から、分離装置１５において触媒後のゼオライトと石灰溶液とドレインとに分離回収するが、該分離装置１５は該石灰溶液を貯留するボールトラップ付吸水装置１１８を備えた第一槽と、ステンレスメッシュ鋼により中仕切り構造をもつ石灰岩投入函１１１を設置した２槽よりなる第二槽、第三槽と、ステンレスメッシュ鋼で複数段のフェライト磁石を施した棚１１２を形成した磁場層を持つ室と該各槽を通過処理されてくる石灰溶液を貯める槽１１３よりなる第四槽とからなるもので、各槽底部には、穴空きパネル板１１４を敷設し、最後部の石灰溶液はフィルタ１１５で処理された後、給水ポンプ１１６により前記反応処理装置１１へ送出され使用されることになる。
【００３３】
また、各槽底部に敷いた穴空きパネル板１１４の上部の石灰岩投入函１１１より発生するスラリはポンプ１１７によって石灰溶液精製用の清浄化分離装置１４へ送られて処理され、スラリを取り除いた溶液は第一槽へ戻し、分離されたスラリはドレイン回収槽１３へ集荷される。
【００３４】
また、前記分離装置１５を２台設け、同分離装置１５で捕獲された触媒後のゼオライトを回収させる時は分離機能は停止し、分離装置１５内で捕獲したゼオライト粒子を分離装置底部に設置する回収台車により回収し、ゼオライト回収槽１６へ集荷させる。どちらか１台の分離装置１５は常時稼働し、分離されてくる溶液は該石灰溶液精製反応処理装置１２にて回収し、循環して再利用させることを特徴とする。
【００３５】
前記廃ガスの集塵・中和・触媒反応処理装置１１の底部の反応溶液貯留槽９４に貯留した反応済み溶液は、そのほとんどが中性であるが石灰岩槽を通過させることにより石灰溶液のアルカリ性はペーハー９以上となり、酸性ガスの酸性はペーハー３以下であってもゼオライトによるアルカリ化によって中和液は中性となっている。
【００３６】
廃ガスに含まれて送気される重金属酸化物のガスもゼオライトの高い陽イオン交換容量（ＣＥＣ）によってゼオライトに吸引・吸着され触媒反応処理される。また、廃ガス中のＣｌガスはＨＣｌとなり石灰溶液と反応して塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）となりゼオライトに吸着され触媒反応でＣａ型ゼオライトとなる。
【００３７】
生ゴミ等を焼却する時に発生する廃ガス中のアンモニアガスは、ゼオライトに吸着されて触媒反応により窒素型ゼオライトとなり、また、ＣＯ_２を吸着反応させて低廉な尿素をつくることもできるが、特にＣａ型ゼオライトは、土壌改良剤として多様な働きをする。例えば、養分保持機能、酸性化した土壌の改善、砂漠の緑化、干拓土壌の塩害の軽減、水耕栽培用安定培地、家庭園芸用の人工土壌の培地、水質の浄化、汚水処理、畜舎洗浄廃液の浄化並びにダム湖や水処理施設又は排水処理等においてアンモニウムイオン、リン、有機重金属イオン等の除去等々である。
【００３８】
採用する分離装置１５としてのオートセパレーター１２０の構成について、図１１に基づいて下記に詳細に述べる。
機構的には微粒子の除去とその排出を自動化することにある。微粒子を含む溶液をポンプで強制的に汚液入口１２４に供給するとノズル１２５より吹き上がり、その汚液はノズルカバー１２６の回転力により遠心機の回転体１２１内部に送られ、微粒子を強制的に回転体１２１の内壁に沈殿させる。清浄化された液は回転体１２１のオーバーフロー穴１２９から外側ケースに入り清浄液出口１３０より流出する。回転体１２１側壁に沈殿した微粒子はスラッジとなり回転体１２１内部に溜まる。なお図中、番号１２７はスラッジ排出ギヤモータ、同１２８は遠心機モータである。
【００３９】
一定時間運転すると、遠心機とセパレーターポンプは自動的に停止し、スラッジ排出工程に入る。遠心機が停止すると回転体１２１内部に残った液は下部のケースに落ち、ドレインとなりドレイン排出口１３３より流出する。遠心機が停止すると、スライドプレート１２３が開き、ストッパーシャフト１３２が下がり回転体１２１をロックする。更に、スライドカップリング１３１が回りながら下り羽軸に嵌合し、掻き出し羽１２２を回し、回転体１２１に溜まったスラッジを掻き落とす。掻き落としが終了すると、スライドプレート１２３、スライドカップリング１３１、ストッパーシャフト１３２は元の位置に戻り、遠心機は自動的に回転を再開する。遠心機の清掃停止時間は約６〜７分である。反応塔下部に設けた貯留槽９４の触媒後の石灰溶液を該分離装置１５でゼオライトと溶液に分離回収する場合は、基本的に２台の併用とし、また、石灰溶液精製反応処理装置１２の底部に設けた穴空きパネルで清浄化するために使用する清浄化分離装置１４の場合は単機で使用することを特徴としている。
【００４０】
分離装置１５で処理後回収された触媒後のゼオライトを肥料化させるためのオートクレーブ装置１７について図１２（イ）、（ロ）に基づいて説明する。
吸着触媒反応をしているゼオライトを肥料の原料としてオートクレーブ装置１７の投入口１５９に入れる。下部に設けたシリンダ式開閉装置１５８により開き、同時に取出口１６０に設けたシリンダ式開閉装置１５８も同様の作動により開となる。回転軸１４５はパイプで構成し、複数箇所の蒸気排出孔１４７があり、その外部にスクリューコンベア１４１を設けるための回転筒があり、同様に蒸気排出孔１４８を設け、該回転軸１４５とスクリューコンベア装着の回転筒とは両端部で結合し一体化させ、それらの空間を蒸気溜筒管１４６としている。
【００４１】
該スクリューコンベア１４１の羽根の最端部にもガス加熱室１５０を構成させるための外壁を有し、その外胴１４３と一体とし上記廃ガスによる加熱室１５０を構成し、その端側下部に廃ガス供給パイプ１４９を設け、別の端側上部に排出パイプを設えて排気用ファン１５１を取り付け、廃熱ボイラ９の廃ガス管路に送気させている。架台１５７に軸受けベアリング１５６を配して回転軸１４５を両端で支え、一方側には回転プーリー１５４を取り付けたモータ１５５を設け、また、他方側にはプラマーブロック１５３を装着させ、回転軸１４５と蒸気供給パイプとの一体化を計り、その蒸気配管上には蒸気投入電磁バルブ１４４を設け自動化装置としている。
【００４２】
また、該スクリューコンベア１４１の羽根の最端部に接する部分は非回転とし、排出ガス出口で肥料化したゼオライトの取出口１６０の上部にはオートクレーブ室１４２にて使用した蒸気排出口１５２を備え、該オートクレーブ室１４２で肥料化したゼオライトは回収台車１６１で回収することを特徴としている。
【００４３】
投入口１５９より触媒後のゼオライトを供給すると、両端に配した軸受けベアリング１５６に設けた回転軸１４５の回転と同時にスクリューコンベア１４１も回転する。上記投入されたゼオライトが取出口１６０まで送出されるまで他のゼオライトが供給されるのを防止するため該投入口１５９を閉鎖する。該取出口１６０も同時に閉めている。該ゼオライトが取出口１６０まで送出されると同時に該取出口１６０が開く。オートクレーブ室１４２内で内側から蒸気を噴き出し、外壁側からは摂氏３５０度ないし摂氏４００度に加熱されている状態で加圧されながら少しずつ取出口１６０より出てくる。投入口１５９を開口したままでは押し出し加圧がかかるので、一定の処理量を定めて所定時間操作することでゼオライトの肥料化を可能としている。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明した本発明によると、次のような効果を奏する。
多段式打壊装置でゴミを微小化させ、また、ゴミに含まれる水分を脱水する含水分離搬送装置による焼却の前処理により、焼却溶融炉内での燃焼状態が良好となる。
【００４５】
また、焼却後の廃ガス処理として、廃熱ボイラを組み込ませた事により水冷式サイクロン型分離装置から排出する摂氏１，３００度以上の高温ガスを摂氏３５０度ないし摂氏４００度近似値まで減温させ、更に、プール方式とシャワー方式の組み合せによる急速冷却装置を通過した廃ガスは、摂氏５０度ないし摂氏８０度近似値まで急速な温度降下をし、該廃ガスをダイオキシン類の再合成が抑制される温度まで低下することが可能となった。
【００４６】
また、高温の酸性ガスに曝される部分を水冷すると同時に、耐腐食金属で構成しているので、構成部材の溶解がなく、また、歪みや破損、ひび割れもなく、耐久性が向上して長期に恒って安定的に稼働することができるものとなった。
【００４７】
廃ガスの処理対策として、今日迄普及して来た乾式ガス処理のバグフィルタに見られる二次公害物となる石灰粉末や活性炭粉末を使用することがなく、従ってそれらの排出を防止することが可能となった。石灰岩から精製する石灰溶液とゼオライト粒子の使用で、廃ガス中の有毒な物質の中和と触媒を同時に反応処理をし、更に、毒性のある重金属イオンや媒塵とを集塵し、それらを処理することが可能となった。
本発明によりイニシャルコストとランニングコストの大幅な低廉化を計ることが可能となった。
【００４８】
また、使用後のゼオライトは、オートクレーブ処理により有効な土壌改良剤として肥料化することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各装置を組み込んだゴミの焼却前の処理装置と焼却後の廃熱利用と廃ガスの集塵・中和・触媒反応装置及び触媒後のゼオライト肥料化のプラントの概略を示すフロー図。
【図２】（イ）は、多段式打壊装置の断面図。
（ロ）は、多段式打壊装置の上蓋の平面図。
（ハ）は、多段式打壊装置のプーリー型回転板の平面図。
（ニ）は、多段式打壊装置の底盤部の平面図。
【図３】（イ）は、含水分離搬送装置の断面図。
（ロ）は、含水分離搬送装置の平面図。
（ハ）は、含水分離搬送装置の投入装置部分の投影側面図。
（ニ）は、含水分離搬送装置の投入装置部の断面図。
【図４】水冷式サイクロン型分離装置の断面図。
【図５】（イ）は、廃熱ボイラの断面図。
（ロ）は、廃熱ボイラの管寄せパイプと水管パイプの投影平面図。
（ハ）は、廃熱ボイラの上部管寄せパイプ部の側面図。
【図６】（イ）は、廃ガス冷却装置の投影平面図。
（ロ）は、廃ガス冷却装置の投影側面図。
【図７】（イ）は、プール方式冷却装置の投影平面図。
（ロ）は、プール方式冷却装置の投影側面図。
【図８】（イ）は、シャワー方式冷却装置の投影平面図。
（ロ）は、シャワー方式冷却装置の投影側面図。
【図９】（イ）は、廃ガスの集塵・中和・触媒反応処理装置の投影側面図。
（ロ）は、後処理室の側面断面図。
【図１０】（イ）は、石灰溶液精製反応槽の断面図。
（ロ）は、石灰溶液精製反応槽の平面図。
【図１１】分離装置の構造図。
【図１２】（イ）は、オートクレーブ装置の側面断面図。
（ロ）は、オートクレーブ装置の投影平面図。
【図１３】溶融炉と水冷式サイクロン型分離装置及び廃ガス管路との関係を示す側面断面図。
【符号の説明】
１、多段式打壊装置
２、含水分離搬送装置
３、直結型溶融炉
４、ガス化溶融炉
５、廃ガス管路
６、溶融物貯留槽
７、水冷式サイクロン型分離装置
８、飛灰回収槽
９、廃熱ボイラ
１０、急速冷却装置
１１、集塵・中和・触媒反応処理装置
１２、循環型石灰溶液精製反応処理装置
１３、ドレイン回収槽
１４、石灰溶液の清浄化分離装置
１５、溶液とゼオライトとドレインの分離装置
１６、ゼオライト回収槽
１７、オートクレーブ装置
１８、発電装置
１９、温水槽
２０、冷却水槽
２１、チラー装置
２２、焼却炉
２３、廃アルミ缶の粉末化装置
２５、円筒体
２６、投入口
２７、回転主軸
２８、プーリー型回転板
２９、回転筒
３０、穴空き底板
３１、上蓋
３２、モータ
３３、プーリー
３４、架台
３５、台車
３６、円筒板
４０、コンベア型スクリュー
４１、穴空き円筒
４２、排水装置回収ドーム
４３、軸受けベアリング
４４、プラマーブロック
４５、プーリー
４６、モータ
４７、投入装置
４８、架台
４９、台車
５０、水冷式サイクロン上蓋部分
５１、廃ガス供給口
５２、冷却水ジャケット
５３、冷却水ジャケット
５４、廃ガス導入口
５５、排出口
５６、冷却水ジャケット
５７、バルブ
６１、廃ガス供給口
６２、廃ガス排出口
６３、管寄せパイプ
６４、内側水管
６５、外側水管
６６、ジャマ板
６８、ゲージ付フロートスイッチ
６９、給水管
７０、蒸気排出管
７１、水冷式ジャケット付送気管
７２、排水ブロー管
７３、媒塵回収室
７４、キャスタブル
７５、保温材
７６、冷却塔本体
７７、吸引口
７８、ラジエーターパネル集合室
７９、ラジエーターパネル
８０、廃ガス通気口
８１、給水口
８２、給水口
８３、排水口
８４、ポンプ
８５、送風ファン
８６、噴射ノズル付パイプ
８７、排風口付送風管
８８、排風筒
８９、廃ガス排出口
９０、前処理室
９１、挿入口
９２、中和・触媒反応塔
９３、後処理室
９４、貯留槽
９５、噴霧ノズル付パイプ
９６、輪状のパイプ
９７、石灰溶液を配給するためのパイプ
９８、ゼオライト槽
９９、ジェットスクラバ
１００、フィルタ板
１０１、水切りミスト
１０２、送風ファン
１０３、吸引ファン
１０４、排出管路
１０６、排気筒
１１０、地下槽
１１１、石灰岩投入函
１１２、フェライト磁石を施した棚
１１３、石灰溶液を貯める槽
１１４、穴空きパネル板
１１５、フィルタ
１１６、給水ポンプ
１１７、ポンプ
１１８、ボールトラップ付吸水装置
１２０、オートセパレーター
１２１、回転体
１２２、掻き出し羽
１２３、スライドプレート
１２４、汚液入口
１２５、ノズル
１２６、ノズルカバー
１２７、スラッジ排出ギヤモータ
１２８、遠心機モータ
１２９、オーバーフロー穴
１３０、清浄液出口
１３１、スライドカップリング
１３２、ストッパーシャフト
１３３、ドレイン排出口
１４１、スクリューコンベア
１４２、オートクレーブ室
１４３、外胴
１４４、蒸気投入電磁バルブ
１４５、回転軸
１４６、蒸気溜め筒管
１４７、蒸気排出孔
１４８、蒸気排出孔
１４９、供給パイプ
１５０、廃ガスによる加熱室
１５１、排気用ファン
１５２、蒸気排出口
１５３、プラマーブロック
１５４、回転プーリー
１５５、モータ
１５６、軸受けベアリング
１５７、架台
１５８、シリンダ式開閉装置
１５９、投入口
１６０、取出口
１６１、回収台車

Claims

ゴミを直結型溶融炉に投入する前処理装置として該ゴミを粉砕し、微小化させるための多段式打壊装置、該多段式打壊装置で微小化したゴミから水分を脱水して燃焼させ易くするためのゴミの含水分離搬送装置、ゴミを焼却すると同時にゴミを焼却した焼却灰と二次廃棄物を溶融化する直結型溶融炉、該直結型溶融炉から排出した廃ガスを流通させる第一の廃ガス通路、該第一の廃ガス通路の廃ガスを導入するサイクロン型分離装置、該サイクロン型分離装置から排出した廃ガスを流通させる第二の廃ガス通路、該サイクロン型分離装置から排出した廃ガス熱を利用する廃熱ボイラ、該廃熱ボイラからの廃ガス温度を冷却するために設けた急速冷却装置、該急速冷却装置から排出される塩酸ガス、亜硫酸ガス、アンモニア、窒素酸化物、一酸化炭素、ダイオキシン類、ガス状の重金属酸化物等の有害物質を含有する廃ガスを高効率に中和し吸着とイオン化により触媒処理と集塵を行う前処理室、反応塔本体貯留槽及び後処理室とを設けた反応処理装置、該貯留槽内のゼオライト粒子を含む反応後の石灰溶液を触媒後のゼオライト粒子、使用後の石灰溶液及びドレイン廃液とに分離する分離装置、回収した石灰溶液を再利用するための循環型石灰溶液精製反応処理装置、回収した触媒後のゼオライト粒子を集荷する回収タンク、並びに該触媒後のゼオライト粒子を多種類のゼオライト系肥料とする回転式オートクレーブ装置とを備えたことを特徴とするゴミの焼却、焼却後の廃ガスの集塵・中和・触媒の反応処理装置及び触媒後の肥料化プラント。
円筒体の内部に回転軸を設け、該回転軸に多段にわたり複数の円形プーリー状回転板を設け、上段より下段方向へ硬質、軟質のゴミが打壊されながら粉砕されて底部に設けた回収台車に落下するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の多段式打壊装置。
横型主軸に設けたスクリューコンベアの外側を孔開き円筒鋼管により囲繞し、該円筒鋼管入り口より投入したゴミをスクリューコンベアにより出口方向に向かって脱液しながら円筒鋼管内を移送して排出することを特徴とする請求項１に記載のゴミの含水分離搬送装置。
サイクロン型分離装置より排出される高温の廃ガスを利用して蒸気を発生させ、且つ廃ガス温度を摂氏３５０度ないし摂氏４００度程度まで降下させてなることを特徴とする請求項１に記載の廃熱ボイラ。
冷却塔下部とラジエーターパネルの隙間下部より冷却水を供給して冷却効果を高めるプール方式及びラジエーターパネル間の隙間上部より冷却水を噴射すると同時に同パネル間の下部に外部に設けたファンより外気を下方向に吹き込んで冷却塔上部に水切りミストと排気ファンとを設けて冷却効果を高めてなるシャワー方式との二つの冷却手段を組み合わせてなることを特徴とする請求項１に記載の急速冷却装置。
負の静圧領域を形成する室内の上部に設けたノズルより石灰溶液を噴霧し酸性ガスを中和させる前処理室、該前処理室を負の静圧領域とさせるために該前処理室の後部に設けたジェットスクラバ、該ジェットスクラバの送気管路へゼオライト粒子を挿入するゼオライト槽、並びに反応塔本体へ廃ガスを通過させ該反応塔本体も負の静圧領域を維持し、該反応塔本体内壁に多段に設けた塔芯に対して所定角度傾斜させて石灰溶液の供給手段となる多数のノズル、廃ガスの中和とゼオライトによる吸着及びイオン化による触媒作用を促した石灰溶液を回収する下部の貯留槽、浄化された廃ガスを水液で吸着して媒塵を回収するフィルタ板、その上部に設けた水切りミスト及び廃ガスを排出する管路後部に設けた吸引ファンとを装着した反応塔本体後部の後処理室とよりなることを特徴とする請求項１に記載の焼却後の廃ガスの集塵・中和・触媒処理をする反応処理装置。
貯留槽内で回収した反応溶液中に含有する反応後のゼオライト粒子、有機性の生成物及び石灰溶液を該反応溶液から分離回収する遠心分離型のオートセパレ−タ、該オートセパレ−タにより回収する物質が石灰溶液、触媒反応済のゼオライト粒子及びドレインとに大別され、該石灰溶液が再度移送されてなる石灰溶液反応槽、該触媒反応済みゼオライト粒子を集荷するゼオライト回収槽及び該ドレインが移送されてなるドレイン回収槽とより構成してなることを特徴とする請求項１に記載の分離装置。
分離装置で回収した廃ガスの中和反応により塩化カルシウムを含んだ中性溶液となっている石灰溶液を再利用するための石灰溶液精製反応槽において、石灰溶液を貯留する第一槽、石灰岩を投入するためのステンレスのメッシュ材よりなる函を形成した２槽よりなる第二槽、第三槽、並びにフェライト磁石で構成した磁場層及び上記各槽を通過処理されてくる石灰溶液を貯める第四槽とよりなり、上記反応槽底部には沈澱する石灰スラリを除去するための穴空きパネルを備えたことを特徴とする請求項１に記載の石灰溶液精製反応処理装置。
廃熱ボイラで発生した蒸気と廃熱ボイラから排出する高温廃ガスとを利用して構成する回転型オートクレーブ装置において、触媒済のゼオライト粒子を挿入する投入口、回転軸内に蒸気を送りスクリュー羽根を支える部分より蒸気を噴出させる蒸気排出口、スクリューコンベアの回転筒外側に形成した廃熱ボイラから排出する高温廃ガスを利用する加熱室よりなることを特徴とする請求項１に記載のオートクレーブ装置。