JP2006052871A - ごみ焼却灰溶融処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ごみ焼却灰溶融炉の排ガス燃焼熱を有効利用するとともに設備の簡素化を図る。
【解決手段】ごみ焼却炉１で発生したごみ焼却灰を溶融炉２で還元剤を加えて溶融処理するごみ焼却灰溶融処理装置において、ごみ焼却灰の還元溶融により発生した排ガスをごみ焼却炉１の燃焼室に送り燃焼させるようにする。これにより、ごみ焼却灰の還元溶融により生じた可燃性の排ガスをごみ焼却に有効に利用することができる。また、溶融炉２からの排ガスを燃焼処理する二次燃焼塔やその燃焼ガスを冷却する冷却塔がごみ焼却炉１と共通化されるため、ごみ焼却灰溶融処理装置の設備が簡素化される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、一般廃棄物や産業廃棄物、下水汚泥、汚染土壌等のごみを焼却処分して生じたごみ焼却灰を溶融処理するごみ焼却灰溶融処理装置に関する。

ごみ焼却灰の溶融処理装置は、ごみ焼却炉で発生したごみ焼却灰を溶融炉で還元剤を加えて溶融処理するものである。還元剤には一般に、コークス粉などの炭素系還元剤が用いられる。ごみ焼却灰は溶融炉内で還元溶融され、灰中の金属酸化物は金属となって溶融スラグから比重分離する。この金属は有価物として溶融スラグ層の下部から取り出され、また溶融スラグは結晶化されて建築資材などとして利用される。このようなごみ焼却灰溶融処理装置については、例えば特許文献１に記載されている。

上記したごみ焼却灰溶融処理装置において、金属酸化物を還元する過程で溶融炉からＣＯガスが発生し、このＣＯガスはごみ焼却灰から発生するその他のガスとともに炉外に排出される。その場合、従来はこの排ガスを処理するのに、特許文献２にも記載されているように、排ガスを二次燃焼塔で燃焼させ、８００〜９００℃に昇温させて排ガス中のダイオキシン類を高温分解した後、燃焼ガスを冷却塔で急冷し、濾過式集塵機を通して煙突から大気中に放出するようにしている。
特開２０００− ３９１１８号公報 特開２００１−１３７６５８号公報

従来のごみ焼却灰溶融処理装置においては、溶融炉の排ガスを二次燃焼塔で燃焼させた後、冷却塔で冷却しており、排ガス燃焼熱の有効利用がなされていない。そこで、この発明の課題は、ごみ焼却灰溶融処理装置における排ガス燃焼熱の有効利用し、併せて設備の簡素化を図ることにある。

この発明は、金属酸化物を炭素系還元剤で還元溶融する溶融炉からの排ガス中にはＣＯガス含まれることに着目し、この排ガスを可燃性ガスとして有効利用するものである。すなわち、この発明は、ごみ焼却炉で発生したごみ焼却灰を溶融炉で還元剤を加えて溶融処理するごみ焼却灰溶融処理装置において、前記ごみ焼却灰の還元溶融により発生した排ガスを前記ごみ焼却炉に送り、このごみ焼却炉の燃焼室で燃焼させるようにするものである（請求項１）。これにより、ごみ焼却灰の還元溶融により生じた可燃性の排ガスをごみ焼却に有効に活用することができる。

請求項１の発明において、炭素粉と水とを反応させてＣＯガスを発生させるＣＯガス発生器を設け、このＣＯガス発生器に前記溶融炉の排ガスを送り、発生したＣＯガスを前記排ガスと一緒に前記ごみ焼却炉に送るようにすることができる（請求項２）。ごみ焼却灰溶融炉からの排ガスは高温（約６００℃）を有している。そこで、この排ガスの熱を利用してＣＯガス発生器でＣＯガスを発生させ、このＣＯガスをごみ焼却灰溶融炉からの排ガスと一緒にごみ焼却炉に送って燃焼させればエネルギ効率がより高くなる。

請求項１又は請求項２の発明において、前記ごみ焼却炉の燃焼ガスの廃熱を利用して発電し、この発電により発生した電力を前記溶融炉に供給するようにすることができる（請求項３）。

この発明によれば、ごみ焼却灰の還元溶融により生じた可燃性の排ガスをごみ焼却炉で燃料として燃焼させることにより、ごみ処理設備の燃料コストの低減が図れるとともに、排ガスを燃焼処理する場合に必要な二次燃焼塔や冷却塔が不要となり設備も簡素化される。

図１は、この発明の実施の形態を示すごみ焼却灰溶融処理装置を含むごみ処理設備のシステムフロー図である。図１において、一般廃棄物、産業廃棄物、下水汚泥、汚染土壌等のごみを焼却処理するごみ焼却炉１から生じたごみ焼却炉（主灰）は、コークスなどからなる炭素系還元剤及びドロマイトなどからなる成分調整剤と一緒に直流抵抗式電気炉からなるごみ焼却灰溶融炉２に装入され、還元溶融されて再資源化される。炉内で還元溶融された金属酸化物（ＦｅＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３,ＺｎＯ，Ｃｕ_２Ｏ，Ｃｒ_２Ｏ_３，ＭｎＯ_２，Ｐ_２Ｏ_５等）のうち、金属としてスラグから分離したＦｅ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎ等は炉底に溜まり、Ｚｎ，Ｐｂ，Ｐ等は揮散して排ガスとともに炉外に排出される。

一方、還元剤（コークス）は還元反応（一例：ＦｅＯ＋Ｃ→Ｆｅ＋ＣＯ）を行った後、ＣＯガスとして揮発性金属とともに炉外に排出される。この排ガスは石炭粉と水が装入されたＣＯガス発生塔３に送られ、その熱が積極的に利用される。すなわち、ＣＯガス発生塔３では、Ｃ＋Ｈ_２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ_２−２８．３６ｋｃａｌの水生ガス反応によりＣＯガスの生成が行われ、このＣＯガスは排ガスとともに濾過式集塵機（バグフィルタ）４に送られる。この排ガスはバグフィルタ４で塩化物や揮発性金属を含む飛灰が除去された後、誘引ファン５によりごみ焼却炉１の燃焼室に送られ、ごみ焼却の燃料として使用される。

ごみ焼却炉１の排ガスは付設された二次燃焼塔で燃焼され、含まれるダイオキシン類の高温分解が行われる。この燃焼ガスは廃熱ボイラ６を通ってタービン発電機７による発電に利用された後、ガス冷却塔８で２００℃程度まで冷却されダイオキシン類の再合成が防止される。タービン発電機７で発電された電力は、ごみ焼却灰溶融炉２に供給される。冷却後の排ガスはバグフィルタ９で飛灰が除去された後、煙突１０から排気される。バグフィルタ４,９、ガス冷却塔８等で捕集された飛灰はごみ焼却炉１からの主灰とともにごみ焼却灰溶融炉２により再び溶融処理される。

図示実施例１によれば、次のような作用効果が得られる。
(1) 従来、冷却塔に捨てていたごみ焼却灰溶融炉からの排ガスの燃焼熱をごみ焼却に有効に活用できる。
(2) ダイオキシン類の高温分解のための二次燃焼塔及びその再合成を防止するための冷却塔をごみ焼却炉と共通化するため、ごみ焼却灰溶融炉の二次燃焼塔や冷却塔が不要になる。
(3) ごみ焼却灰溶融炉の排ガスをＣＯガス発生塔に通すことにより、排ガスの廃熱をＣＯガスの発生に有効利用することができるとともに、排ガスの温度（約６００℃）を冷却手段を別途設けることなく、バグフィルタで処理可能な温度（２００℃以下）まで低下させることができる。

図示実施の形態ではＣＯガス発生塔３を設け、ごみ焼却灰溶融炉２の排ガスをＣＯガス発生塔３に通すようにしたが、ＣＯガス発生塔３を省いて排ガスをごみ焼却炉１に直に導くことも可能である。その場合、飛灰を除去する集塵装置としては、バグフィルタよりも高温に耐えられる電気集塵機を用いるのがよい。

この発明の実施の形態を示すシステムフロー図である。

符号の説明

１ ごみ焼却炉
２ ごみ焼却灰溶融炉
３ ＣＯガス発生塔
４ バグフィルタ
５ 誘引ファン
６ 廃熱ボイラ
７ タービン発電機
８ ガス冷却塔
９ バグフィルタ
１０ 煙突

Claims (3)

1. ごみ焼却炉で発生したごみ焼却灰を溶融炉で還元剤を加えて溶融処理するごみ焼却灰溶融処理装置において、
   前記ごみ焼却灰の還元溶融により発生した排ガスを前記ごみ焼却炉に送り、このごみ焼却炉の燃焼室で燃焼させるようにしたことを特徴とするごみ焼却灰溶融処理装置。
2. 炭素粉と水とを反応させてＣＯガスを発生させるＣＯガス発生器を設け、このＣＯガス発生器に前記溶融炉の排ガスを送り、発生したＣＯガスを前記排ガスと一緒に前記ごみ焼却炉に送るようにしたことを特徴とする請求項１記載のごみ焼却灰溶融処理装置。
3. 前記ごみ焼却炉の燃焼ガスの廃熱を利用して発電し、この発電により発生した電力を前記溶融炉に供給するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のごみ焼却灰溶融処理装置。

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