JP2016180705A - 灰溶融処理装置及び灰溶融処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管理が簡単で管理コストを低く抑えることができる放射性物質を含む焼却灰を溶融する灰溶融処理装置及び灰溶融処理方法を提供する。【解決手段】放射性物質を含む焼却灰を溶融する灰溶融炉２と、該灰溶融炉２から排出される排ガスに含まれる未燃ガスを燃焼する燃焼装置４とを備える灰溶融処理装置１において、灰溶融炉２と燃焼装置４との間に除塵装置３を備え、上記除塵装置３は、上記灰溶融炉２からの排ガスに含まれるミスト状あるいはダスト状の放射性物質を捕集して除去する。【選択図】図１

Description

本発明は放射性物質を含む焼却灰を溶融する灰溶融処理装置及び灰溶融処理方法に関する。

廃棄物焼却炉からの焼却灰を溶融する灰溶融炉から排出される排ガスには、一酸化炭素（ＣＯ）等の未燃ガスが含まれている。特許文献１には、灰溶融炉で上記焼却灰を溶融処理し、該灰溶融炉よりも下流側に設けられた燃焼装置で該灰溶融炉からの排ガス中の未燃ガスを燃焼するとともに、該排ガス中のダイオキシン類を分解処理する灰溶融処理装置が開示されている。

特許文献１のような灰溶融処理装置においては、通常、燃焼装置で処理された排ガスは、燃焼装置の出口付近で冷却処理されたり、あるいは燃焼装置よりも下流側に設けられた水噴射式冷却塔等により冷却処理された後、煙突から大気中へ放出される。

特開２００２−２１３７２４

放射性物質を含む焼却灰を灰溶融炉で溶融する場合には、灰溶融炉からの排ガスにも放射性物質が含まれている。特許文献１のように、灰溶融炉からの排ガスを燃焼装置で燃焼処理された排ガスが冷却されると、排ガス中の揮発成分が冷却されて固化してダスト状となり、燃焼装置の出口付近の内壁（耐火煉瓦や金属で作られた壁部）面や冷却塔下部の内壁面等に付着してしまい、放射性物質も燃焼装置の出口付近の内壁面や冷却塔下部の内壁面等に付着することとなる。

そのため、燃焼装置や冷却塔が放射性物質によって高レベルに汚染されるので、放射性物質に汚染された装置の取扱管理基準に基づいて各装置を厳格に管理する必要がある。また、灰溶融処理装置の操業時や点検補修時（例えば、付着ダストの除去作業時）に際して、作業者の被爆量を厳格に管理する必要もある。その結果、灰溶融処理装置の管理が煩雑になるとともに管理コストが嵩んでしまう。

本発明は、このような事情に鑑み、管理が簡単で管理コストを低く抑えることができる灰溶融処理装置及び灰溶融処理方法を提供することを課題とする。

本発明によれば、上述の課題は、次の第一発明に係る灰溶融処理装置及び第二発明に係る灰溶融処理方法により解決される。

＜第一発明＞
第一発明に係る灰溶融処理装置は、放射性物質を含む焼却灰を溶融する灰溶融炉と、該灰溶融炉から排出される排ガスに含まれる未燃ガスを燃焼する燃焼装置とを備える。

かかる灰溶融処理装置において、本発明では、灰溶融炉と燃焼装置との間に除塵装置を備え、上記除塵装置は、上記灰溶融炉からの排ガスに含まれるミスト状あるいはダスト状の放射性物質を捕集して除去することを特徴としている。

第一発明では、灰溶融炉からの排ガスにはガス状又はミスト状の放射性物質が含まれているが、上記排ガスが除塵装置に達するまでの間に該排ガスが冷却されることにより、該排ガス中の上記放射性物質はミスト状あるいはダスト状となる。このミスト状あるいはダスト状の放射性物質は除塵装置で捕集されて排ガスから除去される。したがって、燃焼装置に送られる排ガスには、放射性物質は含まれていないので、燃焼装置の出口付近の内壁面や冷却塔下部の内壁面等に放射性物質が付着することがない。この結果、燃焼装置や冷却塔が放射性物質に汚染されることがなく、灰溶融処理装置の管理が容易となり管理コストを低く抑えられる。

第一発明において、除塵装置は、炭素材粒子、耐火物粒子又はセラミック粒子の移動層あるいは充填層を備えていてもよい。また、第一発明において、除塵装置は、セラミック粒子を焼成したあるいはセラミック繊維を焼結したセラミックフィルタ又は金属フィルタを備えていてもよい。

このように除塵装置にて上記移動層や上記充填層あるいは上記フィルタによって放射性物質を捕集するようにすれば、除塵装置の上記粒子や上記フィルタを交換するだけの作業で放射性物質に汚染された物を除去することができるので、除塵装置の管理が容易であり、また、灰溶融処理装置の管理が容易となり管理コストを低く抑えられる。

＜第二発明＞
第二発明に係る灰溶融処理方法は、放射性物質を含む焼却灰を灰溶融炉で溶融し、該灰溶融炉から排出される排ガスに含まれる未燃ガスを燃焼する。

かかる灰溶融処理方法において、第二発明では、上記灰溶融炉からの排ガスに含まれるミスト状あるいはダスト状の放射性物質を除塵装置で捕集して除去し、上記放射性物質が除去された排ガスに含まれる未燃ガスを燃焼装置で燃焼することを特徴としている。

第二発明において、炭素材粒子、耐火物粒子又はセラミック粒子の移動層あるいは充填層により灰溶融炉からの排ガス中の放射性物質を捕集することとしてもよい。また、第二発明において、セラミック粒子を焼成したあるいはセラミック繊維を焼結したセラミックフィルタ又は金属フィルタにより灰溶融炉からの排ガス中の放射性物質を捕集することとしてもよい。

以上のように、本発明では、灰溶融炉からの排ガスに含まれているミスト状あるいはダスト状の放射性物質を除塵装置で捕集して除去してから、該放射性物質が除去された排ガス中の未燃ガスを燃焼装置で燃焼することとしたので、燃焼装置に送られる排ガスには、放射性物質は含まれていないので、燃焼装置の出口付近の内壁面や冷却塔下部の内壁面等に放射性物質が付着することがない。この結果、燃焼装置や冷却塔が放射性物質に汚染されることがなく、放射性物質に汚染された装置の取扱管理基準に基づく装置の管理負担や作業者の被爆量の管理負担が軽減され、灰溶融処理装置の管理が容易となり管理コストを低く抑えることができる。

本発明の実施形態に係る灰溶融処理装置を示す概略構成図である。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る灰溶融処理装置１を示す概略構成図である。本実施形態に係る灰溶融処理装置１は、放射性物質を含む焼却灰を灰溶融処理する灰溶融炉２と、該灰溶融炉２から排出される排ガスから放射性物質を捕集して除去する高温除塵装置３と、該高温除塵装置３からの排ガスに含まれる未燃ガスを燃焼する燃焼装置としての後燃焼炉４と、該後燃焼炉４からの排ガス中のダストを捕集する集塵装置５とを有している。また、集塵装置５からの排ガスは、誘引ファン６によって誘引されて煙突７から大気へ放出されるようになっている。

本実施形態において、灰溶融炉２は、放射性物質を含む焼却灰を溶融処理する溶融炉であり、例えば電気抵抗式灰溶融炉により構成される。該灰溶融炉２の上部には、焼却灰が投入される灰投入口２Ａ及び焼却灰の溶融処理によって生じた排ガスを排出するための排気口２Ｂが設けられている。また、該灰溶融炉２の下部には、焼却灰の溶融処理によって生じた溶融金属及び溶融スラグをそれぞれ排出するための溶融金属排出口（図示せず）及び溶融スラグ排出口（図示せず）が設けられている。

高温除塵装置３は、灰溶融炉２の下流側に設けられており、該灰溶融炉２から排出された排ガスを受けて、該排ガスに含まれている放射性物質を捕集して該排ガスから除去する。灰溶融炉２で発生した排ガスにはガス状又はミスト状の放射性物質が含まれている。そして、上記排ガスは、灰溶融炉２から排出されて高温除塵装置３に達するまでの間に約３００〜１０００℃に低下しており、該排ガス中の放射性物質はミスト状あるいはダスト状となっている。高温除塵装置３は、このミスト状あるいはダスト状の放射性物質を３００〜１０００℃の高温雰囲気の下で捕集する。

本実施形態では、高温除塵装置３は、放射性物質を付着させ捕集するための粒子の移動層又は充填層（固定層）を備えており、灰溶融炉２からの排ガスを受けて、排ガスを上記粒子の移動層又は充填層を通過させるようになっている。上記排ガスが上記移動層の粒子同士の間隙を通過する際、該排ガスに含まれているミスト状あるいはダスト状の放射性物質は上記粒子の表面に付着し捕集される。放射性物質を付着させ捕集するための粒子としては、例えば、炭素材粒子、耐火物粒子、セラミック粒子等を採用することができる。

このように、高温除塵装置３にて上記粒子の移動層あるいは充填層によって放射性物質を捕集するようにすれば、除塵装置の上記粒子を交換するだけの作業で放射性物質に汚染された物を除去することができるので、該高温除塵装置３の管理が容易であり、また、灰溶融処理装置の管理が容易となり管理コストを低く抑えられる。また、放射性物質が付着した粒子を高温除塵装置３から取り出した後、該放射性物質を粒子の表面から除去する処理を施してから該粒子を高温除塵装置３に戻して再利用すれば、全体としての粒子の量を少なくでき、コストを低く抑えることができる。

後燃焼炉４は、高温除塵装置３からの排ガスを受け、該排ガスに含まれる一酸化炭素等の未燃ガスを燃焼する。該後燃焼炉４が受ける排ガスは、高温除塵装置３によって放射性物質が除去されているので、後燃焼炉４、特に後燃焼炉４の内壁面や冷却塔下部に放射性物質が付着することがない。

集塵装置５は、後燃焼炉４からの排ガスを受け、該排ガスに含まれるダストを捕集して除去する。該集塵装置５としては、濾過式、電気式、サイクロン式等各種公知の集塵形式のものが適用可能であり、特に限定はないが、例えば、濾過式のバグフィルタ形式が好適に用いられる。

次に、本実施形態の灰溶融処理装置の動作を説明する。まず、放射性物質を含む焼却灰が、灰投入口２Ａから灰溶融炉２へ投入され、該灰溶融炉２内で溶融処理される。灰溶融炉２で生じた溶融金属は溶融金属排出口（図示せず）を経て、また、溶融スラグは溶融スラグ排出口（図示せず）を経て、灰溶融炉２外へ排出される。灰溶融炉２で生じた排ガス、すなわち一酸化炭素等の未燃ガスやガス状又はミスト状の放射性物質を含む排ガスは、排気口２Ｂを経て灰溶融炉２外へ排出され、高温除塵装置３へ送られる。該排ガスは高温除塵装置３へ送られる過程で冷却され、排ガス中の放射性物質がミスト状あるいはダスト状となる。

排ガスが高温除塵装置３へ送られると、該排ガスに含まれているミスト状あるいはダスト状の放射性物質が、該高温除塵装置３で捕集され排ガスから除去される。高温除塵装置３で放射性物質が除去された排ガスは、後燃焼炉４へ送られ、該排ガス中の未燃ガスが該後燃焼炉４で燃焼される。そして、後燃焼炉４から排出された排ガスは、集塵装置５へ送られ、該排ガス中のダストが該集塵装置５で除去される。集塵装置５でダストを除去された排ガスは、誘引ファン６によって誘引され、煙突７から大気中へ放出される。

本実施形態では、既述したように、灰溶融炉２と後燃焼炉４との間に高温除塵装置３を設けて、灰溶融炉２からの排ガスに含まれているミスト状あるいはダスト状の放射性物質を高温除塵装置３で捕集して除去することとした。したがって、後燃焼炉４に送られる排ガスには、放射性物質は含まれていないので、後燃焼炉４の出口付近の内壁面や冷却塔下部の内壁面等に放射性物質が付着することがない。この結果、燃焼装置や冷却塔が放射性物質に汚染されることがなく、放射性物質に汚染された装置の取扱管理基準に基づく装置の管理負担や作業者の被爆量の管理負担が軽減され、灰溶融処理装置の管理が容易となり管理コストを低く抑えることができる。

本実施形態では、高温除塵装置３は粒子の移動層あるいは充填層を備え、放射性物質を捕集することとしたが、これに代えて、例えば、セラミック粒子を焼成したあるいはセラミック繊維を焼結したセラミックフィルタ又は金属フィルタにより灰溶融炉からの排ガス中の放射性物質を捕集するようにしてもよい。

このようにフィルタで放射性物質を捕集する場合、高温除塵装置３にフィルタを取り付けて、灰溶融炉２からの排ガスをフィルタに通気させることにより、該排ガス中の放射性物質が該フィルタによって捕集される。

このように、高温除塵装置３にて上記移動層や上記充填層あるいは上記フィルタによって放射性物質を捕集するようにすれば、高温除塵装置の上記粒子や上記フィルタを交換するだけの作業で放射性物質に汚染された物を除去することができるので、高温除塵装置の管理が容易であり、また、灰溶融処理装置の管理が容易となり管理コストを低く抑えられる。

１ 灰溶融処理装置
２ 灰溶融炉
３ 高温除塵装置
４ 後燃焼炉
５ 集塵装置

Claims (6)

1. 放射性物質を含む焼却灰を溶融する灰溶融炉と、該灰溶融炉から排出される排ガスに含まれる未燃ガスを燃焼する燃焼装置とを備える灰溶融処理装置において、
   灰溶融炉と燃焼装置との間に除塵装置を備え、
   上記除塵装置は、上記灰溶融炉からの排ガスに含まれるミスト状あるいはダスト状の放射性物質を捕集して除去することを特徴とする灰溶融処理装置。
2. 除塵装置は、炭素材粒子、耐火物粒子又はセラミック粒子の移動層あるいは充填層を備えることとする請求項１に記載の灰溶融処理装置。
3. 除塵装置は、セラミック粒子を焼成したあるいはセラミック繊維を焼結したセラミックフィルタ又は金属フィルタを備えることとする請求項１に記載の灰溶融処理装置。
4. 放射性物質を含む焼却灰を灰溶融炉で溶融し、該灰溶融炉から排出される排ガスに含まれる未燃ガスを燃焼する灰溶融処理方法において、
   上記灰溶融炉からの排ガスに含まれるミスト状あるいはダスト状の放射性物質を除塵装置で捕集して除去し、
   上記放射性物質が除去された排ガスに含まれる未燃ガスを燃焼装置で燃焼することを特徴とする灰溶融処理方法。
5. 炭素材粒子、耐火物粒子又はセラミック粒子の移動層あるいは充填層により灰溶融炉からの排ガス中の放射性物質を捕集することとする請求項４に記載の灰溶融処理方法。
6. セラミック粒子を焼成したあるいはセラミック繊維を焼結したセラミックフィルタ又は金属フィルタにより灰溶融炉からの排ガス中の放射性物質を捕集することとする請求項４に記載の灰溶融処理方法。

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