JPH1121155A - 人工骨材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】焼却灰を成分調整しつつ溶融処理することによ
り、焼却灰中からの重金属類の溶出を抑制し得る人工骨
材を製造し、焼却灰の埋立処分を廃止して二次的な環境
汚染の発生を確実に防止するとともに、焼却灰の有効利
用を図る。 【解決手段】加湿した焼却灰を搬入する搬入工程2 と、
焼却灰を乾燥機で乾燥させる乾燥工程3 と、乾燥させた
焼却灰をロールブリケット装置で溶融に適したブリケッ
ト状に固める固化工程4 と、ブリケット状の焼却灰に、
石灰石およびコークスなどの副資材を添加して混合し、
焼却灰を成分調整する混合調整工程5 と、成分調整した
焼却灰を、粉末化した廃棄プラスチックと共に溶融炉で
溶融して溶融スラグを得る溶融工程6 と、溶融スラグを
スラグ搬送装置による搬送過程で徐冷して石化する骨材
化前工程7aと、石化した溶融スラグを破砕機で粉砕し、
細かい粒度の人工骨材にする破砕選別工程7bと、人工骨
材を搬出する搬出工程8 とを順に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物などを焼却した際の焼却灰を用いて人工骨材を製造
する人工骨材の製造方法に関し、特に、焼却灰中に含ま
れる有害な重金属類の溶出を防止する対策に係る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、都市ごみや産業廃棄物などは、
そのままの形で埋設して処理すれば、埋設地のスペース
的な問題もあって非効率的であることから、通常、焼却
または熱分解処理によって容積を縮小した形態で処分さ
れている。つまり、焼却処理の場合にはこの処理により
発生する焼却灰を、熱分解処理の場合にはこの処理によ
り発生する熱分解残渣をそれぞれ埋立てるなどして処分
することが行われている。

【０００３】しかし、このように焼却灰や熱分解残渣を
埋立処分しても、それ自体の経費高騰、埋立場所確保の
困難性、および焼却灰や熱分解残渣による環境汚染など
の問題がある。

【０００４】ところで、都市ごみや産業廃棄物などの廃
棄物のうち廃棄プラスチックを再利用する際に、焼却灰
を利用することが試みられている。その一例としては、
例えば、特開平９−２５４８９号公報に開示されるよう
に、廃棄プラスチックに発熱量がない焼却灰を発熱量調
整剤として添加した後、溶融炉で熱分解処理して、固形
燃料を得るようにしている。この場合、溶融炉での廃棄
プラスチックの熱分解処理は、固形燃料を得る上で約２
００°Ｃ程度で溶融される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の如き
ものでは、廃棄プラスチックを再利用する上で焼却灰が
用いられているものの、その焼却灰の使用量は廃棄プラ
スチックに添加する程度の微量とされ、焼却灰を効果的
に処分することができない。また、廃棄プラスチック以
外の他の廃棄物については、従前通り焼却処理や熱分解
処理するしかなく、廃棄プラスチックの再利用により焼
却灰や熱分解残渣の投棄処分量を若干抑えることができ
るものの、十分な解決策とはなり得ない。

【０００６】一方、廃棄物を焼却処理する場合には、そ
の焼却灰に人体に有害な重金属類が含まれているため、
焼却灰を安易に埋立処理すれば、この焼却灰中に含まれ
る重金属類が経時的に溶出し、二次的な環境汚染を引き
起こすことになる。しかも、廃棄物を熱分解処理する場
合においても、熱分解残渣中に重金属類が溶出可能な状
態で含まれていると、経時的な重金属類の溶出によって
二次的な環境汚染を引き起こし、土壌が汚染されるとい
った問題がある。

【０００７】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、焼却灰を成分調整しつつ
熱分解処理することにより、焼却灰中からの重金属類の
溶出を抑制し得る人工骨材を製造し、焼却灰の埋立処分
を廃止して重金属類の溶出による二次的な環境汚染の発
生を確実に防止せんとするとともに、焼却灰の有効利用
を図らんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明が講じた解決手段は、人工骨材
の製造方法として、焼却灰の飛散を防止するよう加湿し
た焼却灰を乾燥させる乾燥工程と、該乾燥工程終了後、
乾燥させた焼却灰を溶融に適した形態に固める固化工程
と、該固化工程終了後、固めた焼却灰に、廃棄プラスチ
ック、コークスおよび石灰石のうち少なくともコークス
および石灰石などの副資材を添加して混合し、焼却灰を
成分調整する混合調整工程と、該混合調整工程終了後、
成分調整した焼却灰を溶融炉で溶融して溶融スラグを得
る溶融工程と、該溶融工程終了後、溶融スラグを徐冷し
て石化させた後、所望の粒度の人工骨材に粉砕する骨材
化工程とを備えている。

【０００９】これにより、請求項１記載の発明では、都
市ごみや産業廃棄物などを焼却処理して発生する焼却灰
は、石灰石などの副資材を混合して成分調整した上でそ
の焼却処理よりもはるかに高温の溶融炉において熱分解
処理され、焼却灰から人工骨材を得る上で必要とされる
カルシウム分が石灰石の添加により補われて焼却灰が自
然石に近い成分の溶融スラグとなり、この溶融スラグを
徐冷後に所望の粒度の人工骨材に粉砕しても、該人工骨
材からの重金属類の溶出が極めて少ない量に抑制され
る。このため、都市ごみや産業廃棄物などは、焼却処理
した焼却灰のままの形態、または低い温度で熱分解処理
した熱分解残渣の形態で埋立処分されることがなく、埋
立処分に要するそれ自体の経費高騰、埋立場所確保の困
難性、および焼却灰や熱分解残渣による環境汚染などの
諸問題が一挙に解決され、焼却灰または熱分解残渣から
の重金属類の溶出による二次的な環境汚染の発生が確実
に防止されるとともに、焼却灰が人工骨材の原料として
有効利用される。

【００１０】しかも、焼却灰への石灰石の添加により、
溶融炉内での溶融温度の上昇が効果的に抑制され、自然
石に近い成分の良質の人工骨材が安定して製造される。

【００１１】さらに、上記副資材として廃棄プラスチッ
クが添加されていれば、この廃棄プラスチックをプラス
チック燃料として利用することで、廃棄物処理で扱い難
い廃棄プラスチックが有効利用されるとともに、高価な
コークスの消費量が低減される。

【００１２】請求項２記載の発明が講じた解決手段は、
請求項１記載の発明の溶融工程において溶融炉での焼却
灰の溶融により発生した溶融排ガスを処理することを特
徴とする。具体的には、溶融工程終了後、この溶融工程
において溶融炉での焼却灰の溶融により発生した溶融排
ガスを二次燃焼し、その溶融排ガス中に含まれるＣＯガ
スを完全燃焼させる二次燃焼工程と、該二次燃焼工程終
了後、溶融排ガスを急冷する冷却工程と、該冷却工程終
了後、溶融排ガス中からばい塵、ＨＣｌ、Ｃｌ等を環境
基準の排出ガス値未満となるまで除去する除塵・脱塩工
程とを備えている。

【００１３】これにより、請求項２記載の発明では、溶
融炉での焼却灰の溶融により発生した溶融排ガスは、Ｃ
Ｏガス、ばい塵、ＨＣｌ、Ｃｌ等を環境基準の排出ガス
値未満に除去した上で排出され、人工骨材製造プラント
の周囲への大気汚染が効果的に防止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１５】先ず、図１において、本発明の実施形態に
係る人工骨材の製造方法が適用される人工骨材製造プラ
ントでの工程を簡単に説明する。

【００１６】図１は人工骨材製造プラントでの人工骨材
の製造方法の各工程を順に示し、この人工骨材製造プラ
ント１は、搬入工程２、乾燥工程３、固化工程４、混合
調整工程５、溶融工程６、骨材化工程７、および搬出工
程８を備え、該各工程が順次連続して行われる。上記骨
材化工程７は、その前半が溶融スラグＹ（図５に表れ
る）を石化するまでの骨材化前工程７ａに、後半が石化
した溶融スラグＹを破砕・選別する破砕選別工程７ｂに
それぞれ分けられている。この場合、搬入工程２、乾燥
工程３、固化工程４、混合調整工程５、溶融工程６、骨
材化工程７、および搬出工程８により、人工骨材Ｋ（図
７に表れる）の製造工程Ｘが示されている。

【００１７】具体的には、搬入工程２では焼却灰搬入設
備による焼却灰Ｓ（図２に表れる）の搬入が、乾燥工程
３では焼却灰乾燥設備による焼却灰Ｓの乾燥が、固化工
程４では焼却灰固化設備による焼却灰Ｓの固化が、混合
調整工程５では副資材搬入設備による焼却灰Ｓと石灰
石，コークス，廃棄プラスチックなどの副資材との成分
調整が、溶融工程６では焼却灰溶融設備による焼却灰Ｓ
の溶融が、骨材化工程７では人工骨材破砕選別設備によ
る石化した溶融スラグＹの破砕選別が、搬出工程８では
人工骨材搬出設備による人工骨材Ｋ（溶融スラグＹ）の
搬出がそれぞれ行われる。

【００１８】また、上記人工骨材製造プラント１は、上
記焼却灰溶融設備で発生した溶融排ガスを処理する溶融
排ガス処理工程９を備え、この溶融排ガス処理工程９
は、二次燃焼工程９ａ、冷却工程９ｂおよび除塵・脱塩
工程９ｃに分けられている。上記溶融排ガス処理工程９
では溶融排ガス処理設備による溶融排ガスの浄化が二次
燃焼工程９ａ、冷却工程９ｂおよび除塵・脱塩工程９ｃ
の順番通り連続して行われる。

【００１９】次に、上記各工程２〜９ごとの設備の構成
を図２ないし図８に基づいて個別に説明する。

【００２０】−焼却灰搬入設備の説明− 図２に示すように、焼却灰搬入工程２で用いられる焼却
灰搬入設備には、焼却灰Ｓの重量を計測する計量器２１
が設けられているとともに、焼却灰Ｓを貯留する焼却灰
置き場２２が設けられている。上記焼却灰置き場２２に
は、図示しない焼却場において都市ごみや産業廃棄物な
どを焼却処理した焼却灰Ｓを荷箱２３ａに積載する焼却
灰搬入用トラック２３が満杯状態で繰り返し運行される
ようになっている。また、焼却灰置き場２２にはシャベ
ルローダ２４が配車されている。この場合、焼却灰搬入
用トラック２３に積み込まれる焼却灰Ｓは、その輸送過
程で荷箱２３ａ内から飛散しないよう所定の水分量の添
加により加湿されている。

【００２１】−焼却灰乾燥設備の説明− 図３に示すように、焼却灰乾燥工程３で用いられる焼却
灰乾燥設備には、焼却灰Ｓを乾燥する乾燥機３１が設置
され、この乾燥機３１の供給口３１ａには、投入ホッパ
３２に投入された焼却灰Ｓが第１および第２ベルトコン
ベア３３ａ，３３ｂを経て供給される。上記第１および
第２ベルトコンベア３３ａ，３３ｂ間には振動ふるい３
４が設けられ、焼却灰Ｓ中の異物が振動ふるい３４によ
り選別されて異物受け部３５に排出されるようになって
いる。また、上記乾燥機３１の排出口３１ｂ下方には第
１バケットコンベア３６の上流端が配置され、該第１バ
ケットコンベア３６の下流端下方には、分配器３７ａを
経て２連のストックタンク３７，３７が並設されてい
る。上記各ストックタンク３７の下方には、振動フィー
ダ３８を経て第２バケットコンベア３９の上流端が配置
されている。

【００２２】−焼却灰固化設備の説明− 図４に示すように、焼却灰固化工程４で用いられる焼却
灰固化設備には、ロールブリケット装置４１が設置され
ている。このロールブリケット装置４１は、その投入口
４１ａ下方にスクリューフィーダ４２を備えていると共
に、該スクリューフィーダ４２下方において互いに対向
する相対回転可能な２本のロール４３，４３を備えてい
る。また、上記第２バケットコンベア３９の下流端の下
方には計量器４４が設けられ、この計量器４４と、上記
ロールブリケット装置４１の投入口４１ａとの間には混
練機４５が設けられている。上記混練機４５には、ポン
プユニット４６により粘結剤が供給されるようになって
いる。さらに、上記ロールブリケット装置４１の排出口
４１ｂ下方にはネットコンベア４７および戻しコンベア
４８が上下２段に並設され、ブリケット状とならなかっ
た焼却灰Ｓが上側のネットコンベア４７を通過して下側
の戻しコンベア４８により再度第２バケットコンベア３
９の途中に戻されるようになっている。

【００２３】−副資材搬入設備の説明− 図５に示すように、副資材搬入工程５で用いられる副資
材搬入設備には、原料受入ホッパ５１が設けられている
と共に、廃棄プラスチック、石灰石およびコークスをそ
れぞれ個別に貯留する専用のサイロ５２ａ，５２ｂ，５
２ｃが並設されている。上記廃棄プラスチックとして
は、プラスチック成形品，発泡品，電線被覆材，ラミネ
ートなどが適用される。そして、これらのサイロ５２ａ
〜５２ｃの上方には走行ホッパ５３がレール５３ａ上に
おいて滑走可能に設けられている。また、上記原料受入
ホッパ５１と走行ホッパ５３との間には、バケットロー
ダ５４が設けられ、廃棄プラスチック、石灰石およびコ
ークスを原料受入ホッパ５１から走行ホッパ５３までそ
れぞれ個別に搬送するようにしている。この場合、副資
材搬入設備には、図示しない破棄プラスチック貯留場に
おいて廃棄プラスチックを荷箱５５ａ内に積み込んだ廃
棄プラスチック搬入用トラック５５が、図示しない石灰
石貯留場において石灰石を荷箱５６ａ内に積み込んだ石
灰石搬入用トラック５６が、図示しないコークス貯留場
においてコークスを荷箱５７ａ内に積み込んだコークス
搬入用トラック５７がそれぞれ満杯状態で繰り返し運行
されるようになっている。

【００２４】−焼却灰溶融設備の説明− 図５に示すように、焼却灰溶融工程６で用いられる焼却
灰溶融設備には、上記廃棄プラスチック専用のサイロ５
２ａに隣接してブリケットサイロ６１が連設されている
とともに、ブリケット状にした焼却灰Ｓを、製鉄所の高
炉の如く高温（例えば約１５００°Ｃ）で溶融する溶融
炉６２が設置されている。上記廃棄プラスチック専用の
サイロ５２ａの下方には粉砕機６３が設けられ、この粉
砕機６３により粉末化された廃棄プラスチックが溶融炉
６２の羽口６２ａまで搬送されるようになっている。ま
た、上記石灰石およびコークス専用のサイロ５２ｂ，５
２ｃ並びにブリケットサイロ６１の下方にはスケールカ
ー６４がレール６４ａ上において走行可能に配され、該
各サイロ５２ｂ，５２ｃ，６１からの原料（石灰石、コ
ークスおよびブリケット状の焼却灰Ｓ）がスケールカー
６４に適量ずつ供給されるようになっている。このスケ
ールカー６４の下方には、上記溶融炉６２のキュポラ上
部との間を昇降移動するバケットローダ６５が配されて
いる。さらに、上記溶融炉６２の出口６２ｂ下方には、
スラグ搬送装置６６が設けられている。該スラグ搬送装
置６６は、環状コンベア６６ａ上に並べて固設された多
数の鉄製のインゴット６６ｂを設定された周期で移動さ
せるようになっている。上記環状コンベア６６ａの往路
終端にはバケット６７が配され、該バケット６７がフォ
ークリフト６８によりヤード６９まで搬送されるように
なっている。

【００２５】−人工骨材破砕選別設備の説明− 図６に示すように、人工骨材破砕選別工程７で用いられ
る人工骨材破砕選別設備には溶融スラグ受入ホッパ７１
が設けられている。該溶融スラグ受入ホッパ７１の下方
には破砕機７２が設けられ、石化した溶融スラグＹが破
砕されるようになっている。該破砕機７２の下方には第
３ベルトコンベア７３の上流端が配され、この第３ベル
トコンベア７３の下流端下方には搬送コンベア７４およ
び戻しコンベア７５の上流端がそれぞれ配されている。
上記第３ベルトコンベア７３と搬送コンベア７４および
戻しコンベア７５との間には振動ふるい７６が設けら
れ、溶融スラグＹを粉砕して得られた人工骨材Ｋ（図７
に表れる）が振動ふるい７６により選別されて、粒度の
細かいものが搬送コンベア７４に、粒度の大きなものが
戻しコンベア７５にそれぞれ排出される。上記戻しコン
ベア７５の下流端は、上記溶融スラグ受入ホッパ７１の
上方まで延出されている。

【００２６】−人工骨材搬出設備の説明− 図７に示すように、人工骨材搬出工程で用いられる人工
骨材搬出設備には堆積場８１が設けられ、この堆積場８
１の上方に上記搬送コンベア７４の下流端が延出されて
いる。上記堆積場８１にはシャベルローダ８２が配車さ
れているとともに、荷箱８３ａに人工骨材Ｋを積載する
人工骨材搬出トラック８３が配車されている。

【００２７】−溶融排ガス処理設備の説明− 図８に示すように、溶融排ガス処理工程９で用いられる
溶融排ガス処理設備には、二次燃焼炉９１、熱交換器９
２、急冷反応塔９３、バグフィルタ９４ａを有する集塵
機９４、および排気筒９５が、溶融炉６２内での溶融に
より発生する溶融排ガスを流通可能とするよう配管（図
示せず）を介して順に接続されている。上記二次燃焼炉
９１の導入口９１ａは溶融炉６２内と接続されている。
上記熱交換器９２には送風機９６により空気が送給さ
れ、この送給空気と、二次燃焼炉９１の排出口９１ｂよ
り排出される溶融排ガスとが熱交換器９２内で熱交換さ
れる。上記急冷反応塔９３には、冷却配管９０からの冷
却水がエアコンプレッサ９７により供給される。また、
上記急冷反応塔９３と集塵機９４との間には供給タンク
９８ａ，９８ｂが設けられ、その急冷反応塔９３と集塵
機９４との間の配管に消石灰およびろ過助剤がそれぞれ
所定量ずつ供給タンク９８ａ，９８ｂより供給されるよ
うになっている。上記集塵機９４と排気筒９５との間の
配管途中には排風機９９が介設されている。

【００２８】この場合、熱交換器９２において溶融排ガ
スとの熱交換により高温（例えば約４００°Ｃ）となっ
た送給空気は、溶融炉６２内に羽口６２ａを経て燃焼用
酸素含有ガスとして供される。

【００２９】ここで、人工骨材製造プラント１の焼却灰
搬入工程２、焼却灰乾燥工程３、焼却灰固化工程４、副
資材搬入工程５、焼却灰溶融工程６、人工骨材破砕選別
工程７および人工骨材搬出工程８による人工骨材Ｋの製
造方法の一例と、溶融排ガス処理工程９による人工骨材
Ｋの製造方法の過程において焼却灰溶融工程６の溶融炉
６２内で発生する溶融排ガスの溶融排ガス処理工程９に
よる処理方法の一例とについて説明する。

【００３０】先ず、人工骨材製造プラント１による人工
骨材Ｋの製造方法について説明する。

【００３１】この人工骨材Ｋの製造方法の概要は、図１
に示している。

【００３２】焼却灰搬入工程２として、図２に示すよう
に、焼却灰搬入設備において計量器２１により計量済み
の焼却灰Ｓを荷箱２１ａの傾動により焼却灰置き場２２
に移し代え、焼却灰置き場２２の焼却灰Ｓをシャベルロ
ーダ２４により、図３に示すように、焼却灰乾燥設備の
投入ホッパ３２に投入する。

【００３３】次いで、乾燥工程３として、図３に示すよ
うに、焼却灰乾燥設備の投入ホッパ３２より第１および
第２ベルトコンベア３３ａ，３３ｂを経て投入口３１ａ
から投入した焼却灰Ｓを乾燥機３１で所望値まで乾燥さ
せた後、この乾燥機３１の排出口３１ｂより排出した乾
燥済みの焼却灰Ｓを、第１バケットコンベア３６から各
ストックタンク３７，３７を経て振動フィーダ３８によ
り細分化した状態で第２バケットコンベア３９により焼
却灰固化設備（図４参照）に搬出する。

【００３４】そして、固化工程４として、図４に示すよ
うに、焼却灰Ｓをバケットコンベア３９を経て計量器４
４に投入し、その計量済みの焼却灰Ｓと、ポンプユニッ
ト４６により供給した燃結材とを混練機４５で混練した
後、ロールブリケット装置４１により焼却灰Ｓを溶融に
適したブリケット状となるまで固める。

【００３５】その後、混合調整工程５として、図５に示
すように、焼却灰固化設備において石灰石およびコーク
ス専用のサイロ５１ｂ，５１ｃ並びにブリケットサイロ
６１より供給した石灰石，コークス，ブリケット状の焼
却灰Ｓをスケールカー６３上に適量ずつ供給したのちこ
れらを混合し、石灰石およびコークス等の副資材を必要
量だけ焼却灰Ｓに混在させて焼却灰Ｓの成分調整を行
う。

【００３６】また、廃棄プラスチックの粉末化工程６と
して、廃棄プラスチック専用サイロ５２ａから廃棄プラ
スチックを所望量だけ粉砕機６３に供給して粉末化し、
その粉末化した廃棄プラスチックを、石灰石およびコー
クス等により成分調整した焼却灰Ｓに必要量だけ添加可
能となるよう準備しておく。このように、廃棄プラスチ
ックをプラスチック燃料として利用することで、廃棄物
処理で扱い難い廃棄プラスチックを有効利用できるとと
もに、高価なコークスの消費量を低減して省エネルギー
化を図ることができる。

【００３７】それから、溶融工程６として、図５に示す
ように、混合調整工程において成分調整した石灰石，コ
ークスおよび焼却灰Ｓの混合物をバケットローダ６５に
よりキュポラ上部まで搬送して溶融炉６２に投入すると
ともに、粉末化工程において粉末化した廃棄プラスチッ
クを必要量だけ溶融炉６２の羽口６２ａまで搬送して溶
融炉６２に投入、つまり焼却灰Ｓに対して石灰石、コー
クスおよび廃棄プラスチック等の副資材を必要量だけ混
在させて成分調整した状態でこれらを溶融炉６２に投入
し、溶融処理により溶融スラグＹを得る。この場合、図
９に示すように、焼却灰Ｓは、ＳｉＯ₂ （二酸化ケイ
素）が主成分であり、ガラス系で溶融温度が高いアノー
サイト領域（図中一点鎖線で囲んだ領域）に位置してい
るため、この焼却灰Ｓに石灰石（ＣａＯ）を添加するこ
とにより、焼却灰Ｓから人工骨材Ｋを得る上で必要とさ
れるカルシウム分が石灰石の添加により補われ、溶融後
の溶融スラグＹ（人工骨材Ｋ）の塩基度つまりＣａＯ／
ＳｉＯ₂ の比率が、図中破線で示す塩基度１．０の線
上、具体的には塩基度０．７５〜１．０の領域（図中二
点鎖線で囲んだ領域）に位置するよう成分調整され、焼
却灰Ｓを自然石に近い成分の溶融スラグＹにすることが
でき、良質の人工骨材Ｋ（溶融スラグＹ）を安定して製
造することができる。しかも、焼却灰Ｓに石灰石を添加
することで、溶融炉６２内での溶融温度の上昇を効果的
に抑制することもできる。

【００３８】そののち、骨材化前工程７ａとして、図５
に示すように、溶融工程６において溶融した溶融スラグ
Ｙを、スラグ搬送装置６６のインゴット６６ｂに注入し
た後、環状コンベア６６ａの往路上において徐冷したの
ちその往路終端でインゴット６６ｂを反転させてバケッ
ト６７に移し代え、フォークリフト６８によりヤード６
９まで運んで一昼夜さらに徐冷して石化する。そして、
引き続き、破砕選別工程７ｂとして、図６に示すよう
に、焼却灰溶融設備のヤード６９において石化した溶融
スラグＹをフォークリフト６８で運んで溶融スラグ受入
ホッパ７１に投入し、この溶融スラグＹを破砕機７２に
より細かい粒度の人工骨材Ｋになるまで、振動ふるい７
６により選別した粒度の大きな人工骨材Ｋを戻しコンベ
ア７５を経て再度破砕機７２で破砕する。これにより、
細かい粒度に規格された人工骨材Ｋ、つまり製品として
の路盤材を得る。

【００３９】しかる後、搬出工程８として、図７に示す
ように、堆積場８１の人工骨材Ｋをシャベルローダ８２
により人工骨材搬出トラック８３の荷箱８３ａに満載状
態に積み込んで人工骨材貯留場（図示せず）まで繰り返
し運行する。

【００４０】上記人工骨材製造プラント１において各工
程２〜８を経て製造した人工骨材Ｋの溶出成分を下記の
表１に示す。

【００４１】

【表１】 このように、人工骨材製造プラント１において各工程２
〜８を経て製造した人工骨材Ｋ（溶融スラグＹ）は、そ
の原料となる焼却灰Ｓに石灰石が添加されて成分調整な
されているので、表１に示す埋立て処分基準値と比較し
てみても人工骨材Ｋの溶出成分の全てが大きく下回って
おり、人工骨材Ｋをたとえ細かい粒度に粉砕して路盤材
として用いても、この路盤材からの重金属類の溶出が極
めて少ない量に抑制されることになる。このため、都市
ごみや産業廃棄物などは、焼却処理した焼却灰Ｓのまま
の形態、または低い温度で熱分解処理した熱分解残渣の
形態で埋立処分されることがなく、埋立処分に要するそ
れ自体の経費高騰、埋立場所確保の困難性、および焼却
灰Ｓや熱分解残渣による環境汚染などの諸問題を一挙に
解決でき、焼却灰Ｓまたは熱分解残渣からの重金属類の
溶出による二次的な環境汚染の発生を確実に防止するこ
とができるとともに、焼却灰Ｓを有効利用することがで
きる。

【００４２】次に、溶融排ガス処理工程９で用いられる
溶融排ガス処理設備による処理方法を図１および図８に
基づいて説明する。

【００４３】先ず、図８に示すように、二次燃焼工程９
ａとして、溶融炉６２内での溶融により発生する溶融排
ガスを二次燃焼炉９１の導入口９１ａより導入し、その
溶融排ガス中のＣＯガスを完全燃焼させて除去する。

【００４４】次いで、冷却工程９ｂとして、ＣＯガスを
除去した溶融排ガスを、熱交換器９２において送風機９
６による送給空気と熱交換した後、急冷反応塔９３でエ
アコンプレッサ９７により供給される冷却配管９０から
の冷却水と熱交換して急速に冷却させる。これにより、
急冷反応塔９３よりも下流側の集塵機９４（バグフィル
タ９４ａ）および排風機９９を熱害から保護して耐久性
を向上させることができる。

【００４５】その後、除塵・脱塩工程９ｃとして、冷却
した溶融排ガスに供給タンク９８より消石灰およびろ過
助剤を所定量ずつ供給し、集塵機９４で攪拌して溶融排
ガスの塩基度を消石灰により調整して溶融排ガス中のＨ
Ｃｌ，Ｃｌ等を環境基準値未満となるまで除去するとと
もに、バグフィルタ９４ａで溶融排ガス中のばい塵は勿
論のこと、溶融排ガス中のＳＯｘ，ＮＯｘ等を環境基準
値未満となるまで除去する。

【００４６】しかる後、排風機９９により集塵機９４内
の溶融排ガスを吸引し、排気筒９５より排出する。これ
により、溶融炉６２での焼却灰Ｓの溶融により発生した
溶融排ガスは、ＣＯガス、ばい塵、ＨＣｌ、Ｃｌ等を環
境基準値未満に除去した上で排出され、人工骨材製造プ
ラント１の周囲への大気汚染を効果的に防止することが
できる。

【００４７】尚、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、その他種々の変形例を包含するものであ
る。例えば、上記実施形態では、廃棄プラスチックを溶
融工程６で焼却灰に混合させたが、廃棄プラスチックが
副資材として用いられても良い。つまり、混合調整工程
において廃棄プラスチックが石灰石およびコークスと共
に焼却灰に混合されるようにしても良い。

【００４８】

【発明の効果】以上の如く、請求項１記載の発明におけ
る人工骨材の製造方法によれば、都市ごみや産業廃棄物
などを焼却処理した焼却灰に石灰石を添加して成分調整
した上で高温の溶融炉において溶融処理することで、自
然石に近い成分の溶融スラグを得るので、人工骨材から
の重金属類の溶出を極めて少ない量に抑制し、都市ごみ
や産業廃棄物などの埋立処分を廃止して埋立処分による
諸問題を一挙に解決して、焼却灰または熱分解残渣から
の重金属類の溶出による二次的な環境汚染の発生を確実
に防止することができるとともに、焼却灰を有効利用す
ることができる。しかも、焼却灰に石灰石などを添加す
ることで、溶融炉内での溶融温度の上昇を効果的に抑制
し、自然石に近い成分の良質の人工骨材を安定して製造
することができる。さらに、廃棄物処理で扱い難い廃棄
プラスチックをプラスチック燃料として有効利用でき、
高価なコークスの消費量を低減して省エネルギー化を図
ることができる。

【００４９】請求項２記載の発明における人工骨材の製
造方法によれば、溶融炉での焼却灰の溶融により発生し
た溶融排ガス中から、ＣＯガス、ばい塵、ＨＣｌ、Ｃｌ
等を環境基準の排出ガス値未満に除去した上で排出さ
れ、人工骨材製造プラントの周囲への大気汚染を効果的
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】人工骨材製造プラントでの各工程を示す図であ
る。

【図２】焼却灰搬入工程での焼却灰搬入設備の構成図で
ある。

【図３】焼却灰乾燥工程での焼却灰乾燥設備の構成図で
ある。

【図４】焼却灰固化工程での焼却灰固化設備の構成図で
ある。

【図５】副資材搬入工程での副資材搬入設備および焼却
灰溶融工程での焼却灰溶融設備の構成図である。

【図６】人工骨材破砕選別工程での人工骨材破砕選別設
備の構成図である。

【図７】人工骨材搬出工程での人工骨材搬出設備の構成
図である。

【図８】溶融排ガス処理工程での溶融排ガス処理設備の
構成図である。

【図９】溶融スラグ中におけるＳｉＯ₂ ，ＣａＯ，Ａｌ
₂ Ｏ₃ の三元状態図である。

【符号の説明】

２ 搬入工程 ３ 乾燥工程 ４ 固化工程 ５ 混合調整工程 ６ 溶融工程 ７ 骨材化工程 ８ 搬出工程 ９ａ 二次燃焼工程 ９ｂ 冷却工程 ９ｃ 除塵・脱塩工程 ３１ 乾燥機 ４１ ロールブリケット装置 ５２ａ 廃棄プラスチック専用サイロ ５２ｂ 石灰石専用サイロ ５２ｃ コークス専用サイロ ６２ 溶融炉 ６４ スケールカー ６６ スラグ搬送装置 ７２ 破砕機 ９１ 二次燃焼炉 ９２ 熱交換器 ９３ 急冷反応塔 ９４ 集塵機 Ｋ 人工骨材 Ｓ 焼却灰 Ｙ 溶融スラグ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却灰の飛散を防止するよう加湿した焼
   却灰を乾燥させる乾燥工程と、 該乾燥工程終了後、乾燥させた焼却灰を溶融に適した形
   態に固める固化工程と、 該固化工程終了後、固めた焼却灰に、廃棄プラスチッ
   ク、コークスおよび石灰石のうち少なくともコークスお
   よび石灰石などの副資材を添加して混合し、焼却灰を成
   分調整する混合調整工程と、 該混合調整工程終了後、成分調整した焼却灰を溶融炉で
   溶融して溶融スラグを得る溶融工程と、 該溶融工程終了後、溶融スラグを徐冷して石化させた
   後、所望の粒度の人工骨材に粉砕する骨材化工程とを備
   えていることを特徴とする人工骨材の製造方法。
2. 【請求項２】 上記溶融工程終了後、この溶融工程にお
   いて溶融炉での焼却灰の溶融により発生した溶融排ガス
   を二次燃焼し、その溶融排ガス中に含まれるＣＯガスを
   完全燃焼させる二次燃焼工程と、 該二次燃焼工程終了後、溶融排ガスを急冷する冷却工程
   と、 該冷却工程終了後、溶融排ガス中からばい塵、ＨＣｌ、
   Ｃｌ等を環境基準の排出ガス値未満となるまで除去する
   除塵・脱塩工程とを備えている請求項１記載の人工骨材
   の製造方法。