JPH11221545A - 廃棄物溶融炉におけるダストの処理方法及びその装置 - Google Patents
廃棄物溶融炉におけるダストの処理方法及びその装置Info
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
発生する可燃性ダストを含む熱分解ガスから塩化物を除
去して塩化物によるボイラー配管等の腐食を防止すると
ともに、ボイラーの徐冷過程でのダイオキシンの再合成
も防止するダストの処理方法及びその装置の提供。 【解決手段】 廃棄物をシャフト炉方式の廃棄物溶融炉
1から飛散する可燃性ダストを含む熱分解ガスからダス
トを除塵器7で捕集し、捕集したダスト中の塩類を水洗
浄装置9で洗浄した後、脱水装置11で脱水し、脱水ケ
ーキを廃棄物溶融炉に再投入する。
Description
廃棄物等を直接溶融処理する廃棄物溶融炉において発生
するダストの処理方法及びその装置に関する。
を直接溶融する廃棄物溶融処理は、廃棄物溶融炉に装入
された一般廃棄物あるいは産業廃棄物等を乾燥、熱分
解、燃焼、溶融の過程を経て、廃棄物をスラグ及びメタ
ルとして取り出し、これらを再資源化するものである。
物等の廃棄物の直接溶融処理の系統図である。廃棄物を
廃棄物溶融炉1の炉頂の装入口から装入するとともに副
原料装入口からコークス及び石灰石等の副原料を廃棄物
溶融炉内に装入し、これらは炉内で充填層を形成してい
る。
の炉体をしており、炉体の下部には下段羽口5及び上段
羽口6が設けられ、これらの羽口5,6から、酸素を富
化した空気あるいは空気を吹き込み、前記コークスおよ
び廃棄物を燃焼させる。
及びコークスの燃焼により、廃棄物は、乾燥・予熱(約
300℃)、熱分解(300〜1000℃)、燃焼・溶
融(1700〜1800℃)の過程を経て、メタルとス
ラグの溶融物になり、水砕処理し、磁選機でメタルとス
ラグを分離し、これらを再資源化する。
燃分が熱分解して残渣(チャー)が発生し、残渣は羽口
6から送られてきた空気によって燃焼し、その灰分は溶
融してスラグ化するが、微細なものは羽口6から送られ
てきた空気によって燃焼されることなく、気流によって
炉から可燃性ダストとなって飛散する。
含む熱分解ガスは、従来、図8に示すように、サイクロ
ン等の除塵器7を介さずにそのまま燃焼室12に送って
燃焼させるか、あるいは図9に示すようにサイクロン等
の除塵器7を設ける場合でも捕集された可燃性ダスト
は、可燃性ダストを貯蔵するホッパと貯蔵された可燃性
ダストを定量的に切り出しする装置と、さらに熱分解ガ
ス中に均一に分散させる装置を介して熱分解ガスに混合
させ、やはり燃焼室12に送って燃焼させていた。
900℃)は廃熱ボイラー13に送られて熱回収され、
排ガス温度調節器14及び集塵器15を経て大気に放出
する。
処理技術として、本出願人は、特開平7−88462号
で、飛散する可燃性ダストを捕集し、捕集したダストを
羽口より吹き込み、熱源として再利用することにより、
廃棄物の乾燥及び溶融の熱源となるコークス等の補助燃
料を削減する技術を提案した。この技術は、図7に示す
ように、除塵器7により捕集された可燃性ダストを可燃
性ダストホッパー8に一時的に貯蔵した後、所定量を切
り出し、羽口6より炉内に吹き込むことにより、ダスト
中の可燃分が廃棄物溶融炉1の熱源として利用できるの
で、補助燃料であるコークスを削減することができると
いうものである。
化物は、可燃性ダストに付着するので、除塵器により捕
集した可燃性ダストを羽口より炉内に吹き込むと、可燃
性ダストに付着した塩化物は再び廃棄物溶融炉に吹き込
まれ、炉内の高温条件下でガス化し再飛散し、廃棄物溶
融炉の後流の燃焼室、ボイラー、排ガス処理設備へ移行
し、ボイラーの配管等を腐食させる。
ーの配管等が腐食するのを防止するために、例えば、特
開平4−121511号公報には、廃棄物の熱分解炉で
発生する熱分解ガスに反応剤を供給し、フィルターで除
塵した清浄ガスをボイラーに導入し、フィルターで除去
された反応生成物や飛灰は飛灰再生装置で再生され、再
び反応剤とともに、反応器へ送る廃棄物処理装置が記載
されている。
熱分解炉で発生した塩素分を含むガスを2次燃焼室で熱
回収し、熱分解炉で発生する残渣を溶融処理し、塩素を
含まない排ガスにより廃熱ボイラーで発生した蒸気を高
温高圧化する廃棄物熱分解溶融システムが記載されてい
る。
4−121511号公報記載の廃棄物処理装置では、フ
ィルターで除去された反応生成物や飛灰は、飛灰再生装
置で再生され、再び反応剤とともに、反応器へ循環させ
るため、塩化物が系外から抜けることがなく、システム
として不完全である。
廃棄物熱分解溶融システムは、廃棄物を燃焼させる設備
が、熱分解炉、2次燃焼室、溶融炉の3ヶ所となり、シ
ステムが複雑となるばかりでなく、塩素分を含んだ排ガ
スが2次燃焼室後流の廃熱ボイラーに流入するため、ボ
イラー部分で500℃〜300℃に排ガスが冷却される
過程でダイオキシン類が再合成されることになる。ま
た、廃棄物溶融炉の高温排ガスをボイラーの低温ガスに
混合した後で熱回収することになるので、伝熱効率も悪
くなる。
融炉において発生する可燃性ダストを含む熱分解ガスか
ら塩化物を除去することにより塩化物によるボイラー配
管等の腐食を防止するとともに、ボイラーの除冷過程で
のダイオキシンの再合成も防止するダストの処理方法及
びその装置を提供するものである。
おけるダストの処理方法は、廃棄物を直接溶融するシャ
フト炉方式の廃棄物溶融炉から飛散する可燃性ダストを
含む熱分解ガスからダストを捕集し、捕集したダスト中
の塩類を水で抽出した後、脱水し、その脱水ケーキを廃
棄物溶融炉に再投入することを特徴とする。
トの処理設備は、廃棄物溶融炉から発生する熱分解ガス
を燃焼室に導く熱分解ガスダクトに設けた除塵器と、除
塵器で捕集したダスト中の塩類を水で洗浄する洗浄装置
と、固形分と抽出液を分離する脱水装置とを備えたこと
を特徴とする。
トの処理方法では、廃棄物溶融炉の熱分解ガスからダス
トを捕集する前に、熱分解ガスに脱塩剤を脱塩剤添加装
置で添加してガス状の塩化物を固体化することにより、
ガス状の塩化水素を固体状の塩化物に変えて除塵器で捕
集することもできる。その結果、塩化物の少ない排ガス
中に、廃熱ボイラーを設けることができる。
スを処理する燃焼室、廃熱ボイラー、排ガス温度調節
器、集塵器等の排ガス処理設備から回収した飛灰を、捕
集したダストと混合することにより、脱水ケーキの強度
が上がり、また、飛灰の最終処分量を減少させることが
できる。
ス温度調節器内に噴霧して蒸発させることにより、系外
への排水量をなくすか、もしくは減少させることができ
る。
の実施例1の概略図である。廃棄物を直接溶融するシャ
フト炉方式の廃棄物溶融炉1は、前述の従来の廃棄物溶
融炉と変わるところはなく、炉上部に、廃棄物、コーク
ス、石灰石を装入するための2重シール弁機構の装入装
置2、熱分解ガスを排気するための熱分解ガスダクト3
が設けられ、炉下部には、スラグを排出するための出滓
口4、空気と酸素を混合した酸素富化空気を吹き込む下
段羽口5、空気を吹き込む上段羽口6が設けられてい
る。
水の入った洗浄漕9に投入し、反応を促進するために撹
拌器10で撹拌して、水洗浄する。水洗浄により塩化
物、硫酸塩などの水溶性成分は水に溶出する。その後、
洗浄液は脱水機11で脱水され、塩類の少ない脱水ケー
キと、塩類が溶出した排水とに分離される。塩類を含ん
だ排水は、無害化処理して放出する。
融炉1の炉頂から再投入され、脱水ケーキ中の可燃分は
廃棄物溶融炉内で熱分解ガス化され、スラグ成分は溶融
スラグ化される。
トを取り除いた可燃性ガスは、燃焼室12へ送って燃焼
させ、燃焼により発生した排ガスは廃熱ボイラー13に
送られて熱回収され、排ガス温度調節器14で冷却し、
バグフィルター15で集塵した後、大気へ放出する。燃
焼室12、廃熱ボイラー13及び排ガス温度調節器14
から出る飛灰は混練造粒して廃棄物溶融炉に装入し、バ
グフィルター15の集塵灰は無害化処理する。
ダストを含む熱分解ガス中の塩素分の挙動に注目し、廃
棄物溶融炉1から発生する熱分解ガスの温度を変化さ
せ、熱分解ガス中の塩素濃度、ダスト濃度、及びダスト
中の塩素含有率を測定することにより、熱分解ガス中に
含まれるガス状及び固体状の塩素分の量について調査し
た。
状及び固体状の塩素重量を示しており、更に、この結果
より熱分解ガス温度を変化させた場合の〔固体状の塩素
分〕/〔ガス状及び固体状の塩素分〕を図3に示す。
度が400℃前後以下では、熱分解ガス中の塩素分は、
ガス状よりも固体状、即ちダスト中に多く含まれてい
る。
ガス中には、塩化アンモニウム(昇華点338℃)等の
低沸点(昇華点)の塩類として存在する塩素分が含ま
れ、これらは低温条件で析出し、固体状の塩類としてダ
ストに付着するためだと思われる。また、熱分解ガス中
にHClが存在する場合も、ガス温度を低温とすること
でダスト中に存在するアルカリとの反応(例えば、Ca
O+2HCl→CaCl2+H2O等)を促進する結果、
ガス中塩素が固体状の塩類としてダスト中に付着するの
で同様の傾向を示すものである。
炉頂から排出される熱分解ガスの温度が、400℃以下
になるように操業すれば、熱分解ガス中の塩類を、より
ダスト中に移行させることが出来るため、排ガス中のダ
ストを除塵器で集塵した場合、その塩類をより効果的に
除去することが出来る。
にあって、熱分解ガスの温度を制御するには、供給する
コークス量、下段羽口からの酸素供給割合、または、処
理しようとする廃棄物の炉内の充填高さを調整すること
により容易に達成することが出来る。
高くない方が、塩類の多くはダスト中に含まれるという
ものの、150℃未満では、特に、水分割合の大きい廃
棄物や、プラスチックの多い廃棄物等のタール発生割合
が大きい廃棄物を処理する場合には、排ガス温度が低下
し、廃棄物の温度上昇が緩やかになり、低温での熱分解
により発生するタール分の割合が増大するため、充填層
上部の乾燥領域での凝縮量が増大し、通気性を阻害し、
ついには操業の継続を困難とするので好ましくない。
の実施例2の概略図である。本実施例は、廃棄物溶融炉
1からのダストを除塵器7で捕集する前に、廃棄物溶融
炉1と除塵器7とを接続する熱分解ガスダクト3に設け
た脱塩剤添加装置16で熱分解ガスに脱塩剤、例えば、
消石灰を添加することにより、ガス状の塩化物を固体状
の塩化物に変えて除塵器で捕集する。この結果、廃棄物
溶融炉1の後流の燃焼室12、廃熱ボイラー13等の排
ガス処理設備へ移行するガス状の塩化物量をさらに減少
させることができる。
の実施例3の概略図である。ダストが捕集された熱分解
ガスを処理する燃焼室12、廃熱ボイラー13、排ガス
温度調節器14、集塵器15等の排ガス処理設備では、
飛灰が発生するが、各装置12,13,14,15の下
部からスクリューコンベア17により回収した飛灰の一
部又は全部を除塵器7で捕集した可燃性ダストと洗浄槽
9で混合する。飛灰中には水によって硬化する水硬性成
分が含まれており、ダストに飛灰を添加することによ
り、脱水ケーキの強度が高まる。また、飛灰の最終処分
量を減少させることもできる。
の実施例4の概略図である。脱水機11からの排水を排
ガス温度調節器14内のスプレーノズル18から噴霧し
て蒸発させることにより、系外への排水量を減少させる
ことができる。
し、脱塩処理した後、廃棄物溶融炉に再投入することに
より、廃棄物溶融炉の後流の燃焼室、ボイラー等の排ガ
ス処理設備への塩化物の移行を抑制することができるた
め、ボイラー腐食の主原因である塩化物の量が減少する
ので、従来は廃棄物中に塩化物が多いために上げられな
かったボイラーの蒸気条件を上げることが可能となり、
エネルギー回収効率を上昇させることができる。
イオキシン類は燃焼室でほぼ完全に分解されるものの、
ボイラーおよび排ガス処理系の200〜500℃の冷却
過程では再合成されていたが、ボイラーおよび排ガス処
理系を通過する塩化物の量が減少することにより、上記
冷却過程でのダイオキシン類の再合成を抑制することが
可能となる。
設備の実施例1の概略図である。
状の塩素重量を示すグラフである。
場合の〔固体状の塩素分〕/〔ガス状及び固体状の塩素
分〕を示すグラフである。
理設備の実施例2の概略図である。
設備の実施例3の概略図である。
設備の実施例4の概略図である。
直接溶融処理の系統図である。
直接溶融処理の系統図である。
直接溶融処理の系統図である。
ダクト 4:出滓口 5:下段羽口 6:上段羽口
7:除塵器 8:可燃性ダストホッパー 9:洗浄漕
10:撹拌器 11:脱水機 12:燃焼室 13:廃熱ボイ
ラー 14:排ガス温度調節器 15:バグフィルター
16:脱塩剤添加装置 17:スクリューコンベア 18:スプレーノズル
Claims (8)
- 【請求項1】 廃棄物を直接溶融するシャフト炉方式の
廃棄物溶融炉から飛散する可燃性ダストを含む熱分解ガ
スからダストを捕集し、捕集したダスト中の塩類を水で
抽出した後、脱水し、その脱水ケーキを廃棄物溶融炉に
再投入することを特徴とする廃棄物溶融炉におけるダス
トの処理方法。 - 【請求項2】 廃棄物を直接溶融するシャフト炉方式の
廃棄物溶融炉から飛散する可燃性ダストを含む熱分解ガ
スの、炉頂排出時の温度が、150〜400℃となるよ
うに炉の操業を行うことを特徴とする請求項1記載の廃
棄物溶融炉におけるダストの処理方法。 - 【請求項3】 廃棄物を直接溶融するシャフト炉方式の
廃棄物溶融炉から飛散する可燃性ダストを含む熱分解ガ
スからダストを捕集する前に、熱分解ガスに脱塩剤を添
加してガス状の塩化物を固体化することを特徴とする請
求項1又は2記載の廃棄物溶融炉におけるダストの処理
方法。 - 【請求項4】 可燃性ダストが捕集された後の熱分解ガ
スを処理する燃焼室、廃熱ボイラー、排ガス温度調節
器、集塵器等の排ガス処理設備から回収した飛灰を捕集
した可燃性ダストと混合し、塩類を水で抽出することを
特徴とする請求項1ないし3のいずれかの項に記載の廃
棄物溶融炉におけるダストの処理方法。 - 【請求項5】 脱水した抽出液を排ガス温度調節器内に
噴霧して蒸発させることを特徴とする請求項1ないし4
のいずれかの項に記載の廃棄物溶融炉におけるダストの
処理方法。 - 【請求項6】 廃棄物溶融炉から発生する熱分解ガスを
燃焼室に導く熱分解ガスダクトに設けた除塵器と、除塵
器で捕集したダスト中の塩類を水で抽出する抽出器と、
固形分と抽出液を分離する脱水器とを備えたことを特徴
とする廃棄物溶融炉におけるダストの処理装置。 - 【請求項7】 廃棄物溶融炉と除塵器とを接続する熱分
解ガスダクトに脱塩剤を添加する脱塩剤添加装置を設け
たことを特徴とする請求項6記載の廃棄物溶融炉におけ
るダストの処理装置。 - 【請求項8】 廃熱ボイラーに過熱蒸気の発生器を設け
るとともに、排ガス温度調節器に脱水した抽出液を蒸発
するためのスプレーノズル又はディスクアトマイザーを
設けたことを特徴とする請求項6又は7記載の廃棄物溶
融炉におけるダストの処理装置。
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