JPH115069A - 重金属含有集じん灰をガラス化する方法及び溶融炉 - Google Patents
重金属含有集じん灰をガラス化する方法及び溶融炉Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルカリ含有添加剤の量を減らすとともに、
集じん灰の投入量を増やすことができる、煙道ガス浄化
により発生する高塩素含有率の重金属含有集じん灰をガ
ラス化する方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 溶融炉（１）の中で溶融させられる、特
に煙道ガス浄化により発生する塩素含有率が10重量％超
の重金属含有集じん灰（１８）をガラス化する方法にお
いて、主炉（２）の中で、溶融物（４）に溶け込むこと
のできない集じん灰（１８）の成分を２つの画分（２
２、２３）に分離し、第１画分（２２）が易揮発性成分
を、第２画分（２３）が塩類難揮発性成分を含み、第１
画分（２２）を蒸発させ、排ガス（１４）とともに炉か
ら取出し、凝縮物（２８）として回収し、第２画分（２
３）を液状塩として溶融物（４）の表面から分離、搬出
する。
集じん灰の投入量を増やすことができる、煙道ガス浄化
により発生する高塩素含有率の重金属含有集じん灰をガ
ラス化する方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 溶融炉（１）の中で溶融させられる、特
に煙道ガス浄化により発生する塩素含有率が10重量％超
の重金属含有集じん灰（１８）をガラス化する方法にお
いて、主炉（２）の中で、溶融物（４）に溶け込むこと
のできない集じん灰（１８）の成分を２つの画分（２
２、２３）に分離し、第１画分（２２）が易揮発性成分
を、第２画分（２３）が塩類難揮発性成分を含み、第１
画分（２２）を蒸発させ、排ガス（１４）とともに炉か
ら取出し、凝縮物（２８）として回収し、第２画分（２
３）を液状塩として溶融物（４）の表面から分離、搬出
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集じん灰を溶融炉
の中で溶融させ、続いて搬出することを特徴とし、しか
も、溶融物の状態調節のために添加剤を添加することが
できる、煙道ガス浄化により発生する塩素含有率が１０
wt.％超の重金属含有集じん灰をガラス化する方法、及
びその方法を実施するための溶融炉に関する。この範疇
の方法は例えばドイツ特許第４３４０７５４Ａ１号から
公知であり、デグロア炉は欧州特許第０６３３４１１Ａ
１号に記載されている。
の中で溶融させ、続いて搬出することを特徴とし、しか
も、溶融物の状態調節のために添加剤を添加することが
できる、煙道ガス浄化により発生する塩素含有率が１０
wt.％超の重金属含有集じん灰をガラス化する方法、及
びその方法を実施するための溶融炉に関する。この範疇
の方法は例えばドイツ特許第４３４０７５４Ａ１号から
公知であり、デグロア炉は欧州特許第０６３３４１１Ａ
１号に記載されている。
【０００２】
【従来の技術】溶融法により、ごみ焼却時に発生する集
じん灰のような、重金属含有集じん灰を処理することは
公知である。温度約１３００〜１４００℃で、集じん灰
は一般的に添加剤なしで電気溶融炉の中で溶融させら
れ、炉から搬出され、次に、問題なく投棄することがで
きるガラス状残渣が生じるように、冷却される。
じん灰のような、重金属含有集じん灰を処理することは
公知である。温度約１３００〜１４００℃で、集じん灰
は一般的に添加剤なしで電気溶融炉の中で溶融させら
れ、炉から搬出され、次に、問題なく投棄することがで
きるガラス状残渣が生じるように、冷却される。
【０００３】デグロア法の場合、溶融物の上方でも加熱
を行うことにより、ガス空間内で十分な高温が得られる
ことから、重金属のかなりの部分が蒸発させられる。換
気装置により炉から取出された排ガスは冷却され、バグ
フィルタを通され、そこで、凝縮された重金属が凝縮物
として捕捉される。この凝縮物は重金属の回収のために
冶金工場で選別することができる。溶融集じん灰は気密
サイフォンを経て炉から搬出され、次に冷却され、その
際ガラス状生成物が生じる。重金属蒸発によりガラス生
成物の品質が向上し、再利用が可能になる。これが、炉
上部での加熱がないために重金属が蒸発することのない
その他の公知の溶融法と比べたデグロア法の重要な効果
である。デグロア法は、ガス吸収を伴わない場合の金属
塩化物、金属硫酸塩及び金属亜硫酸塩の含有率が比較的
低い集じん灰のガラス化に関しては非常に優れているこ
とが実証されている。
を行うことにより、ガス空間内で十分な高温が得られる
ことから、重金属のかなりの部分が蒸発させられる。換
気装置により炉から取出された排ガスは冷却され、バグ
フィルタを通され、そこで、凝縮された重金属が凝縮物
として捕捉される。この凝縮物は重金属の回収のために
冶金工場で選別することができる。溶融集じん灰は気密
サイフォンを経て炉から搬出され、次に冷却され、その
際ガラス状生成物が生じる。重金属蒸発によりガラス生
成物の品質が向上し、再利用が可能になる。これが、炉
上部での加熱がないために重金属が蒸発することのない
その他の公知の溶融法と比べたデグロア法の重要な効果
である。デグロア法は、ガス吸収を伴わない場合の金属
塩化物、金属硫酸塩及び金属亜硫酸塩の含有率が比較的
低い集じん灰のガラス化に関しては非常に優れているこ
とが実証されている。
【０００４】しかし、煙道ガス浄化により発生する高塩
素含有生成物が混じっている集じん灰も発生する。例え
ば、二酸化硫黄と塩酸を除去するために、排ガスは石灰
洗浄され、その際、集じん灰とともに溶融させ、ガラス
化しなければならないカルシウム化合物が、特に、Ｃａ
ＳＯ3 、ＣａＳＯ4 及びＣａＣｌ2 が、副産物として発
生する。典型的には、この生成物は１０〜２０wt. ％の
塩素を、主としてＣａＣｌ2 の形で含有している。この
化合物は通常の溶融炉温度よりもはるかに高い沸点（＞
１６００℃）を有する。その結果、この塩化物を十分に
効果的に蒸気相に移行させることができない。同時に、
塩素のほんの一部しかガラス中に溶け込ませることがで
きない。
素含有生成物が混じっている集じん灰も発生する。例え
ば、二酸化硫黄と塩酸を除去するために、排ガスは石灰
洗浄され、その際、集じん灰とともに溶融させ、ガラス
化しなければならないカルシウム化合物が、特に、Ｃａ
ＳＯ3 、ＣａＳＯ4 及びＣａＣｌ2 が、副産物として発
生する。典型的には、この生成物は１０〜２０wt. ％の
塩素を、主としてＣａＣｌ2 の形で含有している。この
化合物は通常の溶融炉温度よりもはるかに高い沸点（＞
１６００℃）を有する。その結果、この塩化物を十分に
効果的に蒸気相に移行させることができない。同時に、
塩素のほんの一部しかガラス中に溶け込ませることがで
きない。
【０００５】この高塩含有率集じん灰を同様に溶融させ
ることができるようにするために、本出願人は、酸化
物、水酸化物又は炭酸塩の形のアルカリ含有添加剤を集
じん灰に添加し、その際、混合後には、アルカリの総量
と塩素の化学量論比が０．７５よりも、好ましくは１よ
りも大きくなる方法を提案した（ドイツ特許第１９６０
３３６５．９号）。適当なアルカリ含有添加剤の添加と
十分な排ガス量の確保により、塩化物の蒸発率は大きく
高まる。
ることができるようにするために、本出願人は、酸化
物、水酸化物又は炭酸塩の形のアルカリ含有添加剤を集
じん灰に添加し、その際、混合後には、アルカリの総量
と塩素の化学量論比が０．７５よりも、好ましくは１よ
りも大きくなる方法を提案した（ドイツ特許第１９６０
３３６５．９号）。適当なアルカリ含有添加剤の添加と
十分な排ガス量の確保により、塩化物の蒸発率は大きく
高まる。
【０００６】塩化物が主としてＮａＣｌとして蒸発する
ので、選別が無駄になるほど希釈された形で重金属が存
在する凝縮物の量がはるかに多くなるのが欠点となる。
もう１つの欠点は、余分に必要な添加剤、余分な排ガス
量、及び蒸発させるべき材料の増加のために、デグロア
プラントのエネルギー需要が増加することである。煙道
ガス浄化のために、石灰の代わりに、塩化物の蒸発率を
高めるための溶融炉へのアルカリ含有添加剤の添加を不
要にする、例えばＮａＨＣＯ3 のような、アルカリを使
用した場合にも、この最後に挙げた２つの欠点が現れ
る。
ので、選別が無駄になるほど希釈された形で重金属が存
在する凝縮物の量がはるかに多くなるのが欠点となる。
もう１つの欠点は、余分に必要な添加剤、余分な排ガス
量、及び蒸発させるべき材料の増加のために、デグロア
プラントのエネルギー需要が増加することである。煙道
ガス浄化のために、石灰の代わりに、塩化物の蒸発率を
高めるための溶融炉へのアルカリ含有添加剤の添加を不
要にする、例えばＮａＨＣＯ3 のような、アルカリを使
用した場合にも、この最後に挙げた２つの欠点が現れ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれら全ての
欠点を回避しようとするものである。その基本的な課題
は、必要なアルカリ含有添加剤の量を減らすとともに、
集じん灰の投入量を増やすことができる、上記の種類の
煙道ガス浄化により発生する高塩素含有率の重金属含有
集じん灰をガラス化する方法及び装置を提供することに
ある。それに加えて、全体の運転コストが低下するよう
に、必要な電力及び排ガス量を減らすものとする。さら
に、凝縮物からの重金属の回収の経済性を高めることを
可能にするものとする。
欠点を回避しようとするものである。その基本的な課題
は、必要なアルカリ含有添加剤の量を減らすとともに、
集じん灰の投入量を増やすことができる、上記の種類の
煙道ガス浄化により発生する高塩素含有率の重金属含有
集じん灰をガラス化する方法及び装置を提供することに
ある。それに加えて、全体の運転コストが低下するよう
に、必要な電力及び排ガス量を減らすものとする。さら
に、凝縮物からの重金属の回収の経済性を高めることを
可能にするものとする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は、請求項１の前提部分による方法において、主炉の
中で、溶融物に溶け込むことのできない集じん灰の成分
を２つの画分に分離し、第１画分が易揮発性成分を、第
２画分が塩類難揮発性成分を含み、第１画分を蒸発さ
せ、排ガスとともに炉から取出し、凝縮物として回収
し、第２画分を液状塩として溶融物の表面から分離し、
搬出することにより解決される。すなわち本発明は、集
じん灰（１８）を主炉（２）と搬出炉（５）からなる溶
融炉（１）の中で上方加熱により溶融物（４）になるま
で溶融させ、続いて搬出する、塩素含有率が１０wt. ％
超の重金属含有集じん灰（１８）をガラス化する方法に
おいて、主炉（２）の中で、溶融物（４）に溶け込むこ
とのできない集じん灰（１８）の成分を２つの画分（２
２、２３）に分離し、第１画分（２２）が易揮発性成
分、特に重金属を含み、第２画分（２３）が塩類難揮発
性成分を含み、第１画分（２２）を蒸発させ、排ガス
（１４）とともに炉から取出し、凝縮物（２８）として
回収し、第２画分（２３）を重金属含有量の低い液状塩
として溶融物（４）の表面から分離し、搬出することを
特徴とする方法を提供するものである。
題は、請求項１の前提部分による方法において、主炉の
中で、溶融物に溶け込むことのできない集じん灰の成分
を２つの画分に分離し、第１画分が易揮発性成分を、第
２画分が塩類難揮発性成分を含み、第１画分を蒸発さ
せ、排ガスとともに炉から取出し、凝縮物として回収
し、第２画分を液状塩として溶融物の表面から分離し、
搬出することにより解決される。すなわち本発明は、集
じん灰（１８）を主炉（２）と搬出炉（５）からなる溶
融炉（１）の中で上方加熱により溶融物（４）になるま
で溶融させ、続いて搬出する、塩素含有率が１０wt. ％
超の重金属含有集じん灰（１８）をガラス化する方法に
おいて、主炉（２）の中で、溶融物（４）に溶け込むこ
とのできない集じん灰（１８）の成分を２つの画分（２
２、２３）に分離し、第１画分（２２）が易揮発性成
分、特に重金属を含み、第２画分（２３）が塩類難揮発
性成分を含み、第１画分（２２）を蒸発させ、排ガス
（１４）とともに炉から取出し、凝縮物（２８）として
回収し、第２画分（２３）を重金属含有量の低い液状塩
として溶融物（４）の表面から分離し、搬出することを
特徴とする方法を提供するものである。
【０００９】本発明において好ましくは、集じん灰（１
８）の組成に応じて、第１画分（２２）と第２画分（２
３）の質量比を０．１〜１０の範囲で調整する。また、
第１画分と第２画分の質量比の大きさを、処理条件、好
ましくは、温度、排ガス量及びアルカリ含有添加剤量の
選択により調整する。主炉（２）の中の溶融物（４）の
表面にある第２画分（２３）の厚さは、好ましくは１cm
超、さらに好ましくは３〜１０cmの範囲に調整する。好
ましくは、炉からの排ガス量の調節のために、主炉
（２）の中に供給空気（１７）を送込む。供給空気（１
７）は、主炉（２）に入れる前に、主炉（２）から流出
する液状塩（２３）により予熱することが好ましい。
８）の組成に応じて、第１画分（２２）と第２画分（２
３）の質量比を０．１〜１０の範囲で調整する。また、
第１画分と第２画分の質量比の大きさを、処理条件、好
ましくは、温度、排ガス量及びアルカリ含有添加剤量の
選択により調整する。主炉（２）の中の溶融物（４）の
表面にある第２画分（２３）の厚さは、好ましくは１cm
超、さらに好ましくは３〜１０cmの範囲に調整する。好
ましくは、炉からの排ガス量の調節のために、主炉
（２）の中に供給空気（１７）を送込む。供給空気（１
７）は、主炉（２）に入れる前に、主炉（２）から流出
する液状塩（２３）により予熱することが好ましい。
【００１０】本発明は、ドイツ特許第１９６０３３６
５．９号による溶融プラントの運転の際に、事実上Ｃａ
Ｃｌ2 、ＮａＣｌ及びＫＣｌだけからなり、特に凝縮物
と比べて濃度の低い重金属を含む安定した液状塩層がガ
ラス状溶融物の表面に形成されることがあるという予想
外の発見に基づくものである。本発明によれば、塩全体
が集じん灰のその他の揮発性成分とともに蒸発させられ
ることがなくなる。
５．９号による溶融プラントの運転の際に、事実上Ｃａ
Ｃｌ2 、ＮａＣｌ及びＫＣｌだけからなり、特に凝縮物
と比べて濃度の低い重金属を含む安定した液状塩層がガ
ラス状溶融物の表面に形成されることがあるという予想
外の発見に基づくものである。本発明によれば、塩全体
が集じん灰のその他の揮発性成分とともに蒸発させられ
ることがなくなる。
【００１１】本発明によれば、請求項８の前提部分によ
る方法を実施するための溶融炉の場合、これは、主炉の
外壁内に、ガラス溶融物上で浮遊している塩用の横流出
口を備えることにより実現される。この横開口の下縁
は、リップタイルにより決定される溶融物液面から約１
〜１０cmの高さにある。すなわち本発明は、溶融物
（４）を収容するための溶融物タンク（３）を備えた主
炉（２）と、処理すべき集じん灰（１８）と添加剤（２
０）の供給用の少なくとも１つの投入装置（１５）と、
投入装置（１５）から空間的に隔てられ、サイフォン
（３０）を経て溶融物タンク（３）と連結され、隔壁
（６）により主炉（２）から分離されている少なくとも
１つの搬出炉（５）と、主炉（２）の中に突出した少な
くとも１つの第１加熱装置（９）と、搬出炉（５）の中
に突出した少なくとも１つの第２加熱装置（１１）と、
主炉（２）と搬出炉（５）の中の溶融物（４）の中に配
設した浴電極の形の少なくとも各１つの第３加熱装置
（１２）と、少なくとも１つの排ガス（１４）用取出し
装置（１３）と、搬出炉（５）の中に配設した少なくと
も１つのリップタイル（８）付き搬出装置（７）とを含
む、上記方法を実施するための溶融炉（１）において、
主炉（２）の外壁に塩搬出用側面開口（１６）が備えて
あり、その下縁が、リップタイル（８）により決定され
る溶融物液面よりも約１〜１０cm高いところに配設して
あることを特徴とする溶融炉を提供するものである。好
ましくは、開口（１６）は、主炉（２）と搬出炉（５）
の間の隔壁（６）の近くに配設してあり、塩搬出用開口
（１６）は、同時に供給空気（１７）の計量添加用とし
ても利用される。
る方法を実施するための溶融炉の場合、これは、主炉の
外壁内に、ガラス溶融物上で浮遊している塩用の横流出
口を備えることにより実現される。この横開口の下縁
は、リップタイルにより決定される溶融物液面から約１
〜１０cmの高さにある。すなわち本発明は、溶融物
（４）を収容するための溶融物タンク（３）を備えた主
炉（２）と、処理すべき集じん灰（１８）と添加剤（２
０）の供給用の少なくとも１つの投入装置（１５）と、
投入装置（１５）から空間的に隔てられ、サイフォン
（３０）を経て溶融物タンク（３）と連結され、隔壁
（６）により主炉（２）から分離されている少なくとも
１つの搬出炉（５）と、主炉（２）の中に突出した少な
くとも１つの第１加熱装置（９）と、搬出炉（５）の中
に突出した少なくとも１つの第２加熱装置（１１）と、
主炉（２）と搬出炉（５）の中の溶融物（４）の中に配
設した浴電極の形の少なくとも各１つの第３加熱装置
（１２）と、少なくとも１つの排ガス（１４）用取出し
装置（１３）と、搬出炉（５）の中に配設した少なくと
も１つのリップタイル（８）付き搬出装置（７）とを含
む、上記方法を実施するための溶融炉（１）において、
主炉（２）の外壁に塩搬出用側面開口（１６）が備えて
あり、その下縁が、リップタイル（８）により決定され
る溶融物液面よりも約１〜１０cm高いところに配設して
あることを特徴とする溶融炉を提供するものである。好
ましくは、開口（１６）は、主炉（２）と搬出炉（５）
の間の隔壁（６）の近くに配設してあり、塩搬出用開口
（１６）は、同時に供給空気（１７）の計量添加用とし
ても利用される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下では、実施の形態及び図１を
参照しながら、本発明についてさらに詳細な説明を行
う。図１は、溶融物４を受取るための溶融物タンク３を
下部に備えた主炉２と搬出炉５からなる溶融炉１の概略
を示したものである。搬出炉５はサイフォン３０を介し
て溶融物タンク３と連結され、隔壁６により主炉２から
分離されている。サイフォン３０に対向する搬出炉５の
壁には、ガラス溶融物４を搬出するためのリップタイル
８付き搬出装置７としての溢流口が配設してある。セラ
ミック製保護管に囲まれた電気加熱エレメント９の形の
第１加熱装置が上方から主炉２のガス空間１０の中に突
出しているが、溶融物４の中には達していない。電気加
熱エレメント１１の形の第２加熱装置が同様に上方から
搬出炉５の中に突出しているが、溶融物４とは接触して
いない。サイフォン３０の前、中及び後の領域には、浴
電極１２の形の第３加熱エレメントが備えてあり、これ
らの第３加熱エレメントは常に溶融物４の中に浸漬され
ており、サイフォン３０の通路が溶融炉１の運転中につ
まることのないような措置が講じられている。主炉２の
中にはさらに排ガス１４用の取出し装置１３が備えてあ
る。処理すべき集じん灰を主炉２の中に投入するため
に、主炉２の前壁に、溶融物４の液面よりも上方に位置
する投入口３１が配設してある。供給は、例えばスクリ
ューコンベヤのような、投入装置１５により行われる。
参照しながら、本発明についてさらに詳細な説明を行
う。図１は、溶融物４を受取るための溶融物タンク３を
下部に備えた主炉２と搬出炉５からなる溶融炉１の概略
を示したものである。搬出炉５はサイフォン３０を介し
て溶融物タンク３と連結され、隔壁６により主炉２から
分離されている。サイフォン３０に対向する搬出炉５の
壁には、ガラス溶融物４を搬出するためのリップタイル
８付き搬出装置７としての溢流口が配設してある。セラ
ミック製保護管に囲まれた電気加熱エレメント９の形の
第１加熱装置が上方から主炉２のガス空間１０の中に突
出しているが、溶融物４の中には達していない。電気加
熱エレメント１１の形の第２加熱装置が同様に上方から
搬出炉５の中に突出しているが、溶融物４とは接触して
いない。サイフォン３０の前、中及び後の領域には、浴
電極１２の形の第３加熱エレメントが備えてあり、これ
らの第３加熱エレメントは常に溶融物４の中に浸漬され
ており、サイフォン３０の通路が溶融炉１の運転中につ
まることのないような措置が講じられている。主炉２の
中にはさらに排ガス１４用の取出し装置１３が備えてあ
る。処理すべき集じん灰を主炉２の中に投入するため
に、主炉２の前壁に、溶融物４の液面よりも上方に位置
する投入口３１が配設してある。供給は、例えばスクリ
ューコンベヤのような、投入装置１５により行われる。
【００１３】この種の溶融炉は欧州特許第０６３３４４
１Ａ１号の対象となっており、繰返しを避けるためにこ
こでそのことを明確に指摘しておく。本発明によれば、
主炉２の外壁には、後に説明する塩搬出のための側面開
口１６が備えてある。開口１６の下側は、塩層なしの炉
の運転時の溶融物液面の高さよりも約１〜１０cm高いと
ころに位置している。この溶融物液面はリップタイル８
とほぼ同じ高さである。開口１６は、塩搬出とともに、
供給空気１７の計量添加用としても同時に使用される。
１Ａ１号の対象となっており、繰返しを避けるためにこ
こでそのことを明確に指摘しておく。本発明によれば、
主炉２の外壁には、後に説明する塩搬出のための側面開
口１６が備えてある。開口１６の下側は、塩層なしの炉
の運転時の溶融物液面の高さよりも約１〜１０cm高いと
ころに位置している。この溶融物液面はリップタイル８
とほぼ同じ高さである。開口１６は、塩搬出とともに、
供給空気１７の計量添加用としても同時に使用される。
【００１４】塩素含有率が典型的には１０〜２０wt. ％
又はそれ以上のごみ焼却プラントの煙道ガス浄化により
発生する重金属含有集じん灰１８を、混合機１９の中
で、酸化物、水酸化物又は炭酸塩の形の添加剤２０と混
合し、続いて中間サイロ２１の中で中間貯蔵する。投入
装置１５により、混合物を溶融炉１の主炉２の中に投入
し、溶融させる。添加物は基本的には、集じん灰１８か
ら溶融しやすく安定したガラスを製造するために必要と
なる。本発明によれば、集じん灰の全ての塩素含有成分
を蒸発させることが必ずしも必要なくなるので、ドイツ
特許第１９６０３３６５．９号によるアルカリ含有添加
剤が必要なくなるか、ないしは使用量を大きく減らすこ
とができる。
又はそれ以上のごみ焼却プラントの煙道ガス浄化により
発生する重金属含有集じん灰１８を、混合機１９の中
で、酸化物、水酸化物又は炭酸塩の形の添加剤２０と混
合し、続いて中間サイロ２１の中で中間貯蔵する。投入
装置１５により、混合物を溶融炉１の主炉２の中に投入
し、溶融させる。添加物は基本的には、集じん灰１８か
ら溶融しやすく安定したガラスを製造するために必要と
なる。本発明によれば、集じん灰の全ての塩素含有成分
を蒸発させることが必ずしも必要なくなるので、ドイツ
特許第１９６０３３６５．９号によるアルカリ含有添加
剤が必要なくなるか、ないしは使用量を大きく減らすこ
とができる。
【００１５】処理条件、特に温度、排ガス量及びアルカ
リ含有添加剤量の選択により、蒸発させ、凝縮物として
回収する揮発性成分、特に重金属塩化物（第１画分２
２）と、液状塩２３（第２画分）として溶融物から分離
し、連続的又はバッチ式で開口１６から搬出し、容器２
４の中に回収する塩類成分との割合を調整することがで
きる。第２画分２３は、より重い揮発性成分、特にＣａ
Ｃｌ2 、ＮａＣｌ及びＫＣｌを含んでいる。溶融物４は
連続的又は間欠的に搬出炉５から排出され、ガラス状生
成物２９として保管されるか、又はさらに加工される。
リ含有添加剤量の選択により、蒸発させ、凝縮物として
回収する揮発性成分、特に重金属塩化物（第１画分２
２）と、液状塩２３（第２画分）として溶融物から分離
し、連続的又はバッチ式で開口１６から搬出し、容器２
４の中に回収する塩類成分との割合を調整することがで
きる。第２画分２３は、より重い揮発性成分、特にＣａ
Ｃｌ2 、ＮａＣｌ及びＫＣｌを含んでいる。溶融物４は
連続的又は間欠的に搬出炉５から排出され、ガラス状生
成物２９として保管されるか、又はさらに加工される。
【００１６】蒸発させた第１画分を含めた溶融炉の排ガ
ス１４は換気装置２５により溶融炉から吸出され、冷却
空気２６により冷却（急冷）される。それにより、重金
属化合物はガスから凝縮及び昇華し、例えばバグフィル
タ２７のような、後置のフィルタの中で凝縮物２８とし
て分離し、後にさらに加工することができる。濾過され
た空気は例えばごみ焼却プラントにリサイクルすること
ができる。
ス１４は換気装置２５により溶融炉から吸出され、冷却
空気２６により冷却（急冷）される。それにより、重金
属化合物はガスから凝縮及び昇華し、例えばバグフィル
タ２７のような、後置のフィルタの中で凝縮物２８とし
て分離し、後にさらに加工することができる。濾過され
た空気は例えばごみ焼却プラントにリサイクルすること
ができる。
【００１７】両画分２２と２３の蒸発特性の違いから、
凝縮物２８となるＰｂのような一般的な易揮発性重金属
と、主として塩として搬出すべき難揮発性ＮａＣｌ、Ｋ
Ｃｌ及びＣａＣｌ2 との分離が起こる。凝縮物２８には
重金属が非常に富化されているので、重金属回収を目的
とした再利用の価値が再び出てくるのである。集じん灰
１８の組成に応じて、凝縮物２８と液状塩２３の質量比
は０．１〜１０の間であるものとすることが好ましい。
凝縮物２８となるＰｂのような一般的な易揮発性重金属
と、主として塩として搬出すべき難揮発性ＮａＣｌ、Ｋ
Ｃｌ及びＣａＣｌ2 との分離が起こる。凝縮物２８には
重金属が非常に富化されているので、重金属回収を目的
とした再利用の価値が再び出てくるのである。集じん灰
１８の組成に応じて、凝縮物２８と液状塩２３の質量比
は０．１〜１０の間であるものとすることが好ましい。
【００１８】重要であるのは、塩の蒸発を制限し、その
結果、塩層２３の厚さが、集じん灰１８を連続的に供給
した場合は、他に特別の措置なしでも、時間とともに増
大することである。これは、溶融物の上方の排ガス量の
削減及び／又は温度の低下、又はアルカリ含有添加剤量
の削減により実現することができる。しかしその際に重
要であるのは、炉内の温度を、一方では、溶融率が低す
ぎるために非溶融投入物が開口１６の近くの表面を覆う
のを防止し、他方では、重金属の十分な蒸発を確保する
のに十分な高さに保つことである。そのために、１２０
０℃以上の温度が絶対に必要である。従って、上炉の中
の加熱装置が不可欠である。
結果、塩層２３の厚さが、集じん灰１８を連続的に供給
した場合は、他に特別の措置なしでも、時間とともに増
大することである。これは、溶融物の上方の排ガス量の
削減及び／又は温度の低下、又はアルカリ含有添加剤量
の削減により実現することができる。しかしその際に重
要であるのは、炉内の温度を、一方では、溶融率が低す
ぎるために非溶融投入物が開口１６の近くの表面を覆う
のを防止し、他方では、重金属の十分な蒸発を確保する
のに十分な高さに保つことである。そのために、１２０
０℃以上の温度が絶対に必要である。従って、上炉の中
の加熱装置が不可欠である。
【００１９】液状塩の連続的又はバッチ式搬出により、
集じん灰１８を連続的に供給した場合は、塩層２３の厚
さが、時間平均で一定になる。下にあるガラス溶融物４
とのきれいな分離を確実に行うためには、塩層の厚さは
１cm超であるものとする。好ましくは、塩層の厚さは３
〜１０cmを目標とする。特に集じん灰１８が高い送り速
度で溶融炉１の中に投入される場合は、この値が大きい
方が効果的である。融点が低く、粘度が低いために、溶
融塩２３は搬入された集じん灰１８を非常に効率的に包
込むことになる。これが熱伝導を高め、搬入された集じ
ん灰１８の溶融速度を高める結果をもたらす。これによ
り、送り速度が高い場合に、接触時には上炉の加熱エレ
メント９を破壊することにある非溶融集じん灰１８の山
が形成されるのが回避される。
集じん灰１８を連続的に供給した場合は、塩層２３の厚
さが、時間平均で一定になる。下にあるガラス溶融物４
とのきれいな分離を確実に行うためには、塩層の厚さは
１cm超であるものとする。好ましくは、塩層の厚さは３
〜１０cmを目標とする。特に集じん灰１８が高い送り速
度で溶融炉１の中に投入される場合は、この値が大きい
方が効果的である。融点が低く、粘度が低いために、溶
融塩２３は搬入された集じん灰１８を非常に効率的に包
込むことになる。これが熱伝導を高め、搬入された集じ
ん灰１８の溶融速度を高める結果をもたらす。これによ
り、送り速度が高い場合に、接触時には上炉の加熱エレ
メント９を破壊することにある非溶融集じん灰１８の山
が形成されるのが回避される。
【００２０】ガラス溶融物４の表面に塩層２３が形成さ
れると、ガラス溶融物と比べると密度が小さいために、
主炉２の中の溶融物液面が上昇する。側面開口１６は、
溶融物４の表面を浮遊している塩２３用の溢流口を形成
し、塩２３は側面に取付けられた容器２４の中に捕集す
ることができる。この方法により、プラントの連続運転
が可能になる。搬出された塩が非溶融集じん灰１８によ
り汚染されることがないように、主炉２と搬出炉５の間
の隔壁６の近くに塩搬出用の開口１６を配設することが
有益である。開口１６は同時に主炉への供給空気１７の
計量添加にも使用することができる。供給空気１７の量
により炉からの排ガス１４の量を調整し、それにより、
蒸発させる成分の割合を決定する。開口１６から出てく
る熱い塩２３を供給空気１７の予熱に使用すれば、好都
合である。
れると、ガラス溶融物と比べると密度が小さいために、
主炉２の中の溶融物液面が上昇する。側面開口１６は、
溶融物４の表面を浮遊している塩２３用の溢流口を形成
し、塩２３は側面に取付けられた容器２４の中に捕集す
ることができる。この方法により、プラントの連続運転
が可能になる。搬出された塩が非溶融集じん灰１８によ
り汚染されることがないように、主炉２と搬出炉５の間
の隔壁６の近くに塩搬出用の開口１６を配設することが
有益である。開口１６は同時に主炉への供給空気１７の
計量添加にも使用することができる。供給空気１７の量
により炉からの排ガス１４の量を調整し、それにより、
蒸発させる成分の割合を決定する。開口１６から出てく
る熱い塩２３を供給空気１７の予熱に使用すれば、好都
合である。
【００２１】
【発明の効果】本発明の効果は、特に、凝縮物には重金
属が非常に富化されているので、重金属回収を目的とし
た再利用の価値が再び出てくることにある。さらに、公
知の技術形態に比べて、アルカリ含有添加剤の量を減ら
すことができ、しかも炉温度を下げることができ、その
結果、一方では炉各部の寿命が延長し、他方では必要な
電力を減らすことができる。集じん灰の投入量が相当に
増加し、その結果、全体としてプラントの運転コストを
下げることができる。
属が非常に富化されているので、重金属回収を目的とし
た再利用の価値が再び出てくることにある。さらに、公
知の技術形態に比べて、アルカリ含有添加剤の量を減ら
すことができ、しかも炉温度を下げることができ、その
結果、一方では炉各部の寿命が延長し、他方では必要な
電力を減らすことができる。集じん灰の投入量が相当に
増加し、その結果、全体としてプラントの運転コストを
下げることができる。
【００２２】集じん灰の組成に応じて、第１画分である
凝縮物と第２画分である液状塩の質量比を０．１〜１０
の範囲に調整することが特に有益である。第１画分と第
２画分の質量比の大きさは、処理条件、好ましくは、温
度、排ガス量及びアルカリ含有添加剤量の選択により調
整する。重要であるのは、塩の、つまり、第２画分の蒸
発を制限することである。これは、溶融物の上方の排ガ
ス量の削減及び／又は温度の低下、又はアルカリ含有添
加物量の削減により行われる。最後に、主炉の中の溶融
物の表面に存在している第２画分について、厚さを１cm
超に、好ましくは３〜１０cmに調整することが効果的で
ある。これにより、塩層とその下にあるガラス溶融物と
のきれいな分離が確実に行われる。集じん灰が高い送り
速度で溶融炉の中に投入される場合は、この値が大きい
方が効果的である。
凝縮物と第２画分である液状塩の質量比を０．１〜１０
の範囲に調整することが特に有益である。第１画分と第
２画分の質量比の大きさは、処理条件、好ましくは、温
度、排ガス量及びアルカリ含有添加剤量の選択により調
整する。重要であるのは、塩の、つまり、第２画分の蒸
発を制限することである。これは、溶融物の上方の排ガ
ス量の削減及び／又は温度の低下、又はアルカリ含有添
加物量の削減により行われる。最後に、主炉の中の溶融
物の表面に存在している第２画分について、厚さを１cm
超に、好ましくは３〜１０cmに調整することが効果的で
ある。これにより、塩層とその下にあるガラス溶融物と
のきれいな分離が確実に行われる。集じん灰が高い送り
速度で溶融炉の中に投入される場合は、この値が大きい
方が効果的である。
【００２３】さらに、炉からの排ガス量の調節のために
主炉の中に送込まれる空気を、主炉の中に入る前に、主
炉から出てくる液状塩により予熱することが有益であ
る。供給空気の量により、炉からの排ガス量を調整し、
それにより、蒸発させる成分の割合を決定する。それに
加えて、溶融炉の中の主炉と搬出炉の間の隔壁の近くに
塩搬出用の開口を配設してあることが効果的である。こ
れにより、搬出された塩が非溶融集じん灰により汚染さ
せることが防止される。最後に、簡単な方法で熱い流出
塩を供給空気の予熱に使用することができるので、塩搬
出用の開口を同時に供給空気の計量添加用としても備え
てあることが効果的である。
主炉の中に送込まれる空気を、主炉の中に入る前に、主
炉から出てくる液状塩により予熱することが有益であ
る。供給空気の量により、炉からの排ガス量を調整し、
それにより、蒸発させる成分の割合を決定する。それに
加えて、溶融炉の中の主炉と搬出炉の間の隔壁の近くに
塩搬出用の開口を配設してあることが効果的である。こ
れにより、搬出された塩が非溶融集じん灰により汚染さ
せることが防止される。最後に、簡単な方法で熱い流出
塩を供給空気の予熱に使用することができるので、塩搬
出用の開口を同時に供給空気の計量添加用としても備え
てあることが効果的である。
【００２４】ごみ焼却プラントの乾式排ガス処理の集じ
ん灰を処理するデグロアプラントの運転の際には、塩化
物の７０％が液状塩として搬出され、本発明による方法
により、ドイツ特許第１９６０３３６５．９号による公
知の方法と比べて、以下の効果を得ることができる。 −必要な添加剤の量の約６０％の削減、 −集じん灰の投入量の相当の増加（少なくとも３０％）
ないしは溶融炉の構造のコンパクト化、 −必要な電力量の約３０％の削減、 −排ガス量の約４０％の削減、 −炉温度の５０℃以上の低下、 −運転コストの削減、 −凝縮物からの重金属の回収の経済性の向上。
ん灰を処理するデグロアプラントの運転の際には、塩化
物の７０％が液状塩として搬出され、本発明による方法
により、ドイツ特許第１９６０３３６５．９号による公
知の方法と比べて、以下の効果を得ることができる。 −必要な添加剤の量の約６０％の削減、 −集じん灰の投入量の相当の増加（少なくとも３０％）
ないしは溶融炉の構造のコンパクト化、 −必要な電力量の約３０％の削減、 −排ガス量の約４０％の削減、 −炉温度の５０℃以上の低下、 −運転コストの削減、 −凝縮物からの重金属の回収の経済性の向上。
【図１】本発明の溶融炉の概略を示す図面である。
１：溶融炉、２：主炉、３：溶融物タンク、４：溶融
物、５：搬出炉、６：隔壁、７：溶融物用搬出装置、
８：リップタイル、９：主炉用セラミック保護管付き電
熱エレメント、１０：主炉のガス空間、１１：搬出炉用
電熱エレメント、１２：浴電極、１３：排ガス取出し装
置、１４：排ガス、１５：投入装置、１６：塩搬出用開
口、１７：供給空気、１８：集じん灰、１９：混合装
置、２０：添加剤、２１：中間サイロ、２２：第１画分
（揮発性成分）、２３：第２画分（液状塩）、２４：第
２画分（液状塩）容器、２５：換気装置、２６：冷却空
気、２７：フィルタ、２８：凝縮物、２９：ガラス、３
０：サイフォン、３１：主炉への入口
物、５：搬出炉、６：隔壁、７：溶融物用搬出装置、
８：リップタイル、９：主炉用セラミック保護管付き電
熱エレメント、１０：主炉のガス空間、１１：搬出炉用
電熱エレメント、１２：浴電極、１３：排ガス取出し装
置、１４：排ガス、１５：投入装置、１６：塩搬出用開
口、１７：供給空気、１８：集じん灰、１９：混合装
置、２０：添加剤、２１：中間サイロ、２２：第１画分
（揮発性成分）、２３：第２画分（液状塩）、２４：第
２画分（液状塩）容器、２５：換気装置、２６：冷却空
気、２７：フィルタ、２８：凝縮物、２９：ガラス、３
０：サイフォン、３１：主炉への入口
Claims (10)
- 【請求項１】 集じん灰（１８）を主炉（２）と搬出炉
（５）からなる溶融炉（１）の中で上方加熱により溶融
物（４）になるまで溶融させ、続いて搬出する、塩素含
有率が１０wt. ％超の重金属含有集じん灰（１８）をガ
ラス化する方法において、主炉（２）の中で、溶融物
（４）に溶け込むことのできない集じん灰（１８）の成
分を２つの画分（２２、２３）に分離し、第１画分（２
２）が易揮発性成分、特に重金属を含み、第２画分（２
３）が塩類難揮発性成分を含み、第１画分（２２）を蒸
発させ、排ガス（１４）とともに炉から取出し、凝縮物
（２８）として回収し、第２画分（２３）を重金属含有
量の低い液状塩として溶融物（４）の表面から分離し、
搬出することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 集じん灰（１８）の組成に応じて、第１
画分（２２）と第２画分（２３）の質量比を０．１〜１
０の範囲で調整することを特徴とする請求項１に記載の
方法。 - 【請求項３】 第１画分と第２画分の質量比の大きさ
を、処理条件、好ましくは、温度、排ガス量及びアルカ
リ含有添加剤量の選択により調整することを特徴とする
請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 主炉（２）の中の溶融物（４）の表面に
ある第２画分（２３）の厚さを１cm超に調整することを
特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 第２画分（２３）の厚さを３〜１０cmの
範囲に調整することを特徴とする請求項４に記載の方
法。 - 【請求項６】 炉からの排ガス量の調節のために、主炉
（２）の中に供給空気（１７）を送込むことを特徴とす
る請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項７】 供給空気（１７）を、主炉（２）に入れ
る前に、主炉（２）から流出する液状塩（２３）により
予熱することを特徴とする請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 溶融物（４）を収容するための溶融物タ
ンク（３）を備えた主炉（２）と、処理すべき集じん灰
（１８）と添加剤（２０）の供給用の少なくとも１つの
投入装置（１５）と、投入装置（１５）から空間的に隔
てられ、サイフォン（３０）を経て溶融物タンク（３）
と連結され、隔壁（６）により主炉（２）から分離され
ている少なくとも１つの搬出炉（５）と、主炉（２）の
中に突出した少なくとも１つの第１加熱装置（９）と、
搬出炉（５）の中に突出した少なくとも１つの第２加熱
装置（１１）と、主炉（２）と搬出炉（５）の中の溶融
物（４）の中に配設した浴電極の形の少なくとも各１つ
の第３加熱装置（１２）と、少なくとも１つの排ガス
（１４）用取出し装置（１３）と、搬出炉（５）の中に
配設した少なくとも１つのリップタイル（８）付き搬出
装置（７）とを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記
載の方法を実施するための溶融炉（１）において、主炉
（２）の外壁に塩搬出用側面開口（１６）が備えてあ
り、その下縁が、リップタイル（８）により決定される
溶融物液面よりも約１〜１０cm高いところに配設してあ
ることを特徴とする溶融炉。 - 【請求項９】 開口（１６）が主炉（２）と搬出炉
（５）の間の隔壁（６）の近くに配設してあることを特
徴とする請求項８に記載の溶融炉。 - 【請求項１０】 塩搬出用開口（１６）が同時に供給空
気（１７）の計量添加用としても備えられていることを
特徴とする請求項８又は９に記載の溶融炉。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19723599:9 | 1997-06-05 | ||
| DE19723599A DE19723599A1 (de) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | Verfahren zum Verglasen von schwermetallhaltigen Reststoffen mit einem über 10 Massen-% liegenden Chlorgehalt sowie Schmelzofen zur Durchführung des Verfahrens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH115069A true JPH115069A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=7831497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10153275A Pending JPH115069A (ja) | 1997-06-05 | 1998-06-02 | 重金属含有集じん灰をガラス化する方法及び溶融炉 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6315810B1 (ja) |
| EP (1) | EP0882679A1 (ja) |
| JP (1) | JPH115069A (ja) |
| DE (1) | DE19723599A1 (ja) |
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| JP2008531959A (ja) * | 2005-02-10 | 2008-08-14 | サン−ゴバン・ベトロテ・フランス | ガスから熱を抽出し、凝縮物を回収するための装置 |
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| US6620092B2 (en) * | 2001-05-11 | 2003-09-16 | Chem Pro | Process and apparatus for vitrification of hazardous waste materials |
| US7211038B2 (en) * | 2001-09-25 | 2007-05-01 | Geosafe Corporation | Methods for melting of materials to be treated |
| CA2596206A1 (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-03 | Geosafe Corporation | Thermally insulating liner for in-container vitrification |
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| JP6011451B2 (ja) * | 2013-05-14 | 2016-10-19 | 日本電気硝子株式会社 | フィーダー |
| JP2017534554A (ja) * | 2014-09-24 | 2017-11-24 | コーニング インコーポレイテッド | フュージョンドロー機械のための揮発濾過システム |
| TWI685386B (zh) * | 2017-02-24 | 2020-02-21 | 永續發展股份有限公司 | 利用週波及電漿的廢棄物玻璃化處理方法及設備 |
Family Cites Families (19)
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|---|---|---|---|---|
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| DE3904613A1 (de) * | 1989-02-16 | 1990-09-06 | Sorg Gmbh & Co Kg | Umweltfreundliches verfahren zur ueberfuehrung von festen abfallstoffen in glasform |
| DE3841889A1 (de) * | 1988-09-10 | 1990-03-15 | Sorg Gmbh & Co Kg | Verfahren zur ueberfuehrung von festen, weitgehend wasserfreien abfallstoffen in glasform sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
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