| 【発明の名称】 |
使用済活性炭の処理方法及び廃棄物処理システム |
| 【発明者】 |
【氏名】小長谷 義明
【氏名】千田 健一郎
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| 【要約】 |
【課題】排ガス処理で使用した使用済活性炭を高温状態で完全燃焼させることにより、活性炭に吸着しているダイオキシン等の有害物質を確実かつ安全に分解処理する。
【解決手段】ごみ焼却炉排ガス中のダイオキシン等の吸着除去用に使用した活性炭を、酸素溶射バーナーの火炎中に通して焼却処理する。また、この酸素溶射バーナーの火炎を、焼却灰溶融炉の熱源として用いる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ごみ焼却炉排ガス中のダイオキシン等の有害物質の吸着除去用に使用した活性炭を、酸素溶射バーナーの火炎中に通して焼却処理することを特徴とする使用済活性炭の処理方法。
【請求項２】 廃棄物を燃焼させて高温高圧の蒸気を発生させるボイラーと、該ボイラーからの排ガス中に含まれるダイオキシン等の有害物質を活性炭により吸着除去する活性炭処理設備と、前記蒸気を使用したスチームタービンによって発電を行う発電装置と、該発電装置で発電した電力の少なくとも一部を動力として使用することにより酸素ガスを発生させる酸素製造装置と、該酸素製造装置で製造した酸素ガスを用いて燃料を燃焼させる酸素バーナーとともに、燃焼火炎中に前記活性炭処理設備で使用した使用済活性炭を投入して燃焼させる酸素溶射バーナーとを備えて前記ボイラーで生成した焼却灰を溶融処理する焼却灰溶融炉とを備えていることを特徴とする廃棄物処理システム。
【請求項３】 前記酸素溶射バーナーは、燃料として廃プラスチック溶融工程で製造される燃料油を使用することを特徴とする請求項２記載の廃棄物処理システム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用済活性炭の処理方法及び廃棄物処理システムに関し、詳しくは、ダイオキシン等の有害物質を吸着除去するために使用した活性炭を安全に処理するための方法及びダイオキシン排出量を低減するとともに、ダイオキシン除去用に使用した活性炭の処理も行える廃棄物処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の廃棄物処理においては、ダイオキシンや重金属類等の有害物質を無害化することだけでなく、最終処分場の不足に伴い、その減量化や再資源化が求められている。ダイオキシンは、低温度域の燃焼で発生し易いことから、廃棄物を燃焼させる場合は、２４時間連続式のストーカー炉や流動床炉で完全燃焼させるとともに、低温バグフィルターを採用することにより、かなり低いレベルに押さえることが可能である。
【０００３】しかし、ダイオキシンの排出抑制基準値は、焼却炉の処理能力が４ｔ／ｈ以上の新設炉では、０．１ｎｇ／Ｎｍ３と非常に厳しい条件であるため、安定的に基準値をクリアするためには、排ガス中に活性炭を吹込んだり、活性炭吸着塔を通過させたりするなどの手段でダイオキシンを吸着除去することが実施されている。
【０００４】一方、１日に概略１００トン以上の廃棄物を焼却する処理場では、２４時間連続式のストーカ炉や流動床炉で廃棄物を燃焼させ、排熱から高温高圧の蒸気を回収して廃棄物発電を行い、この廃棄物発電の電力を使用したプラズマ式，アーク式等の溶融炉により、焼却炉から排出される焼却灰を溶融処理することが行われており、焼却灰の無害化や減量化、さらには再資源化が行われている。
【０００５】また、１日当たりの廃棄物量が概略１００トンに満たない自治体では、２４時間連続炉を設置できないため、ダイオキシン対策から、燃焼方式ではなく廃棄物を固形燃料化することが行われつつある。このような小規模の自治体で製造された廃棄物固形化燃料（ＲＤＦ）は、公共施設等の燃料として使用されることもあるが、ダイオキシン等の排ガス対策からも、複数の小規模自治体で製造されたＲＤＦを集約し、例えば、２４時間連続式の流動床ボイラーで燃焼させることにより、高温高圧の蒸気を回収して廃棄物発電を行うことが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、ごみ焼却炉排ガス中のダイオキシンを活性炭で吸着除去することは、ダイオキシンの排出防止には有効であるが、同時に、ダイオキシンを吸着した使用済活性炭という二次廃棄物の問題が発生する。吸着済活性炭の処理方法としては、セメントで固化して地中に埋める方法、還元下で熱処理する方法、焼却処理する方法が提案されているが、技術的に確立されていないといわれている。すなわち、吸着済活性炭を確実に処理するためには、吸着済活性炭を高温状態で完全燃焼させ、ダイオキシンを完全に分解する必要がある。
【０００７】そこで本発明は、使用済活性炭を高温状態で完全燃焼させることができ、活性炭に吸着しているダイオキシン等の有害物質を確実かつ安全に分解処理することができる使用済活性炭の処理方法及び使用済活性炭を効率よく処理することができる廃棄物処理システムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の使用済活性炭の処理方法は、ごみ焼却炉排ガス中のダイオキシン等の吸着除去用に使用した活性炭を、酸素溶射バーナーの火炎中に通して焼却処理することを特徴としている。
【０００９】また、本発明の廃棄物処理システムは、廃棄物を燃焼させて高温高圧の蒸気を発生させるボイラーと、該ボイラーからの排ガス中に含まれるダイオキシン等の有害物質を活性炭により吸着除去する活性炭処理設備と、前記蒸気を使用したスチームタービンによって発電を行う発電装置と、該発電装置で発電した電力の少なくとも一部を動力として使用することにより酸素ガスを発生させる酸素製造装置と、該酸素製造装置で製造した酸素ガスを用いて燃料を燃焼させる酸素バーナーとともに、燃焼火炎中に前記活性炭処理設備で使用した使用済活性炭を投入して燃焼させる酸素溶射バーナーとを備えて前記ボイラーで生成した焼却灰を溶融処理する焼却灰溶融炉とを備えていることを特徴とし、特に、前記酸素溶射バーナーは、燃料として廃プラスチック溶融工程で製造される燃料油を使用することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の使用済活性炭の処理方法を適用した廃棄物処理システムの一形態例を示すブロック図である。この廃棄物処理システム１０は、前述の廃棄物固形化燃料（ＲＤＦ）５１を燃焼させて高温高圧の蒸気を発生させるＲＤＦ燃焼ボイラー１１と、該ＲＤＦ燃焼ボイラー１１で発生する排ガスの活性炭処理を行う活性炭処理設備１２と、前記ＲＤＦ燃焼ボイラー１１で発生した蒸気を使用したスチームタービンによって発電を行う発電装置１３と、該発電装置１３で発電した電力の少なくとも一部５２ａを動力として使用する酸素製造装置１４と、該酸素製造装置１４で製造した酸素ガス５３を用いた酸素溶射バーナー１５と、前記ＲＤＦ燃焼ボイラー１１で生成した焼却灰５４を溶融処理する焼却灰溶融炉１６と、廃プラスチックを処理して燃料油５５を製造する油化設備１７とを有している。
【００１１】前記ＲＤＦ燃焼ボイラー１１では、この廃棄物処理システム１０内に設置されたＲＤＦ製造装置１８で製造したＲＤＦだけではなく、他の小規模廃棄物処理場２０，２０に設置されたＲＤＦ製造装置２１，２１からのＲＤＦも燃焼させるようにしている。すなわち、各地で収集された廃棄物５６は、最寄りの廃棄物処理場に設置されたＲＤＦ製造装置１８，２０で固形燃料化され、この廃棄物処理システム１０に設置したＲＤＦ燃焼ボイラー１１で燃焼処理するように形成されている。
【００１２】活性炭処理設備１２は、ＲＤＦ燃焼ボイラー１１で発生する排ガス中に活性炭５７を吹き込み、該活性炭５７に排ガス中のダイオキシン等の有害物質を吸着させることにより、排ガスの浄化処理を行うものであって、有害物質を吸着した活性炭は、バグフィルター２２で排ガスから分離回収され、回収された使用済活性炭５８は、前記酸素溶射バーナー１５に送られる。
【００１３】酸素溶射バーナー１５は、酸素製造装置１４で製造した酸素ガス５３を支燃ガスとし、前記油化設備１７の廃プラスチック溶融工程で製造した燃料油５５を燃焼させることにより、高温の燃焼火炎を生成するものであって、前記使用済活性炭５８は、酸素溶射バーナー１５に設けられた通路から前記高温燃焼火炎中に投入される。このように、酸素溶射バーナー１５の高温燃焼火炎中に使用済活性炭５８を投入することにより、使用済活性炭５８を高温で完全燃焼させることができ、吸着していたダイオキシン等の有害物質を確実に分解することができる。この酸素溶射バーナー１５は、前記焼却灰溶融炉１６に設けられており、燃焼火炎の高熱は、焼却灰の溶融処理に利用される。
【００１４】さらに、焼却灰溶融炉１６には、酸素溶射バーナー１５と同様に、酸素製造装置１４で製造した酸素ガス５３と油化設備１７で製造した燃料油５５とを燃焼させて高温を得る酸素バーナー２３が設けられており、該酸素バーナー２３及び前記酸素溶射バーナー１５の燃焼により、炉内に１５００℃以上の高温状態を発生させている。このように、酸素バーナー２３による高温条件下で焼却灰５４の溶融処理を行うことにより、石材化等の比較的付加価値の高いものへの再資源化が可能なスラグ５９を得ることができる。
【００１５】前記酸素製造装置１４は、空気液化分離装置や膜分離装置を使用することもできるが、電力消費量が少なく、比較的高濃度の酸素ガスを安定して得ることができる圧力変動吸着分離式酸素製造装置（酸素ＰＳＡ装置）を使用することが好ましい。この酸素製造装置１４で製造する酸素ガス５３の純度は特に限定されるものではなく、大気よりも酸素濃度の高いガスならばそれなりの効果が得られる。さらに、窒素製造装置から排出される酸素濃度の高い排ガスを利用することもでき、空気液化分離装置のように、酸素ガス以外の製品ガス（液製品も含む）が得られる場合は、余剰の酸素ガスを含めてこれらの製品ガスを適当な用途２４に供給することができる。
【００１６】また、酸素溶射バーナー１５や酸素バーナー２３の燃料としては、前記燃料油５５に限らず、固体，液体，気体の任意のものを用いることができ、前記ＲＤＦ５１を燃料の一部として使用することもできる。さらに、前記発電装置１３で発電した電力に余裕がある場合は、この余剰電力５２ｂを電力会社２５に売電することができる。
【００１７】このように、発電装置１３で発電した電力の一部５２ａにより酸素製造装置１４を稼働させ、該酸素製造装置１４で製造した酸素ガスを酸素溶射バーナー１５に供給して使用済活性炭５８の焼却処理を行うことにより、廃棄物発電で発生した電力を有効に利用して排ガス処理に使用した使用済活性炭５８の処理を確実に行うことができる。さらに、酸素溶射バーナー１５及び酸素バーナー２３を使用した焼却灰溶融炉１６で焼却灰５４を高温溶融処理することにより、焼却灰５４を効率よく再資源化することができる。
【００１８】なお、酸素溶射バーナーやＲＤＦ燃焼ボイラー等の各種構成機器の方式，形式は任意であり、従来からこの種の機器に用いられているものを、処理量等の条件に応じて適宜に採用することができる。また、一般廃棄物を焼却する設備にも適用することが可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の使用済活性炭の処理方法によれば、ダイオキシン等を吸着した活性炭を、酸素溶射バーナーの高温火炎中で確実に分解することができる。また、酸素溶射バーナーで使用する酸素ガスを、廃棄物発電で得られた電力で酸素製造装置を稼働させて得ることにより、廃棄物発電で得た電力の有効利用が図れる。さらに、酸素溶射バーナーを、酸素バーナーを備えた焼却灰溶融炉に設けることにより、焼却灰を効率よく有効に再資源化することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２３１２３５
【氏名又は名称】日本酸素株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）５月２５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】木戸 一彦 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３３７０３８ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１２月１０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１４２９５２ |
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